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回弹对策位置特定方法以及回弹对策位置特定装置

摘要

本发明提供一种回弹对策位置特定方法和回弹对策位置特定装置。所述回弹对策位置特定方法具有:数值解析冲压成形品的成形条件,算出冲压成形品的成形数据的冲压成形解析步骤;选定冲压成形品的成形数据之中的、冲压成形品的至少一部分区域,算出用规定数据置换该选定区域的形状和该选定区域的应力分布的至少一个而成的置换成形数据的置换成形数据生成步骤;和数值解析上述置换成形数据,算出回弹量的回弹量算出步骤;改变上述选定区域的位置或数量,重复上述置换成形数据生成步骤以及上述回弹量算出步骤。

著录项

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2019-06-07

    专利权人的姓名或者名称、地址的变更 IPC(主分类):G06F17/50 变更前: 变更后: 申请日:20070830

    专利权人的姓名或者名称、地址的变更

  • 2017-01-04

    授权

    授权

  • 2014-09-17

    实质审查的生效 IPC(主分类):G06F17/50 申请日:20070830

    实质审查的生效

  • 2014-08-20

    公开

    公开

说明书

本申请是申请号为201210056854.2、发明名称为“回弹发生原因特定方法、 回弹发生原因部位特定方法、回弹对策位置特定方法以及它们的装置”、 申请日为2007年8月30日、进入中国国家阶段日期为2009年3月2日的发明专 利申请的分案申请;其中申请号为201210056854.2的发明,是申请号为 200780032577.9、发明名称为“回弹发生原因特定方法、回弹影响度显示 方法、回弹发生原因部位特定方法、回弹对策位置特定方法、它们的装置 以及它们的程序”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及在由以钢板、棒钢等钢材为首的铝、镁、钛等金属冲压成 形汽车用构件等时冲压成形制品发生的回弹的发生原因特定方法、影响度 显示方法、发生原因部位特定方法、对策位置特定方法、它们的装置以及 它们的程序。

背景技术

门和保险杠等很多的汽车用构件、家电构件、建材等是通过钢板的冲 压成形而制造的。近年,对于这些构件的轻量化的要求提高,为了实现该 要求,正谋求通过使用具有高强度的钢材来使钢材薄壁化等的对应措施。

然而,伴随着钢板的高强度化,为了确保冲压成形的制品形状,需要 严格管理,在该管理中较重要的项目之一是,以冲压成形时钢板中产生的 残余应力为驱动力,钢板的弹性变形部分进行弹性回复的变形即回弹。

特别是近来为了削减汽车等的开发工时以及成本,具有开始与设计阶 段同时地研讨该成形构件的成形方法的设计阶段的趋势,在设计阶段中的 设计变更会使在设计阶段中的成形构件的变更发生,因此在研讨成形构件 的成形方法的设计阶段中的工时和成本,在汽车等的开发工艺和开发费中 成为更大的问题。

图1是显示以往的对回弹的对应措施的成形构件的截面模式图。(a) 显示成形制品的形状截面,(b)显示采用与(a)所示的成形制品同型的 模具对钢板进行冷冲压成形后,成形制品产生的回弹,(c)显示设想回弹 并进行了修正的模具的形状截面。这样,就有为了得到(a)所示的成形制 品,利用(c)所示的预想回弹的「预测性」的模具,得到所希望的成形制 品的对应措施。

作为成形这样的预想回弹的模具的方法,曾提出了:利用有限元法解 析由模具冲压的下止点的钢板的残余应力,通过数值解析由于与该残余应 力反向的残余应力而产生的变形(回弹前进;spring forward)形状的模具, 来简易地考虑回弹的进行模具的成形的方法(「日本特开2003-33828号公 报」、「三菱汽车テクニカルレビュー(2006No.18126~131页)」)。

可是,通过数值解析来设计完全考虑回弹的模具是非线形问题,非常 地困难,因此已提出的方法,终究是采用有限元法来对简易地考虑回弹的 模具进行成形的方法。因此,对于利用该模具而不满足回弹的允许量的场 合需要怎样的对策,由于数值性地解析较困难,因此依然没有提出什么解 决方法。

因此,在利用简易地考虑回弹的模具而不满足回弹的允许量的场合, 为了得到所希望的成形制品而采取怎样的对策,依赖于技术人员的经验。 结果,需要由该成形法得到的模具与实际的钢板的试行错误测试。

另外,曾提出了不是对模具形状,而是对钢材、成形制品的形状施加 除去残余应力的修正,由此减少回弹的方法。

图2是例示寻找成为由回弹引起的变形的发生原因的部位的以往方法 的立体图。(a)显示成形制品的形状,(b)显示切断除去制品的一部分1 的情况,(c)显示在制品上开了孔2的情况,(d)显示对制品的一部分赋 予切口3的情况。在通过采取这样的对策来观察回弹的行为的同时,尝试了 减少回弹的对策。

可是,即使通过对回弹发生部位采取对策而使成为回弹的原因的残余 应力降低,由于切断除去、开孔等,构件自身的刚性降低,因此也产生由 于少许的残余应力而发生回弹的问题,尚未查明根本的原因。而且,这样 的对策实际上需要采用试验模具和钢板进行的测试,因此产生设计阶段的 工时和成本增大的问题。

发明内容

鉴于上述的问题,本发明的课题是,通过数值解析来特定冲压成形制 品的成为回弹发生原因的部位,并对该特定部位的性状进行数值解析,由 此高效率且经济地缩短成形构件的成形方法的研讨时间。

另外,本发明的课题是通过数值解析来提供维持制品强度并使回弹量 为允许值以下的成形制品。

此外,本发明的课题是通过数值解析来提供针对冲压成形制品的成为 回弹发生原因的部位使回弹量减少的对策。

为了解决以上课题,本发明提供一种回弹发生原因特定方法,该方法 具有:数值解析冲压成形的成形条件,得到冲压成形品的成形数据的冲压 成形解析步骤;对冲压成形品的成形数据之中的、冲压成形品的一部分区 域的物性值以及物理量数据的至少一个进行运算处理的运算处理步骤;和 基于运算处理的结果算出回弹量的回弹量算出步骤。

上述物性值以及物理量可以为板厚、弹性系数、塑性系数、应力的分 量值、应变的分量值,上述方法,通过改变一部分区域重复进行上述运算 处理步骤以及回弹量算出步骤,也能够对回弹量变得最小时、或与不进行 上述运算处理而进行回弹解析时的回弹量之差变得最大时的区域、物性值 以及物理量进行特定。

另外,在上述运算处理步骤以及回弹量算出步骤中,可具有下述步骤: 通过改变物性值以及物理量的至少一个、和/或运算处理而重复进行,来对 回弹量变得最小时、或与不进行上述运算处理而进行回弹解析时的回弹量 之差变得最大时的区域、物性值以及物理量进行特定。

进而,上述一部分区域为多个区域,对于各个区域,也可同时进行运 算处理,上述运算处理步骤也可为:划分回弹量变得最小的区域,关于划 分至划分的区域的大小为规定值以下的各个区域,对物性值以及物理量的 至少一个进行运算处理的步骤。另外,上述一部分区域,可为一个以上的 单元或计算单位区段(calculation unit sections),另外,上述一部分区域 也可为一个以上的积分点。

此外,本发明提供一种回弹发生原因特定装置,其具有:数值解析冲 压成形的成形条件,得到冲压成形品的成形数据的冲压成形解析部;数值 解析成形数据,算出回弹量的回弹解析部;和对于冲压成形品的成形数据 之中的、冲压成形品的一部分区域的物性值以及物理量的数据的至少一种 进行运算处理,使回弹解析部算出基于运算处理结果的回弹量的运算处理 部。

上述物性值以及物理量也可为板厚、弹性系数、塑性系数、应力的分 量值、应变的分量值,通过上述运算处理部改变一部分区域重复进行运算 处理的结果以及回弹量的算出,能够对回弹量变得最小时、或与不进行上 述运算处理而进行回弹解析时的回弹量之差变得最大时的区域、物性值以 及物理量进行特定。

另外,上述回弹发生原因特定装置,通过利用上述运算处理部改变物 性值以及物理量、和/或运算处理重复进行运算处理的结果以及回弹量的算 出,能够对回弹量变得最小时、或与不进行上述运算处理而进行回弹解析 时的回弹量之差变得最大时的区域、物性值以及物理量进行特定。

进而,上述一部分区域为多个区域,对于各个区域可同时进行运算处 理,另外,回弹发生原因特定装置,能够利用上述运算处理部,划分回弹 量最小的区域,关于划分至划分的区域的大小为规定值以下的各个区域, 对物性值以及物理量的至少一个进行运算处理。

另外,为了解决上述课题,本发明提供一种回弹发生原因特定方法, 其具有:数值解析冲压成形的成形条件,得到冲压成形品的成形数据的冲 压成形解析步骤;算定冲压成形品的成形数据之中的、关于冲压成形品的 曲率和/或角度,基于曲率和/或角度划分成形品的区域,关于划分的各个区 域,对于基于上述成形数据判定为要进行运算处理的一部分区域中的物性 值以及物理量的至少一个进行运算处理的运算处理步骤;和基于运算处理 的结果,算出回弹量的回弹量算出步骤。

上述运算处理步骤,也可以对曲率和/或角度相对大的划分区域的积分 点的至少一个的物性值·物理量变量的至少一个进行运算处理。另外,上 述物性值以及物理量可以为板厚、弹性系数、塑性系数、应力的分量值、 应变的分量值。

上述回弹发生原因特定方法,在运算处理步骤以及回弹量算出步骤中 可具有:通过改变一部分区域重复进行,来对回弹量变得最小时的区域、 物性值以及物理量进行特定的步骤。

进而,在上述运算处理步骤以及回弹量算出步骤中,可具有:通过改 变物性值以及物理量的至少一个、和/或运算处理而重复进行,来对回弹量 变得最小时的区域、物性值以及物理量进行特定的步骤。

另外,本发明提供一种回弹发生原因特定装置,其具有:数值解析冲 压成形的成形条件,得到冲压成形品的成形数据的冲压成形解析部;算定 冲压成形品的成形数据之中的、关于冲压成形品的曲率和/或角度,基于曲 率和/或角度划分成形品的区域,对于划分的各个区域,对基于上述成形数 据判定为要进行运算处理的一部分区域中的物性值以及物理量变量的至少 一个进行运算处理的运算处理部;和基于上述运算处理的结果,算出回弹 量的回弹解析部。

上述曲率和/或角度相对大的划分区域中的物性值以及物理量,也可以 是曲率和/或角度相对大的划分区域的至少一个的积分点的物性值以及物 理量。另外,上述物性值以及物理量也可以是板厚、弹性系数、塑性系数、 应力的分量值、应变的分量值。

进而,上述回弹发生原因特定装置,通过利用上述运算处理部,改变 一部分区域重复进行运算处理的结果以及回弹量的算出,能够对回弹量变 得最小时的区域、物性值以及物理量进行特定,而且,通过改变物性值以 及物理量、和/或运算处理重复进行运算处理的结果以及回弹量的算出,能 够对回弹量变得最小时的区域、物性值以及物理量进行特定。

另外,为了解决上述课题,本发明提供一种回弹影响度显示方法(程 序),其具有:在显示回弹影响度的计算机中,数值解析冲压成形的成形 条件,得到冲压成形品的成形数据的冲压成形解析步骤;对冲压成形品的 成形数据之中的、划分了冲压成形品的各区域的物性值以及物理量数据的 至少一个进行运算处理的运算处理步骤(过程);基于运算处理的结果, 算出回弹量的回弹量算出步骤(过程);和对于各区域的每个显示算出的 回弹量的显示步骤(过程)。

运算处理步骤(过程),能够对冲压成形品的成形数据之中的、划分 了冲压成形品的各区域的一部分积分点的物性值以及物理量数据的至少一 个进行运算处理。另外,物性值以及物理量可以为板厚、弹性系数、塑性 系数、应力的分量值、应变的分量值。

显示步骤(过程),也能够对于各区域的每个轮廓显示回弹量,而且 轮廓显示算出的回弹量除以各区域的面积而得到的值。另外,显示步骤(过 程),能够对于各区域的每个显示算出的回弹量除以冲压成形品的代表长 度、代表宽度、代表高度、代表板厚、抗拉强度的任一个而得到的值。而 且,显示步骤(过程)也能够对于各区域的每个显示算出的回弹量除以冲 头速度或防皱压板压力而得到的值。

另外,本发明提供一种回弹影响度显示装置,其具有:数值解析冲压 成形的成形条件,得到冲压成形品的成形数据的冲压成形解析部;数值解 析成形数据,算出回弹量的回弹解析部;对冲压成形品的成形数据之中的、 划分了冲压成形品的各区域的物性值以及物理量数据的至少一个进行运算 处理,使回弹解析部算出基于运算处理结果的回弹量的运算处理部;和对 于各区域的每个显示算出的回弹量的显示部。

运算处理部能够对冲压成形品的成形数据之中的、划分了冲压成形品 的各区域的一部分积分点的物性值以及物理量数据的至少一个进行运算处 理,物性值以及物理量可以为板厚、弹性系数、塑性系数、应力的分量值、 应变的分量值。

显示部能够对于各区域的每个轮廓显示回弹量,而且,能够将算出的 回弹量除以各区域的面积而得到的值轮廓显示于显示部。显示部也能够对 于各区域的每个将算出的回弹量除以冲压成形品的代表长度、代表宽度、 代表高度、代表板厚、抗拉强度的任一个而得到的值显示于显示部。而且, 显示部也能够对于各区域的每个显示算出的回弹量除以冲头速度或防皱压 板压力而得到的值。

本发明的程序,除了上述说明的程序以外,是数值解析冲压成形的成 形条件,算出冲压成形品的成形数据的冲压成形解析程序、数值解析该成 形数据,算出回弹量的回弹解析程序、轮廓显示该回弹量的后处理程序、 和可使用已有的程序进行这些程序和数据输输入输出的回弹影响度显示程 序,可以是使计算机执行以下过程的程序:由冲压成形解析程序取得成形 数据的过程;对成形数据之中的、划分了冲压成形品的各区域的物性值以 及物理量数据的至少一个进行运算处理的运算处理过程;将上述运算处理 的结果输出至回弹解析程序中的过程;使上述后处理程序轮廓显示回弹解 析程序对于各区域的每个进行上述计算而得到的回弹量的轮廓显示过程。 已有的回弹解析程序,基于由本发明的程序输出的运算处理数据算出回弹 量。

此外,为了解决上述课题,本发明的回弹发生原因部位特定方法(程 序:以下括号内与程序的发明对应),具有:数值解析冲压成形的成形条 件,得到冲压成形品的成形数据的冲压成形解析步骤(过程);基于冲压 成形品的成形数据,算出回弹后的多个区域各自的物性值以及物理量的数 据的第1回弹量算出步骤(过程);在具有物性值以及物理量的至少一个比 规定值大的区域的场合,对该区域的物性值以及物理量数据的至少一个进 行运算处理的运算处理步骤(过程);和基于运算处理的结果,进一步算 出回弹后的多个区域各自的物性值以及物理量的数据的第2回弹量算出步 骤(过程)。

另外,上述运算处理步骤(过程),在具有回弹前后的冲压成形品的 物性值以及物理量数据的至少一个的差分比规定值大的区域的场合,也可 以对该区域的物性值以及物理量数据的至少一个进行运算处理,上述物性 值以及物理量可以为板厚、弹性系数、塑性系数、应力的分量值、应变的 分量值。

另外,本发明的回弹发生原因部位特定装置提供:数值解析冲压成形 的成形条件,得到冲压成形品的成形数据的冲压成形解析部;数值解析成 形数据,算出回弹量的回弹解析部;在具有物性值以及物理量的至少一个 比规定值大的区域的场合,进行对该区域的物性值以及物理量数据的至少 一个进行运算处理的运算处理,使回弹解析部基于运算处理的结果进一步 算出回弹后的多个区域各自的回弹量的运算处理部。

进而,在具有回弹前后的冲压成形品的物性值以及物理量数据的至少 一个的差分比规定值大的区域的场合,运算处理部也可以对该区域的物性 值以及物理量数据的至少一个进行运算处理,上述物性值以及物理量可以 为板厚、弹性系数、塑性系数、应力的分量值、应变的分量值。

本发明的程序,除了上述说明的程序以外,是数值解析冲压成形的成 形条件,算出冲压成形品的成形数据和多个区域各自的物性值以及物理量 的数据的冲压成形解析程序、数值解析该成形数据和多个区域各自的物性 值以及物理量的数据,算出回弹量和回弹后的多个区域各自的物性值以及 物理量的数据的回弹解析程序、可使用已有的程序进行这些程序和数据输 输入输出的回弹发生原因部位特定程序,可以是使计算机执行以下过程的 程序:由回弹解析程序取得上述回弹后的多个区域各自的物性值以及物理 量的数据的过程;在具有上述物性值以及物理量的至少一个比规定值大的 区域的场合,对该区域的物性值以及物理量数据的至少一个进行运算处理 的运算处理过程;将上述运算处理的结果输出到回弹解析程序中的过程。 已有的回弹解析程序,基于由本发明的程序输出的运算处理数据,再计算 回弹量。

另外,为了解决上述的课题,本发明的回弹发生原因部位特定方法(程 序:以下括号内与程序的发明对应)具有:数值解析第1成形条件,算出第 1成形数据的第1冲压成形解析步骤(过程);数值解析第1成形条件的至少 一个不同的第2成形条件,算出第2成形数据的第2冲压成形解析步骤(过 程);在具有第1成形数据及第2成形数据的多个区域各自的物性值以及物 理量的数据之中的、物性值以及物理量数据的至少一个的差分比规定值大 的区域的场合,对该区域的第1成形数据的物性值以及物理量数据的至少一 个进行运算处理的步骤(过程);和基于运算处理的结果,算出回弹量的 回弹量算出步骤(过程)。

另外,上述成形条件可以为钢板的形状以及性状、模具形状、冲压条 件,上述物性值以及物理量可以为板厚、弹性系数、塑性系数、应力的分 量值、应变的分量值。

此外,本发明的回弹发生原因部位特定装置,提供:数值解析第1成形 条件,算出第1成形数据,数值解析第1成形条件的至少一个不同的第2成形 条件,算出第2成形数据的冲压成形解析部;数值解析成形数据,算出回弹 量的回弹解析部;在具有第1成形数据及第2成形数据的多个区域各自的物 性值以及物理量的数据之中的、物性值以及物理量数据的至少一个的差分 比规定值大的区域的场合,对该区域的第1成形数据的物性值以及物理量数 据的至少一个进行运算处理,使回弹解析部算出基于运算处理结果的回弹 量的运算处理部。

另外,上述成形条件可以为钢板的形状以及性状、模具形状、冲压条 件,上述物性值以及物理量可以为板厚、弹性系数、塑性系数、应力的分 量值、应变的分量值。

本发明的程序,除了上述说明的程序以外,是算出冲压成形品的成形 数据和多个区域各自的物性值以及物理量的数据的冲压成形解析程序、和 数值解析该成形数据和多个区域各自的物性值以及物理量的数据,算出回 弹量和回弹后的多个区域各自的物性值以及物理量的数据的数值解析程 序、以及可使用已有的程序进行这些程序和数据输输入输出的回弹发生原 因部位特定程序,可以是使计算机执行以下过程的程序:由冲压成形解析 程序取得第1成形数据的过程;由冲压成形解析程序数值解析第1成形条件 的至少一个不同的第2成形条件,取得第2成形数据的过程;在具有第1成形 数据及第2成形数据的多个区域各自的物性值以及物理量的数据之中的、物 性值以及物理量数据的至少一个的差分比规定值大的区域的场合,对该区 域的上述第1成形数据的物性值以及物理量数据的至少一个进行运算处理 的过程;和将上述运算处理的结果输出到回弹解析程序中的过程。已有的 回弹解析程序,基于由本发明的程序输出的运算处理数据算出回弹量。

另外,为了解决上述的课题,本发明的回弹对策位置特定方法具有: 数值解析冲压成形品的成形条件,算出冲压成形品的成形数据的冲压成形 解析步骤(过程);选定冲压成形品的成形数据之中的、冲压成形品的至 少一部分区域,生成置换成与该选定区域的形状不同的形状的、和/或、以 与该选定区域的应力分布不同的应力分布置换的置换成形数据的置换成形 数据生成步骤(过程);和数值解析置换成形数据,算出回弹量的回弹量 算出步骤(过程)。

也可以改变上述选定区域的位置和数量,重复置换成形数据生成步骤 以及回弹量算出步骤(过程),可以进一步具有判断回弹量是否为规定值 以下的步骤(过程)。

另外,也可以将赋予规定值以下的回弹量的一个或多个区域的形状和 该选定区域的应力分布的至少一个用该置换的规定的数据置换,进而改变 选定区域的位置或数量,重复上述置换成形数据生成步骤(过程)以及上 述回弹量算出步骤(过程)。

进而,可以进一步具有将冲压成形品的成形数据以规定的区域划分的 步骤(过程),置换成形数据生成步骤(过程),可以对于以规定的区域 划分的区域的全部,算出置换成形数据。另外,上述规定的数据,对于每 个选择区域,形状以及应力分布的至少一个可以不同。

此外,本发明的回弹对策位置特定装置,具有:数值解析冲压成形品 的成形条件,算出冲压成形品的成形数据的冲压成形解析部;选定冲压成 形品的成形数据之中的、冲压成形品的至少一部分区域,生成将该选定区 域的形状和该选定区域的应力分布的至少一个用规定的数据置换而成的置 换成形数据的置换成形数据生成部;和数值解析置换成形数据,算出回弹 量的回弹解析部。

改变上述选定区域的位置和数量,置换成形数据生成部算出置换成形 数据,以及回弹解析部重复回弹量算出也可以。另外,置换成形数据生成 部也可以判断回弹量是否为规定值以下。

另外,将赋予规定值以下的回弹量的一个或多个区域的形状和该选定 区域的应力分布的至少一个用该置换的规定的数据置换,进而改变选定区 域的位置或数量,置换成形数据生成部算出上述置换成形数据,以及上述 回弹解析部重复回弹量算出也可以。

置换成形数据生成部,可以以规定的区域划分冲压成形品的成形数据, 并且对于以规定的区域划分的区域的全部,算出置换成形数据。另外,上 述规定的数据,相应于每个选择区域,形状以及应力分布的至少一个可以 不同。

本发明的程序,除了上述说明的程序以外,是数值解析冲压成形的成 形条件,算出冲压成形品的成形数据的冲压成形解析程序、数值解析该成 形数据算出回弹量的回弹解析程序、和可使用已有的程序进行这些冲压成 形解析程序以及回弹解析程序和数据输输入输出的回弹对策位置特定程 序,是可以使计算机执行以下过程的程序:由冲压成形解析程序取得成形 数据的过程;选定冲压成形品的成形数据之中的、冲压成形品的至少一部 分区域,算出用规定的数据置换该选定区域的形状和该选定区域的应力分 布的至少一个而成的置换成形数据的置换成形数据生成过程;将上述置换 成形数据输出至上述回弹解析程序中的过程。已有的回弹解析程序,基于 由本发明的程序输出的置换成形数据算出回弹量。

根据本发明,提供一种方法,变更作为冲压成形制品的回弹发生的原 因成为解析对象的特定部位,并且,通过一边数值运算该特定部位的物性 值·物理量,一边将回弹量最小化,来对回弹发生的原因部位进行特定, 并且使正确地导出该原因部位的物性值·物理量成为可能,或通过解析的 试行错误而可确认它们,由此经济且高效率地缩短成形构件的成形方法的 研讨时间。

另外,根据本发明,提供一种方法,将作为冲压成形制品的回弹发生 的原因成为解析对象的特定部位,对划分了冲压成形品的各区域的物性值 以及物理量数据的至少一个进行运算处理,基于该运算处理的结果,将回 弹量对于各区域的每个进行轮廓显示,由此使在计算机上的解析的试行错 误成为可能,经济且高效率地缩短回弹发生的原因部位的特定,并且经济 且高效率地缩短成形制品的成形方法的研讨时间。

此外,根据本发明,提供一种方法,对于作为冲压成形制品的回弹发 生的原因成为解析对象的选择区域,通过置换成与该选择区域不同的形状 以及应力分布,并将回弹量最小化,而使对回弹发生的原因部位进行特定、 且提供针对该原因部位的对策成为可能,由此经济且高效率地缩短成形构 件的成形方法的研讨时间。

此外,本发明通过使特定部位以及该特定部位的物性值以及物理量的 至少任一个变化,对于实际的成形制品不进行切断除去、开孔就可求出使 回弹变化量为允许值以下的特定部位及其物性值以及物理量。因此,这样 地解析的成形制品,可确认在使回弹变化量为允许值以下的同时,维持了 刚性等的制品品质,因此可不需要为了维持成形制品所要求的规定的回弹 变化量而牺牲制品品质的对成形制品特定部位的切断除去和开孔等的对 策。

另外,本发明通过对于实际的成形制品不进行切断除去、开孔就对至 少一个选择区域置换不同的形状和应力分布的至少一个或双方,能使回弹 量为允许值以下。因此,这样地解析的成形制品,可确认在使回弹量为允 许值以下的同时,维持了刚性等的制品品质,因此可不需要为了维持成形 制品所要求的规定的回弹量而牺牲制品品质的对成形制品特定部位的切断 除去和开孔等的对策。

附图说明

以下参照附图说明本发明。

图1是显示以往的对回弹的对应措施的成形构件的截面模式图。

图2是例示寻找成为由回弹引起的变形的发生原因的部位的以往方法 的立体图。

图3是本发明的一个实施方式涉及的回弹发生原因部位特定装置的功 能构成图。

图4是表示本发明例涉及的冲压成形解析结果的应力分布的轮廓图。

图5是表示本发明例涉及的各单元的曲率的轮廓图。

图6是本发明例涉及的使曲率大的单元为非显示的轮廓图。

图7是表示本发明例涉及的基于曲率进行了区域划分的图。

图8是本发明例涉及的使一部分区域的应力为零的轮廓图。

图9是显示本发明的一个实施方式涉及的在有限元法中使用的坐标系 的图。

图10是显示本发明的一个实施方式涉及的被加工物的区域选择的例子 的立体图。

图11是本发明的一个实施方式涉及的回弹发生原因部位特定处理的流 程图。

图12是本发明的一个实施方式涉及的回弹发生原因部位特定处理的流 程图。

图13是本发明的一个实施方式涉及的回弹原因部位特定装置的回弹发 生原因部位特定处理的流程图。

图14是本发明的一个实施方式涉及的回弹发生原因部位特定装置的功 能构成图。

图15是本发明的一实施例涉及的回弹发生原因部位特定处理的流程 图。

图16是本发明的一个实施方式涉及的回弹对策位置特定装置的功能构 成图。

图17是本发明的一个实施方式涉及的回弹发生原因部位特定处理的流 程图。

图18是本发明的一个实施方式涉及的回弹发生原因部位特定处理的硬 件构成图。

图19(a)、(b)是显示本发明的实施例涉及的成为回弹解析的对象 的帽形截面形状部件的图。

图20(a)、(b)是显示本发明的实施例涉及的帽形截面形状部件的 截面位置和扭转角度的图。

图21是显示本发明的实施例涉及的特定区域A3的立体图。

图22是显示本发明的实施例涉及的特定区域A4、A5的立体图。

图23是显示本发明的实施例涉及的特定区域A6~A9立体图。

图24(a)是显示本发明的实施例涉及的特定区域A10~A14的立体图, (b)是显示本发明的实施例涉及的特定区域A10~A14的截面图。

图25是显示本发明的实施例涉及的特定区域A15~A17的立体图。

图26是显示本发明的实施例涉及的特定区域A18~A21的立体图。

图27是显示本发明的实施例涉及的特定区域A3的扭转角度的图。

图28是显示本发明的实施例涉及的特定区域A4、A5的扭转角度的图。

图29是显示本发明的实施例涉及的特定区域A6~A9的扭转角度的图。

图30是显示本发明的实施例涉及的特定区域A10~A14的扭转角度的 图。

图31是显示本发明的实施例涉及的特定区域A15~A17的扭转角度的 图。

图32是显示本发明的实施例涉及的特定区域A18~A21的扭转角度的 图。

图33是显示本发明的实施例涉及的特定区域A22的立体图。

图34是显示本发明的实施例涉及的特定区域A22的改变运算方法时的 扭转角度的图。

图35是显示本发明的实施例涉及的特定区域A23~A24的扭转角度的 图。

图36(a)、(b)是显示本发明的实施例涉及的帽形弯曲部件的截面 位置和打开量的图。

图37是显示本发明的实施例涉及的研讨实例9的结果的图。

图38是显示本发明的实施例涉及的研讨实例10的结果的图。

图39是显示本发明的实施例涉及的帽形截面形状部件的立体图和截面 图。

图40是显示本发明的实施例涉及的帽形截面形状部件的截面位置和扭 转角度的图。

图41是显示本发明的实施例涉及的特定区域A35~A37的立体图。

图42是显示本发明的实施例涉及的特定区域A35~A37的扭转角度(所 有的积分点)的图。

图43是显示本发明的实施例涉及的特定区域A35~A37的扭转角度(板 厚方向最表面和最背面的积分点)的图。

图44是显示本发明的一实施例涉及的被加工物的例子的立体图和截面 图。

图45是显示本发明的一实施例涉及的被加工物的区域划分的例子的立 体图。

图46是显示本发明的一实施例涉及的被加工物的截面位置和关注点的 立体图以及截面图。

图47是显示对本发明的一实施例涉及的被加工物的各区域轮廓显示回 弹量的例子的立体图。

图48是显示对本发明的一实施例涉及的被加工物的各区域轮廓显示回 弹影响度的例子的立体图。

图49是显示本发明的一实施例涉及的被加工物的例子的立体图和截面 图。

图50是显示本发明的实施例涉及的帽形截面形状部件的截面位置和扭 转角度的图。

图51是显示本发明的一实施例涉及的被加工物的回弹后的应力分布的 图。

图52是显示基于本发明的一实施例涉及的被加工物的回弹后的应力分 布选择的区域的图。

图53是比较本发明的一实施例涉及的不进行运算处理时的回弹量、和 进行了运算处理时的回弹量的图。

图54是显示本发明的实施例涉及的帽形截面形状部件的截面位置和凸 缘弹跳量的图。

图55是显示本发明的一实施例涉及的被加工物的回弹前和回弹后的应 力分布的图。

图56是显示本发明的一实施例涉及的被加工物的回弹前后的应力差分 的分布、以及基于应力差分选择的区域的图。

图57是比较本发明的一实施例涉及的不进行运算处理时的回弹量、和 进行了运算处理时的回弹量的图。

图58是显示本发明的一实施例涉及的被加工物的例子的立体图和截面 图。

图59是显示本发明的一实施例涉及的被加工物的截面位置和扭转角度 的立体图。

图60是显示本发明的一实施例涉及的第1被加工物以及第2被加工物的 冲压成形后的状态量分布的图。

图61是显示本发明的一实施例涉及的第1被加工物以及第2被加工物的 冲压成形后的状态量差分的图。

图62是显示基于本发明的一实施例涉及的状态量差分的区域选择的 图。

图63是显示本发明的一实施例涉及的不进行运算处理时的回弹量、和 进行了运算处理时的回弹量的比较的图。

图64是显示本发明的实施例涉及的成为回弹解析的对象的帽形截面形 状部件的图。

图65是显示本发明的实施例涉及的置换的筋条(bead)和应力分布的 数据图表的图。

图66是显示本发明的实施例涉及的被加工体的区域划分的图。

图67是在本发明的实施例涉及的被加工体的指定区域的全区域上配置 了形状以及应力的图。

图68是对本发明的实施例涉及的截面位置和扭转量进行了定义的图。

图69是在本发明的实施例涉及的被加工体的指定区域配置了筋条以及 区域的图。

图70是在本发明的实施例涉及的被加工体的指定区域配置了筋条以及 区域的图。

图71是配置了本发明的实施例涉及的回弹量最小的1条筋条等的图。

图72是在本发明的实施例涉及的回弹量最小的1条筋条等配置的基础 上配置了第2条筋条等的图。

图73是在本发明的实施例涉及的回弹量最小的1条筋条等配置的基础 上配置了第2条筋条等的图。

图74是在本发明的实施例涉及的被加工体的指定区域配置了n次筋条 等的图。

图75是在本发明的实施例涉及的被加工体的指定区域配置了实际筋条 的图。

具体实施方式

图3显示本发明的一个实施方式涉及的回弹发生原因部位特定装置的 功能构成图。

回弹发生原因部位特定装置10A具有:冲压成形解析部11、回弹解析 部12、物性值·物理量运算处理部14、文件存储部16、成形条件输入部18、 以及回弹量输出屏幕19。

成形条件输入部18,是输入在后述的冲压成形解析部11以及回弹解析 部12中成为解析对象的钢板的形状数据(板厚、长度、宽度、曲率、应变 等)、性状(强度、延伸率等材质、板厚等形状)、模具形状(冲模(模 具)以及冲头形状、曲率、直径、间隙、润滑条件)、冲压条件(防皱压 板载荷、衬垫(pad)载荷、筋条张力、冲压压力、温度)等成形条件的 输入部。或者,也可分别设定成形解析中的数据区域、物性值·物理量运 算处理部14中的数据区域、由回弹量输出屏幕19进行屏幕显示时的划分区 域等。

冲压成形解析部11,将由成形条件输入部18输入的成形条件作为输入 信息,进行使用弹塑性有限元法、刚塑性有限元法、一步有限元法、边界 单元法、初等解析等,求出经冲压成形的作为被加工物的钢板等的应力、 应变和板厚等的数值解析。冲压成形解析部11,以被加工物的板厚、应力 的分量值、应变的分量值等变量、和该变量的分布这一形式输出数值解析 结果。该输出数据,例如作为文件「P org.k」输出至回弹解析部12、后述 的物性值·物理量运算处理部14以及文件存储部16。

该冲压成形解析部11的数值解析,使用有限元法(例如已有的软件 PAM-STAMP、LS-DYNA、Autoform、OPTRIS、ITAS-3D、ASU/P-FORM、 ABAQUS、ANSYS、MARC、HYSTAMP、Hyperform、SIMEX、 Fastform3D、Quikstamp),基于进行冲压成形的制品的形状数据(板厚、 长度、宽度、曲率、应变等)以及使用的金属板的性状(强度、延伸率等 材质、板厚等形状),如果需要则设定模具形状(冲模以及冲头形状、曲 率、直径、间隙、润滑条件)、冲压条件(温度、压力)等成形条件,从 而进行成形解析,并且,可在数值上得到成形后的应力、应变值的分布。

另外,冲压成形解析部11,能够将由有限元法得到的应力分布、曲率 等的解析结果使用后处理软件轮廓显示于回弹量输出屏幕19。

回弹解析部12,使用冲压成形解析部11的输出数据文件「P org.k」以 及后述的物性值·物理量运算处理部14的输出数据文件「P rem.casen.k」 作为输入数据,进行回弹解析。所谓回弹解析,是基于作为冲压成形解析 部11的输出结果的、被加工物的板厚、应力的分量值、应变的分量值等变 量、以及变量分布,通过弹性有限元法、弹塑性有限元法、一步有限元法、 初等解析等进行除荷过程的计算,来数值解析作为被加工物所产生的变形 量的回弹量。该回弹量,是采用有限元法等划分被加工物,对三维数据坐 标的每个单元进行计算。再者,作为被加工物所产生的变形量的回弹量, 有:被加工物的任意点的变形量、被加工物的指定区域内的最大位移点或 最小位移点的变形量、被加工物内的多个任意的面或线相互构成的角度、 或者被加工物的任意的面或线构成的曲率等。

回弹解析部12,使用有限元法(例如已有的软件PAM-STAMP、LS-DY NA、Autoform、OPTRIS、ITAS-3D、ASU/P-FORM、ABAQUS、ANSYS、 MARC、HYSTAMP),输入由冲压成形解析部11得到的「P org.k」内所 记载的应力分布,实施回弹解析。在软件内的回弹计算,例如可采用遵循 了「非线形有限元法」(コロナ社,1994年12月20日发行)第71~127页所 记载的有限弹塑性变形的基础式和离散化方法的内容进行计算。但是,回 弹的计算可以是弹性解析,也可以是弹塑性解析。

作为回弹解析部12的回弹解析结果的输出数据,包括回弹量、回弹时 的应变等形状、性状、应力等,输出至回弹量输出屏幕19,并且作为由输 入数据文件「P org.k」得到的数值解析结果输出数据文件「SB org.k」、 或由「P rem.casen.k」得到的数值解析结果输出数据文件「SB rem.casen.k」, 输出至回弹解析部12、后述的物性值·物理量运算处理部14以及文件存储 部16。

物性值·物理量运算处理部14,输入冲压成形解析部11的输出数据文 件「P org.k」、回弹解析部12的数值解析结果输出数据文件「SB org.k」、 或「SB rem.casen.k」,进行运算处理,作为其结果,将「Prem.casen.k」 输出至回弹解析部12。再者,这里所说的运算处理,是指将上述变量的至 少一个以上系数倍,使成为包括零在内的恒定值、进行四则运算、基于函 数进行计算、置换成不恒定的任意的值。物性值·物理量运算处理部14, 通过这样的运算处理,可判别使回弹量减少的变量以及特定部位。

物性值·物理量运算处理部14,当由输入数据取得作为被加工体之一 的冲压成形制品的数据时,为了从该冲压成形制品的一部分发现特定部位, 必须进行将该冲压成形制品的数据划分成多个区域的处理。该区域划分方 法之一是利用均等的尺寸划分被加工体的区域。

均等的尺寸,优选考虑针对特定部位的对策。即,若为即使发现特定 部位,也没有采取对特定部位的有效对策的极微小的区域,则有时不能有 效地充分利用解析结果。例如可举出:在针对特定部位的对策是施加 20mm×100mm的筋条的情况下,划分区域为20mm见方。

作为用于确定成形品的划分区域的一个方法,也有基于曲率、单元来 确定划分区域的方法。

冲压成形解析部11,通过数值解析,作为成形解析后的被加工物的几 何学的信息得到各节点的坐标值,能够客观地算出各单元的曲率、单元间 的角度。在冲压成形品的情况下,变形后的被加工物,在冲头肩R、冲模 肩R等的弯曲的棱线部,在与弯曲棱线垂直的方向成为与其他部位相比非 常大的曲率。

在此,计算各单元的最大曲率,如果使成为某个阈值以上的曲率的单 元为非显示,则能够作为没有将冲头肩R、冲模肩R以外的部位(腹板面、 纵壁部、凸缘部)连接的各个区域来判别分离。

图4~图8显示从冲压成形解析到运算处理的过程的例子。

图4为冲压成形解析结果,应力分布由轮廓图显示。可知阶梯侧侧壁的 应力水平(绝对值)较高。图5显示出作为冲压成形解析结果的各单元、曲 率,白色~灰色显示部表示曲率大的部位。图6是使曲率大的单元为非显示 的图。由于在阶梯部为非常大的曲率,因此如果使纵壁部内的为阈值以上 的曲率的单元为非显示,则能够分离成以阶梯的棱线部为边界的多个区域, 通过抽出或选择个别的区域,可选择基于特征形状的区域。由图6可知,可 划分成有阶梯的侧壁3个面、腹板、没有阶梯的纵壁部(图中隐藏)、两侧 的各凸缘部。图7所示的区域A105~A107,是关于根据图6划分的各个区域, 判定为基于图4所示的成形数据(应力分布)对应力高的区域进行运算处理 的区域。在判定步骤中,关于基于曲率和/或角度划分的区域,基于成形数 据判定是否进行后述的运算。例如,根据划分的各区域的冲压成形解析后 的应力水平来判定。

图8是关于区域A105~A107,对各个区域的全部的单元进行了例如使 应力为零的运算处理的状态。

在此,使用了单元的最大曲率,但即使使用单元间的角度也能够进行 同样的区域划分。

另外,考虑到没有阶梯的帽形截面形状的结构构件,作为被分离的各 区域,可选择腹板面、两侧的纵壁部、两侧的凸缘部。另外,在选择的区 域不是平面时,通过重复同样的方法,可进一步选择特征性的区域。

这样,物性值·物理量运算处理部14,能够根据冲压成形解析部11的 解析结果,基于曲率、单元来确定划分区域。

回弹解析部12,采用有限元法(例如已有的软件PAM-STAMP、 LS-DYNA、Autoform、OPTRIS、ITAS-3D、ASU/P-FORM、ABAQUS、 ANSYS、MARC、HYSTAMP),输入由冲压成形解析部11得到的「P org.k」 内所记载的应力分布,实施回弹解析。在软件内的回弹计算,例如可采用 遵循了有限弹塑性变形的基础式、离散化方法的内容进行计算。但是,回 弹的计算可以是弹性解析,也可以是弹塑性解析。

另外,回弹解析部12,能够将由有限元法得到的回弹解析结果使用后 处理软件轮廓显示于回弹量输出屏幕19。另外,在物性值·物理量运算处 理部14,将回弹量通过用划分区域面积、冲压成形品的代表长度、代表宽 度、代表高度、代表板厚、抗拉强度等去除而标准化,使进行了除法运算 的变量和回弹的影响度更容易判别,进行数据输出,使用该输出数据,利 用后处理软件可进行轮廓显示。通过这样的标准化,能够在视觉上容易捕 捉被加工体的物性值·物理量与回弹量的关系。

而且,在物性值·物理量运算处理部14,将回弹量通过用冲头速度或 防皱压板压力等冲压成形条件去除,求出标准化了的值,利用后处理软件 进行轮廓显示,由此也能够在视觉上容易捕捉冲压成形条件与回弹量的关 系。这样的回弹量标准化及其数值的轮廓显示,可经济且高效率地缩短回 弹发生的原因部位的特定,并且可经济且高效率地缩短成形制品的成形方 法的研讨时间。

文件存储部16,是用于保存作为冲压成形解析部11、回弹解析部12、 后述的物性值·物理量运算处理部14的输出结果的数据文件「P org.k」、 「SB org.k」、「P rem.casen.k」、「SB rem.casen.k」、「P trim.casen.k」 等的存储部。可是,这些数据文件等在冲压成形解析部11、回弹解析部12 和物性值·物理量运算部14之间直接输入输出的场合,该文件存储部16未 必需要。

物性值·物理量运算处理部14,选择冲压成形解析部11的输出数据文 件「P org.k」内的一部分区域,对该一部分区域的板厚、弹性系数、塑性 系数、应力的分量值、应变的分量值的至少一个以上的变量实施运算处理。 然后,生成运算处理后的输出数据文件「P rem.case1.k」,输出至回弹解 析部12。该数据文件的发出和接收可重复进行,可依次保存于文件存储部 16,另外,也可以不是以文件形式,而是以执行过程或线程(thread)的 数据输入输出的形式进行数据的转移。

在有限元法中使用的回弹特定部位或用于原因判断的区域数据,可为: 有限元法中的一个以上的单元、包含多个单元的微小区域、或单元连续的 集合体等的计算单位区段、作为以有限元法的数值积分方法的计算单位计 算应力、应变的点之中的一部分积分点(包括板厚方向上的一部分点和面 内的一部分点二者)等。所谓「一个以上的单元」,是指作为有限元法的 区域划分单位的单元,所谓「计算单位区段」,是指初等解析中的成为计 算单位的微小区域之一或者连续的集合体。另外,所谓「积分点」,是进 行一般采用有限元法进行的近似的积分的点。所谓「一部分积分点」是指 以有限元法的数值积分方法的计算单位计算应力、应变的点之中的一部分, 包括板厚方向上的一部分点以及面内的一部分点两者。

另外,所谓「板厚、弹性系数、塑性系数、应力的分量值、应变的分 量值的至少一个以上的变量」,是指被加工物的一部分的板厚、弹性系数 (杨氏模量、泊松比)、塑性系数(屈服应力、塑性系数、加工硬化指数), 在为进行解析的三维坐标系(x、y、z)时,是指x、y、z方向的应力或应 变(各自3个分量)、xy平面、yz平面、zx平面的剪切应力或剪切应变(各 自3个分量)的合计18个因子之中的至少一个以上。

图9是显示在有限元法中使用的坐标系的图。(a)表示三维总体坐标 系,(b)表示局部坐标系。

此时,如图9(a)所示,除了在(x、y、z)坐标轴上的分量值以外, 例如,如图9(b)所示,还包括将单元31的平面看作xy平面的局部坐标系 (x1、x2、x3)中的应力、应变、剪切应力、剪切应变的合计12个分量。 另外,也包括使用相当应力、相当塑性应变、弹性能(弹性功)、塑性能 (塑性功)等的各应力分量、应变分量得到的变量、以应力增加部分、应 变增加部分等的各分量值的增加部分形式计算的分量值。

一般地,在以钢板为解析对象的有限元法解析中,该钢板的物性值· 物理量可划分成2mm~4mm见方的有限元。可是,单元的划分单位是以物 性值·物理量近似为恒定的长度划分,因此未必限于2mm~4mm见方。即, 残余应力大的部位,也有时需要将有限元限定得更小。另外,各单元由三 维坐标面规定,有限元的面的角度、曲率通过与其他面的比较来规定。

这样,为了对回弹发生原因部位进行特定,基于角度、曲率将构件进 行区域划分,将残余应力水平高的部分作为运算对象,从而将计算量大幅 度地减少,由此能够更迅速地对回弹发生原因部位进行特定。

作为运算处理的例子,说明将σx分量值系数倍的方法。

当将所选择的区域的积分点上的运算前的应力分量设为(σx0,σy0,σz0, τxy0,τyz0,τzx0)、应变分量设为(εx0,εy0,εz0,γxy0,γyz0,γzx0)时,运 算处理后的应力分量(σx,σy,σz,τxy,τyz,τzx)、应变分量(εx,εy,εz, γxy,γyz,γzx)如下。

σx=K×σx0,σy=σy0,σz=σz0,τxy=τxy0,τyz=τyz0,τzx=τzx0

εx=εx0,εy=εy0,εz=εz0,γxy=γxy0,γyz=γyz0,γzx=γzx0

在此,一般是下述情况:进行K在-1000~1000的范围内变化的运算, 板厚原样地使用运算处理前的值,弹性系数、塑性系数使用由成形条件输 入部18输入的值。虽然为了例示,只与σx相关地示出K,但关于其他分量, 也可以使K同样地变化。

另外,也能够以材料特性(板厚、弹性系数、塑性系数)为运算对象。 例如,在物性值·物理量运算处理部14,选择由冲压成形解析部11得到的 被加工物的一部分区域,将所选择的区域的例如杨氏模量在运算处理中系 数倍。该场合下,当设为所选择的区域的运算前的板厚t0、杨氏模量E0、 泊松比ν0、塑性系数F0、a0、n0(σ=F0(ε+a0)n0时)时,运算后的板厚t、 杨氏模量E、泊松比ν、塑性系数F、a、n(σ=F(ε+a)n时)如下。

t=t0,E=K×E0,ν=ν0,F=F0,a=a0,n=n0

在此,K可在-1000~1000的范围内变化。虽然为了例示,只与E相关 地示出K,但关于其他的材料特性,也可以使K同样地变化。

另外,在物性值·物理量运算处理部14,也可将输出了由冲压成形解 析部11得到的状态变量的文件通过直接编辑而变更,由此选择区域进行运 算处理。例如可以将文件内容采用Wordpad等的具有文本编辑功能的软件 显示,通过成形条件输入部18的操作将要进行运算处理的区域的分量值直 接改写,或通过剪切和粘贴替换分量值。

由此,能够定量地评价选择的区域的运算了的变量(分量)对回弹给 予多少影响。

例如在回弹解析部12将有限元节点的位移分布用轮廓图(等高线图) 显示的场合和显示变形形状的切断面的场合,可将选择的区域的运算了的 各变量(分量)的结果的图在回弹量输出屏幕19上并列地比较、或输出至 没有图示的打印机进行比较。另外,将任意的指定位置的节点的坐标值(X、 Y、Z)在软件上或者通过文件输出来确认的场合,可以比较选择的区域的 运算了的各变量(分量)的数值,或用表计算软件等进行图表化来比较。

在回弹量输出屏幕19上显示的轮廓图,能够一边重复进行物性值·物 理量运算处理部14的物性值·物理量运算处理、以及回弹解析部12的回弹 量计算,一边对成为回弹原因的部位、变量严密地进行特定。

而且,通过选择来变更物性值·物理量运算处理部14的特定区域,或 将选择的区域的分量值,不仅σx,关于σy、τxy等分量值也作为运算处理进 行系数倍后,实施回弹解析部12的回弹解析,使回弹量输出屏幕18显示成 为回弹原因的部位、变量,比较由回弹导致的位移的变化量,由此能够对 成为回弹原因的部位、变量严密地进行特定。

另外,在物性值·物理量运算处理部14,在被加工物的一部分之中, 选择多个区域,对各个选择的区域同时地实施运算处理,由此能够降低为 原因特定所需的解析工时。

图10是显示本发明的一个实施方式涉及的帽形截面形状部件的区域选 择的例子的立体图。

例如,在由冲压成形解析部11得到的被加工物为图5所示的帽形截面形 状部件的场合,在物性值·物理量运算处理部14,同时地选择图10所示的 成形后的应力大于规定值的多个区域A1、A2,对选择的区域A1、A2实施 将σx进行系数倍的运算处理,在回弹解析部12,进行使用该运算处理结果 的回弹解析。

根据该回弹解析结果调查由回弹导致的位移的变化量,即使各单侧不 进行运算处理,只采用1次的运算处理也能够评价施加于区域A1、A2的应 力分量值σx对回弹有多少影响。

而且,在回弹解析部12进行回弹解析之后,再划分回弹量最发生变化 时的区域,进行判定直到再划分的区域的大小为规定值以下,关于再划分 的各个区域,在物性值·物理量运算处理部14进行运算处理,再度由回弹 解析部12进行回弹解析,由此能够对回弹量最发生变化的区域进行回弹发 生原因的特定,能够进行高效率的原因特定。再者,物性值·物理量运算 处理部14,能够进行将物性值以及物理量作为操作变量进行变化使得回弹 变化量为允许值以下的收敛计算,同时,也可以进行将特定区域的划分区 域也作为操作变量进行变化的收敛计算。

另外,在冲压成形解析部11,例如使用有限元法进行成形解析,在数 值上得到成形后的应力、应变值的分布的场合,在物性值·物理量运算处 理部14,在选择区域时,能够选择一个以上的单元作为运算对象的区域。 在作为用于解决场问题的解析方法的有限元法中,将连续体划分成有限的 单元进行处理是其特征,单元在位于其边上的有限个节点连接,由一个个 的单元中定义的形状函数和节点的位移唯一性地确定单元内的位移场。例 如,显示由冲压成形解析部11得到的应力分量σx的分布,可将σx值最大的 单元作为选择区域,或将σx最大的单元和与该单元连接的单元的集团作为 选择区域。

另外,在冲压成形解析部11,例如采用初等解析方法进行成形解析, 在数值上得到成形后的应力、应变值的分布的场合,在物性值·物理量运 算处理部14,在选择区域时,能够选择一个以上的计算单位区段作为运算 对象的区域。

另外,在冲压成形解析部11,采用例如有限元法进行成形解析,在数 值上得到成形后的应力、应变值的分布的场合,在物性值·物理量运算处 理部14,在选择区域时,能够选择一个以上的积分点作为运算对象的区域。 例如,在冲压成形解析部11的有限元解析中,被加工物采用在板厚方向具 有5个积分点(从板背面到表面依次为1、2、3、4、5)的壳元(shell elements) 进行解析,在物性值·物理量运算处理部14,可将选择的单元的与板背面 最近的1和与板表面最近的5的积分点作为运算对象的区域。由此,能够进 行将在与模具的具有曲率的部分接触而变形时受到的弯曲变形的影响分离 了的评价。

图11表示本发明的一实施例涉及的回弹发生原因特定处理的流程图。

在步骤S101中,成形条件输入成形条件输入部18。接着,进入步骤 S102。

在步骤S102中,冲压成形解析部11对由成形条件规定的被加工物进行 数值解析处理,计算进行冲压成形的制品的成形后的应力、应变值的分布。 接着进入步骤S103。

在步骤S103中,由物性值·物理量运算处理部14确定成为变换对象区 域的特定部位。在该特定部位,对于冲压成形品算定曲率和/或角度,基于 上述曲率和/或角度划分成形品的区域,关于划分的各个区域基于上述成形 数据进行判定,确定进行后述的运算处理的区域。接着进入步骤S104。

在步骤S104中,进行上述运算处理,对在S103中判定为要进行运算处 理的一部分区域中的物性值以及物理量的至少一个进行变换。接着进入步 骤S105。

在步骤S105中,基于冲压成形时的被加工体的变换处理了的物性值以 及物理量,计算回弹量。接着进入步骤S106,同时在步骤S107中通过轮廓 显示等来屏幕显示回弹量结果。

在步骤S106中,判定回弹量的允许值是否在允许值以内。如果在允许 值以内则结束本处理。若在允许值以外,则进入步骤S108。再者,在步骤 S106以及步骤S108,人可以一边观察回弹变化量一边手动进行特定部位的 指定。

在步骤S108中,变更特定部位以及被加工体的物性值·物理量。在此, 可以只变更特定部位,也可以只进行物性值·物理量的变更,还可以同时 地进行它们二者的变更。然后,返回到步骤S105。步骤S105、步骤S106、 步骤S108的处理,可通过回弹变化量为允许值以下的收敛计算来进行,重 复进行到变为阈值以下。

再者,也可以限制本处理的重复次数,当超过限制的重复次数时结束 处理。该场合下,可以由人研讨存储于文件存储部16的回弹解析部12的输 出数据文件「SB rem.casen.k」,人一边观察回弹量输出屏幕19,一边探索、 求出最佳的特定部位。

图12表示本发明的一实施例涉及的回弹原因部位特定处理的流程图。

在步骤S201中,第1成形条件输入成形条件输入部18。接着进入步骤 S202。

在步骤S202中,冲压成形解析部11对由第1成形条件规定的冲压成形品 进行数值解析处理,计算进行冲压成形的制品的成形后的应力、应变值的 分布。而且,冲压成形解析部11,对由将上述第1成形条件的至少一个进行 变更而成的第2成形条件规定的被加工物进行数值解析,计算进行冲压成形 的制品的成形后的应力、应变值的分布(物性值以及物理量)。接着进入 步骤S203。

在步骤S203中,由物性值·物理量运算处理部14确定成为变换对象区 域的特定部位。该特定部位,计算以第1成形条件算出的冲压成形品的各区 域的物性值以及物理量、与以第2成形条件算出的冲压成形品的各区域的物 性值以及物理量的差分,判断该差分值是否大于规定值。具有大于规定值 的差分值的场合,将具有该差分值的区域确定为特定部位,进入步骤S204。

在步骤S204中,进行将在S203中确定的区域中的物性值以及物理量的 至少一个变换的运算处理。接着进入步骤S205。

在步骤S205中,基于运算处理了的物性值以及物理量,计算回弹量。 接着进入步骤S206,同时在步骤S207中通过轮廓显示等来屏幕显示回弹 量。

在步骤S206中,判定回弹的允许值是否在允许值以内。若在允许值以 内,则结束本处理。若在允许值以外,则进入步骤S208。

在步骤S208中,在变更在步骤S202的第2成形条件中与第1成形条件不 同的条件的场合,返回至步骤S202,在变更用于在步骤S203中确定特定部 位的物性值·物理量、用于判断的规定值的场合,返回至步骤S203,在变 更步骤S204的运算处理的场合,返回至步骤S204。再者,人可以一边观察 屏幕输出等的结果一边判断而进行步骤S208。步骤S202~S208的处理,可 以通过回弹变化量为允许值以下的收敛计算,重复进行到成为回弹允许值 以下。

再者,限制本处理的重复次数,超过了限制的重复次数的场合,也可 以结束处理。该场合下,人可以研讨存储于文件存储部16的回弹解析部12 的输出数据文件「SB rem.casen.k」,一边观察回弹量输出屏幕19,一边探 索、求出最佳的特定部位。

图13表示本发明的一个实施方式涉及的回弹原因部位特定处理的流程 图。

在步骤S301中,成形条件输入成形条件输入部18。接着进入步骤S302。

在步骤S302中,冲压成形解析部11对由成形条件规定的被加工物进行 数值解析处理,计算进行冲压成形的制品的成形后的物性值以及物理量。 接着进入步骤S303。

在步骤S303中,回弹解析部12解析处理经冲压成形的被加工物,算出 第1回弹量。接着进入步骤S304。

在步骤S304中,判断是否具有冲压成形品的回弹后的物性值以及物理 量的至少一个比规定值大的区域,在具有该区域的场合,将该区域确定为 特定区域。或者,判断是否具有回弹前后的物性值以及物理量的差分大于 规定值的区域,在具有该区域的场合,将该区域确定为特定区域。接着进 入步骤S305。

在步骤S305中,对确定的特定部位的物性值以及物理量数据的至少一 个进行运算处理。接着进入步骤S306。

在步骤S306中,基于运算处理了的特定部位的物质量以及物理量数据 计算第2回弹量。接着进入步骤S307,同时在步骤S308中通过轮廓显示等 来屏幕显示第1回弹量或第2回弹量的结果。

在步骤S307中,判定第2回弹量是否在允许值以内。若在允许值以内, 则结束本处理。若在允许值以外,则进入步骤S309。

在步骤S309中,对用于确定特定部位的物性值以及物理量变量、或运 算处理进行变更。在变更特定部位确定方法的场合,变更成为确定对象的 物性值以及物理量的变量,变更上述规定值,返回到步骤S304。在变更运 算处理中进行的变量等的场合,返回到步骤S305。再者,人可以一边观察 屏幕输出等的结果一边判断来进行步骤S309。步骤S304~S309的处理,可 以通过收敛计算重复进行到成为回弹允许值以下。

再者,在与回弹允许值的关系上,得不到收敛解的场合,可以限制本 处理重复次数,以限制的重复次数结束处理。即使是该场合下,人也可以 研讨储存于文件存储部16的回弹解析部12的输出数据文件「SB UVC.casen.k」,一边观察回弹量输出屏幕19,一边探索、求出最佳的特定 部位。

图14表示本发明的另一个实施方式涉及的回弹发生原因部位特定装置 的功能构成图。

图14所示的回弹发生原因部位特定装置10B,与图3所示的回弹发生原 因部位特定装置10A相比,代替物性值·物理量运算处理部21,具有部分 残余应力除去处理部21。

部分残余应力除去处理部21,是对于作为被认为是回弹发生原因的部 位的特定部位进行除去残余应力的处理的处理部。

该特定部位,与上述同样,对于冲压成形品算定曲率和/或角度,基于 上述曲率和/或角度划分成形品的区域,对于划分的各个区域基于上述成形 数据来进行判定,从而能够确定进行后述的运算处理的区域。另外,选择 区域,可以一边观察显示于回弹量输出屏幕19的曲率和/或角度,一边基于 成形数据(应力分布等)由成形条件输入部18(例如鼠标和键盘等)来进 行,也可以用坐标值等指定范围而进行。而且,该特定部位也可设定多个。

另外,特定部位,也可基于数据文件「P org.k」的残余应力分布,或 者基于由回弹解析部12得到的数据文件「SB org.k」以及「SB UVC.casen.k」 的回弹量、和/或残余应力分布,通过计算而求出。

即,可以将冲压成形的下止点处的残余应力集中部位作为特定部位, 也可以将回弹时的残余应力集中部位作为特定部位,还可以将回弹量最大 的部位作为特定部位。

而且,部分残余应力除去处理部21,能够不使成形品的成形数据之中 的、物性值变化就通过除去残余应力来判别回弹变化量,因此能够求出维 持成形制品的强度并且抑制回弹的成形制品的状态。

这些特定部位的判断,在不满足回弹允许值的场合,也可以进行各种 各样的组合,自动生成实例来计算回弹量。一般地,回弹量最大的部分为 成形制品外周部的情况较多,因此优选将残余应力集中部位优先地作为特 定部位。例如,可以进行规定使得将残余应力最集中的部位作为特定部位 的最优先选择候补,其次,将残余应力不是最大但残余应力某种程度地较 大、回弹量最大的部分作为特定部位的第2优先选择候补,将残余应力以第 2位集中的部位作为特定部位的第3优先选择候补等。

部分残余应力除去处理部21,将来自回弹解析部12的输出文件「SB org.k」作为输入数据,如上述那样地确定特定部位,使该特定部位的残余 应力为零或更低的值。然后,将变更了该特定部位残余应力的数据文件定 义为「P trim case1.k」,用「P trim case1.k」的数据置换「P org.k」内的 相应的特定部位,将置换后的文件设为「P UVCcase1.k」。

部分残余应力除去处理部21将「P UVCcase1.k」输出至回弹解析部12 使回弹解析部12计算回弹量。此时,回弹解析部12将作为计算结果的数据 文件「SB UVC.Case1.k」保存于文件存储部16,且将该数据文件中所示的 回弹量显示于回弹输出屏幕19。

另外,部分残余应力除去处理部21,对保存于文件存储部16的「SB org.k」内的残余应力除去处理前的回弹量、和「SB UVC.Case1.k」内的第 1次的残余应力除去处理后的回弹量进行比较,判断是否回弹量减少变为阈 值以下。

在回弹量在该允许值以下的场合,结束处理。在回弹量在某个允许值 以上的场合,为了进行进一步减少残余应力部位的残余应力的处理,部分 残余应力除去处理部21也可在其他的特定部位、和/或、以另外的残余应力 值进行部分残余应力处理。其他的特定部位,如上所述,冲压成形下止点 上的残余应力集中部位、残余应力在规定值以上且回弹量最大的部位、和 回弹时的残余应力集中部位等成为候补,可以对于这些部位中的单一部位、 或各种各样的组合的情况自动地计算回弹量。此时,生成的特定部位的位 置坐标数据和应力数据的文件,是对于n个实例的每一个生成「P trim  casen.k」。

部分残余应力除去处理部21,可以将以与多个实例的每一个所生成的 「P trim casen.k」对应地生成的「P UVC.casen.k」为输入数据而回弹计 算了的「SB UVC.Casen.k」存储于文件存储部16。

图15表示本发明的一个实施方式涉及的回弹原因部位特定处理的流程 图。

在步骤S401中,成形条件输入成形条件输入部18。接着进入步骤S402。

在步骤S402中,冲压成形解析部11对由成形条件规定的被加工物进行 数值解析处理,计算进行冲压成形的制品的成形后的应力、应变值的分布。 接着进入步骤S403。

在步骤S403中,由回弹解析部12进行经冲压成形的被加工物的回弹量 的解析处理。接着进入步骤S404。

在步骤S404中,确定对残余应力进行除去的特定部位。该特定部位, 对于冲压成形品算定曲率和/或角度,基于上述曲率和/或角度划分成形品的 区域,对于划分的各个区域基于上述成形数据进行判定,从而确定进行后 述的残余应力除去(S405)的区域。该确定是基于冲压成形时或回弹时的 残余应力、或残余应力在规定值以上时的回弹量等来确定。接着进入步骤 S405。

在步骤S405中,进行使特定部位的残余应力减少或为零的处理。接着 进入步骤S406。

在步骤S406中,基于已使特定部位的残余应力减少或为零的冲压成形 时的形状或性状数据,计算回弹量。接着进入步骤S407,同时在步骤S408 中屏幕显示回弹量的结果。

在步骤S407中,判定回弹的允许值是否在允许值以内。若在允许值以 内,则结束本处理。若在允许值以外,则进入步骤S409。再者,步骤S407 以及步骤S409,人可以一边观察回弹变化量一边手动进行特定部位的指定。

在步骤S409中,变更特定部位。特定部位的变更,是基于冲压成形时 或回弹时的残余应力集中部、或残余应力在规定值以上时的回弹量最大部 等的判断材料,选定一个以上的特定部位。该步骤中,特定部位可以借助 于成形条件输入部18经手动来选定。然后,返回到步骤S405,上述的处理 重复进行到达到步骤S407的回弹允许值以内。

再者,在与回弹允许值的关系上得不到收敛解的场合,可以限制本处 理的重复次数,以限制了的重复次数结束处理。即使是该场合,人可以研 讨存储于文件存储部16的回弹解析部12的输出数据文件「SB UVC.casen.k」,人一边观察回弹量输出屏幕19,一边探索、求出最佳的特 定部位。

图16表示本发明的一个实施方式涉及的回弹对策位置特定装置的功能 构成图。

回弹对策位置特定装置10C,具有:冲压成形解析部11、回弹解析部 12、置换成形数据生成部15、文件存储部16、成形条件输入部18以及回弹 量输出屏幕19。

冲压成形解析部11的输出数据,例如作为文件「P org.k」输出至回弹 解析部12、后述的置换成形数据生成部15以及文件存储部16。

回弹解析部12,使用冲压成形解析部11的输出数据文件「P org.k」以 及置换成形数据生成部15的输出数据文件「P rem.casen.k」作为输入数据, 进行回弹解析。

回弹解析部12的输出数据,作为根据输入数据文件「P org.k」得到的 数值解析结果输出数据文件「SB org.k」、或根据后述的「P rem.casen.k」 得到的数值解析结果输出数据文件「SB rem.casen.k」,输出至回弹解析部 12、置换成形数据生成部15以及文件存储部16。

置换成形数据生成部15,取得冲压成形解析部11的输出数据文件「P org.k」,从输出数据文件中所含的对象构件的位置数据之中确定可采取对 策(筋条等)的范围、以及可采取对策的范围的划分区域。置换成形数据 生成部15,进一步从在文件存储部16内定义的各种各样形状的筋条和定义 应力分布的形状应力数据图表T1(没有图示)取得筋条的形状和应力分布 的数据「P trim.casen.k」,对上述的划分区域及其筋条形状和应力分布进 行置换,生成置换成形数据「P rem.casen.k」。

置换成形数据生成部15,重复进行以不同的形状、应力分布数据置换 划分区域的处理使得回弹量变为规定值以内。这样的重复处理,通过对于 全部的划分区域,将形状应力数据图表T1内的全部数据的每个数据不同的 形状和应力分布数据进行置换,而生成置换成形数据。因此,关于置换成 形数据,是对于每个实例编号n生成多个置换成形数据「P rem.casen.k」。

另外,置换成形数据生成部,也可以将给出规定值以下的回弹量的一 个或多个区域的形状和该选定区域的应力分布的至少一个用该置换的规定 数据置换(降低第1回弹量的对策)后,进而改变上述选定区域的位置或数 量,算出置换成形数据。通过基于该置换成形数据,利用回弹解析部重复 进行回弹量算出,在降低第1回弹量的对策基础上,也能够采取降低第2回 弹量的对策,因此能够进一步降低回弹量。

另外,上述的划分区域也按照所选择的形状、应力分布数据,使划分 区域的大小也变化,使回弹量在规定值以内,因此可生成所有的实例的置 换成形数据。

而且,在置换成形数据生成部15,将回弹量通过除以冲头速度或防皱 压板压力等冲压成形条件,而求出标准化的值,利用后处理软件进行轮廓 显示,由此也能够在视觉上容易捕捉冲压成形条件与回弹量的关系。这样 的回弹量的标准化及其数值的轮廓显示,可经济且高效率地缩短回弹发生 的原因部位的特定,且经济且高效率地缩短成形制品的成形方法的研讨时 间。

文件存储部16,是用于保存作为冲压成形解析部11、回弹解析部12、 后述的置换成形数据生成部15的输出结果的数据文件「P org.k」、「SB  org.k」、「P rem.casen.k」、「SB rem.casen.k」、「P trim.casen.k」等 的存储部。可是,这些数据文件等在冲压成形解析部11、回弹解析部12和 置换成形数据生成部15之间直接输入输出的场合,该文件存储部16未必需 要。

回弹量输出屏幕19上显示的轮廓图,能够一边基于由置换成形数据生 成部15得到的置换成形数据,由回弹解析部12重复进行回弹量计算,一边 在视觉上判断形状、应力分布的置换这一回弹对策的结果。

图17表示本发明的一实施例涉及的回弹发生原因部位特定处理的流程 图。

在步骤S501中,成形条件输入成形条件输入部18。接着进入步骤S502。

在步骤S502中,冲压成形解析部11对由成形条件规定的被加工物进行 数值解析处理,计算进行冲压成形的制品的成形后的应力、应变值的分布。 接着进入步骤S503。

在步骤S503中,由置换成形数据生成部15确定成形数据的被加工物中 的成为置换对象区域的区域。该置换对象区域,为可置换形状、应力分布 的具有充分的大小的区域。并且,置换成形数据生成部15,从形状应力分 布数据图表T1选择进行置换的形状、应力分布数据,用该形状、应力分布 数据置换成形数据的置换对象区域,将置换成形数据15传递给回弹解析部 12。接着进入步骤S504。

在步骤S504中,对于置换成形数据15,算出回弹量。接着进入步骤 S505,同时在步骤S507中通过轮廓显示等来屏幕显示回弹量的结果。

在步骤S505中,判定回弹量是否在允许值以内。若在允许值以内,则 结束本处理。若在允许值以外,则进入步骤S507。

在步骤S507中,对置换对象区域、置换的形状数据和应力分布的至少 一个进行变更。在此,可以只变更置换对象区域,也可以只变更形状数据 或应力分布,还可以将它们二者同时进行变更。然后,返回到步骤S503。 步骤S503~S507的处理,可通过回弹量变为允许值以下的收敛计算来进 行,重复进行到达到允许值以下。

再者,本处理可以不预先限定回弹量的允许值,通过对于置换对象区 域、进行置换的形状数据、应力分布的全部的组合实例,进行步骤S504的 回弹解析,来计算回弹量为最小的实例。

另外,在上述说明中,虽然是以回弹量为目标变量,置换对象区域、 形状数据、应力分布作为操作变量的收敛计算的问题,但是若这些操作变 量的数量非常大,则解空间非常大,因此有时难以找到最佳解或为允许值 以下的解。这样的场合,也可以使用遗传算法、神经网络等熟知的算法来 求出最佳解等。

图18表示本发明的一个实施方式涉及的回弹发生原因部位特定装置的 硬件构成图。在上述的冲压成形解析部11、回弹解析部12、物性值·物理 量运算处理部14、置换成形数据生成部15、部分残余应力除去处理部21、 中的各处理,可以在程序100中规定,使计算机90执行该程序100。计算机 90具备:执行必要的处理的CPU91、存储处理结果的存储器92(例如RAM (Random Access Memory))、显示器93、例如键盘、鼠标之类的输入 装置94、硬盘95、CD/DVD驱动器之类的外部存储装置96、NIC(网络接 口卡)97、打印机98。计算机90可借助于网络99与另外的计算机90A连接, 网络99由与NIC97连接的以太网(注册商标)电缆构成。

程序100保存于记录介质上,从外部存储装置96装入,或从另外的计算 机90A通过网络99下载,通过CPU91的控制,保存于计算机90的硬盘95上。 接着,保存的程序100由CPU91执行,作为执行过程或线程存储于存储器92。 例如,在冲压成形解析部11、回弹解析部12、物性值·物理量运算处理部 14、置换成形数据生成部15或部分残余应力除去处理部21中的各处理,分 别成为执行过程或线程,上述的数据文件或数据在各执行过程或线程间被 输入输出。另外,所述各执行过程或线程,可以分散地存在于另外的计算 机90A中,各处理由计算机90和另外的计算机90A分散处理。

另外,图3所示的成形条件输入部18、回弹量输出屏幕19也可以分别为 输入装置94、显示器93。上述的文件存储部16也可以是硬盘95。程序100 也可以保存于硬盘95。并且,输出至显示器93的上述的轮廓图,可输出至 打印机98。

[实施例1]

用实施例具体说明本发明。

图19是表示本发明的实施例涉及的成为回弹解析对象的帽形截面形状 部件的图,(a)为其立体图、(b)为其截面图,由腹板面W0、侧壁W1、 W2、凸缘F1、F2构成。

在冲压成形解析部11以及回弹解析部12进行的数值解析中,使用了基 于有限元法的已有的板成形模拟解析软件PAM-STAMP。回弹解析使用了 静态隐式解法的弹性解析。

成形条件,作为金属板的性状使用了板厚1.6mm、抗拉强度780MPa 级的高强度钢板的数据。另外,将模具(冲模、冲头、夹具)的形状利用 壳元来模型化,假定为刚体进行解析。冲模与冲头的间隙与板厚相同,为 1.6mm。摩擦系数输入0.15,作为防皱压板载荷设定60吨。

图20是表示本发明的实施例涉及的帽形截面形状部件的截面位置和扭 转角度的图,(a)为其立体图、(b)为其截面图。

将得到的结果用后处理软件取得构成图20所示的位置A、B处的截面的 点的坐标值,求出截面的腹板面构成的角度θ。所谓回弹量,在此为角度θ。

图21是表示本发明的实施例涉及的特定区域A3的立体图。

图22是表示本发明的实施例涉及的特定区域A4、A5的立体图。

图23是表示本发明的实施例涉及的特定区域A6~A9的立体图。

图24(a)是表示本发明的实施例涉及的特定区域A10~A14的立体图, 图24(b)是表示本发明的实施例涉及的特定区域A10~A14的截面图。

图25是表示本发明的实施例涉及的特定区域A15~A17的立体图。

图26是表示本发明的实施例涉及的特定区域A18~A21的立体图。

图33是表示本发明的实施例涉及的特定区域A22的立体图。

下面说明对于图21~25所示的特定区域A3~A21,将应力分量变更而 进行回弹运算处理的结果。

所选择的区域的积分点上的运算前的应力分量表示为(σx0,σy0,σz0, τxy0,τyz0,τzx0)、应变分量表示为(εx0,εy0,εz0,γxy0,γyz0,γzx0),运 算处理后的应力分量设为(σx,σy,σz,τxy,τyz,τzx)、应变分量设为(εx, εy,εz,γxy,γyz,γzx)。

板厚,原样地使用运算处理前的值,弹性系数、塑性系数,原样地使 用冲压成形解析部11的输入值。经运算的应力、应变值作为运算结果文件 输出。

表1表示用于解析特定区域的经运算处理的变量与扭转角度的关系的 研讨实例。表1表示特定区域和在运算处理中加以变更了的变量。

表1

对属于各区域的全部单元,使用由物性值·物理量运算处理部14得到 的运算处理完的变量进行回弹解析。

将得到的结果用后处理软件取得构成图20所示的位置A、B处的截面的 点的坐标值,求出截面的腹板面构成的角度θ。

图27是表示本发明的实施例涉及的特定区域A3的扭转角度的图。

对区域A3的σx进行运算处理的结果,与没有进行运算处理的场合的回 弹解析结果相比,θ大。由此判明区域A3的σx对θ给予的影响大,由该结果 判明,为了使回弹变化量为阈值以下,只要使区域A3的σx值变化即可。

图28是表示本发明的实施例涉及的特定区域A4、A5的扭转角度的图。

对区域A4进行运算处理的结果,与对区域A5进行运算处理的结果相 比,θ大,即使与没有进行运算处理的场合的回弹解析结果相比,θ也大。 由此判明,区域A4的σx,与区域A5的σx相比,对θ给予的影响较大,由该 结果判明,为了使回弹变化量为阈值以下,只要使从区域A5到区域A4的σx 值变化即可。

图29是表示本发明的实施例涉及的特定区域A6~A9的扭转角度的图。

对区域A6、A7、A8、A9进行运算处理的结果,与没有进行运算处理 的场合的回弹解析结果相比,θ小且接近于0。由此判明区域A6、A7、A8、 A9的应力σx对θ给予的影响较大。

图30是表示本发明的实施例涉及的特定区域A10~A14的扭转角度的 图。由此判明,在对区域A10~A14进行运算处理的结果之中,在对区域 A11进行运算处理的场合,与没有进行运算处理的场合的回弹解析结果相 比,θ最小。由此判明区域A11的应力对θ给予的影响较大。

图31是表示本发明的实施例涉及的特定区域A15~A17的扭转角度的 图。由此来看,在对区域A15~A17进行运算处理的结果之中,在对区域 A16进行运算处理的场合,与没有进行运算处理的场合的回弹解析结果相 比,θ最小。由此判明区域A16的应力对θ给予的影响较大。

图32是表示本发明的实施例涉及的特定区域A18~A21的扭转角度的 图。将区域A16划分为区域A18、A19、A20、A21,对划分的各区域进行 了回弹解析。由此来看,在对区域A18~A21进行运算处理的结果之中,在 对区域A20进行运算处理的场合,与没有进行运算处理的场合的回弹解析 结果相比,θ最小。由此判明区域A20的应力对θ给予的影响较大。这样, 首先对在大区域中的影响度大的区域进行特定,在该范围下进一步进行区 域划分和运算处理,调查影响度,由此能够高效率地对回弹的发生要因进 行特定。

图34是表示本发明的实施例涉及的特定区域A22的改变了运算方法的 场合的扭转角度的图。由此来看,在运算方法2的场合,与没有进行运算处 理的场合、和运算方法1的场合的回弹解析结果相比,θ最小。由此判明, 对于选择的区域A22,通过成为与用运算方法2置换的σx接近的应力分布, 可谋求θ降低。

图35是表示本发明的实施例涉及的特定区域A23、24的扭转角度的图。 在此,区域A23、A24,为按板厚方向的各积分点指定的区域,在此,通过 采用积分点数5点的解析来研讨。积分点编号,从内表面(冲头侧)向外表 面(冲模侧),依次附带了符号1~5。在区域A11之中,将板厚方向的中 央面的积分点3以外的全部积分点(积分点1、2、4、5)作为区域A23。另 外,在区域A11之中,将板厚方向的中央面的积分点3作为区域A24。根据 图35的结果,区域A23和区域A24中的回弹解析结果大致同等,板厚方向的 中央面以外的积分点(1、2、4、5)和板厚方向的中央面的积分点3的影响 大致同等。这样,通过按板厚方向的各积分点指定区域,能够区别板厚方 向(表面背面)的弯曲应力影响和板厚方向中央面的面内应力影响从而调 查影响度。

[实施例2]

图36是表示本发明的实施例涉及的成为回弹解析对象的帽形截面形状 部件的图,(a)为其立体图、(b)为其截面图,帽形截面为左右对称形 状。使用的冲头的宽度为80mm,成形高度为80mm,被加工材的宽度为 100mm。

在冲压成形解析部11以及回弹解析部12进行的数值解析中,使用了基 于有限元法的已有的板成形模拟解析软件PAM-STAMP。回弹解析使用了 静态隐式解法的弹性解析。

成形条件,作为金属板的性状,使用了板厚1.6mm、抗拉强度780MPa 级的高强度钢板的数据。另外,考虑帽形截面的对称形状,如图27(b)所 示,对于2分之1的区域以对称条件进行了解析。将模具(冲模、冲头、夹 具)的形状利用壳元来模型化,假定为刚体进行解析。冲模与冲头的间隙 与板厚相同,为1.6mm。摩擦系数输入0.15,作为防皱压板载荷设定10吨。

将得到的结果用后处理软件取得在图36(b)所示的位置的点的回弹解 析前后的坐标值,求出截面的打开量△d。所谓回弹量,在此为打开量△d。

表2示出用于解析特定区域的经运算处理的变量与打开量的关系的研 讨实例。表2示出特定区域和在运算处理中加以变更了的变量。

表2

在实例9中,首先将单元编号最小的一个单元作为特定区域,通过运算 来变更应力分量,进行回弹解析,以单元编号小的顺序重复同一解析,对 于全部单元进行解析。

在实例10中,首先将单元编号最小的一个单元的积分点5作为特定区 域,通过运算来变更应力分量,进行回弹解析,以单元编号小的顺序重复 同一解析,对于全部单元的积分点5进行解析。

所选择的区域的积分点上的运算前的应力分量表示为(σx0,σy0,σz0, τxy0,τyz0,τzx0)、应变分量表示为(εx0,εy0,εz0,γxy0,γyz0,γzx0),运 算处理后的应力分量设为(σx,σy,σz,τxy,τyz,τzx)、应变分量设为(εx, εy,εz,γxy,γyz,γzx)。

板厚,原样地使用运算处理前的值,弹性系数、塑性系数原样地使用 冲压成形解析部11的输入值。运算了的应力、应变值作为运算结果文件而 输出。

对属于各区域的全部单元,使用由物性值·物理量运算处理部14得到 的运算处理完的变量,进行回弹解析。

图37是在本发明的实施例涉及的研讨实例9中得到的全部单元的打开 量△d之中,以△d大的顺序显示全部单元数的5%的单元的图。由此可知, 对△d影响大的单元集中于冲头肩R附近的区域。

图38是在本发明的实施例涉及的研讨实例10中得到的全部单元的打开 量△d之中,以△d大的顺序显示全部单元数的5%的单元的图。由此可知, 对△d影响较大的具有积分点5的单元集中于纵壁部中央附近的区域。

[实施例3]

图39是表示本发明的实施例涉及的成为回弹解析对象的帽形截面形状 部件的图,(a)为其立体图,(b)为其截面图,由腹板面W0、侧壁W1、 W2、凸缘F1、F2构成。

在冲压成形解析部11以及回弹解析部12进行的数值解析中,使用了基 于有限元法的已有的板成形模拟解析软件PAM-STAMP。回弹解析使用静 态隐式解法的弹性解析。

成形条件,作为金属板的性状,使用了板厚1.6mm、抗拉强度780MPa 级的高强度钢板的数据。另外,将模具(冲模、冲头、夹具)的形状利用 壳元来模型化,假定为刚体进行解析。冲模与冲头的间隙与板厚相同,为 1.6mm。摩擦系数输入0.15,作为防皱压板载荷设定600kN。

图40是表示本发明的实施例涉及的帽形截面形状部件的截面位置和扭 转角度的图,(a)为其立体图、(b)为其截面图。

将得到的结果用后处理软件取得构成在图40(a)所示的位置A、B处 的截面的点的坐标值,求出截面的腹板面构成的角度θ。所谓回弹量,在此 为角度θ。

在确定特定部位的步骤中,由被加工物的有限元数据基于曲率选择· 划分实施运算处理的区域。使用曲率算定程序,从冲压成形解析结果读取 被加工物的单元信息·节点坐标值,算定被加工物的曲率,使曲率为0.01 以上的单元为非显示,由此对凸缘·腹板面·纵壁的各区域进行划分。另 外,有阶梯的纵壁,如图41所示被划分成3个区域A35~A37。观察冲压成 形后的各区域的应力水平,有阶梯的纵壁的应力水平高,因此将图41所示 的区域A35~A37作为运算处理对象进行判定、选择。

在运算处理步骤中,采用具有文件输入手段的运算处理程序取得输出 有由成形解析得到的应力、应变的文件,关于图41所示的区域A35~A37, 对于各区域的每个对属于区域的单元的积分点利用运算手段实施以下运 算。

σx=0,σy=0,σz=0,τxy=0,τyz=0,τzx=0

εx=εx0,εy=εy0,εz=εz0,γxy=γxy0,γyz=γyz0,γzx=γzx0

在此,所选择的区域的积分点上的运算前的应力分量表示为(σx0,σy0, σz0,τxy0,τyz0,τzx0),应变分量表示为(εx0,εy0,εz0,γxy0,γyz0,γzx0), 运算处理后的应力分量设为(σx,σy,σz,τxy,τyz,τzx),应变分量设为 (εx,εy,εz,γxy,γyz,γzx)。板厚原样地使用运算处理前的值,弹性系数、 塑性系数原样地使用在i)步骤中输入的值。经运算的应力、应变值利用文 件输出手段作为运算结果文件而输出。

在回弹解析步骤中,将在运算处理步骤中得到的运算结果文件输入至 已有的板成形模拟解析软件PAM-STAMP,实施回弹解析。回弹解析使用 了静态隐式解法的弹性解析。以区域划分数重复在各区域的运算处理·回 弹解析。将得到的各个结果用后处理软件取得构成图40所示的位置A、B处 的截面的点的坐标值,作为回弹量求出位置A、B处的截面的腹板面构成的 扭转角度θ。

图42表示将回弹解析结果进行截面评价而得到的扭转角度θ的结果。由 此来看,在没有进行运算处理的场合,以及在对区域A35~A37进行了运算 处理的结果之中,对区域A35进行了运算处理的场合,扭转角度θ最小。由 此判明区域A35的应力对扭转角度θ给予的影响较大。

[实施例4]

除了运算处理,进行与实施例3同样的计算。在运算处理步骤中,用具 有文件输入手段的运算处理程序取得输出有由成形解析得到的应力、应变 的文件,关于图41所示的区域A35~A37,对于各区域的每个对属于区域的 单元的板厚方向最表面和最背面的积分点利用运算手段实施以下运算。

σx=0,σy=0,σz=0,τxy=0,τyz=0,τzx=0

εx=εx0,εy=εy0,εz=εz0,γxy=γxy0,γyz=γyz0,γzx=γzx0

在此,所选择的区域的积分点上的运算前的应力分量表示为(σx0,σy0, σz0,τxy0,τyz0,τzx0),应变分量表示为(εx0,εy0,εz0,γxy0,γyz0,γzx0), 运算处理后的应力分量设为(σx,σy,σz,τxy,τyz,τzx),应变分量设为 (εx,εy,εz,γxy,γyz,γzx)。板厚原样地使用运算处理前的值,弹性系数、 塑性系数原样地使用在i)步骤中输入的值。经运算的应力、应变值利用文 件输出手段作为运算结果文件而输出。

图43表示对回弹解析结果进行截面评价而得到的扭转角度(板厚方向 最表面和最背面的积分点)θ的结果。由此来看,在没有进行运算处理的场 合,以及在对区域A35~A37进行运算处理的结果之中,对区域A35进行了 运算处理的场合,扭转角度θ最小。由此判明区域A35的应力对扭转角度θ 给予的影响较大。

[实施例5]

图44是表示本发明的一实施例涉及的作为冲压成形品的被加工物的例 子的立体图和截面图。若图44所示,成为解析对象的被加工物是帽形截面 形状部件。

首先,作为冲压成形解析处理,使用基于有限元法的已有的板成形模 拟解析软件LS-DYNA进行解析处理。作为金属板的性状,使用了板厚 1.4mm、抗拉强度590MPa级的高强度钢板的数据。另外,将模具(冲模、 冲头、夹具)的形状利用壳元来模型化,假定为刚体进行解析。模具间隙 为0mm。摩擦系数输入0.1,作为成形载荷设定1400kN。

执行物性值·物理量运算处理的程序,为了取得输出有由冲压成形解 析得到的应力、应变的文件作为输入信息并进行运算处理,划分被加工物 的区域。

图45是表示将本发明的一实施例涉及的图44所示的被加工物在X方向 进行10等分、在Y、Z方向以一定的曲率划分的场合的划分区域的立体图。 在此,对属于各区域的单元的全部积分点利用运算手段实施以下运算。

σx=0,σy=0,σz=0,τxy=0,τyz=0,τzx=0

εx=εx0,εy=εy0,εz=εz0,γxy=γxy0,γyz=γyz0,γzx=γzx0

在此,所选择的区域的积分点上的运算前的应力分量表示为(σx0,σy0, σz0,τxy0,τyz0,τzx0)、应变分量表示为(εx0,εy0,εz0,γxy0,γyz0,γzx0), 运算处理后的应力分量设为(σx,σy,σz,τxy,τyz,τzx)、应变分量设为 (εx,εy,εz,γxy,γyz,γzx)。板厚原样地使用运算处理前的值,弹性系数、 塑性系数原样地使用冲压解析处理中的输入至软件LS-DYNA的值。经运算 的应力、应变值利用文件输出手段作为运算结果文件而输出。

作为回弹解析处理,使用上述的软件LS-DYNA。将上述的物性值·物 理量运算处理执行程序的输出结果输入至软件LS-DYNA实施回弹解析。回 弹解析使用了静态隐式解法的弹性解析。以区域划分数重复在各区域的运 算处理·回弹解析。

图46是表示本发明的一实施例涉及的回弹前后的截面A、以及关注点B 的作为Z方向位移的回弹量的图。图47是表示本发明的一实施例涉及的进 行运算处理的各区域的回弹量的轮廓图。该轮廓图是利用软件LS-DYNA的 输出数据由后处理软件LS-PREPOST得到的。由图47能够特定为回弹量大 的区域C是回弹发生原因部位。

[实施例6]

对象部件为图44所示的形状以及尺寸的帽形截面形状部件。

首先,在冲压成形解析中采用了上述的软件LS-DYNA。作为金属板的 性状,使用了板厚1.4mm、抗拉强度590MPa级的高强度钢板的数据。另外, 将模具(冲模、冲头、夹具)的形状利用壳元来模型化,假定为刚体进行 解析。模具间隙为0mm。摩擦系数输入0.1,作为成形载荷设定1400kN。

执行物性值·物理量运算处理的程序,为了取得输出有由冲压成形解 析得到的应力、应变的文件作为输入信息,并进行运算处理,划分被加工 物的区域。划分成为图45所示的各区域,对属于各区域的单元的全部积分 点利用运算手段实施以下的运算。

σx=0,σy=0,σz=0,τxy=0,τyz=0,τzx=0

εx=εx0,εy=εy0,εz=εz0,γxy=γxy0,γyz=γyz0,γzx=γzx0

在此,所选择的区域的积分点上的运算前的应力分量表示为(σx0,σy0, σz0,τxy0,τyz0,τzx0),应变分量表示为(εx0,εy0,εz0,γxy0,γyz0,γzx0), 运算处理后的应力分量设为(σx,σy,σz,τxy,τyz,τzx),应变分量设为 (εx,εy,εz,γxy,γyz,γzx)。板厚原样地使用运算处理前的值,弹性系数、 塑性系数原样地使用作为冲压成形解析由软件LS-DYNA输入的值。经运算 的应力、应变值利用文件输出手段作为运算结果文件而输出。

在回弹解析处理中,将由物性值·物理量运算处理执行程序得到的运 算结果文件再次输入给软件LS-DYNA,实施回弹解析。回弹解析使用了静 态隐式解法的弹性解析。

在此,对于各区域的每个重复进行利用物性值·物理量运算处理程序 的运算处理、以及利用软件LS-DYNA的回弹解析。

图48是对本发明的一实施例涉及的各区域轮廓显示回弹影响度的立体 图。

将图46所示的回弹前后的属于截面A的关注点B的Z方向位移作为回弹 量。在此,作为已标准化的值的回弹影响度,定义为回弹影响度=回弹量÷ 各划分区域面积×1000+10,进行运算处理的各区域的回弹影响度用后处理 软件显示成为图48所示的轮廓图。由图48能够特定为回弹量大的区域D是 回弹发生原因部位。

再者,上述回弹影响度是根据划分区域而进行了标准化的例子,但也 可为除以冲压成形品的代表长度、代表宽度、代表高度、代表板厚、抗拉 强度的任一个而得到的值。通过采用代表尺寸求出回弹影响度,能够定量 地判断被加工体的尺寸对回弹给予的影响,使特定部位的判别、及其对策 更容易。例如,在采用纵向的代表尺寸进行了标准化的回弹影响度,显示 出比采用横向的代表尺寸进行了标准化的回弹影响度大的值的场合,将筋 条的形状在纵向伸展能够更加减少回弹量,能够容易地得到上述等等的信 息。

另外,对于回弹影响度,也能够轮廓显示除以冲头速度或防皱压板压 力而得到的值。通过利用这样的变量来进行轮廓显示,不仅能够提供为减 少回弹量而针对被加工体形状的对策,而且能够提供对于冲压成形条件的 定量的判断材料,能够取得对特定部位的基于冲压成形条件的对策。

在上述中,作为回弹量以及回弹影响度的显示方法,说明了轮廓显示, 但能够将回弹量等进行向量显示,或用棒等的三维物体来显示,或采用熟 知的显示方法来显示。

作为进行轮廓显示的后处理程序,可使用LS-PREPOST、HyperView、 Animator、Meta-Post等。

[实施例7]

图49是表示本发明的实施例涉及的成为回弹解析对象的帽形截面形状 部件的图,(a)为其立体图,(b)为其截面图,由腹板面W0、侧壁W1、 W2、凸缘F1、F2构成。

在冲压成形解析部11以及回弹解析部12进行的数值解析中,使用了基 于有限元法的已有的板成形模拟解析软件PAM-STAMP。回弹解析使用了 静态隐式解法的弹性解析。

成形条件,作为金属板的性状,使用了板厚1.6mm、抗拉强度780MPa 级的高强度钢板的数据。另外,将模具(冲模、冲头、夹具)的形状利用 壳元来模型化,假定为刚体进行解析。冲模与冲头的间隙与板厚相同,为 1.6mm。摩擦系数输入0.15,作为防皱压板载荷设定600kN。

图50是表示本发明的实施例涉及的帽形截面形状部件的截面位置和扭 转角度的图,(a)为其立体图、(b)为其截面图。

将得到的结果用后处理软件取得构成图50(a)所示的位置A、B处的 截面的点的坐标值,求出截面的腹板面构成的角度θ。所谓回弹量,在此为 扭转角度θ。

图51是表示被加工物的回弹后的应力分布的图。物性值·物理量运算 处理部14以图51所示的由回弹解析部12得到的应力分布为基础,选择应力 水平的高位5%的区域。

图52是表示基于被加工物的回弹后的应力分布选择的区域的图。图52 中示出以应力水平的高位5%选择的区域R10。

物性值·物理量运算处理部14,对属于这样地选择的区域的单元的全 部积分点执行以下运算。

σx=0,σy=0,σz=0,τxy=0,τyz=0,τzx=0

εx=εx0,εy=εy0,εz=εz0,γxy=γxy0,γyz=γyz0,γzx=γzx0

在此,所选择的区域的积分点上的运算前的应力分量表示为(σx0,σy0, σz0,τxy0,τyz0,τzx0)、应变分量表示为(εx0,εy0,εz0,γxy0,γyz0,γzx0), 运算处理后的应力分量设为(σx,σy,σz,τxy,τyz,τzx)、应变分量设为 (εx,εy,εz,γxy,γyz,γzx)。板厚原样地使用运算处理前的值,弹性系数、 塑性系数原样地使用冲压解析处理中的输入至软件PAM-STAMP的值。运 算出的应力、应变值利用文件输出手段作为运算结果文件而输出。

作为回弹解析处理,使用了上述的软件PAM-STAMP。将上述的物性 值·物理量运算处理执行程序的输出结果输入至软件PAM-STAMP,实施 回弹解析。回弹解析使用了静态隐式解法的弹性解析。

图53是比较不进行运算处理时的回弹量和进行了运算处理时的回弹量 的图。由此明确了通过对在图52中选择的区域R10的运算处理,回弹量降 低,能够特定为图52所示的选择区域R10是回弹发生原因部位。

[实施例8]

图54是表示本发明的实施例涉及的帽形截面形状部件的截面位置和凸 缘弹跳量的图,(a)为其立体图、(b)为其截面图。回弹量为回弹前后 的截面A的端点的位移,即凸缘的弹跳量。

在冲压成形解析部11以及回弹解析部12进行的数值解析中,使用了基 于有限元法的已有的板成形模拟解析软件PAM-STAMP。回弹解析使用了 静态隐式解法的弹性解析。

成形条件,作为金属板的性状,使用了板厚1.6mm、抗拉强度780MPa 级的高强度钢板的数据。另外,将模具(冲模、冲头、夹具)的形状利用 壳元来模型化,假定为刚体进行解析。冲模与冲头的间隙与板厚相同,为 1.6mm。摩擦系数输入0.15,作为防皱压板载荷设定600kN。

图55的(a)表示被加工物的回弹前的应力分布,(b)表示被加工物 的回弹后的应力分布。图56的(a)是表示被加工物的回弹前和回弹后的应 力差分、(b)是表示基于应力差分选择的区域的图。图56示出以应力水平 的高位5%选择的区域R11。

物性值·物理量运算处理部14,以图55所示的由回弹解析部12得到的 应力分布为基础,选择图56所示的应力水平的高位5%的区域R11。

物性值·物理量运算处理部14,对属于这样地选择的区域的单元的全 部积分点执行以下运算。

σx=0,σy=0,σz=0,τxy=0,τyz=0,τzx=0

εx=εx0,εy=εy0,εz=εz0,γxy=γxy0,γyz=γyz0,γzx=γzx0

在此,所选择的区域的积分点上的运算前的应力分量表示为(σx0,σy0, σz0,τxy0,τyz0,τzx0)、应变分量表示为(εx0,εy0,εz0,γxy0,γyz0,γzx0), 运算处理后的应力分量设为(σx,σy,σz,τxy,τyz,τzx)、应变分量设为 (εx,εy,εz,γxy,γyz,γzx)。板厚原样地使用运算处理前的值,弹性系数、 塑性系数原样地使用冲压解析处理中的输入至软件PAM-STAMP的值。运 算出的应力、应变值利用文件输出手段作为运算结果文件而输出。

作为回弹解析处理,使用了上述的软件PAM-STAMP。将上述的物性 值·物理量运算处理执行程序的输出结果输入至软件PAM-STAMP,实施 回弹解析。回弹解析使用了静态隐式解法的弹性解析。回弹量为回弹前后 的截面A的端点的位移、即凸缘的弹跳量。

图57是比较本发明的一实施例涉及的不进行运算处理时的回弹量和进 行了运算处理时的回弹量的图。由此明确了通过对在图56中选择的区域 R11的运算处理,回弹量降低,能够特定为图56所示的选择区域R11是回弹 发生原因部位。

[实施例9]

图58是表示本发明的实施例涉及的成为回弹解析对象的帽形截面形状 部件的图,(a)为其立体图,(b)为其截面图,由腹板面W0、侧壁W1、 W2、凸缘F1、F2构成。

在冲压成形解析部11以及回弹解析部12进行的数值解析中,使用了基 于有限元法的已有的板成形模拟解析软件PAM-STAMP。回弹解析使用了 静态隐式解法的弹性解析。

成形条件,作为金属板的性状,使用了板厚1.6mm、抗拉强度780MPa 级的高强度钢板的数据。另外,将模具(冲模、冲头、夹具)的形状利用 壳元来模型化,假定为刚体进行解析。冲模与冲头的间隙,与板厚相同, 为1.6mm。摩擦系数输入0.15,作为防皱压板载荷设定600kN。

图59是表示本发明的实施例涉及的帽形截面形状部件的截面位置和扭 转角度的图,(a)为其立体图、(b)为其截面图。

将得到的结果用后处理软件取得构成图59所示的位置A、B处的截面的 点的坐标值,求出截面的腹板面构成的角度θ。所谓回弹量,在此为角度θ。

图60是表示第1被加工物以及第2被加工物的冲压成形后的状态量分布 的图。(a)所示的第1被加工物,是基于第1成形条件得到的冲压成形品, (b)所示的第2被加工物是基于第1成形条件的至少一个单元不同的第2成 形条件得到的冲压成形品。在图60中,作为第2被加工物的不同的成形条件 单元,为了对形状加以变化,施加了筋条。

图61是表示第1被加工物以及第2被加工物的冲压成形后的状态量差分 的图。图62是表示基于状态量差分的区域选择的图。如图61所示,利用物 性值·物理量运算处理程序,遍及全部区域地求出第1被加工物以及第2被 加工物的应力差分,如图62所示,将其应力差分的高位10%作为选择区域。

执行物性值·物理量运算处理的物性值·物理量运算处理执行程序, 将上述选择区域作为运算对象区域进行划分,对于属于第1被加工物的选择 了的各区域的单元的全部积分点进行以下运算处理。

σx=0,σy=0,σz=0,τxy=0,τyz=0,τzx=0

εx=εx0,εy=εy0,εz=εz0,γxy=γxy0,γyz=γyz0,γzx=γzx0

在此,所选择的区域的积分点上的运算前的应力分量表示为(σx0,σy0, σz0,τxy0,τyz0,τzx0)、应变分量表示为(εx0,εy0,εz0,γxy0,γyz0,γzx0), 运算处理后的应力分量设为(σx,σy,σz,τxy,τyz,τzx)、应变分量设为 (εx,εy,εz,γxy,γyz,γzx)。板厚原样地使用运算处理前的值,弹性系数、 塑性系数原样地使用冲压解析处理中的输入至软件PAM-STAMP的值。运 算出的应力、应变值利用文件输出手段作为运算结果文件而输出。

作为回弹解析处理,使用了上述的软件PAM-STAMP。将上述的物性 值·物理量运算处理执行程序的输出结果输入至软件PAM-STAMP,实施 回弹解析。回弹解析使用了静态隐式解法的弹性解析。

将图59所示的截面B相对于截面A的扭转角作为回弹量。图63是表示不 进行运算处理时的回弹量和进行了运算处理时的回弹量的比较的图。由此 明确了通过对图62中选择的区域的运算处理,回弹量降低,能够特定为图 62所示的选择区域是回弹发生原因部位。

[实施例10]

图64是表示本发明的实施例涉及的成为回弹解析对象的帽形截面形状 部件的图,(a)为其立体图,(b)为其截面图,由腹板面、侧壁1、2、 凸缘1、2构成。成形条件,作为金属板的性状,使用了板厚1.6mm、抗拉 强度780MPa级的高强度钢板的数据。冲压成形解析部11的数值解析,使用 有限元法LS-DYNA,回弹解析部12的回弹解析,使用有限元法LS-DYNA。

图65是表示本发明的实施例涉及的进行置换的筋条和应力分布的数据 图表的图。在本实施例中,采用了具有3个形状的筋条和应力分布。

图66是表示本发明的实施例涉及的被加工体的区域划分的图。如图所 示,以符合图65所示的形状的方式,在被加工物的能够配置筋条和应力分 布的形状的区域上,区域划分成可配置形状的数量。另外,在所划分的区 域上,配有位置编号使得作为编号为n=1、2、...、n。

图67是在本发明的实施例涉及的被加工体的指定区域全区配置了形状 以及应力的图。图68是定义本发明的实施例涉及的截面位置和扭转量的图。 在此,将该扭转量作为回弹量。再者,在不进行筋条和应力等的置换处理 的初期状态,回弹量为5.60mm。

图69是在本发明的实施例涉及的被加工体的指定区域配置筋条以及区 域的图。作为研讨实例1,对于在被加工体的由n=1@1(初始位置编号) 所示的位置配置了筋条的情况、配置了应力的情况、配置了筋条和应力的 情况进行了数值解析。使用的形状,是图65所示的形状No.A12w3d(深度 3mm),回弹量,在筋条置换、应力置换、筋条和应力置换各情况下分别 为5.58mm、5.64mm、5.62mm。

图70是在本发明的实施例涉及的被加工体的指定区域配置了筋条以及区 域的图。作为研讨实例2,对于在被加工体的由n=2@1(第2位置编号)所 示的位置配置了筋条的情况、配置了应力的情况、配置了筋条和应力的情 况进行了数值解析。回弹量,在筋条置换、应力置换、筋条和应力置换各 情况下分别为5.57mm、5.64mm、5.62mm。这样,在回弹量不满足允许值 的情况等,也可顺次增加位置编号来进行研讨。

图71是配置了本发明的实施例涉及的回弹量最小的1条筋条等的图(降 低第1回弹量的对策)。作为研讨实例3,对于在被加工体的由n=best@1 所示的位置配置了筋条的情况、配置了应力的情况、配置了筋条和应力的 情况进行了数值解析。回弹量,在筋条置换、应力置换、筋条和应力置换 的各情况中分别为5.22mm、4.26mm、4.03mm。这样,在一个位置进行了 置换处理时的回弹量最小的情况下,28%的回弹被改善。

图72是在本发明的实施例涉及的回弹量最小的1条筋条等配置的基础 上,配置了第2条筋条等的图。作为研讨实例4,对于在被加工体的由n=1 @2、n=best@1所示的位置配置了筋条的情况、配置了应力的情况、配置 了筋条和应力的情况进行了数值解析。回弹量,在筋条置换、应力置换、 筋条和应力置换的各情况中分别为5.21mm、4.34mm、4.11mm。这样,在 配置1条筋条等的最佳例基础上,为配置第2条筋条等而进行置换处理的场 合,27%的回弹被改善(降低第2回弹量的对策)。

图73是在本发明的实施例涉及的回弹量最小的1条筋条等配置的基础 上配置了第2条筋条等的图。作为研讨实例5,对于在被加工体的由n=2@2、 n=best@1所示的位置配置了筋条的情况、配置了应力的情况、配置了筋 条和应力的情况进行了数值解析。回弹量,在筋条置换、应力置换、筋条 和应力置换的各情况中分别为5.23mm、4.32mm、4.09mm。这样,在配置 了1条筋条等的最佳例基础上,进行将第2条筋条等配置于第2个位置编号上 的置换处理的场合,27%的回弹被改善。这样,在回弹量不满足允许值的 场合等,也可顺次增加位置编号进行研讨。

图74是在本发明的实施例涉及的被加工体的指定区域配置了n次筋条 等的图。作为研讨实例6,是继在配置了1条筋条等时回弹量变得最小的位 置n=best@1之后,将第2条筋条等配置于回弹量变得最小的位置n=best @2的这一置换处理进行n次的例子。回弹量,在筋条置换、应力置换、筋 条和应力置换的各情况中分别为3.22mm、1.60mm、1.51mm。这样,探索 n次最佳的位置进行重复的置换处理的场合,73%的回弹被改善。

而且,作为研讨实例7,进行了在图74中发现的n个位置,置换成与图 74不同的形状No.A12w3d(深度4mm)的情况的研讨。该情况下,回弹量, 在筋条置换、应力置换、筋条和应力置换的各情况中分别为3.20mm、 1.54mm、1.46mm。这样,探索n次最佳的位置,进行重复的置换处理的情 况下,74%的回弹被改善。

图75是在本发明的实施例涉及的被加工体的指定区域配置了实际筋条 的图。作为研讨实例8,在图74所示的位置配置实际的筋条,进行数值解析。 即使在如图74所示那样配置了小筋条的位置配置实际的大筋条,回弹量也 为1.60mm,72%的回弹被改善。这样,即使基于上述的筋条等的配置位置 的研讨,配置了实际的筋条的情况下,也能够谋求同等的回弹削减。

表3示出有关上述的实例1~8的回弹结果。

表3

这样,本发明,除了对回弹发生位置进行特定以外,还能够算出其对 策。

如以上举例所示,本发明涉及的回弹发生部位特定装置,能够将以往 使用实际装置进行的回弹的研讨通过数值解析来对回弹发生部位进行特 定。另外,通过对被加工物的回弹影响度进行定量的分析,而且显示其信 息、在视觉上捕捉,能够容易地对回弹发生原因部位进行特定。而且,本 发明能够提供针对被加工物回弹的对策。

这样,本发明涉及的回弹发生原因部位特定装置,能够将以往使用实 际装置进行的回弹的研讨通过数值解析来对回弹发生原因部位进行特定, 因此可使成形构件的设计阶段的试验工时以及费用减少。另外,虽然以往 使用实际的装置进行回弹的研讨,但本发明涉及的回弹对策位置特定装置, 通过数值解析能够对回弹对策位置进行特定,因此可使成形构件的设计阶 段的试验工时以及费用极为减少。

另外,本发明所涉及的这样的装置,可望能应用于所有被加工物,因 此给产业界带来巨大的利益。

以上说明的实施方式只不过作为典型例被列举出,组合该各实施方式 的构成要素、其变形以及变化,对本领域人员来说都是可明确知道的,很 明显本领域人员可在不脱离本发明的原理以及请求保护的方案中所记载的 发明范围的情况下进行上述的实施方式的各种变形。

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