ハイドロフォーミング成形のシミュレーション構造解析

2019年9月

ハイドロフォーミング成形は、加工の自由度が高く、一般的に溶接レス構造の造形が可能になります。パイプの両端を軸方向に押し込みながら内圧を調整して加工しますが、この内圧と軸押しのバランスを把握することが正確な加工に寄与します。加工中は内部の加工物変化をモニタリングすることが難しいため、Ansys Workbench Mechanicalの静的構造解析システムを利用し、大変形と材料非線形を考慮して解析を実施しました。

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<ハイドロフォーミング成形のシミュレーション 構造解析>の目次
はじめに
解析の目的・背景
解析手法
解析モデルと解析条件
 解析モデル
 解析条件
解析結果
解析によって得られた効果
使用ソフトウェア

ハイドロフォーミング成形の静的構造解析

図は、金型(橙色)に加工物であるパイプ(灰色)を配置した解析モデルを示しています。ハイドロフォーミング技術による加工は、パイプの両端を軸方向に押し込みながら内圧(流体圧)を調整して加工します。この内圧と軸押しのバランスを把握することが正確な加工に寄与します。本解析では、Ansys Workbench Mechanicalの静的構造解析システムを利用し、過渡効果は無視し、大変形と材料非線形を考慮して解析を実施します。基本的なハイドロフォーミングの成形過程である、内圧をかけながら両端を押込む解析を実施し、更に金型を外すことで生じるバックラッシュまで考慮しています。

解析結果:変形の様子と金型から外した状態

内圧と押込みにより、加工物が金型に沿って変形していく様子を相当全ひずみコンターで示します。また、その後に金型を外した状態の結果を示します。内圧と押込み量のバランスが取れている場合と取れていない場合を比較すると、内圧と押込み量のバランスが取れていない場合は目的の形状にならないことがわかります。

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