■．数値シミュレーション解析ここでは，多軸鍛造後の試験片の特性を評価する際に必要となる試験片のひずみ蓄積状態や加工中の試験片の温度履歴を調べる．加工温度を300℃, 350℃, 400℃, 450℃と変更し，また，加工速度は0.1mm/s, 0.5mm/s, 1.0mm/sと変更して，多軸鍛造の数値シミュレーション解析をDeform-3Dを用いて行った．数値シミュレーションでは，各温度での材料の変形抵抗として，端面拘束圧縮試験で求めた等温変形抵抗曲線を用いた．解析では，直方体試験片に対してx, y, z 軸方向から順に圧縮を行う．Table1に解析条件を示す．Table1Simulation conditions要に応じてこれらの温度変化を考慮する．次に，多軸鍛造後の試験片の相当ひずみ分布を調べた．Fig.7に，圧縮速度0.1mm/sおよび1mm/sの場合における試験片Fig.4には，数値シミュレーションモデルと試験片の圧縮手順を示す．数値シミュレーションモデルでは4つの工具を作製し，試験片の圧縮毎にこれらを組み替えることで各方向からの圧縮を再現した．試験片寸法は，20mm×15mm×20mmの直方体の試験片とし，圧縮方向に25％圧縮した．Fig.5に加工温度300℃における，圧縮回数にともなう試験片の最大温度変化を示す．加工速度が上昇するにつれ試験片の温度が上昇している．加工速度0.1mm/s場合，5℃程度の上昇で，1.0mm/sの場合は30℃程度の上昇である．Fig. 6には，加工温度400℃の場合の最高温度の変化を示す．加工速度0.1mm/s場合，3℃程度の上昇で，1.0mm/sの場合は15℃程度の上昇である．加工後の試験片の特性を評価する際には，必Fig.5Variationin maximum temperaturewith the number of compression (300℃)Fig.6Variationin maximum temperaturewith the number of compression (400℃)Fig.3Average equivalent stress –average equivalentstrain relationshipsWorkpiece Die materialTemperature [Temperature [C]Punchvelocity[mm/s]Fig.4Simulation model for multi-axial forgingA7075SKD61300, 350, 400, 4500.1, 0.5, 1.0− 46 −
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