金属薄板の異方硬化現象に関する数値モデリング

薄金属板各向异性硬化现象的数值模拟

基本信息

批准号：
12F02756
负责人：
桑原利彦
金额：
$ 0.77万
依托单位：
Tokyo University of Agriculture and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012 至 2013
项目状态：
已结题

项目摘要

成形シミュレーションを援用したトライレス生産の達成が熱望されている. 成形シミュレーションの精度向上のためには, 材料構成則の妥当性を検証するための高精度な材料試験法の確立が必須である. 本研究では, Coppieters博士が開発したDIC (Digital Image Correlation, デジタル画像相関法)によるひずみ計測システムを, 当研究室が開発した二軸応力試験システムに組込み、世界最先端の二軸応力試験装置を開発することを目的とした.1. CoPPieters博士が開発したDICシステムを, 十字形試験片を用いた二軸引張試験方法に適用した。その結果, DICによる応力の測定誤差は2%未満であり、実用上十分な測定を有することが確認できた。2. 金属板材の異方硬化モデルの基礎研究として, 以下を実行した.(i)異方硬化モデルを有限要素解析ソフトウェアに導入するための基礎理論と参考文献の調査. (ii)J2塑性変形理論にリターンマッピング法を適用して, 平面応力問題や軸対称問題を解くためのアルゴリズムを構築. (iii)上記手法を用いて, 測定されたひずみ場から応力場を逆算するアルゴリズムを開発. (iv)異方硬化モデルを有限要素解析ソフトウェアに導入.3. 上記1および2で達成した研究成果を, 3次元板材成形の測定と解析に応用すべく、アルゴリズム開発などの基礎研究を進めた。その妥当性検証の手始めとして、単軸引張試験における拡散くびれ内部の板材の変形挙動を測定・解析する手法を開発し, 拡散くびれ以降の板材の加工硬化特性(真応力―対数塑性ひずみ曲線)を精密に同定する手法を考案した.

渴望使用成型模拟实现三利序的生产。为了提高成型模拟的准确性，必须建立一种高度准确的材料测试方法来验证材料组成规则的有效性。在这项研究中，使用Coppieters博士开发的DIC（数字图像相关）使用应变测量系统的目的已纳入由我们的实验室开发的双轴压力测试系统，其目的是开发世界上最先进的双轴压力测试设备。1。使用交叉形试样将Coppieters博士开发的DIC系统应用于双轴拉伸测试方法。结果，已经证实，通过DIC测量应力的误差小于2％，并且该测量足以用于实际使用。 2。以下是针对金属板材料的各向异性硬化模型的基本研究：（i）针对将各向异性硬化模型引入有限元分析软件的基础理论和参考文献的研究。（ii）通过将返回映射方法应用于J2塑性变形理论来构建用于解决平面应力问题和轴对称问题的算法。（iii）使用上述方法从测得的应变场计算应力场的算法。（iv）各向异性硬化模型被引入有限元分析软件中。 3。进行基础研究，例如算法开发，以将上述1和2中获得的结果应用于3D板材材料成型的测量和分析。作为验证有效性的起点，我们开发了一种方法来测量和分析单轴拉伸测试期间扩散收缩内部材料内部材料的变形行为，并设计了一种方法来准确识别扩散构造后板材料的工作硬化性能（真正的应力 - 塑性塑料应变曲线）。