弾塑性逆解析による金属および金属/樹脂積層板の構成モデル材料パラメータの同定

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09650105
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 吉田 総仁 広島大学, 工学部, 教授 (50016797)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 岡田 達夫 広島大学, 工学部, 助手 (00233338)
• Keywords: 弾塑性逆解析 / 積層板 / 構成モデル / 材料パラメータ同定 / 板曲げ / 最適化法

Research Abstract

本研究では,異種の二層金属積層板のそれぞれの層について構成式モデル中の材料パラメータを(一方の層を除去することなく)同定する方法について検討した.本年度の研究で得られた主な結果は次のとおりである.
1.実験 二層金属積層板について上記の材料パラメータ同定を行うためには,少なくとも二つの異なる種類の材料挙動の実験データが必要となる.そこで,ステンレス/アルミニウム積層板を用いて,引張り試験を行い,「引張り荷重(平均応力)と軸ひずみの関係」,また繰り返し曲げ試験を行い,「曲げモーメントと曲率の関係」を求めた.
2.材料パラメータの同定 与えられた構成式(線形移動硬化および非線形移動・等方硬化)の材料パラメータを仮定し,上記の二種類の材料挙動の数値シミュレーションを行った.実験データと数値シミュレーション結果が最も一致するような材料パラメータを最小自乗法を基礎とする最適化手法によって同定することができた.
結果の妥当性の検証 積層板からアルミニウム層を除去したステンレス試験片の引張り試験より得られた応力一ひずみ曲線(また複合則より求めたアルミニウムの)と同定した材料パラメータを用いて計算した応力-ひずみ曲線を比較したところ,両者はよく一致していることがわかった.ただし,線形移動硬化構成式では初期降伏点近傍の応力一ひずみ曲線の非線形挙動が表現できないため,加工硬化係数が大きめに同定されるという問題点があることがわかった.

Research Products

• [Publications] Fusahito Yoshida: "Deformation and frature of sheet metal laminates in plastic forming" Proc.4th Int.Conf. Composite Engineering. 61-64 (1997)
• [Publications] V.V.Toropov, F.Yoshida and E.van der Gissen: "Material parameter identification for large plasticity models" Proc.Euromech Colloquim on Material parameter identification using mixed numerical Experimental. 81-92 (1997)
• [Publications] F.Yoshida, M.Urabe and V.V.Toropov: "Identification of material parameters in constitutive model for sheet metals from cyclic bending tests" Int.J.Mechanical Science. 40・2-3. 237-249 (1998)
• [Publications] ト部 正樹, 岡田 達夫, 吉田 総仁, V.V.Toropov: "薄板の試験による繰り返し塑性構成モデルの材料パラメータ同定" 日本機械学会論文章(A 編). 64・619. (1998)