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1 緒 言 近年の温室効果ガス (CO2) 削減の要求の高まりを受 け,自動車の燃費向上の検討が活発になされている.こ れには,従来のガソリンエンジンの燃費向上に加え,エ ンジンとモータを併用したハイブリッドシステムの採用, 電気自動車,燃料電池車など,新たな動力系の開発が注 目されている. 一方,自動車は,安全基準の強化に対応するため,ま た電子機器等の装備の充実化などにより,車体重量が増 加する傾向にあり,燃費向上にはよりいっそうの軽量化 が必要である.このため,高張力鋼板(ハイテン)の適 用 1)や,アルミニウム合金 2)~ 4)マグネシウム合金,プラ スチック,複合材料 5)などの適用が検討されている.この うち,ばね下重量の軽減により燃費改善効果が高いとさ れているシャシー部品には,軽量化を目的としてハイテン 鋼板やアルミニウム合金が適用されている.シャシー部品 には,タイヤからの入力により繰返し荷重が作用するた め,疲労信頼性の確保が必須である. 一般に,薄鋼板を自動車部品に加工する際には,金型 を用いてシャー切断や打ち抜き加工により鋼板を切断し た後,プレス加工により成形し,溶接等により組み立て られる.これら部品の一部では,鋼板の切断面から疲労 き裂が発生する場合がある.Fig. 1に,シャー切断加工 状況を,Fig. 2に切断面の状況を模式的に示す.シャー 切断や打ち抜き加工を行うと,切断開始時はせん断変形 により切断が進行し,せん断面とよばれる比較的平滑な 切断面が形成される.さらに切断が進むと,切断された 板が倒れ込むため,せん断変形に加え引張変形も重畳し て切断が進行し,せん断面よりも表面性状が劣化した破 断面と呼ばれる面が形成される.破断面は表面性状が劣 化していることに加え,せん断面よりも大きな塑性変形 が導入されることから,高い引張残留応力が発生してい ると考えられ,疲労き裂発生が懸念される. 本研究では,ハイテン鋼板の切断面疲労強度に着目し, 切断面を付与した試験片を用いて疲労試験を実施した. 次に,切断面の疲労強度支配因子として,残留応力の影 響を取り上げ,疲労限度予測モデルを構築した.最後に, 切断面疲労強度の簡便な予測法について提案した. 熱延高張力鋼板におけるシャー切断面の疲労強度に関する研究 杵 渕 雅 男 北 村 隆 行 Study of Fatigue Strength of Shearing Edges of Hot-Rolled High Strength Steel Sheet