2021 Fiscal Year Annual Research Report
予塑性変形を受けた鋼の相変態挙動の実験的検討と弾塑性構成モデルの構築
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19K04067
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
大下 賢一 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (60334471)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 相変態 / 変態塑性 / 構成式 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
SCM440 およびS45C材に対してオーステナイト領域においてあらかじめ引張荷重による塑性変形を加えたのちに変態開始直前に弾性曲げ荷重を与え，その塑性変形がパーライト変態および等温ベイナイト変態時の変態塑性挙動に与える影響について実験的に検討した．得られた結果によると，S45Cのパーライト変態およびSCM440の等温ベイナイト変態に対して引張予塑性ひずみの増加に伴い変態塑性たわみ及び変態塑性係数が減少し，予塑性ひずみは変態塑性挙動を抑制することがわかった．そこで変態塑性係数の値を近似することにより変態塑性係数と引張予塑性ひずみの関係を導出し，相当塑性ひずみ依存型の変態塑性構成式を提案した．
次に同構成式を汎用ソフトAbaqusに新たにコーディングすることで有限要素解析を実施した．これによると従来型構成式を用いて得られた変態塑性たわみは実験結果に傾向に反して予塑性変形の増加とともにわずかに増加しているのに対して，本研究で提案した構成式を用いて得られた変態塑性たわみは実験結果とほぼ一致しており，本研究で提案した構成式を用いることにより十分な精度で表現できることが分かった．これにより加熱・冷却状態で引張・曲げ応力を板材に負荷するホットプレス過程を模擬した実験結果に対しても，より精緻なシミュレーションが可能となった．
ホットプレス現象を高精度にシミュレーションするためには鋼の変態塑性挙動の予塑性ひずみ依存性を考慮した熱・弾塑性構成式の構築が欠かせない．このようにして得られた材料モデルの基づくシミュレーションにより成形不具合の予測精度向上が期待される．
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