JP5974810B2 - 張出試験装置及び張出試験方法 - Google Patents
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Description
<成形試験装置の全体構成について>
まず、図1〜図2Bを参照しながら、本発明の第1の実施形態に係る成形試験装置の全体構成について説明する。図1は、本実施形態に係る成形試験装置を側方から見た場合を模式的に示した概略断面図であり、図2A及び図2Bは、本実施形態に係る成形試験装置のパンチ部の一例を模式的に示した説明図である。
まず、塑性加工部11の構成について説明する。
塑性加工部11は、試験材Sに対して負荷を付与する、断面略T字形状のパンチ部101を有する。パンチ部101は、図2Aに示したように、アクチュエータ等の公知の駆動装置(図示せず。)に連結されることで荷重が付与される板状部材101aと、板状部材101aから突設され、試験材Sに当接することで試験材Sを押圧する押圧部位101bと、から形成されている。また、図1及び図2Aでは、押圧部位101bの先端部(z軸負方向側の先端部)の断面形状が球形である球頭形状となっているが、押圧部位101bの先端部の形状は、実施する成形試験の種類に応じて適宜変更することが可能である。
次に、恒温槽部13の構成について説明する。
恒温槽部13は、図1に示したように、熱媒体浴111を有しており、熱媒体浴111の内部には、例えばシリコンオイル等の液体状の熱媒体113が保持されており、試験材Sの被測定部位が浸漬される。熱媒体113としてシリコンオイル等といった液体状の媒体を利用することで、熱媒体の熱容量を増加させることが可能となり、試験材に発生する熱による影響を緩和することができる。
以上説明した塑性加工部11と、恒温槽部13とは、図1に示したように、中心にシャフトが配設された連結用スプリング123によって互いに接続されている。
次に、図3を参照しながら、本実施形態に係る成形試験装置10で利用される試験材Sの形状について、簡単に説明する。図3は、本実施形態に係る成形試験装置に用いられる試験材の形状の一例について模式的に示した説明図である。
次に、図4〜図6を参照しながら、本実施形態に係る成形試験装置10で用いられるスペーサ115の構造について、より詳細に説明する。図4〜図6は、本実施形態に係る成形試験装置のスペーサの一例を模式的に示した説明図である。
実施例1では、図1に示した成形試験装置10を用いて、残留オーステナイト鋼板に対する張出試験を行った。用いたオーステナイト鋼板は、SUS304である。なお、パンチ部101には、図2Bに示した球頭パンチを用い、スペーサ115には、S2/S1で表される値が0.69である、図4に示したスペーサを使用した。また、熱媒体113としては、−70℃〜250℃の範囲で使用可能なシリコンオイルを使用した。ここで、熱媒体浴111には、更なる攪拌装置を設置せずに試験を行った。
実施例2では、実施例1で用いたものと同様の残留オーステナイト鋼板に対し、実施例1で用いたものと同様の成形試験装置を利用して、成形限界線図(Forming Limit Diagram:FLD)試験を実施した。試験に際しては、(最小主ひずみε2/最大主ひずみε1)で表されるひずみ比βが1.0である等二軸引張を試験材に施した。なお、最大主ひずみε1及び最小主ひずみε2の計測は、熱媒体であるシリコンオイルの温度を−50℃、室温(約20℃)、100℃、200℃にそれぞれ制御して実施した。
11 塑性加工部
13 恒温槽部
101 パンチ部
101a 板状部材
101b 押圧部材
103 収縮部材
105 断熱材
107 ブランクホルダ
109 試験材保持部材
111 熱媒体浴
113 熱媒体
115 スペーサ
117 流路
119 ダイ
121 ヒータ
123 連結用スプリング
Claims (11)
- 試験材に対して張出加工を行うことで当該試験材の張出試験を行う張出試験装置であって、
所定温度の液体状の熱媒体を保持し、前記試験材が当該熱媒体中に浸漬される熱媒体浴と、
前記熱媒体浴中に配設されており、前記熱媒体の流れる流路が形成されたスペーサと、
前記熱媒体浴中で前記スペーサの天面上に配設されるダイと、
前記試験材が固定されるものであり、前記熱媒体浴中に降下することで前記試験材を前記熱媒体中に浸漬させる試験材固定機構と、
前記熱媒体浴中へと降下し、前記試験材固定機構及び前記ダイに挟持された前記試験材を押圧することで当該試験材に対して負荷を付与するパンチ部と、
を備えることを特徴とする、張出試験装置。 - 前記ダイには、前記試験材に当接する前記パンチ部の押圧部位と対応する位置に貫通孔が設けられており、
前記パンチ部が前記熱媒体中へと降下することで、前記貫通孔内の前記熱媒体は前記流路を通って前記熱媒体浴中を流れ、前記熱媒体浴中に対流を生じさせる
ことを特徴とする、請求項1に記載の張出試験装置。 - 前記スペーサを厚み方向に切断した場合の前記流路の総断面積をS1とし、前記試験材に当接する前記パンチ部の押圧部位の前記スペーサへの投影面積をS2としたときに、(S2/S1)で表される値が、0.2〜100である
ことを特徴とする、請求項1又は2に記載の張出試験装置。 - 前記(S2/S1)で表される値が、0.4〜8である
ことを特徴とする、請求項3に記載の張出試験装置。 - 前記試験材固定機構には、貫通孔が設けられており、
前記パンチ部は、前記貫通孔を介して前記試験材を押圧する
ことを特徴とする、請求項1〜3の何れか1項に記載の張出試験装置。 - 前記パンチ部は、荷重が付与される板状部位と、当該板状部材から突設され、前記試験材に当接することで前記試験材を押圧する押圧部位と、を有する、断面略T字形状の部材であり、
前記板状部材と前記試験材固定機構との間には、所定の閾値以上の荷重が付与された際に付与された荷重の大きさに応じて収縮する収縮部材が設けられており、
前記収縮部材が収縮することで、前記押圧部位の先端部が前記試験材を押圧する
ことを特徴とする、請求項1〜5の何れか1項に記載の張出試験装置。 - 前記熱媒体の温度を制御する温度制御機構を更に備える
ことを特徴とする、請求項1〜6の何れか1項に記載の張出試験装置。 - 前記押圧部位の先端部は、球形状、角筒形状、円筒形状又は円錐形状を有している
ことを特徴とする、請求項6に記載の張出試験装置。 - 前記収縮部材は、ガススプリングである
ことを特徴とする、請求項6に記載の張出試験装置。 - 試験材に対して張出加工を行うことで当該試験材の張出試験を行う張出試験方法であって、
熱媒体浴中に降下することで前記試験材を前記熱媒体中に浸漬させる試験材固定機構に前記試験材を固定し、
熱媒体の流れる流路が形成されたスペーサ及び当該スペーサの天面上に配設されるダイが配設されており、所定温度の熱媒体が保持されている熱媒体浴中に、前記試験材の固定された前記試験材固定機構と、前記試験材を押圧することで当該試験材に対して負荷を付与するパンチ部と、を降下させ、
前記試験材が前記試験材固定機構及び前記ダイに挟持された後に、前記パンチ部を更に前記熱媒体浴中へ降下させて、前記試験材を押圧する
ことを特徴とする、張出試験方法。 - 前記試験材が前記試験材固定機構及び前記ダイに挟持された後、前記試験材及び前記パンチ部の温度が安定した段階で、前記パンチ部を更に前記熱媒体浴中へと降下させる
ことを特徴とする、請求項10に記載の張出試験方法。
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