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令和5年度は大型のチャネルダイ圧縮試験に取り組んだ。
令和4年度に金型設計まで完了し、令和5年度に金型を作製完了し実験を実施した。これは、これまでに実施していた小型のチャネルダイ圧縮試験ではひずみ0.7程度でバリなどの影響が出てしまっていたが、全体の荷重を大きくすることでこの影響を小さくすることを意図したものである。令和5年度は24x30x40mmの純アルミニウム試料をひずみ1.5程度まで圧縮することに成功した。有限要素法と遺伝的アルゴリズムを用いた逆解析によって同定した流動応力と、平面ひずみ状態を仮定して算出した流動応力がほぼ一致したことから、平面ひずみ状態を保ったまま圧縮できていると考えられる。また、得られた流動応力は、引張試験により得られた流動応力ともよく一致していた。このことからも、本手法は応力状態を平面ひずみ状態に保ったまま高ひずみ域まで変形させる方法として、有効であるといえる。
研究期間全体としては、令和3年度に円柱圧縮試験や小型のチャネルダイ圧縮試験では変位保持、除荷再負荷などの影響が見られないことを明らかにし、大型のチャネルダイ圧縮試験の必要性を示した。令和4年度には大型のチャネルダイ圧縮試験の金型設計を行うとともに、試料―金型間の潤滑条件について検討を行い、摩擦の影響を低減できる試験方法を明らかにした。令和5年度には大型のチャネルダイ圧縮試験を実施し、1.5程度のひずみまで平面ひずみ状態を保ったまま変形させ、流動応力を取得することに成功した。
これらの成果は、今後高ひずみ域での流動応力の負荷条件依存性や、そのモデル化、成形性向上の指針を得るために重要である。
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