Tensile property evaluation by stress and strain analyses of small punch test specimen using finite element method

有限要素法を用いたスモールパンチ試験片の応力・ひずみ解析による引張特性評価

中田 隼矢; 駒崎 慎一*; 幸野 豊*; 谷川 博康

Nakata, Toshiya; Komazaki, Shinichi*; Kono, Yutaka*; Tanigawa, Hiroyasu

スモールパンチ試験は微小試験片試験技術の一つであるスモールパンチ(SP)試験について、Ramberg-Osgood則を用いて有限要素解析(FEA)モデルを構築し、SP試験から引張特性を推定することを試みた。その結果、試験片のネッキングが顕著化する領域までではあるが、FEAによって実験にて得られたSP曲線を再現できた。SP試験片で相当塑性ひずみが最も大きくなる箇所のMises相当応力とRamberg-Osgood則による全ひずみの関係が、引張試験によって計測された真応力-真ひずみ線図とよく一致することを見いだし、0.2%耐力,引張強度,均一伸びを評価することが可能となった。

The small punch (SP) test is one method of small specimen test technology. We constructed a model for finite element analysis (FEA) using the Ramberg-Osgood equation to try to estimate tensile properties from the SP test. The results showed that the SP curve obtained from previous experiments could be reproduced by FEA to the point where the necking behavior of SP specimens became prominent. It was found that the relationship between the Mises equivalent stress at the point giving the largest equivalent plastic strain, and the total strain based on the Ramberg-Osgood equation, in the SP specimens, agreed well with the true stress-true strain curve plotted from tensile test measurements, and could thus be used to evaluate the 0.2% proof stress, tensile strength and uniform elongation.