2019 Fiscal Year Annual Research Report
Improvement of accuracy of in-service strength evaluation simulation of cold forged parts
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17K06856
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
早川 邦夫 静岡大学, 創造科学技術大学院, 教授 (80283399)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
上森 武 岡山大学, 自然科学研究科, 准教授 (70335701)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 塑性加工 / バウシンガー効果 / 冷間鍛造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
引抜き冷間鍛造材料であるSUS304線材を用いて，単軸引張試験，単純せん断試験を行い塑性域での挙動を比較した．そして，数値解析を用いて引抜き-単軸引張シミュレーションを行い引抜き加工が材料挙動に及ぼす影響を調査した．
引抜き-単軸引張シミュレーションを行うために複合硬化則であるChabocheモデルのパラメータ同定を行った．商用有限要素解析ソフトウェアSimufact Formingを用いて繰返し単純せん断試験を再現しトライアル＆エラーによりパラメータ同定を行った．次に，焼きなまし材の繰返し単純せん断試験結果と同定した材料パラメータを用いて行ったシミュレーションを行った．実験結果とシミュレーション結果を比較するとおおよそ一致した．そのため，繰返し単純せん断試験法は，供試材の引抜き加工の影響を受けないことが示唆された．
繰返し単純せん断試験からパラメータを同定したChabocheモデルを用いて引抜き加工シミュレーションを行った．次に，その加工履歴を受け継いで単軸引張試験シミュレーションを行った．引抜き－引張試験シミュレーションの結果は，単軸引張試験に近づくことが示された．以上から，単純せん断試験と単軸引張試験による応力の差異は，供試材の予変形（引抜き加工）によって，複合硬化則における降伏条件の大きさおよび中心位置が変化したことが原因であることが示された．
まとめると，引抜き材の単軸引張試験と単純せん断試験結果を比較すると塑性域での挙動が一致しなかった．それは，供試材の予加工である引抜き加工によって材料が引張方向に加工硬化し，降伏条件が変化したことが原因であると考えられる．同一の材料パラメータで引抜き材，焼きなまし材の繰返し単純せん断試験を表現することができた．すなわち，繰返し単純せん断試験法は，供試材の引抜き加工の影響が単軸負荷試験に比べて小さいことが明らかになった．
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