TWI438041B

TWI438041B - 成形模擬方法、成形模擬裝置、程式、記錄媒體及基於模擬結果之成形方法

Info

Publication number: TWI438041B
Application number: TW098125201A
Authority: TW
Inventors: Noriyuki Suzuki; Takashi Ariga; Akihiro Uenishi; Shigeru Yonemura
Original assignee: Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp
Priority date: 2008-09-30
Filing date: 2009-07-27
Publication date: 2014-05-21
Also published as: CN102165451A; US9868145B2; US20110172803A1; BRPI0919464B1; EP2333684B1; JPWO2010038539A1; JP4964988B2; ES2757841T3; CN102165451B; EP2333684A4; EP2333684A1; TW201012565A; BRPI0919464A2; WO2010038539A1

Description

成形模擬方法、成形模擬裝置、程式、記錄媒體及基於模擬結果之成形方法

發明領域

本發明係有關一種成形模擬方法、成形模擬裝置、程式、記錄媒體、及基於模擬結果之成形方法。本發明特別是有關一種將鋼板或鋁板等之金屬板、或是塑性材料或複合材等之彈塑性材料成形時之成形模擬及基於其結果之成形方法。

本申請案係基於2008年9月30日於日本申請之特願2008-252730號、及2008年9月30日於日本申請之特願2008-253278號來主張優先權，且此處援用其等之內容。

發明背景

歷來，於汽車零件及家庭電動製品，高度使用了採用上下一對之凹凸模具而將薄鋼板或鋁薄板等之金屬薄板押壓加工成預定形狀之零件。近年，為了謀求如此製品之零件的輕量化，盛行著以使用更高強度的材料來減少板厚。另一方面，將高強度之材料押壓成形之際，材料的彈性變形發生，製品形成為與成形下死點之零件形狀相異的形狀之情況很多。該回彈(彈性回復)的量一旦變大，將招致零件精度的降低。為了控制此種情況，通常會進行利用變更零件的形狀來提高零件剛性，藉以降低回彈量。又，通常也會進行將回彈量預先估入，來修正模具形狀。

另一方面，由於押壓零件一般具有複雜的形狀，所以成形時之應變並不相同。因此，要特定出回彈的發生原因部位並不簡單。相對於此，依據對像零件之成形下死點的應力分布，亦即對像零件之目標形狀，將零件分割成複數的領域，且使各個領域之應力依序變化，進行回彈分析，以於回彈特定出支配的領域之方法已揭示下述專利文獻1～3。記載於該等專利文獻1～3的方法，任一者皆是利用記載於非專利文獻1之有限元素法。

再者，作為控制成為回彈原因之內部殘餘應力的方法，例如於專利文獻4～7，揭示了對於特徵之零件形狀，預先於特定的部位形成突起(emboss)或凸起形狀，在下一步驟中壓壞的方法。又，在專利文獻8中，於素材(blank)全面形成突起或凸起形狀，在下一步驟壓壞的方法。

【習知技術文獻】【專利文獻】

【專利文獻1】特開2007-229724號公報

【專利文獻2】特開2008-49389號公報

【專利文獻3】特開2008-55476號公報

【專利文獻4】特開2006-272413號公報

【專利文獻5】特開2007-222906號公報

【專利文獻6】特開2008-12570號公報

【專利文獻7】特開2008-18442號公報

【專利文獻8】特開2006-35245號公報

【非專利文獻】

【非專利文獻1】有限元素法手冊：鷲津久一郎等編，培風館(1981)。

但是，在專利文獻1～3的手法中，任一者皆是預先將零件分割成複數的領域。然後，需要只就分割後之領域的數量反覆進行大規模聯立方程式求解之回彈計算。因此，使特定成為回彈發生原因的部位之作業相當繁雜。又，因分割的方法(大小、分割數)而使結果不同。因此，而有所謂難以充分特定成為回彈發生原因之部位的問題。

本發明係鑒於上述課題而作成者，且係提供一種不需進行大規模聯立方程式之矩陣運算等繁雜且需長時間的計算，藉由簡易的計算，可極迅速且確實地有效率特定金屬板成形時之回彈的發生部位，並提供至正確的成形之成形模擬方法、成形模擬裝置、程式、以及記錄媒體作為第1目的。

又，專利文獻4～7的方法，任一者皆是以U字型或帽型斷面，於高度方向或是長度方向彎曲之比較單純形狀構件的腹板面或翼板面成形突起或凸起形狀，且在下一步驟中壓壞。相對於此，在實際的例如汽車零件等中，一般形狀複雜，且於腹板面及翼板面以與其他零件之接合等目的而具有凹凸形狀或開口部。因此，成形時之應力或應變在腹板面或翼板面內並不相同，而係複雜分布。因此，在專利文獻4～7之方法，無法藉由附與突起之部位而獲得效果，或是具有所謂使回彈增大的問題。

又，在專利文獻8之方法，由於在素材全面附與突起，因此而有所謂用以壓壞之成形力增大的問題。再者，也有所為因壓壞突起而發生壓縮應力，其會成為驅動力而使回彈增大的問題。

又，即使是組合專利文獻4～7的方法與記載於專利文獻1的方法時，會無法充分抑制複雜形狀之押壓零件押壓加工時之回彈。

本發明係鑒於上述課題而作成者，且係以提供一種對於複雜形狀之押壓零件，可有效率地特定押壓成形時成為回彈之發生原因的部位，且利用遏止起因於該部位之回彈而使尺寸精度優異的成形方法作為第2目的。

為達成上述目的，本發明採用以下之手段。

(1)本發明之彈塑性材料的成形模擬方法，包含以下步驟：使用有限元素法，對前述彈塑性材料之目標形狀的一個或複數有限元素的每一個，從應力張量計算出元素等值節點力向量之步驟；及將計算出之前述一個或複數有限元素的每一個之前述元素等值節點力向量，橫跨前述彈塑性材料之全領域或是特定領域作積分，以計算該領域之全部等值節點力向量之步驟。

(2)前述(1)之成形模擬方法，其更包含：基於所計算出之前述全部等值節點力向量，在前述彈塑性材料之全領域或是特定領域之中，特定出前述等值節點力向量大的部位以作為回彈之發生原因部位的步驟。

(3)前述(1)記載之成形模擬方法，也可更包含：計算全體剛性矩陣之反矩陣的步驟；及，將前述全部等值節點力向量作為外力向量，且將前述全體剛性矩陣之反矩陣與前述全體等值節點力向量相乘，以計算前述外力之各分量相對前述彈塑性材料之特定位置變位量的貢獻度之步驟。

(4)前述(3)記載之成形模擬方法，也可更包含：顯示前述外力向量之各分量對於前述彈塑性材料之特定位置變位量的貢獻度之步驟。

(5)前述(1)記載之成形模擬方法，也可更包含下述步驟：計算全體剛性矩陣之反矩陣的步驟；使前述全部等值節點力向量作為第1外力向量，且將前述全體剛性矩陣之反矩陣與前述第1外力向量相乘，以計算前述彈塑性材料之特定位置的第1變位量之步驟；對前述1個或複數有限元素的每一個，將自前述第1外力向量除去該元素之元素等值節點力向量後的結果作為第2外力向量，且將前述全體剛性矩陣之反矩陣與前述第2外力向量相乘，以計算前述彈塑性材料之特定位置的第2變位量之步驟；及對前述1個或複數有限元素的每一個，計算前述第1變位量與前述第2變位量之變化量的步驟。

(6)前述(5)記載之成形模擬方法，也可更包含：顯示前述第1變位量與前述第2變位量間之變化量的步驟。

(7)本發明之彈塑性材料的成形方法，係依據(1)計載之模擬方法的結果，成形彈塑性材料者。

(8)前述(7)記載之彈塑性材料的成形方法，也可更包含下述步驟：依據前述模擬方法特定出回彈發生原因部位的步驟；事先將突起成形於前述回彈發生原因部位之步驟；及使前述突起塑性變形以賦予其壓縮應力之步驟。

(9)前述(8)記載之彈塑性材料的成形方法，也可是前述突起成形步驟所成形之前述突起係2個以上之大略相同大小的圓形突起。

(10)前述(9)記載之彈塑性材料的成形方法，也可是前述突起成形步驟具有：使用與模具所設之凹部嵌合且高度大小相異的複數可拆卸式工具，來調整突起形狀之高度大小的步驟。

(11)本發明之程式，係於藉由電腦進行彈塑性材料之成形模擬時，用以使電腦執行下述步驟者：使用有限元素法，對前述彈塑性材料之目標形狀的1個或複數有限元素的每一個，從應力張量計算元素等值節點力向量的步驟；及將計算出之前述1個或複數有限元素的每一個之前述元素等值節點力向量，橫跨前述彈塑性材料之全部領域或是特定領域作積分，來計算該領域之全部等值節點力向量的步驟。

(12)前述(11)記載之程式，也可更用以使電腦執行下述步驟者：依據計算出之前述全部等值節點力向量，在前述彈塑性材料之全部領域或是特定領域之中，特定前述等值節點力向量大的部位以作為回彈之發生原因部位的步驟。

(13)前述(12)記載之程式，也可更用以使電腦執行下述步驟：計算全體剛性矩陣之反矩陣的步驟；及將前述全部等值節點力向量作為外力向量，且將前述全體剛性矩陣之反矩陣與前述全體等值節點力向量相乘，以計算前述外力之各分量相對前述彈塑性材料之特定位置變位量的貢獻度之步驟。

(14)前述(11)記載之程式，也可更用以使電腦執行下述步驟：計算全體剛性矩陣之反矩陣的步驟；使前述全部等值節點力向量作為第1外力向量，且將前述全體剛性矩陣之反矩陣與前述第1外力向量相乘，以計算前述彈塑性材料之特定位置的第1變位量之步驟；對前述1個或複數有限元素的每一個，將自前述第1外力向量除去該元素之元素等值節點力向量後的結果作為第2外力向量，且將前述全體剛性矩陣之反矩陣與前述第2外力向量相乘，以計算前述彈塑性材料之特定位置的第2變位量之步驟；及對前述1個或複數有限元素的每一個，計算前述第1變位量與前述第2變位量之變化量的步驟。

(15)本發明之電腦可讀取之記錄媒體，係記錄有前述(11)記載之程式者。

(16)本發明之進行彈塑性材料之成形模擬的成形模擬裝置，包含：第1計算部，係使用有限元素法，於前述彈塑性材料之目標形狀的一個或複數有限元素的每一個，從應力張量計算元素等值節點力向量；第2計算部，係將計算出之前述一個或複數有限元素的每一個之前述元素等值節點力向量，橫跨前述彈塑性材料之全領域或是特定領域作積分，以計算該領域之全部等值節點力向量；第3計算部，係計算全體剛性矩陣之反矩陣；第4計算部，係將前述全部等值節點力向量作為第1外力向量，且將前述全體剛性矩陣之反矩陣與前述第1外力向量相乘，以計算前述彈塑性材料之特定位置之第1變位量；第5計算部，係對前述1個或複數有限元素的每一個，將自前述第1外力向量除去該元素之元素等值節點力向量後的結果作為第2外力向量，且將前述全體剛性矩陣之反矩陣與前述第2外力向量相乘，以計算前述彈塑性材料之特定位置的第2變位量；及第6計算部，係對前述1個或複數有限元素的每一個，計算前述第1變位量與前述第2變位量之變化量。

依據(1)至(2)之發明，不需在大規模聯立方程式之矩陣運算等的繁雜下進行需要長時間的計算，藉由簡易的計算，可極迅速且確實地特定彈塑性材料成形時之回彈的發生部位，以供正確的成形。

依據(3)至(4)之發明，可較前述(1)至(2)之發明更確實地特定彈塑性材料成形時之回彈的發生部位，以供正確的成形。

依據(5)至(6)之發明，可較前述(3)至(4)之發明更確實地特定彈塑性材料成形時之回彈的發生部位，以供正確的成形。

依據(7)至(10)之發明，基於前述(1)至(6)記載之模擬方法的結果，即使為複雜形狀的加工零件，利用有效率地將押壓成形時之回彈的發生部位特定於精確位置，且遏止起因於該部位之回彈，而可提供一種尺寸精度優異之彈塑性材料的成形方法。

圖式簡單說明

第1圖係顯示本實施例中成形模擬對象之金屬薄板的成形目標形狀(於成形下死點之形狀)之一例的概略立體圖；

第2圖係顯示4節點殼元素之示意圖；

第3圖係顯示第1實施態樣之成形模擬裝置之概略構成的方塊圖；

第4圖係將第1實施態樣之成形模擬方法顯示成步驟順序的流程圖；

第5A圖係顯示使用於第1實施態樣之金屬零件(高拉力鋼板)的示意圖；

第5B圖係第5A圖中以A所示之處的部分放大圖；

第6圖係顯示藉由成形模擬所得之金屬零件脫模後回彈變位量之分布的示意圖；

第7A圖係顯示第1實施態樣中，顯示部之影像顯示之一例的示意圖；

第7B圖係顯示第1實施態樣中，顯示部之影像顯示之一例的示意圖；

第8圖係顯示第1實施態樣之比較例中，金屬零件之變形結果的示意圖；

第9圖係顯示第2實施態樣中成形模擬裝置之概略構成的方塊圖；

第10圖係將第2實施態樣之成形模擬方法顯示成步驟順序流程圖；

第11A圖係顯示使用於第2實施態樣之金屬零件(高拉力鋼板)的示意圖；

第11B圖係第11A圖之A部放大圖；

第12圖係顯示藉由成形模擬所得之金屬零件脫模後回彈變位量之分布的示意圖；

第13A圖係顯示第2實施態樣中，顯示部之影像顯示之一例的式意圖；

第13B圖係顯示第2實施態樣中，顯示部之影像顯示之一例的示意圖；

第14圖係顯示第2實施態樣之比較例中，金屬零件之變形結果的示意圖；

第15圖係顯示第3實施態樣中成形模擬裝置之概略構成的方塊圖；

第16圖係將第3實施態樣之成形模擬方法顯示成步驟順序流程圖；

第17A圖係顯示使用於第3實施態樣之金屬零件(高拉力鋼板)的立體圖；

第17B圖係第17A圖之部分放大圖；

第18圖係顯示藉由成形模擬所得之金屬零件脫模後回彈變位量之分布的示意圖；

第19圖係顯示第3實施態樣中，顯示部之影像顯示之一例的示意圖；

第20圖係顯示第3實施態樣之比較例中，金屬零件之變形結果的示意圖；

第21圖係顯示第4實施態樣中，個人用戶終端裝置之內部構成的示意圖；

第22圖係顯示押壓成形對象之金屬薄板押壓零件之一例的概略立體圖；

第23圖係顯示藉由成形模擬所得之金屬零件脫模後回彈變位量之分布的示意圖；

第24圖係顯示藉由成形模擬所得之金屬零件中成形下死點之應力分布的示意圖；

第25圖係顯示對第5實施態樣中藉由成形模擬所得之金屬零件的扭曲之影響度分布的示意圖；

第26圖係第5實施態樣之押壓第一程序成形零件的平面圖；

第27圖係第5實施態樣中押壓第一程序成形零件及模具之相對於第26圖的A-A斷面圖；

第28圖係第5實施態樣之押壓第二程序成形零件的平面圖；

第29圖係第5實施態樣中押壓第二程序成形零件及模具之相對於第28圖的A-A斷面圖；及

第30圖係顯示第5實施態樣之突起成形用圓筒工具的示意圖。

較佳實施例之詳細說明用以實施發明的態樣

以下，取金屬薄板之押壓成形模擬為例來說明本發明之實施態樣，但是本發明之適合對象並不只限於將金屬薄板押壓成形之模擬。本發明也可適用於在成形塑性材料或複合材料等之彈塑性材料時，或是藉由輥成形等而成形時之模擬。又，不只限於薄板材料之成形，也可適用於線材或具某種程度厚度之材料的成形模擬。

以下，就有關本發明第1實施態樣，一面參照第1～8圖一面予以詳細說明。

第1圖係顯示本發明中於成形模擬對象之金屬薄板的成形下死點之形狀(成形目標形狀)之一例的概略立體圖。

在1圖中，將有限元素之網格M顯示於金屬薄板10之一部分。作為有限元素，此處係使用如第2圖所示之4節點殼元素。該4節點殼元素如下式(1)般，各節點具有參照全體座標系之6個自由度。又，各積分點具有平面應力之如下式(2)之3個分量。又，雖未圖示，但是金屬薄板之厚度方向存在有數層(此處為5層)之積分點。

節點自由度：{u v w θ_x θ_y θ_z }　…(1)

首先，將相對於各有限元素之元素等值節點力向量使用下式(3)計算。此處，雖然是就每一個有限元素計算元素等值節點力向量，但是也可就各複數有限元素構成之有限元素群計算前述元素等值節點力向量。

座標系(X’,Y,Z’)之餘弦來計算。又，變位-應變關係矩陣[B]係因使用之有限元素的種類而不同，例如在非專利文獻1中顯示了對各種有限元素之定式化。

接著，如下式(4)所示，將於每個元素所計算出之元素等值節點力向量{f}_e 對金屬薄板之全領域積分，以計算全部等值節點力向量{f}。此處雖然是對金屬薄板的全領域積分，但是也可對金屬薄板之特定領域(例如，特別是形狀複雜的領域)積分，以計算該特定領域之全部等值節點力向量。

被算出之全部等值節點力向量係成為將成形下死點之應力變換成等值的節點力(內力)者，且係由全體座標系之斷面力(Nx,Ny,Nz)及彎曲彎矩(Mx,My,Mz)構成。

本發明人在多數之零件事例中進行評估。其結果，本發明人發現了在等值節點力中，彎曲彎矩3分量係成為回彈的驅動力。再者，本發明人發現了與應力分布相異，彎曲彎矩量大的領域會局部在金屬薄膜之限定的一部分。

基於上述之發現，在本發明之第1實施態樣中，就有關被算出之全部等值節點力向量之彎曲彎矩，使用等高線圖等來顯示彎曲彎矩量大的領域。藉由該構成，例如一次也不需進行如大規模之聯立方程式求解的繁雜作業，可在極短時間將成為回彈發生之原因的部位正確地特定於可以說是精確位置。

(第1實施態樣之成形模擬裝置)

第3圖係顯示本第1實施態樣之成形模擬裝置之概略構成的方塊圖。

該成形模擬裝置係使用有限元素法進行金屬薄板之成形下死點的成形模擬者，且具有可算出各元素等值節點力向量之第1計算部101、算出全部等值節點力向量之第2計算部102、可特定金屬薄板之回彈的發生原因部位之特定部103、及顯示特定部103之特定結果的顯示部104而構成。此處，第1計算部101、第2計算部102及特定部103係例如作為電腦之中央處理裝置(CPU)的各功能而被實現。

第1計算部101依據被給予之應力張量(參照式(2))，進行例如式(3)之運算，以就各有限元素(例如4節點殼元素)計算元素等值節點力向量。而且，也可將複數有限元素作為1群，以就每群計算元素等值節點向量。

第2計算部102將以第1計算部101所算出之各有限元素的元素等值節點力向量對金屬薄板之全領域積分(參照式(4))，以計算全部等值節點力向量。而且，此處雖然是對全領域將元素等值節點力向量積分，但是也可對預定之領域，例如對形狀複雜的領域將元素等值節點力向量積分。

特定部103係在以第2計算部102所計算出之全部等值節點力向量的成分中，就有關彎曲彎矩(Mx,My,Mz)，在金屬薄板之成形下死點的領域中，特定彎曲彎矩量大的部位之位置作為金屬薄板之回彈的發生原因部位。

作為彎曲彎矩量大的部位之位置的具體特定方法，例如係比較預先規定之預定的臨界值與各領域之彎曲彎矩量。其次，將顯示較其臨界值大之彎曲彎矩量的領域予以特定以作為金屬薄板之回彈的發生原因部位。此處，也可先規定相異之複數個臨界值，而從複數之臨界值中使用適宜之臨界值。

顯示部104係使彎曲彎矩量對應例如金屬薄板的形狀，並顯示作為影像。具體而言，例如係顯示以將金屬薄板之全體影像對應彎矩量予以著色，以可視認彎矩量大之回彈的發生原因部位。

此處，即使構成為具有將顯示部104替換成上述功能，或是與上述功能一起，使特定部103之特定結果對應金屬薄板之形狀並顯示影像之功能也是合適的。

(第1實施態樣之成形模擬方法)

以下，就有關使用上述之成形模擬裝置的成形模擬方法予以說明。

第4圖係將第1實施態樣之成形模擬方法顯示成步驟順序之流程圖。

作為金屬薄板，此處係將顯示於第5A圖及第5B圖之金屬零件(高拉力鋼板)作為成形模擬的對象。此處，第5A圖及第5B圖係分別顯示金屬零件之全體圖、部分放大圖。

首先，計算在金屬零件之成形下死點的應力分布(應力張量)(步驟S101)。

此處，使用例如市售之成形模擬程式(ESI公司製；商品名稱PAM-STAMP)，計算在成形下死點之應力分布。

將第1實施態樣之成形模擬的主要分析條件顯示於下表1。

此處，將藉由成形模擬所得之脫模後的回彈變化量之分布顯示於第6圖。在此，將變位量對應於顯示濃度且以等高線顯示，顯示濃度越濃則變位量越大。如第6圖所示，特別是在A點之Z軸方向的變位較大，判斷為於金屬零件發生彎曲及扭曲。

接著，藉由第1計算部101，基於在步驟S101所得之應力張量，進行例如式(3)之運算，並就各有限元素(例如4節點殼元素)或是各複數之有限元素計算元素等值節點力向量(步驟S102)。

接著，藉由第2計算部102，將藉由第1計算部101所計算出之一個或各複數的有限元素之元素等值節點力向量，對金屬薄板之全領域或是特定領域積分，以計算該領域之全部等值節點力向量(步驟S103)。

接著，藉由特定部103，在以第2計算部102所計算出之全部等值節點力向量的分量中，就有關彎曲彎矩(Mx,My,Mz)，於金屬薄板之成形下死點的全領域中，特定彎曲彎矩量大的部位之位置作為金屬薄板之回彈的發生原因部位(步驟S104)。

然後，藉由顯示部104使彎曲彎矩量對應於例如金屬薄板的形狀，並顯示作為畫像(S105)。此處，雖然記載著於步驟S104之後進行步驟S105，但是也可在步驟S104之前進行步驟S105。又，也有省略步驟S104的情況。

而且，在步驟S105也可為取代影像顯示彎曲彎矩量或是與其一起，畫像顯示特定部103之計算結果。

將顯示部104之彎曲彎矩量的畫像顯示之一例顯示於第7A圖及第7B圖。於第7A圖及第7B圖中，分別顯示沿x軸旋轉之彎曲彎矩Mx及沿y軸旋轉之彎曲彎矩My。此處，將彎曲彎矩量對應顯示濃度以等高線顯示，且顯示濃度越濃彎曲彎矩量越大。如圖所示，金屬零件之彎曲彎矩量會局部化，在第7A圖及第7B圖的例子中，明確顯示2個地方為回彈的發生原因部位。

此處，藉由專利文獻3之手法，使用與第1實施態樣相同的金屬零件來進行成形模擬，來作為第1實施態樣的比較例。

在這裡，依據步驟S101所得的應力分布，將金屬零件分割成複數領域，將應力高的領域依序卸載(使應力為0)，藉由進行回彈分析(解除模具束制，計算彈性回復所造成之變形量)，而特定可得大變形量的領域。

將比較例的結果(板厚中央之最大主應力)顯示於第8圖。在這裡，將應力對應於顯示濃度以等高線顯示，顯示濃度越濃則應力也越大。如第8圖所示，顯示大應力的領域有複數處且分布成廣大範圍，因此難以正確地特定回彈之發生原因部位。又，由於顯示結果依賴著領域分割的方法，所以正確的變形量顯示便有困難。

相對於此，在第1實施態樣中，如第7A圖及第7B圖所示，與第8圖不同，例如於金屬零件之稜線的一部分，沿x軸及y軸旋轉的彎曲彎矩Mx、My具有正負一對且局部較高的區域。因此，可容易地特定該部分之彎曲彎矩對回彈量產生較大的影響。若可特定較大影響的領域，利用僅修正該部分的零件形狀，可有效地降低回彈，且使押壓零件的尺寸精度提高。

如以上所說明的，依據第1實施態樣，不需在大規模的聯立方程式的矩陣運算等之繁雜中進行需要長時間的計算，藉由簡易的計算可即迅速且確實地特定金屬板成形時之回彈的發生部位，以供正確的成形。

其次，就有關本發明之第2實施態樣，一面參照第9～14圖一面予以詳細說明。

首先，與第1實施態樣同樣地，有關於設定於金屬薄板10之有限元素，使用上述(1)～(4)來計算全部等值節點力向量{f}。此處，全部等值節點力向量{f}係使用剛性行矩陣(matrix)[K]與用以評估回彈之特定的節點變位(u_i )，如下式(5)所示來表示為外力向量。

[K ]{u }={f }　…(5)

接著，在賦予適當的束制條件後，利用通常的方法來求取剛性矩陣[K]之反矩陣[K]^-1 。零件全體之回彈量(u)係如通常所進行者，如下式般來求取。

{u }=[K ]^-1 {f }　…(6)

此處，用以評估回彈之特定的節點變位(u_i )係可如下式來求取。

本案發明人發現了於式(7)之總和記號中的(k^-1 _ij f_j )，係表示各個外力向量分量(f_j )對特定位置之回彈變位量(u_i )的貢獻(變位)。亦即，了解到如果與特定位置之回彈變位方向相同(同符號)且絕對值越大，則對特定位置之回彈變位正的貢獻(促進回彈)越大。又，了解到如果與特定位置之回彈變位方向相反(相異符號)，則對特定位置之回彈變位具有負的貢獻(抑制回彈)。再者，了解到如果絕對值越小，則對特定位置之回彈變位貢獻越小。因此，藉由表示該節點量作為外力向量分量對定位置之變位量的貢獻，不需反覆進行大規模的矩陣計算，便可有效率地特定成為回彈發生的原因之部位。

(第2實施態樣之成形模擬裝置)

第9圖係顯示第2實施態樣之成形模擬裝置的概略構成的方塊圖。

該成形模擬裝置係使用有限元素法來進行於金屬薄板之成形下死點的成形模擬。該成形模擬裝置具有算出各元素等值節點力之第1計算部201、算出全部等值節點力向量的第2計算部202、計算全體剛性矩陣之反矩陣的第3計算部203、將全部等值節點力向量作為外力向量且將全部等值節點力向量與全體剛性矩陣之反矩陣進行相乘計算的第4計算部204、及顯示第4計算部204之計算結果之顯示部205。此處，第1～第4計算部201～204係被實現作為例如電腦之中央處理裝置(CPU)的各功能。

第1計算部201係基於被給予之應力張量(參考式(2))，來進行例如式(3)之運算，並就各個有限元素(例如4節點殼元素)或是就各複數有限元素來計算元素等值節點力向量。

第2計算部202係將以第1計算部201所計算出之各個有限元素(或是各複數有限元素)的元素等值節點力向量，對金屬薄板之全領域進行積分(參考式(4))，來計算全部等值節點力向量。

第3計算部203係計算全體剛性矩陣的反矩陣。全體鋼性矩陣係例如非專利文獻1所示，使用對應前述之各種有限元素的變位-應變關係矩陣、依據一般線彈性構成於規則之應力-應變關係矩陣、及座標轉換矩陣來求取。反矩陣之計算法可使用通常進行的手法。

第4計算部204係將全部等值節點力向量作為外力向量，將全體剛性矩陣之反矩陣與全部等值節點力向量進行相乘計算(參考式(5)～(7))。在該相乘計算中，式(7)之總和記號中的(k^-1 _ij f_j )係顯示各外力向量分量的貢獻度。依該相乘計算所得之特定位置的回彈變位量係表示各貢獻度的總和。

顯示部205係表示以第4計算部204所得之各外力向量分量對金屬薄板特定位置的變位量之貢獻度。具體而言，例如對金屬薄板之特定位置，按照各外力向量分量的貢獻度而著色，並表示成可視認對該特定位置之回彈的發生原因部位。

(第2實施態樣之成形模擬方法)

以下，就有關使用上述之成形模擬裝置之成形模擬方法予以說明。

第10圖係將顯示第2實施態樣之成形模擬方法顯示成步驟順序的流程圖。

作為金屬薄板，在這裡係以第11A圖及第11B圖所示之金屬零件(高拉力鋼板)作為成形模擬的對象。此處，第11A圖及第11B圖係分別顯示金屬零件之全體圖、部分放大圖。

首先，計算於金屬零件之成形下死點的應力分布(應力張量)(步驟S201)。

在這裡，例如使用市售之成形模擬程式(ESI公司製；商品名稱PAM-STAMP)，來計算於成形下死點的應力分布。

第2實施態樣之成形模擬的主要分析條件與第1實施態樣相同，使用表1所示的條件。

此處，將藉由成形模擬所得之脫模後的回彈變位量之分布顯示於第12圖。在這裡，將變位量對應於顯示濃度且以等高線來表示，顯示濃度越濃則變位量也越大。如第12圖所示，可了解到特別是A點之Z軸方向的變位較大，且於金屬零件發生彎曲及扭曲。

接著，藉由第1計算部201，依據在步驟S201所得之應力張量，進行例如式(3)之運算，於各有限元素(例如4節點殼元素)或是各個複數有限元素計算元素等值節點力向量(步驟S202)。

接著，藉由第2計算部202，將第1計算部201所計算出之各有限元素(或是各個複數有限元素)的元素等值節點力向量，對金屬薄板之全領域(或是特定領域)積分，來計算全部等值節點力向量(步驟S203)。

接著，藉由第3計算部203來計算全體剛性矩陣的反矩陣(步驟S204)。

接著，藉由第4計算部204，將全部等值節點力向量作為外力向量，進行全體剛性矩陣之反矩陣與全部等值節點力向量的相乘計算(步驟S205)。

然後，藉由顯示部205，將對金屬薄板之預定(特定)位置的回彈變位量中各外力向量分量的貢獻度以影像顯示(步驟S206)。

顯示部205所顯示之各外力向量分量對金屬薄板特定位置的回彈變位量的貢獻度之一例顯示於第13A圖及第13B圖。在這裡，以等高線顯示彎曲彎矩量(Mx,My)的貢獻度(Dz)分布，該彎曲彎矩量係對第12圖之A點的Z軸方向變位之外力向量分量。此處，貢獻(變位)係利用除以A點之z方向變位而無因次化。亦即在圖式之例中，係表示外力向量分量對A點之變位的貢獻率。於第13A圖顯示了沿x軸旋轉之彎曲彎矩Mx的Dz分布。於第13B圖顯示了沿y軸旋轉之彎曲彎矩My的Dz分布。在第13A圖及第13B圖所示之例子中，將Dz對應顯示濃度以等高線表示，顯示濃度越濃則Dz也越大。

此處，作為第2實施態樣之比較例，藉由專利文獻3之手法，使用與第2實施態樣相同的金屬零件來進行成形模擬。

在這裡，基於以步驟S201所得之應力分布，將金屬零件分割成複數領域，將應力高的領域依序卸載(使應力為0)，藉由進行回彈分析(解除模具束制，計算彈性回復所造成之變形量)，而特定獲得大變形量的領域。

將依據比較例的結果(板厚中央之最大主應力)顯示於第14圖。在這裡，將應力對應顯示濃度以等高線來表示，顯示濃度越濃則應力也越大。如第14圖所示，表示大應力的領域分布有複數處且分布成寬廣範圍。因此，正確地特定回彈之發生原因部位是有困難的。又，由於顯示結果與領域分割之方法有關，所以正確的變形量表示便變得困難。

相對於此，在第2實施態樣中，如第13A圖及第13B圖所示，與第14圖相異，可將第12圖A點之Dz分布的影響大小精確且定量地把握。若可特定影響大的領域，利用僅修正該部分之零件形狀，便可容易地有效率的降低回彈，且使押壓零件之尺寸精度提升。

如以上說明的，依據第2實施態樣，不需在大規模聯立方程式之矩陣運算等的繁雜下進行需要長時間的計算，藉由簡易的計算，可極迅速且確實地有效率的特定金屬薄板成形時之回彈的發生部位，以供正確的成形。

其次，就有關本發明之第3實施態樣，一面參考第15～20圖一面予以詳細說明。

首先，與第2實施態樣同樣地，有關設定於金屬薄板10之有限元素，使用上述式(1)～(7)，來計算用以評估回彈之特定的節點變位(u_i )。此處，將用以評估計算出之回彈的特定之節點變位作為成為基準之第一變位(u_i ⁽¹⁾ )。

接著，計算將於各元素所計算出之元素等值節點力向量{f}_e 從全部等值節點力向量{f}扣除後之修正全部等值節點力向量{f’}。

修正全部等值節點力向量：{f ^' }={f }-{f }_e 　…(8)

此處，元素等值節點力向量{f}_e 亦可使用前述之式(3)式來計算，或是也可使用特定之成分，例如只使用面內力及彎矩。又，如後述般，由於求取元素對回彈之貢獻度為目的，因此也可使用以某係數予以數量倍後的值。

接著，使用以式(6)所求取之反矩陣[K]^-1 與修正全部等值節點力向量{f’}，如式(9)般來求取對用以評估回彈之特定的節點之第二變位(u_i ⁽²⁾ )。

於每一元素進行式(8)與式(9)的計算，且例如如下述般來求取第一變位(u_i ⁽¹⁾ )與第二變位(u_i ⁽²⁾ )的變化量。

變位量變化：　…(10)

如式(11)所示，顯示了第二變位(u_i ⁽²⁾ )之絕對值較第一變位(u_i ⁽¹⁾ )之絕對值小時，具有利用卸載該元素之殘餘應力而使回彈降低的作用。

又，如式(12)所示，顯示了第二變位(u_i ⁽²⁾ )之絕對值較第一變位(u_i ⁽¹⁾ )之絕對值大時，具有該元素之殘餘應力使回彈增大的作用。

再者，如式(13)所示，顯示了第一變位(u_i ⁽¹⁾ )之絕對值與第二變位(u_i ⁽²⁾ )之絕對值大致相等時，該元素之殘餘應力不作回彈貢獻。

又，藉由於各元素顯示式(10)所計算出之第一變位(u_i ⁽¹⁾ )與第二變位(u_i ⁽²⁾ )之變化量，而可有效率地特定成為回彈發生之原因的部位。

再者，式(8)及式(9)之計算係不含大規模之矩陣反轉操作的單純向量計算。因此，計算負荷小，且即使就全部元素進行前述之各元素的變位量計算，也可在短時間計算。

此處，第一變位(u_i ⁽¹⁾ )與第二變位(u_i ⁽²⁾ )之變化量的算出方式並不限定於式(10)。取而代之，可考慮例如在第一變位無因次化之下述式(14)等的各種變化量之算出方式。

再者，例如特定之節點變位也可為非單一節點，而是下述式(15)等之各種複數之節點變位量的算術式所表示者。

(第3實施態樣之成形模擬裝置)

第15圖係顯示第3實施態樣之成形模擬裝置的概略構成之方塊圖。

該成形模擬裝置係使用有限元素法來進行於金屬薄板之成形下死點的成形模擬者。該成形模擬裝置具有算出各元素等值節點力向量{f}_e 之第1計算部301、算出全部等值節點力向量{f}的第2計算部302、計算全體剛性矩陣之反矩陣[K]^-1 的第3計算部303、將全部等值節點力向量{f}作為外力向量且將全部等值節點力向量{f}與全體剛性矩陣之反矩陣[K]^-1 進行相乘計算的第4計算部304、對一個或各複數元素將修正全部等值節點力向量{f’}與全體剛性矩陣之反矩陣[K]^-1 進行相乘計算的第5計算部305、於一個或各複數元素將計算部304之計算結果與計算部305之計算結果的變化量加以計算之第6計算部306、及顯示計算部306之計算結果的顯示部307。此處，第301～第306計算部301～306係被實現作為例如電腦之中央處理裝置(CPU)的各功能。

第1計算部301基於被給之應力張量(參照式(2))進行例如式(3)之運算，對各有限元素(例如4節點殼元素)或是各複數之有限元素計算元素等值節點力向量{f}_e 。

第2計算部302將第1計算部301所計算出之各有限元素(或是各複數之有限元素)的元素等值節點力向量{f}_e ，對金屬薄板之全領域(或是特定領域)積分(參照式(4))，以計算其領域之全部等值節點力向量{f}。

第3計算部303係計算全體剛性矩陣之反矩陣[K]^-1 。全體剛性矩陣係如非專利文獻1所示，係使用對應前述各種有限元素的變位-應變關係矩陣、基於一般的線彈性組成律之應力-應變關係矩陣、及座標轉換矩陣來求取。作為反矩陣[K]^-1 之計算法，可使用通常所進行的手法。

第4計算部304係將全部等值節點力向量{f}作為外力向量，且將全體剛性矩陣之反矩陣[K]^-1 與全部等值節點力向量{f}進行相乘計算(參考式(5)～(7))。

第5計算部305係將自全部等值節點力向量{f}扣除於各元素所計算之元素等值節點力向量{f}_e 後之修正全部等值節點力向量{f’}作為外力，來將全體剛性矩陣之反矩陣[K]^-1 與修正全部等值節點力向量{f’}進行相乘計算(參照式(8)～(9))。

第6計算部306係使用第4計算部304所求得之第一變位(u_i ⁽¹⁾ )、與第5計算部305所求得之第二變位(u_i ⁽²⁾ )，來求取對用以評估回彈之特定節點的變位之變化量(參照式(10))。

顯示部307係顯示藉由第6計算部306所得之各個元素對金屬薄板之特定位置的變位量之貢獻度者。具體而言，例如顯示成對金屬薄板之特定位置，對應各元素之貢獻度予以著色，以可視認對該特定位置之回彈的發生原因部位。

(第3實施態樣之成形模擬方法)

第16圖係將第3實施態樣之成形模擬方法顯示成步驟順序的流程圖。作為金屬薄板，此處係將顯示於第17A圖及第17B圖之金屬零件(高拉力鋼板)作為成形模擬的對象。此處，第17A圖及第17B圖係分別顯示金屬零件之全體圖、部分放大圖。

首先，計算於金屬零件之成形下死點的應力分布(應力張量)(步驟S301)。

在這裡，使用例如市售之成形模擬程式(ESI公司製；商品名稱PAM-STAMP)，來計算於成形下死點的應力分布。

第3實施態樣之成形模擬的主要分析條件與第1實施態樣相同，使用表1所示的條件。

此處，將藉由成形模擬所得之脫模後的回彈變位量之分布顯示於第18圖。在這裡，將變位量對應於顯示濃度且以等高線來表示，顯示濃度越濃則變位量也越大。如第18圖所示，了解到特別是在A點之Z軸方向的變位較大，且於金屬零件發生彎曲及扭曲。

接著，藉由第1計算部301，依據在步驟S301所得之應力張量，進行例如式(3)運算，對各有限元素(例如4節點殼元素)或是各個複數之有限元素計算元素等值節點力向量{f}_e (步驟S302)。

接著，藉由第2計算部302，將第1計算部301所計算出之各有限元素(或是各個複數之有限元素)的元素等值節點力向量{f}_e ，對金屬薄板之全領域(或是特定領域)積分，來計算該領域之全部等值節點力向量{f}(步驟S303)。

接著，藉由第3計算部303來計算全體剛性矩陣的反矩陣[K]^-1 (步驟S304)。

接著，藉由第4計算部304，將全部等值節點力向量{f}作為第1外力向量，進行全體剛性矩陣之反矩陣[K]^-1 與全部等值節點力向量{f}的相乘計算(步驟S305)。

接著，第5計算部305將自全部等值節點力向量{f}扣除於各元素計算出之元素等值節點力向量{f}_e 後的修正全部等值節點力向量{f’}作為第2外力，來將全體剛性矩陣之反矩陣[K]^-1 與修正全部等值節點力向量{f’}進行相乘計算(步驟S306)。

接著，第6計算部306使用第4計算部304所求得的第一變位(u_i ⁽¹⁾ )與第5計算部305所求得的第二變位(u_i ⁽²⁾ )，來求取對用以評估回彈之特定節點的變位之變位量，亦即各元素之貢獻度(步驟S307)。

然後，藉由顯示部307影像顯示各元素之對金屬薄板預定(特定)位置的回彈變位量之貢獻度(步驟S308)。

依據顯示部307之各元素對金屬薄板之特定位置的回彈變位量的貢獻度之一例顯示於第19圖。第19圖之一點鏈線係顯示於金屬薄板之成形下死點的形狀之輪廓線。在第19圖中，元素對第18圖之A點的z方向變位之貢獻度分布係以等高線表示。此處，貢獻度係利用以A點之z方向變位除之而無因次化，顯示濃度越濃則貢獻度也越大。

此處，作為第3實施態樣之比較例，藉由專利文獻1之手法，使用與第3實施態樣相同的金屬零件來進行成形模擬。

在這裡，基於步驟S301所得之應力分布，將金屬零件分割成複數領域，將應力高的領域依序卸載(使應力為0)，藉由進行回彈分析(解除模具束制，計算彈性回復所造成之變形量)，而特定獲得大變形量的領域。

將比較例的結果(各領域之貢獻度)顯示於第20圖。在這裡，將貢獻度對應顯示濃度以等高線來表示，顯示濃度越濃則貢獻度也越大。如第20圖所示，貢獻度大的領域有複數處且分布成寬廣範圍，難以正確地特定回彈之發生原因部位。又，由於顯示結果與領域分割之方法有關，所以正確的變形量表示便變得困難。

相對於此，在第3實施態樣中，與第20圖相異，如第19圖所示，可將對第18圖之A點變位的影響大小精確且定量地把握。若可精確地特定影響大的領域，利用僅修正該部分之零件形狀，便可容易地有效率的降低回彈，且使押壓零件之尺寸精度提升。

如以上說明的，依據第3實施態樣，不需在大規模聯立方程式之矩陣運算等的繁雜下進行需要長時間的計算，藉由簡易的計算，可極迅速且確實地有效率的特定金屬薄板成形時之回彈的發生部位，以供正確的成形。

將以上說明之各實施態樣的計算時間之比較顯示於表2。此處，計算時間係以比較例作為100時的相對值。

其次，就有關本發明之第4實施態樣，一面參考第21圖一面予以說明。

構成上述之第1～3實施態樣的成形模擬裝置之各構成元件(除了顯示部104、205、307)等的功能，係可藉由記憶於電腦之RAM及ROM等之程式動作而實現。同樣地，成形模擬方法之各步驟(第4圖之步驟S101～S105、第10圖之步驟S201～S206、第16圖之步驟S301～S308等)，係可藉由記憶於電腦之RAM及ROM等之程式動作而實現。記錄有其程式及該程式之電腦可讀取的記憶媒體係包含於本發明。

具體而言，前述程式係例如記錄於如CD-ROM之記錄媒體，或是透過各種傳送媒體而提供給電腦。作為記錄前述程式之記錄媒體，於CD-ROM以外，可使用軟碟、硬碟、磁帶、MO磁片、非揮發性記憶體等。另一方面，作為前述程式之傳送媒體可使用用以將程式資訊作為載波傳送供給之電腦網路系統的通信媒體。此處，電腦網路系統係LAN、網際網路等之WAN、無線通信網等，通信媒體係光纖等之有線電路及無線電路等。

又，作為包含於本發明之程式，並非僅只於藉由電腦執行被供給之程式而實現上述實施態樣之功能者。例如，該程式於電腦中運轉之OS(operating system)或是與其他應用軟體等共同實現上述實施態樣之功能時，如此之程式也包含於本發明。又，被供給之程式的處理之全部或是一部分藉由電腦之功能加強板或功能加強單元進行而實現上述實施態樣之功能時，如此之程式也包含於本發明。

例如，第21圖係顯示個人用戶終端裝置之內部構成的示意圖。於該第21圖中，400係具有CPU401之個人電腦(PC)。PC400執行記憶於ROM402或硬碟(HD)411、或是由軟碟機(FD)412所供給之裝置控制軟體。該PC400總括的控制連接於系統匯流排404之各裝置。

藉由記錄於PC400之CPU401、ROM402或硬碟(HD)411之程式，而實現第1實施態樣之第4圖的步驟S101～S105、第2實施態樣之第10圖的步驟S201～S206、及第3實施態樣之第16圖的步驟S301～S308之程序等。

403係RAM，且執行作為CPU401之主記憶體、工作區等。405係鍵盤控制器(KBC)，控制自鍵盤(KB)409及不圖式之裝置等之指示輸入。

406係CRT控制器(CRTC)，控制與CRT顯示器(CRT)410之顯示。407係磁碟控制器(DKC)。DKC407係控制啟動程式、複數之應用程式、編輯檔案、用戶檔案、記錄網路管理程式等之硬碟(HD)411、及軟性磁碟(FD)412之存取。此處，啟動程式係起動程式：開始個人電腦之硬體及軟體之實行(動作)的程式。

408係利用網路界面卡(NIC)，以LAN420為中介，而進行與網路印表機、其他網路機器、或與其他PC雙向資料的互換。

依據上述之個人用戶終端裝置，不需在大規模聯立方程式之矩陣運算等的繁雜下進行需要長時間的計算，藉由簡易的計算，可極迅速且確實地有效率的特定金屬薄板成形時之回彈的發生部位，以供正確的成形。

其次，就有關本發明之第5實施態樣，一面參考第22～30圖一面予以詳細說明。

第22圖係顯示金屬薄板之押壓零件(以下稱為本零件)形狀之一例的概略立體圖，該金屬薄板係成為於本發明之押壓成形時之回彈控制的對象。

將薄鋼板、鋁薄板等之金屬薄板，或是塑膠或複合材料等之彈塑性材料作為原料，使用由上模及下模構成之模具而將本零件501冷壓成形時，於脫模後，藉由彈性回復(回彈)，零件形狀便從在成形下死點的形狀(即成形目標形狀)變化。因此，無法獲得預定之零件尺寸精度，且發生熔接不良、組立精度惡化等之缺點。

於第23圖係以回彈變位量之分布等高線圖顯示本零件501回彈之一例。色的濃淡係表示起自成形下死點之Z軸(垂直紙面方向)變位量。連結第23圖所示之本零件501之A、B、C、D點而成之平面，係應形成與X-Y平面(紙面水平方向)平行，但是卻顯示彎曲形狀之外側端點(A、B點)於Z軸方向隆起且剖面扭曲。

合理地抑制前述回彈係本發明的目的。

為了抑制回彈，一般是進行所謂使零件本身的彈性剛性提高(第1對策方法)，或是使引起回彈之內部殘餘應力降低(第2對策方法)。對於第1對策方法，一般是使用零件形狀的變更、或是賦與形狀固定槽(shape-fixing bead)。又，對第2對策方法，有賦與槽、多段成形或溫間、熱間成形等。

依據該等對策，即使尺寸精度不足，通常也可進行預先估算回彈量且將模具形狀修正成與製品相異的形狀(第3對策方法)。但是，估算量的精度對各式各樣之因素是敏感的，所以也增大了模具修正成本。

另一方面，零件形狀若是變得複雜，在成形下死點之內部殘餘應力並不相同且分布複雜。於第24圖顯示了藉由基於有限元素法之押壓成形模擬而計算預測本零件501在成形下死點的內部殘餘應力之一例。於第24圖中，將在板厚中心之主應力分布以色的濃淡來表示，色濃的部分所示之內部殘餘應力大的部分有複數處，又拉伸、壓縮混雜在一起。

作為押壓成形模擬可使用第1實施態樣到第4實施態樣之模擬。

在本發明之回彈控制方法中，進行特定引起本零件1回彈之部位的第一步驟、於引起回彈的部位預先成形1個以上的突起(emboss)之第二步驟、及平坦地壓壞突起以成為預定之零件形狀的第三步驟。

在本發明之第一步驟中，對顯示複雜內部殘餘應力分布之複雜形狀的本零件1，利用部分地使本零件1之內部應力變化，將回彈變化之領域抽出作為引起回彈之領域(部位)而特定。

抽出方法係於各部分領域將藉由依據有限元素法之押壓成形模擬所計算預測之本零件1的內部殘餘應力變化，且再次計算預測，並將在內部殘餘應力之變化前後回彈量變化較大的領域特定以作為引起回彈的部位。使內部殘餘應力變化的方式也可在板厚方向全部積分點(應力評估點)讓部分領域之應力分量一律為0(卸載)(使成形下死點之應力為0)。或是，利用分解成膜應力分量(板厚中心積分點之應力)與彎曲應力分量(從板厚方向各積分點應力扣除膜應力)，並使分別為0，而可分離面內應力與彎曲應力的影響並予以評估。又，部分領域之大小也可是業已配合翼板部、彎曲R部、腹板部等形狀之特徵的領域分割。但是，希望是利用將對表現前述形狀充分細小之有限元素網格分割原原本本作為部分領域，而可以高分解能抽出。

第25圖係在與依據第24圖所示之有限元素法的押壓成形模擬之有限元素對應的各個部分領域卸載內部殘餘應力，以卸載前之回彈量將卸載前後之回彈量差基準化後的值之分布，利用色之濃淡予以表示後之等高線圖。於第25圖中如濃色所示般，可特定本零件501之一部分的大變位部位(利用卸載而降低回彈後的領域)E、F作為引起回彈的部位E、F。第25圖所示之引起回彈的部位E、F係表示與第24圖所示之內部殘餘應力較大的部位相異，且應力較大的部位並不一定是引起回彈的原因。

又，也有利用部分地使本零件501之內部應力變化，而特定回彈變化的領域作為引起回彈的部位之其他的抽出方法。亦即，也可使用實物的押壓零件並切除一部分，或是開孔等，以部分地卸載應力，而特定在此前後回彈量變化較大的部位作為引起回彈的部位。

藉著，在本發明之第二步驟中，在押壓第一步驟將突起形成於引起以前述方法所特定出之回彈的部位。於第26圖，顯示了於押壓第一步驟成形之本零件501的俯視圖。此處，於第25圖所示之引起回彈的部位E、F，成形2個同一大小之圓形突起502、503。

將成形有第26圖之突起部A-A剖面之本零件501及模具(下模504、上模505)配置顯示於第27圖。第27圖中，突起成形部係將圓筒狀工具506插入於下模504之構造。工具506是使用與下模504之凹部504a嵌合且高度大小相異之複數裝卸式圓筒狀工具506，且利用交換圓筒狀工具506而可容易地調整突起502、503的高度。突起形狀(工具506的平面形狀)並不限定為圓形，可為橢圓、四角形等任意的形狀，但是利用為圓筒形狀，則加工容易，即使準備各種高度的工具506用於突起502、503之高度大小調整，也可謀求低成本化。

接著，在本發明之第三步驟，亦即在押壓第二步驟，將在前述押壓第一步驟成形有突起的成形零件以無突起之平坦工具壓垮，以成預定之零件形狀。於第28圖顯示了於押壓第二步驟所成形之本零件501的俯視圖。又，將成形有對應第27圖之押壓第二步驟A-A剖面的本零件501及模具(下模507、上模508)配置顯示於第29圖。一旦藉由將突出之突起壓垮成平坦，以反覆彎曲彎矩回復的效果，可緩和引起回彈之內部殘餘應力，且回彈量可大幅降低。

又，在模具的調整階段，在押壓第一步驟中，以前述各種高度之圓筒工具調整突起高度。接著，在押壓第二步驟中弄壞突起而成平坦。藉此，不變更製品形狀而可容易地控制、抑制回彈。又，也可藉由在非彎曲之突起形狀下使第27圖所示之前述圓筒工具6之端部成為平坦，而消除不要的突起。又，相同地將凹部504a插入前述端部平坦的圓筒工具作為第27圖所示之下模504的突起凸部，再利用以裝卸式的工具將上模505之突起凹部505a填補成平坦，也可使押壓第二步驟不使用其他模具而以與押壓第一步驟相同之模具進行成形。

第27圖及第28圖中，在押壓第一步驟與押壓第二步驟，突起部以外係為相同形狀，但是不以此為限，也可於各步驟成形角部曲率半徑或其他零件安裝座面等各種形狀。

第22圖係適用本發明之押壓零件(本零件501)的立體圖。本零件501之材料為板厚1.2mm且拉力強度980MPa級的冷壓高拉力鋼板。在製作押壓成形用模具前，使用成形模擬程式(ESI公司製；商品名PAM-STAMP)，基於成形下死點的應力分布，抽出引起回彈的領域。

第5實施態樣之成形模擬的主要分析條件與第1實施態樣相同，使用表1所示的條件。

此處，將藉由成形模擬所得的脫模後之本零件1回彈變位量的分布顯示於第23圖。在這裡，將變位量對應於顯示濃度以等高線表示，顯示濃度越濃則變位量也越大。如圖所示，特別是A點及B點之Z軸方向(垂直紙面方向)變位較大，判斷於本零件501發生彎曲及扭曲。又，於第24圖顯示在成形下死點之最大主應力分布等高線圖。

接著，為特定引起回彈之領域，於各部分領域強制地使成形下死點的應力為0，計算脫模後之回彈變位量。此處，使用A點及C點之Z軸方向變位DA、DC的差，DA-DC(=D_A-C )，作為表示對扭曲之回彈量的指標，且從應力卸載前後之回彈量以式(16)來表示對該領域之回彈量的影響度。

影響度=D_A-C (應力卸載前)/D_A-C (應力卸載後)-1　...(16)

使部分領域與有限元素單位一致，於各元素將進行式(16)之計算後的結果、影響度分不等高線圖顯示於第25圖。以色之濃淡表示影響度之分布，而可於本零件501之一部分特定變化較大的部位E、F，亦即引起回彈的部位E、F。又，引起回彈之部位E、F係與第24圖所示之內部殘餘應力的分布相異，且並非應力大的部位一定是引起回彈者變得明確。

接著，依據以成形模擬而特定出引起前述回彈之領域E、F的結果，試作押壓成形用模具來進行成形試驗。

於前述影響度較大的腹板面的部位E、F2處(E點、F點)，在押壓第一步驟形成突起502、503。第26圖顯示押壓第一步驟的成形零件之俯視圖。

突起502、503任一者皆是直徑φD=10mm的球殼形狀，成形用的模具為準備第30圖所示之高度H=0、1、2、3mm的4種圓筒工具506，如第27圖所示，且插入於下模504之構造。

試作將前述2處E點及F點之突起高度進行各種變化後之押壓第一步驟樣本，接著在以第29圖所示之平滑模具(下模507、上模508)壓壞突起502、503的押壓第二步驟，獲得第28圖所示之製品樣本(本零件1)。

對各製品樣本，將測量前述回彈量D_A-C 之結果顯示於表3。

確認了相對突起高度0之比較例，若是提高突起高度則降低回彈量(D_A-C )，再者利用調節各種高度，可包含回彈量到彈復(D_A-C 為-(spring in))，且可為可變控制。

而且，為了特定引起回彈的部位，以利用本發明之成形模擬方法者為佳。

如以上所說明，依據第5實施態樣，即使是複雜形狀之押壓零件，也可將引起押壓成形時之回彈的部分特定於精確位置(pinpoint)，不需變更製品形狀，使用調整容易之模具，而可有效率地獲得尺寸精度優異之押壓成形品。以上就有關抑制金屬薄板之回彈的方法說明了本實施態樣。但是，本發明並不限於金屬材料，也可包含成形塑性材料或複合材料等彈塑性材料的情況。又，也不限於薄板，也包含線材、或具某種程度厚度的材料之情況。

產業上之利用可能性

依據本發明，不需在大規模聯立方程式之矩陣運算等繁雜下進行需長時間的計算，藉由簡易的計算，可極迅速且確實地特定彈塑性材料成形時之回彈的發生部位，以供給到正確的成形。因此，可有助於成形模擬所需時間的縮短化及成形品之高精度化。

10．．．金屬薄板

101．．．第1計算部

102．．．第2計算部

103．．．特定部

104．．．顯示部

201．．．第1計算部

202．．．第2計算部

203．．．第3計算部

204．．．第4計算部

205．．．顯示部

301．．．第1計算部

302．．．第2計算部

303．．．第3計算部

304．．．第4計算部

305．．．第5計算部

306．．．第6計算部

307．．．顯示部

400．．．個人電腦

401．．．CPU

402．．．ROM

403．．．RAM

404．．．系統匯流排

405．．．鍵盤控制器

406．．．CRT控制器

407．．．磁碟控制器

408．．．網路界面卡

409．．．鍵盤

410．．．CRT顯示器

411．．．硬碟

412．．．軟碟機

420．．．LAN

501．．．本零件

502．．．突起

503．．．突起

504．．．下模

504a．．．凹部

505．．．上模

505a．．．突起凹部

506．．．圓筒狀工具

507．．．下模

508．．．上模

A～D．．．點

E．．．引起回彈的部位

F．．．引起回彈的部位

H．．．高度

M．．．網格

Mx．．．彎曲彎矩

My．．．彎曲彎矩

S101～S105．．．步驟

S201～S206

S301～S308．．．歩驟

ψD．．．直徑