次世代輸送機器軽量化材料の準高ひずみ速度二軸応力試験システムの開発

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23360318
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 材料加工・処理
• 研究機関: 東京農工大学
• 研究代表者: 桑原 利彦 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60195609)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: ひずみ速度 / 異方硬化 / 材料試験 / 成形限界 / 降伏関数 / 異方性 / 金属板材 / 塑性加工

研究概要

準高ひずみ速度下で二軸応力を受ける金属板材の，二軸応力－ひずみ曲線を測定することができるサーボ制御二軸応力試験機を開発した．金属板材を型曲げ加工した後，板縁を溶接した円管を試験片として用いた．この試験機を用いて，冷延IF鋼板，アルミニム合金板および高強度鋼板の加工硬化挙動，成形限界ひずみおよび成形限界応力の測定に成功した．さらに，これら材料の異方硬化モデルを構築した．測定結果は，Marciniak-Kuczyński モデルによるひずみ局所化解析による計算値と定量的に一致した．以上より，開発した材料試験方法が，金属板材の高精度な材料モデルの構築に有用であることが立証された．

研究成果

• [雑誌論文] 6000系アルミニウム合金板の異方硬化の定式と有限要素解析への適用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 彌永大作・瀧澤英男・桑原利彦
  • 雑誌名: 塑性と加工 巻: 55-636 ページ: 55-61
  • DOI: 10.9773/sosei.55.55
  • 査読あり
• [雑誌論文] 二軸バルジ試験法による高強度鋼板の加工硬化特性の測定と材料モデリング (2013)
  • 著者名/発表者名: 箱山智之・菅原史法・桑原利彦
  • 雑誌名: 塑性と加工 巻: 54-630 ページ: 628-634
  • DOI: 10.9773/sosei.54.628
  • 査読あり
• [雑誌論文] Material Modeling of High Strength Steel Sheet Using Multiaxial Tube Expansion Test with Optical Strain Measurement System (2013)
  • 著者名/発表者名: Hakoyama, T. and Kuwabara, T.
  • 雑誌名: Key Engineering Materials 巻: 554-557 ページ: 139-144
  • DOI: 10.4028/www.scientific.net/KEM.554-557.139
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multiaxial tube expansion test method for measurement of sheet metal deformation behavior under biaxial tension for a large strain range (2013)
  • 著者名/発表者名: Kuwabara, T. and Sugawara, F.
  • 雑誌名: Int. J. Plasticity 巻: 45 ページ: 103-118
  • DOI: 10.1016/j.ijplas.2012.12.003
  • 査読あり
• [雑誌論文] 金属板材の大ひずみ二軸応力 - ひずみ曲線の連続測定を可能とする二軸バルジ試験機の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 菅原史法・桑原利彦
  • 雑誌名: 塑性と加工 巻: 54-624 ページ: 57-63
  • DOI: 10.9773/sosei.54.57
  • 査読あり
• [雑誌論文] Biaxial Tensile Test of High Strength Steel Sheet for Large Plastic Strain Range (2012)
  • 著者名/発表者名: Hakoyama, T. and Kuwabara, T.
  • 雑誌名: Key Engineering Materials 巻: 504-506 ページ: 59-64
  • DOI: 10.4028/www.scientific.net/KEM.504-506.59
  • 査読あり
• [学会発表] Measurement and material modeling of biaxial work-hardening behavior for pure titanium sheet (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Sumita, T. Kuwabara
  • 学会等名: Proc. NUMISHEET 2014
  • 発表場所: Melbourne, Australia
  • 年月日: 20140106-10
• [学会発表] Measurement of the forming limit stress curve using a multi-axial tube expansion test with a digital image correlation system (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Hakoyama, T. Kuwabara
  • 学会等名: Proc. NUMISHEET 2014
  • 発表場所: Melbourne, Australia
  • 年月日: 20140106-10
• [学会発表] Advanced Material Testing in Support of Accurate Sheet Metal Forming Simulations (2013)
  • 著者名/発表者名: Kuwabara, T.
  • 学会等名: The 11th International Conference on Numerical Methods in Industrial Forming Processes (NUMIFORM 2013)
  • 発表場所: Shenyang, China
  • 年月日: 20130706-10
• [学会発表] Material testing in support of constitutive modeling and forming simulations. In : Narasimhan, K. (Ed.) (2012)
  • 著者名/発表者名: Kuwabara, T.
  • 学会等名: Proc. IDDRG 2012
  • 発表場所: Mumbai, India
  • 年月日: 20121126-28
• [学会発表] Measurement and analysis of biaxial deformation behavior of high strength steel sheet using multiaxial tube expansion testing method (2012)
  • 著者名/発表者名: Hakoyama, T., Kuwabara, T.
  • 学会等名: Int. Workshop on High Performance Steels, Bengal Engineering and Science University
  • 発表場所: Shibpur, India
  • 年月日: 20121120-22
  • 招待講演
• [学会発表] Multiaxial tube expansion testing method for measuring forming limit strains and stresses of sheet metals under biaxial tension (2012)
  • 著者名/発表者名: Sugawara, F., Kuwabara, T.
  • 学会等名: Proceedings of the 5th Forming Technology Forum Zurich 2012
  • 発表場所: Zurich, Switzerland
  • 年月日: 20120605-06
• [学会発表] Biaxial work hardening characteristics of 6000 series aluminum alloy sheet for large strain range (2012)
  • 著者名/発表者名: Yanaga, D., Kuwabara, T., Uema, N., Asano, M.
  • 学会等名: Proceedings of the ASME 2012 International Manufacturing Science and Engineering Conference (MSEC2012)
  • 発表場所: Notre Dame, Indiana, USA
  • 年月日: 20120604-08
• [学会発表] Material testing and modeling of aluminum alloy sheet in support of forming simulations (2012)
  • 著者名/発表者名: Kuwabara, T., Yoshida K., Yanaga, D.
  • 学会等名: In : Hasso Weiland, Anthony D. Rollett, William A. Cassada (Eds.), 13th International Conference on Aluminum Alloys (ICAA13)
  • 発表場所: Pittsburgh, USA
  • 年月日: 20120603-07
  • 招待講演
• [図書] Biaxial Stress Testing Methods for Sheet Metals. In Comprehensive Materials Processing; Van Tyne, C. J., Ed. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kuwabara, T.
  • 総ページ数: 95 - 111
  • 出版者: Elsevier Ltd
• [備考]
  • URL: http://www.tuat.ac.jp/~kuwabara/