Study on Flow Rule of Thin Steel Sheet for Advanced Press Forming Simulation

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K15061
• Research Institution: Gifu University
• Principal Investigator: 箱山 智之 岐阜大学, 工学部, 助教 (20799720)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 薄鋼板 / 材料モデル / 材料試験 / 流動則 / SD効果

Outline of Annual Research Achievements

本研究では，軟鋼板をはじめとする薄鋼板を対象に，供試材の引張試験および圧縮試験を行い，降伏関数と塑性ポテンシャル関数を同定する．供試材の静水圧依存性を測定・評価することで，静水圧依存性と非関連流動則の関係性を調査する．さらにそれに基づく材料モデルを構築し，プレス成形シミュレーションに及ぼすそれらの影響の解明を目的としている．
2020年度に構築した単軸圧縮試験装置を用いて，高張力鋼板の単軸圧縮試験を行った．変形初期においては異常が見られなかったが，試験の進行とともに座屈防止用治具に不具合が現れた．そのため，その修正に主に取り組み，修正治具の再作成を行っている．2022年度において，修正治具を用いた単軸圧縮試験の実施と材料特性の評価を行う．変形初期の測定結果に基づき，高張力鋼板および超高張力鋼板のSD効果を測定し，SD効果と材料強度の関係を評価した．
2020年度に立式した構成式に基づいて，有限要素解析ソフトウェアに導入するためのユーザーサブルーチンの開発に取り組んだ．有限要素解析ソフトウェア内で仮想実験を行い，実試験と比較した．単軸引張試験および単軸圧縮試験を行い，応力－ひずみ曲線を比較することで，仮想実験は実試験を概ね表現することを確認し，サブルーチンおよび構成式の妥当性を確認した．しかしながら，仮想実験においては時間増分を非常に細かくしなければならないなど，プレス成形シミュレーションを実施するための課題が見られ，2022年度に対応する予定である．

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

3年目に実施予定であった，ユーザーサブルーチンの構築を先行して進めてはいるが，課題が見つかった．
開発した単軸圧縮試験装置の治具に不具合が確認されたために，その修正に取り組んでおり，当初予定した材料試験の実施に遅れが出ている．
以上より，当初の計画と比較して，進捗が進んでいる項目があるものの，プレス成形シミュレーションの基礎となるデータの取得が遅れており，全体として，計画よりやや遅れている状況である．

Strategy for Future Research Activity

2021年度の課題を含め，本年度は以下の通り遂行する計画である．
1.単軸圧縮試験装置の治具の組み立ておよびその動作確認を行い，軟鋼板および高張力鋼板の引張試験および圧縮試験を実施し，その挙動を調査する．その結果に基づき，材料モデルを同定する．
2.材料構成則を組み込むユーザーサブルーチンの積分方法を改良し，現実的な時間増分でプレス成形シミュレーションを実施可能とする．
3.プレス成形試験とシミュレーションを実施し，両者を比較することで，材料モデルの精度を検証する．

Causes of Carryover

単軸引張試験および単軸圧縮試験の実施が，装置不具合に伴い遅れており，材料調達および試験片加工が2022年度に変更となったことが理由である．2022年度に当該試験を行うことから，それに供する予定である．