2010 Fiscal Year Annual Research Report
プレス成形性と強度・剛性を考慮した軽量多孔質積層板最適設計技術の開発
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22560112
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
日野 隆太郎 広島大学, 大学院・工学研究院, 准教授 (10283160)
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| Keywords | 成形加工 / 成形プロセス最適化 |
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| Research Abstract |
新たな軽量板材として,小さな円孔を規則的に配列(正三角形格子配列)した多孔質板をコア層とし,その両面に薄いスキン層を拡散接合した3層構造の軽量積層板である多孔質積層板を試作した.素材としては拡散接合性の良い銅板を用いた.
多孔質積層板とその構成素材であるコア層の多孔質板,素材の銅板について二軸引張り試験を行うことで二軸応力状態下における多孔質積層板の変形挙動を表現する等塑性仕事曲面を調査し,多孔質積層板のマクロな変形挙動を表現することを試みた.その結果,素材である純銅単一板の等塑性仕事曲面はほぼvon Misesの降伏曲面に一致した.コア層である多孔質板の等塑性仕事曲面については,マクロ降伏応力レベルは大幅に低下し,その曲面形状は孔の最密配列方向の応力とその直交方向の応力の比が0:1となる方向では応力レベルが高く,1:1となる方向では低くなるような面内異方性を示した.また多孔質積層板の等塑性仕事曲面は,マクロ降伏応力レベルは構成素材である単一板,多孔質板の中間程度となり,その曲面形状は2つの等塑性仕事曲面の特徴を平均したような形となり,結果としてvon Misesの降伏曲面にやや近づいた.これはコア層である多孔質板の有する面内異方性がスキン層によって緩和された結果と考えられる.
また,均質化法およびFEM解析により多孔質積層板,多孔質板の等塑性仕事曲面を解析的に取得した.さらに,実験により得られた多孔質積層板の等塑性仕事曲面からマクロ降伏関数を選定し,多孔質積層板の張り出し成形解析を行った.その結果を用いて均質化法による局所化解析を行って多孔質積層板の円孔またはその配列が局所変形に及ぼす影響を調査した.
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