2011 Fiscal Year Research-status Report
板材異方性及びバウシンガー効果のマルチスケール解析とそのプレス成形への応用
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23760121
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| Research Institution | Kinki University |
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Principal Investigator |
上森 武 近畿大学, 工学部, 講師 (70335701)
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| Project Period (FY) |
2011-04-28 – 2014-03-31
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| Keywords | 結晶塑性理論 / 巨視的塑性理論 / バウシンガー効果 / r値 / 降伏曲面 / 高精度構成方程式 |
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| Research Abstract |
現在，解析においては汎用有限要素法Marcに結晶塑性理論を導入し，単軸引張試験解析，面内繰返し反転応力－ひずみ関係の解析，二軸引張試験解析を行えるようにした．この解析で解析可能とする金属材料はFCC，BCCそしてHCP金属であり，ほぼ全ての金属を解析可能としている．また，実験に関してはアルミニウム合金，高張力鋼板，そしてマグネシウム合金板の入手ならびに試験片作成，一部金属において上記材料試験を行った．現在，実験実施ならびに解析結果との比較で得られた知見を以下に示すと，FCC金属材料においては，従来の結晶塑性理論で計算した単軸引張応力－ひずみ，面内繰返し反転応力－ひずみ，二軸引張変形挙動（等塑性ひずみ曲面）の結果と実験結果はほぼ一致しており，従来提案されてきた構成方程式を用いた結晶塑性理論による数値解析を使用することで，ある程度の材料変形挙動の予測が可能であることがわかった．しかしながら，非常に大きな偏りを持つ集合組織を有した金属板の場合においては，金属の変形挙動を再現するためには理論修正・高精度構成方程式が必要と考えられる．また，BCC金属においては，金属材料が有する結晶方位情報と現状の構成方程式を利用した解析では限界があることがわかった．等二軸状態においての解析結果の近似度の悪さは著しく，この点を修正する理論構築も現在検討・計算中である．HCP金属材料の変形については現在面内反転応力－ひずみ挙動の解析ならびに実験を行っており，HCP金属で非常に重要な双晶変形，更には双晶変形後の双晶消失挙動も再現可能な構成方程式を作成した．これについてはかなり高精度なものを作成できている．現時点で室温を仮定した解析であるため，今後は高温条件における実験と解析検証を行いたいと考えている．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初予定していた装置・機器の納入が遅れたため，研究の一部においては進捗が遅れているものの，金属材料の変形を検討できる解析ツールの完成や一部の金属においては実験と解析との比較検討もできており，当初考えていた計画通り，おおむね順調に進展していると思われる．しかしながら，前述した通り，高精度構成方程式構築に必要な実験データが満足に得られていないため，この点を解消すべく，実験実施ならびにそのデータ検証を行う予定である．
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| Strategy for Future Research Activity |
現状の問題点である実験データを十分に取得するとともに，結晶塑性理論を用いた数値解析を行う．結晶塑性理論においては現在検討中の高精度構成方程式を導入した解析を行い，現状の結晶塑性理論精度を大幅に改善することを目的とする．また，本理論を用いた数値解析結果を巨視的塑性理論に反映させること，具体的には高精度降伏関数への情報伝達を検討する予定である．特に計算時間が著しく早い巨視的塑性理論に結晶塑性理論から得られた知見が導入されることで，現在，その計測が一般的になってきたEBSP装置と単純な引張試験により高精度塑性加工数値解析が可能になる可能性があるため，本件にかなり注力して研究活動を行う予定である．
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
次年度の研究経費は，申請書にて提示した通り，汎用有限要素法ソフトウェアのラインセンス更新料とプリポストソフトウェアのライセンス更新料とする予定である．
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