# 知識主題：考慮鍛造過程中的包辛格效應，評估未經熱處理的不鏽鋼螺栓强度

螺栓產品在鍛造過程中，會利用擠伸成形作出螺栓桿身，再鍛壓出螺栓頭部特徵，材料在多道次成形的過程，會經過反覆拉伸與壓縮變形，因此，在材料模型選擇上，儘管等向硬化模型(isotropic hardening)沒辦法反應包辛格效應(Bauschinger effect)，但仍時常用於冷鍛成形分析，然而，爲了精確地模擬未經熱處理的冷鍛部件的強度及其幾何形狀，必須考慮鍛造過程中的包辛格效應。

Narita 等人 [1] 以無熱處理的不鏽鋼(SUS304)螺栓冷鍛，以有限元素分析進行製程模擬與强度預估。以 Yoshida-Uemori (YU)模型作為考慮材料包辛格效應的動態硬化模型，修改 Y-U 模型以預估冷鍛過程中，大應變區域中的應變硬化行為。

以 SIMUFACT.FORMING 進行拉伸測試與多道次冷鍛CAE分析，評估等向與動態硬化模型的强度差異、應變與應力分佈。

以多道次鍛造CAE後的試片進行拉伸試驗模擬，其動態硬化模型之降伏應力小於等向硬化模型；等向硬化所預估之降伏應力高於實際值。

根據動態硬化模型的CAE模擬結果，可以清楚地看出不同鍛造方式對SUS304螺栓的軸向強度分佈差異，動態硬化模型可以準確地呈現冷鍛過程中的塑性應變、應力與包辛格效應的變化歷程。

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#資料來源：

[1] Narita, S., Hayakawa, K., Uemori, T., & Kubota, Y. (2020). Evaluation of strength of stainless steel bolt without heat treatment considering Bauschinger effect during manufacturing process. Journal of Materials Processing Technology, 278, 116481. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0924013619304546

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