CN101423071A

CN101423071A - 多孔板、其冲孔及塑性加工方法和机械性能值的预测方法

Info

Publication number: CN101423071A
Application number: CN 200810215327
Authority: CN
Inventors: 松山昇平
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2007-10-16
Filing date: 2008-09-05
Publication date: 2009-05-06
Anticipated expiration: 2028-09-05
Also published as: JP2009096312A; CN101423071B

Abstract

本发明提供一种多孔板、冲孔加工方法及多孔板的塑性加工方法，以及开孔框架的机械性能值的预测方法。多孔板的结构如下：在沿一个方向有拉伸力作用的片状部件中，多行的孔群沿该一个方向呈交错状地配置，相邻的行隔着规定宽度的带状部而分开。

Description

多孔板、其冲孔及塑性加工方法和机械性能值的预测方法

技术领域

本发明涉及车身所使用的薄板状的车身构成部件，尤其涉及多个孔被配置成交错状的多孔板。另外，本发明涉及在板材上实施冲孔加工的冲孔加工方法的改进。而且，本发明还涉及在软钢制的多孔板上实施塑性加工的技术。需要说明的是，塑性加工是包括拉深加工(包括深冲加工)、弯曲加工的加工方法，拉深加工，除了狭义上的拉深、深冲之外，还包括鼓凸加工等。此外，本发明还涉及开有多个小孔的框架的机械性能值的预测方法。

背景技术

例如，汽车的发动机罩是通过将外板和内板组合构成的。由于内板被配置在发动机室侧而不会出现在汽车的外观上，因此，形状的自由度高。

由于内板使用开有多个孔的多孔板，因此，能够实现车身重量的减轻。汽车的车身轻能够降低油耗，是所期望的。

作为现有的重量轻的薄板，公知一种轻薄板(例如，参考专利文献1的第4页)。

根据专利文献1，轻薄板是以如下方式构成的：用没有开孔的平板夹持已通过冲孔机被开孔的多孔板的上表面和下表面，并通过冲压加工使这些板接合。这种轻薄板与同样厚度的钢板等相比，减轻了在中间配置的多孔板上所开孔的部分的重量。

但是，在将轻薄板成形为零件形状时，与相同厚度的钢板等相比，伸长率会减小与所开孔的部分相当的量。

期望提供一种重量轻且伸长率大的多孔板。

图12是说明专利文献1记载的现有技术的基本结构的图，如图12(a)所示，车身构成部件100由具有多个贯通孔101的纵长板状的中心层102和从两侧以夹持该中心层102的方式重叠的表面层103、103构成。

中心层102的贯通孔101是通过高速冲孔机、激光等开孔的。

而且，通过采用粘结剂的方法或采用热压的压接接合等方法如箭头所示那样将表面层103、103粘合在中心层102上，从而得到图12(b)所示的车身构成部件100。

但是，在专利文献1的权利要求1中记载有“......上述中心层具有多个贯通孔，该贯通孔在板面方向的面积率为20～80％......”。

面积率越大，图12(a)所示的w就越小。w是贯通孔的边缘和相邻的贯通孔的边缘之间的距离，表示薄板的长度。

若面积率接近80％，则该w就会变得极小。下面，对在这样的w极小的中心层102上作用拉伸力F的情况进行研究。若拉伸力为F、板厚为T、w的数量为n的话，则通过σf＝F/(n·w·T)能求出w中的拉伸应力σf。若w极小，则在有F作用时，σf就会轻易地超过薄板的拉伸强度(极限强度)。其结果就是，在贯通孔101和相邻的贯通孔101之间(w的部分)产生裂纹。

也就是说，在专利文献1的技术中，第1点问题就是无法得到高强度。

另外，如图12(b)所示，由于中心层102不能通过目视看到，所以，假设即使在中心层102上产生裂纹，也无法检查出来。

也就是说，专利文献2的技术存在的第2点问题就是无法检查出裂纹。

另外，虽然公开了通过减小孔的尺寸来提高刚性的内容，但是，没有进行零件形状的比较，只进行了板状态的比较。也就是说，并不清楚作为车身零件等成形后的实际的零件性能的指标。

因此，在开设有多个孔的多孔板中，作为零件形状，谋求一种重量轻且机械性能高的结构。而且，在零件的品质管理方面期望能够容易地确认孔的状态。

图43是用于说明专利文献2记载的现有技术的基本结构的图，车辆的发动机罩200是在发动机罩外板201上重叠发动机罩内板202而构成的。而且，发动机罩内板202是将开有多个小圆孔203的板材进行弯折成形并设置肋部的部件。

由于开有多个小圆孔203，所以发动机罩内板202变轻。该圆孔203的数量越多，或者圆孔203的直径越大，就越能实现发动机罩200及车辆的重量的减轻。

通过增加圆孔203的数量或通过增大圆孔203的直径能够提高重量减轻的程度。另一方面，若提高了重量减轻的程度，则w变小。

若w变小，则在受到大的外力时，在圆孔203和相邻的圆孔203之间(w的部分)容易产生裂纹。另外，在以往通过孔来进行重量减轻的情况下，并不是考虑了重量减轻后的零件性能，例如刚性、强度等机械性能才对孔的配置、孔形状进行设定的。

因此，在以往的结构中，在圆孔的数量和直径方面存在限制，因此在重量减轻方面、即提高开口率方面存在限制。

但是，若能考虑到孔加工后的零件的机械性能，设定合适的孔的话，则能进一步提高开口率从而实现进一步的重量减轻。

另外，在图43中，为了提高发动机罩200的弯曲刚性，肋部204的高度h越大越好。因此，将高度设定得较大，在实施拉深加工时在肋部204上会产生裂纹(龟裂)。该裂纹以连接小孔103和相邻的小孔103的方式产生。这样，在对多孔板实施拉深加工时，容易产生显著的裂纹。

因此，以往是在多孔板上将高度h设定得较小而进行拉深加工的。

但是，从提高刚性的角度考虑，希望能够最大限度地增大高度h。为了应对这个要求，准备多张多孔板，边改变条件边试验拉深加工，直接求出多孔板的极限拉深高度。

但是，该方法在设计零件形状的过程中，在形状决定上很花费时间，因此不实用。

因此，期望获得对在软钢板上实施冲孔加工而得到的多孔板进行拉深加工时的决定形状的指标。

在图43中，由于行驶风压等原因，外力F₂从发动机罩外板201侧作用在发动机罩200上。有必要在设计阶段事先预测作用在零件上的外力F₂的影响，以决定零件的材料厚度、形状、孔等的式样。

但是，在是将多个小孔这样配置的零件的情况下，存在以下的问题。

开孔框架的机械性能计算是通过有限要素法等复杂的解析法进行的。例如，在有限要素法中，计算是从将框架划分成网格状从而设定无数的要素(element)开始的。网格的尺寸越小计算的可靠性越高。但是，要素的数量很大，计算时间延长。

也就是说，在将多个小孔设定在零件上的情况下，需要分割成比其孔径小的要素，而这样会使开孔框架的机械性能计算变得困难，从而妨碍开孔框架作为强度构件的活用。

专利文献1：日本特开平4-89235号公报(第1、4页)

专利文献2：日本特开2004-82796公报(图2)

发明内容

本发明的第1课题在于提供一种重量轻且拉伸程度大的多孔板。

本发明的第2课题在于提供一种能够在开设有多个孔的车身构成部件中获得更高的机械性能、实现重量减轻和刚性的提高、且能够观察状况的构造。

本发明的第3课题在于提供一种冲孔加工方法，该方法通过考虑孔加工后的部件性能而进行适当的孔配置，能够进一步提高开口率从而能够实现进一步的重量减轻。

本发明的第4课题在于提供一种能够在实施多孔板的拉深加工的基础上容易地确定加工形状的技术。

本发明的第5课题在于在开孔框架的机械性能计算中提供一种更简便的算法。

技术方案1的发明是一种多孔板，其特征在于，在沿一个方向有拉伸力作用的片状部件中，多行的孔群沿该一个方向呈交错状地配置，相邻的行隔着规定宽度的带状部而分开。

技术方案2的发明是，如技术方案1所述的多孔板，其特征在于，在多孔板上，所述孔群如下配置：在奇数列的孔群中以偏离0.5孔距的方式设置偶数列的孔群，在所作用的拉伸方向上，第1列孔群、第2列孔群以该顺序排列，将作为第1列孔群的第1个孔的(1-1)孔、作为第1列孔群的第2个孔的(1-2)孔、作为第2列孔群的第1个孔的(2-1)孔配置在三角形的顶点上，

在引出沿所述拉伸方向延伸且通过所述(1-1)孔的下边缘的第1切线、沿所述拉伸方向延伸且通过所述(2-1)孔的上边缘的第2切线、沿所述拉伸方向延伸且通过所述(2-1)孔的下边缘的第3切线和沿所述拉伸方向延伸且通过所述(1-2)孔的上边缘的第4切线的情况下，在所述第1切线和所述第2切线之间及在所述第3切线和所述第4切线之间是所述带状部。

技术方案3的发明是，如技术方案1所述的多孔板，其特征在于，所述孔群是通过开设有多个沿一个方向延伸的长孔而形成的。

技术方案4的发明是，如技术方案3所述的多孔板，其特征在于，所述长孔的长径/短径在2.0～5.0的范围内。

技术方案5的发明是，如技术方案3或4所述的多孔板，其特征在于，所述多孔板包括平板部和从该平板部的两端垂下的壁部，所述长孔开设在所述平板部上。

技术方案6的发明是一种冲孔加工方法，该方法是多孔板的制造方法，所述多孔板是，在沿一个方向有拉伸力作用的片状部件中，多行的孔群沿该一个方向呈交错状地配置，相邻的行隔着规定宽度的带状部而分开，所述冲孔加工方法的特征在于，

所述一个方向是要求具有弯曲刚性且有使所述板材弯曲的力作用的方向，在将支承所述板材的支点与所述弯曲力作用的作用点连接起来的方向上穿设有长的长孔。

技术方案7的发明是，如技术方案6所述的冲孔加工方法，其特征在于，在要求拉伸强度且能够指定拉伸所述板材的力的作用方向的情况下，在拉伸所述板材的力的作用方向上穿设呈矩形配置的长的长孔。

技术方案8的发明是一种多孔板的塑性加工方法，用于实施多孔板的拉深加工，所述多孔板是，在沿一个方向有拉伸力作用的片状部件中，多行的孔群沿该一个方向呈交错状地配置，相邻的行隔着规定宽度的带状部而分开，所述多孔板的塑性加工方法的特征在于：

将设定在不超过没有实施冲孔加工的软钢板的极限拉深高度的50％的范围内的拉深高度作为第1条件，将在对高张力钢板进行拉深时必须考虑的弯曲半径的大小、斜面的角度等形状条件作为第2条件，所述多孔板的塑性加工方法包括根据这些第1条件和第2条件利用冲压机在所述多孔板上实施拉深加工的工序。

技术方案9的发明是一种开孔框架的机械性能值的预测方法，该方法是多孔板的机械性能值的预测方法，所述多孔板是，在沿一个方向有拉伸力作用的片状部件中，多行的孔群沿该一个方向呈交错状地配置，相邻的行隔着规定宽度的带状部而分开，所述开孔框架的机械性能值的预测方法的特征在于：

首先，对在除了上下的边缘之外开设有小孔的长方形形状的实验片的机械性能值进行实测而得到实测值，将该实测值与通过计算所述实验片的机械性能而得到的计算值进行比较，在通过所述实测值确认该计算值的准确性后，制作通过计算而算出了与实验片的上下的宽度的变化相对应的机械性能值的板材的材料宽度和机械性能值的关系图，

接下来，利用所述关系图，根据所述开孔框架的小孔形成区域的上下宽度取得机械性能值，将该小孔形成区域的机械性能值设定为与无孔框架的所述小孔形成区域相当的位置的机械性能值，然后，计算所述无孔框架的机械性能值，并将该计算值置换为开孔框架的机械性能值，由此，预测出开孔框架的机械性能值。

技术方案10的发明是，如技术方案9所述的开孔框架的机械性能值的预测方法，其特征在于，在确认所述计算值的准确性的阶段，当所述计算值与实测值的差异在一定值以上时，进行修正处理，该修正处理是算出以该实测值为基准的修正值，并在所述计算值上乘以该修正值。

发明效果

在技术方案1的发明中，由于相邻的行之间的规定宽度的带状部能够支承一个方向的拉伸力，因此，能够抑制由于开孔而导致的强度降低。而且，由于呈交错状地开孔，因此，能够开设多个孔以减轻重量。

在技术方案2的发明中，在引出沿所述拉伸方向延伸且通过所述(1-1)孔的下边缘的第1切线、沿所述拉伸方向延伸且通过所述(2-1)孔的上边缘的第2切线、沿所述拉伸方向延伸且通过所述(2-1)孔的下边缘的第3切线和沿所述拉伸方向延伸且通过所述(1-2)孔的上边缘的第4切线的情况下，在所述第1切线和所述第2切线之间及在所述第3切线和所述第4切线之间是所述带状部。在第1切线和第2切线之间及第3切线和第4切线之间没有配置孔。通过将没有配置孔的位置沿拉伸方向进行设置，能够得到拉伸程度大的多孔板。而且，通过在钢板上开孔，还能够同时实现重量的减轻。

在技术方案3的发明中，在多孔板上开设有沿一个方向延伸的长孔。由于是长孔，所以，在背景技术部分提到的w必然变大，其结果就是能够使拉伸应力降低，防止发生断裂。即，通过巧妙地配置长孔，能够得到高强度。

而且，在对具有长孔的板进行弯折而形成零件形状时，能够同时实现重量的减轻和刚性的提高。

另外，若不通过别的部件来覆盖这样的车身构成部材，则能够容易地观察到孔的状况。

在技术方案4的发明中，长孔的长径/短径在2.0～5.0的范围内。通过调整长孔的大小、配置的间隔，能够容易地对开口面积率进行设定，并容易维持强度。

在技术方案5的发明中，多孔板具有开有长孔的平板部和从该平板部的两端垂下的壁部。由于多孔板的截面为コ字状，所以，在用作车身部材的情况下，能够在相对于通常的板材提高刚性，并能够同时实现重量的减轻。

另外，在车身上一般要实施电镀涂敷，但是若部件是コ字形截面的话，则电镀液不易回流。对于这点来说，若在平板部开设多个孔的话，则能够促进电镀液的流动，确保液体回流。

在技术方案6的发明中，作用对板材进行弯折的力，在将支承板材的支点和弯曲力作用的作用点连接起来的方向上通过冲孔加工开设有长的长孔。由于为长孔，所以，在背景技术部分提到的w必然变大，其结果就是，板材的截面变大，由此作为刚性指标的截面二次矩I也变大。即，对使板材弯折的力的作用方向进行考虑而巧妙地对长孔进行配置，由此，能够在维持高强度的同时最大限度地减轻重量。

在技术方案7的发明中，在拉伸板材的力的作用方向上通过冲孔加工开设呈矩形配置的长的长孔。由于为长孔，所以，在背景技术部分提到的w必然变大，其结果就是，能够使拉伸应力下降，从而能够防止发生断裂。即，通过呈矩形地配置长孔，能够得到高强度。

在技术方案8的发明中，为了求出多孔板的极限拉深高度，使用没有实施冲孔加工的软钢板进行实验。将得到的极限拉深高度的一半的值设定为多孔板的极限拉深高度。在此基础上可以增加在对高张力钢板进行拉深时必须考虑的弯曲半径的大小、斜面的角度等形状条件，并对多孔板实施拉深加工。即，能够在实施多孔板的拉深加工的基础上容易地决定加工形状。

在本发明技术方案9中，用开孔框架置换无孔框架，用该无孔框架进行机械性能计算。若为无孔框架，则机械性能计算比较容易，计算时间较短。这点是通过采用表观的物理特性值(杨氏模量等)而能够实现的。

在本发明技术方案10中，在确认计算值的准确性的阶段，当计算值和实测值的差异在一定值以上时，进行以实测值为基准算出修正值并在计算值上乘以该修正值的修正处理。通过该修正，能够进一步提高计算的可靠性。

附图说明

图1是说明本发明的第1模型的图。

图2是说明第2模型的多孔板的图。

图3是说明作为本发明的第1模型的多孔板的拉伸试验的图。

图4是对第2模型的多孔板的拉伸试验进行说明的图。

图5是表示图3和图4的试验结果的曲线图。

图6是本发明的多孔板的立体图。

图7是长孔和圆孔的比较图。

图8是实验的示意图。

图9是表示比较例的实验结果的图。

图10是表示实施例的实验结果的图。

图11是将图9(c)和图10(c)合成后的曲线图。

图12是说明现有技术的基本结构的图。

图13是本发明的板材的模型(3种)的俯视图。

图14是本发明的板材的模型(2种)的俯视图。

图15是实验的示意图。

图16是表示模型1的弯曲刚性的实验结果的图。

图17是模型2的孔的配置图。

图18是表示模型2的弯曲刚性的实验结果的图。

图19是模型4的孔的配置图。

图20是表示模型4的弯曲刚性的实验结果的图。

图21是将图16(c)、图18(c)、图20(c)、模型3、模型5的实验结果合成后的曲线图。

图22是表示模型1的拉伸强度的实验结果的图。

图23是表示模型2的拉伸强度的实验结果的图。

图24是表示模型4的拉伸强度的实验结果的图。

图25是将图22(c)、图23(c)、图24(c)、模型3、模型5的实验结果合成后的曲线图。

图26是表示模型1的拉伸强度的实验结果的图。

图27是表示模型2的拉伸强度的实验结果的图。

图28是将图26(c)、图27(c)、模型3～5的实验结果合成后的曲线图。

图29是本发明所使用的冲压机的原理图。

图30是说明软钢板和多孔板的形态的图。

图31是说明拉深加工的图。

图32是使用半球头冲头时的拉深高度的图表。

图33是使用圆台头冲头时的拉深高度的图表。

图34是应变-应力线图。

图35是本发明的开孔框架的立体图。

图36是本发明的实验片的立体图。

图37是测定杨氏模量的方法的原理图。

图38是测定表观杨氏模量的方法的说明图。

图39是说明其他的计算模型的图。

图40是表示材料宽度与表观杨氏模量之间的相关性的相关图。

图41是本发明的无孔框架的立体图。

图42是表示挠曲的图。

图43是说明现有技术的基本构成的图。

符号说明

10...多孔板、11...孔、12...壁部、13...平板部、5、27、32...长孔、10’、15、20、25、30...板材、17、22...圆孔、35...支点、36...力的作用点、40...冲压机、51...软钢板、52...软钢制的多孔板、H...极限拉深高度、60...开孔框架、64、65...小孔、66、67...开孔部、68...母材无孔部、70...实验片、76、77...表观无孔部、78...无孔框架。

具体实施方式

下面基于附图说明用于实施本发明的最佳实施方式。

图1是说明本发明的第1模型的图，作为图1(a)所示的第1模型的多孔板10，在钢板上配置有通过冲孔机等开设的多个孔11。

使通过孔11的中心的线与纵边平行，将配置在同一条线上的孔群称作列。列从右侧开始为第1列、第2列及第3列，从第1列的最上侧的孔11开始依次为(1-1)孔11、(1-2)孔11及(1-3)孔11；从第2列的最上侧的孔11开始依次为(2-1)孔11及(2-2)孔11；从第3列的最上侧的孔11开始依次为(3-1)孔11、(3-2)孔11及(3-3)孔11。

第1列、第3列等配置为从右侧开始的第奇数个的列为奇数列，第2列等配置为从右侧开始的第偶数个的列为偶数列。

图1(b)所示的是图1(a)的b部的放大图，(1-1)孔11和(1-2)孔11的孔距为P1，(2-1)孔11和(3-2)孔11的孔距为P2。在这里，以P2为P1的一半的方式配置孔11。

也就是说，在奇数列的孔群中，以偏离0.5倍孔距的方式设置偶数列的孔群。

另外，对孔11进行配置，使得在引出沿拉伸方向延伸并通过(1-1)孔11的下边缘的第1切线、通过(2-1)孔11的上边缘的第2切线、通过(2-1)孔11的下边缘的第3切线及通过上述(1-2)孔11的上边缘的第4切线的情况下，第2切线通过第1切线和第4切线之间，第3切线通过第1切线和第4切线之间。

此外，在第1模型中，是以使得第2切线通过第1切线和第4切线之间、第3切线通过第1切线和第4切线之间的方式进行配置的，但是，也可以配置成使第2切线与第1切线重合、使第3切线与第4切线重合。

图2是说明第2模型的多孔板的图，作为图2(a)所示的第2模型的多孔板30，在钢板上具有通过冲孔机等开设的多个孔31。

使通过孔31的中心的线与纵边平行，将配置在同一条线上的孔群称作列。列从右侧开始为第1列和第2列，从第1列的最上侧的孔31开始依次为(1-1)孔31、(1-2)孔31、(1-3)孔31和(1-4)孔31，从第2列的最上侧的孔31开始依次为(2-1)孔31、(2-2)孔31和(2-3)孔31。

图2(b)所示的是图2(a)的b部的放大图，对孔31进行配置，使得在引出沿拉伸方向延伸并通过(1-2)孔31的下边缘的第1切线、通过(2-2)孔31的上边缘的第2切线、通过(2-2)孔31的下边缘的第3切线及通过(1-3)孔31的上边缘的第4切线的情况下，第2切线通过第1切线的上侧，第3切线通过第4切线的下侧。

接下来，如下描述本发明的实验例。此外，本发明不限于实验例。

图3是说明对作为本发明的第1模型的多孔板进行的拉伸试验的图，如图3(a)所示，在横长为b和纵长为a的热轧钢板(JIS G0203)上以孔径d为3mm、开口率为32％的条件开设多个孔11来制造多孔板10。

通过力F如白色空心箭头所示地对以该条件制造的多孔板10进行拉伸直到多孔板10断裂。测量此时由虚线所示的多孔板10的伸长量δ，并且记录伸长率λ。用λ＝(δ/b)·100(％)表示。

另外，如图3(b)所示，求出伸长量为δ时的截面积a·t，求出应力σ。用σ＝F/(a·t)(N/mm²)表示。

这样求出的λ和σ的关系如图3(c)所示。图3(c)的横轴表示伸长率λ，纵轴表示应力σ。δ越大λ越大。而多孔板越向图3(a)的图面左右方向扩展，截面积a·t变得越小，σ越大。F1、F2、F3和伸长量越大应力也越大，F3之后多孔板断裂。

图4是说明第2模型的多孔板的拉伸试验的图，在横长为b和纵长为a的热轧钢板(JIS G0203)上以孔径d为3mm、开口率为32％的条件开设多个孔31来制造多孔板30。

通过力F如白色空心箭头所示地对以该条件制造的多孔板30进行拉伸直到多孔板30断裂。测量此时由虚线所示的多孔板30的伸长量δ，并且记录伸长率λ。用λ＝(δ/b)·100(％)表示。

另外，如图4(b)所示，求出伸长量为δ时的截面积a·t，求出应力σ。用σ＝F/(a·t)(N/mm²)表示。

这样求出的λ和σ的关系由图4(c)所示。图4(c)的横轴表示伸长率λ，纵轴表示应力σ。δ越大λ越大。而多孔板越向图4(a)的图面左右方向扩展，截面积a·t变得越小，σ越大。F4、F5、F6和伸长量越大应力也越大，F6之后多孔板断裂。

图5是表示图3和图4的试验结果的曲线图，横轴为伸长率，纵轴为拉伸应力，在此基础上通过近似线将图3(c)的F1～F3和图4(c)的F4～F6连接起来。图3(a)所示的多孔板10的试验结果由f表示，图4(a)所示的多孔板30的试验结果由g表示。

比较f和g可知，到被拉断时，f的多孔板具有与g的多孔板相比大约两倍的伸长率。

在将15％的伸长率作为基准的情况下，对于f来说，多孔板能够在被充分地拉伸之后断裂，对于g来说，多孔板在被充分地拉伸之前断裂。

第1模型，即本发明的多孔板的拉伸率较大。

根据图1，以上的结果能够总结如下。

在奇数列的孔群中以偏离0.5孔距的方式设置偶数列的孔群，在所作用的拉伸方向上，第1列孔群、第2列孔群以该顺序排列，第1列孔群的第1孔(1-1)孔11、第1列孔群的第2孔(1-2)孔11和第2列孔群的第1孔(2-1)孔11被配置在三角形的顶点上，并且，配置孔11，使得在引出沿拉伸方向延伸且通过(1-1)孔11的下边缘的第1切线、通过(2-1)孔11的上边缘的第2切线、通过(2-1)孔11的下边缘的第3切线及通过(1-2)孔11的上边缘的第4切线的情况下，第2切线通过第1切线和第4切线之间或与上述第1切线重合，第3切线通过第1切线和第4切线之间或与第4切线重合，以上述方式配置了孔11的多孔板10通过将没有配置孔11的位置沿拉伸方向设置而能够成为拉伸率大的多孔板。而且，通过在钢板上开孔，能够同时实现重量的减轻。

而在第2切线不通过第1切线和第4切线之间，或第3切线不通过第1切线和第4切线之间的情况下，拉伸率会变得极小。

图6是本发明的多孔板的立体图，如图6(a)所示，本发明的多孔板10是由纵长板状的平板部13；从该平板部13的两端垂下的壁部12、12；在上述平板部13上开设的、沿长度方向延伸的多个长孔5构成的。

若上述长孔5在多孔板10的长度方向上的长径为a，在横向上的短径为b的话，优选将长径a/短径b的值设定在2.0～5.0的范围内。t为板厚。

图7是长孔和圆孔的比较图，如图7(a)所示，在实施例中，两个长孔5、5的孔距为p(与长度方向垂直的方向)，长孔5的边缘和相邻的长孔5的边缘之间的距离为w1。此外，w1能够通过公式w1＝(p-b)计算出来。

接下来，如图7(b)所示的孔101是与长孔5具有相同面积的圆孔(直径为d)。在该比较例中，两个孔101、101的孔距为p，孔101的边缘和相邻的孔101的边缘之间的距离为w2。此外，w2能够通过公式w2＝(p-d)计算出来。

由于b<d，所以w1>w2，在向图左或图右作用拉伸力的情况下，可知(a)侧的强度比(b)侧的强度显著地高。

回到图6，为了进行下面的比较实验，如图6(b)所示，准备没有开孔的多孔板110。

比较例的多孔板110由纵长板状的平板部113和从该平板部113的两端垂下的壁部112、112构成。

另外，使多孔板110的板厚为t，材质、长度方向的大小、横宽、壁部的高度和图6(a)所示的实施例相同。

图8是实验的示意图，将长度为L的多孔板10或110的一端固定，在使荷重W向下作用在另一端上时，产生v的量的挠曲。此时，在结构力学上公知下面的等式成立。该等式为v＝W·L³/(3EI)。E是杨氏模量，I是截面二次矩。

对该式进行变形，成为I＝W·L³/(3Ev)。即通过实验求出挠曲量v，由此能够求出作为刚性指标的I。

图9是表示比较例的实验结果的图，将图6(b)所示的多孔板110的长度设为L，将板厚t设为0.8mm、0.9mm、1.0mm、1.1mm、1.2mm。即准备5种车身刚性部材110。

而且，通过图8所示的要领求出板厚为0.8mm的车身刚性部件的挠曲量，以求出刚性指标。将其结果在图9(a)中表示。

接下来，对板厚为0.9mm的车身刚性部件进行同样的实验。而且，W、L、E不变。由于板厚增加，所以重量增加。而挠曲量变小。由挠曲量的倒数所表示的刚性增加。该结果作为新增的内容在图9(b)中表示。

接下来，对板厚t为1.0mm、1.1mm、1.2mm的车身刚性部件进行实验。将全部的实验结果在图9(c)中表示。

图10是表示实施例的实验结果的图，将图6(a)所示的多孔板10的长度设为L，将板厚t设为0.9mm、1.0mm、1.2mm、1.4mm。即准备4种车身刚性部材10。

而且，通过图8所示的要领求出板厚为0.9mm的车身刚性部件的挠曲量，以求出刚性指标。将其结果在图10(a)中表示。

接下来，对板厚为1.0mm的车身刚性部件进行同样的实验。而且，W、L、E不变。由于板厚增加，所以重量增加。而挠曲量变小。由挠曲量的倒数所表示的刚性增加。该结果作为新增的内容在图10(b)中表示。

接下来，对板厚t为1.2mm、1.4mm的车身刚性部件进行实验。将全部的实验结果在图10(c)中表示。

图11是将图9(c)和图10(c)合成后的曲线图。

在该图中，将比较例的任意的重量作为基准1.0，将此时的刚性作为1.0，将结果用比的形式表示。此外，由于改变重量，所以仅板厚t发生了变化，作为其他条件的材质、长度方向的大小、横宽、壁部的高度、长孔的形状等是相同的。

从该图可知，实施例和比较例都通过增加重量来提高刚性。具体来说，若重量从任意的基准开始增加10％，则刚性提高约10％。

在这里，若着眼于重量相等情况下的实施例和比较例的刚性，则实施例的刚性比比较例的刚性要好。具体来说，在使任意重量1.0时的比较例的刚性为1.0时，实施例的刚性约为1.08，刚性提高了约8％。

另外，若着眼于刚性相等的情况下的实施例和比较例的重量，则实施例的重量小。具体来说，在使任意刚性1.0时的比较例的重量为1.0时，实施例的重量约为9.2，重量减少约8％。此外，此时的板厚t是实施例的大。

即，在本发明的实施例中，能够在维持必要的刚性的同时实现多孔板整体的重量的减轻。

此外，关于本发明的多孔板，在实施方式中的多孔板的长孔采用的是长径/短径为3.0的，但是长径/短径也可以为2.0、5.0等任意的倍率，长孔也可以不在长度方向、横宽方向上整齐地排列，而是采用不规则的配置。

此外，为了进行比较实验，准备长度为300mm、宽度为96mm、厚度为t的5个模型。

图13是表示本发明的板材的模型(3种)的俯视图，图13(a)所示的模型1的板材10’是没有开孔的平板。图13(b)所示的模型2的板材15是在平板16上具有呈矩形配置的直径为3mm的圆孔17的结构。图13(c)所示的模型3的板材20是在平板21上具有呈交错状配置的直径为3mm的圆孔22的结构。

假设模型1(无孔板)的重量为W1、模型2(开孔板)的重量为W2。W2比W1只轻开孔那部分的量。轻的重量为(W1-W2)，该重量与最初的重量W1相比越大，其重量减轻的程度越高。因此，设(W1-W2)/W1＝重量减轻率。

模型2、3的重量减轻率都设定成约28％。

图14是本发明的板材的模型(2种)的俯视图，图14(a)所示的模型4的板材25是在平板26上具有呈矩形配置的长径为9mm、短径为3mm的长孔27的结构。图14(b)所示的模型5的板材30是在平板31上具有呈交错状配置的长径为9mm、短径为3mm的长孔32的结构。

模型4、5的重量减轻率都设定成约28％。

图15是实验的示意图，将长度为L的板材10’、15、20、25或30的一端作为固定支点35，当使荷重W朝下作用在另一端上而形成力的作用点36时，其前端挠曲v的量。此时，在结构力学上公知下面的等式成立。该等式为v＝W·L³/(3EI)。E是杨氏模量，I是截面二次矩。

对该式进行变形，成为I＝W·L³/(3Ev)。即，通过实验求出挠曲量v，能够求出作为刚性指标的I。

图16是表示模型1的弯曲刚性的实验结果的图，将图13(a)所示的板材10’的长度L设为300mm，将板厚t设为0.8mm、0.9mm、1.0mm、1.2mm。即，准备4种板材10’。

首先，通过图15所示的要领求出板厚为0.9mm的板材的挠曲量。将其结果表示在图16(a)中(添加了t＝0.9的涂黑的菱形)。

接下来，对板厚为1.0mm的板材进行同样的实验。而且，W、L、E不改变。由于板厚增加，所以重量增加。而挠曲量变小。将其结果作为新增的内容表示在图16(b)中(添加了t＝1.0的涂黑的菱形)。

然后，对板厚t为1.1mm、1.2mm的板材进行实验。将全部的实验结果表示在图16(c)中(添加了t＝0.8和t＝1.2的涂黑的菱形)。

图17是模型2的孔的配置图，在模型2的板材15中，圆孔17的直径为3mm。圆孔17的边缘和相邻的圆孔17的边缘之间的距离为w1、板材的横宽a为96mm、板厚为t，在图的上下方向上配置18个圆孔17。研究w1部的截面积S1，由于从横宽a减去圆孔17的直径得到的差b1为b1＝96-3×18＝42(＝W1×19)，所以S1＝42×t。可知t越大强度越高。

将图13(b)所示的板材15的长度L设为300mm，板厚t为0.9mm、1.0mm、1.2mm、1.4mm。即，准备4种板材15。

而且，通过图15所示的要领求出板厚为0.9mm的板材的挠曲量。

图18是表示模型2的弯曲刚性的实验结果的图，如图18(a)所示，由于模型1(添加了t＝0.9的涂黑的菱形)是无孔板，所以较重，挠曲量小。与此相反，由于模型2(添加了t＝0.9的白圈)是开孔板，重量轻，挠曲量大，所以图示在比涂黑的菱形向左移动且向上移动了的位置。

接下来，对板厚为1.0mm的板材进行同样的实验。而且，W、L、E不改变。由于板厚增加，重量增加。而挠曲量变小。将该结果作为新增的部分表示在图18(b)中(添加了t＝1.0的白圈)。

接下来，对板厚t为1.2mm、1.4mm的板材进行同样的实验。将全部的实验结果表示在图18(c)中(添加了t＝1.2、1.4的白圈)。

图19是模型4的孔的配置图，在模型4的板材25中，长孔27的长径为9mm、短径为3mm。长孔27的边缘和相邻的长孔27的边缘之间的距离为w2、板材的横宽a为96mm、板厚为t，长孔27在图上下方向上配置14个。研究w2部分的截面积S2，从横宽a减去长孔27的短径后所得的差b2为b2＝96-3×14＝54(＝W2×15)，因此，S2＝54×t。可知t越大强度越高。

在这里，比较图17的模型2和图19的模型4，由于将通过孔而实现的重量减轻率设定成相等，所以比圆孔17的面积大的长孔27的个数少。因此，与模型2的两个圆孔17、17的孔距p1相比，模型4的两个长孔27、27的孔距p2大。由于p2>p1，所以w2>w1，当向图左或图右作用拉伸力的情况下，可知模型4的强度明显高于模型2的强度。

图20是表示模型4的弯曲刚性的实验结果的图，将图14(a)所示板材25的长度L设定为300mm，板厚t设定为0.9mm、1.0mm、1.2mm、1.4mm。即，准备4种板材25。

而且，通过图15所示的要领求出板厚为0.9mm的板材的挠曲量。将其结果表示在图20(a)中。比较模型1和模型4可知，在板厚t相同的情况下，模型4的重量被减轻。此外，将支承板材的支点35和作用有弯曲力的力作用点36的相连接的方向作为长孔27的长径方向。

接下来，对板厚为1.0mm的板材进行同样的实验。而且，W、L、E不改变。由于板厚增加，所以重量增加。而挠曲量变小。将其结果作为新增部分表示在图20(b)中。

下面，对板厚t为1.2mm、1.4mm的板材进行实验。将全部的实验结果表示在图20(c)中。

而且，通过图15所示的要领求出图13(c)所示的模型3和图14(b)所示的模型5的挠曲量，同样地将实验结果表示在下面的图中。

图21是将图16(c)、图18(c)、图20(c)、模型3、模型5的实验结果进行合成后的曲线图。

在该图中，将模型1的任意的重量作为基准1.0，将此时的挠曲量设为1.0，将结果以比的形式表示。此外，由于改变重量，所以仅板厚t发生了变化，作为其他条件的材质、长度方向的大小、横宽、圆孔或长孔的形状等相同。

从该图可知，模型1～5都是通过增加重量而使挠曲量减少。也就是说，意味着刚性提高了。

在这里，若着眼于重量相等情况下的模型1～5的挠曲量，则模型4、5的挠曲量比模型1～3小。具体来说，在任意的重量为1.0时，与模型1比较，具有圆孔的模型2和模型3的挠曲量约小30％，具有长孔的模型4、5的挠曲量约小40％。即，由此可知，具有长孔的模型4、5的挠曲量最小，弯曲刚性最好。

另外，若着眼于挠曲量相同情况下的模型1～5的重量，则模型4和模型5的重量小。即，在要求相等的刚性的情况下，具有长孔的模型4、5的重量小。此外，此时的板厚t为模型1的小。

即，通过本发明的冲孔加工方法，在能够指定用于弯曲板材的力的作用方向的情况下，能够在维持必要的刚性的同时，实现板材整体的重量减轻。

下面对在能够指定拉伸板材的力的作用方向的情况下的拉伸强度的实验进行描述。

此外，在实验中，拉伸负荷F所作用的方向为模型4的长孔27的长径的方向。

图22是表示模型1的拉伸强度的实验结果的图，将图13(a)所示的板材10’的长度L设为300mm，板厚t设为0.8mm、0.9mm、1.0mm、1.2mm。即，准备4种板材10’。

而且，对于板厚为0.9mm的板材，将板材10’长度方向的两端固定，从两侧施加拉伸负荷并求出其位移量。将其结果表示在图22(a)中。

接下来，对板厚为1.0mm的板材进行同样的实验。而且，拉伸负荷F、L、E不改变。由于板厚增加，所以重量增加。而位移量变小。将其结果作为新增部分表示在图22(b)中。

接着，对板厚t为1.1mm、1.2mm的板材进行实验。将全部的实验结果表示在图22(c)中。

图23是表示模型2的拉伸强度的实验结果的图，将图13(b)所示的板材15的长度L设为300mm，板厚t设为0.9mm、1.0mm、1.2mm、1.4mm。即，准备4种板材15。

而且，对板厚为0.9mm的板材进行与模型1同样的实验，并求出位移量。将其结果表示在图23(a)中。若比较模型1和模型2，则可知在板厚t相同的情况下模型2被减轻了重量。

接下来对板厚为1.0mm的板材进行同样的实验。而且，拉伸负荷F、L、E不变化。由于板厚增加，所以重量增加。而位移量变小。将该结果作为新增部分表示在图23(b)中。

下面，对板厚t为1.2mm、1.4mm的板材进行实验。将全部的实验结果表示在图23(c)中。

图24是表示模型4的拉伸强度的实验结果的图，将图14(a)所示的板材25的长度L设为300mm，板厚t设为0.9mm、1.0mm、1.2mm、1.4mm。即，准备4种板材25。

而且，对板厚为0.9mm的板材进行与模型1同样的实验，并求出位移量。将其结果表示在图24(a)中。若比较模型1和模型4，则可知在板厚t相同的情况下模型4被减轻了重量。另外，拉伸板材的力所作用的方向是长孔27的长径方向。

接下来，对板厚为1.0mm的板材进行同样的实验。而且，拉伸负荷F、L、E不改变。由于板厚增加，所以重量增加。而位移量变小。将其结果作为新增部分表示图24(b)中。

然后，对板厚t为1.2mm、1.4mm的板材进行实验。将全部的实验结果表示在图24(c)中。

在该图中将任意的重量作为基准1.0，将此时的位移量作为1.0，将结果以比的形式表示。此外，由于改变重量，所以仅板厚t发生了变化，作为其他条件的材质、长度方向的大小、横宽、圆孔或长孔的形状等相同。

从该图可知，模型1～5都是由于增加了重量而使位移量减少。也就是说，意味着提高了拉伸强度。

在这里，若着眼于重量相等的情况下的模型1～5的位移量，则模型4、5的挠曲量比模型2、3的挠曲量小。具体来说，在任意的重量1.0时，与具有呈并列状的圆孔的模型2相比较，具有呈并列状的长孔27的模型4的位移量约小15％。即可知，具有并列的长孔的模型4的位移量小，从而在重量减轻的同时拉伸强度也好。

另外，若着眼于位移量相等的情况下的模型1～5的重量，则模型4的重量小。也就是说，在要求相等的拉伸强度的情况下，具有并列的长孔27的模型4的重量小。此外，此时的板厚t为模型1的小。

即，通过本发明的冲孔加工方法，在能指定对板材作用的拉伸力的作用方向的情况下，能够在维持必要的拉伸强度的同时实现板材整体的重量减轻。

接下来说明在不能够指定作用在板材上的拉伸力的作用方向的情况下的对拉伸强度进行的实验。

此外，在实验中，使拉伸负荷F作用的方向为模型4的长孔27的短径方向。

图26是表示模型1的拉伸强度的实验结果的图，将图13(a)所示的板材10’的长度L设为300mm，板厚t设为0.8mm、0.9mm、1.0mm、1.2mm。即准备4种板材10’。

而且，将板厚为0.9mm的板材10’的长度方向的两端进行固定，从两侧施加拉伸负荷并求出位移量。将其结果表示在图26(a)中。

接下来，对板厚为1.0mm的板材进行同样的实验。而且，拉伸负荷F、L、E不改变。由于板厚增加，所以重量增加。而位移量变小。将其结果作为新增部分表示在图26(b)中。

下面对板厚t为1.1mm、1.2mm的板材进行实验。将全部的实验结果表示在图26(c)中。

图27是表示模型2的拉伸强度的实验结果的图，将图13(b)所示的板材15的长度L设为300mm，将板厚t设为0.9mm、1.0mm、1.2mm、1.4mm。即准备4种板材15。

而且，对板厚为0.9mm的板材进行与模型1同样的实验并求出位移量。将其结果表示在图27(a)中。对模型1和模型2进行比较，可知在相同的板厚t的情况下模型2被减轻了重量。

接下来，对板厚为1.0mm的板材进行同样的实验。而且，拉伸负荷F、L、E不改变。由于板厚增加，所以重量增加。而位移量变小。将其结果作为新增部分表示在图27(b)中。

下面对板厚t为1.2mm、1.4mm的板材进行实验。将全部的实验结果表示在图27(c)中。

在该图中，将任意的重量作为基准1.0，将此时的位移量作为1.0，将结果以比的形式进行表示。此外，由于改变了重量，所以仅板厚t发生了变化，作为其他条件的材质、长度方向的大小、横宽、圆孔或长孔的形状等相同。

从该图可知，模型1～5都是由于增加了重量而使位移量减少。也就是说意味着提高了拉伸强度。

在这里，若着眼于重量相等情况下的模型1～5的位移量，则模型2比模型3～5的挠曲量小。具体来说，在任意的重量1.0时，与具有呈并列状的长孔的模型4相比较，具有呈并列状的圆孔的模型2的位移量约小35％。即可知，具有并列的圆孔17的模型4的位移量小，从而在重量减轻的同时其拉伸强度也很好。

另外，若着眼于位移量相等的情况下的模型1～5的重量，则模型2的重量小。即，在要求相等的拉伸强度的情况下，具有并列的圆孔17的模型4的重量小。此外，此时的板厚t为模型1的小。

也就是说，通过本发明的冲孔加工方法中，在不能指定拉伸板材的力的作用方向的情况下，能够在维持必要的拉伸强度的同时实现板材整体的重量减轻。

此外，本发明的冲孔加工方法虽然在实施方式中应用于板材的长孔的长径为9mm、短径为3mm的板材，但是，也可以是长径为10mm、20mm、短径为5mm、8mm等任意的值。另外，虽然在实施中应用于圆孔直径为3mm的板材，但是也能够应用于直径为5mm、10mm等任意的值。

图29是本发明所使用的冲压机的原理图，示出了一个例子，冲压机40由下模41、在下表面上具有突缘(bead)42且通过第1气缸43被吊起的上模44、贯穿于该上模44地进行升降且在下端(前端)具有半球部45的冲头46、使该冲头46升降的第2气缸47构成。

图30是说明软钢板和多孔板的形态的图，如图30(a)所示，冲孔加工前的软钢板51是无孔的矩形钢板。而如图30(b)所示，多孔板52是开有多个小孔的软钢板。

软钢板51是由JIS G3131“热轧软钢板和钢带”规定的。作为拉深加工用的，优选SPHD或SPHE。SPHD或SPHE是拉伸强度为270N/mm²以上的软钢。或者，软钢板可以采用由JIS G3141“冷轧钢板和钢带”规定的SPCC、SPCD或SPCE。SPCC、SPCD或SPCE也是拉伸强度为270N/mm²以上的钢。

多孔板52是在软钢板51上开有多个小孔而成的开孔板。

图31是说明拉深加工的图，将软钢板51置于下模41上，用上模44压住该软钢板51。在第1气缸43的作用下施加数十吨～数百吨的下压力。于是，突缘42嵌入到软钢板51中。在该状態下，冲头46在第2气缸47的作用下慢慢地下降。软钢板51开始向下凸出变形。冲头46下降到某值后，软钢板51的伸长量跟不上变形量从而软钢板51断裂。此时的拉深高度H为极限拉深高度。若将拉深高度H设定成不足极限拉深高度，则不必担心会发生断裂。

可以通过实验求出以上所说明的极限拉深高度。

(实验例)

本发明的实验例如下所述。此外，本发明不限于实验例所述的情况。

○冲压机的规格(通用)：

冲头的直径：150mm

冲头前端的形状：半球或圆台

上模的孔的直径：153mm

设于上模的突缘的半径：10mm

第1气缸的轴力：100吨

下模的孔的直径：160mm

润滑剂：润滑油

○软钢板：

厚度：1.0mm

材质：JIS G3131 SPHD

样本数：6

○拉深高度的测定：

将断裂发生瞬间的拉深高度作为「最大拉深高度」。将对6个样本进行调查后得到的最大拉深高度表示在下表中。

表1

试验材料1～3的冲头的形状是半球头，得到的平均最大拉深高度为46.96mm。

而试验材料4～6的冲头的形状为圆台头，由于在平头和锥面的边界上产生弯折部，所以最大拉深高度停留在26.47mm(平均值)。

接下来，将多孔板装配在冲压机上以调查最大拉深高度。

○多孔板：

厚度：1.0mm

小孔的直径：3mm

小孔的孔距：5mm

材质：JIS G3131 SPHD

样本数：6

○多孔板中的拉深高度的测定：

表2

试验材料编号	冲头的形状	多孔板的厚度	最大拉深高度
试验材料编号	冲头的形状	多孔板的厚度	最大拉深高度	试验材料7	半球头	1mm	23.5mm
试验材料8	半球头	1mm	23.7mm	试验材料7	半球头	1mm	23.5mm
试验材料8	半球头	1mm	23.7mm	试验材料9	半球头	1mm	24.3mm
试验材料10	圆台头	1mm	16.0mm	试验材料9	半球头	1mm	24.3mm
试验材料10	圆台头	1mm	16.0mm	试验材料11	圆台头	1mm	16.0mm
试验材料12	圆台头	1mm	15.9mm	试验材料11	圆台头	1mm	16.0mm

试验材料7～9的冲头的形状是半球头，其最大拉深高度为23.5～24.3mm。

而试验材料10～12的冲头的形状是圆台头，由于平头和锥面之间的边界上产生了弯折部，所以其最大拉深高度停留在15.9～16.0mm。

图32是使用半球头冲头时的拉深高度的图表，横轴表示试验材料1、2、3和试验材料7、8、9，纵轴表示最大拉深高度。试验材料1、2、3的平均值为46.96mm，将相当于该值的一半的值(23.48mm)加入到曲线图中。将加入的线称作加入线A。

试验材料7～9伸出到该加入线A的上方。由于拉深高度越大，就能够进行越大的拉深加工，因此在加入线A以上为「可」。

换言之，在将极限拉深高度设定成23.48mm并实施拉深加工的情况下，不必担心在试验材料7～9上发生断裂。

图33是表示使用圆台头冲头时的拉深高度的图表，横轴表示试验材料4、5、6和试验材料10、11、12，纵轴表示最大拉深高度。由于试验材料4、5、6的平均值为26.47mm，所以将相当于该值的一半的值(13.2mm)加入到曲线图中。将加入的线称作加入线B。

试验材料10～12伸出到该加入线B的上方。由于拉深高度越大，就能进行越大的拉伸，所以在加入线B以上为「可」。

换言之，在将极限拉深高度设定成13.2mm并实施拉深加工的情况下，不必担心在试验材料10～12上发生断裂。

虽省略实验结果，但在将小孔的直径变更为1～5mm、将孔距变更为3～8mm(与小孔的直径成比例地变大。)、将板厚变更为0.5～1.5mm并进行同样的实验时，能够得到和图32、图33相同的结果。

以上，说明了拉深高度，但在探讨冲压机的成形性的情况下，有必要对形状条件(弯曲半径、斜面的角度等)进行研究。对于该研究，优选加工硬化指数(下面记作n值。)。

也就是说，n值是在使真实应力-对数应变曲线接近指数函数的情况下的关系式σ＝Kεⁿ中的n的值。该值是表示拉伸成形性的一个指标，众所周知，n值越大对拉伸成形来说越有利。

省略详细的说明，试验材料7(多孔板)的n值是试验材料1(软钢板)的n值的0.85倍。即，多孔板的拉伸成形性比软钢板的拉伸成形性低。其结果就是，若将软钢板的形状条件应用于多孔板，则有可能在多孔板上产生裂纹。因此，软钢板的形状条件(弯曲半径、斜面的角度等)不适用于多孔板。

需要找出对多孔板来说合适的形状条件。

本发明的发明人们研究了多个钢种，发现高张力钢的形状条件是能够被利用的。下面说明其理由。

图34是应变-应力线图，求出多孔板的塑性域的指数(σ＝K₁·εⁿ的n的值)，约为0.17。

对没有实施冲孔加工的高张力钢板(JIS G3135 SPFC590)的应力和应变关系进行调查，求出该曲线的塑性域的指数(σ＝K₂·εⁿ的n的值)，约为0.14。

如上所述，n值越大拉伸成形性越好、在实施塑性成形时不容易发生断裂。

多孔板的n值(约0.17)比高张力钢板的n值(约0.14)大20％左右。基于这样的高张力钢板的形状条件，即使实施塑性加工，也不必担心多孔板会断裂。

而且，关于高张力钢板(无孔板)的形状条件(弯曲半径、倾斜的角度等)，伴随这近年来对高张力钢板的需要的增加，积攒了丰富的数据。

由于本发明巧妙地利用了容易取得的高张力钢板的形状条件，从而能够实施对多孔板的塑性加工，因此，能够在实施了多孔板的拉深加工的基础上，容易地确定加工形状。

从以上的知识可知，在对软钢板实施冲孔加工而得到的多孔板上实施拉深加工的多孔板的塑性加工方法，其特征在于：将设定在不超过没有实施冲孔加工的软钢板的极限拉深高度的50％的范围内的拉深高度作为第1条件，将在对高张力钢板进行拉深时必须考虑的弯曲半径的大小、斜面的角度等形状条件作为第2条件，上述多孔板的加工方法由基于这些第1条件和第2条件利用上述冲压机对上述多孔板实施拉深加工的工序构成。

此外，冲压机40为液压冲压机、机械冲床中的任何一种都可以。而且，除了使冲头下降的形式以外，也可以是使冲头上升的形式或无冲头的鼓出加工(拉伸、鼓出)装置。

另外，本发明优选适用于应用在四轮车的车身中的多孔板，但是，应用于其他的车辆、一般的构造物也可以。

图35是本发明的开孔框架的立体图，开孔框架60是将厚度为T的薄钢板弯折而形成的槽形部材，例如，由宽幅的平板部61、从该平板部61的两端垂下的纵壁部62、62、从这些纵壁部62、62的下端与平板部61平行地彼此向外侧延伸的伸出部63、63构成，在纵壁部62、62上呈带状地开设有多个小孔64，在平板部61上以形成为矩形的方式也开设有多个小孔65。

在对这样结构的开孔框架60的机械性能值进行预测时，首先，将开设有多个小孔64的部分规定为第1开孔部66、66。该第1开孔部66是宽度为a、长度为b的区域。

另外，将开设有多个小孔65的部分规定为第2开孔部67。该第2开孔部67是宽度为c、长度为d的区域。

除第1开孔部66和第2开孔部67之外的部分，由于没有开孔，所以被称作母材无孔部68。

图36是表示本发明的实验片的立体图，实验片70是例如与图35中的第1开孔部66相同的带钢。即，实验片70在厚度为T、宽度为a、长度为b的带板上开设有多个小孔64。

杨氏模量也被称作纵弹性模量，是表示构造物的结实程度的物理特性值之一。而且，杨氏模量也是由材质和温度所决定的固有值。

这样的杨氏模量能够通过静态试验法、横振动法、或超音波法测定。虽然下图说明的是最常见的静态试验法，但是，通过横振动法或超音波法进行测定也可以。

图37是测定杨氏模量方法的原理图，将梁72置于两个支点71、71上，在中央施加向下的负荷W。此时，中央仅挠曲δ。在结构力学中下面的公式成立。

数1

δ＝W·L³/(48·E·I)----------------(1)

I＝(宽度)·(厚度)³/64---------------(2)

E＝W·L³/(48·δ·I)-----------------(3)

在(1)式中，δ为挠曲量、W为负荷、L为支点间距离、E为杨氏模量、I为截面二次矩。此外，梁72是截面均匀、没有开孔的部材。

截面二次矩I由(2)式得到。宽度为图35所示的a、厚度为图35所示的T。将(1)式关于E进行变形得到(3)式。

图38是测定表观杨氏模量的方法的说明图，用梁(图37的符号72)置换实验片70。而且，当在中央作用负荷W时，挠曲量为δ1。于是，通过下面的(4)式求出表观杨氏模量。

数2

E1^*＝W·L³/(48·δ1·I)---------(4)

截面二次矩I是使用没有开孔的板的截面二次矩。W、L、材质、环境温度与图37相同。由于杨氏模量取决于材质和温度，因此，梁72的杨氏模量和实验片70的杨氏模量相同。

但是，开设有多个小孔的实验片70比没有开孔的梁72挠曲大。即，δ<δ1、E1^*<E。

因此，将E1^*称作“表观杨氏模量”，以与“杨氏模量”相区别。

实验片70的厚度T(图36)为1.6mm、宽度a为23mm、长度b为200mm、在上下各留3mm的边缘，在剩余的17mm(＝23-3*2)的宽度范围内以5mm的孔距、32％的开口率(小孔的面积合计/无孔板)开设直径为3mm的小孔，在材质为软钢时，通过上述的实测所求出的表观杨氏模量为120GPa。此外，常温下的软钢的杨氏模量为206GPa，在该例中，表观杨氏模量为杨氏模量的大约60％。

下面，通过计算求出图36的实验片70的表观杨氏模量。通过计算求出的表观杨氏模量为122GPa。

该122GPa与通过实测求出的120GPa大致相等，能够良好地吻合。由此，能够确认计算值的准确性。

图39是说明其他的计算模型的图，至少假定1个计算模型。在本例中，假定两个计算模型73、74。

计算模型73的厚度为1.6mm、宽度e为73mm、长度f为200mm、在上下各留3mm的边缘，在剩余的67mm(＝73-3*2)的宽度范围内以5mm的孔距、32％的开口率(小孔的面积合计/无孔板)开设直径为3mm的小孔，材质为软钢。计算该计算模型73的表观杨氏模量，为103GPa。

计算模型74的厚度为1.6mm、宽度e为109mm、长度f为200mm、在上下各留3mm的边缘，在剩余的103mm(＝109-3*2)的宽度范围内以5mm的孔距、32％的开口率(小孔的面积合计/无孔板)开设直径为3mm的小孔，材质为软钢。计算该计算模型74的表观杨氏模量，为100GPa。

图40是表示材料宽度和表观杨氏模量之间的相关性的相关图，横轴为材料宽度、纵轴为表观杨氏模量，于是能够得到向右下方走向的线图。

下面说明上述相关图的利用方式。

回到图35，将第1开孔部66的宽度a设为25mm。在该情况下，从图40能够获得与材料宽度25mm相对应的值，即表观杨氏模量120GPa。

接下来，将第2开孔部67的宽度c设为60mm。在该情况下，从图40能够获得与材料宽度60mm相对应的值，即表观杨氏模量108GPa。

图41是本发明的无孔框架的立体图，用没有开设小孔但表观杨氏模量为120GPa的第1表观无孔部76、76置换第1开孔部66、66(图35)。同样地，用表观杨氏模量为108GPa的第2表观无孔部77置换第2开孔部67(图35)。由此，能够得到由母材无孔部68和表观无孔部76、76、77构成的无孔框架78。

即，在无孔框架78中，第1表观无孔部76、76的表观杨氏模量为120GPa、第2表观无孔部77的表观杨氏模量为108GPa、剩余部分的母材无孔部68的杨氏模量为206GPa。

若没有开孔，由于能够减少分割数，所以能够容易地计算出无孔框架78的挠曲量、弯曲应力、扭转应力、拉伸应力、压缩应力等机械性能值。

图42是表示挠曲的图，如图42(a)所示，将本发明的无孔框架78(杨氏模量、表观杨氏模量混合的梁)悬臂梁支承，并在前端作用负荷F。在该条件下，计算出在前端产生δ3的挠曲量。该计算能够极简单地进行。

下面，如图42(b)所示，将图35所示的开孔框架60悬臂梁支承，并在其前端作用负荷F。在该条件下，采用有限要素法用电子计算机计算出在其前端产生δ4的挠曲量。该计算与上述采用表观杨氏模量的模型相比较，花费的时间较长。

而且，得到的挠曲量δ4和上述挠曲量δ3的差为5％以下，差异较小。因此，根据本发明，能够以极短的时间简单地进行与通过电子计算机进行的复杂的解析相同程度的机械性能计算。

通过以上的说明，能够将本发明总结如下。此外，在上述实施例中，开孔部为第1开孔部66、66和第2开孔部67，但是，开孔部一个或多个都可以。下面说明开孔部为一个的情况。

即，本发明是用于预测将薄板弯折成形并在局部开设多个小孔64而形成的开孔框架60的机械性能值的方法，

首先，对在除了上下的边缘之外开设有小孔的长方形形状的实验片(图38)的机械性能值进行实测而得到实测值，将该实测值与通过计算上述实验片的机械性能而得到的计算值进行比较，在通过上述实测值确认该计算值的准确性后，制作通过计算而算出了与实验片的上下的宽度的变化(图39)相对应的机械性能值的板材的材料宽度和机械性能值之间的关系图(图40)；

接下来，利用上述关系图，根据上述开孔框架的小孔形成区域的上下宽度取得机械性能值，将该小孔形成区域的机械性能值设定为与无孔框架的上述小孔形成区域相当的位置的机械性能值，然后，计算上述无孔框架的机械性能值，并将该计算值置换为开孔框架的机械性能值，由此，预测出开孔框架的机械性能值。

另外，上述方法能够按照步骤表示如下。

本发明是用于预测将薄板弯折成形并在局部开设多个小孔14而形成的开孔框架60的机械性能值的方法，其特征在于，包括下述步骤：

首先是，制作除了上下边缘之外开设有小孔的长方形形状的实验片的步骤；

通过对该实验片进行实测求出机械性能实测值的步骤；

通过对上述实验片的同形模型进行计算来求出机械性能计算值的步骤；

将得到的机械性能计算值与上述机械性能实测值进行比较并确认计算值的准确性的步骤；

在确认了计算值的准确性后，假定上下宽度不同的模型，并针对假定的模型进行计算，由此求出机械性能计算值的步骤；

根据多个机械性能计算值，制作板材的材料宽度和机械性能值的关系图的步骤；

利用上述关系图，根据上述开孔框架的小孔形成区域的上下宽度取得机械性能值，将该小孔形成区域的机械性能值设定为与无孔框架的上述小孔形成区域相当的位置的机械性能值的步骤；以及

计算得到的无孔框架的步骤，

通过计算无孔框架来预测开孔框架的机械性能值。

接下来，在确认计算值的准确性的步骤(阶段)中，当计算值和实测值之间的差异在一定值(例如5％)以上时，希望进行如下处理。

从实测值得到的表观杨氏模量和通过计算得到的表观杨氏模量为下表所示的值。

表1

从实测值得到的表观杨氏模量	113GPa
从实测值得到的表观杨氏模量	113GPa	通过计算得到的表观杨氏模量	122GPa

两值的差根据(122-113)/113＝0.08的计算，存在8％的差异。

在该情况下，基于(从实测值得到的表观杨氏模量)/(通过计算得到的表观杨氏模量)＝修正值来确定修正值。在本例中，通过113/122＝0.93的计算，修正值为0.93。

若关于材料宽度为23mm、73mm、109mm计算而得到的表观杨氏模量为下表所示的值，则通过在这些值上乘上修正值(0.93)，就能够简单地求出修正后的表观杨氏模量。

表2

材料宽度	23mm	73mm	109mm
材料宽度	23mm	73mm	109mm	通过计算得到的表观杨氏模量	122GPa	103GPa	100GPa
修正系数	0.93	0.93	0.93	通过计算得到的表观杨氏模量	122GPa	103GPa	100GPa
修正系数	0.93	0.93	0.93	修正后的表观杨氏模量	113GPa	96GPa	93GPa

将上述表的第1行的材料宽度取为横轴、将最末行的表观杨氏模量取为纵轴，由此，能够得到图40的修正线图。

此外，本发明的机械性能值予测方法适用于对车辆的构成部材的机械性能值的研究，但是，也可以应用于在一般的构造物上所使用的多孔板的机械性能计算。

工业实用性

本发明的多孔板适用于内板等板材、车身框架或托架等，也适用于车身所使用的加固部材。

本发明的冲孔加工方法适用于车身等所使用的多孔板的冲孔加工方法。

本发明的多孔板的塑性加工方法适用于四轮车的车身所应用的多孔板。

本发明的机械性能值予测方法适用于车辆的构成部材的机械性能值研究。

Claims

1.一种多孔板，其特征在于，

在沿一个方向有拉伸力作用的片状部件中，多行的孔群沿该一个方向呈交错状地配置，相邻的行隔着规定宽度的带状部而分开。

2.如权利要求1所述的多孔板，其特征在于，

在多孔板上，所述孔群如下配置：在奇数列的孔群中以偏离0.5孔距的方式设置偶数列的孔群，在所作用的拉伸方向上，第1列孔群、第2列孔群以该顺序排列，将作为第1列孔群的第1个孔的(1-1)孔、作为第1列孔群的第2个孔的(1-2)孔、作为第2列孔群的第1个孔的(2-1)孔配置在三角形的顶点上，

3.如权利要求1所述的多孔板，其特征在于，

所述孔群是通过开设有多个沿一个方向延伸的长孔而形成的。

4.如权利要求3所述的多孔板，其特征在于，

所述长孔的长径/短径在2.0～5.0的范围内。

5.如权利要求3或4所述的多孔板，其特征在于，

所述多孔板包括平板部和从该平板部的两端垂下的壁部，所述长孔开设在所述平板部上。

6.一种冲孔加工方法，该方法是多孔板的制造方法，所述多孔板是在沿一个方向有拉伸力作用的片状部件中，多行的孔群沿该一个方向呈交错状地配置，相邻的行隔着规定宽度的带状部而分开，所述冲孔加工方法的特征在于，

7.如权利要求6所述的冲孔加工方法，其特征在于，

在要求拉伸强度且能够指定拉伸所述板材的力的作用方向的情况下，在拉伸所述板材的力的作用方向上穿设呈矩形配置的长的长孔。

8.一种多孔板的塑性加工方法，用于实施多孔板的拉深加工，所述多孔板是，在沿一个方向有拉伸力作用的片状部件中，多行的孔群沿该一个方向呈交错状地配置，相邻的行隔着规定宽度的带状部而分开，所述多孔板的塑性加工方法的特征在于：

9.一种开孔框架的机械性能值的预测方法，该方法是多孔板的机械性能值的预测方法，所述多孔板是，在沿一个方向有拉伸力作用的片状部件中，多行的孔群沿该一个方向呈交错状地配置，相邻的行隔着规定宽度的带状部而分开，所述开孔框架的机械性能值的预测方法的特征在于：

10.如权利要求9所述的开孔框架的机械性能值的预测方法，其特征在于，

在确认所述计算值的准确性的阶段，当所述计算值与实测值的差异在一定值以上时，进行修正处理，该修正处理是算出以该实测值为基准的修正值，并在所述计算值上乘以该修正值。