SUS304圧縮抵抗値の計算式を教えてください!!

質問

SUS304系の材料をプレス加工で成形する工程を担当しています。
弊社製品のお客様に、プレス加工時の塑性変形についての理論値を説明する要求があり、「ﾌﾟﾚｽ加工便覧」「材料力学」etcの資料を見て、自分なりに計算等をやってみたのですが、どーも自信が持てません。
皆様の意見や、知恵をご教授していただきたく、よろしくおねがいします。
＜素材情報＞
材質：SUS304,形状：ドーナツ形状,寸法：内径φ4,外径φ8,板厚2mm
＜プレス加工情報＞
ｻｲｼﾞﾝｸﾞにて、板厚を約0.1mm潰す。（加圧力：約3～4トン,常温加工）
＜知りたい計算値＞
?素材形状での圧縮抵抗力
?プレス圧縮時の発熱量

今後、素材形状の外径が大きくなったり、板厚が変更になったりする時に事前
試算したいとも考えていますので、参考計算式等を教えて頂くと、助かります。

回答No.2

noname#230359

小生も、プレス屋ではありません。

計算の手法も、回答（１）さんと同じです。

SUS304の弾性限界（耐力）のエネルギーを基本に、
変形量で総エネルギー量を求めて、算出していくが、機械工学的です。

その簡単な算出法は、プレスの専門書に、難しく記載されています。

が、プレス屋さんは、今までの経験値で、割り出している事が
多いみたいです。

以下に、SUSの機械的性質を示す、サイトの情報を記載します。
http://www.nsc.co.jp/kenzai/kenchiku/sus/std.html
http://www.ssba.or.jp/structure/q&a/q&a.html

お礼

ありがとうございます。
計算式では、ご回答頂いたのを使用し、グラフ化しました。

ご教授いただいたように、私も実験を行い、このグラフとの比較をしてみようかと・・・

大変ありがとうございました。

回答No.1

noname#230359

プレス屋ではないのですがわかる範囲で。

?まず弾性変形領域と塑性変形領域で力Fは変わります。
低炭素鋼では(多分SUSでも同じ位）弾性領域の歪は1/1000max位なので、そのときの圧縮長さをLとすると
ε=1/1000=L/2
これを解いてL=1/500=0.002mmつまり板厚2→2-0.002=1.998mmは弾性変形でこの間の力は、E=210GPaとして
σ=Eε=210*10^6*1/1000=210*10^3N/mm2
力F=σA=210000*π(4^2-2^2)/4=1978.2kN

それ以降～0.1mmは塑性領域に入るので材料特有の最大圧縮応力があると思います(鋳鉄で690MPa)のでσcとして
力Fp＝σc*A
でいいかと思います。まあこれが最大圧縮抵抗力となるでしょう。

?は理論式はわかりませんが、塑性変形の場合プレス機のした仕事の8～9割が熱エネルギになると読んだ事あります。その場合上記の弾性と塑性圧縮力×変形量+塑性圧縮力×変形量=総仕事量(J)とし、その8割位を発熱量と考えられると思います。

?はプレス機のした仕事で＃２の方の方法が正しいと思います。私のは部品が受けた仕事量でした。

お礼

詳細なアドバイスありがとうございます。
私、もう少し、文献等を読んで、勉強してみます。
今現在は、実際のプレス加工での実験値を得るべく準備しています。
返事が遅くなりましたが、ありがとうございました。
良い文献等がありましたら、又、宜しくお願いします。