最大板材面積設計法と六角錐台中間モデルの提案

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板厚減少率はほぼ同じ程度の 20%以下になっている. これはトラスコア頂部の形状は 小さく, プレス成形の板厚減少はトラスコア頂部に集中しているためである.

また, 成形したトラスコアパネルの底面におけるコアとコアの間に挟む平坦な部分 はプレス成形されていなく, その板厚は元の平板素材と変わらない部分が存在してお り, すなわち, 半球型中間モデルによる2 段階プレス加工法で成形したトラスコアパネ ルの板厚分布は不均一になっている問題があり, これを改善することによって, き裂が 発生する可能性を低減するための検討を行う必要がある.

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図6.8に示す半球型中間モデルでは, 3つの半球型中間モデルの間に挟む斜線で示す部 分を調べて, プレス成形前後における板厚はほとんど変わらないことが容易に判る. す なわち, 板材をプレス成形する部分とプレス成形しない部分の2つ部分に大別すること ができる. 如何にプレス成形しない部分の面積を小さくして, その部分の材料を出来る だけ多くプレス成形に流動できるようにするかが中間モデルの重要な設計ポイントに なっている.

本章では, この問題を明確に解決するため「最大板材面積設計法」を提案する. 図6.9 の黒太線で示す六角形は, 第2章で検討したコア設計法に基づき設計したトラスコアパ ネルの底面コア形状である. そして, 60°の交差線に沿ってコア形状を取り囲む正六角形

（赤太線で示す）を作成する. もしこの正六角形をそのまま中間モデルの底面形状に用 いるであれば, 平面内の材料は全て中間モデルにプレス成形され, プレス成形しない面 積は 0 になる. ただし, この理想的な成形工程は, 金型の幅があまり狭いから金型の強 度問題があるため実際には実現できない. 従って, 図6.10に示すように金型と金型の間 に金型の強度条件を満した条件で最も小さい隙間幅dを開けて, 図示の赤太線で示す中 間モデルの底面形状が得られる. さらに, 中間モデルの底面形状からある割合で縮小し て中間モデルの頂面形状を決めて, また適当に高さを持たせて行けば, 最終的に六角錐 台中間モデルが図 6.11 に示すように得られる. 図 6.11 の斜線で示すのは金型強度を確 保するために設けたプレス成形しない最小面積である.

Figure 6.9 The maximum bottom area of truss core

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Figure 6.10 Bottom shape of truss core

Figure 6.11 The shape of pyramid transition core

ここでは, 比較のため, 図6.2に示すトラスコアパネルを 2 段形プレス成形するため に, 本章の提案する最大板材面積設計法と従来の設計法を使い, それぞれ設計した六角 錐台中間モデルと半球型中間モデルの底面形状を積み重ねて図 6.12 に示す. 図中によ り, 半球型中間モデルの底面形状は円形となり, その面積は 706.86mm²になり, 六角錐 台中間モデルの底面形状は正六角形となり, その面積は 777.45mm²になっている. 両方 の面積を比較して, 六角錐台中間モデルの底面面積は半球型中間モデルより約 10%大

ｄ ｄ

ｄ

d

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きくなって, それにより, 六角錐台型中間モデルを用いて 2 段階プレス成形法でトラス コアパネルを成形する場合, 従来の半球型中間モデルより約 10%多くの材料をプレス 成形に流れさせて, すなわち, 約10%プレス成形しない材料が中間モデルを変えること によってプレス成形する材料に改善できる.

Figure 6.12 Comparation of bottom shape of different cores