FEM/BEM・イメージセンサによるポンチの押込み加工解析

1988 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 63550500
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture and Technology
• Principal Investigator: 沢田 孚夫 東京農工大学, 工学部, 教授 (60007771)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松原 茂夫 職業訓練大学校, 塑性加工料, 助教授
• Keywords: 押込み / 有限要素法 / 境界要素法 / 弾塑性解析 / ひずみ測定 / クスライブドサークル法 / イメージセンサ / コンピュータシミュレーション

Research Abstract

本年度行った研究とその成果は2つに分けられる。第1はイメージセンサカメラを用いた変位・ひずみ測定の誤差評価とデータ処理法である。誤差評価では変位を格子、モアレ縞およびスクライブドサークルによって測定した場合、対象物の画素に対する大きさの比率で精度よく測定するにはどのような関係があったらよいかを示し、かつセンサ素子の光学的電気的特性に基づく誤差の生ずる原因とその影響を明らかにした。その主な結果は、標識の幾何学的にも又センサの電気的特性からも、変位法で測定すれば十分であることがわかった。次いでひずみ解析にはスクライブドサークル法が最良であることから、多数のサークルを極めて短時間にデータ処理し、従って増分ひずみを精度よく測定できる手法を考案した。このプログラム作成を行い、現在は押込み実験を行って、増分ひずみと全ひずみ(従来は後者の方法のみでしか測定できない)との違いを検討中である。第2はFEM/BEM結合解法による円筒ポンチの押込み解析でプログラムを開発した。これはポンチより遠い場所の試験片は弾性体であるので、要素に分割せずに解析できるBEM(境界要素法)を用いて節点数を減らし、ポンチに近い場所の試験片は大変形の塑性ひずみをうけるのでFEM(有限要素法)で解析するものである。このプログラムを用いて円筒ポンチによる押込み解析を行い、かつスクライブドサークルによるひずみ分布をイメージセンサカメラによって測定して示し、一部を発表した。しかるに、節点に働く力とした表面力を用いたので、例えば単位負荷を与えたときのひずみ分布が求まらないため、基本的な変形様式がわからないこと、さらにポンチの押込みによる負荷方法に理論的に不具合いがあったことにより、節点力を用いて解析できるプログラムを作成中である。

Research Products

• [Publications] 沢田孚夫: 塑性と加工. 29. 732-739 (1988)
• [Publications] 沢田孚夫: 昭和63年度塑性加工春季講演会講演論文集. 691-694 (1988)
• [Publications] T.Sawada: "Theory and Applications of Boundary Element Method" Tsinghua University Press, 329-336 (1988)