管材の液圧成形に及ぼす周方向初期偏肉の影響の解明

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13750665
• Research Institution: Utsunomiya University
• Principal Investigator: 白寄 篤 宇都宮大学, 工学部, 助手 (50272216)
• Keywords: 管材 / チューブ / 二次加工 / 液圧加工 / ハイドロフォーミング / 初期偏肉 / 変形挙動 / FEMシミュレーション

Research Abstract

薄肉円管の液圧張出し変形に及ぼす周方向初期肉厚分布(初期偏肉)・材料特性値・加工条件の複合的影響を,実験とFEMシミュレーションとにより明らかにすることを目的に研究を行った.
成形型を用いない自由バルジ加工については,前年度,円管に内圧のみを負荷する場合について検討を行ったが,今年度は内圧と内圧に比例する軸押込みを同時に負荷する場合について検討した.軸押込みを負荷すると,管の張出し変形に伴う肉厚減少(肉厚の変化)を抑制することができる.肉厚減少の抑制効果は初期偏肉の影響を受け,その効果は管の周方向に一様とはならないが,偏肉増加の抑制にも寄与する実験結果が得られた.内圧と軸押込みの組み合わせについては,本研究で行った組み合わせ以外にも多数考えられるので,本件に関しては今後も継続して検討を行う必要があると考える.
成形型を用いる加工については,円筒型を用いる場合について検討を行った.円筒型の円の中心と円管の円の中心とを偏心させて加工する場合,円管の初期肉厚の薄い側が先に円筒型に接触するように偏心させると,円管の初期偏肉率の増加を抑制しつつ管を張出し加工することができることが明らかとなった.
研究成果の発表に関しては,国際会議に関わる論文3件と,国内の学会発表1件を行った.論文2件については高い評価を得ることができた.アメリカ合衆国Society of Manufacturing EngineersによるNorth American Manufacturing Research Conferenceに関わる論文は,最優秀論文賞であるOutstanding Paper Awardをいただいた.(社)日本塑性加工学会主催の7^<th> International Conference on Technology of Plasticityでは,論文数約300件のうちの優秀論文15件の1つに選ばれた.

Research Products

• [Publications] A.Shirayori, S.Fuchizawa, M.Narazaki: "Influence of Initial Thickness Deviation in Tube Periphery on Tube Deformation during Free Hydraulic Bulging"Transactions of North American Manufacturing Research Institution of SME. 30. 111-118 (2002)
• [Publications] A.Shirayori, S.Fuchizawa, M.Narazaki: "Influence of Initial Thickness Deviation on Tube Deformation during Free Hydraulic Bulging"Advanced Technology of Plasticity 2002, Proceedings of the 7^<th> International Conference on Technology of Plasticity. 2. 1459-1464 (2002)
• [Publications] A.Shirayori, S.Fuchizawa, M.Narazaki, H.Ishigure: "Free Hydraulic Bulging of Tube by Inflow Control of Pressure Medium"Proceedings of the 5th International Conference and Workshop on Numerical Simulation of 3D Sheet Forming Processes. 1. 441-446 (2002)
• [Publications] 白寄 篤, 淵澤 定克, 奈良崎 道治: "チューブハイドロフォーミングの単純化モデル"日本鉄鋼協会講演論文集「材料とプロセス」第144回講演大会. 983 (2002)