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◆Upset Forging of a Cylindrical Billet Using the Anand Material Model
Anand 材料モデルを用いた円筒型ビレットのアップセット鍛造

Anand材料モデルは、はんだのような高温下の 金属のモデル化に使います。(refs[1] [2]をご覧下さい)

Anand材料モデルは温度依存の粘塑性を含んで います。この材料の重要な特徴は、変形抵抗が内部変数として含まれている点ですが、これは相当応力とともに、以下の式で与えられる粘塑性ひずみ速度を決定 しま す。



変形抵抗s に対 する相当応力 の比( /s )の増加によって、粘塑性ひずみ速度が増加します。粘塑性ひずみ速度の値がゼロであるときに、相当応力はゼロでない値はとり得ません。

変形抵抗と材料定数の使用に関する詳細は、 refs[1] [2]を参照してください。

下にref[1]より引用したAnandモデルを 使用した例を紹介します。次の図で 示すように、Al-1100-Oの円筒形のビレットに400℃でアップセット鍛造を行います。




ADINAで得られた力-たわみ曲線と、ref [1]の実験値のポイントデータを下 のグラフで示しています。

発生した相当応力と接触圧力はこのページの最初に 示し ています。

以下に示すのは、解析における最終的な変形抵抗と 累積相当粘塑性ひずみです。





注意する点は、粘塑性ひずみは非圧縮性のため、 Anand材料モデルではu/p定式 化を使うべきということです。u/p定式化の使用の効果を示します。次の図は上の解析で得られた静圧力と接触圧力です。



そして、さらに解析にu/p 定式化を使用しなかったときの静圧力と接触圧力を示します。


u/p 定式化を使用しなかった場合には、静圧力はロックされ、接触圧力の品質が落ちていることが明らかです。


Reference
  1. G. Weber and L. Anand, "Finite deformation constitutive equations and a time integration procedure for isotropic, hyperelastic-viscoplastic solids", Comp. Meth. Appl. Mech. Engng., 79 (1990) 173-202.
  2. S. B. Brown, K. H. Kim and L. Anand, "An internal variable constitutive model for hot working of metals", Int. J. Plasticity, 5 (1989), 95-130.

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