可変分割ブランクホルダー力と初期ブランク形状の多目的最適設計

• 研究課題/領域番号: 26420076
• 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: 設計工学・機械機能要素・トライボロジー
• 研究機関: 金沢大学
• 研究代表者: 北山 哲士 金沢大学, 機械工学系, 教授 (90339698)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2016年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2015年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: 最適設計 / 逐次近似最適化 / 機械学習 / 塑性加工 / シミュレーション / 多目的最適化

研究成果の概要

本研究では薄板材の深絞り加工を対象に，成形中に材料を押さえる力であるブランクホルダー力を制御しつつ，成形後の耳が最小となるようなブランク形状の同時最適設計法を提案した．提案手法の基礎的検討を行うため，角筒を対象に可変ブランクホルダー力とブランク形状の最適設計を行い，サーボプレスで検証実験を行った．次に，複雑形状を対象に，シミュレーションで分割ブランクホルダー力とブランク形状の同時最適設計を行い，サーボプレスで検証実験を行い，整合性の高い結果を得た．自動車部品等の複雑な成形品に対し，成形不良なく成形するためには分割可変ブランクホルダー力は有効な成形法の一つであることを示すことができた．

研究成果

• [雑誌論文] 深絞り加工におけるブランク形状と分割可変ブランクホルダー力の同時最適化 (2017)
  • 著者名/発表者名: 河本基一郎，宮坂卓嗣，山道顕，野田拓也，北山哲士，小山浩季，山崎光悦
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集 巻: 83-845 ページ: 16-00485
  • NAID: 130005303827
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Numerical and experimental case study on simultaneous optimization of blank shape and variable blank holder force trajectory in deep drawing (2017)
  • 著者名/発表者名: Kitayama, S., Koyama, H., Kawamoto, K., Noda, T., Yamamichi, K., Miyasaka, T.
  • 雑誌名: Structural and Multidisciplinary Optimization 巻: 55-1 号: 1 ページ: 347-359
  • DOI: 10.1007/s00158-016-1484-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] 機械学習と最適化の融合による薄板成形技術開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 北山哲士
  • 雑誌名: シミュレーション 巻: 35-4 ページ: 228-232
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical investigation and optimization of pulsating and variable blank holder force for identification of formability window for deep drawing of cylindrical cup (2016)
  • 著者名/発表者名: Kitayama, S., Natsume, S., Yamazaki, K., Han, J., Uchida, H.
  • 雑誌名: International Journal of Advanced Manufacturing Technology 巻: 82(1-4) 号: 1-4 ページ: 583-593
  • DOI: 10.1007/s00170-015-7385-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multi-objective optimization of blank shape for deep drawing with variable blank holder force via sequential approximate optimization (2015)
  • 著者名/発表者名: Kitayama, S., Saikyo, M., Kawamoto, K., Yamamichi, K.
  • 雑誌名: Structural and Multidisciplinary Optimization 巻: 52-5 号: 5 ページ: 1001-1012
  • DOI: 10.1007/s00158-015-1293-1
  • 査読あり
• [学会発表] Simultaneous optimization of blank shape and variable blank holder force trajectory in deep drawing (2016)
  • 著者名/発表者名: Miyasaka, T., Kawamoto, K., Kitayama, S., Koyama, H., Yamamichi, K., Noda, T.
  • 学会等名: Asian Congress of Structural and Multidisciplinary Optimization 2016
  • 発表場所: 長崎, Brick Hall
  • 年月日: 2016-05-22
  • 国際学会
• [学会発表] Sequential Approximate Optimization Using Radial Basis Function and its Application (2015)
  • 著者名/発表者名: Kitayama, S.
  • 学会等名: 3rd International Workshops on Advances in Computational Mechanics
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2015-10-12
  • 招待講演
• [学会発表] Simultaneous optimization of initial blank shape and blank holder force trajectory for square cup deep drawing using sequential approximate optimization (2015)
  • 著者名/発表者名: Kitayama, S., Saikyo, M., Kawamoto, K., Yamamichi, K.
  • 学会等名: 11th World Congress of Structural and Multidisciplinary Optimization
  • 発表場所: Sydney
  • 年月日: 2015-06-07
  • 国際学会
• [学会発表] 角筒深絞り加工を対象とした初期ブランク形状と可変ブランクホルダー力の同時最適化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 斎京真里奈・北山哲士
  • 学会等名: 日本機械学会 第11回最適化シンポジウム2014（
  • 発表場所: 金沢
  • 年月日: 2014-12-12 – 2014-12-13
• [図書] 人工知能・機械学習・ディープラーニング関連技術とその活用 (2016)
  • 著者名/発表者名: 北山哲士他37名
  • 総ページ数: 296
  • 出版者: 情報機構