JPH0231816B2 - Itamensendantokuseinosokuteiho - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は平板の板面せん断変形特性の抽出およ
びこれの正逆方向試験の繰り返しによるバウシン
ガ効果の検出方法に係るものである。

板材成形における形状精度を上げるには、板面
せん断試験法の開発が必要であり、そしてこの試
験法で板材のバウシンガ効果を測定することが必
要である。

ここでバウシンガ−効果とは金属材料に力を加
えて塑性変形させた後、力の方向を逆にした場
合、正の方向で塑性変形を進行させるのに必要な
力より小さな力で逆方向の塑性変形が生じる現象
である。この現象は学問的にも重要であるが、工
業的には曲げ曲げもどしの様な変形方向の逆転が
ある塑性加工品の精度を支配する重要な因子と考
えられている。

従来この様なバウシンガ効果の測定も可能な板
面せん断試験法の開発は、被試験材が板であると
いうことから生じる問題があつて、これまでなさ
れてはいない。金属のバウシンガー効果の従来の
実験は、わずかに丸棒の引張・圧縮およびねじ
り、ねじり戻し、管材のねじり、ねじり戻しに過
ぎない。平板で従来より行われているせん断試験
は、第１図に示すような平板２０の試験片を用い
るが、矢印の方向への引張りとともに、せん断変
形部が回転し、定常的なせん断変形の保持および
応力の正確な測定が不可能となり、そのため、大
きなせん断ひずみまでの応力・ひずみ関係を正確
に抽出できなかつた。当然、逆方向の力を加えて
バウシンガ効果を測定することなど到底できるも
のではなかつた。

本発明の目的は従来不可能とされていた平板の
バウシンガ効果の測定も可能な板面せん断特性の
測定法を提供することである。本発明の板面せん
断特性の測定法により曲げ、曲げ戻しを含む板材
のプレス成形における成形品の寸法形状の精度を
上げるために必要な情報を得ることができるよう
になつた。

本発明の目的は、板面せん断特性を測定しよう
とする方向に平行な偶数本の直線に沿つて対向す
る縁から切り込みを入れた試験片を使用し、切り
込み部以外が変形しないように拘束した状態で前
記方向に沿う逆方向の力を試験片に加えて板面せ
ん断特性を測定することにより達成される。

以下の説明から明らかになることであるが、本
発明の方法では引張りを反復することにより試験
片の選択部分では事実上正逆方向の単純せん断変
形が繰返されるということである。

又、試験片の中心軸に対称に偶数本の切り込み
を配置することにより外力をかけたときせん断変
形部が回転しないことが保証され、大きなひずみ
まで均一に変形することが可能となる。

第２，３図を参照して本発明の板面せん断特性
の測定法を説明する。

第２ａ図に示すように、試験片２０の対向する
縁から板面せん断特性を測定しようとする方向に
平行な２本の直線に沿つて切り込み１０；１０′
と１１；１１′とを入れる。これにより試験片２
０は中央条片部３とその両側の縁条片部１，２に
分かれる。各条片部の両端の孔４は、試験片に外
力を加えるため後述する試験具の係合突起を挿入
するための孔である。この試験片２０の縁条片部
１，２と中央条片部３とを左右逆方向に引張り
（第２ｂ図）、次に縁条片部１，２と中央条片部３
とを前とは反対方向に引張る（第２ｃ図）。第３
図にせん断応力Ｔを縦軸に、せん断ひずみｒを横
軸にとつて試験片のせん断特性を示す。第２ｂ図
の変形は第３図のグラフ曲線で表わされ、第
２ｃ図の変形は第３図のグラフの曲線で表
わされる。曲線を座標Ｂ・０に対し点対称に
反転させ（破線）、曲線とのせん断応力の差
を測定することによりバウシンガ効果を決定する
ことができる。

第４−ａ図と第４−ｂ図は試験片に変形を加え
る試験具の斜視図である。第４−ａ図に示された
支持基板４１，４２，４３にはそれぞれ係合用ボ
ルト４８；４９：４４；４５：４６；４７と、引
張り用突起５５，５４，５６とが固定され、さら
にすべり止め用の刻み５０がつけられている。試
験片２０の取付孔４をこれらの係合用ボルトに通
し、引張り金具５１の孔を支持基板の引張り用突
起５６に通し、別の引張り金具５２の孔を支持基
板の引張り用突起５４，５５に通す。第４−ｃ図
の右半分に示すように支持基板４１，４２，４３
の係合用ボルトに対応した位置に孔をあけたつか
み板６１，６２を試験片２０の上にのせてナツト
６４で固定する。この状態で引張り金具５１，５
２に引張り力を反対方向に加えると（第４−ｃ図
の左半部は引張りをうけ移動した状態を示す）２
−ｂ図に示すように試験片２０は引張りをうけ、
第３図の曲線OAに沿う変形をうける。

次に引張り組立体を分解し、試験片２０を左右
反対にして支持基板に取付けてからつかみ板を固
定して組立てる。前回と同様引張り金具５１，５
２に引張り力を反対方向に加えると第２−ｃ図に
示すように試験片２０は引張りをうけ、第３図の
曲線に沿う変形をうける。歪みは対向する切
込みの先端の間に限定され、切込みの先端は変形
する。第３図の曲線′（破線）は曲線を座
標Ｂ・Ｏに対して点対称に移したもので、曲線
OAとの差からバウシンガ効果を測定できる。

本発明に従う板面せん断特性の測定法の実例を
以下に５図を参照して説明する。

試験片としてTiキルド軟鋼板、板厚0.75mm（Ａ
材）、固溶体強化高強度鋼板板厚0.77mm（Ｂ材）、
複合組しき高強度鋼板板厚0.68mm（Ｃ材）を使用
した。Ａ材は鋼板内部の介在物が最も少く清浄度
が高い。Ｂ材ではリンを中心とした固溶元素が分
散し転位の移動の障壁となり、変形強度が上昇す
る。Ｃ材では粒界を中心にマルテンサイトが多量
に分布した変形を阻げ高い強度を有している。

試験片として各素材について圧延方向に対し平
行に切込みを入れたもの(L)、直交方向に切込みを
入れたもの(C)、１時30分の方向に切込みを入れた
もの（Ｎ）、10時30分の方向に切込みを入れたも
の（Ｔ）をそれぞれ用意した。試験結果を第５図
のせん断・せん断ひずみ曲線に示す（曲線１は試
験片に最初一方向に引張りを加えたときのせん断
ひずみの変化を示し、曲線２は反対方向に引張り
を加えたときのせん断ひずみの変化を、点対称に
反転して示す）。

Ａ材のτ−γ曲線１にはあまり強い板相異方性
が認められないのに対して、Ｂ、Ｃ材では比較的
強く現れる。バウシンガ効果についてはやはり板
面異方性はＡ材で小さく、絶対量ではＢ材が小さ
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は板面のせん断特性を測定するために従
来使用された試験片を示す。第２−ａ図は本発明
の板面せん断特性の測定法において使用される試
験片を示し、第２−ｂ図は本発明の測定法に従つ
て試験片に対し一方向に切込みに平行に引張りを
加えた場合の状態を示し、第２−ｃ図は反対方向
に引張りを加えた場合の状態を示す。第３図は本
発明の測定法により測定したせん断応力に対する
せん断ひずみの変化を示す。第４−ａ図は本発明
の測定法を実施するのに使用する試験具の支持基
板を示す斜視図であり、第４−ｂ図はこの支持基
板に試験片と引張り金具とを取付けた状態を示す
斜視図である。第４−ｃ図は試験具の平面図であ
り、右半部はつかみ具を固定した引張り前の状態
を示し、左半部はつかみ具を取外し、引張り後の
状態を示す。第５図は本発明の測定法の実施例を
示す。 図中：１０，１０′；１１，１１′……切り込
み、２０……平板（試験片）、４１，４２，４３
……支持基板、５１；５２……引張り金具、６
１；６２……つかみ板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 板面せん断特性を測定しようとする方向に平
   行な偶数本の直線に沿つて対向する縁から切り込
   みを入れた試験片に、切り込み部以外が変形しな
   いように拘束した状態で、前記の方向に沿う逆方
   向の力を加えて板面せん断特性を測定することを
   特徴とする板面せん断特性の測定法。 ２ 切り込みを入れる方向が素材の試験方向に対
   して選択されている試験片を使用する特許請求の
   範囲第１項に記載の板面せん断特性の測定法。 ３ 逆方向の力を反対方向に試験片に加えて得た
   せん断応力に対するせん断ひずみ特性曲線からバ
   ウシンガ効果を測定する特許請求の範囲第１項又
   は第２項に記載の板面せん断特性の測定法。