| 研究概要 |
近年,材料の軽量化や複合化などによる高機能化にともない,板材成形の分野でも,これまで加工の対象としてこなかったような材料への対応がせまられている.鉄鋼材料を例にとれば,軽量化を目的とした高強度鋼板,耐食性や美的要求からの表面処理鋼板やステンレス鋼板の使用などが挙げられる。これらの高機能,高付加価値化は,板材成形においては必ずしも好都合とはならず,むしろ成形性の低下をもたらす場合が多い。新材料に適した成形技術および成形条件を確立するためには,まず,成形中の材料の破断予測を的確に行えるようにすることが不可欠である。
従来,板材の成形限界予測には塑性不安定ないし分岐理論が広く用いられてきた。しかし,塑性不安定ないし分岐理論による予測は,材料の塑性特性が十分に把握され,精度よく数式化されていることが前提となる。種々の高機能鋼板の場合,それらの塑性特性は不明な点も多く,また,それぞれの鋼板について,個々に複雑な塑性構成式を作成するのも得策とは考えられない。
これに対し,本研究組織は最近の研究で,板材成形の有限要素シミュレーションで計算される応力・ひずみ分布およびそれらの履歴から,延性破壊条件式を用いて破壊発生の有無を予測する方法を提案している。昨年度は,種々の特殊鋼板を含む板材の深絞り,穴拡げなどの基本的成形における破断予測モデルを作成した。
本年度はこれを発展させ,数種類の延性破壊条件式を適用してその有効性を比較するとともに,数値実験を行って,それぞれの鋼板に対する最適な加工条件を見いだした。また,鋼板のみならず,鋼板と他種金属との積層複合板についての成形限界予測も行い,良好な結果を得た。
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