Flow stress modelling in large strain region during non-monotonic loading for new guideline to improve formability
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21K03785
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 18020:Manufacturing and production engineering-related
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
上島 伸文 東北大学, 工学研究科, 助教 (10733131)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2023: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
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| Keywords | 流動応力 / 高ひずみ域 / 内部変数モデル / サーボプレス / 成形性 |
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| Outline of Research at the Start |
サーボプレスによる成形性向上の原因として、材料屋の観点からは応力緩和によるひずみの均一化に興味が持たれる。今まで申請者を含め非単調負荷引張試験で負荷パターンと伸び、流動応力の関係が調べられて来たが、高ひずみ領域が測定されていない。鍛造予測には高ひずみ領域の情報が必要であることから、非単調圧縮試験により高ひずみ領域での応力ひずみ曲線の負荷パターン依存性を明らかにし、そのモデル化を行う。本研究により確立される流動応力モデルを元に三次元局所分岐理論を用いて加工性の向上を評価し、実験と比較することにより、負荷パターンの適切な選択による加工性向上を予測できるモデルを提案する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
令和4年度はサーボプレス機を用いて実施する大型のチャネルダイ圧縮試験の金型設計に取り組んだ。
令和3年度の成果から、円柱状圧縮試験ではほとんど応力緩和による影響が見られないことが明らかとなったことから、より均一に圧縮できるチャネルダイ圧縮試験を行い、真ひずみ0.7程度まで均一に圧縮できる条件を明らかにした。しかしながら、より大きなひずみを得ようとした際には、途中で座屈のような変形状態となってしまうことが問題であった。そこで、令和4年度は表面の影響を少なくするため、よりスケールアップしたチャネルダイ圧縮試験用金型の設計に取り組んだ。有限要素法を用いた金型変形計算によって、1000系のアルミニウム合金を想定した際に、真ひずみ2程度まで圧縮できる形状を明らかにした。また、入力した材料の応力ひずみ曲線と、摩擦や金型の変形を考慮した際の荷重の計算結果から算出した応力ひずみ曲線が良く一致していることが確認できた。
次に、摩擦の影響を少なくするために、種々の潤滑剤を用いた際の摩擦係数を、リング状試験片の圧縮試験により調査した。その結果、0.1程度の摩擦係数を得ることのできる条件を明らかにした。
これらの結果から、サーボプレス機に設置可能な金型を設計し、製作を進めているところである。今後、この金型を用いて高ひずみ域の応力ひずみ曲線および、除荷、保持の影響を調査する予定である。並行して、高ひずみ域での割れの予測に関する円柱状圧縮試験の計画も進めており、高ひずみ域での応力ひずみ関係が得られれば、即座に割れの予測に応用できる見込みである。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
サーボプレス機に設置する金型設計は初めての試みであり、種々の検討に予想よりも大幅に時間がかかったことが原因である。
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| Strategy for Future Research Activity |
金型設計にあたり、現在はサーボプレス機のメーカの協力が得られており、遅れを取り戻すことができる見込みである。
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Report
(2 results)
Research Products
(3 results)
