FR2901384A1 - Dispositif d'estimation des caracteristiques d'un composant moule - Google Patents
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Abstract
Un dispositif d'estimation des caractéristiques d'un composant moulé qui estime la courbe contrainte (sigma)-déformation (epsilon) de chaque portion d'un composant moulé comporte des moyens de stockage (15) pour stocker des données de corrélation présentant la corrélation entre le temps de solidification (tsd) et les caractéristiques mécaniques d'un matériau pour le composant moulé ; des moyens d'estimation de temps de solidification (13) pour estimer le temps de solidification (tsd) de chaque portion du composant moulé en utilisant un modèle de forme du composant moulé ; et des moyens d'estimation de courbe contrainte-déformation (14) pour calculer la valeur d'une caractéristique mécanique (sigmas, epsilonF) de chaque portion en se basant sur les données de corrélation et le temps de solidification estimé (tsd), et estimer la courbe contrainte-déformation de chaque portion du composant moulé en se basant sur la valeur de la caractéristique mécanique calculée (sigmas, epsilonF). Avec ce dispositif, on estime la courbe contrainte-déformation de chaque portion du composant moulé sans mesure réelle.
Description
ARRIERE-PLAN DE L'INVENTION
1. Domaine de l'invention
L'invention concerne une technologie pour estimer le comportement contrainte-déformation de diverses portions d'un composant moulé.
2. Description de la technique associée
L'arrivée de l'ingénierie assistée par ordinateur (CAE) a rendu possible l'exécution de simulations informatiques telles qu'une analyse d'accident, une analyse de vibrations et une analyse de contrainte, au stade de la conception d'un produit. En conséquence, on peut évaluer à l'avance la sécurité et la durabilité d'un produit. Dans de telles simulations informatiques, il est nécessaire de présenter la forme et les valeurs caractéristiques du produit ciblé pour les analyses, sous la forme de modèles numériques. En conséquence, les degrés de précision de ces modèles numériques ont une influence considérable sur les résultats de l'analyse.
Certains composants inclus dans le produit peuvent être fabriqués par moulage (ces composants seront appelés composants moulés ). Le comportement contrainte-déformation du composant moulé n'est pas entièrement uniforme, c'est-à-dire que le comportement contrainte-déformation varie d'une portion à une autre du composant moulé. Ces variations se produisent principalement en raison des variations du temps de solidification entre les portions durant le moulage. En conséquence, on doit confectionner les modèles numériques en prenant en compte la répartition contrainte-déformation dans le composant moulé pour obtenir des résultats d'analyse précis par CAE.
Toutefois, un composant moulé réel peut ne pas être disponible à l'étape de la conception du produit. Même si un composant moulé réel est présent, il peut y avoir certaines portions pour lesquelles on ne peut pas découper des éléments de test utilisés pour un essai de traction en raison de la forme du composant moulé. En conséquence, il est difficile de mesurer réellement la répartition contrainte-déformation dans la totalité du composant moulé. De plus, un produit comporte habituellement entre plusieurs dizaines de milliers et plusieurs millions de portions et en conséquence, il est impossible de mesurer réellement le comportement contrainte-déformation de toutes ces portions. Le brevet japonais n[deg.] 2871894 (publication de la demande de brevet japonais n[deg.] 04-361849 (JP-A-04-361849)) et la publication de la demande de brevet japonais n[deg.] 2001-121242 (JP-A-2004-121242)) décrivent le procédé pour optimiser, en utilisant un ordinateur, une matrice servant à former un composant moulé et les conditions dans lesquelles le moulage est effectué. La publication de la demande de brevet japonais n[deg.] 2004-174512 (JP-A-2004-174512) décrit le procédé d'analyse, en utilisant un ordinateur, d'une déformation et d'une contrainte provoquées dans un composant moulé. Toutefois, les variations du comportement contrainte-déformation d'une portion à une autre d'un composant moulé, dues aux variations du temps de solidification ne sont pas prises en compte dans l'exécution de ces procédés.
RÉSUMÉ DE L'INVENTION L'invention est réalisée à la lumière des circonstances décrites ci-dessus. En conséquence, l'invention fournit une technologie pour rendre possible l'estimation précise des courbes contrainte-déformation de diverses portions d'un composant moulé sans mesure réelle.
Un premier aspect de l'invention concerne un dispositif d'estimation des caractéristiques d'un composant moulé qui estime une courbe contrainte-déformation de chaque portion d'un composant moulé. Le dispositif d'estimation des caractéristiques d'un composant moulé comporte des moyens de stockage pour stocker les données de corrélation présentant une corrélation entre le temps de solidification et les caractéristiques mécaniques d'un matériau pour le composant moulé ; des moyens d'estimation de temps de solidification pour estimer le temps de solidification de chaque portion du composant moulé en utilisant un modèle de forme du composant moulé ; et des moyens d'estimation de courbe contrainte-déformation pour calculer la valeur de la caractéristique mécanique de chaque portion en se basant sur les données de corrélation en utilisant le temps de solidification estimé, et estimer la courbe contrainte-déformation de chaque portion du composant moulé en se basant sur la valeur de la caractéristique mécanique calculée.
Selon le premier aspect de l'invention, il est possible d'estimer précisément, sans mesure réelle, les courbes contrainte-déformation de diverses portions du composant moulé, la variation du temps de solidification entre les portions étant prise en compte en utilisant seulement un modèle de forme du composant moulé. L'utilisation des courbes contrainte-déformation ainsi estimées améliore la précision des simulations informatiques telles que l'analyse d'accident et l'analyse de vibrations. Dans le premier aspect de l'invention, les moyens de stockage peuvent stocker des courbes contrainte-déformation de référence utilisées comme références pour déterminer la courbe contrainte-déformation de chaque portion du composant moulé. Les moyens d'estimation de courbe contrainte-déformation peuvent effectuer une correction au moins sur l'une des courbes contrainte-déformation de référence en se basant sur la valeur de la caractéristique mécanique calculée pour déterminer la courbe contrainte-déformation de chaque portion. Avec cette configuration, il est possible d'estimer précisément les courbes contrainte-déformation des diverses portions (les portions dont le temps de solidification varie) en exécutant un processus relativement simple.
Dans la configuration décrite ci-dessus, les courbes contraintedéformation de référence peuvent inclure une courbe contraintedéformation de référence sans dommage, qui est déterminée en faisant l'hypothèse qu'aucun dommage ne s'est produit sur le matériau, et une courbe de référence contrainte-déformation avec dommage, qui est déterminée en faisant l'hypothèse qu'un dommage s'est produit sur le matériau et qui indique une modification de la contrainte générée dans le matériau, due au dommage. Les moyens d'estimation de courbe contrainte-déformation peuvent effectuer une correction au moins sur une courbe parmi la courbe contrainte-déformation de référence sans dommage et la courbe contrainte-déformation de référence avec dommage, en se basant sur la valeur de la caractéristique mécanique calculée pour déterminer la courbe contrainte-déformation de chaque portion. De façon plus spécifique, les données de corrélation peuvent inclure les données représentant la corrélation entre la résistance à la traction et le temps de solidification. Les moyens d'estimation de courbe contrainte-déformation peuvent effectuer une correction sur la courbe contrainte-déformation de référence sans dommage ou sur la courbe contrainte-déformation de référence avec dommage par un réglage d'échelle basé sur la valeur de la résistance à la traction de chaque portion, qui correspond au temps de solidification estimé.
Dans la configuration décrite ci-dessus, le réglage d'échelle peut être effectué en utilisant la valeur de résistance à la traction de chaque portion, en se basant sur les données du facteur d'échelle de correction représentant la corrélation entre la résistance à la traction et un facteur d'échelle. À titre de variante, le réglage d'échelle peut être effectué en utilisant le rapport de résistance à la traction qui est le rapport entre la valeur de la résistance à la traction de chaque portion et la valeur de référence de la résistance à la traction.
Dans la configuration décrite ci-dessus, les données de corrélation peuvent inclure les données représentant la corrélation entre la déformation de fracture et le temps de solidification. Les moyens d'estimation de courbe contrainte-déformation peuvent effectuer une correction sur la courbe contrainte-déformation de référence avec dommage pour déterminer une courbe contrainte-déformation avec dommage utilisée pour déterminer la courbe contrainte-déformation de chaque portion, de telle sorte que la valeur de déformation maximale indiquée par la courbe contrainte-déformation avec dommage par l'intermédiaire de la correction coïncide avec la valeur de déformation de fracture de chaque portion, qui correspond au temps de solidification estimé.
Dans la configuration décrite ci-dessus, les moyens d'estimation de courbe contrainte-déformation peuvent effectuer une correction sur la courbe contrainte-déformation de référence avec dommage pour déterminer la courbe contrainte-déformation avec dommage utilisée pour déterminer la courbe contrainte-déformation de chaque portion, de telle sorte que la valeur de déformation obtenue par correction de la valeur de déformation maximale indiquée par la courbe contrainte-déformation de référence avec dommage en utilisant le rapport de déformation de fracture, qui est le rapport entre la valeur de déformation de fracture de chaque portion et la valeur de déformation de fracture de référence, coïncide avec la valeur de déformation maximale de chaque portion.
Dans la configuration décrite ci-dessus, les données de corrélation peuvent inclure les données représentant la corrélation entre la déformation de fracture et le temps de solidification. Les moyens d'estimation de courbe contrainte-déformation peuvent effectuer une correction sur la courbe contrainte-déformation de référence avec dommage pour déterminer la courbe contrainte-déformation avec dommage utilisée pour déterminer la courbe contrainte-déformation de chaque portion, de telle sorte que la valeur de déformation obtenue en corrigeant le point d'occurrence du dommage sur la courbe contraintedéformation de référence avec dommage en utilisant la valeur de déformation de fracture de chaque portion, qui correspond au temps de solidification estimé, coïncide avec le point d'occurrence du dommage de chaque portion.
Dans la configuration décrite ci-dessus, la correction peut être effectuée en utilisant le rapport de déformation de fracture qui est le rapport entre la valeur de déformation de fracture de chaque portion et la valeur de déformation de fracture de référence. L'invention peut également être réalisée par un dispositif d'estimation des caractéristiques d'un composant moulé ou un système d'estimation des caractéristiques d'un composant moulé incluant au moins une partie des moyens décrits ci-dessus. L'invention peut également être réalisée par un procédé d'estimation des caractéristiques d'un composant moulé incluant au moins une partie des processus décrits ci-dessus, un programme pour exécuter un tel procédé, ou un support de stockage lisible par un ordinateur, contenant ce programme. L'invention peut être réalisée en combinant les moyens et les processus de diverses manières.
Un deuxième aspect de l'invention concerne un procédé d'estimation des caractéristiques d'un composant moulé pour estimer une courbe contrainte-déformation de chaque portion d'un composant moulé. Selon le procédé, un ordinateur exécute un processus pour stocker des données de corrélation représentant la corrélation entre le temps de solidification et les caractéristiques mécaniques d'un matériau pour le composant moulé ; un processus pour estimer le temps de solidification de chaque portion du composant moulé en utilisant un modèle de forme du composant moulé ; et un processus pour calculer la valeur de la caractéristique mécanique de chaque portion en se basant sur les données de corrélation en utilisant le temps de solidification estimé, et estimer la courbe contrainte-déformation de chaque portion du composant moulé en se basant sur la valeur de la caractéristique mécanique calculée. Un troisième aspect de l'invention concerne un programme d'estimation des caractéristiques d'un composant moulé pour estimer une courbe contrainte-déformation de chaque portion d'un composant moulé. Selon le troisième aspect de l'invention, un ordinateur fonctionne en tant que moyen de stockage pour stocker les données de corrélation représentant la corrélation entre le temps de solidification et les caractéristiques mécaniques d'un matériau pour le composant moulé ; moyens d'estimation de temps de solidification pour estimer le temps de solidification de chaque portion du composant moulé en utilisant un modèle de forme du composant moulé ; et moyens d'estimation de courbe contrainte-déformation pour calculer la valeur de la caractéristique mécanique de chaque portion en se basant sur les données de corrélation en utilisant le temps de solidification estimé, et estimer la courbe contrainte-déformation de chaque portion du composant moulé en se basant sur la valeur de la caractéristique mécanique calculée.
L'invention rend possible une estimation précise du comportement contrainte-déformation de chaque portion d'un composant moulé sans mesure réelle.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS Les caractéristiques, leurs avantages et la signification technique et industrielle de l'invention seront mieux compris en lisant la description détaillée suivante d'exemples de modes de réalisation de l'invention, considérés en relation avec les dessins annexés, dans lesquels : la figure 1 est un schéma par blocs représentant la configuration fonctionnelle d'un dispositif d'estimation des caractéristiques d'un composant moulé ; la figure 2 est constituée des vues montrant les étapes de production des données de corrélation ; la figure 3 illustre les graphiques pour décrire la courbe contrainte-déformation sans dommage et la courbe contraintedéformation avec dommage ; la figure 4 illustre les graphiques pour décrire le processus pour déterminer la courbe contrainte-déformation de référence sans dommage selon un premier mode de réalisation de l'invention ; la figure 5 illustre les graphiques pour décrire le processus pour déterminer la courbe contrainte-déformation de référence avec dommage selon le premier mode de réalisation de l'invention ; la figure 6 est un organigramme représentant les étapes d'estimation de la courbe contrainte-déformation de chaque portion d'un composant moulé à fabriquer selon le premier mode de réalisation de l'invention ; la figure 7 illustre les graphiques pour décrire la manière dont est déterminée la courbe contrainte-déformation de chaque portion du composant moulé à fabriquer selon le premier mode de réalisation de l'invention ; la figure 8 illustre les graphiques pour décrire les processus pour déterminer la courbe contrainte-déformation de référence sans dommage et la courbe contrainte-déformation de référence avec dommage selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ; la figure 9 est un organigramme représentant les étapes d'estimation de la courbe contrainte-déformation de chaque portion d'un composant moulé à fabriquer selon le deuxième mode de réalisation de l'invention ; et la figure 10 illustre les graphiques pour décrire la manière dont est déterminée la courbe contrainte-déformation de chaque portion du composant moulé à fabriquer selon le deuxième mode de réalisation de l'invention. DESCRIPTION DÉTAILLÉE DES EXEMPLES DE MODES DE RÉALISATION Dans la description qui suit et les dessins annexés, la présente invention va être décrite plus en détail en référence aux exemples de modes de réalisation.
La structure d'un dispositif d'estimation des caractéristiques d'un composant moulé selon un premier mode de réalisation de l'invention va d'abord être décrite. La figure 1 est un schéma par blocs représentant la configuration fonctionnelle du dispositif d'estimation des caractéristiques d'un composant moulé. Comme représenté sur la figure 1, le dispositif d'estimation des caractéristiques d'un composant moulé comporte une unité de production de données de corrélation 11, une unité de détermination des courbes contrainte-déformation de référence 12, une unité d'estimation de temps de solidification 13, une unité d'estimation de courbe contrainte-déformation 14, une unité de stockage 15, et une unité de sortie 16.
Un dispositif typique d'estimation des caractéristiques d'un composant moulé peut être formé d'un ordinateur à usage général et d'un logiciel (programme) qui s'exécute sur l'ordinateur. L'ordinateur à usage général comporte une unité centrale de traitement (CPU), une unité de stockage principale (mémoire), une unité de stockage auxiliaire (disque dur), une unité d'affichage, une unité d'entrée, une interface externe (I/F), etc. Le CPU exécute les programmes et contrôle les ressources matérielles mentionnées ci-dessus selon les besoins, de telle sorte que les éléments fonctionnels représentés sur la figure 1 soient réalisés. La totalité de ces éléments fonctionnels ou certains d'entre eux peuvent être munis de puces dédiées, et leurs processus peuvent être exécutés par les puces. L'unité de production de données de corrélation 11 a pour fonction de produire les données de corrélation représentant la corrélation entre le temps de solidification et les valeurs des caractéristiques mécaniques en se basant sur les résultats d'un essai de traction. Les données de corrélation de chaque matériau (par exemple, l'aluminium) pouvant être utilisées pour former le composant moulé sont produites. Des exemples des valeurs des caractéristiques mécaniques comportent une valeur de résistance à la traction, une valeur de déformation de fracture, et une valeur de limite élastique. Dans le premier mode de réalisation de l'invention, on utilise deux ensembles de données de corrélation, à savoir, les données de corrélation représentant la corrélation entre la force de traction et le temps de solidification, et les données de corrélation représentant la corrélation entre la déformation de fracture et le temps de solidification.
L'unité de détermination des courbes contrainte-déformation de référence 12 a pour fonction de déterminer les courbes contraintedéformation de référence du composant moulé en se basant sur les résultats de l'essai de traction. Les courbes contrainte-déformation de référence vont être décrites ultérieurement en détail.
L'unité d'estimation de temps de solidification 13 a pour fonction d'estimer le temps de solidification de diverses portions en utilisant un modèle de forme du composant moulé. Le modèle de forme exprime la forme en trois dimensions du composant moulé en utilisant une combinaison d'éléments multiples. Le modèle de forme peut être produit en se basant sur les données de conception (données de CAD). Lorsqu'on utilise par exemple, la méthode des éléments finis (FEM), le modèle de forme du composant moulé est exprimé par une combinaison d'éléments plats, d'éléments de poutres, etc. L'unité d'estimation de temps de solidification 13 exécute une simulation de moulage (CAE de moulage) en utilisant le modèle de forme, et calcule le temps de solidification de chaque portion (chaque élément) du composant moulé. Puisque la simulation de moulage peut être exécutée avec une technologie connue, sa description détaillée ne sera pas fournie ci-dessous.
L'unité d'estimation de courbe contrainte-déformation 14 a pour fonction d'estimer les courbes contrainte-déformation de diverses portions d'un composant moulé à fabriquer en se basant sur les courbes contrainte-déformation de référence et sur les données de corrélation produites en se basant sur les résultats du test exécuté sur le composant de test. Le processus exécuté par l'unité d'estimation de courbe contrainte-déformation 14 va être décrit ultérieurement en détail. Les courbes contrainte-déformation estimées par l'unité d'estimation de courbe contrainte-déformation 14 sont transmises à un système de CAE par l'intermédiaire de l'unité de sortie 16, puis sont utilisées pour les simulations informatiques telles que l'analyse d'accident, l'analyse de vibrations et l'analyse de contrainte.
L'unité de stockage 15 est constituée de moyens de stockage formés d'un dispositif de stockage auxiliaire, etc. L'unité de stockage 15 stocke de manière appropriée les résultats de l'essai de traction, les données de corrélation, les courbes contrainte-déformation de référence, le modèle de forme, etc.
Le processus de réalisation des données de corrélation va ensuite être décrit. La figure 2 illustre les étapes de production des données de corrélation.
(1) On fabrique d'abord par moulage un composant de test, et on découpe des pièces de test à partir de diverses portions du composant de test. Les pièces de test doivent être découpées à partir de portions dont le temps de solidification varie. On peut calculer le temps de solidification de chaque pièce à tester par l'intermédiaire d'une simulation de moulage, ou il peut être mesuré réellement à l'avance. Dans la description qui suit, la 1ère jusqu'à la nième pièce à tester ont respectivement des temps de solidification tsdl à tsdn. Bien que l'on puisse utiliser un nombre quelconque de pièces de test (c'est-à-dire que n peut être un nombre quelconque), au moins un ordre de grandeur de plusieurs centaines de pièces de test doivent être confectionnées pour assurer la fiabilité (la précision) des données de corrélation.
(2) On effectue ensuite l'essai de traction sur chaque pièce à tester pour mesurer réellement les valeurs de ses caractéristiques mécaniques. Le résultat de l'essai de traction est habituellement obtenu sous la forme d'une courbe contrainte-déformation (comportement contrainte-déformation) représentée sur la figure 2. On obtient respectivement les valeurs de résistance à la traction [sigma]sl à [sigma]sn, et les valeurs de déformation de fracture [epsilon]Fl à [epsilon]Fn de la 1ère jusqu'à la nième pièce à tester en se basant sur les courbes contrainte-déformation.
(3) L'unité de production de données de corrélation 11 produit les données de corrélation représentant la corrélation entre le temps de solidification tsd et la valeur de la résistance à la traction [sigma]s, et les données de corrélation représentant la corrélation entre le temps de solidification tsd et la valeur de déformation de fracture [epsilon]F, en se basant sur les résultats de test décrits ci-dessus, par la méthode d'analyse des données, par exemple, la méthode des moindres carrés. Ces données de corrélation sont exprimées de façon conceptuelle par les équations suivantes. La forme des données peut être soit une forme fonctionnelle, soit une forme de tableau.
Valeur de la résistance à la traction [sigma]s = f(temps de solidification tsd) Valeur de déformation de fracture [epsilon]F = f(temps de solidification tsd)
Les résultats de tests et les données de corrélation sont stockés dans l'unité de stockage 15, et sont utilisés dans les processus suivants pour déterminer les courbes contrainte-déformation de référence et estimer les courbes contrainte-déformation des diverses portions.
Le processus de détermination des courbes contraintedéformation de référence va ensuite être décrit. Dans le dispositif d'estimation des caractéristiques d'un composant moulé selon le premier mode de réalisation de l'invention, comme représenté sur la figure 3, le comportement contrainte-déformation (la courbe contrainte-déformation) d'un matériau est exprimé par la combinaison du comportement contrainte-déformation sans dommage (appelé courbe contraintedéformation sans dommage , lorsque cela est approprié) et du comportement contrainte-déformation avec dommage (appelé courbe contrainte-déformation avec dommage , lorsque cela est approprié). De cette manière, le comportement contrainte-déformation (la courbe contrainte-déformation) d'un matériau ductile, par exemple de l'aluminium, est exprimé de façon appropriée.
La courbe contrainte-déformation sans dommage est déterminée en faisant l'hypothèse qu'aucun dommage ne s'est produit sur le matériau (pouvant également être appelée courbe de compression ). D'autre part, la courbe contrainte-déformation avec dommage est déterminée en faisant l'hypothèse qu'un dommage s'est produit sur le matériau. La courbe contrainte-déformation avec dommage présente les variations de la valeur de contrainte dues au dommage qui s'est produit sur le matériau. Dans cette description, le terme dommage se réfère au phénomène dans lequel le matériau ductile est ramolli en raison de la croissance progressive de vides microscopiques qui sont formés dans le matériau ductile lorsqu'il est tiré. Dans le premier mode de réalisation de l'invention, l'unité de détermination des courbes contrainte-déformation de référence 12 détermine la courbe contrainte-déformation de référence sans dommage et la courbe contrainte-déformation de référence avec dommage en se basant sur les résultats de l'essai de traction. Les courbes de référence représentent le comportement de référence contrainte-déformation du matériau, et sont appelées collectivement courbes contraintedéformation de référence .
La figure 4 montre le processus de détermination de la courbe contrainte-déformation de référence sans dommage. L'unité de détermination des courbes contrainte-déformation de référence 12 sélectionne la courbe contrainte-déformation qui présente la valeur de résistance à la traction la plus grande parmi les valeurs de résistance à la traction [sigma]s de la 1ère à la nième pièce, qui sont obtenues en se basant sur les résultats des tests et sont stockées dans l'unité de stockage 15. L'unité de détermination des courbes contrainte-déformation de référence 12 combine ensuite une ligne tangente ayant un gradient prédéterminé avec la courbe contrainte-déformation sélectionnée pour déterminer la courbe contrainte-déformation de référence sans dommage. Dans l'exemple représenté sur la figure 4, puisque la valeur de résistance à la traction [sigma]sl de la 1ère pièce à tester est la plus grande parmi les multiples valeurs de résistance à la traction [sigma]s, la courbe contrainte-déformation de référence sans dommage est déterminée en se basant sur la courbe contraintedéformation de la 1ère pièce à tester.
La figure 5 représente le processus de détermination de la courbe contrainte-déformation de référence avec dommage. L'unité de détermination des courbes contrainte-déformation de référence 12 détermine la courbe contrainte-déformation de référence avec dommage en se basant sur la différence entre la courbe contrainte-déformation de référence sans dommage et la courbe contrainte-déformation de la pièce à tester qui présente la résistance à la traction la plus grande parmi la 1ère jusqu'à la nième pièce à tester. La courbe du côté droit de la figure 5 représente la courbe contrainte-déformation de référence avec dommage. Sur la courbe, l'axe vertical représente la valeur de contrainte [sigma], et l'axe latéral représente la valeur de déformation [epsilon]. Sur cette courbe, la valeur indiquée par l'axe vertical (la valeur de contrainte [sigma]) représente l'écart de la valeur de contrainte [sigma], corrélée avec une valeur de déformation donnée [epsilon] le long de la courbe contrainte-déformation de référence avec dommage, par rapport à la valeur de contrainte [sigma], corrélée avec la valeur de déformation donnée [epsilon] le long de la courbe contrainte-déformation de référence sans dommage. L'écart représenté sur la courbe est provoqué par le dommage produit sur la pièce à tester.
L'unité de détermination des courbes contrainte-déformation de référence 12 détermine ensuite les courbes individuelles contraintedéformation avec dommage en obtenant les différences entre les courbes contrainte-déformation des autres pièces de test et la courbe contraintedéformation de référence sans dommage.
L'unité de détermination des courbes contrainte-déformation de référence 12 calcule ensuite les facteurs d'échelle S pour les courbes individuelles contrainte-déformation. L'unité de détermination des courbes contrainte-déformation de référence 12 calcule le rapport S entre la valeur de contrainte [sigma], corrélée avec une valeur de déformation donnée [epsilon] le long de chaque courbe individuelle contrainte-déformation avec dommage, et la valeur de contrainte [sigma] corrélée avec la valeur de déformation donnée [epsilon] le long de la courbe contrainte-déformation de référence avec dommage. Dans ce calcul, la valeur de contrainte [sigma], corrélée avec la valeur de déformation donnée [epsilon] le long de la courbe contrainte-déformation de référence avec dommage, est considéré comme égale à 1 . Le rapport S (appelé ci-après facteur d'échelle S ) doit être fixé de telle sorte que la valeur obtenue en multipliant la valeur de contrainte [sigma], corrélée avec une valeur de déformation donnée [epsilon] le long de la courbe contraintedéformation de référence avec dommage, par le facteur d'échelle S coïncide, avec la précision la plus grande, avec la valeur de contrainte [sigma], corrélée avec la valeur de déformation donnée [epsilon] le long de la courbe contrainte-déformation individuelle avec dommage. Les données de facteur d'échelle de correction, qui indiquent la corrélation entre la valeur de la résistance à la traction [sigma]s et le facteur d'échelle S, sont produites par la méthode d'analyse des données, par exemple la méthode des moindres carrés (voir la courbe du côté droit de la figure 5). Les données de facteur d'échelle de correction sont exprimées de façon conceptuelle par l'équation suivante. La forme des données peut être soit une forme fonctionnelle, soit une forme en tableau. Facteur d'échelle S = f(valeur de la résistance à la traction [sigma]s)
La courbe contrainte-déformation de référence sans dommage, la courbe contrainte-déformation de référence avec dommage, et les données de facteur d'échelle de correction, sont stockées dans l'unité de stockage 15, et sont utilisées pour le processus qui suit pour estimer les courbes contrainte-déformation des diverses portions d'un composant moulé à fabriquer.
Le processus d'estimation des courbes contrainte-déformation va ensuite être décrit. Après avoir produit les données de corrélation, la courbe contrainte-déformation de référence sans dommage, la courbe contrainte-déformation de référence avec dommage et les données de facteur d'échelle de correction, en se basant sur les résultats des tests effectués sur le composant de test de la manière mentionnée ci-dessus, il est possible d'estimer des courbes contrainte-déformation des diverses portions du composant moulé à fabriquer en se basant sur les données produites. En référence à l'organigramme de la figure 6, les étapes d'estimation des courbes contrainte-déformation des diverses portions du composant moulé à fabriquer vont être décrites. Premièrement, l'unité d'estimation de temps de solidification 13 exécute une simulation de moulage en utilisant le modèle de forme du composant moulé à fabriquer, et estime le temps de solidification tsd de chaque portion du composant moulé à fabriquer (étape S10).
L'unité d'estimation de courbe contrainte-déformation 14 calcule ensuite les valeurs des caractéristiques mécaniques (la valeur de la résistance à la traction [sigma]s et la valeur de la déformation de fracture [epsilon]F) d'une portion du composant moulé à fabriquer en se basant sur les données de corrélation et sur le temps de solidification tsd estimé à l'étape S10 (étape SU).
L'unité d'estimation de courbe contrainte-déformation 14 calcule ensuite le facteur d'échelle S pour la portion qui correspond à la valeur de la résistance à la traction [sigma]s obtenue à l'étape SU, en se basant sur les données de facteur d'échelle de correction et sur la valeur de la résistance à la traction [sigma]s (étape S12).
L'unité d'estimation de courbe contrainte-déformation 14 détermine la courbe contrainte-déformation avec dommage de la portion en effectuant une correction sur la courbe contrainte-déformation de référence avec dommage en utilisant le facteur d'échelle S pour la portion. L'unité d'estimation de courbe contrainte-déformation 14 détermine la courbe contrainte-déformation avec dommage de la portion de telle sorte que la valeur de contrainte [sigma] de la portion, qui est corrélée avec une valeur de déformation donnée [epsilon], coïncide avec la valeur obtenue en multipliant la valeur de contrainte [sigma], qui est corrélée avec la valeur de déformation donnée [epsilon] le long de la courbe contrainte-déformation de référence avec dommage, par le facteur d'échelle S pour la portion (étape S13). L'unité d'estimation de courbe contrainte-déformation 14 effectue un réglage tel que la valeur de déformation maximale [epsilon] de la portion coïncide avec la valeur de déformation de fracture [epsilon]F calculée à l'étape SU (S14). Selon le premier mode de réalisation de l'invention, la courbe contraintedéformation avec dommage de la portion est déterminée en effectuant une correction sur la courbe contrainte-déformation de référence avec dommage. D'autre part, la courbe contrainte-déformation de référence sans dommage est utilisée en tant que courbe contrainte-déformation sans dommage de la portion.
L'unité d'estimation de courbe contrainte-déformation 14 fixe ensuite la courbe contrainte-déformation de la portion en combinant la courbe contrainte-déformation de référence sans dommage avec la courbe contrainte-déformation avec dommage déterminée par l'intermédiaire de la correction décrite ci-dessus (étape S15).
Les courbes contrainte-déformation des diverses portions du composant moulé à fabriquer sont déterminées en répétant les étapes SU à S15. Sur l'organigramme représenté sur la figure 6, les étapes SU à S15 sont exécutées sur toutes les portions qui constituent le modèle de forme du composant moulé à fabriquer. À titre de variante, on peut exécuter les étapes SU à S15 seulement sur les portions dont le temps de solidification est différent, pour augmenter le rendement d'exécution du processus (c'est-à-dire que s'il existe certaines portions dont le temps de solidification est identique, on peut exécuter les étapes SU à S15 seulement sur ces portions).
Parfois, un composant moulé réel peut ne pas être disponible à l'étape de conception du produit. Même si un composant moulé réel est présent, il peut être parfois difficile de mesurer réellement le comportement contrainte-déformation. Toutefois, le premier mode de réalisation de l'invention décrite ci-dessus permet de déterminer précisément les courbes contrainte-déformation des diverses portions du composant moulé à fabriquer en prenant en compte la variation du temps de solidification en utilisant uniquement le modèle de forme du composant moulé à fabriquer. L'utilisation des courbes contrainte-déformation estimées de la manière décrite ci-dessus améliore la précision des simulations informatiques telles que l'analyse d'accident et l'analyse de vibrations. Un deuxième mode de réalisation de l'invention va ensuite être décrit. Dans le deuxième mode de réalisation, on utilise un autre algorithme pour estimer les courbes contrainte-déformation. Puisque la structure du dispositif d'estimation des caractéristiques d'un composant moulé et le processus de production des données de corrélation sont les mêmes que ceux du premier mode de réalisation de l'invention, leur description détaillée ne sera pas fournie ci-dessous. Le processus pour déterminer les courbes contraintedéformation de référence va être décrit ci-après. L'unité de détermination des courbes contrainte-déformation de référence 12 détermine d'abord la valeur de résistance à la traction [sigma]sc et la valeur de déformation de fracture de référence [epsilon]Fc en se basant respectivement sur les valeurs de résistance à la traction [sigma]s et les valeurs de déformation de fracture [epsilon]F des pièces de test. On peut sélectionner par exemple la médiane (la valeur moyenne) des valeurs de résistance à la traction [sigma]s et la médiane (la valeur moyenne) des valeurs de déformation de fracture [epsilon]F, respectivement comme valeur de résistance à la traction de référence [sigma]sc et valeur de déformation de fracture de référence [epsilon]Fc.
Comme représenté sur la figure 8, l'unité de détermination des courbes contrainte-déformation de référence 12 détermine la courbe contrainte-déformation de référence sans dommage et la courbe de référence contrainte-déformation avec dommage en se basant sur la courbe contrainte-déformation de la pièce à tester qui présente la valeur de résistance à la traction de référence [sigma]sc. Le point sur la courbe contrainte-déformation de référence avec dommage (c'est-à-dire, l'intersection sur l'axe représentant la valeur de déformation [epsilon]), auquel se produit un dommage, est appelé valeur de déformation d'occurrence de dommage de référence [epsilon]c. La valeur de déformation maximale indiquée par la courbe contrainte-déformation de référence avec dommage est fixée à la valeur de déformation de fracture de référence [epsilon]Fc.
Le processus d'estimation des courbes contrainte-déformation des diverses portions d'un composant moulé à fabriquer va ensuite être décrit. En référence à l'organigramme de la figure 9, le processus d'estimation des courbes contrainte-déformation va être décrit.
Premièrement, l'unité d'estimation de temps de solidification 13 exécute une simulation de moulage en utilisant le modèle de forme du composant moulé à fabriquer pour estimer le temps de solidification tsd de chaque portion du composant moulé à fabriquer (étape S20).
L'unité d'estimation de courbe contrainte-déformation 14 calcule ensuite les valeurs des caractéristiques mécaniques (la valeur de la résistance à la traction [sigma]s et la valeur de déformation de fracture [epsilon]F) d'une portion du composant moulé à fabriquer en se basant sur les données de corrélation et sur le temps de solidification tsd de cette portion estimé à l'étape S20 (étape S21).
L'unité d'estimation de courbe contrainte-déformation 14 calcule ensuite le rapport entre la résistance à la traction Ss de la valeur de la résistance à la traction [sigma]s calculée à l'étape S21 et la valeur de la résistance à la traction [sigma]sc au moyen de l'équation suivante (étape S22). Rapport de résistance à la traction Ss = valeur de résistance à la traction [sigma]s / valeur de référence de résistance à la traction [sigma]sc L'unité d'estimation de courbe contrainte-déformation 14 calcule le rapport entre la déformation de fracture S[epsilon] de la valeur de déformation de fracture [epsilon]F calculée à l'étape S21 et la valeur de déformation de fracture de référence [epsilon]Fc au moyen de l'équation suivante (étape S23).
Rapport de déformation de fracture S[epsilon] = valeur de déformation de fracture [epsilon]F / valeur de déformation de fracture de référence [epsilon]Fc
L'unité d'estimation de courbe contrainte-déformation 14 calcule ensuite la valeur de déformation d'occurrence de dommage [epsilon]s en se basant sur le rapport de déformation de fracture S[epsilon] calculé à l'étape
S23 et sur la valeur de déformation de référence d'occurrence de dommage [epsilon]c au moyen de l'équation suivante (étape S24).
Valeur de déformation d'occurrence de dommage [epsilon]s = valeur de déformation de référence d'occurrence de dommage [epsilon]c x rapport de déformation de fracture S[epsilon] Comme représenté sur la figure 10, l'unité d'estimation de courbe contrainte-déformation 14 détermine la courbe contraintedéformation sans dommage de cette portion en effectuant une correction sur la courbe contrainte-déformation de référence sans dommage. L'unité d'estimation de courbe contrainte-déformation 14 détermine la courbe contrainte-déformation sans dommage de cette portion de telle sorte que la valeur de contrainte de la portion, qui est corrélée avec une valeur de déformation donnée [epsilon], coïncide avec la valeur obtenue en multipliant la valeur de contrainte, corrélée avec la valeur de déformation donnée [epsilon] le long de la courbe contrainte-déformation de référence sans dommage, par le rapport de résistance à la traction Ss (étape S25). L'unité d'estimation de courbe contrainte-déformation 14 détermine ensuite la courbe contrainte-déformation avec dommage de cette portion en effectuant des corrections sur la courbe contrainte-déformation de référence avec dommage. L'unité d'estimation de courbe contrainte-déformation 14 détermine la courbe contrainte-déformation avec dommage de cette portion en décalant la courbe contrainte-déformation de référence avec dommage dans la direction dans laquelle s'étend l'axe représentant la valeur de déformation, de telle sorte que la courbe contrainte-déformation avec dommage de cette portion passe par la valeur de déformation d'occurrence avec dommage [epsilon]s, et en fixant la valeur maximale de la valeur de déformation [epsilon] de cette portion à la valeur obtenue en multipliant la valeur de déformation maximale [epsilon] indiqué par la courbe contraintedéformation de référence avec dommage par le rapport de déformation de fracture S[epsilon] (étape S26).
L'unité d'estimation de courbe contrainte-déformation 14 détermine ensuite la courbe contrainte-déformation de la portion en combinant la courbe contrainte-déformation sans dommage déterminée en effectuant une correction sur la courbe contrainte-déformation de référence sans dommage avec la courbe contrainte-déformation avec dommage déterminée en effectuant des corrections sur la courbe contrainte-déformation de référence avec dommage (étape S27). Le deuxième mode de réalisation de l'invention produit les mêmes effets que ceux qui sont obtenus selon le premier mode de réalisation de l'invention.
1. Domaine de l'invention
L'invention concerne une technologie pour estimer le comportement contrainte-déformation de diverses portions d'un composant moulé.
2. Description de la technique associée
L'arrivée de l'ingénierie assistée par ordinateur (CAE) a rendu possible l'exécution de simulations informatiques telles qu'une analyse d'accident, une analyse de vibrations et une analyse de contrainte, au stade de la conception d'un produit. En conséquence, on peut évaluer à l'avance la sécurité et la durabilité d'un produit. Dans de telles simulations informatiques, il est nécessaire de présenter la forme et les valeurs caractéristiques du produit ciblé pour les analyses, sous la forme de modèles numériques. En conséquence, les degrés de précision de ces modèles numériques ont une influence considérable sur les résultats de l'analyse.
Certains composants inclus dans le produit peuvent être fabriqués par moulage (ces composants seront appelés composants moulés ). Le comportement contrainte-déformation du composant moulé n'est pas entièrement uniforme, c'est-à-dire que le comportement contrainte-déformation varie d'une portion à une autre du composant moulé. Ces variations se produisent principalement en raison des variations du temps de solidification entre les portions durant le moulage. En conséquence, on doit confectionner les modèles numériques en prenant en compte la répartition contrainte-déformation dans le composant moulé pour obtenir des résultats d'analyse précis par CAE.
Toutefois, un composant moulé réel peut ne pas être disponible à l'étape de la conception du produit. Même si un composant moulé réel est présent, il peut y avoir certaines portions pour lesquelles on ne peut pas découper des éléments de test utilisés pour un essai de traction en raison de la forme du composant moulé. En conséquence, il est difficile de mesurer réellement la répartition contrainte-déformation dans la totalité du composant moulé. De plus, un produit comporte habituellement entre plusieurs dizaines de milliers et plusieurs millions de portions et en conséquence, il est impossible de mesurer réellement le comportement contrainte-déformation de toutes ces portions. Le brevet japonais n[deg.] 2871894 (publication de la demande de brevet japonais n[deg.] 04-361849 (JP-A-04-361849)) et la publication de la demande de brevet japonais n[deg.] 2001-121242 (JP-A-2004-121242)) décrivent le procédé pour optimiser, en utilisant un ordinateur, une matrice servant à former un composant moulé et les conditions dans lesquelles le moulage est effectué. La publication de la demande de brevet japonais n[deg.] 2004-174512 (JP-A-2004-174512) décrit le procédé d'analyse, en utilisant un ordinateur, d'une déformation et d'une contrainte provoquées dans un composant moulé. Toutefois, les variations du comportement contrainte-déformation d'une portion à une autre d'un composant moulé, dues aux variations du temps de solidification ne sont pas prises en compte dans l'exécution de ces procédés.
RÉSUMÉ DE L'INVENTION L'invention est réalisée à la lumière des circonstances décrites ci-dessus. En conséquence, l'invention fournit une technologie pour rendre possible l'estimation précise des courbes contrainte-déformation de diverses portions d'un composant moulé sans mesure réelle.
Un premier aspect de l'invention concerne un dispositif d'estimation des caractéristiques d'un composant moulé qui estime une courbe contrainte-déformation de chaque portion d'un composant moulé. Le dispositif d'estimation des caractéristiques d'un composant moulé comporte des moyens de stockage pour stocker les données de corrélation présentant une corrélation entre le temps de solidification et les caractéristiques mécaniques d'un matériau pour le composant moulé ; des moyens d'estimation de temps de solidification pour estimer le temps de solidification de chaque portion du composant moulé en utilisant un modèle de forme du composant moulé ; et des moyens d'estimation de courbe contrainte-déformation pour calculer la valeur de la caractéristique mécanique de chaque portion en se basant sur les données de corrélation en utilisant le temps de solidification estimé, et estimer la courbe contrainte-déformation de chaque portion du composant moulé en se basant sur la valeur de la caractéristique mécanique calculée.
Selon le premier aspect de l'invention, il est possible d'estimer précisément, sans mesure réelle, les courbes contrainte-déformation de diverses portions du composant moulé, la variation du temps de solidification entre les portions étant prise en compte en utilisant seulement un modèle de forme du composant moulé. L'utilisation des courbes contrainte-déformation ainsi estimées améliore la précision des simulations informatiques telles que l'analyse d'accident et l'analyse de vibrations. Dans le premier aspect de l'invention, les moyens de stockage peuvent stocker des courbes contrainte-déformation de référence utilisées comme références pour déterminer la courbe contrainte-déformation de chaque portion du composant moulé. Les moyens d'estimation de courbe contrainte-déformation peuvent effectuer une correction au moins sur l'une des courbes contrainte-déformation de référence en se basant sur la valeur de la caractéristique mécanique calculée pour déterminer la courbe contrainte-déformation de chaque portion. Avec cette configuration, il est possible d'estimer précisément les courbes contrainte-déformation des diverses portions (les portions dont le temps de solidification varie) en exécutant un processus relativement simple.
Dans la configuration décrite ci-dessus, les courbes contraintedéformation de référence peuvent inclure une courbe contraintedéformation de référence sans dommage, qui est déterminée en faisant l'hypothèse qu'aucun dommage ne s'est produit sur le matériau, et une courbe de référence contrainte-déformation avec dommage, qui est déterminée en faisant l'hypothèse qu'un dommage s'est produit sur le matériau et qui indique une modification de la contrainte générée dans le matériau, due au dommage. Les moyens d'estimation de courbe contrainte-déformation peuvent effectuer une correction au moins sur une courbe parmi la courbe contrainte-déformation de référence sans dommage et la courbe contrainte-déformation de référence avec dommage, en se basant sur la valeur de la caractéristique mécanique calculée pour déterminer la courbe contrainte-déformation de chaque portion. De façon plus spécifique, les données de corrélation peuvent inclure les données représentant la corrélation entre la résistance à la traction et le temps de solidification. Les moyens d'estimation de courbe contrainte-déformation peuvent effectuer une correction sur la courbe contrainte-déformation de référence sans dommage ou sur la courbe contrainte-déformation de référence avec dommage par un réglage d'échelle basé sur la valeur de la résistance à la traction de chaque portion, qui correspond au temps de solidification estimé.
Dans la configuration décrite ci-dessus, le réglage d'échelle peut être effectué en utilisant la valeur de résistance à la traction de chaque portion, en se basant sur les données du facteur d'échelle de correction représentant la corrélation entre la résistance à la traction et un facteur d'échelle. À titre de variante, le réglage d'échelle peut être effectué en utilisant le rapport de résistance à la traction qui est le rapport entre la valeur de la résistance à la traction de chaque portion et la valeur de référence de la résistance à la traction.
Dans la configuration décrite ci-dessus, les données de corrélation peuvent inclure les données représentant la corrélation entre la déformation de fracture et le temps de solidification. Les moyens d'estimation de courbe contrainte-déformation peuvent effectuer une correction sur la courbe contrainte-déformation de référence avec dommage pour déterminer une courbe contrainte-déformation avec dommage utilisée pour déterminer la courbe contrainte-déformation de chaque portion, de telle sorte que la valeur de déformation maximale indiquée par la courbe contrainte-déformation avec dommage par l'intermédiaire de la correction coïncide avec la valeur de déformation de fracture de chaque portion, qui correspond au temps de solidification estimé.
Dans la configuration décrite ci-dessus, les moyens d'estimation de courbe contrainte-déformation peuvent effectuer une correction sur la courbe contrainte-déformation de référence avec dommage pour déterminer la courbe contrainte-déformation avec dommage utilisée pour déterminer la courbe contrainte-déformation de chaque portion, de telle sorte que la valeur de déformation obtenue par correction de la valeur de déformation maximale indiquée par la courbe contrainte-déformation de référence avec dommage en utilisant le rapport de déformation de fracture, qui est le rapport entre la valeur de déformation de fracture de chaque portion et la valeur de déformation de fracture de référence, coïncide avec la valeur de déformation maximale de chaque portion.
Dans la configuration décrite ci-dessus, les données de corrélation peuvent inclure les données représentant la corrélation entre la déformation de fracture et le temps de solidification. Les moyens d'estimation de courbe contrainte-déformation peuvent effectuer une correction sur la courbe contrainte-déformation de référence avec dommage pour déterminer la courbe contrainte-déformation avec dommage utilisée pour déterminer la courbe contrainte-déformation de chaque portion, de telle sorte que la valeur de déformation obtenue en corrigeant le point d'occurrence du dommage sur la courbe contraintedéformation de référence avec dommage en utilisant la valeur de déformation de fracture de chaque portion, qui correspond au temps de solidification estimé, coïncide avec le point d'occurrence du dommage de chaque portion.
Dans la configuration décrite ci-dessus, la correction peut être effectuée en utilisant le rapport de déformation de fracture qui est le rapport entre la valeur de déformation de fracture de chaque portion et la valeur de déformation de fracture de référence. L'invention peut également être réalisée par un dispositif d'estimation des caractéristiques d'un composant moulé ou un système d'estimation des caractéristiques d'un composant moulé incluant au moins une partie des moyens décrits ci-dessus. L'invention peut également être réalisée par un procédé d'estimation des caractéristiques d'un composant moulé incluant au moins une partie des processus décrits ci-dessus, un programme pour exécuter un tel procédé, ou un support de stockage lisible par un ordinateur, contenant ce programme. L'invention peut être réalisée en combinant les moyens et les processus de diverses manières.
Un deuxième aspect de l'invention concerne un procédé d'estimation des caractéristiques d'un composant moulé pour estimer une courbe contrainte-déformation de chaque portion d'un composant moulé. Selon le procédé, un ordinateur exécute un processus pour stocker des données de corrélation représentant la corrélation entre le temps de solidification et les caractéristiques mécaniques d'un matériau pour le composant moulé ; un processus pour estimer le temps de solidification de chaque portion du composant moulé en utilisant un modèle de forme du composant moulé ; et un processus pour calculer la valeur de la caractéristique mécanique de chaque portion en se basant sur les données de corrélation en utilisant le temps de solidification estimé, et estimer la courbe contrainte-déformation de chaque portion du composant moulé en se basant sur la valeur de la caractéristique mécanique calculée. Un troisième aspect de l'invention concerne un programme d'estimation des caractéristiques d'un composant moulé pour estimer une courbe contrainte-déformation de chaque portion d'un composant moulé. Selon le troisième aspect de l'invention, un ordinateur fonctionne en tant que moyen de stockage pour stocker les données de corrélation représentant la corrélation entre le temps de solidification et les caractéristiques mécaniques d'un matériau pour le composant moulé ; moyens d'estimation de temps de solidification pour estimer le temps de solidification de chaque portion du composant moulé en utilisant un modèle de forme du composant moulé ; et moyens d'estimation de courbe contrainte-déformation pour calculer la valeur de la caractéristique mécanique de chaque portion en se basant sur les données de corrélation en utilisant le temps de solidification estimé, et estimer la courbe contrainte-déformation de chaque portion du composant moulé en se basant sur la valeur de la caractéristique mécanique calculée.
L'invention rend possible une estimation précise du comportement contrainte-déformation de chaque portion d'un composant moulé sans mesure réelle.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS Les caractéristiques, leurs avantages et la signification technique et industrielle de l'invention seront mieux compris en lisant la description détaillée suivante d'exemples de modes de réalisation de l'invention, considérés en relation avec les dessins annexés, dans lesquels : la figure 1 est un schéma par blocs représentant la configuration fonctionnelle d'un dispositif d'estimation des caractéristiques d'un composant moulé ; la figure 2 est constituée des vues montrant les étapes de production des données de corrélation ; la figure 3 illustre les graphiques pour décrire la courbe contrainte-déformation sans dommage et la courbe contraintedéformation avec dommage ; la figure 4 illustre les graphiques pour décrire le processus pour déterminer la courbe contrainte-déformation de référence sans dommage selon un premier mode de réalisation de l'invention ; la figure 5 illustre les graphiques pour décrire le processus pour déterminer la courbe contrainte-déformation de référence avec dommage selon le premier mode de réalisation de l'invention ; la figure 6 est un organigramme représentant les étapes d'estimation de la courbe contrainte-déformation de chaque portion d'un composant moulé à fabriquer selon le premier mode de réalisation de l'invention ; la figure 7 illustre les graphiques pour décrire la manière dont est déterminée la courbe contrainte-déformation de chaque portion du composant moulé à fabriquer selon le premier mode de réalisation de l'invention ; la figure 8 illustre les graphiques pour décrire les processus pour déterminer la courbe contrainte-déformation de référence sans dommage et la courbe contrainte-déformation de référence avec dommage selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ; la figure 9 est un organigramme représentant les étapes d'estimation de la courbe contrainte-déformation de chaque portion d'un composant moulé à fabriquer selon le deuxième mode de réalisation de l'invention ; et la figure 10 illustre les graphiques pour décrire la manière dont est déterminée la courbe contrainte-déformation de chaque portion du composant moulé à fabriquer selon le deuxième mode de réalisation de l'invention. DESCRIPTION DÉTAILLÉE DES EXEMPLES DE MODES DE RÉALISATION Dans la description qui suit et les dessins annexés, la présente invention va être décrite plus en détail en référence aux exemples de modes de réalisation.
La structure d'un dispositif d'estimation des caractéristiques d'un composant moulé selon un premier mode de réalisation de l'invention va d'abord être décrite. La figure 1 est un schéma par blocs représentant la configuration fonctionnelle du dispositif d'estimation des caractéristiques d'un composant moulé. Comme représenté sur la figure 1, le dispositif d'estimation des caractéristiques d'un composant moulé comporte une unité de production de données de corrélation 11, une unité de détermination des courbes contrainte-déformation de référence 12, une unité d'estimation de temps de solidification 13, une unité d'estimation de courbe contrainte-déformation 14, une unité de stockage 15, et une unité de sortie 16.
Un dispositif typique d'estimation des caractéristiques d'un composant moulé peut être formé d'un ordinateur à usage général et d'un logiciel (programme) qui s'exécute sur l'ordinateur. L'ordinateur à usage général comporte une unité centrale de traitement (CPU), une unité de stockage principale (mémoire), une unité de stockage auxiliaire (disque dur), une unité d'affichage, une unité d'entrée, une interface externe (I/F), etc. Le CPU exécute les programmes et contrôle les ressources matérielles mentionnées ci-dessus selon les besoins, de telle sorte que les éléments fonctionnels représentés sur la figure 1 soient réalisés. La totalité de ces éléments fonctionnels ou certains d'entre eux peuvent être munis de puces dédiées, et leurs processus peuvent être exécutés par les puces. L'unité de production de données de corrélation 11 a pour fonction de produire les données de corrélation représentant la corrélation entre le temps de solidification et les valeurs des caractéristiques mécaniques en se basant sur les résultats d'un essai de traction. Les données de corrélation de chaque matériau (par exemple, l'aluminium) pouvant être utilisées pour former le composant moulé sont produites. Des exemples des valeurs des caractéristiques mécaniques comportent une valeur de résistance à la traction, une valeur de déformation de fracture, et une valeur de limite élastique. Dans le premier mode de réalisation de l'invention, on utilise deux ensembles de données de corrélation, à savoir, les données de corrélation représentant la corrélation entre la force de traction et le temps de solidification, et les données de corrélation représentant la corrélation entre la déformation de fracture et le temps de solidification.
L'unité de détermination des courbes contrainte-déformation de référence 12 a pour fonction de déterminer les courbes contraintedéformation de référence du composant moulé en se basant sur les résultats de l'essai de traction. Les courbes contrainte-déformation de référence vont être décrites ultérieurement en détail.
L'unité d'estimation de temps de solidification 13 a pour fonction d'estimer le temps de solidification de diverses portions en utilisant un modèle de forme du composant moulé. Le modèle de forme exprime la forme en trois dimensions du composant moulé en utilisant une combinaison d'éléments multiples. Le modèle de forme peut être produit en se basant sur les données de conception (données de CAD). Lorsqu'on utilise par exemple, la méthode des éléments finis (FEM), le modèle de forme du composant moulé est exprimé par une combinaison d'éléments plats, d'éléments de poutres, etc. L'unité d'estimation de temps de solidification 13 exécute une simulation de moulage (CAE de moulage) en utilisant le modèle de forme, et calcule le temps de solidification de chaque portion (chaque élément) du composant moulé. Puisque la simulation de moulage peut être exécutée avec une technologie connue, sa description détaillée ne sera pas fournie ci-dessous.
L'unité d'estimation de courbe contrainte-déformation 14 a pour fonction d'estimer les courbes contrainte-déformation de diverses portions d'un composant moulé à fabriquer en se basant sur les courbes contrainte-déformation de référence et sur les données de corrélation produites en se basant sur les résultats du test exécuté sur le composant de test. Le processus exécuté par l'unité d'estimation de courbe contrainte-déformation 14 va être décrit ultérieurement en détail. Les courbes contrainte-déformation estimées par l'unité d'estimation de courbe contrainte-déformation 14 sont transmises à un système de CAE par l'intermédiaire de l'unité de sortie 16, puis sont utilisées pour les simulations informatiques telles que l'analyse d'accident, l'analyse de vibrations et l'analyse de contrainte.
L'unité de stockage 15 est constituée de moyens de stockage formés d'un dispositif de stockage auxiliaire, etc. L'unité de stockage 15 stocke de manière appropriée les résultats de l'essai de traction, les données de corrélation, les courbes contrainte-déformation de référence, le modèle de forme, etc.
Le processus de réalisation des données de corrélation va ensuite être décrit. La figure 2 illustre les étapes de production des données de corrélation.
(1) On fabrique d'abord par moulage un composant de test, et on découpe des pièces de test à partir de diverses portions du composant de test. Les pièces de test doivent être découpées à partir de portions dont le temps de solidification varie. On peut calculer le temps de solidification de chaque pièce à tester par l'intermédiaire d'une simulation de moulage, ou il peut être mesuré réellement à l'avance. Dans la description qui suit, la 1ère jusqu'à la nième pièce à tester ont respectivement des temps de solidification tsdl à tsdn. Bien que l'on puisse utiliser un nombre quelconque de pièces de test (c'est-à-dire que n peut être un nombre quelconque), au moins un ordre de grandeur de plusieurs centaines de pièces de test doivent être confectionnées pour assurer la fiabilité (la précision) des données de corrélation.
(2) On effectue ensuite l'essai de traction sur chaque pièce à tester pour mesurer réellement les valeurs de ses caractéristiques mécaniques. Le résultat de l'essai de traction est habituellement obtenu sous la forme d'une courbe contrainte-déformation (comportement contrainte-déformation) représentée sur la figure 2. On obtient respectivement les valeurs de résistance à la traction [sigma]sl à [sigma]sn, et les valeurs de déformation de fracture [epsilon]Fl à [epsilon]Fn de la 1ère jusqu'à la nième pièce à tester en se basant sur les courbes contrainte-déformation.
(3) L'unité de production de données de corrélation 11 produit les données de corrélation représentant la corrélation entre le temps de solidification tsd et la valeur de la résistance à la traction [sigma]s, et les données de corrélation représentant la corrélation entre le temps de solidification tsd et la valeur de déformation de fracture [epsilon]F, en se basant sur les résultats de test décrits ci-dessus, par la méthode d'analyse des données, par exemple, la méthode des moindres carrés. Ces données de corrélation sont exprimées de façon conceptuelle par les équations suivantes. La forme des données peut être soit une forme fonctionnelle, soit une forme de tableau.
Valeur de la résistance à la traction [sigma]s = f(temps de solidification tsd) Valeur de déformation de fracture [epsilon]F = f(temps de solidification tsd)
Les résultats de tests et les données de corrélation sont stockés dans l'unité de stockage 15, et sont utilisés dans les processus suivants pour déterminer les courbes contrainte-déformation de référence et estimer les courbes contrainte-déformation des diverses portions.
Le processus de détermination des courbes contraintedéformation de référence va ensuite être décrit. Dans le dispositif d'estimation des caractéristiques d'un composant moulé selon le premier mode de réalisation de l'invention, comme représenté sur la figure 3, le comportement contrainte-déformation (la courbe contrainte-déformation) d'un matériau est exprimé par la combinaison du comportement contrainte-déformation sans dommage (appelé courbe contraintedéformation sans dommage , lorsque cela est approprié) et du comportement contrainte-déformation avec dommage (appelé courbe contrainte-déformation avec dommage , lorsque cela est approprié). De cette manière, le comportement contrainte-déformation (la courbe contrainte-déformation) d'un matériau ductile, par exemple de l'aluminium, est exprimé de façon appropriée.
La courbe contrainte-déformation sans dommage est déterminée en faisant l'hypothèse qu'aucun dommage ne s'est produit sur le matériau (pouvant également être appelée courbe de compression ). D'autre part, la courbe contrainte-déformation avec dommage est déterminée en faisant l'hypothèse qu'un dommage s'est produit sur le matériau. La courbe contrainte-déformation avec dommage présente les variations de la valeur de contrainte dues au dommage qui s'est produit sur le matériau. Dans cette description, le terme dommage se réfère au phénomène dans lequel le matériau ductile est ramolli en raison de la croissance progressive de vides microscopiques qui sont formés dans le matériau ductile lorsqu'il est tiré. Dans le premier mode de réalisation de l'invention, l'unité de détermination des courbes contrainte-déformation de référence 12 détermine la courbe contrainte-déformation de référence sans dommage et la courbe contrainte-déformation de référence avec dommage en se basant sur les résultats de l'essai de traction. Les courbes de référence représentent le comportement de référence contrainte-déformation du matériau, et sont appelées collectivement courbes contraintedéformation de référence .
La figure 4 montre le processus de détermination de la courbe contrainte-déformation de référence sans dommage. L'unité de détermination des courbes contrainte-déformation de référence 12 sélectionne la courbe contrainte-déformation qui présente la valeur de résistance à la traction la plus grande parmi les valeurs de résistance à la traction [sigma]s de la 1ère à la nième pièce, qui sont obtenues en se basant sur les résultats des tests et sont stockées dans l'unité de stockage 15. L'unité de détermination des courbes contrainte-déformation de référence 12 combine ensuite une ligne tangente ayant un gradient prédéterminé avec la courbe contrainte-déformation sélectionnée pour déterminer la courbe contrainte-déformation de référence sans dommage. Dans l'exemple représenté sur la figure 4, puisque la valeur de résistance à la traction [sigma]sl de la 1ère pièce à tester est la plus grande parmi les multiples valeurs de résistance à la traction [sigma]s, la courbe contrainte-déformation de référence sans dommage est déterminée en se basant sur la courbe contraintedéformation de la 1ère pièce à tester.
La figure 5 représente le processus de détermination de la courbe contrainte-déformation de référence avec dommage. L'unité de détermination des courbes contrainte-déformation de référence 12 détermine la courbe contrainte-déformation de référence avec dommage en se basant sur la différence entre la courbe contrainte-déformation de référence sans dommage et la courbe contrainte-déformation de la pièce à tester qui présente la résistance à la traction la plus grande parmi la 1ère jusqu'à la nième pièce à tester. La courbe du côté droit de la figure 5 représente la courbe contrainte-déformation de référence avec dommage. Sur la courbe, l'axe vertical représente la valeur de contrainte [sigma], et l'axe latéral représente la valeur de déformation [epsilon]. Sur cette courbe, la valeur indiquée par l'axe vertical (la valeur de contrainte [sigma]) représente l'écart de la valeur de contrainte [sigma], corrélée avec une valeur de déformation donnée [epsilon] le long de la courbe contrainte-déformation de référence avec dommage, par rapport à la valeur de contrainte [sigma], corrélée avec la valeur de déformation donnée [epsilon] le long de la courbe contrainte-déformation de référence sans dommage. L'écart représenté sur la courbe est provoqué par le dommage produit sur la pièce à tester.
L'unité de détermination des courbes contrainte-déformation de référence 12 détermine ensuite les courbes individuelles contraintedéformation avec dommage en obtenant les différences entre les courbes contrainte-déformation des autres pièces de test et la courbe contraintedéformation de référence sans dommage.
L'unité de détermination des courbes contrainte-déformation de référence 12 calcule ensuite les facteurs d'échelle S pour les courbes individuelles contrainte-déformation. L'unité de détermination des courbes contrainte-déformation de référence 12 calcule le rapport S entre la valeur de contrainte [sigma], corrélée avec une valeur de déformation donnée [epsilon] le long de chaque courbe individuelle contrainte-déformation avec dommage, et la valeur de contrainte [sigma] corrélée avec la valeur de déformation donnée [epsilon] le long de la courbe contrainte-déformation de référence avec dommage. Dans ce calcul, la valeur de contrainte [sigma], corrélée avec la valeur de déformation donnée [epsilon] le long de la courbe contrainte-déformation de référence avec dommage, est considéré comme égale à 1 . Le rapport S (appelé ci-après facteur d'échelle S ) doit être fixé de telle sorte que la valeur obtenue en multipliant la valeur de contrainte [sigma], corrélée avec une valeur de déformation donnée [epsilon] le long de la courbe contraintedéformation de référence avec dommage, par le facteur d'échelle S coïncide, avec la précision la plus grande, avec la valeur de contrainte [sigma], corrélée avec la valeur de déformation donnée [epsilon] le long de la courbe contrainte-déformation individuelle avec dommage. Les données de facteur d'échelle de correction, qui indiquent la corrélation entre la valeur de la résistance à la traction [sigma]s et le facteur d'échelle S, sont produites par la méthode d'analyse des données, par exemple la méthode des moindres carrés (voir la courbe du côté droit de la figure 5). Les données de facteur d'échelle de correction sont exprimées de façon conceptuelle par l'équation suivante. La forme des données peut être soit une forme fonctionnelle, soit une forme en tableau. Facteur d'échelle S = f(valeur de la résistance à la traction [sigma]s)
La courbe contrainte-déformation de référence sans dommage, la courbe contrainte-déformation de référence avec dommage, et les données de facteur d'échelle de correction, sont stockées dans l'unité de stockage 15, et sont utilisées pour le processus qui suit pour estimer les courbes contrainte-déformation des diverses portions d'un composant moulé à fabriquer.
Le processus d'estimation des courbes contrainte-déformation va ensuite être décrit. Après avoir produit les données de corrélation, la courbe contrainte-déformation de référence sans dommage, la courbe contrainte-déformation de référence avec dommage et les données de facteur d'échelle de correction, en se basant sur les résultats des tests effectués sur le composant de test de la manière mentionnée ci-dessus, il est possible d'estimer des courbes contrainte-déformation des diverses portions du composant moulé à fabriquer en se basant sur les données produites. En référence à l'organigramme de la figure 6, les étapes d'estimation des courbes contrainte-déformation des diverses portions du composant moulé à fabriquer vont être décrites. Premièrement, l'unité d'estimation de temps de solidification 13 exécute une simulation de moulage en utilisant le modèle de forme du composant moulé à fabriquer, et estime le temps de solidification tsd de chaque portion du composant moulé à fabriquer (étape S10).
L'unité d'estimation de courbe contrainte-déformation 14 calcule ensuite les valeurs des caractéristiques mécaniques (la valeur de la résistance à la traction [sigma]s et la valeur de la déformation de fracture [epsilon]F) d'une portion du composant moulé à fabriquer en se basant sur les données de corrélation et sur le temps de solidification tsd estimé à l'étape S10 (étape SU).
L'unité d'estimation de courbe contrainte-déformation 14 calcule ensuite le facteur d'échelle S pour la portion qui correspond à la valeur de la résistance à la traction [sigma]s obtenue à l'étape SU, en se basant sur les données de facteur d'échelle de correction et sur la valeur de la résistance à la traction [sigma]s (étape S12).
L'unité d'estimation de courbe contrainte-déformation 14 détermine la courbe contrainte-déformation avec dommage de la portion en effectuant une correction sur la courbe contrainte-déformation de référence avec dommage en utilisant le facteur d'échelle S pour la portion. L'unité d'estimation de courbe contrainte-déformation 14 détermine la courbe contrainte-déformation avec dommage de la portion de telle sorte que la valeur de contrainte [sigma] de la portion, qui est corrélée avec une valeur de déformation donnée [epsilon], coïncide avec la valeur obtenue en multipliant la valeur de contrainte [sigma], qui est corrélée avec la valeur de déformation donnée [epsilon] le long de la courbe contrainte-déformation de référence avec dommage, par le facteur d'échelle S pour la portion (étape S13). L'unité d'estimation de courbe contrainte-déformation 14 effectue un réglage tel que la valeur de déformation maximale [epsilon] de la portion coïncide avec la valeur de déformation de fracture [epsilon]F calculée à l'étape SU (S14). Selon le premier mode de réalisation de l'invention, la courbe contraintedéformation avec dommage de la portion est déterminée en effectuant une correction sur la courbe contrainte-déformation de référence avec dommage. D'autre part, la courbe contrainte-déformation de référence sans dommage est utilisée en tant que courbe contrainte-déformation sans dommage de la portion.
L'unité d'estimation de courbe contrainte-déformation 14 fixe ensuite la courbe contrainte-déformation de la portion en combinant la courbe contrainte-déformation de référence sans dommage avec la courbe contrainte-déformation avec dommage déterminée par l'intermédiaire de la correction décrite ci-dessus (étape S15).
Les courbes contrainte-déformation des diverses portions du composant moulé à fabriquer sont déterminées en répétant les étapes SU à S15. Sur l'organigramme représenté sur la figure 6, les étapes SU à S15 sont exécutées sur toutes les portions qui constituent le modèle de forme du composant moulé à fabriquer. À titre de variante, on peut exécuter les étapes SU à S15 seulement sur les portions dont le temps de solidification est différent, pour augmenter le rendement d'exécution du processus (c'est-à-dire que s'il existe certaines portions dont le temps de solidification est identique, on peut exécuter les étapes SU à S15 seulement sur ces portions).
Parfois, un composant moulé réel peut ne pas être disponible à l'étape de conception du produit. Même si un composant moulé réel est présent, il peut être parfois difficile de mesurer réellement le comportement contrainte-déformation. Toutefois, le premier mode de réalisation de l'invention décrite ci-dessus permet de déterminer précisément les courbes contrainte-déformation des diverses portions du composant moulé à fabriquer en prenant en compte la variation du temps de solidification en utilisant uniquement le modèle de forme du composant moulé à fabriquer. L'utilisation des courbes contrainte-déformation estimées de la manière décrite ci-dessus améliore la précision des simulations informatiques telles que l'analyse d'accident et l'analyse de vibrations. Un deuxième mode de réalisation de l'invention va ensuite être décrit. Dans le deuxième mode de réalisation, on utilise un autre algorithme pour estimer les courbes contrainte-déformation. Puisque la structure du dispositif d'estimation des caractéristiques d'un composant moulé et le processus de production des données de corrélation sont les mêmes que ceux du premier mode de réalisation de l'invention, leur description détaillée ne sera pas fournie ci-dessous. Le processus pour déterminer les courbes contraintedéformation de référence va être décrit ci-après. L'unité de détermination des courbes contrainte-déformation de référence 12 détermine d'abord la valeur de résistance à la traction [sigma]sc et la valeur de déformation de fracture de référence [epsilon]Fc en se basant respectivement sur les valeurs de résistance à la traction [sigma]s et les valeurs de déformation de fracture [epsilon]F des pièces de test. On peut sélectionner par exemple la médiane (la valeur moyenne) des valeurs de résistance à la traction [sigma]s et la médiane (la valeur moyenne) des valeurs de déformation de fracture [epsilon]F, respectivement comme valeur de résistance à la traction de référence [sigma]sc et valeur de déformation de fracture de référence [epsilon]Fc.
Comme représenté sur la figure 8, l'unité de détermination des courbes contrainte-déformation de référence 12 détermine la courbe contrainte-déformation de référence sans dommage et la courbe de référence contrainte-déformation avec dommage en se basant sur la courbe contrainte-déformation de la pièce à tester qui présente la valeur de résistance à la traction de référence [sigma]sc. Le point sur la courbe contrainte-déformation de référence avec dommage (c'est-à-dire, l'intersection sur l'axe représentant la valeur de déformation [epsilon]), auquel se produit un dommage, est appelé valeur de déformation d'occurrence de dommage de référence [epsilon]c. La valeur de déformation maximale indiquée par la courbe contrainte-déformation de référence avec dommage est fixée à la valeur de déformation de fracture de référence [epsilon]Fc.
Le processus d'estimation des courbes contrainte-déformation des diverses portions d'un composant moulé à fabriquer va ensuite être décrit. En référence à l'organigramme de la figure 9, le processus d'estimation des courbes contrainte-déformation va être décrit.
Premièrement, l'unité d'estimation de temps de solidification 13 exécute une simulation de moulage en utilisant le modèle de forme du composant moulé à fabriquer pour estimer le temps de solidification tsd de chaque portion du composant moulé à fabriquer (étape S20).
L'unité d'estimation de courbe contrainte-déformation 14 calcule ensuite les valeurs des caractéristiques mécaniques (la valeur de la résistance à la traction [sigma]s et la valeur de déformation de fracture [epsilon]F) d'une portion du composant moulé à fabriquer en se basant sur les données de corrélation et sur le temps de solidification tsd de cette portion estimé à l'étape S20 (étape S21).
L'unité d'estimation de courbe contrainte-déformation 14 calcule ensuite le rapport entre la résistance à la traction Ss de la valeur de la résistance à la traction [sigma]s calculée à l'étape S21 et la valeur de la résistance à la traction [sigma]sc au moyen de l'équation suivante (étape S22). Rapport de résistance à la traction Ss = valeur de résistance à la traction [sigma]s / valeur de référence de résistance à la traction [sigma]sc L'unité d'estimation de courbe contrainte-déformation 14 calcule le rapport entre la déformation de fracture S[epsilon] de la valeur de déformation de fracture [epsilon]F calculée à l'étape S21 et la valeur de déformation de fracture de référence [epsilon]Fc au moyen de l'équation suivante (étape S23).
Rapport de déformation de fracture S[epsilon] = valeur de déformation de fracture [epsilon]F / valeur de déformation de fracture de référence [epsilon]Fc
L'unité d'estimation de courbe contrainte-déformation 14 calcule ensuite la valeur de déformation d'occurrence de dommage [epsilon]s en se basant sur le rapport de déformation de fracture S[epsilon] calculé à l'étape
S23 et sur la valeur de déformation de référence d'occurrence de dommage [epsilon]c au moyen de l'équation suivante (étape S24).
Valeur de déformation d'occurrence de dommage [epsilon]s = valeur de déformation de référence d'occurrence de dommage [epsilon]c x rapport de déformation de fracture S[epsilon] Comme représenté sur la figure 10, l'unité d'estimation de courbe contrainte-déformation 14 détermine la courbe contraintedéformation sans dommage de cette portion en effectuant une correction sur la courbe contrainte-déformation de référence sans dommage. L'unité d'estimation de courbe contrainte-déformation 14 détermine la courbe contrainte-déformation sans dommage de cette portion de telle sorte que la valeur de contrainte de la portion, qui est corrélée avec une valeur de déformation donnée [epsilon], coïncide avec la valeur obtenue en multipliant la valeur de contrainte, corrélée avec la valeur de déformation donnée [epsilon] le long de la courbe contrainte-déformation de référence sans dommage, par le rapport de résistance à la traction Ss (étape S25). L'unité d'estimation de courbe contrainte-déformation 14 détermine ensuite la courbe contrainte-déformation avec dommage de cette portion en effectuant des corrections sur la courbe contrainte-déformation de référence avec dommage. L'unité d'estimation de courbe contrainte-déformation 14 détermine la courbe contrainte-déformation avec dommage de cette portion en décalant la courbe contrainte-déformation de référence avec dommage dans la direction dans laquelle s'étend l'axe représentant la valeur de déformation, de telle sorte que la courbe contrainte-déformation avec dommage de cette portion passe par la valeur de déformation d'occurrence avec dommage [epsilon]s, et en fixant la valeur maximale de la valeur de déformation [epsilon] de cette portion à la valeur obtenue en multipliant la valeur de déformation maximale [epsilon] indiqué par la courbe contraintedéformation de référence avec dommage par le rapport de déformation de fracture S[epsilon] (étape S26).
L'unité d'estimation de courbe contrainte-déformation 14 détermine ensuite la courbe contrainte-déformation de la portion en combinant la courbe contrainte-déformation sans dommage déterminée en effectuant une correction sur la courbe contrainte-déformation de référence sans dommage avec la courbe contrainte-déformation avec dommage déterminée en effectuant des corrections sur la courbe contrainte-déformation de référence avec dommage (étape S27). Le deuxième mode de réalisation de l'invention produit les mêmes effets que ceux qui sont obtenus selon le premier mode de réalisation de l'invention.
Claims (13)
1. Dispositif d'estimation des caractéristiques d'un composant moulé qui estime une courbe contrainte ([sigma])-déformation ([epsilon]) de chaque portion d'un composant moulé, caractérisé en ce qu'il comprend : des moyens de stockage (15) pour stocker des données de corrélation présentant une corrélation entre le temps de solidification (tsd) et les caractéristiques mécaniques d'un matériau pour le composant moulé ; des moyens d'estimation de temps de solidification (13) pour estimer le temps de solidification (tsd) de chaque portion du composant moulé en utilisant un modèle de forme du composant moulé ; et des moyens d'estimation de courbe contrainte-déformation (14) pour calculer la valeur d'une caractéristique mécanique ([sigma]s, [epsilon]F) de chaque portion en se basant sur les données de corrélation et le temps de solidification estimé (tsd), et estimer la courbe contrainte-déformation de chaque portion du composant moulé en se basant sur la valeur de la caractéristique mécanique calculée ([sigma]s, [epsilon]F).
2. Dispositif d'estimation des caractéristiques d'un composant moulé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de stockage (15) stockent des courbes contraintedéformation de référence utilisées comme références pour déterminer la courbe contrainte-déformation de chaque portion du composant moulé, et les moyens d'estimation de courbe contrainte-déformation (14) effectuent une correction au moins sur l'une des courbes contraintedéformation de référence en se basant sur la valeur de la caractéristique mécanique calculée ([sigma]s, [epsilon]F) pour déterminer la courbe contraintedéformation de chaque portion.
3. Dispositif d'estimation des caractéristiques d'un composant moulé selon la revendication 2, caractérisé en ce que les courbes contrainte-déformation de référence comportent une courbe contrainte-déformation de référence sans dommage, qui est déterminée en faisant l'hypothèse qu'aucun dommage ne s'est produit sur le matériau, et une courbe de référence contrainte-déformation avec dommage, qui est déterminée en faisant l'hypothèse qu'un dommage s'est
produit sur le matériau et qui indique une modification de la contrainte générée dans le matériau, due au dommage, et les moyens d'estimation de courbe contrainte-déformation (14) effectuent une correction au moins sur une courbe parmi la courbe contrainte-déformation de référence sans dommage et la courbe contrainte-déformation de référence avec dommage, en se basant sur la valeur de la caractéristique mécanique ([sigma]s, [epsilon]F) calculée pour déterminer la courbe contrainte-déformation de chaque portion.
4. Dispositif d'estimation des caractéristiques d'un composant moulé selon la revendication 3, caractérisé en ce que les données de corrélation comportent les données représentant la corrélation entre la résistance à la traction ([sigma]s) et le temps de solidification (tsd), et les moyens d'estimation de courbe contrainte-déformation (14) effectuent une correction sur la courbe contrainte-déformation de référence sans dommage ou sur la courbe contrainte-déformation de référence avec dommage par un réglage d'échelle basé sur la valeur de la résistance à la traction ([sigma]s) de chaque portion, qui correspond au temps de solidification estimé (tsd).
5. Dispositif d'estimation des caractéristiques d'un composant moulé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le réglage d'échelle est effectué en utilisant la valeur de résistance à la traction ([sigma]s) de chaque portion, en se basant sur les données du facteur d'échelle de correction représentant la corrélation entre la résistance à la traction ([sigma]s) et un facteur d'échelle (S).
6. Dispositif d'estimation des caractéristiques d'un composant moulé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le réglage d'échelle est effectué en se basant sur le rapport de résistance à la traction (Ss) qui est le rapport entre la valeur de la résistance à la traction ([sigma]s) de chaque portion et la valeur de référence de la résistance à la traction ([sigma]sc).
7. Dispositif d'estimation des caractéristiques d'un composant moulé selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que
les données de corrélation comportent des données représentant la corrélation entre la déformation de fracture ([epsilon]F) et le temps de solidification (tsd), et les moyens d'estimation de courbe contrainte-déformation (14) effectuent une correction sur la courbe contrainte-déformation de référence avec dommage pour déterminer une courbe contraintedéformation avec dommage utilisée pour déterminer la courbe contraintedéformation de chaque portion, de telle sorte que la valeur de déformation maximale indiquée par la courbe contrainte-déformation avec dommage par l'intermédiaire de la correction coïncide avec la valeur de déformation de fracture ([epsilon]F) de chaque portion, qui correspond au temps de solidification estimé (tsd).
8. Dispositif d'estimation des caractéristiques d'un composant moulé selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens d'estimation de courbe contrainte-déformation (14) effectuent une correction sur la courbe contrainte-déformation de référence avec dommage pour déterminer une courbe contraintedéformation avec dommage utilisée pour déterminer la courbe contraintedéformation de chaque portion, de telle sorte qu'une valeur de déformation obtenue par correction de la valeur de déformation maximale indiquée par la courbe contrainte-déformation de référence avec dommage en utilisant le rapport de déformation de fracture (S[epsilon]), qui est le rapport entre la valeur de déformation de fracture ([epsilon]F) de chaque portion et la valeur de déformation de fracture de référence ([sigma]sc), coïncide avec la valeur de déformation maximale de chaque portion.
9. Dispositif d'estimation des caractéristiques d'un composant moulé selon l'une quelconque des revendications 3 à 4 et des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que les données de corrélation comportent des données représentant la corrélation entre la déformation de fracture ([epsilon]F) et le temps de solidification (tsd), et les moyens d'estimation de courbe contrainte-déformation (14) effectuent une correction sur la courbe contrainte-déformation de référence avec dommage pour déterminer une courbe contraintedéformation avec dommage utilisée pour déterminer la courbe contraintedéformation de chaque portion, de telle sorte qu'une valeur de
déformation obtenue en corrigeant le point d'occurrence du dommage sur la courbe contrainte-déformation de référence avec dommage en utilisant une valeur de déformation de fracture ([epsilon]F) de chaque portion, qui correspond au temps de solidification estimé (tsd), coïncide avec un point d'occurrence du dommage de chaque portion.
10. Dispositif d'estimation des caractéristiques d'un composant moulé selon la revendication 9, caractérisé en ce que la correction est effectuée en utilisant le rapport de déformation de fracture (S[epsilon]) qui est le rapport entre la valeur de déformation de fracture ([epsilon]F) de chaque portion et une valeur de déformation de fracture de référence ([epsilon]Fc).
11. Procédé d'estimation des caractéristiques d'un composant moulé pour estimer une courbe contrainte-déformation de chaque portion d'un composant moulé, caractérisé en ce que un ordinateur exécute : un processus pour stocker des données de corrélation représentant une corrélation entre le temps de solidification (tsd) et les caractéristiques mécaniques d'un matériau pour le composant moulé ; un processus pour estimer le temps de solidification (tsd) de chaque portion du composant moulé en utilisant un modèle de forme du composant moulé ; et un processus pour calculer une valeur de la caractéristique mécanique ([sigma]s, [epsilon]F) de chaque portion en se basant sur les données de corrélation et le temps de solidification estimé (tsd), et estimer la courbe contrainte-déformation de chaque portion du composant moulé en se basant sur la valeur de la caractéristique mécanique calculée ([sigma]s, [epsilon]F).
12. Programme d'estimation des caractéristiques d'un composant moulé pour estimer une courbe contrainte-déformation de chaque portion d'un composant moulé, caractérisé en ce que un ordinateur fonctionne en tant que moyen de stockage (15) pour stocker les données de corrélation représentant une corrélation entre le temps de solidification (tsd) et des caractéristiques mécaniques d'un matériau pour le composant moulé ;
moyens d'estimation de temps de solidification (13) pour estimer le temps de solidification (tsd) de chaque portion du composant moulé en utilisant un modèle de forme du composant moulé ; et moyens d'estimation de courbe contrainte-déformation (14) pour calculer la valeur de la caractéristique mécanique ([sigma]s, [epsilon]F) de chaque portion en se basant sur les données de corrélation et le temps de solidification estimé (tsd), et estimer la courbe contrainte-déformation de chaque portion du composant moulé en se basant sur la valeur de la caractéristique mécanique calculée ([sigma]s, [epsilon]F).
13. Support de stockage, caractérisé en ce que le support de stockage est un support lisible par un ordinateur qui stocke le programme d'estimation des caractéristiques d'un composant moulé selon la revendication 12.
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