本研究では,「高精度大ひずみ弾塑性材料モデルの構築」,「一貫成形FEMの開発」そしてとそれを用いた「数値解析」を行うために,高張力鋼板と純アルミニウム板材の塑性変形挙動の実験ならびに数値解析を行った. 高精度大ひずみ弾塑性材料モデルとして,大ひずみ域での面内繰返し変形挙動を検証するための,面内繰返し反転試験装置の作成ならびにそれを用いた実験観察,そしてその変形挙動の数値モデル化を行った.数値モデルにはYoshida-Uemoriモデルをベースに大ひずみ域での加工硬化挙動を検討できるよう,限界曲面の加工硬化則を導入した.また,上記加工硬化則と種々の降伏関数を組み合わせることが可能なFEMを商用有限要素法コードSimufact.Formingを用いて構築した.構築したFEMを用いた圧延-テンションレベリング成形の一貫工程解析を実施し,圧延工程や矯正工程が金属薄板に与える応力,ひずみ分布に関しての検討を行った.上記検討の結果,圧延加工工程の違いが板材の塑性異方性に大きく影響をおよぼすこと,矯正加工工程により金属板材に若干の応力緩和があることが確認された.また,解析と同条件の加工を純アルミニウム材料に付与し,その弾塑性変形挙動の観察を行った.等二軸圧縮試験装置を用いた実験結果に若干のばらつきがあるため,更なる検討が必要であるが,圧延,矯正加工後の降伏曲面は概ね解析結果と一致した.更に,本研究で開発した材料モデルと一貫成形FEMの枠組みは,商用有限要素コードに組込可能な形で作成したため,FEM開発企業と商品リリースを視野に開発を継続していく予定である.
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