CN110087790B - 金属板的成型方法、中间形状的设计方法、金属板的成型用模具、计算机程序以及记录介质 - Google Patents

Abstract

一种金属板的成型方法，在对金属板进行冲压成型而成型为成型形状时，将金属板成型为中间形状，接着，成型为成型形状，其中，在从金属板成型为中间形状时，与从金属板直接成型为成型形状的情况相比，在经由中间形状成型为成型形状的情况下，通过对包括从金属板的板厚减少率较大的部位的至少一部的第1区域进行成型，由此对中间形状进行成型。

Description

金属板的成型方法、中间形状的设计方法、金属板的成型用模 具、计算机程序以及记录介质

技术领域

本发明涉及金属板的成型方法、中间形状的设计方法、金属板的成型用模具、计算机程序以及记录介质。

背景技术

在金属板的冲压成型中，由于冲压而应变的部分的板厚减少不一定均匀，例如，当对金属板进行冲压成型而形成凸状的鼓出部时，在鼓出部的顶点部分板厚减少最大，有时会导致缩颈(局部的收缩)、破裂。因此，希望使板厚减少分散到部件整体而到材料的极限为止进行灵活运用(将材料完全利用)的技术。特别是，在超高强度钢(High TensileStrength Steel)中，即使产生稍微的板厚减少就会产生破裂，因此需要降低金属板中的板厚减少率的最大值。

在日本专利第4879588号公报中记载有一种金属板冲压成型方法，在冲压成型部件具有产生较大的残留应力的棱线部的情况下，由于回弹较大，因此在冲压成型工序的前级工序即拉拔工序中，使模具的该部位的形状成为与该部位的最终形状相比曲率半径小1mm以上的形状，然后，在通过模锻工序成型为最终形状时，以将向外侧伸出的部分压回的方式进行成型，由此对棱线部的拉伸残留应力进行缓和。但是，在日本专利第4879588号公报的方法中，存在的问题为，棱线部的曲率半径、坯料即金属板(成型前的金属板)的抗拉强度具有限制，冲压成型部件的形状的自由度被限制。此外，在日本专利第4879588号公报中，对于由板厚减少导致的缩颈、破裂的产生，并未记载任何对策。

此外，在日本特开2007-326112号公报中记载有一种冲压成型方法，通过冲模和坯料支架对坯料进行褶皱按压，在使可动冲头比模具突出先行的状态下将坯料拉出而进行预备成型，由此对于以往几乎不应变的制品的底面等区域，也带来由板厚减少导致的表面积增加，能够对成型板的较大范围赋予均匀的应变。但是，日本特开2007-326112号公报所记载的方法是适合于圆筒容器的冲压成型的方法，并未考虑对圆筒容器以外的形状的应用。此外，在日本特开2007-326112号公报所记载的方法中，通过一次冲压工序对成型品进行成型，因此模具的形状变得复杂。并且，使应变分散的区域被限于冲头肩部和纵壁部，因此与板厚减少相伴随的缩颈、破裂为根本性地解决。

发明内容

发明要解决的课题

本发明是鉴于上述情况而进行的，其课题在于提供能够减小冲压成型后的板厚减少率的最大值的金属板的成型方法、中间形状的设计方法、金属板的成型用模具计算机程序以及记录介质。

用于解决课题的手段

关于本发明，公开以下的方式(1)～(32)。

(1)一种金属板的成型方法，在对金属板进行冲压成型而成型为成型形状时，将上述金属板成型为与成型形状不同的中间形状，接着，经由上述中间形状直接成型为上述成型形状，在该金属板的成型方法中，

在从上述金属板对上述中间形状进行成型时，与从上述金属板成型为上述成型形状的情况相比，在从上述中间形状成型为上述成型形状的情况下，对包括上述金属板的板厚减少率较大的第1部位的至少一部分的区域进行成型，由此对上述中间形状进行成型。

(2)如(1)所述的金属板的成型方法，根据通过依次进行下述第1步骤和下述第2步骤而求出的有限要素法分析中的成型形状的金属板的要素数据(B)以及成型前的虚拟金属板的要素数据(D)，

对于上述成型前的虚拟金属板的要素数据(D)中、与上述第1区域对应的一部分要素，赋予变形为与上述一部分要素的各要素对应的上述成型形状的金属板的要素数据(B)的各要素的形状所需要的应变，

对于上述成型前的虚拟金属板的要素数据(D)中、与第2区域对应的剩余要素，赋予绝对值比变形为与上述剩余要素的各要素对应的上述成型形状的金属板的要素数据(B)的各要素的形状所需要的应变小的应变或者不赋予应变，上述第2区域包括与经由上述中间形状成型为上述成型形状的情况相比、在从上述金属板直接成型为上述成型形状的情况下的上述金属板的板厚减少率较大的部位的至少一部分，

将使上述成型前的虚拟金属板变形后的情况下的变形后的虚拟金属板的要素数据(G)的形状设为上述中间形状，

第1步骤：准备临时的金属板的要素数据(A)以及上述成型形状的金属板的要素数据(B)的步骤；

第2步骤：以上述临时的金属板的要素数据(A)与上述成型形状的金属板的要素数据(B)的、相对应的各要素间的形状之差变小的方式，对上述临时的金属板的要素数据(A)进行修正而求出成型前的虚拟金属板的要素数据(D)的步骤。

(3)如(2)所述的金属板的成型方法，上述第1步骤为，通过基于有限要素法的成型分析，根据临时的金属板的要素数据(A)，求出上述成型形状的金属板的要素数据(B)。

(4)如(2)所述的金属板的成型方法，上述第1步骤为，通过基于有限要素法的反向分析，根据上述成型形状的金属板的要素数据(B)，求出上述临时的金属板的要素数据(A)。

(5)如(2)至(4)任一项所述的金属板的成型方法，其特征在于，在上述第2步骤中，依次进行下述第2-1步骤、下述第2-2步骤以及下述第2-3步骤，由此，

以上述临时的金属板的要素数据(A)与上述成型形状的金属板的要素数据(B)的、相对应的各要素间的形状之差变小的方式，对上述临时的金属板的要素数据(A)进行修正而求出成型前的虚拟金属板的要素数据(D)。

第2-1步骤：按照上述临时的金属板的要素数据(A)的每个要素，求出为了弹性变形为与上述临时的金属板的要素数据(A)的各要素对应的上述成型形状的金属板的要素数据(B)的各要素的形状而需要的、对上述临时的金属板的要素数据(A)的各要素施加的应力(F1)的步骤。

第2-2步骤：制作对于上述临时的金属板的要素数据(A)的各要素，赋予绝对值为在上述第2-1步骤中求出的上述应力(F1)以上的应力(F2)，并且，赋予了对各有限要素的节点向面外方向的位移进行限制的条件的有限要素模型(I)的步骤。

第2-3步骤：根据在上述第2-2的步骤中制作出的有限要素模型(I)，进行基于有限要素法的弹性变形分析，求出弹性变形后的要素数据(H)，将上述临时的金属板的要素数据(A)的各有限要素的形状修正为成为弹性变形后的有限要素数据(H)的各有限要素的形状，将修正后的有限要素数据设为成型前的虚拟金属板的要素数据(D)的步骤。

(6)如(5)所述的金属板的成型方法，上述应力(F2)是绝对值大于上述应力(F1)且为上述应力(F1)的1.5倍以下的应力。

(7)如(2)至(6)任一项所述的金属板的成型方法，其特征在于，按照上述成型前的虚拟金属板的要素数据(D)的每个要素，求出弹性变形为与上述成型前的虚拟金属板的要素数据(D)的各要素对应的上述成型形状的金属板的要素数据(B)的各要素的形状所需要的应力(F3)，

制作对于上述成型前的虚拟金属板的要素数据(D)的一部分要素赋予上述弹性变形所需要的应力(F3)，并且，对于上述成型前的虚拟金属板的要素数据(D)的剩余要素赋予绝对值小于上述弹性变形所需要的应力(F3)的应力或者不赋予应力的有限要素模型(J)，

根据上述有限要素模型(J)，进行基于有限要素法的弹性变形分析，由此，

对于上述成型前的虚拟金属板的要素数据(D)的一部分要素，赋予变形为与上述一部分要素对应的上述成型形状的金属板的要素数据(B)的各要素的形状所需要的应变，

对于上述成型前的虚拟金属板的要素数据(D)的剩余要素，赋予绝对值小于变形为与上述剩余要素对应的上述成型形状的金属板的要素数据(B)的各要素的形状所需要的应变的应变或者不赋予应变，

求出变形后的情况下的变形后的虚拟金属板的要素数据(G)。

(8)如(7)所述的金属板的成型方法，对于上述成型前的虚拟金属板的要素数据(D)的剩余要素中、与上述一部分要素的边界附近的要素，赋予绝对值小于上述应力(F3)的应力，随着从上述边界附近的要素远离而对于上述剩余要素赋予绝对值逐渐变小的应力。

(9)如(2)至(8)任一项所述的金属板的成型方法，其特征在于，在将在上述第2步骤中得到的上述成型前的虚拟金属板的要素数据(D)与上述第1步骤中的上述临时的金属板的要素数据(A)进行置换之后，进行上述第1步骤以及上述第2步骤，或者，进行上述第2步骤而重新求出成型前的虚拟金属板的要素数据(D)。

(10)如(2)至(9)任一项所述的金属板的成型方法，其特征在于，在上述成型前的虚拟金属板的要素数据(D)与上述成型形状的金属板的要素数据(B)之间，设定对应的各要素的成型前后的状态变化量(ΔX)的上限的阈值、或者上限的阈值以及下限的阈值，

在仅设定了上述状态变化量(ΔX)的上限的阈值的情况下，到状态变化量(ΔX)的最大值成为阈值以下的要素数据为止，

在设定了上述状态变化量(ΔX)的上限以及下限的阈值的情况下，到状态变化量(ΔX)的最大值以及最小值成为上限的阈值以下且为下限的阈值以上的要素数据为止，

在将在上述第2步骤中得到的上述成型前的虚拟金属板的要素数据(D)与上述第1步骤的上述临时的金属板的要素数据(A)进行置换之后，进行上述第1步骤以及上述第2步骤或者上述第2步骤而重新求出成型前的虚拟金属板的要素数据(D)。

(11)一种金属板的成型方法，在对金属板进行冲压成型而成型为成型形状时，将上述金属板依次成型为与成型形状不同的多个中间形状，并从最后的中间形状成型为上述成型形状，在该金属板的成型方法中，

在得到上述多个中间形状的工序以及得到上述成型形状的工序中的全部或一部分工序中，将通过(1)～(10)任一项所述的成型方法得到的形状设为在上述工序的前工序中进行成型的中间形状。

(12)一种中间形状的设计方法，是在对金属板进行冲压成型而成型为成型形状时，将上述金属板成型为与成型形状不同的中间形状，接着，从上述中间形状成型为上述成型形状的情况下的上述中间形状的设计方法，

在从上述金属板对上述中间形状进行成型时，与从上述金属板直接成型为上述成型形状的情况相比，在经由上述中间形状成型为上述成型形状的情况下，在对上述金属板的板厚减少率较大的第1区域先进行了成型之后，将对包括与从上述中间形状成型为上述成型形状的情况相比在从上述金属板成型为上述成型形状的情况下的应变或者板厚减少率较大的部位的至少一部分在内的第1区域进行了成型的情况下的形状设为上述中间形状。

(13)如(12)所述的中间形状的设计方法，根据通过依次进行下述第1步骤和下述第2步骤而求出的有限要素法分析中的成型形状的金属板的要素数据(B)以及成型前的虚拟金属板的要素数据(D)，

对于上述成型前的虚拟金属板的要素数据(D)中、与上述第1区域对应的一部分要素，赋予变形为与上述一部分要素的各要素对应的上述成型形状的金属板的要素数据(B)的各要素的形状所需要的应变，

对于上述成型前的虚拟金属板的要素数据(D)中、与第2区域对应的剩余要素，赋予绝对值比变形为与上述剩余要素的各要素对应的上述成型形状的金属板的要素数据(B)的各要素的形状所需要的应变小的应变或者不赋予应变，上述第2区域包括与经由上述中间形状成型为上述成型形状的情况相比、从上述金属板直接成型为上述成型形状的情况下的上述金属板的板厚减少率较大的部位的至少一部分，

将使上述成型前的虚拟金属板变形后的情况下的变形后的虚拟金属板的要素数据(G)的形状设为上述中间形状，

第1步骤：准备临时的金属板的要素数据(A)以及上述成型形状的金属板的要素数据(B)的步骤；

第2步骤：以上述临时的金属板的要素数据(A)与上述成型形状的金属板的要素数据(B)的拓扑地对应的各要素间的形状之差变小的方式，对上述临时的金属板的要素数据(A)进行修正而求出成型前的虚拟金属板的要素数据(D)的步骤。

(14)如(13)所述的中间形状的设计方法，上述第1步骤为，通过基于有限要素法的成型分析，根据临时的金属板的要素数据(A)，求出上述成型形状的金属板的要素数据(B)。

(15)如(13)所述的中间形状的设计方法，上述第1步骤为，通过基于有限要素法的反向分析，根据上述成型形状的金属板的要素数据(B)，求出上述临时的金属板的要素数据(A)。

(16)如(13)至(15)任一项所述的中间形状的设计方法，其特征在于，在上述第2步骤中，通过依次进行下述第2-1步骤、下述第2-2步骤以及下述第2-3步骤，由此，

以上述临时的金属板的要素数据(A)与上述成型形状的金属板的要素数据(B)的、相对应的各要素间的形状之差变小的方式，对上述临时的金属板的要素数据(A)进行修正而求出成型前的虚拟金属板的要素数据(D)，

第2-1步骤：按照上述临时的金属板的要素数据(A)的每个要素，求出为了弹性变形为与上述临时的金属板的要素数据(A)的各要素拓扑地对应的上述成型形状的金属板的要素数据(B)的各要素的形状所需要的、对上述临时的金属板的要素数据(A)的各要素施加的应力(F1)的步骤；

第2-2步骤：制作对于上述临时的金属板的要素数据(A)的各要素，赋予绝对值为在上述第2-1步骤中求出的上述应力(F1)以上的应力(F2)，并且，赋予了对各有限要素的节点向面外方向的位移进行限制的条件的有限要素模型(I)的步骤；

第2-3步骤：根据在上述第2-2的步骤中制作出的有限要素模型(I)进行基于有限要素法的弹性变形分析，求出弹性变形后的要素数据(H)，将上述临时的金属板的要素数据(A)的各有限要素的形状修正为弹性变形后的有限要素数据(H)的各有限要素的形状，将修正后的有限要素数据设为成型前的虚拟金属板的要素数据(D)的步骤。

(17)如(16)所述的中间形状的设计方法，上述应力(F2)为绝对值大于上述应力(F1)且为上述应力(F1)的1.5倍以下的应力。

(18)如(13)至(17)任一项所述的中间形状的设计方法，其特征在于，按照上述成型前的虚拟金属板的要素数据(D)的每个要素，求出为了弹性变形为与上述成型前的虚拟金属板的要素数据(D)的各要素对应的上述成型形状的金属板的要素数据(B)的各要素的形状所需要的应力(F3)，

制作对于上述成型前的虚拟金属板的要素数据(D)的一部分要素赋予上述弹性变形所需要的应力(F3)，并且，对于上述成型前的虚拟金属板的要素数据(D)的剩余要素赋予绝对值小于上述弹性变形所需要的应力(F3)的应力或者不赋予应力的有限要素模型(J)，

根据上述有限要素模型(J)，进行基于有限要素法的弹性变形分析，由此，

对于上述成型前的虚拟金属板的要素数据(D)的一部分要素，赋予变形为与上述一部分要素对应的上述成型形状的金属板的要素数据(B)的各要素的形状所需要的应变，

对于上述成型前的虚拟金属板的要素数据(D)的剩余要素，赋予绝对值小于变形为与上述剩余要素对应的上述成型形状的金属板的要素数据(B)的各要素的形状所需要的应变的应变或者不赋予应变，

求出变形后的情况下的变形后的虚拟金属板的要素数据(G)。

(19)如(18)所述的中间形状的设计方法，对于上述成型前的虚拟金属板的要素数据(D)的剩余要素中、与上述一部分要素的边界附近的要素，赋予绝对值小于上述应力(F3)的应力，随着从上述边界附近的要素远离而对于上述剩余要素赋予绝对值逐渐变小的应力。

(20)如(13)至(19)任一项所述的中间形状的设计方法，其特征在于，在将在上述第2步骤中得到的上述成型前的虚拟金属板的要素数据(D)与上述第1步骤中的上述临时的金属板的要素数据(A)进行置换了之后，进行上述第1步骤以及上述第2步骤，或者，进行上述第2步骤而重新求出成型前的虚拟金属板的要素数据(D)。

(21)如(13)至(19)任一项所述的中间形状的设计方法，设定在上述成型前的虚拟金属板的要素数据(D)与上述成型形状的金属板的要素数据(B)之间拓扑地对应的各有限要素的成型前后的状态变化量(ΔX)的上限的阈值、或者上限的阈值以及下限的阈值，

在仅设定了上述状态变化量(ΔX)的上限的阈值的情况下，到状态变化量(ΔX)的最大值成为阈值以下的要素数据为止，

在设定了上述状态变化量(ΔX)的上限以及下限的阈值的情况下，到状态变化量(ΔX)的最大值以及最小值成为上限的阈值以下且为下限的阈值以上的要素数据为止，

反复进行：在将在上述第2步骤中得到的上述成型前的虚拟金属板的要素数据(D)与上述第1步骤中的上述临时的金属板的要素数据(A)进行置换之后，进行上述第1步骤以及上述第2步骤或者上述第2步骤而重新求出成型前的虚拟金属板的要素数据(D)。

(22)一种中间形状的设计方法，是在对金属板进行冲压成型而成型为成型形状时，将上述金属板依次成型为与成型形状不同的多个中间形状，从最后的中间形状成型为上述成型形状的情况下的上述中间形状的设计方法，

在得到上述多个中间形状的工序以及得到上述成型形状的工序中的全部或一部分工序中，将通过(12)～(21)任一项所述的设计方法得到的形状设为在上述工序的前工序进行成型的中间形状。

(23)一种金属板的成型用模具，其特征在于，包括将在如(1)～(11)任一项所述的金属板的成型方法中得到的中间形状，作为冲模表面的形状。

(24)一种计算机程序，用于在对金属板进行冲压成型而成型为成型形状时，将上述金属板成型为与成型形状不同的中间形状，接着，从上述中间形状成型为上述成型形状的情况下，设计上述中间形状，该计算机程序用于使计算机执行包括如下步骤的处理，

在从上述金属板对上述中间形状进行成型时，与从上述金属板直接成型为上述成型形状的情况相比，在经由上述中间形状成型为上述成型形状的情况下，将成型了包括上述金属板的板厚减少率较大的部位的至少一部分在内的第1区域的情况下的形状，设为上述中间形状的步骤。

(25)如(24)所述的计算机程序，包括如下步骤：根据有限要素法分析中的、临时的金属板的要素数据(A)以及与上述临时的金属板的要素数据(A)对应的成型形状的金属板的要素数据(B)，

依次进行下述第2-1步骤和下述第2-2步骤，由此，

制作有限要素模型(I)，该有限要素模型(I)用于进行为了以上述临时的金属板的要素数据(A)与上述成型形状的金属板的要素数据(B)的各要素间的形状之差变小的方式对上述临时的金属板的要素数据(A)进行修正而求出成型前的虚拟金属板的要素数据(D)的基于有限要素法的弹性变形分析，

第2-1步骤：按照上述临时的金属板的要素数据(A)的每个要素，求出为了使上述临时的金属板的要素数据(A)的各要素弹性变形为上述成型形状的金属板的要素数据(B)的各要素的形状而需要的、对上述临时的金属板的要素数据(A)的各要素施加的应力(F1)的步骤。

第2-2步骤：制作对于上述临时的金属板的要素数据(A)的各要素，赋予绝对值为在上述第2-1步骤中求出的上述应力(F1)以上的应力(F2)，并且，赋予了对各有限要素的节点向面外方向的位移进行限制的条件的有限要素模型(I)的步骤。

(26)如(24)所述的计算机程序，包括如下步骤：根据有限要素法分析中的临时的金属板的要素数据(A)以及与临时的金属板的要素数据(A)拓扑地同相的成型形状的金属板的要素数据(B)，

依次进行下述第2-1步骤、下述第2-2步骤以及下述2-3步骤，由此，

以上述临时的金属板的要素数据(A)与上述成型形状的金属板的要素数据(B)的拓扑地对应的各要素间的形状之差变小的方式对上述临时的金属板的要素数据(A)进行修正而求出成型前的虚拟金属板的要素数据(D)，

第2-1步骤：按照上述临时的金属板的要素数据(A)的每个要素，求出为了使上述临时的金属板的要素数据(A)的各要素弹性变形为拓扑地对应的上述成型形状的金属板的要素数据(B)的各要素的形状而需要的、对上述临时的金属板的要素数据(A)的各要素施加的应力(F1)的步骤；

第2-2步骤：制作对于上述临时的金属板的要素数据(A)的各要素，赋予绝对值为在上述第2-1步骤中求出的上述应力(F1)以上的应力(F2)，并且，赋予了对各有限要素的节点向面外方向的位移进行限制的条件的有限要素模型(I)的步骤；

第2-3步骤：根据上述有限要素模型(I)进行基于有限要素法的弹性变形分析，求出弹性变形后的要素数据(H)，将上述临时的金属板的要素数据(A)的各有限要素的形状修正为弹性变形后的有限要素数据(H)的各有限要素的形状，将修正后的有限要素数据设为成型前的虚拟金属板的要素数据(D)的步骤。

(27)如(25)或者(26)所述的计算机程序，上述应力(F2)是大于上述应力(F1)且为上述应力(F1)的1.5倍以下的应力。

(28)如(25)～(27)任一项所述的计算机程序，包括如下步骤：根据有限要素法分析中的成型前的虚拟金属板的要素数据(D)以及与上述成型前的虚拟金属板的要素数据(D)对应的成型形状的金属板的要素数据(B)，

按照每个要素，求出上述成型前的虚拟金属板的要素数据(D)的各要素弹性变形为与上述成型前的虚拟金属板的要素数据(D)的各要素对应的上述成型形状的金属板的要素数据(B)的各要素的形状所需要的应力(F3)，

制作对于上述成型前的虚拟金属板的要素数据(D)中与上述第1区域对应的一部分要素，赋予上述弹性变形所需要的应力(F3)，并且，对于上述成型前的虚拟金属板的要素数据(D)中、与第2区域对应的剩余要素，赋予绝对值小于上述弹性变形所需要的应力(F3)的应力或者不赋予应力的有限要素模型(J)，上述第2区域包括与经由中间形状成型为上述成型形状的情况相比在从上述金属板直接成型为上述成型形状的情况下上述金属板的板厚减少率较大的部位的至少一部分。

(29)如(28)所述的计算机程序，包括如下步骤：根据上述有限要素模型(J)，进行基于有限要素法的弹性变形分析，由此，

对于上述成型前的虚拟金属板的要素数据(D)中、与上述第1区域对应的一部分要素，赋予变形为与上述一部分要素的各要素对应的上述成型形状的金属板的要素数据(B)的各要素的形状所需要的应变，

对于上述成型前的虚拟金属板的要素数据(D)中、与上述第2区域对应的剩余要素，赋予绝对值小于变形为与上述剩余要素的各要素对应的上述成型形状的金属板的要素数据(B)的各要素的形状所需要的应变的应变或者不赋予应变，

求出使上述成型前的虚拟金属板变形后的情况下的变形后的虚拟金属板的要素数据(G)。

(30)如(28)或者(29)所述的计算机程序，对于上述成型前的虚拟金属板的要素数据(D)的剩余要素中、与上述一部分要素的边界附近的要素，赋予绝对值小于上述应力(F3)的应力，随着从上述边界附近的要素远离而对于上述剩余要素赋予绝对值逐渐变小的应力。

(31)如(28)至(30)任一项所述的计算机程序，用于执行：通过基于有限要素法的成型分析，求出将临时的金属板成型为成型形状时的上述临时的金属板的要素数据(A)、上述成型形状的金属板的要素数据(B)的第1步骤；以及

根据上述有限要素模型(J)，进行基于有限要素法的弹性变形分析，由此设为上述中间形状的第3步骤。

(32)如(31)所述的计算机程序，其特征在于，使计算机执行如下步骤：在将在上述第2-3步骤中得到的上述成型前的虚拟金属板的要素数据(D)与上述第1步骤中的上述临时的金属板的要素数据(A)进行置换之后，依次进行上述第1步骤～上述第2-3步骤或者上述第2-1步骤～上述第2-3步骤而重新求出成型前的虚拟金属板的要素数据(D)。

(33)如(31)或者(32)所述的计算机程序，其特征在于，设定在上述成型前的虚拟金属板的要素数据(D)与上述成型形状的金属板的要素数据(B)之间对应的各要素的成型前后的状态变化量(ΔX)的上限的阈值或者上限的阈值以及下限的阈值，

在仅设定了上述状态变化量(ΔX)的上限的阈值的情况下，到状态变化量(ΔX)的最大值成为阈值以下的要素数据为止，

在设定了上述状态变化量(ΔX)的上限以及下限的阈值的情况下，到状态变化量(ΔX)的最大值以及最小值成为上限的阈值以下且为下限的阈值以上的要素数据为止，

反复进行：在将在上述第2-3步骤中得到的上述成型前的虚拟金属板的要素数据(D)与上述第1步骤中的上述临时的金属板的要素数据(A)进行置换之后，进行上述第1步骤～上述第2-3步骤或上述第2-1步骤～上述第2-3步骤而重新求出成型前的虚拟金属板的要素数据(D)。

(34)如(31)至(33)任一项所述的计算机程序，在对金属板进行冲压成型而成型为成型形状时，将上述金属板依次成型为与成型形状不同的多个中间形状，求出从最后的中间形状成型为上述成型形状时的上述中间形状，该计算机程序使计算机执行：

将在(31)至(33)任一项所述的计算机程序中求出的形状置换为中间形状，依次进行从上述第1步骤至上述第3步骤。

(35)一种计算机能够读取的记录介质，记录了如(24)至(34)任一项所述的计算机程序。

此外，关于本发明，公开以下的方式[1]～[21]。

[1]一种金属板的成型方法，在对金属板进行冲压成型而成型为成型形状时，将上述金属板成型为与成型形状不同的中间形状，接着，从上述中间形状成型为上述成型形状，其中，

根据通过依次进行下述第1步骤以及下述第2步骤而求出的有限要素法分析中的成型形状的金属板的要素数据(B)以及成型前的虚拟金属板的要素数据(D)，

对于上述成型前的虚拟金属板的要素数据(D)的一部分要素，赋予各要素变形为拓扑地对应的上述成型形状的金属板的要素数据(B)的各要素的形状所需要的应变，

对于上述成型前的虚拟金属板的要素数据(D)的剩余要素，赋予绝对值小于各要素变形为拓扑地对应的上述成型形状的金属板的要素数据(B)的各要素的形状所需要的应变的应变或者不赋予应变，

将变形后的情况下的变形后的虚拟金属板的要素数据(G)的形状设为上述中间形状，

第1步骤：通过基于有限要素法的成型分析，根据临时的金属板的要素数据(A)，求出上述成型形状的金属板的要素数据(B)的步骤；

第2步骤：以上述临时的金属板的要素数据(A)与上述成型形状的金属板的要素数据(B)的拓扑地对应的各要素间的形状之差变小的方式对上述临时的金属板的要素数据(A)进行修正而求出成型前的虚拟金属板的要素数据(D)的步骤。

[2]如[1]所述的金属板的成型方法，其特征在于，在上述第2步骤中，依次进行下述第2-1步骤、下述第2-2步骤以及下述第2-3步骤，由此，

以上述临时的金属板的要素数据(A)与上述成型形状的金属板的要素数据(B)的拓扑地对应的各要素间的形状之差变小的方式对上述临时的金属板的要素数据(A)进行修正而求出成型前的虚拟金属板的要素数据(D)，

第2-1步骤：按照上述临时的金属板的要素数据(A)的每个要素，求出为了弹性变形为与上述临时的金属板的要素数据(A)的各要素拓扑地对应的上述成型形状的金属板的要素数据(B)的各要素的形状所需要的、对上述临时的金属板的要素数据(A)的各要素施加的应力(F1)的步骤；

第2-2步骤：制作对于上述临时的金属板的要素数据(A)的各要素赋予对应的上述应力(F1)或者上述应力(F1)的1.5倍以下的应力(F2)，并且，赋予了对各有限要素的节点向面外方向的位移进行限制的条件的有限要素模型(I)的步骤；

第2-3步骤：根据在上述第2-2的步骤中制作的有限要素模型(I)，进行基于有限要素法的弹性变形分析，求出弹性变形后的要素数据(H)，将上述临时的金属板的要素数据(A)的各有限要素的形状修正为弹性变形后的有限要素数据(H)的各有限要素的形状，将修正后的有限要素数据设为成型前的虚拟金属板的要素数据(D)的步骤。

[3]如[1]或者[2]所述的金属板的成型方法，其特征在于，按照每个要素，求出上述成型前的虚拟金属板的要素数据(D)的各要素向拓扑地对应的上述成型形状的金属板的要素数据(B)的各要素弹性变形所需要的应力(F3)，

制作对于上述成型前的虚拟金属板的要素数据(D)的一部分要素赋予上述弹性变形所需要的应力(F3)，并且，对于上述成型前的虚拟金属板的要素数据(D)的剩余部分赋予绝对值小于上述弹性变形所需要的应力(F3)的应力或者不赋予应力的有限要素模型(J)，

根据上述有限要素模型(J)，进行基于有限要素法的弹性变形分析，由此，

对于上述成型前的虚拟金属板的要素数据(D)的一部分要素，赋予各要素变形为拓扑地对应的上述成型形状的金属板的要素数据(B)的各要素的形状所需要的应变，

对于上述成型前的虚拟金属板的要素数据(D)的剩余要素，赋予绝对值小于各要素变形为拓扑地对应的上述成型形状的金属板的要素数据(B)的各要素的形状所需要的应变的应变或者不赋予应变，

求出变形后的情况下的变形后的虚拟金属板的要素数据(G)。

[4]如[1]至[3]任一项所述的金属板的成型方法，其特征在于，在将在上述第2步骤中得到的上述成型前的虚拟金属板的要素数据(D)与上述第1步骤中的上述临时的金属板的要素数据(A)进行置换之后，进行上述第1步骤以及上述第2步骤或者上述第2步骤而重新求出成型前的虚拟金属板的要素数据(D)。

[5]如[1]至[3]任一项所述的金属板的成型方法，其特征在于，设定在上述成型前的虚拟金属板的要素数据(D)与上述成型形状的金属板的要素数据(B)之间拓扑地对应的各有限要素的成型前后的状态变化量(ΔX)的上限的阈值或上限的阈值以及下限的阈值，

在仅设定了上述状态变化量(ΔX)的上限的阈值的情况下，到状态变化量(ΔX)的最大值成为阈值以下的要素数据为止，

在仅设定了上述状态变化量(ΔX)的上限以及下限的阈值的情况下，到状态变化量(ΔX)的最大值以及最小值成为上限的阈值以下且为下限的阈值以上的要素数据为止，

反复进行：在将在上述第2步骤中得到的上述成型前的虚拟金属板的要素数据(D)与上述第1步骤中的上述临时的金属板的要素数据(A)进行置换之后，进行上述第1步骤以及上述第2步骤或者上述第2步骤而重新求出成型前的虚拟金属板的要素数据(D)。

[6]一种金属板的成型方法，在对金属板进行冲压成型而成型为成型形状时，将上述金属板依次成型为与成型形状不同的多个中间形状，并从最后的中间形状成型为上述成型形状，在该金属板的成型方法中，

在得到上述多个中间形状的工序以及得到上述成型形状的工序中的全部或一部分工序中，将通过将该工序中的成型形状设为[1]～[5]任一项所述的成型方法中的上述成型形状而得到的中间形状，作为在该工序的前工序进行成型的中间形状。

[7]一种中间形状的设计方法，是在对金属板进行冲压成型而成型为成型形状时，将上述金属板成型为与成型形状不同的中间形状，接着，从上述中间形状成型为上述成型形状的情况下的上述中间形状的设计方法，

根据通过依次进行下述第1步骤和下述第2步骤而求出的有限要素法分析中的成型形状的金属板的要素数据(B)以及成型前的虚拟金属板的要素数据(D)，

对于上述成型前的虚拟金属板的要素数据(D)的一部分要素，赋予各要素变形为拓扑地对应的上述成型形状的金属板的要素数据(B)的各要素的形状所需要的应变，

对于上述成型前的虚拟金属板的要素数据(D)的剩余要素，赋予绝对值小于各要素变形为拓扑地对应的上述成型形状的金属板的要素数据(B)的各要素的形状所需要的应变的应变或者不赋予应变，

将变形后的情况下的变形后的虚拟金属板的要素数据(G)的形状设为上述中间形状，

第1步骤：通过基于有限要素法的成型分析，根据临时的金属板的要素数据(A)，求出上述成型形状的金属板的要素数据(B)的步骤；

第2步骤：以上述临时的金属板的要素数据(A)与上述成型形状的金属板的要素数据(B)的拓扑地对应的各要素间的形状之差变小的方式对上述临时的金属板的要素数据(A)进行修正而求出成型前的虚拟金属板的要素数据(D)的步骤。

[8]如[7]所述的中间形状的设计方法，其特征在于，在上述第2步骤中，依次进行下述第2-1步骤、下述第2-2步骤以及下述第2-3步骤，由此，

以上述临时的金属板的要素数据(A)与上述成型形状的金属板的要素数据(B)的拓扑地对应的各要素间的形状之差变小的方式对上述临时的金属板的要素数据(A)进行修正而求出成型前的虚拟金属板的要素数据(D)，

第2-1步骤：按照上述临时的金属板的要素数据(A)的每个要素，求出为了弹性变形为与上述临时的金属板的要素数据(A)的各要素拓扑地对应的上述成型形状的金属板的要素数据(B)的各要素的形状所需要的、对上述临时的金属板的要素数据(A)的各要素施加的应力(F1)的步骤；

第2-2步骤：制作对于上述临时的金属板的要素数据(A)的各要素赋予对应的上述应力(F1)或者上述应力(F1)的1.5倍以下的应力(F2)，并且，赋予了对各有限要素的节点向面外方向的位移进行限制的条件的有限要素模型(I)的步骤；

第2-3步骤：根据在上述第2-2的步骤中制作的有限要素模型(I)进行基于有限要素法的弹性变形分析，求出弹性变形后的要素数据(H)，将上述临时的金属板的要素数据(A)的各有限要素的形状修正为弹性变形后的有限要素数据(H)的各有限要素的形状，并将修正后的有限要素数据设为成型前的虚拟金属板的要素数据(D)的步骤。

[9]如[7]或者[8]所述的中间形状的设计方法，其特征在于，按照每个要素，求出上述成型前的虚拟金属板的要素数据(D)的各要素弹性变形为拓扑地对应的上述成型形状的金属板的要素数据(B)的各要素所需要的应力(F3)，

制作对于上述成型前的虚拟金属板的要素数据(D)的一部分要素赋予上述弹性变形所需要的应力(F3)，并且对于上述成型前的虚拟金属板的要素数据(D)的剩余部分赋予绝对值小于上述弹性变形所需要的应力(F3)的应力或者不赋予应力的有限要素模型(J)，

根据上述有限要素模型(J)，进行基于有限要素法的弹性变形分析，由此，

对于上述成型前的虚拟金属板的要素数据(D)的一部分要素，赋予各要素变形为拓扑地对应的上述成型形状的金属板的要素数据(B)的各要素的形状所需要的应变，

对于上述成型前的虚拟金属板的要素数据(D)的剩余要素，赋予绝对值小于各要素变形为拓扑地对应的上述成型形状的金属板的要素数据(B)的各要素的形状所需要的应变的应变或者不赋予应变，

求出变形后的情况下的变形后的虚拟金属板的要素数据(G)。

[10]如[7]至[9]任一项所述的中间形状的设计方法，其特征在于，在将在上述第2步骤中得到的上述成型前的虚拟金属板的要素数据(D)与上述第1步骤中的上述临时的金属板的要素数据(A)进行置换之后，进行上述第1步骤以及上述第2步骤或者上述第2步骤而重新求出成型前的虚拟金属板的要素数据(D)。

[11]如[7]至[9]任一项所述的中间形状的设计方法，其特征在于，设定在上述成型前的虚拟金属板的要素数据(D)与上述成型形状的金属板的要素数据(B)之间拓扑地对应的各有限要素的成型前后的状态变化量(ΔX)的上限的阈值或上限的阈值以及下限的阈值，

在仅设定了上述状态变化量(ΔX)的上限的阈值的情况下，到状态变化量(ΔX)的最大值成为阈值以下的要素数据为止，

在仅设定了上述状态变化量(ΔX)的上限以及下限的阈值的情况下，到状态变化量(ΔX)的最大值以及最小值成为上限的阈值以下且为下限的阈值以上的要素数据为止，

反复进行：在将上述第2步骤中得到的上述成型前的虚拟金属板的要素数据(D)与上述第1步骤中的上述临时的金属板的要素数据(A)进行置换之后，进行上述第1步骤以及上述第2步骤或者上述第2步骤而重新求出成型前的虚拟金属板的要素数据(D)。

[12]一种中间形状的设计方法，是在对金属板进行冲压成型而成型为成型形状时，将上述金属板依次成型为与成型形状不同的多个中间形状，并从最后的中间形状成型为上述成型形状的情况下的上述中间形状的设计方法，

在得到上述多个中间形状的工序以及得到上述成型形状的工序中的全部或一部分工序中，将通过将该工序中的成型形状设为[1]～[5]任一项所述的成型方法中的上述成型形状而得到的中间形状，设为在该工序的前工序中进行成型的中间形状。

[13]一种金属板的成型用模具，其特征在于，包括在[1]～[6]任一项所述的金属板的成型方法中得到的中间形状，作为冲模表面的形状。

[14]一种计算机程序，用于在对金属板进行冲压成型而成型为成型形状时，将上述金属板成型为与成型形状不同的中间形状，接着，从上述中间形状成型为上述成型形状的情况下，设计上述中间形状，该计算机程序包括如下步骤：

根据有限要素法分析中的、临时的金属板的要素数据(A)以及与临时的金属板的要素数据(A)拓扑地同相的成型形状的金属板的要素数据(B)，

依次进行下述第2-1步骤以及下述第2-2步骤，由此，

制作有限要素模型(I)，该有限要素模型(I)用于进行以上述临时的金属板的要素数据(A)与上述成型形状的金属板的要素数据(B)的拓扑地对应的各要素间的形状之差变小的方式、对上述临时的金属板的要素数据(A)进行修正而求出成型前的虚拟金属板的要素数据(D)的基于有限要素法的弹性变形分析，

第2-1步骤：按照上述临时的金属板的要素数据(A)的每个要素，求出为了弹性变形为与上述临时的金属板的要素数据(A)的各要素拓扑地对应的上述成型形状的金属板的要素数据(B)的各要素的形状所需要的、对上述临时的金属板的要素数据(A)的各要素施加的应力(F1)的步骤；

第2-2步骤：制作对于上述临时的金属板的要素数据(A)的各要素赋予对应的上述应力(F1)或者上述应力(F1)的1.5倍以下的应力(F2)，并且，赋予了对各有限要素的节点向面外方向的位移进行限制的条件的有限要素模型(I)的步骤。

[15]一种计算机程序用于在对金属板进行冲压成型而成型为成型形状时，将上述金属板成型为与成型形状不同的中间形状，接着，从上述中间形状成型为上述成型形状的情况下，设计上述中间形状，该计算机程序包括如下步骤：

根据有限要素法分析中的、临时的金属板的要素数据(A)以及与临时的金属板的要素数据(A)拓扑地同相的成型形状的金属板的要素数据(B)，

依次进行下述第2-1步骤、下述第2-2步骤以及下述2-3步骤，由此，

以上述临时的金属板的要素数据(A)与上述成型形状的金属板的要素数据(B)的拓扑地对应的各要素间的形状之差变小的方式，对上述临时的金属板的要素数据(A)进行修正而求出成型前的虚拟金属板的要素数据(D)，

第2-1步骤：按照上述临时的金属板的要素数据(A)的每个要素，求出为了弹性变形为与上述临时的金属板的要素数据(A)的各要素拓扑地对应的上述成型形状的金属板的要素数据(B)的各要素的形状所需要的、对上述临时的金属板的要素数据(A)的各要素施加的应力(F1)的步骤；

第2-2步骤：制作对于上述临时的金属板的要素数据(A)的各要素赋予对应的上述应力(F1)或者上述应力(F1)的1.5倍以下的应力(F2)，并且，赋予了对各有限要素的节点向面外方向的位移进行限制的条件的有限要素模型(I)的步骤；

第2-3步骤：根据上述有限要素模型(I)进行基于有限要素法的弹性变形分析，求出弹性变形后的要素数据(H)，将上述临时的金属板的要素数据(A)的各有限要素的形状修正为弹性变形后的有限要素数据(H)的各有限要素的形状，将修正后的有限要素数据设为成型前的虚拟金属板的要素数据(D)的步骤。

[16]一种计算机程序，包括如下步骤：根据有限要素法分析中的、成型前的虚拟金属板的要素数据(D)以及与成型前的虚拟金属板的要素数据(D)拓扑地同相的成型形状的金属板的要素数据(B)，

按照每个要素，求出上述成型前的虚拟金属板的要素数据(D)的各要素弹性变形为拓扑地对应的上述成型形状的金属板的要素数据(B)的各要素所需要的应力(F3)，

制作对于上述成型前的虚拟金属板的要素数据(D)的一部分要素赋予上述弹性变形所需要的应力(F3)，并且对于上述成型前的虚拟金属板的要素数据(D)的剩余部分，赋予绝对值小于上述弹性变形所需要的应力(F3)的应力或者不赋予应力的有限要素模型(J)。

[17]一种计算机程序，包括如下步骤：根据有限要素法分析中的、成型前的虚拟金属板的要素数据(D)以及与成型前的虚拟金属板的要素数据(D)拓扑地同相的成型形状的金属板的要素数据(B)，

按照每个要素，求出上述成型前的虚拟金属板的要素数据(D)的各要素弹性变形为拓扑地对应的上述成型形状的金属板的要素数据(B)的各要素所需要的应力，

制作对于上述成型前的虚拟金属板的要素数据(D)的一部分要素赋予上述弹性变形所需要的应力，并且对于上述成型前的虚拟金属板的要素数据(D)的剩余部分，赋予绝对值小于上述弹性变形所需要的应力(F3)的应力或者不赋予应力的有限要素模型(J)，

根据制作出的有限要素模型(J)，进行基于有限要素法的弹性变形分析，由此，

对于上述成型前的虚拟金属板的要素数据(D)的一部分要素，赋予各要素变形为拓扑地对应的上述成型形状的金属板的要素数据(B)的各要素的形状所需要的应变，

对于上述成型前的虚拟金属板的要素数据(D)的剩余要素，赋予绝对值小于各要素变形为拓扑地对应的上述成型形状的金属板的要素数据(B)的各要素的形状所需要的应变的应变或者不赋予应变，

求出变形后的情况下的变形后的虚拟金属板的要素数据(G)。

[18]一种计算机程序，求出在对金属板进行冲压成型而成型为成型形状时，将上述金属板成型为与成型形状不同的中间形状，接着，从上述中间形状成型为上述成型形状时的上述中间形状，该计算机程序使计算机系统执行如下步骤：

第1步骤，通过基于有限要素法的成型分析，求出将临时的金属板成型为成型形状时的上述临时的金属板的要素数据(A)、上述成型形状的金属板的要素数据(B)；

第2-1步骤，按照上述临时的金属板的要素数据(A)的每个要素，求出为了弹性变形为与上述临时的金属板的要素数据(A)的各要素拓扑地对应的上述成型形状的金属板的要素数据(B)的各要素的形状所需要的、对上述临时的金属板的要素数据(A)的各要素施加的应力(F1)；

第2-2步骤，制作对于上述临时的金属板的要素数据(A)的各要素赋予对应的上述应力(F1)或者上述应力(F1)的1.5倍以下的应力(F2)，并且，赋予了对各有限要素的节点向面外方向的位移进行限制的条件的有限要素模型(I)；

第2-3步骤，根据在上述第2-2的步骤中制作的有限要素模型(I)进行基于有限要素法的弹性变形分析，求出弹性变形后的要素数据(H)，将上述临时的金属板的要素数据(A)的各有限要素的形状修正为弹性变形后的有限要素数据(H)的各有限要素的形状，将修正后的有限要素数据设为成型前的虚拟金属板的要素数据(D)；以及

第3步骤，按照各要素，求出上述成型前的虚拟金属板的要素数据(D)的各要素弹性变形为拓扑地对应的上述成型形状的金属板的要素数据(B)的各要素所需要的应力，

制作对于上述成型前的虚拟金属板的要素数据(D)的一部分要素赋予上述变形所需要的应力，并且对于上述成型前的虚拟金属板的要素数据(D)的剩余部分赋予绝对值小于上述变形所需要的应力的应力或者不赋予应力的有限要素模型(J)，

根据所制作的有限要素模型(J)进行基于有限要素法的弹性变形分析，由此设为上述中间形状。

[19]如[18]所述的计算机程序，其特征在于，使计算机系统执行如下步骤：在将在上述第2-3步骤中得到的上述成型前的虚拟金属板的要素数据(D)与上述第1步骤中的上述临时的金属板的要素数据(A)进行置换之后，依次进行上述第1步骤～上述第2-3步骤或者上述第2-1步骤～上述第2-3步骤而重新求出成型前的虚拟金属板的要素数据(D)。

[20]如[18]或者[19]所述的计算机程序，设定在上述成型前的虚拟金属板的要素数据(D)与上述成型形状的金属板的要素数据(B)中间拓扑地对应的各有限要素的成型前后的状态变化量(ΔX)的上限的阈值或上限的阈值以及下限的阈值，

在仅设定了上述状态变化量(ΔX)的上限的阈值的情况下，到状态变化量(ΔX)的最大值成为阈值以下的要素数据为止，

在仅设定了上述状态变化量(ΔX)的上限以及下限的阈值的情况下，到状态变化量(ΔX)的最大值以及最小值成为上限的阈值以下且为下限的阈值以上的要素数据为止，

反复进行如下步骤：在将在上述第2-3步骤中得到的上述成型前的虚拟金属板的要素数据(D)与上述第1步骤中的上述临时的金属板的要素数据(A)进行置换之后，进行上述第1步骤～上述第2-3步骤或上述第2-1步骤～上述第2-3步骤而重新求出成型前的虚拟金属板的要素数据(D)。

[21]如[18]至[20]任一项所述的计算机程序，求出在对金属板进行冲压成型而成型为成型形状时，将上述金属板依次成型为与成型形状不同的多个中间形状，并从最后的中间形状成型为上述成型形状时的上述中间形状的计算机程序，

将[18]至[20]任一项所述的计算机程序中的上述成型形状置换为通过对各中间形状进行成型而得到的接下来的中间形状，并依次进行上述第1步骤至上述第3步骤。

发明的效果

根据本发明，能够提供能够减小冲压成型后的板厚减少率的最大值的金属板的成型方法、中间形状的设计方法、金属板的成型用模具计算机程序以及记录介质。

附图说明

图1A是表示通过冲压成型法成型为成型形状的金属板的立体图。

图1B是表示通过现有方法对具有图1A所示的成型形状的金属板进行了成型的情况下的、图1A的A-B线的板厚减少率的分布的图表。

图2是表示具有图1A所示的成型形状的金属板的A-B线的板厚减少率的分布(虚线)、以及优选的板厚减少率的分布(实线)的图表。

图3A是表示将金属板冲压成型为大致圆锥台形状(中间形状)的情况下的A-B线的板厚减少率的分布的图表。

图3B是表示将成型为大致圆锥台形状(中间形状)的金属板成型为图1A所示的成型形状的情况下的A-B线的板厚减少率的分布的图表。

图3C是表示成型为大致圆锥台形状(中间形状)的金属板的立体图。

图4是说明通过以往的成型方法将金属板成型为成型形状的情况下的成型前后的金属板的微小区域的形状变化的立体图。

图5是说明通过优选的成型方法将金属板成型为成型形状的情况下的成型前后的金属板的微小区域的形状变化的立体图。

图6是说明实施方式1的金属板的成型方法的流程图。

图7是说明实施方式1的金属板的成型方法的流程图。

图8是说明实施方式1的金属板的成型方法的流程图。

图9是说明实施方式1的金属板的成型方法的流程图。

图10A是表示实施方式1、实施例1～4以及比较例1、2的制品形状的三面视图。

图10B是表示实施方式1、实施例1～4以及比较例1、2的制品形状的立体图。

图11A是表示实施方式1、实施例1～4以及比较例2的临时的金属板的形状的平面示意图。

图11B是表示实施方式1、实施例1～4以及比较例2的临时的金属板的要素数据(A)的图。

图12是表示实施方式1、实施例1的成型形状的金属板的要素数据(B)的图。

图13A是表示实施方式1、实施例1的成型前的虚拟金属板的形状的平面示意图。

图13B是表示实施方式1、实施例1的成型前的虚拟金属板的要素数据(D)的图。

图14A是表示对于实施方式1以及实施例1的成型前的虚拟金属板的应力赋予区域的一个例子的图。

图14B是图14A所示的虚拟金属板的截面1以及截面2中的X方向的应力分布图。

图14C是图14A所示的虚拟金属板的截面1以及截面2中的Y方向的应力分布图。

图15A是表示对于实施方式1以及实施例3的成型前的虚拟金属板的应力赋予区域的其他例子的图。

图15B是图15A所示的虚拟金属板的截面5以及截面6中的X方向的应力分布图。

图15C是图15A所示的虚拟金属板的截面5以及截面6中的Y方向的应力分布图。

图16A是表示实施方式1以及实施例1的中间形状的图，(a)是平面图，(b)是立体图，(c)是(b)的截面3以及截面4中的截面图。

图16B是表示实施例1中材料2的成型形状的立体图。

图17A是说明实施方式1的金属板的成型方法的变形例的流程图。

图17B是表示图17A的流程图的详细情况的流程图。

图18A是说明实施方式1的金属板的成型方法的其他变形例的流程图。

图18B是表示图18A的流程图的详细情况的流程图。

图19A是表示实施方式3、实施例5以及比较例3的制品形状的立体图。

图19B是表示实施方式3、实施例5以及比较例3的制品形状的三面视图。

图20是表示实施方式3以及实施例5的临时的金属板的形状的平面示意图。

图21是表示实施方式3以及实施例5的临时的金属板的要素数据(A)的图。

图22是表示实施方式3以及实施例5的成型形状的金属板的要素数据(B)的图。

图23A是表示实施方式3以及实施例5的成型前的虚拟金属板的形状的平面示意图。

图23B是表示实施方式3以及实施例5的成型前的虚拟金属板的要素数据(D)的图。

图24是表示对于实施方式3以及实施例5的成型前的虚拟金属板的应力赋予区域的平面图。

图25是表示实施方式3以及实施例5的中间形状的金属板的图，(a)是平面图，(b)是立体图，(c)是(a)以及(b)的截面10～12中的截面图。

图26是表示实施例5中材料2的成型后的形状的立体图。

图27是表示实施方式2以及实施例4的第1中间形状的图，(a)是平面图，(b)是立体图，(c)是(b)的截面7中的截面图。

图28是表示实施方式2以及实施例4的第2中间形状的图，(a)是平面图，(b)是立体图，(c)是(a)以及(b)的截面8以及截面9中的截面图。

图29是表示对实施例4中的材料2进行了成型的情况下的成型后的形状的立体图。

图30是表示比较例1的原料金属板的平面示意图。

图31是表示通过比较例1的材料1进行了成型的成型形状的立体图。

图32是表示在实施例2以及比较例2中对临时的金属板施加应力的区域的平面图。

图33是表示比较例3的原料金属板的平面示意图。

图34是表示比较例3的成型形状的立体图。

图35是中间形状的设计装置的功能框图。

图36是通过计算机系统构成了中间形状的设计装置的情况下的框图。

图37是说明使用了反向分析的金属板的成型方法的流程图。

图38是说明使用了反向分析的金属板的成型方法的流程图。

具体实施方式

参照图1A～图5，对本发明的实施方式的金属板的成型方法的概要进行说明。

图1A表示通过对圆板状的金属板进行冲压成型而得到的成型品(成型形状的金属板)20的立体图。此外，图1B表示通过现有方法对图1A所示的成型品20进行了成型的情况下的图1A的A-B线的板厚减少率的分布。具有图1B所示的板厚减少率的分布的成型品20，是在通过冲模以及褶皱按压件对坯料件即金属板的外周部进行了限制的状态下，通过将前端为半球面状的冲头压入而成型为图1A所示的形状的成型品。此外，板厚减少率(％)通过(加工前的板厚-加工后的板厚)/加工前的板厚×100来求出。

如图1B所示那样，在成型品20中，中央部的板厚减少率成为最大。其原因在于，冲头首先与金属板的中央部接触，然后，在冲头被进一步压入的过程中，金属板的中央部被最大地拉伸而板厚变薄、且应变量变大。当金属板的中央部的板厚减少率超过极限时，局部地产生材料的缩颈、断裂。

因此，本发明人考虑到：如果以加工后的金属板的板厚减少率的最大值变小的方式进行成型，则难以产生材料的断裂。更具体地说，考虑到：如图2的实线所示那样，如果以在金属板的较大范围内使材料均匀地拉伸而不产生局部较大的板厚减少率的方式进行成型，则与图2的由虚线所示的现有方法的情况相比，板厚减少率的最大值降低，材料难以断裂。

当对图2所述的板厚减少率的分布进行详细研究时，在金属板的中央部(第2部位)，与虚线的情况相比，实线的板厚减少率变低，另一方面，在外缘部(第1部位)附近，与虚线的情况相比，实线的板厚减少率变高。即，在实线的情况下，在外缘部附近与虚线的情况相比金属板被更大地拉伸而板厚减少率变大，在中央部与虚线的情况相比金属板被更大地拉伸的量减少而板厚减少率减小，作为结果，实线的板厚减少率的最大值比虚线的板厚减少率的最大值减小。如此，为了将金属板均匀地拉伸而得到图2的实线所示的板厚减少率的分布，例如，首先，进行对外缘部进行拉伸的加工(板厚减少率分布成为图3A的实线所示那样)，接着，进行对中央部进行拉伸的加工(板厚减少率分布成为图3B所示那样)即可。在此，金属板的外缘部为第1区域，该第1区域包括与从金属板直接成型为成型形状的情况相比、在经由中间形状成型为成型形状的情况下从金属板的板厚减少率较大的部位的至少一部分。第1区域可以包括与从金属板直接成型为成型形状的情况相比、在经由中间形状成型为成型形状的情况下从金属板的板厚减少率较大的部位的全部，也可以仅包括一部分。此外，金属板的中央部为第2区域，该第2区域包括与经由中间形状成型为成型形状的情况相比、在从金属板直接成型为成型形状的情况下从金属板的板厚减少率较大的部位的至少一部分。第2区域可以包括与经由中间形状成型为成型形状的情况相比、在从金属板直接成型为成型形状的情况下从金属板的板厚减少率较大的部位的全部，也可以仅包括一部分。

更具体地说，作为与图3A对应的加工，将金属板成型为图3C所示那样的大致圆锥台形状22，接着作为与图3B对应的加工而进行使圆锥台形状22的上面突出的成型即可。如此，不是通过一个工序的加工将成为原料的金属板成型为成型形状，而是在将金属板成型为中间形状之后，将该中间形状成型为成型形状即可。由此，能够以使在通常的成型工序中难以伸长的部位(接受加工的部位的外缘部)先(在中间形状的成型时)拉伸，然后，使在通常的成型工序中会过度伸长的部位(接受加工的部位的中央部)适度拉伸的方式进行加工，能够防止断裂。

接下来，对为了设计优选的中间形状而本发明人得到的见解进行说明。图4表示临时的金属板24以及成型形状的金属板26。临时的金属板24是指用于通过有限要素法进行评价的板材，且是成型前的坯料件。此外，在图4的例子中，成型形状的金属板26是具有大致四方锥台形状的鼓出部26A的金属板。本发明人着眼于从临时的金属板24加工为成型形状的金属板26的情况下的有限要素法的分析结果。

将临时的金属板24分割为俯视矩形的多个有限要素，并注目于其中一个有限要素。将该有限要素设为初始的成型前区域α。此外，将成型形状的金属板26的有限要素、且是与初始的成型前区域α拓扑地同相的有限要素，作为成型后区域α”进行注目。在此，“拓扑地同相的有限要素”，是指与相邻接的有限要素之间的位置关系在成型前后相同的有限要素。成型后区域α”位于鼓出部26A的倾斜部。并且，图4重叠表示这些成型前区域α的形状以及成型后区域α”的形状。

如图4所示那样，初始的成型前区域α的形状为正方形，而成型后区域α”为大致菱形，并且，成型后区域α”的面积与成型前区域α相比增大。在将临时的金属板通过一个工序成型为成型形状的情况下，在成型后区域α”中，产生基于成型前后的各区域α、α”的形状变化的板厚减少率、应变。此外，在将临时的金属板设为弹性体的情况下，为了从成型前区域α弹性变形为成型后区域α”所需要的应力，能够根据成型前后的要素的形状、应变、弹性系数以及泊松比来进行计算。

接下来，图5表示临时的金属板24、成型前的虚拟金属板25、以及成型形状的金属板26。临时的金属板24以及成型形状的金属板26与图4的情况同样。另一方面，成型前的虚拟金属板25，是指通过以临时的金属板24的有限要素与成型形状的金属板26的有限要素的拓扑地对应的各要素间的形状之差变小的方式，对临时的金属板24的有限要素进行修正而得到的虚拟的金属板，具体地说，是具有通过以下的分析方法得到的要素数据的金属板。

即，制作将在图4中计算出的、用于从临时的金属板24的各有限要素弹性变形为成型后的金属板26的各有限要素所需要的应力，赋予临时的金属板24的各有限要素，并且，赋予了对各有限要素的节点向面外方向的位移进行限制的条件的有限要素模型，根据该有限要素模型进行有限要素法的弹性变形分析而求出弹性变形后的要素数据，将临时的金属板24的各有限要素的形状修正为弹性变形后的要素数据的各有限要素的形状，具有该修正后的要素数据的金属板为虚拟金属板25。此外，要素数据包括各有限要素的形状、面积、各要素的板厚、面积等。此外，“面外方向”，是指与包括平板状的临时的金属板24在内的平面正交的方向。

在使临时的金属板24的要素数据的各有限要素的形状变形为成型形状的金属板26的各有限要素的要素数据的形状的情况下、在各要素中产生的应变、板厚减少率，是将临时的金属板24成型为成型形状的情况下在各部位产生的应变、板厚减少率。

此外，在使虚拟金属板25的要素数据的各有限要素的形状变形为成型形状的金属板26的各有限要素的要素数据的形状的情况下、在各要素中产生的应变、板厚减少率，是将虚拟金属板25成型为成型形状的情况下在各部位产生的应变、板厚减少率。

当在临时的金属板24的某个要素成型为成型形状时、该要素较大地伸长的情况(即产生较大的应变，板厚减少率较大的情况)下，为了使该要素从成型前弹性变形为成型后的形状而需要较大的应力。关于该要素，在上述的“制作用于从临时的金属板24的各有限要素弹性变形为成型后的金属板26的各有限要素所需要的应力，赋予临时的金属板24的各有限要素，并且，赋予了对各有限要素的节点向面外方向的位移进行限制的条件的有限要素模型，根据该有限要素模型进行有限要素法的弹性变形分析而求出弹性变形后的要素数据”的情况下，由于对该要素赋予有较大的应力，因此通过弹性变形而被较大地拉伸而面积变大。通过该弹性变形而被拉伸的要素形状成为虚拟金属板25中的对应的要素的形状。

图5中重叠表示临时的金属板24所包括的成型前区域α、成型前的虚拟金属板25所包括的成型前区域α’的形状、以及成型形状的金属板26所包括的成型后区域α”的形状。这些区域是拓扑地同相的区域。在该事例的情况下，临时的金属板24的区域α的要素在成型后成为区域α”的要素而被较大地拉伸。为了将区域α的要素的形状通过弹性变形拉伸为区域α”的要素的形状而需要较大的应力。在制作将该应力赋予虚拟金属板25的区域α的要素、且赋予了对向面外方向的位移进行限制的条件的有限要素模型，并进行了弹性变形分析的情况下，区域α的要素被拉伸而变大，成为成型前的虚拟金属板25的区域α’的要素。区域α’的要素成为与区域α相比更接近区域α”的要素的形状，因此与从区域α成型为区域α”相比，在从区域α’成型为区域α”时，在成型时产生的应变、板厚减少率更小。

如此，从虚拟金属板25成型为成型形状的金属板26的情况下的板厚减少率、比从临时的金属板24成型为成型形状的金属板26的情况下的板厚减少率降低的量为，在赋予了面外限制条件的有限要素模型中赋予了越大的应力的要素，即，在从临时的金属板24成型为成型形状的金属板26的情况下被越大地拉伸而板厚减少率越大的区域的要素，变得越大。

另一方面，关于在从临时的金属板24成型为成型形状的金属板26时几乎未被较大地拉伸、板厚减少率也较小的要素，对赋予了面外限制条件的有限要素模型赋予的应力也变小，从虚拟金属板25成型为成型形状的金属板26的情况下的板厚减少率的降低变小。

由此，制作不仅在一部分区域而是遍及金属板整体，将用于从临时的金属板24的各有限要素弹性变形为成型后的金属板26的各有限要素所需要的应力，赋予临时的金属板24的各有限要素，并且，赋予了对各有限要素的节点向面外方向的位移进行限制的条件的有限要素模型，根据该有限要素模型进行有限要素法的弹性变形分析而求出弹性变形后的要素数据，在将临时的金属板24的各有限要素的形状修正为弹性变形后的要素数据的各有限要素的形状而求出虚拟金属板25的情况下，从虚拟金属板25成型为成型形状的金属板26的情况下的板厚减少率，与从临时的金属板24成型为成型形状的金属板26的情况下的板厚减少率相比，板厚减少率被均匀化，板厚减少率的最大值降低。

在从虚拟金属板25成型为成型形状的金属板26时，将从临时的金属板24成型为成型形状的金属板26时的应变、板厚减少率、与从虚拟金属板25成型为成型形状的金属板26时的应变、板厚减少率相比较，如果从虚拟金属板25成型为成型形状的金属板26时的应变、板厚减少率较大的部分先成型为中间形状而被拉伸，然后成型为成型形状的金属板26，则对于从临时的金属板25成型为成型形状的金属板26时的应变、板厚减少率较大的部分，能够使成型所需要的伸长量降低，在实际的冲压成型中，也能够进行与在有限要素模型中从虚拟金属板25成型为成型形状的金属板26的情况接近的成型，能够使板厚减少率的最大值降低。

中间形状通过如下的顺序求出。首先，设为虚拟金属板25为弹性体，按照每个要素，求出虚拟金属板25的各要素弹性变形为对应的成型形状的金属板26的各要素的形状所需要的应力即变形所需应力。接着，制作对于与从临时的金属板24成型为成型形状的金属板26的情况的应变、板厚减少率相比、从虚拟金属板25成型的情况下的应变、板厚减少率更大的部分的要素，赋予所求出的变形所需应力，并且，对于与从虚拟金属板25成型为成型形状的金属板26的情况下的应变、板厚减少率相比、从临时的金属板24成型的情况下的应变、板厚减少率更大的部分的要素，赋予绝对值小于变形所需应力的应力或者不赋予应力的有限要素模型，并通过进行弹性变形分析来求出中间形状。此外，在本实施方式中，在应力较大或者较小这样的情况下，成为应力的绝对值较大或者较小。这对于应变也同样。

如此求出的中间形状成为如下形状：与从临时的金属板24成型为成型形状的金属板26的情况相比、从临时的金属板24成型的情况下的应变、板厚减少率更大的部分，成型为与成型形状的金属板26接近的形状，与从虚拟金属板25成型为成型形状的金属板26的情况相比、从临时的金属板24成型的情况下的应变、板厚减少率更大的部分，几乎未成型。

因此，通过先成型为该中间形状，由此能够先对从虚拟金属板25成型为成型形状的金属板26时的应变、板厚减少率较大的部分进行成型而进行拉伸，然后，在成型为成型形状时板厚减少率被均匀化，能够使板厚减少率的最大值降低。

因此，基于如上述那样得到的成型前的虚拟金属板25、成型形状的金属板26的形状以及要素数据对中间形状进行设计，在将成为原料的金属板成型为该中间形状之后加工为成型形状，由此难以产生由材料的断裂导致的破裂。并且，换言之，根据成型形状的金属板26以及临时的金属板24的要素数据求出成型前的虚拟金属板25的要素数据，并基于成型形状的金属板26的要素数据以及所得到的成型前的虚拟金属板25的形状以及要素数据对中间形状进行设计，由此难以产生由材料的断裂导致的破裂，此外，即使是金属板为比较高强度的钢板，也能够设计最佳的中间形状。

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

(实施方式1)

实施方式1的金属板的成型方法为，如图6的流程图所示那样，在对金属板(符号90)进行冲压成型而成型为成型形状时，将金属板(符号90)成型为与成型形状不同的中间形状(符号91)，将成型为中间形状的金属板(符号92)成型为成型形状而得到成型品(符号94)的方法。此时，将中间形状设为通过以下的顺序得到的形状。即，求出成型前的虚拟金属板25的要素数据(D)，对于该要素数据(D)的一部分要素，赋予各要素变形为拓扑地对应的成型形状的金属板26的要素数据(B)的各要素的形状所需要的应变，对于要素数据(D)的剩余要素，赋予绝对值小于各要素变形为拓扑地对应的成型形状的金属板26的要素数据(B)的各要素的形状所需要的应变的应变或者不赋予应变，而设为变形后的形状。

接着，参照图7～图9、图35，对实施方式1的金属板的成型方法进行详细说明。

图35表示用于得到中间形状的设计装置60的功能框图。如图35所示那样，设计装置60具备成型分析部62、虚拟金属板形状计算部64以及中间形状计算部66。成型分析部62通过基于有限要素法的成型分析，根据临时的金属板24的有限要素的要素数据(A)，求出成型形状的金属板26的有限要素的要素数据(B)。虚拟金属板形状计算部64基于成型形状的金属板26的要素数据(B)以及临时的金属板24的要素数据(A)，求出成型前的虚拟金属板25的要素数据(D)。中间形状计算部66根据成型形状的金属板26的有限要素的要素数据(B)以及成型前的虚拟金属板25的要素数据(D)，求出中间形状。

图7是对用于得到中间形状的设计方法的顺序进行说明的流程图。如图7所示那样，中间形状的设计方法包括第1步骤、第2步骤以及第3步骤。此外，在以下说明的图7～图9的流程图，也是用于执行下述第1～第3步骤的计算机程序的流程图。在本说明书中说明的流程图中，记载长方形的箱和椭圆形的箱。在长方形的箱中显示处理前或者处理后的数据的内容。此外，在椭圆形的箱中显示各种数据的处理内容。对于各个箱，为了便于说明而赋予符号。

在图7的第1步骤中，通过基于有限要素法的成型分析，根据临时的金属板24的有限要素的要素数据(A)，求出成型形状的金属板26的有限要素的要素数据(B)。此外，虽然在流程图中未明示，但在第1步骤中，在要素数据(A)以及(B)中，求出拓扑地对应的有限要素中的成型前后的状态变化量(ΔX)。在此，状态变化量(ΔX)例如包括成型前后的金属板的面积减少率、板厚减少率、最大应变的变化率、以及最小应变的变化率的至少一个。接着，在第2步骤中，基于成型形状的金属板26的要素数据(B)以及临时的金属板24的要素数据(A)，求出成型前的虚拟金属板25的要素数据(D)。接着，在第3步骤中，根据成型形状的金属板26的有限要素的要素数据(B)以及成型前的虚拟金属板25的要素数据(D)，求出中间形状。

图8以及图9表示对中间形状的设计方法进行更详细地说明的流程图。在图7中说明了的第1步骤～第3步骤，如图8～图9所示那样分为更详细的步骤。

(第1步骤)

如图8所示那样，在第1步骤中，准备临时的金属板24的要素数据(A)(符号101)。该要素数据(A)为，临时的金属板24被分割为多个有限要素，对于各有限要素设定有作为初始值的要素数据(A)。接下来，实施基于有限要素法的弹塑性成型分析(符号102)。在该情况下，临时的金属板24作为弹塑性体而进行成型分析。该分析的结果，得到成型形状的金属板26的各有限要素中的要素数据(B)(符号103)。

在图10A通过三面视图表示最终想得到的制品形状30的一个例子，在图10B中表示制品形状30的立体图。这些图10A、图10B所示的制品形状30的外形为纵向为160mm以及横向为160mm，具有高度为12mm的大致四方锥台的鼓出部30A，鼓出部30A的周围成为凸缘部30B。鼓出部30A的倾斜面与凸缘部30B之间的弯曲半径R被设定为10mm，鼓出部30A的倾斜面与鼓出部30A的上面之间的弯曲半径R被设定为10mm。此外，在本发明中能够应用的形状不限定于图10A以及图10B的形状。

在对成为原料的金属板进行了冲压成型的情况下，由于材料流入的偏差等而成型后的金属板的外周轮廓产生偏差等，因此本实施方式1中的目标形状成为与制品形状30相比是外周部稍微变大的形状，在对目标形状进行了成型之后对多余的外周部进行修剪，由此能够得到制品形状30。因此，例如，能够将与对制品形状30进行成型所需要的最低限度的原料金属板形状相比稍微大的形状设为临时的金属板24的形状。具体地说，将图11A所示的纵横为190mm的正方形设为临时的金属板24的形状，该临时的金属板的形状的厚度为1.2mm。

图11B表示将图11A所示的临时的金属板24分割为多个有限要素而得到的模型的图像。这与图8的符号101的临时的金属板的要素数据(A)对应。

根据该图11B所示的临时的金属板24的要素数据(A)，通过有限要素法的弹塑性成型分析，求出通过使制品形状30的外周部扩展了的形状的模具进行了成型的情况下的成型形状，并求出成型形状的金属板26的要素数据(B)。图12表示该求出的成型形状的金属板26的要素数据(B)。这与图8的符号103的成型形状的金属板26的要素数据(B)对应。

图12所示的成型形状的金属板26的要素数据(B)，与图10A、图10B所示的制品形状30相比，外周部稍微变大。通过对要素数据(B)的外周部进行修剪，由此成为与图10A、图10B的制品形状30几乎相同的形状。

此外，临时的金属板24的形状不一定大于对制品形状30进行成型所需要的最低限度的原料金属板形状。此外，成型后的金属板26的形状不需要大于作为目标形状的制品形状30。在不要求制品形状30的外周部的尺寸精度的情况下等，临时的金属板24的形状也可以设为对制品形状30进行成型所需要的最低限度的原料金属板形状，成型后的金属板26的形状也可以设为作为目标形状的制品形状。例如，能够将制品形状30分割为有限要素，并基于此进行反向分析，求出将制品形状30展开为有限要素的坯料形状，将所求出的坯料形状设为临时的金属板24的形状。在该情况下，坯料形状的要素数据在成型后成为制品形状30的要素数据，因此也可以将制品形状30的要素数据设为成型形状的金属板26的要素数据(B)，将坯料形状的要素数据设为临时的金属板24的要素数据(A)。例如，如图37、38所示那样，也可以通过基于有限要素法的反向分析，根据成型形状的金属板的要素数据(B)，求出临时的金属板的要素数据(A)。

此外，在本实施方式中，将各有限要素的形状设为正方形，但并不限于正方形，也可以是其他形状。此外，各有限要素的形状也可以包括多种形状。

(第2步骤)

第2步骤是如下的步骤：以临时的金属板24的要素数据(A)与成型形状的金属板26的要素数据(B)的拓扑地对应的各要素间的形状之差变小的方式，对临时的金属板24的要素数据(A)进行修正而求出成型前的虚拟金属板25的要素数据(D)。该第2步骤包括下述的第2-1步骤、第2-2步骤以及第2-3步骤。此外，第2步骤并不限于此，只要能够求出成型前的虚拟金属板的要素数据(D)，则也可以进行任意的步骤。

以下，对各步骤进行详细说明。

(第2-1步骤)

如图8所示那样，在第2-1步骤中，求出为了使临时的金属板24的要素数据(A)的各要素弹性变形为拓扑地对应的成型形状的金属板26的要素数据(B)的各要素的形状所需要的、对临时的金属板24的各有限要素施加的应力(F1)。应力(F1)的计算使用临时的金属板24的要素数据(A)(符号104)、以及通过弹塑性成型分析得到的成型形状的金属板26的要素数据(B)(符号103)。

在计算应力(F1)时，首先，进行图12所示的成型形状的金属板26的要素数据(B)的各有限要素、与临时的金属板24的要素数据(A)的各有限要素之间的建立关联。建立关联是将临时的金属板24的要素数据(A)有限要素和与该要素数据(A)的有限要素拓扑地同相的成型形状的金属板26的要素数据(B)的有限要素之间建立关联。然后，在建立关联后的有限要素彼此之间，设为临时的金属板24为弹性体，按照每个有限要素，求出为了从临时的金属板24的形状弹性变形为成型形状的金属板26所需要的应力(F1)(图8的符号105)。所得到的应力(F1)(符号106)例如能够如下地计算出：求出从成型前后的各要素的形状变形为临时的金属板24的要素数据(A)的各要素所对应的成型形状的金属板26的要素数据(B)的各要素所需要的应变，并根据所求出的所需要的应变、弹性系数以及泊松比来进行计算。

(第2-2步骤)

接下来，在第2-2步骤中，将在第2-1步骤中求出的应力(F1)(符号106)赋予临时的金属板24的各有限要素，或者，将绝对值超过应力(F1)的1.0倍且为1.5倍以下的应力(F2)赋予临时的金属板24的要素数据(A)的各有限要素，并且，赋予对各有限要素的节点向面外方向的位移进行限制的条件(面外限制条件)(符号107)，而得到有限要素模型(I)(符号108)。

(第2-3步骤)

接下来，在第2-3步骤中，根据符号108的有限要素模型(I)，进行基于有限要素法的弹性变形分析(符号109)。在此，假设，当根据不赋予面外限制条件的有限要素模型进行弹性变形分析时，能够得到具有最终成型形状的金属板的要素数据，但是在本实施方式中，根据赋予了面外限制条件的有限要素模型(I)进行分析。作为其结果，求出弹性变形后的要素数据(H)(符号110)。

接下来，将临时的金属板24的要素数据(A)的各有限要素的形状修正为弹性变形后的有限要素数据(H)的各有限要素的形状(符号111)。将修正后的有限要素数据设为成型前的虚拟金属板25的要素数据(D)(符号112)。图13A表示成型前的虚拟金属板25的整体形状，图13B表示虚拟金属板25的要素数据(D)。

符号108的弹性变形前的有限要素模型(I)的形状，与图11A、图11B所示的临时的金属板24的形状以及要素形状相同，金属板整体的形状为正方形，各要素也为正方形的形状。与此相对，关于成为弹性变形后的形状的虚拟金属板25，如图13A所示那样，不是完全的正方形而稍微变形。此外，在图13B所示的虚拟金属板25的要素数据(D)中，有限要素的形状变化为从正方形稍微损坏的形状。这是由于在弹性变形分析前对各有限要素赋予的应力而变形后的形状。

在将临时的金属板24的要素数据(A)中的有限要素、与所对应的成型形状的金属板26的要素数据(B)的有限要素进行比较的情况下，由于成型而被拉伸变大(即由于成型而产生的应变、板厚减少率较大)的要素被赋予更大的应力，因此所对应的虚拟金属板25的要素数据的有限要素由于弹性变形而比临时的金属板24的要素数据的有限要素变大，成为接近于成型形状的金属板26的要素数据的有限要素的形状。

在此，当在第2-2步骤中对临时的金属板24的要素数据(A)的各有限要素赋予的应力，低于在第2-1步骤中求出的应力(F1)时，在实际地对中间形状进行成型时，需要拉伸的区域的材料未被充分拉伸，因此在从中间形状成型为最终成型形状时施加的应变变大，在最终成型形状中有可能产生破裂、断裂。在本发明的冲压的成型方法中，以基于有限要素法的数值计算为基础来求出中间形状等，但在基于有限要素法的数值计算中含有计算误差，因此与实际的冲压产生一些不同。并且，考虑到这样的数值计算的误差，为了将在成型中间形状时需要拉伸的区域的材料可靠地进行拉伸，将对临时的金属板24赋予的应力的绝对值设为大于在第2-1步骤中求出的应力(F1)的绝对值的值即可，但是当对临时的金属板24赋予的应力的绝对值超过应力(F1)的绝对值的1.5倍时，在从临时的金属板24成型为中间形状时，在中间形状中局部地形成板厚减少率、应变增大的部分，有可能产生破裂、断裂。

(第3步骤)

接下来，在第3步骤中，如图9所示那样，准备成型前的虚拟金属板25的要素数据(D)以及成型形状的金属板26的要素数据(B)(符号201、202)，设为虚拟金属板25为弹性体，而按照每个有限要素求出用于使成型前的虚拟金属板25弹性变形为成型形状所需要的应力(F3)(符号203、204)。应力(F3)例如如下地计算出：求出从成型前后的各要素的形状变形为成型前的虚拟金属板25的要素数据(D)的各要素所对应的成型形状的金属板26的要素数据(B)的各要素所需要的应变，并根据所求出的所需要的应变、弹性系数以及泊松比来进行计算。

并且，在第3步骤中，制作将按照每个有限要素求出的应力(F3)(符号204)，赋予成型前的虚拟金属板25的拓扑地对应的有限要素的一部分、并且对拓扑地对应的有限要素的剩余部分赋予小于应力(F3)的应力或者不赋予应力的有限要素模型(J)(符号205、206)。具体地说，制作对成型前的虚拟金属板25的要素数据(D)的一部分有限要素赋予应力(F3)，对剩余的有限要素赋予小于应力(F3)的应力或者不赋予应力的有限要素模型(J)(符号206)。

成型前的虚拟金属板25的要素数据(D)中、赋予应力(F3)的有限要素，只要选定在中间形状的成型时需要拉伸的区域的要素即可，例如，将在从临时的金属板24的要素数据(A)的各要素变形为成型形状的金属板26的要素数据(B)的对应的要素的情况下产生的应变、板厚减少率，与在从虚拟金属板25的要素数据(D)的各要素变形为成型形状的金属板26的要素数据(B)的对应的要素的情况下产生的应变、板厚减少率进行比较，只要选定后者的应变、板厚减少率大的要素即可。在中间形状的成型时需要拉伸的区域的要素的选定不限于此，也可以根据成型分析的结果的板厚减少率、应变等、实际的冲压成型试验的结果等，设计者任意地选定为中间形状，或者对板厚减少率、应变、面积变化率等设定阈值。

对于成型前的虚拟金属板25的要素数据(D)中、未选定为在中间形状的成型时需要拉伸的区域的有限要素的有限要素，只要赋予小于应力(F3)的应力或者不赋予应力即可。在对于成型前的虚拟金属板25的要素数据(D)中、未选定为在中间形状的成型时需要拉伸的区域的有限要素的要素不赋予应力地求出中间形状的情况下，在现实的中间形状的成型时该部分的板厚减少率、应变变小，在成型为成型形状时也能够使板厚减少率的最大值降低。

但是，在该情况下，在中间形状成型时在赋予了应力(F3)的要素与不赋予的要素的边界部产生应力的不连续。当对具有不连续的应力分布的有限要素模型(J)进行弹性变形分析而求出中间形状时，成为在中间形状的该边界部产生了极端的角度变化等的形状，在实际的冲压中有时会产生在中间形状成型时产生折痕、或者产生褶皱等问题。

在这样的课题产生的情况下，不是对成型前的虚拟金属板25的要素数据(D)中、未选定为在中间形状的成型时需要拉伸的区域的要素的要素全部不赋予应力，而是对与赋予了应力(F3)的要素的边界附近的要素赋予绝对值小于应力(F3)的应力，且赋予随着从边界远离而绝对值逐渐变小的应力，由此使应力分布的不连续性消除即可。

图14A～图14C表示对赋予了应力(F3)的有限要素的剩余部分的有限要素不赋予应力的情况，图15A～图15C表示对赋予了应力(F3)的有限要素的剩余部分的有限要素赋予小于应力(F3)的应力的情况。

在图14A中，用斜线表示赋予应力(F3)的区域，用空白表示不赋予应力的区域。

图14A中的赋予应力(F3)的区域为，例如，将在从临时的金属板的要素数据(图11B)的各要素变形为成型形状的金属板26的要素数据(图12)的对应的要素的情况下产生的应变、板厚减少率、与在从虚拟金属板25的要素数据(图13B)的各要素变形为成型形状的金属板的要素数据(图12)的对应的要素的情况下产生的应变、板厚减少率进行比较，设为后者的应变、板厚减少率较大的要素。

此外，赋予应力(F3)的区域的决定方法不限定于此，也可以根据成型分析的结果的板厚减少率、应变等、实际的冲压成型试验的结果等，设计者任意地选定为中间形状，或者对板厚减少率、应变、面积变化率等设定阈值而决定。

此外，在图14B以及图14C中，用实线表示在图14A中对斜线部25A赋予应力(F3)、对空白部25B不赋予应力的情况下的成型前的虚拟金属板25的应力分布。在图14B以及图14C中，在赋予了应力(F3)的区域与不赋予应力的区域的边界应力急剧变化。此外，在图14B、图14C的图表中在不赋予应力的区域中用虚线表示的是该区域中的应力(F3)的分布。

此外，在图15A中，用斜线表示赋予应力(F3)的区域，用空白表示赋予小于应力(F3)的应力的区域。在图15B以及图15C中，用实线表示在图15A中对斜线部25A赋予应力(F3)、对空白部25B的一部分赋予小于应力(F3)的应力、对空白部25B的剩余部分不赋予应力(F3)的情况下的成型前的虚拟金属板25的应力分布。

小于应力(F3)的应力赋予到图15A的斜线部25A与空白部25B的边界附近。在图15B以及图15C中，在赋予应力(F3)的区域与不赋予的区域之间赋予有小于应力(F3)的应力，因此在赋予应力(F3)的区域与不赋予应力的区域之间的边界应力缓和地变化。此外，在图15B、图15C的图表中，在赋予了小于应力(F3)的应力的区域以及不赋予应力的区域中用虚线表示的是该区域中的应力(F3)的分布。

接着，如图9的符号207所示那样，对有限要素模型(J)进行基于有限要素法的弹性变形分析。此时，设为有限要素模型(J)为弹性体而进行弹性变形分析。通过该弹性变形分析，得到变形后的虚拟金属板的要素数据(G)(符号208)。然后，将虚拟金属板的要素数据(G)的形状设为中间形状(符号209)。图16A表示通过具有图14A、图14B、图14C所示的应力分布的有限要素模型(J)求出的中间形状40。

然后，在本实施方式中，将成为原料的金属板成型为按照上述顺序设计成的中间形状40，接着，将中间形状40成型为图16B所示那样的成型形状50即可。用于将成为坯料的金属板成型为中间形状40的模具为，对作为冲模表面的形状而包括图16A所示的中间形状40的上模以及下模进行设计即可。或者，也可以对作为冲模表面的形状而包括通过具有图15A、图15B、图15C所示的应力分布的有限要素模型(J)求出的中间形状40的上模以及下模进行设计。并且，用于从中间形状40对成型形状50进行成型的模具，对作为冲模表面的形状而包括图10A以及图10B所示的成型形状的上模以及下模进行设计即可。

此外，上述的第1～第3的步骤也可以使计算机系统进行计算。即，图35所示的设计装置60也可以由图36所示那样的计算机系统构成。如图36所示那样，设计装置60由具备存储器部60A、中央运算部60B、输入部60C、输出部60D的计算机系统构成。此外，预先将执行图7～图9所记载的流程的计算机程序60E存储于计算机系统的存储器部60A。然后，从存储器部60A向中央运算部60B读出程序，从输入部60C输入临时的金属板24的有限要素的要素数据(A)、成型形状的形状数据、金属板的杨氏模量、泊松比、屈服强度、抗拉强度等各种物理属性值，并在中央运算部60B中执行计算。作为计算的结果而得到的中间形状的数据也可以向输出部60D输出。

此外，用于使计算机系统执行的计算机程序60E，可以具有上述第2-2步骤以及上述第2-3步骤，可以具有上述第2-1步骤、上述第2-2步骤以及上述第2-3步骤，也可以具有上述第2-1步骤、上述第2-2步骤、上述第2-3步骤以及上述第3步骤。此外，计算机程序60E也可以仅具有上述第3步骤。此外，计算机程序60E也可以具有上述第2-1步骤以及上述第2-2步骤。

在实施方式1的金属板的成型方法中，通过执行第1～第3的步骤，根据成型形状的金属板26的要素数据(B)以及临时的金属板24的要素数据(A)来计算成型前的虚拟金属板25的要素数据(D)。在第1～第2步骤的计算过程中，将为了从临时的金属板24的要素数据(A)的各有限要素变形为成型形状的金属板26的要素数据(B)的各有限要素所需要的应力(F1)导入临时的金属板24的要素数据的各有限要素，并且，在赋予了对各有限要素的节点向面外方向的位移进行限制的条件的状态下，进行有限要素法的弹性变形分析，由此得到与成型形状的金属板26的要素数据(B)相比、各有限要素间的要素数据的差分缩小的要素数据(D)。使用该要素数据(D)在第3步骤中对中间形状进行设计，由此能够对适当的中间形状进行设计。此外，根据实施方式1的金属板的成型方法，通过执行第1～第3步骤，中间形状的设计不依赖于设计者的经验，能够总是设计出适当的中间形状。然后，将作为坯料件的金属板成型为设计出的中间形状，接着，成型为成型形状，因此成型后的板厚减少率的最大值减小，能够抑制破裂、断裂。特别是，在将比较高强度的钢板加工为成型形状时，能够抑制破裂、断裂。

此外，仅进行一次第1～第2步骤而得到的成型前的虚拟金属板25的要素数据(D)为，与成型形状的金属板26的各有限要素的要素数据(B)相比，各有限要素间的要素数据的差分缩小，成型形状中的板厚减少率的最大值变小，但根据初始的边界条件的不同而缩小会变得不充分，也有时在成型形状中会产生破裂、断裂。

因此，作为本实施方式的变形例，也可以反复进行第1～第2步骤或者第2步骤。具体地说，也可以采用如下的变形例。如图17A以及图17B的流程图所示那样，在第1变形例中，将第1步骤开始前的临时的金属板24的要素数据(A)置换为在第2步骤中得到的成型前的虚拟金属板25的要素数据(D)，而反复进行第1～第2步骤。此外，如图18A以及图18B的流程图所示那样，在第2变形例中，将第2步骤开始前的临时的金属板24的要素数据(A)置换为在第2步骤中得到的成型前的虚拟金属板25的要素数据(D)，而反复进行第2步骤。

如此，通过将第1步骤开始前或者第2步骤开始前的临时的金属板24的要素数据(A)置换为在第2步骤中得到的成型前的虚拟金属板25的要素数据(D)，并反复进行以后的步骤，由此能够进行收敛计算。由此，成型前的虚拟金属板25的要素数据(D)中的各有限要素间的要素数据的差分大幅度地缩小，能够可靠地防止成型形状中的破裂、断裂。

是否进行上述变形例那样的收敛计算的判断可以如下进行：求出在成型前的虚拟金属板25的要素数据(D)与成型形状的金属板26的要素数据(B)之间拓扑地对应的有限要素的成型前后的状态变化量(ΔX)，并设定状态变化量(ΔX)的阈值，并根据要素数据(D)是否为状态变化量(ΔX)的阈值以下来进行判断。例如，可以设定在成型前的虚拟金属板25的要素数据(D)与成型形状的金属板26的要素数据(B)之间拓扑地对应的各有限要素的成型前后的状态变化量(ΔX)的上限的阈值或上限的阈值和下限的阈值，在仅设定了状态变化量(ΔX)的上限的阈值的情况下，到成为状态变化量(ΔX)的最大值为阈值以下的要素数据为止，此外，在设定了状态变化量(ΔX)的上限和下限的阈值的情况下，到成为状态变化量(ΔX)的最大值以及最小值为上限的阈值以下且为下限的阈值以上的要素数据为止，进行第1步骤～第2步骤或者第2步骤而反复进行收敛计算。

本实施方式的金属板的成型方法不限定于图10A、图10B所示的制品形状，能够应用于对各种制品形状进行成型的情况。例如，还能够应用于图19A以及图19B所示那样的制品形状。以下，对向图19A以及图19B所示的制品形状的应用例进行说明。

图19A表示最终想要得到的其他制品形状32的立体图，图19B表示该制品形状32的三面视图。图19A、图19B所示的制品形状32为，外形是纵向为220mm以及横向为168.4mm的长方形，具有高度为17.4mm的2段的鼓出部。该鼓出部包括高度为10.4mm的第一段的第1凸部32A、以及成型在第1凸部32A上、高度小于第1凸部32A且为7.0mm的第二段的第2凸部32B。各凸部的倾斜部被设定为弯曲半径R成为10mm。

临时的金属板24的形状成为比对制品形状32进行成型所需要的最低限度的原料金属板形状稍大的形状。具体地说，将图20中表示平面图的纵向为243mm、横向为189mm的长方形设为临时的金属板24的形状，该临时的金属板24的厚度为1.2mm。

图21表示将该图20所示的临时的金属板24分割为多个有限要素而得到的模型的图像。这与图7的符号101中的临时的金属板24的要素数据(A)相对应。有限要素的形状成为正方形，但并不限于正方形，也可以是其他形状。根据该图21所示的临时的金属板24的要素数据(A)，通过有限要素法的弹塑性成型分析，求出通过对制品形状32的外周部进行了扩展的形状的模具进行了成型的情况下的成型形状，并求出成型形状的金属板26的要素数据(B)。临时的金属板24作为弹塑性体而进行成型分析。图22表示该求出的成型形状的金属板26的要素数据(B)。这与图8的符号103中的成型形状的金属板26的要素数据(B)对应。图22所示的成型形状的金属板26的要素数据(B)为，与图19A、图19B所示的制品形状32相比外周部稍微变大，通过对成型后的形状进行修剪而能够得到制品形状。

接下来，与图8的符号105同样，设为临时的金属板为弹性体，求出为了使临时的金属板24的要素数据(A)的各要素弹性变形为拓扑地对应的成型形状的金属板26的要素数据(B)的各要素的形状所需要的、对临时的金属板24的各有限要素施加的应力(F1)。

接下来，与图8的符号107同样，得到将应力(F1)赋予临时的金属板24的各有限要素、或者将绝对值超过应力(F1)的1.0倍且为1.5倍以下的应力(F2)赋予临时的金属板24的各有限要素，并且，赋予了对各有限要素的节点向面外方向的位移进行限制的条件(面外限制条件)的有限要素模型(I)(符号108)。然后，根据该有限要素模型(I)，与图8的符号109同样地进行基于有限要素法的弹性变形分析。作为其结果，求出弹性变形后的要素数据(H)(符号110)。接下来，将临时的金属板24的要素数据(A)的各有限要素的形状修正为弹性变形后的有限要素数据(H)的各有限要素的形状(符号111)。将修正后的有限要素数据设为成型前的虚拟金属板的要素数据(D)(符号112)。在本实施方式中，得到图23A以及图23B所示那样的虚拟金属板25的形状以及要素数据(D)。

在此，不将弹性变形后的要素数据(H)直接设为虚拟金属板25的要素数据(D)的原因在于：弹性变形后的要素数据(H)经由图8的符号105～109的步骤，因此弹性板厚、应力等参数与成型前的状态相比发生变化，而虚拟金属板25的要素数据(D)的各要素的形状与弹性变形后的要素数据(H)相同，但板厚、应力等其他参数与成型前的状态下的临时的金属板24的要素数据(A)相同且与弹性变形后的要素数据(H)不同。

接下来，与图9的符号203同样，设为虚拟金属板25为弹性体，按照每个有限要素，求出为了使成型前的虚拟金属板25弹性变形为成型形状所需要的应力(F3)。接下来，与图9的符号205同样，制作对成型前的虚拟金属板25的一部分有限要素赋予应力(F3)，对剩余的有限要素赋予小于应力(F3)的应力或者不赋予应力的有限要素模型(J)(符号206)。在图24中，成型前的虚拟金属板25中的、赋予应力(F3)的区域用斜线部25A表示，不赋予应力的区域用空白部25B表示。

在该例子中，赋予了应力(F3)的区域为，将在从临时的金属板24的要素数据(A)的各要素变形为成型形状的金属板26的要素数据(B)的对应的要素的情况下产生的板厚减少率、与在从虚拟金属板25的要素数据(D)的各要素变形为成型形状的金属板26的要素数据(B)的对应的要素的情况下产生的应变、板厚减少率进行比较，选择后者的应变、板厚减少率特别大的要素中、除了虚拟金属板25的外周部以外的要素所存在的区域。不对虚拟金属板25的外周部赋予应力(F3)的原因在于，使中间形状的外周部不会成为复杂的形状，使对实际的中间形状进行成型的模具的设计以及制作变得容易。

接着，与图9的符号207同样，对有限要素模型(J)进行基于有限要素法的弹性变形分析。此时，设为有限要素模型(J)为弹性体而进行弹性变形分析。将通过该弹性变形分析而得到的要素数据(G)的形状设为中间形状(符号208、209)。图25表示本例的中间形状42。

然后，将成为坯料的金属板成型为按照上述顺序设计出的中间形状，接着，将中间形状成型为最终成型形状即可。用于将成为坯料的金属板成型为中间形状的模具，对作为冲模表面的形状而包括图25所示的中间形状42的上模以及下模进行设计即可。图26表示成型为成型形状之后的金属板44的立体图。此外，用于从中间形状成型为最终成型形状的模具，对作为冲模表面的形状而包括图19A以及图19B所示的成型形状的上模以及下模进行设计即可。

此外，在本例中，也可以准备具有图7～9的流程图所示的算法的计算机程序，使计算机系统执行该计算机程序，由此对中间形状进行设计。并且，也可以将临时的金属板24的要素数据(A)置换为成型前的虚拟金属板25的要素数据(D)，而反复进行第1～第2步骤或者第2步骤。

(实施方式2)

以下，对实施方式2进行说明。

在实施方式1中，说明了将作为坯料件的金属板成型为中间形状，接着，将中间形状成型为成型形状的例子，但是本发明也可以不仅经由一个中间形状，而从坯料件经由多个中间形状成型为成型形状。在本实施方式2中，说明从成为坯料件的金属板成型第1中间形状，将第1中间形状成型为第2中间形状，将第2中间形状成型为成型形状的情况。此外，在本实施方式中，成为中间形状的设计基础的临时的金属板以及成型形状的金属板各自的形状以及要素数据与实施方式1的情况相同。

如在实施方式1中说明了的那样，以从临时的金属板成型为最终的成型形状为目的，即使通过在实施方式1中说明了的中间形状的设计方法设计了中间形状，在金属板比较高强度、或者伸长率较低的情况下，即使反复进行了在图17A、图17B、图18A、图18B中说明了那样的收敛计算，在将坯料件成型为中间形状的阶段也有时会产生缩颈、破裂。在这种情况下，需要另行设计用于对通过最初的计算而得到的中间形状进行成型的中间形状。

更具体地说，首先，与实施方式1的情况同样，设计为了从临时的金属板成型最终的成型形状所需要的中间形状。接着，将所得到的中间形状置换为最终的成型形状，与实施方式1的情况同样，重新设计为了对之前得到的中间形状进行成型所需要的中间形状。

图27表示本实施方式的第1中间形状46。此外，图28表示第2中间形状48。并且，图29表示成型为成型形状51的金属板。图27所示的第1中间形状46，是将图28的第2中间形状48设为成型形状，应用在实施方式1中说明了的中间形状的设计方法，作为其结果而得到的中间形状。此外，图28所示的第2中间形状48，是通过与在实施方式1中说明了的中间形状的设计方法相同的方法而设计的中间形状。

如此，根据本实施方式的金属板的形成方法，为了得到多个中间形状，通过在实施方式1中说明了的设计方法来设计中间形状，接下来，在将所设计的中间形状置换为成型形状之后，通过与在实施方式1中说明了的中间形状的设计方法相同的方法，设计用于得到最初设计的中间形状的中间形状。如此，根据本实施方式，即使当在将作为坯料件的金属板成型为成型形状时经由多个中间形状的情况下，通过将所设计的中间形状置换为成型形状而进行第1～第3步骤，由此能够设计适当的中间形状。

此外，本发明不限定于上述实施方式，到得到成型形状为止也可以经由3个以上的中间形状。在该情况下，可以在全部中间形状的设计中实施本发明的方法，也可以仅在一部分中间形状的设计中实施本发明的方法。

实施例

以下，对本发明的实施例进行说明。

(比较例1)

通过对图30实施的形状的金属板52不经由中间形状地进行冲压成型(拉深成型)，由此制造了成型形状的成型品。更详细地说，通过冲模和褶皱按压件对金属板的外缘部进行限制，通过将冲头压入来进行拉深成型。金属板使用了具有表1实施的板厚、抗拉强度以及伸长(EL)的4种钢板。对于成型后的成型品，通过目视观察调查了有无破裂、弯曲痕迹。结果如表2所示。此外，图31表示由材料1成型了的成型形状53。如表2所示那样，在比较例1中，在强度较低、伸长性良好的材料1中，能够无破裂、无弯曲痕迹地进行成型，但在由抗拉强度超过1000MPa的高强度钢板构成的材料2～4中，产生了破裂。

(实施例1)

根据图10A、图10B所示的制品形状30以及图11A所示的临时的金属板24的形状，按照在实施方式1中说明了的顺序，求出成型前的虚拟金属板25的形状以及中间形状，对于成型前的虚拟金属板25的形状的具有表1所示的板厚、抗拉强度以及伸长(EL)的4种钢板，在成型为中间形状之后成型为成型形状。图16B表示对成为虚拟金属板25的形状的材料2的钢材进行了成型的情况下的成型形状。根据图7、图8、图9的流程图求出成型前的虚拟金属板25的形状以及中间形状。首先，根据将图11A所示的临时的金属板24的形状分割为有限要素法的要素而得到的图11B所示的临时的金属板24的要素数据(A)，通过成型分析求出图12所示的成型形状的金属板26的要素数据(B)。并且，根据临时的金属板24的要素数据(A)以及成型形状的金属板26的要素数据(B)，求出图13A、图13B所示的虚拟金属板25的形状以及要素数据(D)。此时，将在图8的步骤107中对临时的金属板的要素数据(A)赋予的应力，设为在步骤106中求出的应力(F1)的1.0倍的应力。

接着，根据成型形状的金属板26的要素数据(B)以及虚拟金属板25的要素数据(D)求出中间形状。此时，在图9的步骤205中，对于成型前的虚拟金属板25的要素数据(D)的赋予了应力(F3)的有限要素以外的有限要素不赋予应力地制作了有限要素模型(J)。赋予应力(F3)的区域为图14A的斜线部25A的区域，不赋予应力的区域为图14A的空白部25B的区域。此时的应力的分布由图14B、图14C的图表实线表示。另外，在图14B、图14C的图表中，在不赋予应力的区域中用虚线表示的是该区域中的应力(F3)的分布。然后，通过对所制作的有限要素模型(J)进行弹性变形分析，由此求出中间形状。中间形状成为图16A所示的中间形状40。

然后，尝试了将图30所示的金属板52成型为中间形状，接着，成型为图16B所示的形状。对于成型后的成型品，通过目视观察调查了有无破裂、弯曲痕迹。结果在表2中表示。如表2所示那样，在实施例1中，在材料1以及材料2中产生了弯曲痕迹但未产生破裂。但是，在材料3中未产生破裂但产生缩颈，在材料4中产生了破裂。在材料3中产生缩颈的区域以及在材料4中产生破裂的区域，均是成型形状的中央的大致四方锥台的鼓出部的角部。

此外，与材料1相比为更高强度且伸长性更低的材料2，在比较例1的情况下产生了破裂，但在本发明的实施例1的情况下能够不产生破裂地进行成型。此外，在材料1以及2中产生的弯曲痕迹，在赋予应力(F3)的区域与不赋予的区域之间的边界产生。其原因在于，在赋予应力(F3)的区域与不赋予的区域之间的边界应力的变化较急剧。

(实施例2)

与实施例1同样，根据图10A、图10B所示的制品形状30以及图11A所示的临时的金属板24的形状，按照在实施方式1中说明了的顺序，求出成型前的虚拟金属板25的形状和中间形状，对于成型前的虚拟金属板25的形状的具有表1所示的板厚、抗拉强度以及伸长(EL)的4种钢板，在成型为中间形状之后成型为成型形状。根据图17A、图17B、图9的流程图求出成型前的虚拟金属板25的形状和中间形状。

实施例2与实施例1之间具有两个不同点。第一个不同点在于，关于在根据临时的金属板24的要素数据(A)以及成型形状的金属板26的要素数据(B)求出虚拟金属板25的形状以及要素数据(D)时、对临时的金属板24的要素数据(A)赋予的应力(图17B的步骤107)，在实施例1中将对临时的金属板24的要素数据(A)赋予的应力设为应力(F1)的1.0倍的应力，但在实施例2中一部分设为应力(F1)的1.0倍的应力，剩余部分设为应力(F1)的1.2倍。具体地说，对图32的临时的金属板24的空白部24B赋予应力(F1)的1.0倍的应力，对斜线部24A赋予应力(F1)的1.2倍的应力。此外，在实施例1中，在通过材料3进行了成型的情况下产生了缩颈的区域，是成型形状的中央的大致四方锥台的鼓出部的角部，但该区域在临时的金属板24的要素数据中的对应区域包含于赋予了应力(F1)的1.2倍的应力的区域。

第二个不同点在于，在图17B的流程图中求出了成型前的虚拟金属板25的要素数据(D)之后，将临时的金属板24的要素数据(A)与虚拟金属板25的要素数据(D)进行重新置换，并重复进行两次重新求出虚拟金属板的要素数据(D)的步骤。

然后，对于成型后的成型品，通过目视观察调查了有无破裂、弯曲痕迹。结果在表2中表示。如表2所示那样，在实施例2中，在材料1～3中产生了弯曲痕迹但未产生破裂。但是，在材料4中产生了破裂。关于材料3，在实施例1中产生了缩颈，但是在实施例2中能够不产生破裂、缩颈地进行成型。其原因在于，使在求出在成型时板厚减少变大的部位(缩颈的产生区域)的虚拟金属板25的形状以及要素数据(D)时对临时的金属板24的要素数据(A)赋予的应力大于实施例1，以及通过重复进行两次重新求出虚拟金属板25的要素数据(D)的步骤，由此虚拟金属板25的要素数据(D)被进一步最佳化。

(比较例2)

与实施例2同样，根据图10A、图10B所示的制品形状以及图11A所示的临时的金属板24的形状，按照在实施方式1中说明了的顺序，求出成型前的虚拟金属板25的形状以及中间形状，对于成型前的虚拟金属板25的形状的具有表1所示的板厚、抗拉强度以及伸长(EL)的4种钢板，在成型为中间形状之后成型为成型形状。

根据图17A、图17B、图9的流程图求出成型前的虚拟金属板25的形状以及中间形状。在图17A的流程图中求出了成型前的虚拟金属板25的要素数据(D)之后，将临时的金属板24的要素数据(A)与虚拟金属板25的要素数据(D)进行重新置换，并重复进行两次重新求出虚拟金属板25的要素数据(D)的步骤。通过重复两次，由此所得到的虚拟金属板25的形状以及要素数据(D)成为与图13A以及图13B所示的形状以及要素数据若干不同的形状以及数据。

实施例3与实施例2的不同点在于，关于在根据临时的金属板24的要素数据(A)以及成型形状的金属板26的要素数据(B)求出虚拟金属板25的形状以及要素数据(D)时、对临时的金属板24的要素数据(A)赋予的应力(图17B的步骤107)，在实施例2中对图32的空白部24B赋予应力(F1)的1.0倍的应力，对斜线部24A赋予应力(F1)的1.2倍的应力，但在比较例2中对图32的空白部24B赋予应力(F1)的1.0倍的应力，对斜线部24A赋予应力(F1)的2.0倍的应力。然后，对于成型后的成型品，通过目视观察调查了有无破裂、弯曲痕迹。结果在表2中表示。

如表2所示那样，在实施例2中，在材料1～3中能够不产生破裂、缩颈地进行成型，但在比较例2中，材料1能够不产生破裂、缩颈地进行成型，但在材料2～3中产生了破裂。其原因在于，在求出虚拟金属板25的形状以及要素数据(D)时对临时的金属板24的要素数据(A)赋予的应力，在图32的斜线部24A中过大。

(实施例3)

根据图10A、图10B所示的制品形状30以及图11A所示的临时的金属板24的形状，按照在实施方式1中说明了的顺序，求出成型前的虚拟金属板25的形状以及中间形状，对于成型前的虚拟金属板25的形状的具有表1所示的板厚、抗拉强度以及伸长(EL)的4种钢板，在成型为中间形状之后成型为成型形状。

根据图7、图8、图9的流程图求出成型前的虚拟金属板25的形状以及中间形状。首先，根据将图11A所示的临时的金属板24的形状分割为有限要素法的要素而得到的图11B所示的临时的金属板24的要素数据(A)，通过成型分析来求出图12所示的成型形状的金属板26的要素数据(B)。并且，根据临时的金属板24的要素数据(A)以及成型形状的金属板26的要素数据(B)，求出图13A、图13B所示的虚拟金属板25的形状以及要素数据(D)。此时，将在图8的步骤107中对临时的金属板24的要素数据(A)赋予的应力，设为在步骤106求出的应力(F1)的1.0倍的应力。

接着，根据成型形状的金属板26的要素数据(B)以及虚拟金属板25的要素数据(D)求出中间形状。此时，在图9的步骤205中，对于成型前的虚拟金属板25的要素数据(D)的赋予了应力(F3)的有限要素以外的有限要素赋予小于应力(F3)的应力或者不赋予应力地制作了有限要素模型(J)。赋予应力(F3)的区域设为图15A的斜线部25A的区域，赋予小于应力(F3)的应力的区域设为图15A的空白部25B中与斜线部25A之间的边界附近的区域，图15A的空白部25B的除此以外的区域不赋予应力。此时的应力的分布如图15B、图15C的图表的实线所示。另外，在图15B、图15C的图表中，在赋予小于应力(F3)的应力或者不赋予应力的区域(在图15A中为与空白部相当的区域)中用虚线表示的是该区域中的应力(F3)的分布。

然后，通过对所制作的有限要素模型(J)进行弹性变形分析，由此求出中间形状。并且，尝试了将图30所示的金属板52成型为中间形状，接着，成型为图31所示的成型形状53。

对于成型后的成型品，通过目视观察调查了有无破裂、弯曲痕迹。结果在表2中表示。

如表2所示那样，在实施例3中，在材料1以及材料2中无弯曲痕迹且也未产生破裂。但是，在材料3中，虽然未产生破裂但产生缩颈，在材料4中产生了破裂。

与材料1相比为更高强度且伸长性更低的材料2为，在比较例1的情况下产生了破裂，但在本发明的实施例3的情况下能够不产生破裂地进行成型。在实施例3中未产生弯曲痕迹的理由在于，如图15B以及图15C所示那样，施加了应力(F3)的有限要素和其以外的有限要素之间的应力的变化比实施例1更缓和。

(实施例4)

根据图10A、图10B所示的制品形状30以及图11A所示的临时的金属板24的形状，按照在实施方式2中说明了的顺序，对于具有表1所示的板厚、抗拉强度以及伸长(EL)的4种钢板，成型为成型形状。中间形状按照在实施方式2中说明了的顺序进行了设计。即，对第1中间形状以及第2中间形状进行了设计。图27表示第1中间形状46，图28表示第2中间形状48。在对中间形状进行设计时，将在图8的步骤107中对临时的金属板24的要素数据(A)赋予的应力，设为在步骤106中求出的应力(F1)的1.0倍的应力。此外，在图9的步骤205中，对于施加了应力(F3)的有限要素以外的有限要素不施加应力地制作了有限要素模型(J)，经由步骤207的弹性变形分析而得到中间形状。对于成型后的成型品，通过目视观察调查了有无破裂、弯曲痕迹。结果在表2中表示。如表2所示那样，在实施例4中，材料1～4全部能够不产生缩颈、破裂地进行成型。

如以上说明的那样，在实施例1以及3中，能够将由材料2(厚度1.2mm，抗拉强度：1029MPA，EL：15％)构成的金属板不产生破裂、缩颈地成型为成型形状。在实施例3中也未产生弯曲痕迹。此外，在实施例2中，能够将由材料3(厚度1.2mm，抗拉强度：1195MPA，EL：10％)构成的金属板不产生破裂、缩颈地成型为成型形状。并且，在实施例4中，能够将由材料4(厚度1.2mm，抗拉强度：1348MPA，EL：8％)构成的金属板不产生破裂、缩颈地成型为成型形状。

但是，在比较例1以及2中，对于由材料1(厚度1.2mm，抗拉强度：460MPA，EL：37％)构成的金属板，能够不产生破裂、缩颈地成型为成型形状，但在由材料2～4构成的金属板的情况下，产生破裂而无法成型为成型形状。在比较例1中，由于未对中间形状进行成型，因此可以认为在材料2中产生了破裂。此外，在比较例2中，由于将对图32的斜线部的区域赋予的应力设为在步骤106中求出的应力(F1)的2.0倍的应力，因此可以认为在使用了材料2的情况下也产生破裂。

[表1]

[表2]

(比较例3)

为了得到图19A以及图19B所示的制品形状，将图33所示的金属板54不经由中间形状地进行冲压成型(拉深成型)，由此制造了图34所示的成型形状的成型品55。更详细地说，通过冲模和褶皱按压件对金属板的外缘部进行限制，将冲头压入来进行了拉深成型。金属板使用具有表1所示的板厚、抗拉强度以及伸长(EL)的3种(材料1～3)钢板。对于成型后的成型品，通过目视观察调查了有无破裂。结果在表3中表示。

如表3所示那样，在比较例3中，在强度较低、伸长性良好的材料1中，能够不产生破裂地进行了成型，但在由抗拉强度超过1000MPa的高强度钢板构成的材料2～3中产生了破裂。

(实施例5)

根据图19A、图19B所示的制品形状以及图20所示的临时的金属板24的形状，按照在实施方式1中说明了的顺序，求出成型前的虚拟金属板25的形状以及中间形状，对于成型前的虚拟金属板25的形状的具有表1所示的板厚、抗拉强度以及伸长(EL)的3种(材料1～3)钢板，在成型为中间形状之后成型为成型形状。

图26表示对成为虚拟金属板25的形状的材料2的钢材进行成型而成型为成型形状的金属板44。根据图7、图8、图9的流程图求出成型前的虚拟金属板25的形状以及中间形状。首先，根据将图20所示的临时的金属板24的形状分割为有限要素法的要素而得到的图21所示的临时的金属板24的要素数据(A)，通过成型分析求出图22所示的成型形状的金属板26的要素数据(B)。并且，根据临时的金属板24的要素数据(A)以及成型形状的金属板26的要素数据(B)求出图23A、图23B所示的虚拟金属板25的形状以及要素数据(D)。此时，将在图8的步骤107中对临时的金属板24的要素数据(A)赋予的应力设为在步骤106中求出的应力(F1)的1.0倍的应力。

接下来，根据成型形状的金属板26的要素数据(B)以及虚拟金属板25的要素数据(D)求出中间形状。此时，在图9的步骤205中，对于成型前的虚拟金属板25的要素数据(D)的赋予了应力(F3)的有限要素以外的有限要素不赋予应力地制作了有限要素模型(J)。赋予应力(F3)的区域设为图24的斜线部25A的区域，不赋予应力的区域设为图24的空白部25B的区域。然后，通过对所制作的有限要素模型(J)进行弹性变形分析，来求出中间形状。图25表示所求出的中间形状。

并且，尝试了将由材料1～3构成的图33所示的金属板54成型为图25所示的中间形状，接着，成型为图34所示的形状。对于成型后的成型品，通过目视观察调查了有无破裂、弯曲痕迹。结果在表3中表示。如表3所示那样，在实施例5中，在材料1～材料3中能够不产生破裂地进行成型。在由在比较例3中产生破裂的抗拉强度超过1000MPa的高强度钢板构成的材料2～3中，在实施例5中也能够不产生破裂地进行成型。

[表3]

符号的说明

A…临时的金属板的要素数据，B…成型形状的金属板的要素数据，D…成型前的虚拟金属板的要素数据，F1…为了使临时的金属板的要素数据(A)的各要素弹性变形为拓扑地对应的成型形状的金属板的要素数据(B)的各要素的形状所需要的对各要素施加的应力，F2…超过F1的1.0倍且为1.5倍以下的应力。

Claims (19)

1.一种金属板的成型方法，在对金属板进行冲压成型而成型为成型形状时，将上述金属板成型为与成型形状不同的中间形状，接着，从上述中间形状成型为上述成型形状，其中，

在从上述金属板成型上述中间形状时，通过对第1区域进行成型，由此对上述中间形状进行成型，上述第1区域包括与从上述金属板直接成型为上述成型形状的情况相比、在经由上述中间形状成型为上述成型形状的情况下的上述金属板的板厚减少率大的部位的至少一部分，

根据通过依次进行下述第1步骤和下述第2步骤而求出的有限要素法分析中的成型形状的金属板的要素数据B以及成型前的虚拟金属板的要素数据D，

对于上述成型前的虚拟金属板的要素数据D中、与上述第1区域对应的一部分要素，赋予变形为与上述一部分要素的各要素对应的上述成型形状的金属板的要素数据B的各要素的形状所需要的应变，

对于上述成型前的虚拟金属板的要素数据D中、与第2区域对应的剩余要素，赋予绝对值比变形为与上述剩余要素的各要素对应的上述成型形状的金属板的要素数据B的各要素的形状所需要的应变小的应变或者不赋予应变，上述第2区域包括与经由上述中间形状成型为上述成型形状的情况相比、在从上述金属板直接成型为上述成型形状的情况下的上述金属板的板厚减少率较大的部位的至少一部分，

将使上述成型前的虚拟金属板变形后的情况下的变形后的虚拟金属板的要素数据G的形状设为上述中间形状，

第1步骤：准备临时的金属板的要素数据A以及上述成型形状的金属板的要素数据B的步骤；

第2步骤：以上述临时的金属板的要素数据A与上述成型形状的金属板的要素数据B的、相对应的各要素间的形状之差变小的方式，对上述临时的金属板的要素数据A进行修正而求出成型前的虚拟金属板的要素数据D的步骤。

2.如权利要求1所述的金属板的成型方法，其中，

上述第1步骤为，通过基于有限要素法的成型分析，根据临时的金属板的要素数据A，求出上述成型形状的金属板的要素数据B。

3.如权利要求1所述的金属板的成型方法，其中，

上述第1步骤为，通过基于有限要素法的反向分析，根据上述成型形状的金属板的要素数据B，求出上述临时的金属板的要素数据A。

4.如权利要求1至3任一项所述的金属板的成型方法，其特征在于，

在上述第2步骤中，依次进行下述第2-1步骤、下述第2-2步骤以及下述第2-3步骤，由此，

以上述临时的金属板的要素数据A与上述成型形状的金属板的要素数据B的、相对应的各要素间的形状之差变小的方式，对上述临时的金属板的要素数据A进行修正而求出成型前的虚拟金属板的要素数据D，

第2-1步骤：按照上述临时的金属板的要素数据A的每个要素，求出为了弹性变形为与上述临时的金属板的要素数据A的各要素对应的上述成型形状的金属板的要素数据B的各要素的形状而需要的、对上述临时的金属板的要素数据A的各要素施加的应力F1的步骤，

第2-2步骤：制作有限要素模型(I)的步骤，该有限要素模型(I)对于上述临时的金属板的要素数据A的各要素，赋予绝对值为在上述第2-1步骤中求出的上述应力F1以上的应力F2，并且，赋予了对各有限要素的节点向面外方向的位移进行限制的条件，

第2-3步骤：根据在上述第2-2的步骤中制作出的有限要素模型(I)，进行基于有限要素法的弹性变形分析，求出弹性变形后的要素数据H，将上述临时的金属板的要素数据A的各有限要素的形状修正为成为弹性变形后的有限要素数据H的各有限要素的形状，将修正后的有限要素数据设为成型前的虚拟金属板的要素数据D的步骤。

5.如权利要求4所述的金属板的成型方法，其中，

上述应力F2是绝对值大于上述应力F1且为上述应力F1的1.5倍以下的应力。

6.如权利要求1所述的金属板的成型方法，其特征在于，

按照上述成型前的虚拟金属板的要素数据D的每个要素，求出弹性变形为与上述成型前的虚拟金属板的要素数据D的各要素对应的上述成型形状的金属板的要素数据B的各要素的形状所需要的应力F3，

制作有限要素模型(J)，该有限要素模型(J)对于上述成型前的虚拟金属板的要素数据D的一部分要素赋予上述弹性变形所需要的应力F3，并且，对于上述成型前的虚拟金属板的要素数据D的剩余要素赋予绝对值小于上述弹性变形所需要的应力F3的应力或者不赋予应力，

根据上述有限要素模型(J)，进行基于有限要素法的弹性变形分析，由此，

对于上述成型前的虚拟金属板的要素数据D的一部分要素，赋予变形为与上述一部分要素对应的上述成型形状的金属板的要素数据B的各要素的形状所需要的应变，

对于上述成型前的虚拟金属板的要素数据D的剩余要素，赋予绝对值小于变形为与上述剩余要素对应的上述成型形状的金属板的要素数据B的各要素的形状所需要的应变的应变或者不赋予应变，

求出变形后的情况下的变形后的虚拟金属板的要素数据G。

7.如权利要求6所述的金属板的成型方法，其中，

对于上述成型前的虚拟金属板的要素数据D的剩余要素中、与上述一部分要素的边界附近的要素，赋予绝对值小于上述应力F3的应力，随着从上述边界附近的要素远离而对于上述剩余要素赋予绝对值逐渐变小的应力。

8.如权利要求1所述的金属板的成型方法，其特征在于，

在将在上述第2步骤中得到的上述成型前的虚拟金属板的要素数据D与上述第1步骤中的上述临时的金属板的要素数据A进行置换之后，进行上述第1步骤以及上述第2步骤，或者，进行上述第2步骤而重新求出成型前的虚拟金属板的要素数据D。

9.如权利要求1所述的金属板的成型方法，其特征在于，

在上述成型前的虚拟金属板的要素数据D与上述成型形状的金属板的要素数据B之间，设定对应的各要素的成型前后的状态变化量(ΔX)的上限的阈值、或者上限的阈值以及下限的阈值，

在仅设定了上述状态变化量(ΔX)的上限的阈值的情况下，到状态变化量(ΔX)的最大值成为阈值以下的要素数据为止，

在设定了上述状态变化量(ΔX)的上限以及下限的阈值的情况下，到成为状态变化量(ΔX)的最大值以及最小值为上限的阈值以下且为下限的阈值以上的要素数据为止，

反复进行：在将在上述第2步骤中得到的上述成型前的虚拟金属板的要素数据D与上述第1步骤的上述临时的金属板的要素数据A进行置换之后，进行上述第1步骤以及上述第2步骤或者上述第2步骤而重新求出成型前的虚拟金属板的要素数据D。

10.一种金属板的成型方法，在对金属板进行冲压成型而成型为成型形状时，将上述金属板依次成型为与成型形状不同的多个中间形状，并从最后的中间形状成型为上述成型形状，其中，

在得到上述多个中间形状的工序以及得到上述成型形状的工序中的全部或一部分工序中，将通过权利要求1～9中任一项所述的成型方法得到的形状设为在上述工序的前工序中进行成型的中间形状。

11.一种中间形状的设计方法，是在对金属板进行冲压成型而成型为成型形状时，将上述金属板成型为与成型形状不同的中间形状，接着，从上述中间形状成型为上述成型形状的情况下的上述中间形状的设计方法，其中，

在从上述金属板对上述中间形状进行成型时，将对第1区域进行了成型的情况下的形状，设为上述中间形状，上述第1区域包括与从上述金属板直接成型为上述成型形状的情况相比、在经由上述中间形状成型为上述成型形状的情况下，上述金属板的板厚减少率大的部位的至少一部分，

根据通过依次进行下述第1步骤和下述第2步骤而求出的有限要素法分析中的成型形状的金属板的要素数据B以及成型前的虚拟金属板的要素数据D，

对于上述成型前的虚拟金属板的要素数据D中、与上述第1区域对应的一部分要素，赋予变形为与上述一部分要素的各要素对应的上述成型形状的金属板的要素数据B的各要素的形状所需要的应变，

对于上述成型前的虚拟金属板的要素数据D中、与第2区域对应的剩余要素，赋予绝对值比变形为与上述剩余要素的各要素对应的上述成型形状的金属板的要素数据B的各要素的形状所需要的应变小的应变或者不赋予应变，上述第2区域包括与经由上述中间形状成型为上述成型形状的情况相比、从上述金属板直接成型为上述成型形状的情况下的上述金属板的板厚减少率较大的部位的至少一部分，

将使上述成型前的虚拟金属板变形后的情况下的变形后的虚拟金属板的要素数据G的形状设为上述中间形状，

第1步骤：准备临时的金属板的要素数据A以及上述成型形状的金属板的要素数据B的步骤，

第2步骤：以上述临时的金属板的要素数据A与上述成型形状的金属板的要素数据B的拓扑地对应的各要素间的形状之差变小的方式，对上述临时的金属板的要素数据A进行修正而求出成型前的虚拟金属板的要素数据D的步骤。

12.如权利要求11所述的中间形状的设计方法，其中，

上述第1步骤为，通过基于有限要素法的成型分析，根据临时的金属板的要素数据A，求出上述成型形状的金属板的要素数据B。

13.如权利要求11所述的中间形状的设计方法，其中，

上述第1步骤为，通过基于有限要素法的反向分析，根据上述成型形状的金属板的要素数据B，求出上述临时的金属板的要素数据A。

14.如权利要求11至13任一项所述的中间形状的设计方法，其中，

在上述第2步骤中，通过依次进行下述第2-1步骤、下述第2-2步骤以及下述第2-3步骤，由此，

以上述临时的金属板的要素数据A与上述成型形状的金属板的要素数据B的、相对应的各要素间的形状之差变小的方式，对上述临时的金属板的要素数据A进行修正而求出成型前的虚拟金属板的要素数据D，

第2-1步骤：按照上述临时的金属板的要素数据A的每个要素，求出为了弹性变形为与上述临时的金属板的要素数据A的各要素拓扑地对应的上述成型形状的金属板的要素数据B的各要素的形状所需要的、对上述临时的金属板的要素数据A的各要素施加的应力F1的步骤；

第2-2步骤：制作有限要素模型(I)的步骤，该有限要素模型(I)对于上述临时的金属板的要素数据A的各要素，赋予绝对值为在上述第2-1步骤中求出的上述应力F1以上的应力F2，并且，赋予了对各有限要素的节点向面外方向的位移进行限制的条件；

第2-3步骤：根据在上述第2-2的步骤中制作出的有限要素模型(I)进行基于有限要素法的弹性变形分析，求出弹性变形后的要素数据H，将上述临时的金属板的要素数据A的各有限要素的形状修正为弹性变形后的有限要素数据H的各有限要素的形状，将修正后的有限要素数据设为成型前的虚拟金属板的要素数据D的步骤。

15.如权利要求14所述的中间形状的设计方法，其中，

上述应力F2为绝对值大于上述应力F1且为上述应力F1的1.5倍以下的应力。

16.如权利要求11所述的中间形状的设计方法，其特征在于，

按照上述成型前的虚拟金属板的要素数据D的每个要素，求出为了弹性变形为与上述成型前的虚拟金属板的要素数据D的各要素对应的上述成型形状的金属板的要素数据B的各要素的形状所需要的应力F3，

制作有限要素模型(J)，该有限要素模型(J)对于上述成型前的虚拟金属板的要素数据D的一部分要素赋予上述弹性变形所需要的应力F3，并且，对于上述成型前的虚拟金属板的要素数据D的剩余要素赋予绝对值小于上述弹性变形所需要的应力F3的应力或者不赋予应力，

根据上述有限要素模型(J)，进行基于有限要素法的弹性变形分析，由此，

对于上述成型前的虚拟金属板的要素数据D的一部分要素，赋予变形为与上述一部分要素对应的上述成型形状的金属板的要素数据B的各要素的形状所需要的应变，

对于上述成型前的虚拟金属板的要素数据D的剩余要素，赋予绝对值小于变形为与上述剩余要素对应的上述成型形状的金属板的要素数据B的各要素的形状所需要的应变的应变或者不赋予应变，

求出变形后的情况下的变形后的虚拟金属板的要素数据G。

17.如权利要求16所述的中间形状的设计方法，其中，

对于上述成型前的虚拟金属板的要素数据D的剩余要素中、与上述一部分要素的边界附近的要素，赋予绝对值小于上述应力F3的应力，随着从上述边界附近的要素远离而对于上述剩余要素赋予绝对值逐渐变小的应力。

18.如权利要求11所述的中间形状的设计方法，其特征在于，

在将在上述第2步骤中得到的上述成型前的虚拟金属板的要素数据D与上述第1步骤中的上述临时的金属板的要素数据A进行置换了之后，进行上述第1步骤以及上述第2步骤，或者，进行上述第2步骤而重新求出成型前的虚拟金属板的要素数据D。

19.如权利要求11所述的中间形状的设计方法，其特征在于，

设定在上述成型前的虚拟金属板的要素数据D与上述成型形状的金属板的要素数据B之间拓扑地对应的各有限要素的成型前后的状态变化量(ΔX)的上限的阈值、或者上限的阈值以及下限的阈值，

在仅设定了上述状态变化量(ΔX)的上限的阈值的情况下，到状态变化量(ΔX)的最大值成为阈值以下的要素数据为止，

在设定了上述状态变化量(ΔX)的上限以及下限的阈值的情况下，到状态变化量(ΔX)的最大值以及最小值成为上限的阈值以下且为下限的阈值以上的要素数据为止，

反复进行：在将在上述第2步骤中得到的上述成型前的虚拟金属板的要素数据D与上述第1步骤中的上述临时的金属板的要素数据A进行置换之后，进行上述第1步骤以及上述第2步骤或者上述第2步骤而重新求出成型前的虚拟金属板的要素数据D。

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