| 研究概要 |
今年度は,より高い加工精度のニーズに対して,材料変形特性の高精度計測・評価方法の確立とシミュレーションの改良を行った.まず,昨年度開発したレーザー干渉測長計を導入した引張試験で得られた測定した塑性変形に伴う弾性係数の変化に対して,曲げ実験及びシミュレーションによって,その信頼性について評価した.さらに,塑性変形が進行することに伴い,ヤング率が低下していく現象のメカニズムを把握するために,変形による金属板材の内部でのマイクロ的な材料特性の変化等について計測・評価した.マイクロ的な機械特性をマクロ変形特性との相関を評価し,マクロな変形をより高精度にシミュレートすることを目的とした.
具体的な研究成果は以下に示す.
a)塑性変形に伴い,ヤング率が減少する傾向をモデル化し,プロセスシミュレーションのスプリングバック予測する構成式に適用し,スプリングバックの予測を行い,実験値と比較した結果,曲げ角度に関して,従来の計算より高い予測精度が得られた.
b)変形前と後の金属板材断面の結晶組織観察を行い,曲げ変形による結晶組織の変化を画像処理によって定量的に評価した.その結果,変形によって個々の結晶粒は大きく変形し,ひずみが大きい表層部では大きなダメージが観察された.また,結晶粒の変形を定量評価したところ,ひずみ量との相関があることが分った.
c)ナノインデンテーションを用いて結晶粒内での材料特性(ヤング率,硬さ)の分布を測定し,変形によるマイクロな材料特性の変化を評価した.塑性変形に伴い,ヤング率が低下していく現象のメカニズムを把握することによって,マクロな変形をより高精度に予測可能と考えられる.
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