CN107532981A - 断裂预测方法、程序、记录介质以及运算处理装置 - Google Patents

断裂预测方法、程序、记录介质以及运算处理装置 Download PDF

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Abstract

一种断裂预测方法，使用有限元素法预测对金属板进行成型而获得的部件的断裂部位，容易且可靠地提取断裂部位。该断裂预测方法具有：第1步骤，在将金属板以第1网格粗糙度进行了分割的情况以及在以比第1网格粗糙度粗糙的第2网格粗糙度进行了分割的情况下，分别使用有限元素法进行成型分析；第2步骤，在第1网格粗糙度的情况以及第2网格粗糙度的情况下，分别按照每个网格求出最大主应力；以及第3步骤，求出部件的各部位在第1网格粗糙度的情况下的最大主应力与在第2网格粗糙度的情况下的最大主应力的差分值，提取与差分值大于规定值的部位对应的第1网格粗糙度的情况下的部位，作为断裂部位。

Description

断裂预测方法、程序、记录介质以及运算处理装置
技术领域
本发明涉及在通过有限元素法进行成型分析时预测断裂部位的断裂预测方法、程序、记录介质以及运算处理装置。
本申请基于2015年5月18日在日本提出的特愿2015-101311号且主张优先权，将其内容援引于此。
背景技术
近年来，在汽车领域，能够降低汽车碰撞时对乘员的影响的车身构造的开发成为当务之急的课题。另一方面，为了改善燃料消耗率，车身的轻量化也成为重要的课题。为了解决这些课题，正在研讨应用更高强度的材料，尤其是在钢铁材料中正在研讨高强度钢板的应用。从兼顾高强度化以及轻量化的观点出发，这样的高强度的材料的应用并不限定于汽车领域，在铁路车辆等各种车辆、船舶、航空设备、普通机械、家用电器等较多领域中都在进行研讨。但是，在一般情况下，强度的上升会导致成型性的劣化。因此，为了扩大高强度钢板的应用，成型性的改善、尤其是放边性的改善较为重要。即，在高强度钢板的成型时，优选避免产生断裂。
为了解决这样的课题，正在研发放边性优良的材料。例如，在专利文献1中公开了一种材料，通过铁素体、贝氏体等微观组织的控制而改善了放边性。此外，在专利文献2中公开了一种放边性优良的铝合金板，通过规定塑性各向异性以及特定方向的拉伸试验中的均匀延伸而得到。
但是，在实际部件中是否能够成型不仅取决于材料特性，模具形状、润滑条件、成型条件等也复杂地产生影响。因而，为了发挥优良的材料特性，需要与材料一起适当地设定这些复杂的因素。为了实现这样的目的而应用了数值分析技术。
在专利文献3中公开了使用有限元素法来预测成型时的成型不良的方法。根据该方法，使用有限元素法进行分析，并使用关注的元素的应变、应力的数据进行是否产生成型不良的判定。但是，在使用这样的方法的情况下，需要根据分析对象而以适当的大小进行元素分割，在以不适当的元素分割进行分析的情况下，预测结果会成为过大或过小评价，发生与现实不对应的情形。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2002-60898号公报
专利文献2：日本特开2006-257506号公报
专利文献3：日本特开平8-339396号公报
专利文献4：日本专利第4865036号公报
非专利文献
非专利文献1：“Continuum Theory of Plasticity”，Akhtar S.Kahn and SujianHuang共著，Chapter 2YIELD CRITERIA，4.1STRESS STATE AND STRESS SPACE 83-85页
非专利文献2：“技术者用的高等数学2线形代数与矢量分析(原书第5版)”，E.Kreyszig著2.13特征值、固有矢量99-104页
发明内容
用于解决课题的手段
在专利文献4中，与现有技术不同，将元素分割大小不同的有限元素分析的2个事例中的板厚减少率或者最大主应变分布定量地进行比较。由此，成功实现了放边裂纹部位的预测的高精度化。在专利文献4的技术中，即便不使有限元素分析的计算精度提高，也能够进行放边裂纹部位的预测，因此，在不限定有限元素分析软件就能够在短时间内且以较低的计算成本来实施这一方面具有较大的优点。
但是，在专利文献4中，对于放边裂纹部位的确定，将板厚减少率或者最大主应变的分布这样的几何学的变形量作为评价指标。如果作为分析对象部件的钢板是变形能力比较高而能够成型到较大的应变区域的薄板材料，则能够毫无问题地进行放边部位的预测确定。但是，在作为分析对象部件的钢板为高强度钢板或者难成型性金属板的情况下，在两种不同的元素分割的有限元素分析的结果中，呈现最大主应变分布的差分变小、放边裂纹部位的检测精度降低的倾向。因而，在该预测技术对于高强度钢板等在低应变区域可能会产生断裂的难成型材料的应用中，放边裂纹部位预测不充分。
本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的在于提供断裂预测方法、程序、记录介质以及运算处理装置，在使用有限元素法预测对金属板进行成型而获得的部件的断裂的方法中，能够容易且可靠地提取断裂部位。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题而实现所述目的，本发明采用了以下的各方式。
(1)即，本发明的一个方式所涉及的断裂预测方法为，预测对金属板进行成型而获得的部件的断裂部位，具有：第1步骤，在将上述金属板以第1网格粗糙度分割的情况以及以比上述第1网格粗糙度粗糙的第2网格粗糙度分割的情况下，分别使用有限元素法进行成型分析；第2步骤，在上述第1网格粗糙度的情况以及上述第2网格粗糙度的情况下，分别按照每个网格求出最大主应力；以及第3步骤，求出上述部件的各部位在上述第1网格粗糙度的情况下的上述最大主应力与在上述第2网格粗糙度的情况下的上述最大主应力的差分值，提取与上述差分值大于规定值的部位对应的上述第1网格粗糙度的情况下的部位，作为上述断裂部位。
在上述(1)所记载的方式中，使用第1网格粗糙度以及比第1网格粗糙度粗糙的第2网格粗糙度这两种网格粗糙度。在有限元素法中，各网格内的最大主应力被平均化而输出。因而，当在某个网格内存在应力集中部位的情况下，更精细的第1网格粗糙度的情况下的最大主应力的平均化的影响变小，因此，其变得大于更粗糙的第2网格粗糙度的情况下的最大主应力。因而，在各部位，求出两种网格粗糙度下的最大主应力的差分值，在该差分值大于规定值的情况下，能够将该部位视为应力集中部位。应力越集中则产生断裂的危险度越高，因此，能够根据最大主应力的差分值的大小对产生断裂的危险度进行预测。
此外，在现有的仅使用一种网格粗糙度的情况下，在网格粗糙度较粗糙的情况下，平均化的影响变强，应力集中的部位的贡献被平均值埋没。因此，为了提取应力集中而断裂的危险度较高的部位，必须将网格粗糙度设定得极小。与此相对，在本方式中，通过第1网格粗糙度以及第2网格粗糙度的各个情况下的最大主应力的定量的比较来提取断裂部位，因此是能够进行两者的比较的程度的网格粗糙度即足够，无须将第1网格粗糙度如现有那样设定为极小的网格粗糙度。因而，能够在短时间内且以较低的计算成本进行成型分析。
而且，在本方式中，作为指标而使用最大主应力。在高强度钢板等抗拉强度较高而延伸较小的金属板的情况下，即便在变形量较小的情况下，应力也较大地变化。因此，即便将板厚减少率或者最大主应变这样的几何学的变形量作为指标，由于变形量本身较小，因此不同网格粗糙度下的指标值的差分变得不明确，难以进行断裂部位的预测。另一方面，通过将力学的变化量即最大主应力作为指标，由此指标值的差分变得明确，即便对于抗拉强度较高而延伸较小的金属板，也能够容易且可靠地预测断裂部位。
(2)在上述(1)所记载的断裂预测方法中也可以为，上述断裂预测方法还具有第0步骤，在该第0步骤中，基于表示上述金属板的加工硬化特性的n值，决定上述第1网格粗糙度以及上述第2网格粗糙度。
在该情况下，基于n值来最佳地设定第1网格粗糙度以及第2网格粗糙度。因而，不会由于过于粗糙的网格粗糙度而使预测精度降低，相反，也不会由于不必要地使用过于细致的网格粗糙度而使计算时间增大，能够获得优良的预测精度。
(3)在上述(1)或者(2)所记载的断裂预测方法中也可以为，当在上述第3步骤中未提取到上述断裂部位的情况下，进行将上述第1网格粗糙度以及上述第2网格粗糙度中的至少上述第1网格粗糙度重新设定为更细致的粗糙度、以及将上述规定值重新设定为更小的值中的至少一方，之后，再次实施上述第1步骤到上述第3步骤。
在该情况下，通过至少将第1网格粗糙度重新设定为更细致的粗糙度，由此能够减小网格中的最大主应力的平均化的影响，即，使应力集中的部位明显化。由此，能够更大地获得第1网格粗糙度下的最大应力与第2网格粗糙度下的最大主应力的差分值，因此能够更可靠地预测断裂部位。
另一方面，在将规定值重新设定为更小的值的情况下，例如对于最大主应力的差分值不那么大的部位，也能够预测为具有产生断裂的危险性的部位。
(4)在上述(1)～(3)任一项所记载的断裂预测方法中也可以为，在进行基于上述第1网格粗糙度的分割时，使用自适应网格。
在该情况下，在成型开始时以较粗糙的网格进行分析，随着成型过程的进展，仅在变形或者应力变化较大的部位将网格较细地重新分割，由此能够减少分析时间。
此外，在变形或者应力变化较大的部位、即在断裂的危险性较高的部位使网格细致，因此能够提高预测精度。
(5)在上述(1)～(4)任一项所记载的断裂预测方法中也可以为，使上述第1步骤中的上述成型分析在上述部件的成型中途结束。
在该情况下，使成型分析在部件的成型中途停止，而进行所谓的中途停止评价。中途停止评价为，随着成型过程进展，能够在应力状态接近抗拉强度之前、变形变得过大而成型分析产生不良之前，对最大主应力的差分值进行评价。
(6)在上述(1)～(5)任一项所记载的断裂预测方法中也可以为，在上述第2步骤中，进一步在以上述第1网格粗糙度进行分割的情况与在以上述第2网格粗糙度进行了分割的情况下，分别按照每个网格求出最大主应变以及板厚减少率中的至少一方即形状指标值，在上述第3步骤中，进一步求出上述部件的各部位在上述第1网格粗糙度的情况下的上述形状指标值与在上述第2网格粗糙度的情况下的上述形状指标值的差分值，提取与满足上述形状指标值的差分值大于规定值以及上述最大主应力的差分值大于规定值中的至少一方的部位对应的上述第1网格粗糙度的情况下的部位，作为上述断裂部位。
在该情况下，在使用了最大主应力的预测的基础上，还进行使用了最大主应变以及板厚减少率中的至少一方的预测。通过组合多个预测，能够提高预测的可靠性。
此外，与抗拉强度较高而延伸较小的金属板相反，在抗拉强度较低而延伸较大的金属板中，变形量较大，因此，期望将板厚减少率或者最大主应变这样的几何学的变形量作为指标。此外，在具有抗拉强度较高而延伸较小的金属板与抗拉强度较低而延伸较大的金属板之间的中等程度的抗拉强度以及延伸的金属板中，不是仅应用使用了最大主应力的预测和使用了最大主应变以及板厚减少率中的至少一方的预测中的一方，而是期望同时使用两者的预测。即，通过组合多个预测，由此不仅对于高强度而延伸低的金属板(例如，高强度钢板)、尤其适合于使用了最大主应变或者板厚减少率的预测的金属板(例如，软钢板)，而且对于具有它们的中间强度的金属板这样的多个种类的金属板，都能够以优良的预测精度来提取断裂部位。
(7)本发明的一个方式所涉及的断裂预测方法为，预测对金属板进行成型而获得的部件的断裂部位，其特征在于，具有：第1步骤，以规定的网格粗糙度分割上述金属板，使用有限元素法进行成型分析；第2步骤，按照每个网格求出最大主应力；第3步骤，按照每个结合网格求出最大主应力，该结合网格是使相互邻接的2个以上的网格彼此结合而形成的；以及第4步骤，按照上述部件的每个部位求出在上述第2步骤中求出的上述最大主应力与在上述第3步骤中求出的上述最大主应力的差分值，并且提取与上述差分值大于规定值的部位对应的上述第2步骤中的部位，作为上述断裂部位。
在上述(7)所记载的方式中，代替上述(1)所记载的方式的使用了两种网格粗糙度的最大主应力的比较，而对网格结合前后的最大主应力进行比较，由此能够与上述(1)所记载的方式相同，能够容易且可靠地预测断裂部位。
此外，成型分析基本上仅进行一次，因此，能够进一步在短时间内且以低计算成本进行成型分析。
(8)在上述(7)所记载的断裂预测方法中也可以为，在进行基于上述规定的网格粗糙度的分割时，使用自适应网格。
在该情况下，与上述(4)所记载的方式相同，通过使用自适应网格，能够减少分析时间，并能够提高预测精度。
(9)在上述(7)或者(8)所记载的断裂预测方法中也可以为，使上述第1步骤中的上述成型分析在上述部件的成型中途结束。
在该情况下，与上述(5)所记载的方式相同，通过进行中途停止评价，由此能够在应力状态接近抗拉强度之前、在成型分析产生不良之前，对最大主应力的差分值进行评价。
(10)在上述(7)～(9)任一项所记载的断裂预测方法中也可以为，在上述第2步骤中，进一步按照每个网格求出最大主应变以及板厚减少率中的至少一方即形状指标值，在上述第3步骤中，进一步按照每个结合网格求出上述形状指标值，在上述第4步骤中，进一步按照上述部件的每个部位求出在上述第2步骤中求出的上述形状指标值与在上述第3步骤中求出的上述形状指标值的差分值，提取与满足上述形状指标值的差分值大于规定值以及上述最大主应力的差分值大于规定值中的至少一方的部位对应的上述第2步骤中的部位，作为上述断裂部位。
在该情况下，与上述(6)所记载的方式相同，在使用了最大主应力的预测的基础上，还进行使用了最大主应变以及板厚减少率中的至少一方的预测，由此能够针对多个种类的金属板获得优良的预测精度。
(11)在上述(1)～(10)任一项所记载的断裂预测方法中也可以为，作为断裂部位，对放边裂纹的产生部位进行预测。
在该情况下，作为断裂，能够对尤其成为问题的放边裂纹的产生进行预测。
(12)在上述(1)～(11)任一项所记载的断裂预测方法中也可以为，提取上述部件的端部的上述断裂部位。
在该情况下，能够对产生断裂的危险性较高的部件端部的断裂进行预测。
(13)在上述(1)～(12)任一项所记载的断裂预测方法中也可以为，上述金属板是抗拉强度为980MPa以上的钢板。
在该情况下，能够针对难成型性的金属板即抗拉强度为980MPa以上的钢板预测断裂。
(14)本发明的一方式所涉及的程序为，执行上述(1)～(13)任一项所记载的断裂预测方法。
(15)在本发明的一方式所涉及的计算机可读取的记录介质中记录有上述(14)所记载的程序。
(16)本发明的一方式所涉及的运算处理装置为，执行上述(14)所记载的程序。
附图说明
图1A是表示本发明的运算处理装置的概要构成的图。
图1B是表示本发明的断裂预测方法的流程图的图。
图2A是表示本发明的运算处理装置的概要构成的图。
图2B是表示本发明的断裂预测方法的流程图的图。
图3A是表示实体元素的情况下的第2网格粗糙度(L coarse)的事例的图。
图3B是表示实体元素的情况下的第1网格粗糙度(L fine)的事例的图。
图4是表示低强度材料(软钢板)与高强度材料的应力-应变曲线的特性图。
图5是表示低强度材料的最大主应变分布的事例的特性图。
图6是表示高强度材料的最大主应变分布的事例的特性图。
图7A是高强度材料的最大主应力分布的事例的特性图。
图7B是表示图7A的放大图。
图8A是表示自适应网格的概要的图。
图8B是表示自适应网格的概要的图。
图8C是表示自适应网格的概要的图。
图8D是表示自适应网格的概要的图。
图9是表示方筒翻边成型的模具构成的示意图。
图10A是将方筒翻边中的分割坯料形状与第1网格粗糙度(1.6mm)下的网格分割一并表示的示意图。
图10B是将方筒翻边中的分割坯料形状与第2网格粗糙度(2.5mm)下的网格分割一并表示的示意图。
图11是表示方筒翻边的成型品形状的示意图。
图12是表示个人用户终端装置的内部构成的示意图。
具体实施方式
本发明人着眼于在分析对象部件即对金属板进行成型而获得的部件的断裂部位周围应力梯度较大的情况，想到了利用在基于有限元素法的分析中依存于网格粗糙度来进行主应力的平均化的新的断裂预测方法。
在本发明中，通过有限元素法使用网格粗糙度(以下，也称作网格尺寸或者元素尺寸，能够相互替换地使用)不同的两种网格(元素)(此处，为了方便，将更细致的网格粗糙度设为第1网格粗糙度，将更粗糙的网格粗糙度设为第2网格粗糙度。)，对存在应力梯度的部位进行分析。在有限元素法中，该网格内的主应力被平均化而输出。因而，当在某个网格内存在应力梯度较大的部位的情况下，在第1网格粗糙度的情况以及第2网格粗糙度的情况下，在第1网格粗糙度下作为平均值而输出的主应力大于在第2网格粗糙度下作为平均值而输出的主应力。
在本发明中，利用第1网格粗糙度以及第2网格粗糙度这两种网格粗糙度，在部件的各部位，以第1网格粗糙度以及第2网格粗糙度分别进行分析。在该情况下，当在第1网格粗糙度的情况以及第2网格粗糙度的情况下作为平均值而输出的主应力不同时，能够认为在该网格内存在应力梯度。该主应力的差分与应力梯度的大小对应。应力梯度越大则断裂的危险度越高，能够根据主应力的差分的大小来预测断裂的危险度。
在本发明中也可以构成为，代替如上述那样使用两种不同的网格粗糙度，而通过基于规定的网格粗糙度的分割来进行成型分析，在求出了规定的网格粗糙度下的每个网格的主应力之后，使相互邻接的2个以上的网格彼此结合，形成结合网格，求出每个结合网格的主应力，并求出结合前的规定的网格粗糙度下的主应力与结合网格的主应力之间的差分值。在该情况下，可以认为在作为规定的网格粗糙度下的网格内的平均值而输出的主应力、与作为比规定的网格粗糙度下的网格更大的结合网格内的平均值而输出的主应力不同的部位存在应力梯度，应力梯度越大则断裂的危险度越高，能够根据主应力值的差分的大小来预测断裂的危险度。
在该情况下，成型分析基本上仅进行一次，因此，能够进一步在短时间内且以低计算成本进行成型分析。
更具体而言，在本发明中，作为用于预测断裂的指标值即主应力，使用最大主应力。由此，能够通过高精度、低成本、短时间的数值模拟来实现金属板的冲压成型时的断裂产生部位的预测。
最大主应力按照以下的顺序1～4来计算(参照非专利文献1、2)。
顺序1：通过有限元素法等数值计算方法来计算应力张量的各成分。
顺序2：应力张量的各成分能够表现为3×3的矩阵。
顺序3：根据应力张量的各成分求出主应力(σ1、σ2、σ3这三个数值)。主应力是作为应力张量的特征值而获得的值。
顺序4：将所获得的三个主应力中的值最大的主应力作为“最大主应力”处理。例如，在处于σ1＞σ2＞σ3的关系的情况下，σ1被视作最大主应力。
如上所述，在使用有限元素法进行成型时的断裂的产生的预测时，在现有技术中可靠地提取断裂部位是极其困难的。此外，在将不同的网格粗糙度下的分析结果进行比较的专利文献4的技术中，在抗拉强度较高而延伸较小的高强度钢板中，即便将最大主应变、板厚减少率等几何学的变形量作为指标，不同的网格粗糙度之间的定量的差分也变小，难以确定断裂部位。
因此，在本发明中，将不同的网格粗糙度下的有限元素分析中的最大主应力的分布进行比较，在它们的差分变得足够大时视为断裂部位。由此，即使在抗拉强度较高而延伸较小的高强度钢板中，也能够预测断裂部位。
在图1A以及图1B所示的一个实施方式所涉及的本发明的断裂预测方法中，在进行分析对象部件、即对金属板进行成型而获得的部件的断裂预测时，如图1A以及图1B所示，在基于分割单元11的分割工序S11中，使用有限元素法将部件以第1网格粗糙度以及比第1网格粗糙度更粗糙的第2网格粗糙度分别进行分割而进行成型分析。接着，在基于计算单元12的计算工序S12中，按照第1网格粗糙度下的每个网格以及各第2网格粗糙度下的每个网格，分别计算而求出最大主应力。接着，在基于提取单元14的提取工序S14中，在部件的各部位，求出第1网格粗糙度的情况下的最大主应力与第2网格粗糙度的情况下的最大主应力的差分值，提取与差分值大于规定值的部位对应的第1网格粗糙度的情况下的部位，作为断裂部位。
此处，计算机程序使运算处理装置(计算机)的中央处理装置(CPU)执行各工序(分割工序S11、计算工序S12、提取工序S14)。换言之，计算机程序使运算处理装置(计算机)的中央处理装置(CPU)作为各单元(分割单元11、计算单元12、提取单元14)起作用。
计算机程序能够记录于计算机可读取的记录介质，例如软盘、CD-R等。
本运算处理装置可以具有将按照所分割的每个网格求出的最大主应力输入至其他计算机的输入单元13。作为输入单元，能够使用键盘、鼠标、各种数字转换器等。与此对应，输入工序S13可以是通过键盘进行输入的工序，也可以是在程序中将通过计算工序S12计算出的最大主应力自动地输入至提取工序15(读入数据)的工序。
另外，在图1A、图1B以及后述的图2A、图2B中，实线表示必须的单元或者工序，虚线表示选择性的单元或者工序。
首先，在分割单元11(分割工序S11)中，在将部件分割成多个元素(即网格)时，在使用实体元素(三维元素)的情况下，将部件表现为三维的部件形状的数字数据(CAD数据或者形状测定数据)，或者，在使用壳元素(二维元素)的情况下，将部件表现为二维的平面区域的集合。此时，部件的角部的形状变化较大，因此以足够小的网格进行分割，确保形状再现性。此外，在对端部的断裂进行分析的情况下，优选以部件的外周线没有凹凸而变得平滑的方式进行网格分割。此外，在进行基于粗糙度不同的第1网格粗糙度以及第2网格粗糙度的网格分割时，可以将部件的整体均匀地细化(或者粗化)，也可以将进行断裂预测的部位细化或者粗化。在作业工时数方面前者非常方便，对于缩短计算时间而言后者变得有利，因此，只要考虑整体的负荷而适当地选择或者组合即可。
此处，在分割单元11(分割工序S11)中，根据与表示分析对象部件的加工硬化特性的n值之间的关系，决定第1网格粗糙度以及第2网格粗糙度。
在本发明中，在通过有限元素法进行网格分割而进行分析时，需要足够细致地进行网格分割，以便再现对象部位的几何学的形状、即例如端部的曲率、角部的曲率半径等。并且，在本发明中，在通过第1网格粗糙度以及第2网格粗糙度这两种网格分割进行了分析之后，在第1网格粗糙度以及第2网格粗糙度下取得最大主应力的差分值时，需要充分考虑两种网格分割的粗糙度(粗糙以及细密)。本发明人对粗糙与细密的网格分割的大小的设定方法进行了深刻研究，发现其与材料的加工硬化特性相关联。在利用一般通过拉伸试验求出的n值来代表材料的加工硬化特性时，可知在粗糙的网格分割的平均的粗糙度(第2网格粗糙度)L coarse(单位为mm)与细密的网格分割的平均的粗糙度(第1网格粗糙度)L fine(单位为mm)满足以下的关系时，能够获得优良的断裂预测精度。
在使用实体元素的情况下，优选在由以下的式(1A)以及式(2A)的参数调整式表示的参数范围内确定两种网格粗糙度。
f(n；k，2.0，0.2)≤L coarse≤f(n；k，5.0，2.0) (1A)
f(n；k，1.5，0.2)≤L fine≤f(n；k，2.5，1.5) (2A)
另一方面，当在薄板冲压成型中利用使用频率较高的壳元素的情况下，当将初始的板厚设为t0[mm]时，网格尺寸成为t0以下的情况成为数值计算上的误差扩大因素，因此优选利用避免该情况的以下的式(1B)以及(2B)。
f(n；k，2.0×t0，1.5×t0)≤L coarse≤f(n；k，5.0，2.0×t0) (1B)
f(n；k，2.5×t0，t0)≤L fine≤f(n；k，4.0×t0，2.5×t0) (2B)
此处，n为材料的n值，此外，对网格尺寸进行调整的函数f(n；k，L，L0)如以下那样赋予。
f(n；k，L，L0)＝(L-L0)×(2/π)×tan-1(k×n)+L0 (3)
此处，L和L0分别是网格尺寸(网格粗糙度)的上限值和下限值。变量k是对网格尺寸相对于n值的变化率进行调整的参数，进行调查研究的结果，可以认为50≤k≤100程度的值较适当。以下，在没有特别限定的情况下，采用k＝65的值。在对网格尺寸的范围进行规定的函数f(n；k，L，L0)中，(k，L，L0)这3个变量作为常数来确定值而进行使用，式(3)的函数f作为实质上仅依存于n值来决定网格尺寸的函数起作用。
该函数f的值与n值一起变大。在n值较大的情况下，难以产生变形的局部化，因此，即便网格分割较大也能够确保断裂预测精度。另一方面，在n值较小的情况下，容易局部地产生变形，因此，断裂部位的变形梯度变大，当不进行足够小的网格分割时，断裂预测精度会降低，因此，需要与此对应地减小元素分割的尺寸。根据上述情况来确定该函数f。
图3A以及图3B分别表示针对实体元素的情况下的上述式(1A)以及(2A)的函数f的n值和网格粗糙度的曲线图。需要利用图3A所示的曲线图中的实线的函数值与虚线的函数值之间的值来确定L coarse，例如在n＝0.20的情况下，在箭头的线段范围内决定L coarse的值。同样地，在图3B中，需要利用曲线图中的实线的函数值与虚线的函数值之间的值来确定L fine，例如在n＝0.20的情况下，在箭头的线段范围内决定L fine的值。
为了进一步高精度地评价变形梯度，L coarse与L fine之比L coarse/L fine为1.5以上，优选为2以上。
如以上那样，通过设定L coarse(即第2网格粗糙度)以及L fine(即第1网格粗糙度)，由此不会由于过于粗糙的网格粗糙度而使预测精度降低。另一方面，不会由于使用不必要地过于细致的网格粗糙度而使计算时间增加，或者反而使预测精度下降，能够获得优良的预测精度。
接着，在分割单元11(分割工序S11)中，在通过有限元素法进行成型分析时，作为市售的软件，例如使用PAM-STAMP、LS-DYNA等逐次分析型、或者AutoForm、HyperForm等单步型的软件等，进行部件整体的成型工序的分析。接着，在计算单元12(计算工序S12)中，在第1网格粗糙度的情况以及第2网格粗糙度的情况下，分别按照每个网格来计算最大主应力。
此处，以网格分割的粗糙度最细致的分析结果(即第1网格粗糙度下的分析结果)为基准，提取与所关注的网格的位置最接近的其他分析结果(即第2网格粗糙度下的分析结果)的网格，计算出上述的最大主应力的差分，作为它们的差分。
然后，在提取单元14(提取工序S14)中，提取上述的最大主应力的差分值大于规定值的网格，作为断裂部位。
可以在相同的计算机中执行上述的计算(计算单元12(计算工序S12))和提取(提取单元14(提取工序S14))，也可以在通过一个计算机执行了计算(计算单元12(计算工序S12))之后，将其分析结果即改变了网格分割的粗糙度的两种以上的每个网格的最大主应力输入至其他计算机(输入单元13(输入工序S13))，而执行提取(提取单元14(提取工序S14))。
此处，在使输入单元13以及提取单元15成为与分割单元11以及计算单元12不同的装置构成的情况下，将通过一个计算机进行成型分析而得到的结果作为原始数据输入至其他计算机，由此能够获得能够并列地进行处理而效率提高这样的效果。
在一个实施方式中，在断裂部位的提取(提取单元14(提取工序S14))中，在未提取到断裂部位的情况下，在进行了将第1网格粗糙度以及第2网格粗糙度中的至少第1网格粗糙度重新设定为更细致的粗糙度、以及将规定值重新设定为更小的值中的至少一方的基础上，再次依次执行分割以及成型分析(分割单元11(分割工序S11))、每个网格的最大主应力的计算(计算单元12(计算工序S12))、以及断裂部位的提取(提取单元14(提取工序S14))。
通过至少将第1网格粗糙度重新设定为更细致的粗糙度，由此减小网格中的最大主应力的平均化的影响，即、使应力集中的部位明显化。由此，能够更大地获得第1网格粗糙度下的最大应力与第2网格粗糙度下的最大主应力的差分值，因此能够更可靠地预测断裂部位。
另一方面，在将规定值重新设定为更小的值的情况下，例如，即使针对最大主应力的差分值不那么大的部位，也能够预测为具有产生断裂的危险性的部位。
在一个实施方式中，在图1A的分割单元11(图1B的分割工序S11)中，将分析对象部件的端部分割成多个网格而进行成型分析，在提取单元14(提取工序S14)中，将端部的任意部分提取为断裂部位。
在将部件的端部分割成多个网格时，以尤其在进行断裂预测的部分使网格分割的粗糙度切实地变化的方式进行分割。进行断裂预测的端部需要在网格分割为粗糙、细密的任意情况下都没有凹凸而平滑地连接。此外，为了可靠地进行端部的断裂预测，对沿着端部的应力梯度进行评价是较重要的，优选网格分割的粗糙度在沿着端部的方向上切实地变化。
在将端部的任意部分提取为断裂危险部位时，与上述实施方式相同，提取每个规定网格的最大主应力的差分值大于规定值的网格的部位，作为断裂危险部位。
在图2A以及图2B所示的一个实施方式中，在进行对金属板进行成型而获得的部件的断裂预测时，如图2A以及图2B所示，在基于分割单元21的分割工序S21中，使用有限元素法，将部件以规定的网格粗糙度进行分割而进行成型分析。接着，在基于第1计算单元22的第1计算工序S22中，按照每个网格来计算求出最大主应力。接着，在基于第2计算单元24的第2计算工序S24中，使相互邻接的2个以上的网格彼此结合而形成结合网格，按照每个结合网格来计算求出最大主应力。接着，在基于提取单元25的提取工序S25中，按照部件的每个部位求出由第1计算单元22(第1计算工序S22)求出的最大主应力与由第2计算单元24(第2计算工序S24)求出的最大主应力的差分值，并且，提取与差分值大于规定值的部位对应的、第1计算单元22(第1计算工序S22)的情况下的部位，作为断裂部位。
此处，与上述实施方式相同，计算机程序使运算处理装置(计算机)的中央处理装置(CPU)执行各工序(分割工序S21、第1计算工序S22、第2计算工序S24、提取工序S25)。换言之，计算机程序使运算处理装置(计算机)的中央处理装置(CPU)作为各单元(分割单元21、第1计算单元22、第2计算单元24、提取单元25)起作用。
计算机程序能够记录于计算机可读取的记录介质、例如软盘、CD-R等。
本运算处理装置可以具有将按照所分割的每个网格求出的最大主应力输入至其他计算机的输入单元23。作为输入单元23，能够使用键盘、鼠标、各种数字转换器等。与此对应，输入工序S23可以是通过键盘进行输入的工序，也可以是在程序内将通过第1计算工序S22计算出的最大主应力自动地输入至第2计算工序24(读入数据)的工序。
首先，在将分析对象部件即对金属板进行成型而获得的部件分割成规定的网格(分割单元21(分割工序S21))时，在使用实体元素的情况下，将部件表现为三维的部件形状的数字数据(CAD数据或者形状测定数据)，或者，在使用壳元素的情况下，将部件表现为二维的平面区域的集合。此时，部件的角部的形状变化较大，因此以足够细致的网格进行分割，确保形状再现性。此外，在对端部的断裂进行分析的情况下，优选以部件的外周线没有凹凸而变得平滑的方式进行网格分割。
接着，使用与图1A以及图1B的分割(分割单元11(分割工序S11))相同的软件，进行与上述实施方式相同的成型分析，进行部件整体的成型工序的分析，接着，在第1计算单元22(第1计算工序S22)中，计算出所关注的每个网格的最大主应力。最大主应力的计算与图1A以及图1B的计算(计算单元12(计算工序S12))相同。
接着，在第2计算单元24(第2计算工序S24)中，在使相互邻接的2个以上的网格彼此结合而形成结合网格时，需要结合对象的各网格的计算值(最大主应力)以及各网格的位置(坐标)的信息。结合网格的计算值是各网格的计算值的算术平均。结合网格的位置可以是各网格的位置的算术平均，为了更方便也可以直接继续使用中央部网格的位置。
然后，在将网格的结合前后进行了比较时，分别提取位置最接近的网格，并计算网格结合前后的最大主应力的差分值，作为该网格的最大主应力的差分值。
然后，提取上述网格结合前后的最大主应力的差分值大于规定值的元素，作为断裂部位(提取单元25(提取工序S25))。
规定值的求法与图1A以及图1B的提取(提取单元14(提取工序S14))相同。
可以在相同的计算机中连续地执行上述第1计算(第1计算单元22(第1计算工序S22))和第2计算(第2计算单元24(第2计算工序S24))，也可以在通过一个计算机执行了第1计算(第1计算单元22(第1计算工序S22))之后，将其分析结果即每个网格的最大主应力输入至其他计算机(输入单元23(输入工序S23))，而执行第2计算(第2计算单元24(第2计算工序S24))、提取(提取单元25(提取工序S25))。
此处，在使输入单元23、第2计算单元24以及提取单元25成为与分割单元21以及第1计算单元22不同的装置构成的情况下，将通过一个计算机进行成型分析而得到的结果作为原始数据输入至其他计算机，由此能够获得能够并列地进行处理而效率提高这样的效果。
根据本发明的断裂预测方法，尤其是通过对两种不同网格粗糙度下的最大主应力的分布进行比较，由此即便在超高强度钢(例如抗拉强度980MPa级的高强度的钢板)中，也能够以低成本且在短时间内推断出冲压成型品的放边裂纹的部位。以下，对这一点进行详细说明。
在专利文献4的方法中，将板厚减少率或者最大主应变由网格尺寸导致的变化显著的部位，视为变形集中而裂纹的可能性较高的部位。在将铝板、软钢板等变形能较高的材料的成型加工作为对象的情况下，通过该方法也能够预测存在裂纹可能性的部位。
但是，在高强度钢板中尤其是在抗拉强度较高的钢种(例如，抗拉强度为980MPa以上的高强度的钢板)中，延伸变低，在较少的变形量下就到达较高的应力状态。因此，难以将几何学的变形量作为指标来确定存在裂纹可能性的部位。与此相对，在将力学的变化量即最大主应力作为指标的情况下，即便在较少的变形量下应力值也较大地变化，因此，能够根据由于网格尺寸的变化而引起的应力差来推断出裂纹可能性较高的部位。
细致地进行网格分割，意味着与网格分割较粗糙的情况相比较，更高地计算、评价应变集中部位的板厚减少率或者最大主应变的值。同样，也意味着更高地评价、计算应力集中部位的最大主应力的值。从该观点出发，也可以认为，无论使用板厚减少率、最大主应变、最大主应力中的哪一个评价指标，都能够进行放边裂纹危险部位的预测。
但是，在低强度材料中，与将部件的平衡状态严密地解开的方针的静态隐式算法相比较，在静态显式算法、动态显式算法、单步法等有限元素分析中应力的精度较低的情况较多，将最大主应力作为裂纹部位预测指标未必就合适。而且，在动态显式算法中还存在如下缺点：由于应力作为应力波在部件内部以依存于时间的波动传播的关系，还产生与平衡状态之间的误差。从该观点出发，在低强度材料中，在将应力状态作为放边裂纹部位的预测指标时，在计算精度上存在问题。
此外，从应用放边裂纹部位预测技术的材料的性质进行考察。如图4所示，在软钢板等抗拉强度较低而延伸较大的材料的情况下，在变更了网格分割的尺寸的情况下，应变值的变化的程度Δε1较大，因此优选将板厚减少率或者最大主应变用作为指标。应力变化量Δσ1在变形量较大的区域中变小，因此作为裂纹部位预测的指标在精度上存在问题。
另一方面，在抗拉强度较高而延伸较小的超高强度钢板的情况下，在变更了网格分割的尺寸的情况下，不得不在应变值的变化Δε2较小的范围内进行裂纹部位的评价。而且，应变的绝对值也较低，需要在极小的变形状态下进行裂纹产生部位的预测。但是，在这种情况下，即便将板厚减少率或者最大主应变作为评价指标，由于变形量本身较小，因此不同尺寸的有限元素模型间的评价指标的值的差分也变得不明确，难以进行放边裂纹部位的预测。与此相对，应力变化量Δσ2相对地变大。因此，通过不将几何学的变形量作为评价指标，而将力学的指标即最大主应力采用为评价指标，由此能够进行高强度且难成型的材料的放边裂纹部位的预测。
从应变分布以及应力分布的观点出发，对于高强度材料示出将最大主应力的差分作为指标的放边裂纹部位的预测的优越性。如图5所示，在以两种网格粗糙度(网格尺寸)对低强度材料的放边部位的最大主应变分布进行标绘的情况下，在放边部的示出最大主应变的部位强烈地示出基于网格粗糙度的最大主应变的差分。据此，通过专利文献4所公开的技术，能够预测在位置0(mm)附近产生放边裂纹。
图6表示在与图5相同的成型形状、抗拉强度980MPa级的高强度材料中实施了有限元素分析时的最大主应变分布。在位置0(mm)附近确认到最大主应变的差分，但是该差分在定量上比图5的低强度材料的事例小。因此，难以设定是否会产生放边裂纹的Δε2(图4中)的阈值，裂纹部位的预测变得困难。
根据图6的分析结果将最大主应力分布相对于位置进行标绘而得到的曲线图为图7A。由于成型而整体的应力水平变高，表面上看位置0(mm)附近的最大主应力的差分看起来较小。但是，根据将该曲线图放大而得到的图7B可知，峰值的最大主应力的差分为100MPa程度。如果获得该程度的最大主应力的差分，则能够在有意义的水平上进行高强度材料的放边裂纹推断指标的阈值的设定。而且，即使在动态显式算法、单步法等无法保证应力值的平衡状态的算法中也能够应用本发明的技术是显而易见的。
即使在之前所指出的静态显式算法、动态显式算法、单步法等应力的计算精度较低的有限元素分析方法中，由于不同的有限元素网格尺寸间的最大主应力的集中程度也显著不同，因此也能够进行高强度且难成型材料的放边裂纹的预测。
如以上那样，本发明尤其适合于高强度且难成型材料的金属板的断裂的预测。作为这样的高强度且难成型材料，能够举出高强度钢板、例如抗拉强度为980MPa以上的超高强度钢板。但是，本发明的应用不限定于高强度钢板，也能够应用于其他高强度材料、例如高强度的铝合金、纯钛、钛合金，并且，还能够应用于复合材料(金属·树脂复合材料，异种金属复合材料)、碳纤维等其他高强度材料。
并且，根据以上的考察，本发明人还想到将使用了最大主应力的分布的差分的预测与使用了板厚减少率或者最大主应变的分布的差分的预测组合会变得有利。
即，通过组合多个预测，能够提高预测的可靠性。
如上所述，与抗拉强度较高而延伸较小的金属板相反，在抗拉强度较低而延伸较大的金属板中，由于变形量较大，因此，优选将板厚减少率或者最大主应变这样的几何学的变形量作为指标。此外，在具有抗拉强度较高而延伸较小的金属板与抗拉强度较低而延伸较大的金属板之间的中等程度的抗拉强度以及延伸的金属板中，不是仅利用使用了最大主应力的预测与使用了最大主应变以及板厚减少率中的至少一方的预测中的一方，而是期望同时使用两者的预测。即，通过组合多个预测，不仅对于高强度而延伸较低的金属板(例如，抗拉强度为980MPa以上的超高强度钢板)、特别适合于使用了最大主应变或者板厚减少率的金属板(例如，软钢板、铝合金板)，而且对于具有它们中间的强度的金属板(例如，抗拉强度为490MPa～780MP程度的高强度钢板)这样的多个种类的金属板，能够以优良的预测精度提取断裂部位。
具体而言，关于图1A以及图1B所示的上述实施方式，在计算工序S12(计算单元12)中，进一步，在以第1网格粗糙度进行了分割的情况以及以第2网格粗糙度进行了分割的情况下，分别按照每个网格求出最大主应变以及板厚减少率中的至少一方即形状指标值，在提取工序S14(提取单元S14)中，进一步求出部件的各部位在第1网格粗糙度的情况下的形状指标值与在第2网格粗糙度的情况下的形状指标值的差分值，提取与满足形状指标值的差分值大于规定值、以及最大主应力的差分值大于规定值中的至少一方的部位对应的第1网格粗糙度的情况下的部位，作为断裂部位。
同样，关于图2A以及图2B所示的上述实施方式，在第1计算工序S22(第1计算单元22)中，进一步按照每个网格求出最大主应变以及板厚减少率的至少一方即形状指标值，在第2计算工序S24(第2计算单元24)中，进一步按照每个结合网格求出形状指标值，在提取工序S25(提取单元25)中，进一步按照部件的每个部位求出在第1计算工序S22(第1计算单元22)中求出的形状指标值与在第2计算工序S24(第2计算单元24)的步骤中求出的形状指标值的差分值，进一步提取与满足形状指标值的差分值大于规定值、以及最大主应力的差分值大于规定值中的至少一方的部位对应的第1计算工序S22(第1计算单元22)中的部位，作为断裂部位。
当在基于有限元素法的分析中变形集中于特定部位的情况下，有时在该特定部位或者其附近产生网格的过度变形的元素内的应变、应力的精度降低或者计算停止。作为避免该情况的数值分析方法，有时利用自适应网格技术。
图8A～图8D表示自适应网格的概要。假定如下情况：在图8A所示那样的网格尺寸的模型上，对点A以及点B赋予较强的拉伸变形，结果在线段AB的中央部产生较强的应力或者应变。在该情况下，当在保持初始的网格尺寸的状态下进行模拟时，有可能会产生有限元素模型无法充分表现变形场的集中的情况。作为避免该情况的方法，将使变形集中的部位的网格尺寸如图8B那样以从分析的中途变小的方式分割的方法称作自适应网格。当变形以及特定部位的变形集中发展时，如图8C、图8D那样扩大应用了自适应网格的区域。即便变形场为双轴拉伸、压缩，也能够应用相同的自适应网格。
在本发明中，虽然需要分别各实施一次两种不同网格粗糙度下的分析，但是在作为评价对象的部件的大小、形状复杂性较高的情况下，有时粗糙度较小的网格粗糙度下的分析需要相当多的时间以及分析成本。在该情况下，代替在粗糙度较小的网格粗糙度下的分析、而在粗糙度较大的网格粗糙度下的分析中应用自适应网格，由此能够仅将作为断裂评价对象的变形集中部位的网格细化。由于能够仅在变形集中部位应用粗糙度较小的网格，因此能够在避免实施大规模分析的同时进行本发明的断裂预测。
具体而言，在上述图1A以及图1B所示的实施方式中，在进行基于第1网格粗糙度的分割时，能够使用自适应网格。
同样，在上述图2A以及图2B所示的实施方式中，在进行基于规定的网格粗糙度的分割时，也能够使用自适应网格。
在冲压成型分析中，有时会产生在下止点以前由于网格的崩溃而导致的分析精度降低、模具与金属板的接触判定失败、材料模型的参数设定不适当的情况下的计算中途停止等计算不良。在这些情况下，成为分析结果的精度被计算得较低、或者中途停止等事态，在将本发明的两种粗糙度的网格尺寸下的分析结果进行比较之前无法获得适当的分析结果。
由于需要在两种粗糙度的网格尺寸下获得正常地完成的分析结果，因此，当在某一方或者双方的分析模型中未正常结束的情况下，无法应用本发明。
为了避免这些状况，并不一定使用到下止点为止的分析结果，也能够进行中途停止评价，根据成型分析的中途阶段的应力分布来进行断裂预测。此外，在事先假定下止点的计算不良的情况下，通过在下止点之前的中途阶段使分析结束而应用本发明，由此也能够降低计算成本。在断裂的危险性较高的部位，在下止点之前开始应力集中的情况较多，因此，在这样的基于中途停止的评价中也能够进行危险部位的提取。
[实施例1]
以下列举实例对本发明进行说明。
在本实施例中，对放边裂纹进行预测。
通过图9所示的模具构成来实施分割成两张的翻边成型。通过具有1边40mm的正方形截面的冲头进行方筒翻边成型。冲头13的角部半径为5mm，冲头肩部半径也为5mm。通过冲模12和压板10从上下按压固定原料板。切出200mm×200mm的正方形形状的板，通过激光切割加工在其中央部开孔出矩形的孔之后，将矩形板从中央切断，由此获得原料板11A以及11B。
获得图10A以及图10B所示那样的形状的原料板，对这两张原料板同时进行翻边成型。在实验上，两处角部R的双方受到放边变形，在某个边缘部到达断裂。在未产生裂纹的情况下，获得两个图11那样的形状的成型品。
通过对两张相同形状的样品同时进行翻边成型，由此矩形孔的角部受到放边变形而产生边缘裂纹的可能性。另外，矩形孔的直边部为弯曲凸缘且未产生向边缘部的拉伸变形，因此没有裂纹的风险。
将图10A以及图10B所示的原料板的角部曲率半径R＝5mm的情况设为基本形状，以R＝3mm、R＝5mm、R＝7mm这3个标准进行改变翻边高度的试验。进行板厚1.6mm、抗拉强度980MPa材料(A材料)的方筒翻边成型。
在矩形孔的初始尺寸为24mm×12mm时(与翻边高度为大约8mm相当的成型条件)，在R＝3mm的角部产生了裂纹。在相同样品的R＝5mm以及R＝7mm的角部未产生裂纹。
通过上述冲头以及原料板形状在两种网格粗糙度下进行了有限元素分析。软件为LS-DYNA中的动态显式算法解算机并使用了壳元素。网格粗糙度采用1.6mm(参照图10A)和2.5mm(参照图10B)这两种，对边缘部的变形状态进行比较。表1表示结果。
【表1】
仅本发明中提示的最大主应力的差分能够预测R＝3mm的角部的裂纹。虽然按照在专利文献4中采用的板厚减少率、最大主应变的指标也能够确认到放边部的变形集中，但是由于是评价在翻边高度为8mm这样的变形量较小的阶段有无裂纹，因此示出基于几何学的变形量的评价指标不适合于高强度材料的裂纹部位的预测。
(应用了本发明的其他实施方式)
如上所述，本发明的断裂预测方法(图1B的分割工序S11～提取工序S14以及图2B的分割工序S21～提取工序S25等)，能够通过运算处理装置(计算机)的RAM、ROM等所存储的程序来实现。该程序记录于计算机可读取的存储介质。以下，对这些程序、计算机可读取的记录介质以及运算处理装置(计算机)进行更具体的说明。
程序例如记录于CD-ROM那样的存储介质、或者经由各种传输介质而提供给计算机。作为记录程序的记录介质，除了CD-ROM以外，也能够使用软盘、硬盘、磁盘、光磁盘、非易失性存储卡等。另一方面，作为程序的传输介质，能够使用用于将程序信息作为载波来传输而供给的计算机网络系统中的通信介质。此处，计算机网络是指LAN、因特网等WAN、无线通信网络等，通信介质是指光纤等有线线路、无线线路等。
此外，作为本发明所包含的程序，不仅是通过计算机执行所供给的程序来实现上述实施方式的功能那样的程序。例如，在该程序与在计算机中运行的OS(操作系统)或者其他应用软件等共同实现上述实施方式的功能的情况下，所述程序也包含于本发明。此外，在所供给的程序的处理全部或者一部分由计算机的功能扩展板、功能扩展单元进行而实现上述实施方式的功能的情况下，所述程序也包含于本发明。
例如，图12是表示运算处理装置(个人用户终端装置)的内部构成的示意图。在该图12中，1200是具备CPU1201的个人计算机(PC)。PC1200执行ROM1202或硬盘(HD)1211所存储的、或者通过软盘驱动器(FD)1212供给的设备控制软件。该PC1200总括地控制与系统总线1204连接的各设备。
PC1200的CPU1201通过ROM1202或者硬盘(HD)1211所存储的程序，实现本实施方式的图1B的分割工序S11～提取工序S14以及图2B的分割工序S21～提取工序S25的顺序等。
符号1203为RAM，作为CPU1201的主存储器、工作区域等起作用。符号1205为键盘控制器(KBC)，对来自键盘(KB)1209、未图示的设备等的指示输入进行控制。
符号1206为显示器控制器(DC)，对显示器(D)1210的显示进行控制。符号1207为盘控制器(DKC)。DKC1207对向存储启动程序、多个应用程序、编辑文件、用户文件以及网络管理程序等的硬盘(HD)1211以及软盘驱动器(FD)1212的访问进行控制。启动程序是起动程序、即开始个人计算机的硬件、软件的执行(动作)的程序。
符号1208为网络接口卡(NIC)，经由LAN1220与网络打印机、其他网络设备或者其他PC进行双向的数据交换。
符号的说明
11、21分割单元；12计算单元；13、23输入单元；14、25提取单元；22第1计算单元；24第2计算单元。

Claims (16)

1.一种断裂预测方法，预测对金属板进行成型而获得的部件的断裂部位，其特征在于，具有：
第1步骤，在将上述金属板以第1网格粗糙度分割的情况以及以比上述第1网格粗糙度粗糙的第2网格粗糙度分割的情况下，分别使用有限元素法进行成型分析；
第2步骤，在上述第1网格粗糙度的情况以及上述第2网格粗糙度的情况下，分别按照每个网格求出最大主应力；以及
第3步骤，求出上述部件的各部位在上述第1网格粗糙度的情况下的上述最大主应力与在上述第2网格粗糙度的情况下的上述最大主应力的差分值，提取与上述差分值大于规定值的部位对应的上述第1网格粗糙度的情况下的部位，作为上述断裂部位。
2.如权利要求1所述的断裂预测方法，其特征在于，
还具有第0步骤，在该第0步骤中，基于表示上述金属板的加工硬化特性的n值，决定上述第1网格粗糙度以及上述第2网格粗糙度。
3.如权利要求1或2所述的断裂预测方法，其特征在于，
当在上述第3步骤中未提取到上述断裂部位的情况下，
进行将上述第1网格粗糙度以及上述第2网格粗糙度中的至少上述第1网格粗糙度重新设定为更细致的粗糙度、以及将上述规定值重新设定为更小的值中的至少一方，
之后，再次实施上述第1步骤到上述第3步骤。
4.如权利要求1至3中任一项所述的断裂预测方法，其特征在于，
在进行基于上述第1网格粗糙度的分割时，使用自适应网格。
5.如权利要求1至4中任一项所述的断裂预测方法，其特征在于，
使上述第1步骤中的上述成型分析在上述部件的成型中途结束。
6.如权利要求1至5中任一项所述的断裂预测方法，其特征在于，
在上述第2步骤中，进一步在以上述第1网格粗糙度进行了分割的情况以及以上述第2网格粗糙度进行了分割的情况下，分别按照每个网格求出最大主应变以及板厚减少率中的至少一方即形状指标值，
在上述第3步骤中，
进一步求出上述部件的各部位在上述第1网格粗糙度的情况下的上述形状指标值与在上述第2网格粗糙度的情况下的上述形状指标值的差分值，
提取与满足上述形状指标值的差分值大于规定值以及上述最大主应力的差分值大于规定值中的至少一方的部位对应的上述第1网格粗糙度的情况下的部位，作为上述断裂部位。
7.一种断裂预测方法，预测对金属板进行成型而获得的部件的断裂部位，其特征在于，具有：
第1步骤，以规定的网格粗糙度分割上述金属板，使用有限元素法进行成型分析；
第2步骤，按照每个网格求出最大主应力；
第3步骤，按照每个结合网格求出最大主应力，该结合网格是使相互邻接的2个以上的网格彼此结合而形成的；以及
第4步骤，按照上述部件的每个部位求出在上述第2步骤中求出的上述最大主应力与在上述第3步骤中求出的上述最大主应力的差分值，并且提取与上述差分值大于规定值的部位对应的上述第2步骤中的部位，作为上述断裂部位。
8.如权利要求7所述的断裂预测方法，其特征在于，
在进行基于上述规定的网格粗糙度的分割时，使用自适应网格。
9.如权利要求7或8所述的断裂预测方法，其特征在于，
使上述第1步骤中的上述成型分析在上述部件的成型中途结束。
10.如权利要求7至9中任一项所述的断裂预测方法，其特征在于，
在上述第2步骤中，进一步按照每个网格求出最大主应变以及板厚减少率中的至少一方即形状指标值，
在上述第3步骤中，进一步按照每个结合网格求出上述形状指标值，
在上述第4步骤中，
进一步按照上述部件的每个部位求出在上述第2步骤中求出的上述形状指标值与在上述第3步骤中求出的上述形状指标值的差分值，
提取与满足上述形状指标值的差分值大于规定值以及上述最大主应力的差分值大于规定值中的至少一方的部位对应的上述第2步骤中的部位，作为上述断裂部位。
11.如权利要求1至10中任一项所述的断裂预测方法，其特征在于，
作为断裂部位，对放边裂纹的产生部位进行预测。
12.如权利要求1至11中任一项所述的断裂预测方法，其特征在于，
提取上述部件的端部的上述断裂部位。
13.如权利要求1至12中任一项所述的断裂预测方法，其特征在于，
上述金属板是抗拉强度为980MPa以上的钢板。
14.一种程序，其特征在于，
执行权利要求1至13中任一项所述的断裂预测方法。
15.一种计算机可读取的记录介质，其特征在于，
记录有权利要求14所述的程序。
16.一种运算处理装置，其特征在于，
执行权利要求14所述的程序。
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