しごきスピニング加工の 近似３次元有限要素シミュレーション 塑性加工研究室 明石 和繁 円管 素材 テーパ状ディスク マンドレル 局部的な変形 肉厚分布を持った製品 低い加工荷重 ロール しごきスピニング加工 ロール 素管 ３次元FEMの問題点 膨大な計算時間 複雑な境界条件 近似３次元計算による 比較的短時間での計算 マンドレル 円管のしごきスピニング加工 一般化平面ひずみ近似 ε x , ε y , γ xy：通常の四角形要素 ε z vz Lz ｖｚ y ｚ Lz：接触長 さ x Lz 軸方向のせん断ひずみ変形 Lz 剛体回転 せん断変形 γ zx 2 vx v*x Lz γ yz 2 v y v*y Lz シミュレーション結果 ロール マンドレル ロール 素管材質：A1050 素管直径：30mm 素管肉厚：2mm 変形抵抗： σ 190ε 0.34 MPa 送り速度:v=0.2mm/s 肉厚減少率:R=30% 回転数：70rpm PentiumⅡ 400MHz 128MB SDRAM 約20分 ロール入り口部の盛上がり （ａ） n=0回転 （ｂ） n=1.4回転 v=1.0mm/s R=30% （ｃ） n=2.4回転 ロール入り口部における盛上がり率の定義 ロール 素材 ｔb 盛上がり ｔa マンドレル tb ta R 盛上がり率 a nm ta 送り方向 R：肉厚減少率 n：ロールの個数 m：総回転数 盛上がり率に及ぼす加工速度の影響（R=30%） 盛上がり率a / % 10 8 6 v=1.5mm/s 1.0 0.8 0.6 0.5 4 2 0 2 4 回転数 n / 回 6 盛上がり率から求められた加工限界曲線 30 肉厚減少率R / % 計算 実験 欠陥 なし あり 20 a=6% 10 0 0.5 1 1.5 送り速度v / mm/s 2 テーパ状ディスクのしごきスピニング加工 スピニング加工 ｚ ｒ 軸対称近似 ＋ 円周方向のせん断ひずみ ｚ ｒ 円周方向のせん断ひずみ変形 素材 ロール 接触長さＬθ rc ｒ θ ｖｒ せん断ひずみ速度 押込み量ΔL マンドレル γ rθ 2vr Lθ Lθ rccos1 rc ΔL rc ｖｒ：半径方向速度 シミュレーション結果 35° 素板材質：A1050 素板板厚：3mm 素板直径：110mm 回転数:53rpm 送り速度:v=0.1mm/s 変形抵抗：σ 190ε 0.34 MPa φ72 マンドレル 素板 ロール PentiumⅡ 400MHz 128MB SDRAM 約15分 計算と実験の断面比較 (a)ローラ逃げなし 計算 実験 (b)ローラ逃げあり 加工荷重の比較 計算 実験 荷重Ｐ / Ｎ 800 600 400 200 0 10 20 ストロークs / mm 30 まとめ 円管のしごきスピニング加工の 近似３次元シミュレーション法 円管のしごきスピニング加工について 加工限界を求めた テーパ状ディスクのしごきスピニング加工の 近似３次元シミュレーション法 テーパ状ディスクのしごきスピニング加工の 加工荷重を予測 計算に要する時間は短時間
© Copyright 2024 ExpyDoc
