2016 Fiscal Year Annual Research Report
Optimization of process metallurgy based on crystal plasticity finite element method using misorientation theory
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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 | 結晶塑性 / 有限要素法 / ミスオリエンテーション / 結晶方位 / 並列計算 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
FCC金属板材の成形性向上を目的として，開発したミスオリエンテーション理論に基づくマルチスケール有限要素解析プログラムを用いて板材創製過程における種々の圧延・調質条件を設計変数（パラメータ）とする最適化計算を実施した．この解析は計算量が膨大であることから巨視有限要素メッシュの領域分割に基づくMPI (Message Passing Interface)並列化を導入することで，板圧延，張り出し成形，V曲げといった実機のマルチスケールシミュレーションを可能にした．
最終年度においては，まずアルミニウム合金板材A6022-T43について，ランクフォード値（r値）向上と面内異方性低下を目指し，2段圧延の最適圧延パラメータを求めた．その結果，従来の板材に比べr値が1.6倍向上し，面内異方性は1.78倍減少することが確認された．つぎに，銅合金Cu-2.30Ni-0.65Si, Cu-8.0Sn-P板材の曲げ加工性について，圧延条件および熱処理時間の最適化を行った結果，高曲げ加工性かつ低スプリングバック性の材料創製が可能であることが示唆された．
以上により，本研究課題全体によって板材創製過程における種々の創製パラメータによって塑性変形誘起の結晶方位回転，および熱処理による再結晶といった微視結晶形態の変化を解析可能にし，これによる巨視的な板材の機械的特性をコンピュータシミュレーションすることが可能となった．さらに開発したマルチスケール解析コードを利用し，多目的・大域的離散最適化を行うことで板材創製パラメータの最適化が可能であることを示した．
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