2013 Fiscal Year Annual Research Report
次世代輸送機器軽量化材料の準高ひずみ速度二軸応力試験システムの開発
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23360318
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
桑原 利彦 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60195609)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | 二軸バルジ試験 / 異方硬化 / 降伏関数 / ひずみ速度 / 成形限界 / シミュレーション / 鋼板 / アルミ合金 |
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| Research Abstract |
供試材：板厚1mmの5000系アルミ合金板，冷延IF鋼板，590MP級高張力鋼板を用いた．
試験方法：十字形試験片および円管試験片を用いて二軸応力試験を行った．応力比（圧延方向：圧延直角方向）＝1:0, 4:1, 2:1, 4:3, 1:1, 3:4, 1:2, 1:4, 0:1の線形応力経路に加えて，590MP級高張力鋼板に対しては1:2=>-1:1，1:2=>2:1などの応力比を除荷なしで急変させる複合負荷経路について実験を行い，異方硬化挙動や成形限界を測定した．
研究成果：5000系アルミ合金板については，Yld2000-2d降伏関数の次数と異方性パラメータを参照ひずみ（もしくは塑性仕事）の関数として表現することにより，供試材の異方硬化挙動を再現できる材料モデルを構築することができた．さらに，構築した異方硬化モデルを有限要素解析ソフトウェアに組み込み，液圧バルジ成形解析を行った．その結果，成形初期から成形終了に至るすべてのひずみレベルで，異方硬化モデルの解析精度は等方硬化モデルに比べて格段に向上することを確認した．冷延IF鋼板（SPCD）については，異方硬化挙動に及ぼすひずみ速度の影響は小さい，ひずみ速度の増加に伴い，成形限界ひずみが低下することを明らかにした．590MP級高張力鋼板については，成形限界のM-K解析（Marciniak and Kuczynski, 1967）を行い実験値と比較した．その結果，成形限界予測の高精度化のためには，降伏関数の異方性パラメータの決定方法も重要であり，加工硬化および塑性ひずみ速度方向の双方をバランスよく満たすように異方硬化モデルを構築することが必要である．さらに，異方硬化モデルによるM-K解析結果は等方硬化モデルよりも実験値精度よく再現できることがわかった．
以上要するに，板材成形シミュレーションの高精度化には，異方硬化挙動を再現できる材料モデルの使用が有効であることを立証した．
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| Current Status of Research Progress |
Reason
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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