VmV/，圧電力出F/ ,)ged (a , 210010001N 重荷度角げ曲３．実験結果および考察 ３・1 有限要素法による検証 変位信号荷重信号A-D変換器Piezo/AlチャージアンプパンチSPCCPiezo/Al10080604020− 221 −272 MPa185 MPa97.3 MPa9.68 MPa-77.9 MPa-165 MPa-253 MPa-340 MPa-428 MPa-516MPa-604MPa図3 FEMによるV曲げ解析例（取り付け角度0°）． 2.51.50.5-0.5-1図４ 曲げ角度と荷重の時間による変化． PC図5 各取り付け角度における出力電力波形． ３・２ 実験による塑性加工プロセスモニタリング 図6に実験によって得られたV曲げ荷重とPiezo/Alからの出力電圧の時間変化を示す．同図と解析による結果を比較すると，荷重に関しては絶対値に差異が認められるものの傾向は一致しており，解析結果が妥当であることが示された．しかしながら，解析および実験による荷重波形に: 曲げ角度: 荷重0.20.40.6時間, t/sa) 加工前：取り付け角度0°：取り付け角度45°：取り付け角度90°0.20.40.6時間，t/sb) 加工後0.840003000200010000.8はチャージアンプおよびA-Dコンバータを介してPCに記録した（図2）． 図３に取り付け角度0°の際のFEM結果を示す．メッシュの貫通など無く，V曲げプロセスをシミュレートできていることがわかる．また，この結果より得られた曲げ角と荷重の時間変化を図４に示し，Piezo/Alより得られる出力電力波形を図5に示す．図4および図5から，取り付け角度0°の際の出力電圧と荷重の波形が極めて酷似しており（相関係数R2：0.98），取り付け角度0°を用いると荷重モニタリングが可能であることが示唆された． 加えて，本課題においては曲げ角と出力電圧間に良い相関が得られなかったものの，取り付け角度90°においては，0°の際と逆符号の出力電圧が算出されるなど取り付け角度の影響が大きいことが示された．これは，Piezo/Alの電極構造に依存しており，荷重方向からの伝達応力が極めて高いため，0°では圧電定数d31が支配的となり，90°ではd33が支配的になるからであると考えられる．取り付け角度45°においては両定数の影響が拮抗するがd31側の影響が高かったものと考えられる．このことから，取り付け角度および取り付け位置を調整することで，曲げ角に対し良い相関の得られる，すなわち曲げ角のモニタリングが可能であることが示唆された． テンシロン型試験機クロスヘッドロードセルパンチSPCCダイa) 試験システム概略図ダイb)ダイ，パンチ，SPCCおよびPiezo/Al写真図２ V曲げ試験システム概略図．
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