| 研究課題/領域番号 |
19K04098
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| 研究機関 | 大阪工業大学 |
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研究代表者 |
倉前 宏行 大阪工業大学, ロボティクス&デザイン工学部, 教授 (90298802)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 結晶塑性有限要素法 / 熱間異周速圧延 / マルチスケール解析 / 再結晶 / 結晶集合組織発展 / プロセスメタラジー / アルミニウム合金 |
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| 研究実績の概要 |
自動車車体用（ボディパネル用）アルミニウム合金について，高強度と高成形性能を兼ね備えた新規板材創製のための，非線形の熱・弾/結晶粘塑性マルチスケール有限要素法に基づくプロセスメタラジー解析コードを開発した．この解析コードは，熱間圧延における動的再結晶を考慮し，再結晶温度を超える高温下における塑性変形と熱負荷誘起の微視結晶集合組織発展をシミュレート可能である．
プロセスメタラジーへの適用として，6000番系アルミニウム合金板材について，粗圧延後の板厚6mmから3mmまでの異周速圧延を想定し，圧延温度を250℃～400℃，異周速比を1.0～2.0までそれぞれ変化させた多数の圧延条件でマルチスケール解析を実施した．その結果，圧延条件により異なる集合組織発展が確認できた．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
開発した解析コードによって，圧延条件により板断面に生じるせん断ひずみ分布が異なり，さらに圧延温度によっても集合組織発展が異なることが確認され，プロセスメタラジー解析が可能であることが検証できた．具体的には，熱間および温間等周速圧延においては，Cube方位{001}<100>，Copper方位{112}<111}およびBrass方位{110}<112>の集積が確認され，熱間および温間異周速圧延においてはγ-fiber {111}<110>～{111}<112>およびα-fiber {001}<110>の発達が確認された．特に熱間異周速圧延においては，α-fiber {001}<110>が強く発達していることが確認できた．
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| 今後の研究の推進方策 |
圧延条件の最適化を目的に，多目的・大域的離散最適化問題として定式化し，離散最適化アルゴリズムを適用して最適パラメータを導出する．最適条件の下で得られた集合組織を基に，板材の成形性（深絞り性）を評価し，本手法の有効性を検証する．具体的には，球頭ポンチによる深絞り解析やVハット曲げ解析を予定している．
離散最適化の計算過程においては，目的関数評価のため多数回の非線形マルチスケール解析が必要なことから，PCクラスタによる並列最適化手法を採用する予定である．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
次年度使用額が生じた理由：新型コロナウィルスの世界的な感染拡大により，当初予定していた国内外の学会が中止あるいはオンライン開催となったため，出張旅費の支出がなくなったためである．
使用計画：離散最適化の並列計算を高速化するため，現有のPCクラスタの計算ノードを増強する費用に充てる．
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