材料の加工と接合

板を曲げ加工して型から外したとき、弾性回復で曲げ角度が戻るスプリングバックが大きくなりやすいのはどれか。板厚と曲げ半径は同じとする。

  1. A降伏応力が低く、ヤング率が高い材料
  2. B降伏応力やヤング率によらず、加工の速度だけで決まる
  3. C降伏応力が高く、ヤング率が低い材料
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正解:C. 降伏応力が高く、ヤング率が低い材料

曲げた板の断面には、塑性変形したあとも降伏応力程度の応力が残っていて、荷重を除くとその応力に応じた弾性ひずみ(およそ σ/E)の分だけ戻ります。したがって、降伏応力が高いほど、またヤング率が低いほどスプリングバックが大きくなります。同じヤング率で強度の高い高張力鋼板や、ヤング率が鋼の約3分の1のアルミニウム合金板は、スプリングバックが大きく、形状を合わせるのが難しくなります。軟らかく剛い材料とする選択肢は逆で、加工の速度だけで決まるとする選択肢も誤りです。対策として、戻る分だけ余分に曲げる、型で強く押し付けて曲げ部を塑性変形させる、などの方法があります。

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