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2013 年度 実績報告書

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)

キーワード結晶塑性 / マルチスケール解析 / 異周速圧延 / 熱処理 / 再結晶 / 材料組織制御 / 最適化 / プロセスメタラジー
研究概要

自動車車体用高成形能アルミニウム板材の開発を目指し,板材の微視結晶集合組織を制御するための圧延プロセス開発が進められている.アルミニウム板材においては,上下ロールの周速度が異なる異周速圧延により板材にせん断集合組織({111}<110>, {111}<112>, {001}<110>)を導入し,このうち結晶の{111}面が板面内に沿う結晶集合組織<111>//NDを集積させることにより,ランクフォード値(r値)が向上する.さらに,自動車車体用薄板材には,高曲げ加工性,および高スプリングバック特性を有する材料開発が求められる.
そこで本研究においては,動的陽解法・結晶均質化弾/結晶塑性有限要素法に基づくマルチスケール異周速圧延解析と離散最適化手法とを組み合わせたプロセスメタラジー手法を開発することにより,アルミニウム合金板材のr値向上,および曲げ特性向上のための板材創製プロセスパラメータを最適化した.
結晶均質化マルチスケール有限要素法と応答曲面法に基づく離散最適化手法を用い,アルミニウム合金A6022の成形性向上を目的としたプロセス最適化を行った.その結果,2段異周速圧延を想定した解析において,最適な異周速比1.25, 1.65を見いだした.これにより従来の通常圧延材と比較して,平均r値は1.6倍向上し,面内異方性を1.78倍以上低下させること可能であることを示した.さらに曲げ性,スプリングバック特性向上を目指した異周速圧延と熱処理パラメータ最適化においては,異周速比1.16,焼鈍時間13.5 min.を得た.以上により,本手法は高成形性材料の創製に利用可能なプロセスメタラジー手法として有用であると考える.

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (9件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Two-scale Finite Element Analysis for Bendability and Springback Evaluation based on Crystallographic Homogenization Method2014

    • 著者名/発表者名
      Eiji Nakamachi, Takeshi Honda, Hiroyuki Kuramae, Yusuke Morita, Tomiso Ohata and Hideo Morimoto
    • 雑誌名

      International Journal of Mechanical Sciences

      巻: vol.80 ページ: 109-121

    • DOI

      10.1016/j.ijmecsci.2014.01.011

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 3次元EBSD計測モデルに基づく結晶均質化有限要素解析による圧電セラミックス材料の特性評価2013

    • 著者名/発表者名
      倉前宏行,上辻靖智
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集(A編)

      巻: 79巻801号 ページ: 633-643

    • DOI

      10.1299/kikaia.79.633

    • 査読あり
  • [学会発表] Process metallurgy analyses of sheet rolling by thermal elastic plastic multi-scale finite element method2013

    • 著者名/発表者名
      Kohei Ohyabu, Takeshi Honda, Hiroyuki Kuramae, Hideo Morimoto, Hidetoshi Sakamoto, Yusuke Morita, Eiji Nakamachi
    • 学会等名
      Computational Plasticity XII
    • 発表場所
      Barcelona, Spain
    • 年月日
      20130903-20130905
  • [学会発表] Bending and springback prediction method based on multi-scale finite element analyses for high bendability and low springback sheet generation2013

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Honda, Hiroyuki Kuramae, Hideo Morimoto, Yusuke Morita, Yasunori Nakamura, Tomiso Ohata, Eiji Nakamachi
    • 学会等名
      Computational Plasticity XII
    • 発表場所
      Barcelona, Spain
    • 年月日
      20130903-20130905
  • [学会発表] Crystal texture evolution analyses in metal drawing processes by using two-scale finite element method2013

    • 著者名/発表者名
      Takashi Yoshida, Hiroyuki Kuramae, Hideo Morimoto, Toshio Yamaguchi, Tomiso Ohata, Eiji Nakamachi
    • 学会等名
      Computational Plasticity XII
    • 発表場所
      Barcelona, Spain
    • 年月日
      20130903-20130905
  • [学会発表] Process Metallurgy Analyses for High Bendability and Springback Property Sheet Design by Using Multi-scale Finite Element Method

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Kuramae, Takeshi Honda, Hideo Morimoto, Yusuke Morita and Eiji Nakamachi
    • 学会等名
      10th International Conference of Computational Methods in Sciences and Engineering
    • 発表場所
      Athens, Greece
  • [学会発表] Process Metallurgy Analyses of Sheet Rolling by Multi-Scale Finite Element Method based on Thermal Elastic Crystalplasticity Theory

    • 著者名/発表者名
      Toshihiko Yamaguchi, Kohei Oyabu, Hiroyuki Kuramae, Hideo Morimoto, Yusuke Morita and Eiji Nakamachi
    • 学会等名
      10th International Conference of Computational Methods in Sciences and Engineering
    • 発表場所
      Athens, Greece
  • [学会発表] Process Metallurgy Simulation for Metal Drawing Process Optimization by Using Two-Scale Finite Element Method

    • 著者名/発表者名
      3.Eiji Nakamachi, Takashi Yoshida, Hiroyuki Kuramae, Hideo Morimoto, Toshihiko Yamaguchi and Yusuke Morita
    • 学会等名
      10th International Conference of Computational Methods in Sciences and Engineering
    • 発表場所
      Athens, Greece
  • [学会発表] 曲げ加工性・スプリングバック特性最適化のためのマルチスケール・プロセスメタラジー解析手法の開発

    • 著者名/発表者名
      本田武志, 倉前宏行, 大畑富相, 森本秀夫, 森田有亮, 仲町英治
    • 学会等名
      日本機械学会 第26回計算力学講演会
    • 発表場所
      佐賀大学 (佐賀市)
  • [学会発表] 抵抗スポット溶接のための3次元ミクロ接触電気抵抗解析

    • 著者名/発表者名
      倉前宏行, 石川翔太, 二保知也, 堀江知義
    • 学会等名
      日本機械学会 第26回計算力学講演会
    • 発表場所
      佐賀大学 (佐賀市)
  • [学会発表] 多結晶圧電セラミックスの3次元EBSD計測代表体積要素サイズの同定

    • 著者名/発表者名
      倉前宏行, 上辻靖智
    • 学会等名
      日本機械学会 第26回計算力学講演会
    • 発表場所
      佐賀大学 (佐賀市)
  • [備考] 大阪工業大学工学部計算工学研究室Webページ

    • URL

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

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公開日: 2015-05-28  

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