金属板のスプリングバックにおける時間非依存成分・時間依存成分の解明とそれらの抑制

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研究計画に記載された4つの実施内容（①曲げ試験におけるスプリングバックの時間非依存成分・時間依存成分の観察，②基本的材料特性の取得，③材料モデルの検討と時間依存スプリングバック解析，④時間依存スプリングバック抑制法の検討）のうち，2022年度は②について多くの材料試験を実施するとともに，①の実験準備に着手した．供試材として1180MPa級の超高張力鋼板118Y（二相鋼，板厚1.2mm）およびアルミニウム板A1050-O（板厚2.0mm）を選定した．これらの供試材について単軸引張りにおける各種物性値と変形抵抗曲線を取得するとともに，スプリングバックの時間非依存成分を予測するうえで重要なバウシンガー効果および見かけのヤング率の塑性ひずみ依存性を調査するための引張り・反転圧縮試験および繰り返し引張り・除荷試験を実施した．さらにスプリングバックの時間依存成分と強い関連を持つと思われる応力緩和特性を調査するため，通常の応力緩和試験に加えて単軸引張り後に様々な応力レベルまで除荷した後の応力緩和試験を行った．これらの実験の結果，(1)118Y材が顕著なバウシンガー効果を示すのに対しA1050-O材のバウシンガー効果は弱いこと，(2)両供試材とも塑性ひずみの増加に伴い見かけのヤング率が低下し，やがて収束する傾向があることが確かめられた．また(3)両供試材とも単軸引張り後の応力緩和では正の緩和（応力減少），単軸引張り・完全除荷後の応力緩和では負の緩和（応力増加）を示し，単軸引張り後にある程度除荷してからの応力緩和では緩和なし（ほとんど応力が変化しない）となることがわかった．さらに(4)緩和試験において応力変化が生じなくなる除荷応力レベルは，バウシンガー効果の強い118Y材では高く，バウシンガー効果の弱いA1050-O材では低かった．とくに(3)と(4)は今年度に得られた重要な知見である．