CN116635706A - 延迟破坏特性评价方法及程序 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于进一步提高延迟破坏的评价精度。着眼于作为延迟破坏产生的基准的应力的计算值根据成型分析的分析条件而变化,将根据对作为目标的成型品(实用部件)进行分析的分析条件变更作为延迟破坏产生的基准的应力值而得到的值作为延迟破坏评价的基准使用。例如,使延迟破坏的评价试验中的成型分析的分析条件与实际的汽车部件所代表的实用品的成型分析的分析条件一致。
Description
技术领域
本发明涉及产生于金属板的压制成型后的成型品的延迟破坏特性的评价方法、及使用其的程序的技术。本发明特别是适合于金属板由高张力钢板形成的汽车的构造部件的技术。例如,本发明适合于由高张力钢板形成的中柱、A柱下部等的、在经压制成型的车身构造部件中的凸缘端部的延迟破坏特性的评价的技术。
背景技术
当前,对于汽车要求由轻量化带来的燃油效率提高和碰撞安全性的提高。以兼顾车身的轻量化和碰撞时的搭乘者保护为目的,对于车身使用高强度钢板。特别是近年来作为拉伸强度980MPa以上的高强度钢板的超高强度钢板被应用于车身。作为将超高强度钢板应用于车身时的课题之一为延迟破坏。延迟破坏是由于压制成型后的残余应力和塑性应变、从使用中的氢环境侵入的氢引起的破坏现象。因此,为了将高张力钢板应用于车身,需要与压制成型条件相应的延迟破坏特性的评价、延迟破坏产生的预测。
作为与汽车用的压制成型用的高张力钢板相关的以往的评价方法,例如有专利文献1~3中记载的方法。
专利文献1中记载了下述方法:将试验片进行V形弯曲后,对于由于进一步紧固引起的负荷弯曲应力的状况,进行延迟破坏的评价的方法。另外,专利文献2、3中记载了下述方法:对于相对于由于深拉深(deep drawing)、冲压(stamping)或冲压拉伸成型(stampingdrawing forming)引起的压缩变形后的、负荷拉伸残余应力的状况,进行延迟破坏的评价方法。
在这些以往的见解中,均是计算在设置于氢环境下的试验片上产生的应力。例如,通过利用计算机的模拟分析(成型分析)计算在上述试验片上产生的应力,该应力是由于成型而赋予的变形所产生的。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2017-142086号公报
专利文献2:日本特开2018-185184号公报
专利文献3:日本特开2018-185183号公报
发明内容
发明所要解决的课题
本申请的发明人在研究压制成型后的高张力钢板的延迟破坏特性中,得到下述见解:在延迟破坏评价试验中的利用计算机的模拟中的应力的计算值依赖于分析条件。利用计算机的模拟例如是利用CAE的成型分析。这里所说的分析条件是指包括在根据有限元法的成型分析中的要素的种类、要素尺寸、在成型品内的应力的输出部位、在壳要素内的输出应力的积分点位置。
因此,即使利用如各专利文献中记载的评价方法评价延迟破坏特性,算出作为产生延迟破坏的极限的应力(极限应力)的基准值,也存在如下课题。即,在算出基准值时的分析条件与评价实际的成型品的成型分析的分析条件不同时,由于分析条件的不同导致计算值的不同。因此,存在延迟破坏评价的精度可能相应地变差的课题。在此,与试验片的压制成型品形状相比,实用部件多为大型且形状复杂的部件。因此,对于实用部件,采用要素数少且计算负荷小的分析条件下的成型分析。另一方面,试验片为小且变形后的形状简单的形状。因此,在计算使用试验片的基准值时的分析条件中,存在相对地增多要素数、相对地提高计算负荷的倾向。即,存在高精度地计算作为基准的应力的倾向。
应力的基准值(基准应力)是通过各种延迟破坏的评价方法确定的值,是作为产生延迟破坏的极限的值。并且,将该应力的基准值应用于实际的汽车部件中的成型分析的计算结果,仅根据成型分析事先预测延迟破坏的产生。该预测在使用高张力钢板的车身的设计中非常重要。
本发明是鉴于上述问题而完成的,其目的在于进一步提高延迟破坏的评价精度。
用于解决课题的手段
本发明着眼于作为延迟破坏产生的基准的应力的计算值根据成型分析的分析条件而变化。本发明将作为延迟破坏产生的基准的应力值根据对作为目标的成型品(实用部件)进行分析时应用的分析条件进行变更。并且,将变更后值作为延迟破坏评价的基准使用这一点,是本发明的特征之一。
并且,为了解决上述课题,本发明的一个方式是使延迟破坏的评价试验中的成型分析的分析条件与实际的汽车部件所代表的实用的成型分析的分析条件中的至少1个一致。例如,使延迟破坏的评价试验中的成型分析的分析条件与实际的汽车部件所代表的实用的成型分析的分析条件一致,作为计算负荷比以往小的分析条件。
由此,在延迟破坏的评价试验中的成型分析与代表实际的汽车部件的成型分析之间,能够消除由于所采用的分析条件而产生的应力的计算值的差异,或减小差异。其结果为,通过对实际的汽车部件中的成型分析的计算结果进行比较时使用由延迟破坏的评价试验得到的产生延迟破坏的基准应力,延迟破坏评价的精度提高。
另外,本发明的其它方式基于实际的汽车部件所代表的实用的成型分析的分析条件,将在延迟破坏的评价试验中的成型分析中计算出的作为延迟破坏产生的基准的应力换算成接近以该分析条件计算出的值。然后,将换算后的应力作为延迟破坏评价的基准使用。
由此,能够减少用于使上述延迟破坏的评价试验中的成型分析的条件与实际的汽车部件所代表的实用的成型分析的条件一致的计算的工夫。因此,本发明的其它方式通过对作为延迟破坏产生的基准的应力值乘以校正分析条件的不同的转换系数,能够简单地使由于分析条件不同而计算值不同的极限应力与实际的汽车部件对应。
发明的效果
根据本发明的方式,在考虑试验时和实际的评价时的由于成型分析的分析条件而引起的差异的基础上,评价延迟破坏特性。因此,根据本发明的方式,能够进一步提高评价精度。
由此,能够将通过各种延迟破坏的评价方法确定的成为产生延迟破坏的极限的应力的基准值高精度地应用于实际的汽车部件的成型分析的计算结果。由此,能够根据成型分析事先高精度地预测延迟破坏的产生。这有助于使用高张力钢板的车身的设计,能够使对高张力钢板的汽车的应用变得容易。
附图说明
[图1]是以V形弯曲成型试验片为例的各要素的种类的说明图。
[图2]是以V形弯曲成型和从V形弯曲成型后的两端部的紧固变形为例的板厚方向的应力分布的说明图,是以V形弯曲成型和从V形弯曲成型后的两端部的紧固变形为例的应力的计算值根据输出的区域而大幅变化的说明图。
[图3]是说明第1实施方式中的处理工序的图。
[图4]是说明基准应力算出工序的处理的图。
[图5]是说明实用部件的评价处理的图。
[图6]是示出第1实施方式中的软件构成的图。
[图7]是说明第2实施方式中的处理工序的图。
[图8]是示出第2实施方式中的软件构成的图。
[图9]是用于V形弯曲成型和紧固成型的实验的夹具的说明图。
[图10]是分别示出2D实体要素、3D实体要素、壳要素的CAE上的外观的图。
[图11]是实施例中在板厚内输出应力的计算值的区域、即ABCD的说明图。
[图12]是将第1成型品中不同的三种要素的计算应力按计算区域示出,将第2成型品中的上述应力与延迟破坏的有无一起示出,并进行比较的图。
[图13]是对图12中的第1成型品中不同的三种要素的计算应力(基准应力)实施基于要素的种类的转换系数的校正时的图。
具体实施方式
以下,对于本发明的实施方式参照附图进行说明。
设想利用计算机的成型分析计算使金属板成型为压制成型品时产生于该压制成型品的残余应力的情况。在该情况下存在下述问题:即使压制成型的成型条件为相同条件,计算出的应力的值依赖于分析条件,应力的计算值也根据所采用的分析条件而不同。
在此,对于压制成型的成型分析,通常使用根据有限元法的成型分析。在该分析条件中,存在特别是对应力的计算值的影响大的条件。在该影响大的条件中,在根据有限元法的成型分析中,包括要素的种类、要素尺寸、在成型品内的应力的输出部位、在壳要素内的输出应力的积分点位置。
对于根据有限元法的成型分析中的要素的种类和尺寸,例如记载于专利文献1的实施例中。该实施例中记载了,将弯曲的成型分析假定为平面应变状态的二维实体要素(或平面应变要素)。而且,记载了在计算能力充裕的情况下,希望利用三维实体要素进行分析。
另一方面,在实际的汽车部件的成型分析中,在部件为大型的情况下,由于计算能力上的制约,难以选择要素数过大的三维实体要素。另外,与专利文献1那样的单纯的弯曲成型不同,需要进行复杂的部件整体的成型分析。因此,在实际的汽车部件的成型分析中,也不优选进行利用二维实体要素的简化的分析。
由此,通常在实际的汽车部件的成型分析中经常使用的要素的种类中,存在采用要素数少且计算负荷小、没有约束条件的壳要素的倾向。
像这样,在实际的汽车部件的成型分析中,存在使用壳要素的倾向。另外,由于延迟破坏存在从部件端部产生的倾向,因此部件端部的评价是重要的。
而且,使用二维实体要素中的计算值的产生延迟破坏的预测与根据在壳要素的部件端面部的残余应力值进行预测的情况相比,精度差。其理由如下。二维实体要素以平面应变状态为前提。另一方面,由于壳要素的端面部的变形状态没有周围的材料的约束,因此为单轴变形状态。因此,在壳要素中,相同的应变下的应力值大为不同。因此,若使用二维实体要素,则精度变差。
以对试验片进行V形弯曲成型的情况为例,图1示出了以上的三种要素。
此时,二维实体要素中的应力的输出部位、在壳要素内的输出应力的积分点位置也对应力的计算值影响较大。例如,专利文献1的实施例中,对于二维实体要素中的弯曲外侧的最外表层的网格,评价残余应力的计算值。
另一方面,为了预测从端面部产生的延迟破坏,本来优选考虑在端面的板厚方向上的所有区域(所有输出点)的残余应力。因此,在壳要素中也需要从该观点出发来选择计算应力的积分点。但是,残余应力未必在弯曲外侧的表面侧达到最大。实际上,端面部依赖于成型时、回弹时、及其它的成型状态,在板厚方向上具有复杂的应力分布。因此,根据输出哪个积分点的应力的计算值,作为延迟破坏的基准的应力大幅变化。
这样的情况对于任何要素的种类都如此。应力的计算值根据如何选择输出同一计算值的区域而大幅变化。图2是对板厚方向上的应力分布以V形弯曲成型和从V形弯曲成型后的两端部的紧固变形为例,示出板厚方向的应力分布的图。
如上所述,即使通过现有文献那样的评价方法评价延迟破坏特性,通过成型分析算出成为产生延迟破坏的极限的应力的基准值,精度也会相应地变差。即,在成型分析的分析条件存在差异的情况下,在对实际的汽车部件的成型分析的计算结果应用成为产生延迟破坏的极限的应力的基准值来预测延迟破坏的产生的情况下,精度会相应地变差。
与此相对,在本发明的第1实施方式中,使在求出应力的基准值时使用的成型分析的第1分析条件为与第2分析条件中的至少1个相同的分析条件。第2分析条件是为了计算在实用部件形状的成型中产生的应力所使用的成型分析的分析条件。
在此,也考虑将第2分析条件侧变更为与第1分析条件一致。但是,第1分析条件的设定的自由度大。因此,优选使第1分析条件与第2分析条件一致。在第1实施方式中,至少将第1分析条件中的要素的种类及要素的尺寸的条件设定为与上述第2分析条件的要素的种类及要素的尺寸的条件相同的条件。
另外,在本发明的第2实施方式中,求出用于使通过第1分析条件算出的应力值接近通过第2分析条件算出时的应力值的换算系数。然后,通过换算系数对使用第1分析条件算出的基准应力进行换算,将换算后的应力作为用于评价的基准应力使用。
以下,进一步对本实施方式进行详细说明。
“第1实施方式”
(构成)
如图3所示,本实施方式的延迟破坏方法至少具备试验工序9、基准应力算出工序10、评价应力算出工序11、评价工序12。
基准应力算出工序10构成第1工序。
试验工序9进行对由金属板形成的试验片1施加变形的处理。试验工序9将该变形后的试验片2设置在氢侵入环境下,通过该设置评价在该试验片2上产生的龟裂的产生状况。
基准应力算出工序10基于试验工序9中的评价,输入与判定为有延迟破坏的上述变形相关的信息。基于该输入,基准应力算出工序10通过利用计算机的第1分析条件下的成型分析,算出通过对上述试验片施加变形而产生于变形后的试验片的最大残余应力。基准应力算出工序10根据所算出的最大残余应力求出基准应力。基准应力用于判断在氢环境下在上述金属板的成型品中是否产生延迟破坏。
另外,评价应力算出工序11对于作为实用部件而设计的成型品(压制部件)的形状,进行利用计算机的第2分析条件下的成型分析。然后,评价应力算出工序11求出通过将上述金属板成型为目标成型品而产生于上述成型品的残余应力。在上述成型品的多个部位求出残余应力。也可以以此求出的残余应力的最大残余应力来代表所评价的残余应力。
评价工序12根据在上述第2工序中求出的残余应力与上述基准应力的比较,评价上述目标成型品的延迟破坏特性。
在此,在上述说明的第1实施方式中,将在基准应力算出工序10中采用的第1分析条件设定为与在评价应力算出工序11中采用的第2分析条件相同的分析条件。本实施方式中,将至少第1分析条件中的要素的种类及要素的尺寸的条件设定为与上述第2分析条件的要素的种类及要素的尺寸的条件相同的条件。也可以将作为第1分析条件设定的全部分析条件作为与第2分析条件相同的条件。
<试验工序9及基准应力算出工序10>
试验工序9及基准应力算出工序10例如通过图4所示的处理来执行。
首先,在步骤S10中制作变形后的试验片。
在该工序中,准备由与所制作的产品相同的材料及厚度形成的金属板(例如,高张力钢板)。即,准备与在产品中使用的金属板相同的金属板。然后,对该金属板进行剪切加工,制作规定形状的试验片1。接下来,通过预先设定的成型方法,对该试验片赋予预先设定的变形量的变形。
作为成型方法的例子,有如专利文献1~3中记载的V形弯曲加工、深拉深加工等。本实施方式中,对于其使用的成型方法,只要采用任何已知的成型方法即可。由此,例如在V形弯曲加工的情况下,对弯曲加工部2a赋予了模拟压制成型的应变及残余应力。另外,在深拉深加工的情况下,对凸缘部等端部等赋予了模拟压制成型的应变及残余应力。
在此,优选一起制作变形量不同的多个试验片。
接下来,在步骤S20中,将在步骤S10中制作的试验片1设置于氢侵入环境下(氢侵入气氛)。
试验片向氢侵入环境下的设置例如通过将成型后的试验片浸渍在收容盐酸、NH4SCN水溶液等酸液的浴槽内来实施。
接下来,在步骤S30中,根据该试验片的应变赋予位置处的龟裂的产生状况(例如,到产生为止的时间),评价延迟破坏性。
例如,在步骤S30中,根据在氢侵入环境下设置了预先设定的规定时间的试验片中的、应变赋予位置处的龟裂的产生状况(例如,到龟裂产生为止的时间),评价金属板的延迟破坏性。
接下来,在步骤S40中,在判定为在步骤S30中评价的试验片有延迟破坏的情况下,转移至步骤S50。在不存在有延迟破坏的试验片的情况下,设定为增加变形量,返回步骤S10,执行步骤S10~S40的处理。也能够同时评价变形量不同的试验片。
在此,步骤S10~S40的处理与试验工序9对应。
在步骤S50中,在判定为有延迟破坏的试验片中,基于变形量最小的试验片的变形量,执行利用计算机的第1分析条件下的成型分析,算出最大拉伸残余应力。
在此,成型分析中的成型条件是设为在步骤S10中使用的加工方法,且将加工中的变形量设为上述试验片的变形量的条件。
本实施方式中,根据第2分析条件来确定第1分析条件。并且,本实施方式中,将第1分析条件设为与第2分析条件相同的条件。
在步骤S60中,将在步骤S50中算出的最大拉伸残余应力设定为基准应力。其中,基准应力也可以不与最大拉伸残余应力一致。例如,也可以将上述算出的最大拉伸残余应力减小了预先设定的余量而得的值设定为基准应力。
步骤S50、S60与利用计算机执行的第1工序(基准应力算出工序10)对应。
该基准应力成为在对金属板进行压制成型时判定在压制成型品中是否产生延迟破坏的基准值、判定距离延迟破坏的产生有多少程度的富余的基准。
以上是求出用于延迟破坏评价的基准应力的处理。
<评价处理>
接下来,对于作为目标的成型品的实用部件的评价的处理,参照图5进行说明。
首先,基于规格,确定作为实用部件的候补的成型品形状。
然后,在步骤S100中,对于该成型品形状(实用部件的形状),进行利用计算机的第2分析条件下的成型分析。然后,在将金属板成型为上述成型品形状时,算出产生于目标成型品的端部的各位置的残余应力。
需要说明的是,将对实用部件进行成型时的压制加工条件设定为成型分析的成型条件。
该步骤S100与评价应力算出工序11(第2工序)对应。
接下来,转移至步骤110,比较在步骤S100中求出的各残余应力和上述基准应力,评价各残余应力是否小于基准应力。
该步骤S110的处理与评价工序12对应。
然后,在步骤S120中,在任一残余应力为基准应力以上的情况下,评价(预测)为有延迟破坏产生,转移至步骤S140。另一方面,在全部的残余应力小于基准应力的情况下,判定为没有规定以上的延迟破坏产生,转移至步骤S130。需要说明的是,也可以以各位置的残余应力中的最大残余应力为代表进行评价。
在步骤S130中,在所设定的成型品形状中,输出无延迟破坏的评价。
另一方面,在步骤S140中,作为有延迟破坏,转移至步骤S150。
在步骤S150中,根据需要进行规格的变更。然后,基于变更后的规格,再次确定作为实用部件的候补的成型品形状并转移至步骤S100,重复上述处理。
(软件构成例)
本实施方式中,利用计算机执行构成第1工序的基准应力算出工序10、构成第2工序的评价应力算出工序11、及评价工序12的处理。评价工序12的处理也可以不利用计算机执行。
本实施方式中,例如,如图6所示,在程序存储部22中保存第1工序用程序23A、第2工序用程序23B、及评价工序用程序23C。符号21是具有CPU等硬件结构的计算机,执行保存于程序存储部22的程序。
第1工序用程序23A是执行上述第1工序的处理的程序。第1工序用程序23A例如具有基于算出最大残余应力的CAE的第1成型分析部、和根据第1成型分析部算出的最大残余应力求出基准应力的基准应力设定部。
第2工序用程序23B是执行上述第2工序的处理的程序。第2工序用程序23B例如具有基于算出残余应力的CAE的第2成型分析部。
评价工序用程序23C是执行上述评价工序12的处理的程序。评价工序用程序23C执行对在第1工序用程序23A中求出的基准应力和在第2工序用程序23B中求出的残余应力进行比较的处理。
本实施方式中,将在第1成型分析部使用的成型分析的分析条件中的、要素的种类及要素的尺寸的条件设定为与第2成型分析部中使用的成型分析的分析条件的、要素的种类及要素的尺寸的条件相同的条件。
(动作及其它)
本实施方式是在所评价的金属板为拉伸强度980MPa以上的高张力钢板的情况下适合的处理,另外,适合于汽车部件的评价。
本实施方式在氢环境下对由高张力钢板等金属板形成的成型品判定是否产生由延迟破坏引起的开裂,评价延迟破坏特性。此时,通过使用试验片的实验及成型分析,求出作为延迟破坏特性评价的基准的基准应力。此时,本实施方式中,将成型分析的第1分析条件设定为与在实用部件的设计时的成型分析中采用的第2分析条件相同的分析条件。
在此,根据所采用的分析条件,基于成型分析的应力的计算值不同。因此,作为延迟破坏产生的基准的应力根据分析条件而变化。因此,本实施方式中,作为延迟破坏产生的基准的应力值作为根据第2分析条件而变化的值进行处理。
另外,上述作为延迟破坏产生的基准的应力优选作为根据在上述分析条件下同样计算出的应变而变化的应力来处理。这如专利文献1~3中所记载,加工引起的应变有时影响延迟破坏的产生。因此,有时假定作为延迟破坏产生的基准的应力发生变化。这里所说的应变是指例如等效塑性应变(equivalent plastic strain)。
在本实施方式中使用的全部成型分析为有限元法。
另外,在第1分析条件和第2分析条件中,作为使其一致的分析条件,优选包括根据有限元法的成型分析中的要素的种类及要素尺寸。而且,对于在成型品内的应力的输出部位、在壳要素内的应力的输出积分点的位置,也可以使两者的分析条件一致。
在此,延迟破坏在成型品的端面上从板厚内的任意部位都能够产生。因此,对于第2分析条件中的残余应力的算出位置,优选输出在板厚内的全部的要素或积分点的最大的应力。残余应力的算出位置为在所分析的成型品内的应力的输出部位、在壳要素内的输出应力的积分点位置。
并且,本实施方式中,在求出用于延迟破坏的评价的基准应力的处理与以代表实际的汽车部件为的目标的成型品的成型分析之间,能够降低由于分析条件而产生的应力的计算值的差异。在此基础上,本实施方式中,将高精度地求出的产生延迟破坏的基准应力与代表实际的汽车部件的目标成型品的成型分析的计算结果进行比较。通过该比较来预测延迟破坏的产生。然后,基于该延迟破坏的产生的预测结果,对目标成型品适当地变更设计、成型的规格。其结果是,对于实际制造的压制成型品,能够避免延迟破坏。
“第2实施方式”
接下来,对于第2实施方式进行说明。
第2实施方式的基本构成与第1实施方式相同。
如图7所示,相对于第1实施方式,第2实施方式的不同在于:另外具有转换系数设定工序13,并且将该转换系数设定工序13设定的转换系数在评价工序12中使用。其它与第1实施方式相同,因此省略说明。
(构成)
<转换系数设定工序13>
转换系数设定工序13与第3工序对应。
转换系数设定工序13例如求出对金属板在同一成型条件下进行压制成型时的、通过第1分析条件下的成型分析所计算的第1应力与通过第2分析条件下的成型分析所计算的第2应的相关。转换系数设定工序13根据所求出的相关算出用于使通过第1分析条件下的成型分析所计算的应力接近通过上述第2分析条件下的成型分析进行计算时的应力的转换系数。需要说明的是,求出转换系数时的金属板也可以与评价用的金属板不同。
例如,多次执行在同一成型条件下的第1分析条件和第2分析条件的压力计算。然后,通过基于该多次的执行处理计算的统计处理,求出第1分析条件下计算出的压力与第2分析条件下计算出的压力的相关。然后,根据该相关设定转换系数。
此时,可以将认为对计算出的应力值影响大的分析条件作为变量,来求出相关。例如,也可以求出以要素的种类和网格的尺寸为变量的通用的转换系数。
需要说明的是,要素的种类为2D实体要素、3D实体要素、或壳要素。
[第2分析条件的要素的种类为壳要素的情况]
接下来,对第2分析条件的要素的种类为壳要素的情况的转换系数的例子进行说明。
在该情况下,将通过第1分析条件下的成型分析所计算的应力σ0转换为通过第2分析条件下的成型分析所计算的应力σ的转换系数K能够由下述(1)式求出。
K=α[β(m/t)+1]…(1)
在此,t[mm]为成型前的金属板的板厚。m[mm]为第2分析条件及第1分析条件下的用于其成型分析的要素的网格尺寸。
另外,α及β为预先设定的系数。
具体而言,在第1分析条件的要素的种类为2D实体要素的情况下,系数α设为选自0.7~0.9的范围的常数。另外,在第1分析条件的要素的种类为3D实体要素或壳要素的情况下,系数α设为1。
另外,系数β设为选自0.05~0.15的范围的常数。
[第1分析条件的要素的种类为壳要素的情况]
接下来,对第1分析条件的要素的种类为壳要素的情况的转换系数的例子进行说明。
在该情况下,将通过第1分析条件下的成型分析所计算的应力σ0转换为通过第2分析条件下的成型分析所计算的应力σ的转换系数K能够由下述(2)式求出。
K=1/(α[β(m/t)+1])…(2)
在此,t[mm]为成型前的金属板的板厚。m[mm]为第2分析条件及第1分析条件下的用于其成型分析的要素的网格尺寸。
另外,α及β为预先设定的系数。
具体而言,在第2分析条件的要素的种类为2D实体要素的情况下,系数α设为选自0.7~0.9的范围的常数。在第2分析条件的要素的种类为3D实体要素或壳要素的情况下,系数α设为1。
另外,系数β设为选自0.05~0.15的范围的常数。
<评价工序12>
并且,第2实施方式的评价工序12评价上述目标成型品的延迟破坏特性。评价通过在评价应力算出工序11(第2工序)求出的残余应力与将在基准应力算出工序10中求出的基准的应力以转换系数换算后的应力的比较来进行。
转换系数的换算例如用下式进行。
σ=K·σ0
在此,将基准的应力以转换系数K换算后的应力的算出也可以在基准应力算出工序10中执行。
(软件构成例)
本实施方式中,利用计算机执行构成第1工序的基准应力算出工序10、构成第2工序的评价应力算出工序11、构成第3工序的转换系数设定工序13的处理、及评价工序12的处理。评价工序12的处理也可以利用计算机执行。
本实施方式中,例如,如图8所示,在程序存储部22中保存第1工序用程序23A、第2工序用程序23B、第3工序用程序23E、及评价工序用程序23C。符号21是具有CPU等硬件结构的计算机,执行保存于程序存储部22的程序。
第1工序用程序23A是执行上述第1工序的处理的程序。第1工序用程序23A例如具有基于算出最大残余应力的CAE的第1成型分析部、和根据第1成型分析部算出的最大残余应力求出基准应力的基准应力设定部。
第2工序用程序23B是执行上述第2工序的处理的程序。第2工序用程序23B例如具有基于算出残余应力的CAE的第2成型分析部。
第3工序用程序23E执行下述处理:根据在同一成型条件下进行压制成型时、通过第1分析条件下的成型分析所计算的第1应力与通过第2分析条件下的成型分析计算的第2应力的相关,求出转换系数。转换系数是用于使通过第1分析条件下的成型分析所计算的应力接近通过第2分析条件下的成型分析进行计算时的应力的转换系数。
第3工序用程序23E也可以在每次程序启动时执行运算转换系数的处理。另外,也可以为下述处理结构。即,例如,将第1分析条件及第2分析条件作为变量,按每个分析条件,将预先求出的转换系数24保存在数据库。然后,第3工序用程序23E执行从数据库取得与所使用的第1分析条件及第2分析条件对应的转换系数的处理。
评价工序用程序23C是执行上述评价工序12的处理的程序。评价工序用程序23C将在第1工序用程序23A中求出的基准应力乘以第3工序用程序23E求出的转换系数进行换算。而且,评价工序用程序23C执行比较换算后的应力和在第2工序用程序23B中求出的残余应力的处理。
(动作及其它)
本实施方式中,目的之一为减少使第1分析条件与第2成型分析的条件一致的工夫。因此,本实施方式中,作为能够简单地应对的方法,通过转换系数校正第1分析条件下得到的延迟破坏的基准应力。
作为对延迟破坏的基准应力的计算值影响大的分析条件,有用于成型分析的要素的种类、和要素的网格尺寸。因此,可以将第1分析条件和第2成型分析的、要素的种类及要素的网格尺寸中的至少一者作为变量,求出转换系数。第1分析条件与第2成型分析的计算结果的相关几乎不依赖金属板的种类,因此只要预先求出即可,与压制加工的金属板的种类无关。
在此,对于上述系数,作为最佳值,系数α在2D实体要素中设为0.8,在3D实体要素和壳要素中设为1。另外,系数β设为0.1。其中,对于系数α,在2D实体要素中只要取0.7至0.9之间,则对于简单的计算即可得到足够的精度。对于系数β,只要取0.05至0.15之间,则对于简单的计算即可得到足够的精度。与在3D实体要素和壳要素的端面处的单轴拉伸变形状态相比,系数α在2D实体要素中为平面应变变形状态。因此,系数α在2D实体中成为对于对相同变形状态的应力被计算得较高的校正。对于系数β而言,网格越细,越能够高精度地计算应力的集中。因此,系数β的校正针对即使在相同变形状态下应力也被计算得较高这一情况。
(其它)
本公开文本也能够采取如下的构成。
(1)本实施方式中,对由金属板形成的试验片施加变形,对通过将该变形后的试验片设置于氢侵入环境下而在该试验片上产生的龟裂的产生状况进行评价,具备下述工序:第1工序,其对于基于上述评价判定为有延迟破坏的上述变形,通过利用计算机的第1分析条件下的成型分析,算出通过对上述试验片施加变形而产生于变形后的试验片的最大残余应力,根据所算出的最大残余应力求出用于判断在氢环境下在上述金属板的成型品中是否产生延迟破坏的基准应力;第2工序,其通过利用计算机的第2分析条件下的成型分析,求出通过将上述金属板成型为目标成型品而产生于上述成型品的残余应力;和评价工序12,其根据在上述第2工序中求出的残余应力与上述基准应力的比较,对上述目标成型品的延迟破坏特性进行评价,将上述第1分析条件中的要素的种类及要素的尺寸的条件设定为与上述第2分析条件的要素的种类及要素的尺寸的条件相同的条件。
根据该构成,在考虑由于试验时和实际的评价时的、成型分析的分析条件而产生的差异的基础上,评价延迟破坏特性。因此,能够进一步提高评价精度。
(2)本实施方式中,对由金属板形成的试验片施加变形,对通过将该变形后的试验片设置于氢侵入环境下而在该试验片上产生的龟裂的产生状况进行评价,具备下述工序:第1工序,其对于基于上述评价判定为有延迟破坏的上述变形,通过利用计算机的第1分析条件下的成型分析,算出通过对上述试验片施加变形而产生于变形后的试验片的最大残余应力,根据所算出的最大残余应力求出用于判断在氢环境下在上述金属板的成型品中是否产生延迟破坏的基准应力;第2工序,其通过利用计算机的第2分析条件下的成型分析,求出通过将上述金属板成型为目标成型品而产生于上述成型品的残余应力;第3工序,其根据在同一成型条件下进行压制成型时的、通过上述第1分析条件下的成型分析所计算的第1应力与通过上述第2分析条件下的成型分析所计算的第2应力的相关,求出使通过上述第1分析条件下的成型分析所计算的应力接近通过上述第2分析条件下的成型分析进行计算时的应力的转换系数;和评价工序12,其根据在上述第2工序中求出的残余应力与将上述基准应力以上述转换系数换算后的应力的比较,对上述目标成型品的延迟破坏特性进行评价。
根据该构成,在考虑由于试验时和实际的评价时的、成型分析的分析条件而产生的差异的基础上,评价延迟破坏特性。因此,能够进一步提高评价精度。
(3)上述成型分析是根据有限元法的成型分析,作为上述第1分析条件及第2分析条件,包括选自要素的种类、要素尺寸、在成型品内的应力的输出部位、及在壳要素内的输出应力的积分点位置中的1个以上的条件。
(4)作为上述第1分析条件及第2分析条件具有要素的种类,基于上述第1分析条件及第2分析条件的要素的种类的差异设定上述转换系数。
(5)将成型前的金属板的板厚设为t[mm],将要素的种类设为2D实体要素、3D实体要素、或壳要素,对于第2分析条件而言,要素的种类为壳要素,用于其成型分析的要素的网格尺寸为m[mm],第1分析条件下的要素的网格尺寸为m[mm],将通过上述第1分析条件下的成型分析所计算的应力转换为通过上述第2分析条件下的成型分析所计算的应力的上述转换系数K由下述(1)式表示。
K=α[β(m/t)+1]…(1)
其中,
在第1分析条件的要素的种类为2D实体要素的情况下,系数α设为选自0.7~0.9的范围的常数,在第1分析条件的要素的种类为3D实体要素或壳要素的情况下,系数α设为1。
系数β设为选自0.05~0.15的范围的常数。
根据该构成,能够简单地进行转换。
(6)将成型前的金属板的板厚设为t[mm],将要素的种类设为2D实体要素、3D实体要素、或壳要素,对于第1分析条件而言,要素的种类为壳要素,用于其成型分析的要素的网格尺寸为m[mm],第2分析条件下的要素的网格尺寸为m[mm],将通过上述第1分析条件下的成型分析所计算的应力转换为通过上述第2分析条件下的成型分析所计算的应力的上述转换系数K由下述(2)式表示。
K=1/(α[β(m/t)+1])…(2)
其中,在第2分析条件的要素的种类为2D实体要素的情况下,系数α设为选自0.7~0.9的范围的常数,在第2分析条件的要素的种类为3D实体要素或壳要素的情况下,系数α设为1。
系数β设为选自0.05~0.15的范围的常数。
根据该构成,能够简单地进行转换。
(7)上述成型分析是根据有限元法的成型分析,对于在第1分析条件及第2分析条件下的成型分析中的、成型后的形状中的应力的输出部位、或壳要素的情况下的输出应力的积分点位置,输出在板厚内的全部的要素或积分点的最大的应力。
根据该构成,通过考虑板厚方向上的全部的输出点的应力值,从而提高通过成型分析求出的最大残余应力的精度。
(8)上述金属板是拉伸强度为980MPa以上的高张力钢板。
(9)上述目标成型品为汽车的构成部件。
(10)程序,其用于延迟破坏特性评价方法,上述延迟破坏特性评价方法中,对由金属板形成的试验片施加变形,对通过将该变形后的试验片设置于氢侵入环境下而在该试验片上产生的龟裂的产生状况进行评价,具备下述工序:第1工序,其输入与通过上述评价判定为有延迟破坏的上述变形相关的信息,通过利用计算机的第1分析条件下的成型分析,算出通过对上述试验片施加变形而产生于变形后的试验片的最大残余应力,根据所算出的最大残余应力求出用于判断在氢环境下在上述金属板的成型品中是否产生延迟破坏的基准应力;第2工序,其通过利用计算机的第2分析条件下的成型分析,求出通过将上述金属板成型为目标成型品而产生于上述成型品的残余应力;和评价工序,其根据在上述第2工序中求出的残余应力与上述基准应力的比较,对上述目标成型品的延迟破坏特性进行评价,将上述第1分析条件中的要素的种类及要素的尺寸的条件设定为与上述第2分析条件的要素的种类及要素的尺寸的条件相同的条件,上述程序用于使计算机实现上述第1工序。
(11)程序,其用于延迟破坏特性评价方法,上述延迟破坏特性评价方法中,对由金属板形成的试验片施加变形,对通过将该变形后的试验片设置于氢侵入环境下而在该试验片上产生的龟裂的产生状况进行评价,具备下述工序:第1工序,其输入与通过上述评价判定为有延迟破坏的上述变形相关的信息,对于判定为有延迟破坏的上述变形,通过利用计算机的第1分析条件下的成型分析,算出通过对上述试验片施加变形而产生于变形后的试验片的最大残余应力,根据所算出的最大残余应力求出用于判断在氢环境下在上述金属板的成型品中是否产生延迟破坏的基准应力;第2工序,其通过利用计算机的第2分析条件下的成型分析,求出通过将上述金属板成型为目标成型品而产生于上述成型品的残余应力;第3工序,其根据在同一成型条件下进行压制成型时的、通过上述第1分析条件下的成型分析所计算的第1应力与通过上述第2分析条件下的成型分析所计算的第2应力的相关,求出使通过上述第1分析条件下的成型分析所计算的应力接近通过上述第2分析条件下的成型分析进行计算时的应力的转换系数;和评价工序,其根据在上述第2工序中求出的残余应力与将上述基准应力以上述转换系数换算后的应力的比较,对上述目标成型品的延迟破坏特性进行评价,上述程序用于使计算机实现上述第1工序及上述第3工序。
实施例
接下来,对于本实施方式的实施例进行说明。
在此,以板厚1.4mm的供试材(金属板)为对象说明实施例。作为供试材,使用拉伸强度为1520MPa的高张力钢板。
首先,执行图9示出的弯曲试验的工序。即,使用V字型和弯曲半径7mm的冲头。
对由110mm×30mm的矩形的平板1形成的供试材实施V形弯曲。然后,在距离夹着试验片的弯曲加工部2A的两端的板端22mm的位置,利用应力负荷夹具对试验片进行紧固成型。由此,制作赋予残余应力的试验片2。
在此,如图9(d)所示,将通过紧固施加负载的二点的间隔的变化量定义为紧固量。符号6表示紧固件。试验片的端面通过剪切加工来制作。在剪切加工中,将产生毛刺的一侧的断裂面作为最初的V形弯曲中的弯曲外侧。将最初的V形弯曲中的弯曲内侧作为板表面,将弯曲外侧作为板里面来定义板的表里。
对于上述成型品,改变紧固成型中的紧固量来制作多个,在pH3的盐酸8的槽7中浸渍100小时,调查有无开裂的产生。由此,调查产生延迟破坏的极限的紧固量。其结果可知,紧固量为22mm以上时,能够从剪切端面产生延迟破坏。
因此,将紧固量为22mm时的上述试验片定义为作为具有产生延迟破坏的极限的应力的试验片,作为用于求出产生延迟破坏的基准应力的第1成型品。
接下来,将与上述第1成型品相同的V形弯曲加工和基于相同紧固量的紧固成型作为成型条件,利用计算机的模拟分析进行。分析中使用有限元法软件:LS-DYNA ver.971。
此时,为了确认要素的种类的根据分析条件的应力的计算值的差异,进行以下成型分析。即,根据如图10所示的2D实体要素、3D实体要素、壳要素这三种要素的种类进行成型分析。
将2D实体要素和3D实体要素的网格尺寸设为0.1mm。将壳要素的网格尺寸设为1.4mm。
然后,为了表示由于在第1成型品内的应力的输出部位、或在壳要素内的输出应力的积分点位置而产生的应力的计算值的差异,进行如下操作。如图11(d)所示,在板厚方向上设定区域A(距离板厚表面侧0.3mm以内)、区域B(板厚中央部附近、距离板厚表面侧0.3mm的部分和距离板厚里面侧0.3mm的部分之间的区域)、及区域C(距离板厚里面侧0.3mm以内)这三个区域。然后,将三个区域的各个最大的应力作为计算值输出。需要说明的是,图11(a)~(c)是为了特定表面和里面而记载的。
另外,将A、B、C的全部区域合并而成的板厚整体设为区域D(板厚整体区域),将区域D的最大的应力也作为计算值输出。
但是,在2D实体要素中,将板厚方向上包含于上述区域的部分的网格用于应力的计算值的输出。另外,在3D实体要素中,在位于板端面表面的网格中,将板厚方向上包含于上述A、B、C、D各自的区域的部分的网格的应力的最大值用于计算值的输出。壳要素也同样,以位于板端面表面的网格为对象,将板厚方向上包含于上述A、B、C、D各自的区域的部分中的积分点的应力的最大值用于应力的计算值的输出。
表1示出各要素的种类中,在区域A、B、C、D各自的紧固量为22mm时的应力的计算值。
表1
应力的计算值/MPa
由表1可知,在该情况下,区域A因紧固成型而被压缩,因此应力计算值为负值。区域B对弯曲成型后的残余应力施加了少许因紧固成型而产生的拉伸应力,因此应力计算值为正值。区域C因紧固成型而受到最强的拉伸,因此应力计算值最大且为正值。作为基于要素的种类的差异,在2D实体要素中假定平面应变状态。因此,在2D实体要素中,与接近端面的单轴拉伸的应力状态相比,应力高,因此应力计算值的绝对值相对高。在3D实体和壳要素中,应力最大的区域不同,可见基于计算方法的板厚内的应力分布的差异。
接下来,考虑到实际用于汽车的部件,从材料坯料通过压制成型制作作为模型部件的试验片。将该试验片定义为第2成型品。
第2成型品使用与第1成型品相同的材料。材料坯料的外周通过剪切加工来制作。在剪切加工中,将板厚方向上的产生毛刺的一侧的断裂面作为板表面,将其相反侧作为板里面来定义板的表里。
第2成型品也与第1成型品同样地通过在pH3的盐酸中浸渍100小时并调查有无开裂的产生,从而调查在成型品的各处有无延迟破坏的产生。
接下来,对第2成型品进行成型分析,进行部件的全部区域的应力的计算,该成型分析使用如在实际的汽车部件的成型分析中使用的壳要素。本实施例中,壳要素的网格尺寸设为1.4mm。
接下来,从第2成型品选择包括延迟破坏产生部位在内的代表的14个部位。将所选择的14个部位设为延迟破坏预测部位1~延迟破坏预测部位14。对于延迟破坏预测部位,根据上述计算结果输出应力的计算值。与上述第1试验片同样地以位于板端面表面的网格为对象,将在板厚方向上包含上述A、B、C、D各自的区域的部分的积分点的应力的最大值用于计算值的输出。
表2示出第2成型品的延迟破坏预测部位1~延迟破坏预测部位14中的、区域A、B、C、D各自的应力的计算值、和该区域的延迟破坏的有无。
表2
应力的计算值/MPa
各延迟破坏预测部位根据成型中的成型模式、弯曲成型的应变、弯曲的方向、回弹的程度等,在板厚方向上具有各种应力分布。因此,根据输出应力的区域的选择,应力的计算值有很大不同。
最后,如图12所示,按计算中使用的区域表示产生延迟破坏的基准应力。在第1成型品中,产生延迟破坏的基准应力通过2D实体要素、3D实体要素、壳要素这三种要素的成型分析来计算,通过区域A、B、C、D各自的应力的计算值的输出来确定。
另外,图12中一并示出在第2成型品中根据壳要素的成型分析计算出的区域A、B、C、D各自的应力的计算值的输出。该计算值的输出与有无延迟破坏的产生一起按计算中使用的区域表示。
由图12可知,根据用于应力的计算值的输出的区域,用于延迟破坏的判定的应力大幅变化。在使用全部区域中的应力的最大值的情况下,不会受到第2成型品中的应力分布与第1成型品不同的影响。因此,能够以最佳的精度预测延迟破坏。
接下来,着眼于用于成型分析的要素的种类。在该情况下,在第一成型品的成型分析中使用2D实体要素的情况下,由于假定平面应变状态,因此应力成为评价过高。其结果是,在第二成型品中不能正确地预测产生延迟破坏的应力。另一方面,在第一成型品的成型分析中使用壳要素的情况下,能够以最佳的精度预测延迟破坏。另外,在第一成型品的成型分析中使用3D实体要素的情况下,与使用3D壳的情况相比,延迟破坏的预测的精度低。其理由如下。基于3D实体的细网格的计算能够精度较高地计算3D壳的应力。另一方面,通过计算精度提高,反而偏离以作为实用的条件的3D壳的计算值。
像这样,希望第一成型品和第二成型品的分析条件尽可能地接近。优选使要素的种类与网格尺寸完全一致。
而且,作为使用转换系数的简单的分析条件的匹配的一例,确认了基于转换系数的延迟破坏基准应力的匹配的效果。
表3示出将表1中的2D实体和3D实体的应力的计算值通过上述(1)式换算成壳要素的应力的情况。
表3
应力的计算值/MPa
其中,(1)式中,σ为换算后的压力值,是换算成作为基准的壳要素时的计算应力。m为网格尺寸。t为板厚1.4mm。
在此,在2D实体要素中,系数α设为0.8,在3D实体要素和壳要素中,系数α设为1。系数β设为0.1。σ0是在各要素中分别算出的延迟破坏的转换前的基准应力。
图13是将产生延迟破坏的基准应力σ0通过表3中记载的转换系数置换为转换(校正)后的值σ。基准应力σ0是通过图12中对于第1成型品的2D实体要素、3D实体要素、壳要素这三种要素的成型分析来计算,并通过区域A、B、C、D各自的应力的计算值的输出而确定的值。
由图13可知,通过利用(1)式的简单的转换系数的校正,基于要素的种类的计算应力的差异被减弱。并且,可知在不按照不同的成型分析的条件进行计算的情况下,也能够简单且高精度地预测延迟破坏的产生。
如上所述,根据本发明,能够在考虑基于成型分析的分析条件的差异的基础上评价延迟破坏特性。由此,能够将通过各种延迟破坏的评价方法确定的成为产生延迟破坏的极限的应力的基准值应用于实际的汽车部件的成型分析的计算结果。其结果是,能够根据成型分析事先预测延迟破坏的产生。
附图标记说明
1 试验片
9 试验工序
10 基准应力算出工序(第1工序)
11 评价应力算出工序(第2工序)
12 评价工序
13 转换系数设定工序(第3工序)
21 计算机
22 程序存储部
23A 第1工序用程序
23B 第2工序用程序
23C 评价工序用程序
23E 第3工序用程序
24 转换系数
Claims (16)
1.延迟破坏特性评价方法,其特征在于,对由金属板形成的试验片施加变形,对通过将该变形后的试验片设置于氢侵入环境下而在该试验片上产生的龟裂的产生状况进行评价,
所述延迟破坏特性评价方法具备下述工序:
第1工序,其对于基于所述评价判定为有延迟破坏的所述变形,通过利用计算机的第1分析条件下的成型分析,算出通过对所述试验片施加变形而产生于变形后的试验片的最大残余应力,根据所算出的最大残余应力求出用于判断在氢环境下在所述金属板的成型品中是否产生延迟破坏的基准应力;
第2工序,其通过利用计算机的第2分析条件下的成型分析,求出通过将所述金属板成型为目标成型品而产生于所述成型品的残余应力;和
评价工序,其根据在所述第2工序中求出的残余应力与所述基准应力的比较,对所述目标成型品的延迟破坏特性进行评价,
将所述第1分析条件中的要素的种类及要素的尺寸的条件设定为与所述第2分析条件的要素的种类及要素的尺寸的条件相同的条件。
2.延迟破坏特性评价方法,其特征在于,对由金属板形成的试验片施加变形,对通过将该变形后的试验片设置于氢侵入环境下而在该试验片上产生的龟裂的产生状况进行评价,
所述延迟破坏特性评价方法具备下述工序:
第1工序,其对于基于所述评价判定为有延迟破坏的所述变形,通过利用计算机的第1分析条件下的成型分析,算出通过对所述试验片施加变形而产生于变形后的试验片的最大残余应力,根据所算出的最大残余应力求出用于判断在氢环境下在所述金属板的成型品中是否产生延迟破坏的基准应力;
第2工序,其通过利用计算机的第2分析条件下的成型分析,求出通过将所述金属板成型为目标成型品而产生于所述成型品的残余应力;
第3工序,其根据在同一成型条件下进行压制成型时的、通过所述第1分析条件下的成型分析所计算的第1应力与通过所述第2分析条件下的成型分析所计算的第2应力的相关,求出使通过所述第1分析条件下的成型分析所计算的应力接近通过所述第2分析条件下的成型分析进行计算时的应力的转换系数;和
评价工序,其根据在所述第2工序中求出的残余应力与将所述基准应力以所述转换系数换算后的应力的比较,对所述目标成型品的延迟破坏特性进行评价。
3.如权利要求2所述的延迟破坏特性评价方法,其特征在于,所述成型分析是根据有限元法的成型分析,作为所述第1分析条件及第2分析条件,包括选自要素的种类、要素尺寸、在成型品内的应力的输出部位、及在壳要素内的输出应力的积分点位置中的1个以上的条件。
4.如权利要求3所述的延迟破坏特性评价方法,其特征在于,作为所述第1分析条件及第2分析条件具有要素的种类,基于所述第1分析条件及第2分析条件的要素的种类的差异设定所述转换系数。
5.如权利要求4所述的延迟破坏特性评价方法,其特征在于,将成型前的金属板的板厚设为t[mm],将要素的种类设为2D实体要素、3D实体要素、或壳要素,
对于第2分析条件而言,要素的种类为壳要素,用于其成型分析的要素的网格尺寸为m[mm],
第1分析条件下的要素的网格尺寸为m[mm],
将通过所述第1分析条件下的成型分析所计算的应力转换为通过所述第2分析条件下的成型分析所计算的应力的所述转换系数K由下述式(1)表示,
K=α[β(m/t)+1]…(1)
其中,
在第1分析条件的要素的种类为2D实体要素的情况下,系数α设为选自0.7~0.9的范围的常数,在第1分析条件的要素的种类为3D实体要素或壳要素的情况下,系数α设为1,
系数β设为选自0.05~0.15的范围的常数。
6.如权利要求4所述的延迟破坏特性评价方法,其特征在于,将成型前的金属板的板厚设为t[mm],将要素的种类设为2D实体要素、3D实体要素、或壳要素,
对于第1分析条件而言,要素的种类为壳要素,用于其成型分析的要素的网格尺寸为m[mm],
第2分析条件下的要素的网格尺寸为m[mm],
将通过所述第1分析条件下的成型分析所计算的应力转换为通过所述第2分析条件下的成型分析所计算的应力的所述转换系数K由下述式(2)表示,
K=1/(α[β(m/t)+1])…(2)
其中,
在第2分析条件的要素的种类为2D实体要素的情况下,系数α设为选自0.7~0.9的范围的常数,在第2分析条件的要素的种类为3D实体要素或壳要素的情况下,系数α设为1,
系数β设为选自0.05~0.15的范围的常数。
7.如权利要求1~6中任一项所述的延迟破坏特性评价方法,其特征在于,所述成型分析是根据有限元法的成型分析,
对于在第1分析条件及第2分析条件下的成型分析中的、成型后的形状中的应力的输出部位、或壳要素的情况下的输出应力的积分点位置,输出在板厚内的全部的要素或积分点的最大的应力。
8.如权利要求1~7中任一项所述的延迟破坏特性评价方法,其特征在于,所述金属板是拉伸强度为980MPa以上的高张力钢板。
9.如权利要求1~8中任一项所述的延迟破坏特性评价方法,其中,所述目标成型品为汽车的构成部件。
10.程序,其用于延迟破坏特性评价方法,所述延迟破坏特性评价方法中,对由金属板形成的试验片施加变形,对通过将该变形后的试验片设置于氢侵入环境下而在该试验片上产生的龟裂的产生状况进行评价,
所述延迟破坏特性评价方法具备下述工序:
第1工序,其输入与通过所述评价判定为有延迟破坏的所述变形相关的信息,通过利用计算机的第1分析条件下的成型分析,算出通过对所述试验片施加变形而产生于变形后的试验片的最大残余应力,根据所算出的最大残余应力求出用于判断在氢环境下在所述金属板的成型品中是否产生延迟破坏的基准应力;
第2工序,其通过利用计算机的第2分析条件下的成型分析,求出通过将所述金属板成型为目标成型品而产生于所述成型品的残余应力;和
评价工序,其根据在所述第2工序中求出的残余应力与所述基准应力的比较,对所述目标成型品的延迟破坏特性进行评价,
所述延迟破坏特性评价方法中,将所述第1分析条件中的要素的种类及要素的尺寸的条件设定为与所述第2分析条件的要素的种类及要素的尺寸的条件相同的条件,
所述程序用于使计算机实现所述第1工序。
11.程序,其用于延迟破坏特性评价方法,所述延迟破坏特性评价方法中,对由金属板形成的试验片施加变形,对通过将该变形后的试验片设置于氢侵入环境下而在该试验片上产生的龟裂的产生状况进行评价,
所述延迟破坏特性评价方法具备下述工序:
第1工序,其输入与通过所述评价判定为有延迟破坏的所述变形相关的信息,对于判定为有延迟破坏的所述变形,通过利用计算机的第1分析条件下的成型分析,算出通过对所述试验片施加变形而产生于变形后的试验片的最大残余应力,根据所算出的最大残余应力求出用于判断在氢环境下在所述金属板的成型品中是否产生延迟破坏的基准应力;
第2工序,其通过利用计算机的第2分析条件下的成型分析,求出通过将所述金属板成型为目标成型品而产生于所述成型品的残余应力;
第3工序,其根据在同一成型条件下进行压制成型时的、通过所述第1分析条件下的成型分析所计算的第1应力与通过所述第2分析条件下的成型分析所计算的第2应力的相关,求出使通过所述第1分析条件下的成型分析所计算的应力接近通过所述第2分析条件下的成型分析进行计算时的应力的转换系数;和
评价工序,其根据在所述第2工序中求出的残余应力与将所述基准应力以所述转换系数换算后的应力的比较,对所述目标成型品的延迟破坏特性进行评价,
所述程序用于使计算机实现所述第1工序及所述第3工序。
12.如权利要求11所述的程序,其特征在于,所述成型分析是根据有限元法的成型分析,作为所述第1分析条件及第2分析条件,包括选自要素的种类、要素尺寸、在成型品内的应力的输出部位、及在壳要素内的输出应力的积分点位置中的1个以上的条件。
13.如权利要求12所述的程序,其特征在于,作为所述第1分析条件及第2分析条件具有要素的种类,基于所述第1分析条件及第2分析条件的要素的种类的差异设定所述转换系数。
14.如权利要求13所述的程序,其特征在于,将成型前的金属板的板厚设为t[mm],将要素的种类设为2D实体要素、3D实体要素、或壳要素,
对于第2分析条件而言,要素的种类为壳要素,用于其成型分析的要素的网格尺寸为m[mm],
第1分析条件下的要素的网格尺寸为m[mm],
将通过所述第1分析条件下的成型分析所计算的应力转换为通过所述第2分析条件下的成型分析所计算的应力的所述转换系数K由下述式(1)表示,
K=α[β(m/t)+1]…(1)
其中,
在第1分析条件的要素的种类为2D实体要素的情况下,系数α设为选自0.7~0.9的范围的常数,在第1分析条件的要素的种类为3D实体要素或壳要素的情况下,系数α设为1,
系数β设为选自0.05~0.15的范围的常数。
15.如权利要求13所述的程序,其特征在于,将成型前的金属板的板厚设为t[mm],将要素的种类设为2D实体要素、3D实体要素、或壳要素,
对于第1分析条件而言,要素的种类为壳要素,用于其成型分析的要素的网格尺寸为m[mm],
第2分析条件下的要素的网格尺寸为m[mm],
将通过所述第1分析条件下的成型分析所计算的应力转换为通过所述第2分析条件下的成型分析所计算的应力的所述转换系数K由下述式(2)表示,
K=1/(α[β(m/t)+1])…(2)
其中,
在第2分析条件的要素的种类为2D实体要素的情况下,系数α设为选自0.7~0.9的范围的常数,在第2分析条件的要素的种类为3D实体要素或壳要素的情况下,系数α设为1,
系数β设为选自0.05~0.15的范围的常数。
16.如权利要求10~15中任一项所述的程序,其特征在于,所述成型分析是根据有限元法的成型分析,
对于第1分析条件及第2分析条件下的成型分析中的、成型后的形状中的应力的输出部位、或壳要素的情况下的输出应力的积分点位置,输出在板厚内的全部的要素或积分点的最大的应力。
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