Question 1

成形限界図（FLD）とは何ですか？

Accepted Answer

成形限界図（FLD: Forming Limit Diagram）は板材成形において破断が生じる限界ひずみの組み合わせを示すダイアグラムです。横軸に副ひずみε₂（minor strain）、縦軸に主ひずみε₁（major strain）を取り、その境界線を成形限界曲線（FLC）と呼びます。FLC以下の領域が安全域、以上が破断予測域です。加工硬化指数nが高い材料ほどFLCが高位になり成形性が優れます。

Question 2

Keeler-Goodwin式によるFLC₀はどう計算しますか？

Accepted Answer

Keeler-Goodwinの経験式では平面ひずみ条件（ε₂=0）における成形限界FLC₀を板厚t（mm）と加工硬化指数nから推定します。FLC₀ ≈ (23.3 + 360·t)/100·n/0.21 の形で近似されることが多く、nと板厚が大きいほど限界ひずみが上昇します。ε₂<0側（圧縮）ではFLCはFLC₀+0.5|ε₂|で上昇し、ε₂>0側（引張）ではFLC₀+ε₂で上昇します。

Question 3

歪みパス比β（dε₂/dε₁）が成形性に与える影響は？

Accepted Answer

β=−0.5（一軸引張）、β=0（平面ひずみ）、β=1（等二軸引張）が代表的な歪みパスです。平面ひずみ（β=0）は最もFLCが低い領域に相当し、最も成形割れが起きやすいパスです。等二軸（β=1）はFLCが高位にあり絞り加工に有利です。プレス成形では金型形状や保持力によって歪みパスが変化するため、成形品の各部位でFLD上のパスを確認することが重要です。

Question 4

板厚減少率と破断の関係はどうなっていますか？

Accepted Answer

体積一定則から板厚減少率はΔt/t₀ = 1 − exp(−ε₁−ε₂)×100%で計算できます。実用上は板厚減少率が20%を超えると割れのリスクが高まり、25〜30%で多くの板材で破断が発生します。ただしFLCはあくまで歪み空間での破断基準であり、板厚減少率とは異なる指標です。安全設計では安全マージン（FLCまでの距離）を20%以上確保することが推奨されます。

成形限界図（FLD）と歪みパス可視化

材料選択

材料パラメータ

歪みパス

動作点

成形限界図 (FLD) — ε₁ (主歪み) vs ε₂ (副歪み)

FLCまでの距離（安全マージン）

板厚減少 t/t₀ vs ε₁（歪みパスに沿って）

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