| 研究課題/領域番号 |
61550094
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| 研究機関 | 京都工芸繊維大学 |
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研究代表者 |
山口 克彦 京工繊大, 工芸学部, 助教授 (90027805)
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| 研究分担者 |
高倉 章雄 京都工芸繊維大学, 工芸学部, 助手 (40163183)
森 謙一郎 京都工芸繊維大学, 工芸学部, 助手 (80127167)
福田 正成 京都工芸繊維大学, 工芸学部, 教授 (20027741)
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| キーワード | クラッド板 / プレス成形性 / 成形限界線図 / 平面ひずみ圧縮試験 / クラッド材のしごき加工 / 平面ひずみ圧縮変形の有限要素法シミュレーション |
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| 研究概要 |
最近、製品の高品質・高機能・軽量化指向に伴って、各種金属クラッド板や、金属板の間に樹脂の層をサンドイッチにした、いわゆる複合板材が多用されるようになってきた。これら複合板材は厚さ方向に性質が変化しているため、単一板の場合とは異なって、板厚方向の変形特性を把握することが重要である。
そこで本年度は、アルミニウム軟質板と硬質板を組み合わせたクラッド板を複合板材の一例として使用し、まず平面ひずみ圧縮試験を行って、直接的に板厚方向の加工硬化特性を調べた。また、剛塑性有限要素法によって、平面ひずみ厚縮変形のシミュレーションを行い、平面ひずみ状態が保たれる適正な試験条件(試験片の板厚t,板幅w,工具幅bの関係)について検討した。さらに、クラッド材の板厚方向の変形特性が重要な因子になる実際の加工例として、クラッド管のしごき加工を試み各層の変形の様子を観察した。以上の検討結果より、w≧8b;2t≦b≦4tであれば、板幅の両端部を除いて、ほぼ平面ひずみ状態に保たれることが確認された。また、平面ひずみ圧縮試験を行うと、きわめて大きなひずみ範囲(ひずみε=2.0)にわたって応力-ひずみ曲線を得ることができ、薄肉容器のしごき加工のように板厚方向にきびしい変形を受ける場合の加工硬化挙動を知るうえで好都合であることが確かめられた。さらに、通常の1軸引張試験から得られる応力-ひずみ曲線と、平面ひずみ圧縮試験から得られるものとの間には幾分差違が見られ、変形抵抗の変形様式依存性についてもきめの細かい検討が必要であることが示唆された。
今後は、液圧バルジ試験と単純圧縮試験を行って等2軸引張変形下における加工硬化挙動を詳細に調べるとともに、各種複合板材の成形限界(FLD)についても検討を進める予定である。
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