JPS62190409A

JPS62190409A - 平面歪変形特性測定法

Info

Publication number: JPS62190409A
Application number: JP3263386A
Authority: JP
Inventors: Tadaaki Morishita; 森下　忠晃; Munechika Toda; 戸田　宗敬
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1986-02-17
Filing date: 1986-02-17
Publication date: 1987-08-20

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、鋼板の平面歪変形下での機械的特性を測定す
る方法に関する。

（従来の技術）鋼板をプレス成形した際の不良現象の一つに割れ、う工
あるが、この割れは、多くは平面歪変形下で発生するこ
とが良く知られているｏしたがって平面歪変形下での機
械的特性を把握しておくことがきわめて重要で、従来、
そのための種々の方法が確立されあるいは提案されてい
る。

第７〜８図は、その中の一つである深絞り試験法を示し
たもので、上型１と下型２との間にブランクを挾み、ポ
ンチ３で絞ってカップ状の成形品４（第８図）とし、そ
の加工途中で上型の押え力Ｆを増して成形品４を破断さ
せ、その時の破断荷重ＰＭを求めるようにする。破断荷
重ＰＭは、ポンチ３の押圧荷重Ｐと深絞り１４８との相
関上水す第９図においてＱ点で与えられ、これよシ次式
を用いて平面歪変形下の破断応力Ｐｃを求めることがで
きるようになる。

ここで、１ｏ：初期板厚ｄ：ポンチ径なお、上記深絞り試験法の他に、引張り方向と直角の溝
を有する試験片を引張って破断荷重を求める方法（塑性
と加工ｖｏｔ、２２Ａ２４８　（１９８１−９）Ｐ９２
１）や切欠きを有する円板状試験片をポンチまたは液圧
を用いて張出し成形して破断歪を求める方法等が多く用
いられている。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、上記した試験法によれば、破断荷重、破
断歪のいずれか一方が得られるに過ぎず、したがって、
いわゆる応力−歪線図は得られないこととなって、今一
つ利用価値に乏しいという問題があった。

また深絞り試験の場合、破断応力ＰＣは材料の異方性方
向の平均値として求まり異方性を判断できず、一方溝付
試験片による引張試験並びに張出し試験の場合、試験片
が複雑でその作成に手間がかかるばかりか測定に時間が
かかるという、特有の問題があった。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、平面歪変形下での応力と歪と
の相関特性を簡便に求めることができる測定法を提供す
ることにある。

（問題点を解決するための手段〉このため、本発明は、広幅試験片を広幅チャックで把持
して引張試験機にて引張り、荷重と前記試験片に付した
ゲージレンクスマークの引張方向の長さの変化量とを測
定しつつ、応力と歪との相関を求めるようにしたことを
特徴とする。

試験片は、平面歪変形あるいはそれに近似の変形を与え
ることができるようにするため、変形域の長さく引張方
向）を短く、変形域の幅（引張方向と直角方向）を大き
くとれるようにする。−例として長さを２０肩に設定し
た場合、幅を１６ａ調以上に設定するのが望ましい◎ま
た荷重の測定はロードセルを用いて行い、一方ゲージレ
ンクスマークの変化量の測定は。

例えばイメージセンサ−カメラを用いて光学的に行うこ
とができる。そして、これらロードセルで得た荷重情報
とイメージセンサ−カメラで得たゲージレンクスマーク
の変化量情報とをリアルタイムにパーソナルコンビエー
タに取込み、両者の情報を変形開始から終了まで記憶し
ておき、必要な特性値の形に処理して、ＣＲＴあるいは
Ｘ−Ｙプロッタに出力させるようにすれば、全自動的に
平面歪変形下における機械的特性を把握できる。

（作用）上記構成の平面歪変形特性測定法において、単純形状の
広幅試験片を既存の引張試験機で引張るだけで、平面歪
変形下における破断応力と破断歪の同時測定が可能にな
るばかりか、応力−歪線図の作成も可能になり、鋼板の
プレス成形性の評価をより定量的になし得るところとな
るＯ（実施例）以下、本発明の実施例を添付図面にもとづいて説明する
。

第１図（ａ）は本測定法に用いる試験片の形状を示した
ものである符号１１で表す試験片は、変形域（平行部）
１１ａの長さＬに対して幅Ｗが著しく広幅に形成されて
いる。試験片１１は、その変形域１１ａを除く全域（点
ｍｂ部分）１１ｂが後述するチャックの被把持部となシ
、Ａ方向に引張られて、第１図（ｂ）に示すように、ｆ
形成１１３の両端部がわずかくびれた状態に変形する。

また試験片１１の平行部ｊ１ａの中央部には、予めゲー
ジレンクスマーク１２を付しておくようにする。

しかして、か＼る試験片１１の形状によれば。

後述するように、平行部１１ａは平面歪変形に近似する
変形状態となることが確認されておシ、したがって、ゲ
ージレンクスマーク１２の引張方向に関する初期長さを
４．変形後の長さを１゜とすれば、その変化量を読取る
ことにより、式めることかできるようになる。なお、ゲ
ージレンクスマーク１２の変化量は、後述するように光
学的手段によシ胱取るようにするので、他の面との光沢
差を有しかつ変形に追従できる塗料（例えばマジックイ
ンキ）を用いるようにする。

第２図および第５図は、上記試験片１１を用いて行う試
験装置の概要を示したものである。

同図において、１５はインストロン型の引張試験機で、
前記試験片１１の被把持部１１ｂの全面を把持できるチ
ャック１４と引張荷重を測定するためのロードセル１５
とを備えている。また引張試験機１６の周りには、前記
試験片１１に付シたゲージレンクスマーク１２の変化量
を読取るイメージセンサカメラ１６が設置されている。

ロードセル１５で測定した荷重値は、動歪計１７．Ａ／
Ｄコンバータ１８を介してデジタル信号化されてパーツ
ナルコンピュータ（以下。

パソコンという）１９に転送されるようになっており、
一方、カメラ１６でとらえた変形量情報は、アンプ２０
を介して同じくパソコン１９に転送されるようになって
いる。パンコン１９は、ロードセル１５から転送された
荷重情報およびカメラ１６から転送された変形量情報を
引張試験開始から終了まで記憶し、必要な特性値（応力
と歪）の形に処理し、ＣＲＴ２１またはＸ−Ｙプロッタ
２２に出力できるものである。

以下、上記試験装置による試験結果について記す。

始めに、本試験に先立ち、第４図ｔａ）に示すように、
試験片１１の平行部１１ａ（長さＬ＝２０頭）にスクラ
イプドサークル２５を付し、この試験片１１を前記チャ
ック１４で把持して引張ることにより同図（ｂ）に示す
ように変形させ、該スクライプドサークル２５の、長軸
ｅＸと短ｌ１ａｅＹの変化量の相関、すなわち変形状態
図を求めた〇第５図は、その結果を示したもので、これ
より。

試験片１１の＠Ｗが１６０電、２００ｍｍの場合、板厚
（Ｑ、６〜１．２　ｍ　）によらず、勾配の小さい直線
Ｐ（勾配β＝＝−［１０２）に乗シ、平面歪変形（Ｘ軸
上に表われる）に近似した変形状態が得られることが分
かる。これに対して、試験片１１の幅Ｗが１２０ｍ＋の
場合、勾配の大きい直線Ｑ（勾配β＝−（１０６）に乗
る。すなわち、平行部の長さＬ＝２０鶴の場合１幅Ｗを
約１６０鵡以上に設定することにより平面歪変形を具現
できることとなる。

なお、長さＬの設定如何によって幅Ｗの設定値を変える
必要がある０次に、板厚二〇、？目、平行部１１ａの長さＬ＝２０■
５幅Ｗ＝２００ｍの試験片を用い、これに前記ゲージレ
ンクスマーク１２を付して本試験を行った。第６図は、
その結果を示したもので、これより荷重と歪との相関を
明瞭にとらえることができることが分かる。

（発明の効果）以上、詳細に説明したように、本発明は広幅試験片を広
幅チャックで把持して引張ることにより平面歪変形ある
いはそれに近似した変形を与え、試験片の変形域に付し
たゲージレンクスマークの変化量をとらえて引張荷重と
の相関を求めるようにしたので、平面歪変形下における
応力−歪線図の把握が可能になるばかりか、破断応力お
よび破断歪の同時測定が可能になり、さらには引張方向
を材料の異方性の方向に合わすことも可能になり、＠４
板のプレス成形性の評価をよシ足皺的になし得る効果を
奏した。

また単純形状の広幅試験片を既存の引張試験機を用いて
引張るだけで、上記の平面歪変形特性の把握が可能にな
シ、その効果は犬なるものがある◇

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）　、　（ｂ）は本発明にか＼る平面歪変形
特性の測定法に供する試験片形状の、試験前（ａ）と試
験後（ｂ）の状態を示す模式図、第２図と第６図は本測
定法を実行する試験装置を示したもので。第２図は斜視図、第３図はブロック図、第４図（ａ）　
、　（ｂ）は、予備試験に供した試験片形状の、試験前
（ａ）と試験後（ｂ）の状態を示す模式図、第５図は予
備試験によシ得た変形状態図、第６図は本試験によυ得
た荷重（応力）−歪線図、第７〜８図は従来の深絞り試
験法を示したもので、第７図は試験装置の断面図、第８
図はその試験によって得られる成形品の斜視図、第９図
は前記深絞り試験法により得た荷重と深絞り量の相関図
である。１１・・・広幅試験片１２・・・ケーシレンクスマーク１５・・・引張試験機　　１４・・・広幅チャック１５
・・・ロードセル１６・・・イメージセンサカメラ１９・・・バーンナルコンピュータ時計出願人　　　トヨタ自動車株式会社代理人　弁理士
　萼　　　優　美（ほか１名）第１図第２図第３図沈４図（ａ）　　　　　　（ｂ）第５　図Ｙ歪（０ム）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）広幅試験片を広幅チャックで把持して引張試験機
にて引張り、荷重と前記試験片に付したゲージレンクス
マークの引張方向の長さの変化量とを測定しつつ、応力
と歪との相関を求めることを特徴とする平面歪変形特性
測定法。
（２）荷重をロードセルで測定することを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の平面歪変形特性測定法。
（３）ゲージレンクスマークの変化量を光学的に測定す
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の平面歪
変形特性測定法。
（４）荷重情報とゲージレンクスマークの変化量情報を
パーソナルコンピュータに転送し、必要な特性値に加工
して出力させることを特徴とする特許請求の範囲第１項
ないし第３項のいずれか１項に記載の平面歪変形特性測
定法。