山形大学　大学院理工学研究科 機械システム工学専攻　久米研究室

連続ねじり加工の有限要素解析 / FEM analysis of contaious torsion process

金属材料の高性能化には、ねじり加工を用いた組織制御が有効です。本研究では有限要素法を用いた熱と大変形が組み合わさった複雑な有限要素解析を、Simufact Forming を用いて行っています。また、大変形解析となるため、ステップ数やリメッシュ回数などのパラメータ設定条件がシビアで、自動設定では計算が破綻する場合、応答曲面法を使ったパラメータ設定最適化を行って安定的な解析条件を決めています。

ねじり解析の動画例

　
図　応答曲面の例（3次関数近似）

SimufactFormingを用いた連続ねじり加工の解析では、材料モデルとして室温から高温（450℃程度）の幅広い温度に対応した材料モデル、または、変形抵抗曲線を用いる必要があります。高温変形で用いるGMTモデルはパラメータが8個あり、その同定が難しいです。研究室では、温度、ひずみ速度、ひずみ、変形抵抗を入力したCSVファイルを読み取り、パラメータ同定を行うソフトを開発しました。

学会発表など

1. 半田享，久米裕二，有限要素解析を用いた連続ねじり加工のひずみ分布予測，軽金属学会第134回春期大会，2018年5月26日，pp.383-384.

学会発表したポスターPDFはこちら

謝辞
本研究は、ISMAプロジェクト（革新的新構造材料等研究開発・高強度・高靭性アルミニウム合金の開発・鍛造技術開発）の一環として行われました。

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