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金属板材の温間プレス成形CAEを実現する応力-ひずみモデルの構築と成形限界予測

研究課題

研究課題/領域番号 17K06056
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 機械材料・材料力学
研究機関広島大学

研究代表者

濱崎 洋  広島大学, 工学研究科, 助教 (30437579)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワードアルミニウム合金 / 温間変形 / プレス成形 / 異方性 / 温度依存性 / ひずみ速度依存性 / 等塑性仕事面 / アルミニウム合金板 / 温間成形 / オーステナイト系ステンレス鋼 / マルテンサイト変態 / 粘塑性 / 構成モデル / 機械材料・材料力学 / 機械工作・生産工学 / 金属物性
研究成果の概要

アルミニウムの温間二軸変形特性を調査するため温間二軸試験装置を開発した.本装置は室温から300℃まで試験片を加熱でき,さらにひずみ速度と応力比を同時に制御可能である.
本装置によりA5182-O,A5182-O板材の温間二軸引張試験を実施し等塑性仕事面を求めた.その結果,A5182-O材では等塑性仕事面形状はvon Misesにほぼ一致し,A1050-O材ではTrescaに一致した.また,等塑性仕事面形状は温度,ひずみ速度の影響をほとんど受けないことを確認した.これは供試材が焼鈍し材であり昇温で集合組織が変化しないこと,FCCのため温間ですべり系が変わらないためである.

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまでアルミニウム合金の温間二軸変形特性を調査した例はほとんどなく,本研究で得られた実験結果は金属の変形特性の一部を解明しており学術的に意義がある.また,温間での引張試験に求められる温度制御の許容値も明確にしており,今後の材料試験の標準化に対して指針を示すものである.また,本試験結果をもとに応力‐ひずみ構成則を構築することで単軸だけでなく多軸変形も高精度に記述できるようになるためプレス成形シミュレーションの計算精度向上が期待できる.これにより,プレス現場での金型設計や材料の加熱条件,冷却工程の設計などをコンピュータシミュレーションで実施でき,コストと開発時間の短縮が図れる.

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Modelling of cyclic plasticity and martensitic transformation for type 304 austenitic stainless steel2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Hamasaki, Tatsuya Ohno, Takashi Nakano, Eiichiro Ishimaru
    • 雑誌名

      International Journal of Mechanical Sciences

      巻: 146-147 ページ: 536-543

    • DOI

      10.1016/j.ijmecsci.2017.12.003

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 温間二軸引張試験によるアルミニウム合金の温間二軸変形特性観察2019

    • 著者名/発表者名
      大須賀智孝, 濱﨑洋
    • 学会等名
      第137回軽金属学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 1000系および5000系アルミニウム板材の温間二軸変形2019

    • 著者名/発表者名
      大須賀智孝, 濱﨑洋
    • 学会等名
      日本塑性加工学会中国・四国支部第20回学生研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Biaxial deformation on AA5182-O aluminium alloy sheet at warm temperature2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Hamasaki
    • 学会等名
      The 11th International Conference and Workshop on Numerical Simulation of 3D Sheet Metal Forming Processes
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Stress-strain curve and martensite volume fraction under biaxial tension for type 304 stainless steel2018

    • 著者名/発表者名
      Shota Kusaka, Hiroshi Hamasaki
    • 学会等名
      The 11th International Conference and Workshop on Numerical Simulation of 3D Sheet Metal Forming Processes
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A5182-Oアルミニウム合金板の温間応力緩和特性2017

    • 著者名/発表者名
      濱崎 洋
    • 学会等名
      軽金属学会第133回秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 5000系アルミニウム合金板の温間等塑性仕事面の実験観察2017

    • 著者名/発表者名
      玉城 史彬
    • 学会等名
      日本塑性加工学会中国・四国支部学生研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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