張り（剛性）と板厚減少の関係について

質問

私は自動車用プレス金型に携わる者です。
ドアアウターやフードアウターなどの、外板パネルの剛性を調べる目安として、cae解析結果の板厚減少率を測定しているところを最近目撃しました。彼らが言うには、パネルが伸びて薄くなっていれば、パネルはその分強くなっている。とのことでした。
そこで、疑問に思ったのですが、キャラクターラインの様な小さなR部は別として、比較的大きな曲率の外板面が凍結出来るほど伸ばせるのか？
そして、板厚が減少するほどに剛性は高くなるのか？　という２点です。
以前に自動車メーカーの方が、「パネル剛性は素材の板厚と製品形状にのみ左右される」と言われた事を覚えています。
ですので、私の頭の中は混乱しています。　皆様からのご回答をお待ち致します。宜しくお願い致します。

私の使った言葉で、混乱を招いてしまいすみません。
補足致します。
「張り」という言葉で表現をしましたが、剛性のつもりで使いました。
外板パネルは、車を洗車したりワックスを掛けた時に、パネルがペコペコと凹まない強さが必要なので、自動車の外板用金型を製作する時に留意しています。
また、
「凍結」という言葉で表現をしたかったのは、永久ひずみです。
ドロー型の形状と同じ形状にパネル形状を維持したいのですが、実際にはパネル中央部の曲率が平坦化してしまう。
仮に永久ひずみの域までドロー型で材料を引っ張る事が出来れば・・。という意味合いです。

回答No.2

noname#230359

＞パネルはその分強くなっている

一般に、梁の場合であればEIが大きいほど剛性が大きいという。

つまり、曲げモーメントに対しての変形量(たわみ）が少ない。
一方、板は"曲げこわさ"(剛性）と呼ばれる Et^3/12/(1-ν^2)
が同じような意味を持つことに成ります。

ここら辺の、全体としての剛性か板のみの剛性なのか或いは強度を
いうなら応力のことを指しているのかを混在していて解り難くして
いるというか、貴殿が混乱なさっているだけのように思えます。

お礼

ご回答ありがとうございます。
言葉が不適切？不足？しており、ご迷惑をお掛け致しましてすみません。
拙い言葉ですが、質問の補足をさせて頂きました。
宜しくお願い致します。

回答No.1

noname#230359

「パネル剛性は素材の板厚と製品形状にのみ左右される」
→正しいと思います。

「パネルが伸びて薄くなっていれば、パネルはその分強くなっている」
→加工硬化によって、材料の硬度が上がり、引張強さがアップすることを
指していると思います。ただし、加工硬化硬化しても、材料のヤング率は
変化しないので、板厚が減少した分、弾性変形域内の剛性は低下する筈です。

「外板面が凍結出来るほど伸ばせるのか？」
凍結の意味が分かりません。補足下さるようにお願いします。

“張り”という言葉が意味することが、“剛性”つまりは、部材にかかる力
に対する変形の大きさという意味に合致しているかを検討してみる必要が
ありそうに思います。

“張り”という言葉が、マクロのパネル部材にかかる力に対する変形の大き
さという意味であれば、先に記した通りでいいと思いますが、
“張り”という言葉が、もっと部分的な変形に対する耐性を表しているならば
もう少々踏み込んだ解釈が必要になりそうです。

“張り”という言葉が材料力学的なな剛性とは異なる概念を含むのであれば、
その内容を解き明かす必要がありそうに思います。
張りとは、材料力学的な用語を用いてどのように表現すればよいのでしょう
か？

お礼

ご回答ありがとうございます。
「張り」という言葉は、我々がよく使っている言葉でして、パネルの強度を指す時に使っています。
絞る前の材料（0.6～0.8mm程度の平板の軟材）は簡単にペコペコと変形しますが、
ドロー型で絞られたパネルは、指で押す程度では変形しなくなります。
この変わった様子を、「張りがある」と言い、逆にあまり変わらなかった場合は、「張りがない」と表現しています。
すみませんが、私は材料力学に疎いもので、適切かハッキリとは分かりませんが、
たぶん「加工硬化」が「張り」。
「凍結」は「永久ひずみ」だと思います。