2014 Fiscal Year Research-status Report
ミスオリエンテーション結晶塑性有限要素法に基づくプロセスメタラジー最適化
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26420029
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| Research Institution | Osaka Institute of Technology |
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Principal Investigator |
倉前 宏行 大阪工業大学, 工学部, 准教授 (90298802)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | マルチスケール解析 / 結晶塑性有限要素法 / 動的再結晶 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
主に自動車車体用（ボディパネル用）アルミニウム合金について，高強度と高成形性能を兼ね備えた新規板材創製のためのプロセスメタラジー手法を開発している．ここでは，まず板材創製プロセスにおける多数の圧延工程，および熱処理条件が微視結晶集合組織発展に及ぼす影響について，ミスオリエンテーション理論に基づく結晶均質化・熱・弾/結晶粘塑性連成マルチスケール有限要素解析により明らかにするため，熱間圧延を想定した動的再結晶シミュレーションコードを開発した．本コードは，厚板材の熱間圧延変形にともなって蓄積される塑性仕事による温度上昇（塑性発熱）を考慮した熱・弾/結晶粘塑性解析を実現可能なものである．さらに，動的再結晶による結晶方位回転を再現するため，Zennerの理論をもとに板材ND方向と結晶{001}面との角度αに注目し，回転角αと温度との関係を定式化し，実験結果を基にパラメータ同定を完了した．
熱間異周速圧延を想定した試解析の結果，圧延後の板材においてせん断集合組織（{111}<110>, {111}<112>, {001}<110>）に加え，動的再結晶を考慮した熱間圧延解析によりCube方位（{100}<001>）の集積が確認された．さらに塑性発熱に伴う温度変化を考慮することにより，板材の軟化により塑性変形誘起の結晶方位回転にも差違が生じることが確認された．
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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
アルミニウム合金板材の熱間圧延工程シミュレーションのための熱・弾/結晶粘塑性マルチスケール有限要素解析コードを構築した．
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| Strategy for Future Research Activity |
板材創製過程における種々の圧延・調質条件のうち，たとえば圧延段数，ロール経・周速度，周速比，圧下率，熱処理温度・時間などのパラメータを設計変数とし，塑性ひずみ経路と集合組織発展への影響をマルチスケール有限要素解析により明らかにする．さらに創製後の板材について，成形性（たとえばr値）を目的関数とする大域的最適化問題を定式化し，離散最適化アルゴリズムにより最適パラメータを導出する．
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| Causes of Carryover |
大規模並列計算を実行する並列処理環境として，当初計画ではマルチコアプロセッサ搭載の計算サーバを導入予定であったが，安価かつ多数コアを利用可能な並列コプロセッサボードを導入したことにより，減額となった．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度に実施予定の実験検証に充てる．
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