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強ひずみ加工法には側方押出し法(ECAP)、高圧ねじり加工法(HPT)、ねじり押出し法(TE)などがある。中でもねじり押出し法は、長尺の試験片に対して連続的に押出しながらねじり変形を加える加工法であり、連続プロセスであり大量生産が可能でる。しかし、この手法では金型のねじり部の回転角の増加率が一定であり、試験片がねじれた経路の入口付近で塑性変形を受けた後に剛体変形に近い変形を受けると考えられる。従ってねじり部後半では試験片に塑性変形を効果的に加えることが出来ないと考えられる。そこで金型のねじり部の回転角の増加率が送り量とともに増加する非定常金型を設計した。この金型では経路全体にわたって効果的に塑性変形を加える事ができると考えられる。今回の研究では定常ねじりと非定常ねじりの2種類の金型を設計し、ねじり押出し法に対して塑性変形解析により効果的な塑性変形を与える最適な経路形状を明らかにした。そして設計した金型でねじり押出し試験を行い、押出した試験片の断面のビッカース硬さ分布を調べ、解析結果との比較を行った。試験片断面を、EBSD解析を用いて微細組織を観察し、機械的性質と結晶粒微細化への効果を明らかにすることを目的とした。有限要素解析による塑性変形解析の結果、非定常ねじりの方が定常ねじりよりも試験片にねじり部全体を使って効果的に相当塑性ひずみを与えることが分かった。非定常ねじりの方が定常ねじりに比べて試験片に相当塑性ひずみが大きく、広い範囲でひずみが効果的に加わることが明らかになった。 純銅を用いた実験においても、硬さの分布は概ね有限要素解析の結果を対応して、高い領域が非定常ねじり変形が広く分布していた。
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