50
c'40
6.3.3鋼 管 の バ ル ジ 成 形
ll{1径が や や 小 さ い こ と か ら 図6.18に 小 す 治 具 を 制fノ}一し て 実 験 し た.こ の 場 合 内 圧 に よ っ て 治 具 が 軸 方 向 に 移 動 す る た め,治 具 と 管 端 と の す き ま が 常 に0と な る
よ う に 圧 縮 試 験 機 の ラ ム に よ っ て 軸 荷 重 を か け て バ ル ジ 実 験 を 行 っ た.
成 形 後 頂 点 部 の ひ ず み を 測 定 し た と こ ろCl。 ・o.1、CJ・0.34で あ り,ひ ず み 比 は β ・ε ポcr3・0.29で あ っ た
き ず は フライスカ凶 一に よ る 切 削 き す を 溶 接 部 か ら90.離 れ た 箇 所 に,」'ノi線 方 向 に 20mmの 長 さ で つ け た.・ 図6.191
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図6.18バ ル ジ 成 形 治 具(鋼 管(Z)場 合)
1聾 繋 鞭蝶
.沸 嘱
図6,19管 の 切 削 き す の 付 け 方
121
結 果 を 図6.20に ・J≒す.縦 軸 に は 、 成 形 限 罪 ひ す み の 比 で 表 し た.
限 罪 き ず 深 さ α,は3.U° 。で あ っ た.板 材 の 値 に 比 へ て 小 さ く な っ て い る.今 回 の ひ ず み 比 が0,29と ・r面ひ ず み 変 形 に 近 い こ と か ら き ず 部 破 断 し や す く な っ て い る こ と が わ か る 。 こ の 値 は ア ル ミニ ウ ム 軟 質 板 材 の ・白1{1ひず み 変 形 で の 限 界 き ず 深 さ α,,=2,5%と 同 程1隻 で あ る.す な わ ち,板 材 の よ う に 均 一な 肉1,一を 有 す る 管 の, 平 面 ひ ず み 変 形 で は き ず の 影 響 が 強 く,き ず 部 破 断 し や す い と 考 え ら れ る,
1.2
0
0.8
り
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‑外.リハィー膠工 ロしにロX血ロ音8すす3きき
φ●◎
A11MKTS
5101520
き ず 深 さ α/%
図6.20バ ル ジ 成 形 限 罪 に 及 ぼ す き ず 深 さ の 影 響(STKMl1A・
6.3.4鋼 管 に つ い て の ま と め
偏 肉 の な い 材 料 と し て 電 気 溶 接 鋼 管 を 川 い て バ ル ジ 成 形 を 行 っ て 次 の よ う な 成 果 を 得 た.
1)展 開 し た¥¥lf#1̲軸引 張 り 変 形 で はld(<・8.5D。で あ り,こ れ はr値 が1.5程 度 と 大 き い たy)で あ る.製 管 前 の 板 で は/● ・r.5。。,50。で あ り 同 程 度 と み な せ る.
2,'hlllひ ず み 変 形 に 近 い 変 形(β ・0,29)で は α 。・30。で あ っ た.単 軸 引 張 り変 形 の α 済8,5°。に 比 べ て 小 さ く な る こ と が 確 認 で き る.ま た,こ の 値 は ア ル ミニ ウ ム 軟 質 板 材 の'h/llひ ず み 変 形 で の 限 界 き ず 深 さ α 。=2.50。と 同 程 度 で あ る .
以 ヒの こ と か ら,偏 肉 の な い 鋼 管 で は,板 材 と 同 様 な 表 面 き ず の 影 響 で あ る こ と が わ か っ た 。
1?5
6.4純 銅 管 の 場 合
ア ル ミニ ウ ム管 は 偏 肉お よ び 接 合跡 が 存 在 し,表 面 きず の 影 響 が 現 れ に くい こ とを 明 らか に した.そ こで 、 本 節 で は 比 較 の た め に 偏 肉 の 存 在す る 管 と して 純 銅 管 を 取 りLげ てz表llllき ず の 影 響 を 調 べ た.
6.4.1供 試 材
公 称 外 径D。 二40mm,肉1・jU.Ommの 純 銅 管C1020TOで あ る.納 入 管 を500.C,!時 間 の 焼 鈍 を 行 っ た.管 を 展 開 し て 求 め た 円 周 方 向 お よ びr午 線 方 向 の 機 械/l勺'性質 を 表6.3に 示 す.n値 は ア ル ミニ ウ ム 管 よ り/¥き い.r値 は 面 内 異 方 性 も ほ と ん ど な
く 小 さ い.偏 肉 は15μn1〜125μmで あ っ た.15μ111〜50μnlを 偏 肉 小 の 管 と し,他 を 偏 肉 大 の 管 と し た.
表6.3純 銅 管 の1幾 械 的 性 質 気C1020TO
採 取 ノ∫向 引張 強 さ
㎝ 一
塑性 係数
一 一一 一一
ノ川Ll使 化 指 数
塑 性 異 ノ
σ}〕/MPa F 'MP
a r1 t
円 周 ノ ∫向
θ 1『‑1F‑
497
一
〇.45 一
0.70
」 窪 線 ノ∫1・'IJφ i226 一
493 0.42 一
一一
〇.68 一
6,4.2純 銅 管 の バ ル ジ 成 形
本 材 料 で は,li気 軸 引 張 り変 形 に つ い て は 調it:II̲せず,バ ル ジ 成 形 に つ い て の み 検 討噛し た.
バ ル ジ 治 具 は ア ル ミ ニ ウ ム 管 の バ ル ジ 成 形 で 使 川 し た も の で あ る.L/Doは2と し,自 由 バ ル ジ 成 形 を 行 っ た.破 断 後,破 断 箇 所 か ら ト分 に 離 れ た 場 所 で 頂 点 の ひ ず み を 測 定 し た と こ ろ ε.・0の'hl】1ひ ず み 変 形 で あ っ た 。
き ず は フライスカッターに よ る 外 側 切 削 き ず で あ り,き ず の 長 さ は201nn1と し た.
結 果 を 図6.21に 示 す.縦 軸 に は,成 形 限fir'ひ ず み の 比 で 表 し た.
限 罪 き ず 深 さ α,1は2,50。 で あ っ た.こ の 値 は ア ル ミ ニ ウ ム 軟 質 板 材 の'h/ilひ ず み 変lil多で の 限 昇 き ず 深 さ α 、=2.50。 と 同 じ で あ る.ま た,第2'r・:で 川 い た 銅 の 板 材 の
i'一'}'‑111̀.i張り で の α 。の 仙 が5⑪ 。で あ る こ と と 比 較 す れ ば 、 管 の バ ル ジ 成 形 で 平 面 ひ ず み 変 形 の 場 合2,50。 と 小 さ く な っ た こ と は 妥 当 で あ ろ う.
126
し か し,ア ル ミニ ウ ム 管 の バ ル ジ 成 形 の 結 果 ・α 一11、5P・あ る い は140・}に ⊥ヒへ て 小 さ い.そ こ で,展 開 試 験 片 の 引 張 り 破 断 後 の 観 察 か ら 接 合 部 を 探 し た と こ ろ 確 認 で き な か っ た.本 材 料 の 製 造 法 は 確 認 で き て い な い が,本 材 料 の よ う に 接 合 部 の 影 響 が 出 な い よ う な 材 料 で は,'1̀‑viiiひ ず み 変 形 で き ず 部 破 断 し や す い こ と が わ か っ た.
1.2 1
0
0.8
UJ
XO.6
り」
0.4 0.2 0
の
ヘロヒU4/X句勾0刷刷4uffφ●蓋
へOr20つC
51015
き ず 深 さ α/%
20
イli]1美ゴノ」、15,αnl50み とn1 偏 肉 大50μm125μm
図6.21バ ル ジ 成 形 限 界 に 及 ぼ す き ず 深 さ の 影 響 〔C1020TO)
6.4.3純 銅 管 に つ い て の ま と め
偏 肉の 存 在 す る 管 と して 純 銅 管 を 川 い て,バ ル ジ成 形(β ≒0)に お け る 表 面 き ず の 影 響 を 調 べ,次 の こ とが わ か った.
1)限 界 きず 深 さ 仏 は2.5%で あ っ た.す な わ ちア ル ミニ ウム 軟 質 板 材 の 平 面 ひ ず み 変 形で の 限 罪 き ず 深 さ α。・2.5%と 同 じで あ る.こ の こ とか ら接 合部 の 影 響 が 出 な い よ うな 材 料 の 平面 ひず み変 形 で は きず 部 破 断 しや す い とい え る.
1?7
6.5結 言
ア ル ミニ ウム 管,鋼 管,純 銅 管 を 用 い,そ れ ら管 材の 展 開 試 験 片 を 川 い た 引 張 り変 形,お よび 管 材 の ・Fllllひ ず み 変 形 の 成 形 限 外 に 及 ぼす 表 面 きず の 影 響 を 調 べ そ れ らの結 果 と板 材 で の 結 果 とを 比 較 した と こ ろ以 トの こ とが 明 らか に な っ た・
1】 単 軸 引 張 り 変 形 の 限 罪 き ず 深 さ α 。に つ い て は ド表 の と お り で あ っ た ・
そ こで,第2阜1で 得 られ た結 果/ド 表)と 比 較 す れ ば,ア ル ミニ ウ ム 管 の 展 開 材 で 大 き な α。を 示 す の はr値 が 大 き い た め で あ る こ と.STKM材 とSPC板 を み れ は
同 じ程度 の α。を 示 して い る こ とが わ か っ た.
この こ とに よ り管 の 単軸 弼 長り変 形 で は 板材 の結 果 を 基 に変 形 挙 動 を 把 握 して よい といえ る.
嚇1酬 張 塾 槻 … 「歪 覧 …!止る」 幽 ご深 さ α・(o。)
∵ 含古c
2)平 面 ひ ず み 変 形 と し て 行 っ た バ ル ジ 成 形 の 限 罪 き ず 深 さa:に つ い て は ド衣 に 示 す 結 果 で あ っ た.
乍匝)』一 戎 形 潟 挫 に 影 多t!Gだ い;!田一 諾 深 さ α ・/00ノ
円 周 方回
F面 ひ ず み変 形 バ ル ジ)
一
Al
一 一
β ・0
一
1!.5〜14
Cu β ・0
2.5
STKM β ・0.3
̀3
そ こ で,第5章 で 得 ら れ た 結 果(ド 表)と 比 較 す れ ば,ア ル ミニ ウ ム 管 で α 。が 11.5%以 ヒと 大 き い.純 銅 管,鋼 管 は 板 材 の 平 面 ひ ず み 変 形 の 結 果 と 同 程 度 の 値 を 示 し て い る.ア ル ミニ ウ ム 管 でa,が 大 き い 理 由 は 偏 肉,接 合 跡 の 存 在 が き ず 以 ヒ に 破 断 箇 所 を 規 定 す る た め で あ っ た.
'hlIlひ ず み 変 ワに'1る1'き 」ず 趣L(06二A1070())
一 一