2019 Fiscal Year Annual Research Report
結晶塑性解析による金属板の時間依存変形予測技術の体系化とプレス成形解析への応用
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17H03428
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
浜 孝之 京都大学, エネルギー科学研究科, 准教授 (10386633)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高村 正人 国立研究開発法人理化学研究所, 光量子工学研究センター, 上級研究員 (00525595)
宅田 裕彦 京都大学, エネルギー科学研究科, 教授 (20135528)
袴田 昌高 京都大学, エネルギー科学研究科, 准教授 (30462849)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 結晶塑性有限要素法 / 時間依存変形 / 板材成形 / 環境調和型加工 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2019年度は，結晶塑性有限要素法解析プログラムを用いて塑性加工解析を行った．得られた成果を箇条書きで示す．
（１）2種工業用純チタン板の円筒深絞り成形の実験と解析を実施した．ブランク直径50mm，カップ直径30mmと設定した．実験では，圧延方向および圧延直角方向に耳の谷が位置する，1.6mm程度の高さの耳が4つ形成された．また，板厚を測定したところ，圧延方向から45°方向に沿ったひずみがその他の方向に比べて小さかった．さらに，成形品の各部位で結晶方位分布を測定したところ，圧延方向と圧延直角方向では双晶活動の違いに起因して集合組織が著しく異なることが明らかとなった．以上の傾向は結晶塑性有限要素解析により良好に予測することができ，解析の妥当性を示した．
（２）集合組織の発展は加工硬化挙動に影響することが知られている．そこで部位による集合組織発展の違いが成形品形状に及ぼす影響を調査するため，双晶活動を無視した条件で成形解析を実施した．その結果，予想どおり部位による集合組織発展の違いは見られなくなった一方で，成形品形状にはほとんど変化は見られなかった．このことから，純チタン板のカップ成形で生じる顕著な耳は，双晶活動ではなくすべり系の活動で生じていることが示唆された．
（３）純チタン板の引張曲げ成形解析を実施し，時間依存スプリングバック挙動の発現メカニズムを調査した．解析では実験と同様に，除荷後の時間経過とともにスプリングバック量が徐々に増加する傾向を再現した．除荷後の変形中の様子を詳細に調べたところ，残留応力が駆動力となって錐面<a>すべりおよび柱面<a>すべりが活動していることが示唆された．また除荷後の残留応力の変化は小さいことから，除荷後の変形はクリープ変形に近いことがわかった．
（４）最後に本研究を総括し，本研究で開発した技術の適用範囲の拡大と残された課題を検討した．
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Twinning and detwinning behaviors of commercially pure titanium sheets2019
Author(s)
Ma, C., Wang, H., Hama, T., Guo, X., Mao, X., Wang, J., and Wu, P.
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Journal Title
International Journal of Plasticity
Volume: 121
Pages: 261-279
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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