どのようにして応力-ひずみ曲線(流動応力特性)を得るか?
...切削機構の有限要素法(FEM)解析のために...

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yball 切削機構を解析的に予測する
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以下の写真図は ホプキンソン(Hopkinson)棒型試験機 を示しています.

この材料試験機では,衝撃棒が入力棒に高速に衝突します.衝撃棒は, 高圧の圧縮空気によって発射されます. 円筒状に仕上げた材料試験片は,入力棒と出力棒の間に挟まれ,その変形量を 制限するために,ストップリングも一緒に挟んでおきます.

衝撃棒が入力棒に衝突すると,衝撃により応力波が発生し,試験片に波が伝わります. その波によって,試験片は圧縮変形を受けます.圧縮変形量は,ストップリングの 高さに依存します.

その後,応力波は,出力棒に伝わり,衝撃吸収棒に伝わり,衝撃吸収棒は, そのまま衝撃吸収箱へと飛翔します.

応力波は,出力棒に貼られた圧電型ひずみゲージによって測定されます. 変形量は,変形前後の高さを測定することによって真ひずみ増分が測定 されます.温度は,高周波加熱機(IH)によって試験片を急速に加熱しつつ, 衝撃変形することで制御することができます.

以上の測定プロセスによって,温度,ひずみ,ひずみ速度さらには,これらの 履歴効果を含んだ応力-ひずみ曲線を得ることができます.

実験装置 実験装置
実験装置 ストップリング 急速加熱

この図は,測定された応力波を示しています. 応力波の形状より2つの状態が観察されます. 第1に,応力波が試験片に伝わり,試験片を圧縮していく過程. 第2は,入力棒がストップリングに当たり,応力波が伝わる過程. 第1と第2の波の高さを測定すれば,どの程度に応力が試験片に伝わったのかを 見積もることができます,また第1の過程と第2の過程の時間差を測定することに よって,ひずみ速度を見積もることができます.

金属材料の応力-ひずみ曲線を得るには,このような実験を多条件にわたり, 非常に多数行わなければなりません.結構面倒臭いです.

Output Data

Tokyo Institute of Technology, Obikawa Laboratry All rights reserved -1998. Featuring Dr.Jun Shinozuka 1998-2010.


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