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2011 年度 実施状況報告書

ミスオリエンテーション理論に基づく新規Al合金板材創製のためのプロセスメタラジー

研究課題

研究課題/領域番号 23560106
研究機関大阪工業大学

研究代表者

倉前 宏行  大阪工業大学, 工学部, 准教授 (90298802)

研究期間 (年度) 2011-04-28 – 2014-03-31
キーワード有限要素法 / マルチスケール解析 / 結晶粒界 / 均質化法 / ミスオリエンテーション理論 / 離散多目的最適化 / 並列計算
研究概要

自動車車体用薄板材について,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プロセスメタラジー手法の開発を目指し,本年度は,多結晶アルミニウム板材の結晶方位差(ミスオリエンテーション)理論を組み込んだ非線形マルチスケール有限要素解析手法を開発した.結晶座標系において(111)面を含む曲面をリーマン空間内における曲面とし,この(111)面に垂直なベクトルを用いて隣接結晶のベクトルとの差を計算することにより,ミスオリエンテーションを曲率ととらえ,その増分をワインガルテン方程式として導出した.これを3次元空間へ拡張し,ミスオリエンテーションテンソルの相当量(スカラー量)として結晶均質化マルチスケール有限要素法のミクロ解析へ導入した.本手法の有効性を検証するため,ミクロ代表体積要素として双結晶,3結晶体を仮定し,人為的に大傾角粒界,小傾角粒界を設定して解析を行った結果,塑性変形誘起の結晶方位回転が実験結果ならびに理論値と良い一致を示した.このことにより,本研究課題の根幹であるミスオリエンテーション理論に基づくマルチスケール解析手法の妥当性が確認されたと考える.

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

本研究課題の基礎となるミスオリエンテーション理論に基づく結晶均質化マルチスケール解析手法を確立することができ,おおむね順調に進展していると考える.

今後の研究の推進方策

板材創製過程の熱処理および熱間圧延を想定した熱連成解析手法の開発に着手する.さらに,熱処理,多段圧延工程の種々の条件(パラメータ)を設計変数とする離散多目的最適化問題を定式化し,高強度と高成形性能を兼ね備えた板材創製を実現する.

次年度の研究費の使用計画

これまで得られた研究成果を発表するための国際会議等に参加のための旅費として使用する.また,膨大な解析結果(数値データ)をわかりやすく表示するためのデータ可視化ソフトウェアの購入に充てる.

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] マルチスケール有限要素法による板圧延プロセスメタラジー解析2012

    • 著者名/発表者名
      仲町英治,倉前宏行
    • 雑誌名

      軽金属

      巻: 第62巻,第1号 ページ: 25-31

    • DOI

      10.2464/jilm.62.25

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Deep Drawing Formability Analysis of AZ3 Mg-alloy2011

    • 著者名/発表者名
      Hidetoshi Sakamoto, Yoshifumi Ohbuchi, Hiroyuki Kuramae and Jian Shi
    • 雑誌名

      Advanced Materials Research

      巻: vol.337 ページ: 701-704

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/AMR.337.701

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 結晶方位差理論に基づく結晶塑性構成式の提案2011

    • 著者名/発表者名
      倉前宏行,池谷友規,森本秀夫,坂本英俊,片山傳生,仲町英治
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集(A編)

      巻: 77巻779号 ページ: 1081-1090

    • DOI

      10.1299/kikaia.77.1081

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Process Metallurgy Design for High-Formability Aluminum Alloy Sheet Metal Generation by Using Two-Scale FEM2011

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Kuramae, Hidetoshi Sakamoto, Hideo Morimoto and Eiji Nakamachi
    • 雑誌名

      Procedia Engineering

      巻: vol.10 ページ: 2250-2255

    • DOI

      10.1016/j.proeng.2011.04.372

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multiscale Finite Element Simulations of Piezoelectric Materials based on Two- and Three-Dimensional EBSD-measured Microstructures2011

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Kuramae, Yasunori Nakamura, Hidetoshi Sakamoto, Hideo Morimoto and Eiji Nakamachi
    • 雑誌名

      Computational Plasticity X, E. Onate, D.R.J. Owen, P. Peric and B.Suarez eds. CIMNE Barcelona

      巻: CD-ROM ページ: -

    • 査読あり
  • [学会発表] マルチスケール有限要素解析による銅合金板材の曲げ加工性評価2012

    • 著者名/発表者名
      本田武志, 倉前宏行, 森本秀夫, 森田有亮, 仲町英治
    • 学会等名
      日本機械学会 関西学生会平成23年度学生員卒業研究発表講演会
    • 発表場所
      関西大学 (大阪府吹田市)
    • 年月日
      2012年3月15日
  • [学会発表] 結晶方位差理論に基づく結晶塑性構成式を用いたマルチスケール解析2011

    • 著者名/発表者名
      倉前宏行, 森本秀夫, 仲町英治
    • 学会等名
      日本計算工学会 第16回計算工学講演会
    • 発表場所
      東京大学柏キャンパス総合研究棟 (千葉県柏市)
    • 年月日
      2011年5月25日
  • [学会発表] ミスオリエンテーション理論に基づく結晶塑性マルチスケール有限要素解析2011

    • 著者名/発表者名
      倉前宏行, 本田武志, 坂本英俊, 森本秀夫, 仲町英治
    • 学会等名
      日本機械学会 第24回計算力学講演会
    • 発表場所
      岡山大学津島キャンパス (岡山市)
    • 年月日
      2011年10月9日
  • [備考]

    • URL

      http://www.oit.ac.jp/dim/kuramae/

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公開日: 2013-07-10  

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