2015 Fiscal Year Annual Research Report
複層鋼板の多軸応力場における塑性変形挙動の解明と材料モデル構築
| Project/Area Number |
26820023
|
|---|
| Research Institution | Keio University |
|---|
Principal Investigator |
大家 哲朗 慶應義塾大学, 理工学部, 講師 (10410846)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
|
| Keywords | 複層材料 / 板成形 / 成形性 / 塑性構成式 / 異方性 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は複層鋼板等の異方性を示す薄板材の多軸変形場での変形挙動をより正確に表現することを狙った材料モデルの構築である．前年度は異方性塑性構成式の構築などを行い，目的とする成果が得られた．本年度は提案モデルによる破壊予測への適用と実験による評価に取り組んだ．
複層鋼板のように圧延で作製される板材は一般に強い異方性を示すため，異方性塑性構成式が必要となる．申請者が提案する塑性構成式は非関連流れ則に基づいており，多様な材料特性や変形様式に対応できるものである．前年度までに，提案モデルにおける降伏関数および塑性ポテンシャル関数の高次化に取り組み成功している．本年度は提案モデルを用いた破壊予測シミュレーションを実施し，関数の次数等のパラメータの影響について検討を行った．また，提案モデルの検証を行うために，2種類のステンレス鋼による複層鋼板1種とアルミニウム合金板1種における多軸変形試験を実施した．試験内容は面内の2方向引張り試験(圧延・圧延直角)と多軸(等二軸，平面ひずみ)試験である．それぞれにおいて応力-ひずみ曲線とr値を取得した．まず提案モデルの検証および比較対象としてアルミニウム合金板での評価を行い，次に複層鋼板での評価を行った．いずれの場合においても降伏曲面と塑性ポテンシャル曲面は異なる形状となり，応力異方性と変形異方性の分離評価が必要であることが裏付けられた．また，複層鋼板においてはその2種類の構成材それぞれの降伏曲面・塑性ポテンシャル曲面の中間的な曲面形状をとることが示唆された．次に，単層のアルミニウム合金板は典型的な延性破壊形態を示したのに対し，複層鋼板は延性破壊と脆性破壊が混在・複合した破壊形態を示すことが観察された．全体として，材料モデルの基礎的検討は順調に推移し，複層鋼板等における実験的検証まで計画通りに実施され，変形挙動の解明も進んだ．
|
