JP2002086218A

JP2002086218A - プレス成形シミュレーション方法およびこれを用いたディスタンスブロックの配置方法

Info

Publication number: JP2002086218A
Application number: JP2000275529A
Authority: JP
Inventors: Takashi Moriya; 岳志守屋
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2000-09-11
Filing date: 2000-09-11
Publication date: 2002-03-26
Anticipated expiration: 2020-09-11
Also published as: JP4696345B2

Abstract

(57)【要約】【課題】プレス形成時におけるブランク材や圧型の温
度上昇の原因となる熱発生を評価することが可能となる
プレス成形シミュレーション方法を提供する。【解決手段】コンピュータを用いた有限要素法に基づ
くプレス成形シミュレーション方法において、増分ステ
ップごとに、有限要素法の各要素節点における面圧を算
出し（Ｓ１１）、節点摺動熱増分を算出し（Ｓ１２）、
相当応力・相当塑性ひずみ速度を算出し（Ｓ１３）、要
素素材変形熱増分を算出し（Ｓ１４）、要素素材変形熱
増分を分配し（Ｓ１５）、放熱量を算出して（Ｓ１６〜
Ｓ１９）、プレス成形時の温度変化を求めることを特徴
とするプレス成形シミュレーション方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プレス成形シミュ
レーション方法およびこれを用いたディスタンスブロッ
クの配置方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車用鋼板やその他の金属板材などを
プレスして成形するプレス成形における形成不具合とし
て、主なものに、寸法精度不良、われ不具合、しわ不具
合などがある。近年数値解析技術の進歩により、これら
の不具合を、コンピュータを用いたシミュレーションに
より推定すること可能になってきている。例えば特開平
１１−３１９９７１号公報では、有限要素法を用いたシ
ミュレーションによりプレス成形時のわれやしわの発生
をシミュレートする技術が開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなシミュレーションを実行して、その解析結果からプ
レス圧型を製造し、実際にプレス成形を行った場合、単
発形成ではわれ、しわなどの不具合の発生しない圧型で
も、量産時には形成変動により、われ、しわが発生する
ことがあり、従来のシミュレーションだけでは、現場で
さらに型の調整が必要であるといった問題があった。

【０００４】本発明者による研究の結果、このような量
産時における形成変動の主要因は、量産に伴う型の温度
変化であることがわかってきた。

【０００５】ところが、プレス成形シミュレーションで
は、これまでプレス圧型の温度変化に着目して数値解析
したものはなく、全くといっていいほど研究されていな
いのが現状である。

【０００６】そこで、本発明の目的は、プレス形成時に
おけるブランク材や圧型の温度上昇の原因となる熱発生
を評価することが可能なプレス成形シミュレーション方
法を提供することである。また、本発明の他の目的は、
このプレス成形のシミュレーション方法を用いて発熱分
布の偏りのないプレス圧型を得ることができるディスタ
ンスブロックの配置方法を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、下記す
る手段により達成される。

【０００８】（１）コンピュータを用いた有限要素法に
基づくプレス成形シミュレーション方法において、前記
有限要素法の各要素節点における温度変化を求めること
を特徴とするプレス成形シミュレーション方法。

【０００９】（２）前記各要素節点における温度変化
は、ブランク材とプレス圧型の間の摺動熱、およびブラ
ンク材の塑性変形に起因する材料変形熱を算出すること
により求めることを特徴とする（１）に記載のプレス成
形シミュレーション方法。

【００１０】（３）前記摺動熱は、ブランク材とプレス
圧型の接触部分における面圧、摩擦係数、および単位時
間あたりの摺動距離から算出することを特徴とする
（２）に記載のプレス成形シミュレーション方法。

【００１１】（４）前記摺動熱の算出時には、ブランク
材とプレス圧型との接触部分における熱伝導による熱の
移動を算出することを特徴とする（２）または（３）に
記載のプレス成形シミュレーション方法。

【００１２】（５）前記材料変形熱は、相当塑性仕事と
比例した量として近似することを特徴とする（２）に記
載のプレス成形シミュレーション方法。

【００１３】（６）前記摺動熱および材料変形熱の算出
時には、ブランク材からの大気放熱量を算出することを
特徴とする（２）〜（６）のいずれか１つに記載のプレ
ス成形シミュレーション方法。

【００１４】（７）前記（１）〜（６）のいずれか１つ
に記載のプレス成形シミュレーション方法を用いて求め
られた各要素節点の温度変化に基づき、所定温度以上と
なっている高温領域部分を抽出し、該高温領域部分から
ブランク材が圧型内に入り込む方向線上で、ポンチプロ
ファイルラインの外側にディスタンスブロックを配置す
ることを特徴とするディスタンスブロックの配置方法。

【００１５】（８）前記ポンチプロファイルラインの外
側に配置したディスタンスブロックによって熱を逃がす
ことのできない前記ポンチプロファイルラインの内側に
ある前記高温領域部分には、その近傍に圧型リブを設け
ることを特徴とする（７）に記載のディスタンスブロッ
クの配置方法。

【００１６】

【発明の効果】本発明は請求項ごとに以下の効果を奏す
る。

【００１７】請求項１記載の本発明によれば、プレス成
形シミュレーションにおいて、有限要素の各要素節点に
おける温度変化を求めることとしたので、プレス成形に
おけるブランク材や圧型の温度変化を評価することがで
きるようになり、熱発生原因に対して対策を施した圧型
設計が可能になる。

【００１８】請求項２記載の本発明によれば、温度変化
を求めるために、ブランク材とプレス圧型の間の摺動
熱、およびブランク材の塑性変形に起因する材料変形熱
を算出することとしたので、プレス成形時の主な発熱原
因による温度変化を適確に求めることが可能となる。

【００１９】請求項３記載の本発明によれば、摺動熱を
ブランク材とプレス圧型の接触部分における面圧、摩擦
係数、および単位時間あたりの摺動距離から算出するこ
ととしたので、増分型で解析を行う有限要素法によるシ
ミュレーションに容易に導入することができる。

【００２０】請求項４記載の本発明によれば、摺動熱の
算出時にブランク材とプレス圧型の接触部分における熱
伝導による熱の移動を算出することとしたので、接触部
分からの放熱が考慮された正確な温度変化を求めること
が可能となる。

【００２１】請求項５記載の本発明によれば、材料変形
熱を、相当塑性仕事と比例した量として近似することと
したので、増分型で解析を行う有限要素法によるシミュ
レーションに容易に導入することができる。

【００２２】請求項６記載の本発明によれば、摺動熱お
よび材料変形熱の算出時には、ブランク材からの大気放
熱量を算出することこととしたので、大気放熱が考慮さ
れた正確な温度変化を求めることが可能となる。

【００２３】請求７記載の本発明によれば、前記（１）
〜（６）のいずれか１つに記載の発明によるプレス成形
シミュレーション方法を用いて求められた各要素節点の
温度変化に基づき、所定温度以上となっている高温領域
部分を抽出し、該高温領域部分からブランク材が圧型内
に入り込む方向線上で、ポンチプロファイルラインの外
側にディスタンスブロックを配置することとしたので、
前記（１）〜（６）のいずれか１つに記載の発明による
プレス成形シミュレーション方法により解析された温度
分布のうち、高温領域の熱をポンチプロファイルライン
の外側に配置したディスタンスブロックによって逃がす
ことができるようになり、プレス成形時に、発熱分布の
偏りがなく、熱による圧型変形や形成変動を抑えたプレ
ス圧型を得ることが可能となる。

【００２４】請求項８記載の本発明によれば、ポンチプ
ロファイルラインの外側に配置したディスタンスブロッ
クによって熱を逃がすことのできない前記ポンチプロフ
ァイルラインの内側にある前記高温領域部分の近傍に圧
型リブを設けることとしたので、ポンチプロファイルラ
インの内側で、ディスタンスブロックの配置が難しい部
分においてもリブを設けることで、熱を逃がし、プレス
成形時の熱により圧型変形や形成変動を抑えることが可
能となる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、添付した図面を参照して、
本発明の一実施の形態を説明する。

【００２６】本実施の形態では、従来からある有限変形
弾塑性有限要素法、特に動的陽解法を元にしたコンピュ
ータによるシミュレーションにより、プレス圧型やブラ
ンク材（プレス材料）に加わる変位量、ひずみ量、およ
び応力などを解析すると共に、本発明を適用してプレス
圧型の温度変化を解析し、熱の発生領域を求めるもので
ある。なお、シミュレーションは、後述する処理手順に
したがって作成されたプログラムをワークステーショ
ン、あるいはパソコンなどと称されているコンピュータ
が実行することにより行なわれる。また、このようなシ
ミュレーションを行なうコンピュータをシミュレータと
称する。

【００２７】図１および図２は、本発明を適用したシミ
ュレーションの処理手順を示すフローチャートである。

【００２８】まず、シミュレーションに必要なデータの
入力を行う。入力するデータは、例えばＣＡＤ装置など
に記憶されている設計データをもとに、有限要素法解析
に必要な有限要素メッシュデータ、プレス圧型の形状お
よび質量、ブランク材の形状および質量、プレス圧型と
ブランク材との接触条件および支持条件などの幾何学境
界条件、荷重、熱源などの力学境界条件などである（Ｓ
１）。

【００２９】続いて、変数の初期条件を設定する（Ｓ
２）。ここでは、シミュレートするプレス圧型およびブ
ランク材の座標、変位、ひずみ、応力、および温度など
の初期値を設定する。

【００３０】続いて、入力されたプレス圧型およびブラ
ンク材のデータから形状関数の設定し（Ｓ３）、質量マ
トリックスおよび減衰マトリックスを設定する（Ｓ
４）。

【００３１】そして、各種設定が済んだところで、増分
計算の繰り返しとなる（Ｓ５）。増分量は、通常の動的
陽解法においては、時間増分を用いるのであるが、プレ
ス成形のシミュレーションでは、プレス圧型の移動によ
りブランク材が変形されて成形されるため、ここではプ
レス圧型の移動量を増分とし、あらかじめ決めた一定量
を一増分量としている。また、増分計算の繰り返しの終
了（後述するステップＳ２１）は、プレス圧型が下死点
に到達した時点である。

【００３２】増分計算では、まず、周知の方法（例え
ば、「非線形有限要素法」、１９９４年１２月２０日、
コロナ社発行）により、材料構成式マトリックス（弾塑
性構成式）の算出（Ｓ６）、ガウス求積法による節点内
力の算出とペナルティ法による節点外力の算出（Ｓ
７）、中央差分による変位算出（Ｓ８）、算出されたこ
の増分内での変位から、変位、ひずみ、応力の増分量の
計算（Ｓ９）を順次実行して、有限要素節点ごとの変位
量、ひずみ、および応力を求め、これらの値を更新する
（Ｓ１０）。これにより、プレス圧型の変形量や、ひず
み、応力がシミュレートされる。

【００３３】続いて、同じ増分計算の中で、本発明を適
用した要素節点ごとの温度変化を求める計算に入る。

【００３４】温度変化は、発熱量と放熱量を算出するこ
とにより求めることができる。発熱量としては、ブラン
ク材とプレス圧型が接触する部分で発生する摺動熱と、
ブランク材の塑性変形による発熱である。一方、放熱
は、大気中への放熱と、プレス圧型と接触した部分から
の熱伝導による放熱である。本実施の形態では、まず発
熱量を算出した後、放熱量を算出して、ブランク材およ
び圧型の温度を更新する。

【００３５】まず、摺動熱を算出する。プレス圧型とブ
ランク材との摺動熱算出のために、要素節点面圧を算出
し（Ｓ１１）、続いて、算出された節点面圧を用いて節
点摺動熱増分を算出する（Ｓ１２）。

【００３６】摺動熱Ｔｓは、摩擦抵抗の仕事量と比例し
ていると考えることができ、ブランク材の要素節点ごと
に、摺動熱増分ΔＴｓは下記（１）式より求める。 ΔＴｓ＝ｆ（Ｐ，μ，ｌ）＝αＰｉμΔＬ・・・・・（１）ただし、式中、Ｐｉは増分ステップｉにおける面圧（前
記ステップＳ１２にて算出）、μはブランク材の摩擦係
数、ΔＬは１増分における摺動距離、αは摩擦抵抗の仕
事量が熱に変換される割合で、ブランク材を自動車車体
用の鋼板とした場合、α＝０．７５〜０．９５を用い
る。

【００３７】なお、ステップＳ１２における面圧Ｐｉの
算出は、例えばペナルティ法を用いて算出し、各増分ス
テップにおいて、ブランク材の有限要素が圧型モデルの
方へ食い込む量を計算し、この値にペナルティ数を乗じ
ることで、法線方向の接触力として面圧を算出する。

【００３８】続いて塑性変形に伴う発生熱を算出する。
このためには、相当応力および相当塑性ひずみ速度を算
出し（Ｓ１３）、これを用いて有限要素の素材（ブラン
ク材）の変形熱増分を算出する（Ｓ１４）。

【００３９】ここで要素素材変形熱増分ΔＴｄは、相当
塑性仕事と比例していると考えることができる。そこ
で、各材料要素に対して下記（２）式により、変形熱増
分ΔＴｄを近似して求める。

【００４０】

【数１】

【００４１】ここで、式中、βは塑性仕事の熱に変換さ
れる割合で、β＝０．８５〜０．９５とした。また、式
中、Ｗ^pは塑性仕事量であり、σは相当応力、

【００４２】

【外１】

【００４３】である。

【００４４】続いて、求めた摺動熱増分ΔＴｓと変形熱
増分ΔＴｄを各要素節点に分配する（Ｓ１５）。これに
より、ブランク材の発熱による温度上昇が要素節点ごと
に求まる。

【００４５】次に、プレス形成中における放熱量を算出
する。ブランク材は、成形中に型との接触離脱を繰り返
す。本実施の形態では、要素節点ごとに熱量計算を行う
ため、各要素節点の有効面積を定義しておく必要があ
る。

【００４６】要素節点ごとの有効面積Ｓは、下記（３）
式により、節点を含む各要素について、要素節点周りに
おける形状関数の数値積分を行い、各要素の総和をとる
ことで求める。

【００４７】

【数２】

【００４８】ここで，式中、ｓは各要素の接触面積、ｉ
は各要素番号、ξ，ηは局所座標系、Ｆ（ξ，η）は形
状関数（ステップＳ３で定義）である。

【００４９】また、ブランク材と型との接触した部分に
おける熱伝導によるブランク材から型への熱移動速度
は、下記（４）式により求める。

【００５０】

【数３】

【００５１】ここで、ｋはブランク材の熱伝導率、Δｘ
は熱源間距離、ΔＴは２つの熱源間の温度差である。

【００５２】本実施の形態では、熱源、すなわち熱の発
生部分をブランク材の内部と仮定して、Δｘを板厚の１
／２とし、接触時間を熱移動速度にかけることで、下記
（５）式により、各増分ステップでの熱移動量ΔＱを計
算する。

【００５３】

【数４】

【００５４】ここで、式中、Δｔは１増分あたりの時
間、ｗはブランク材の厚さである。

【００５５】さらに、熱移動量から温度変化を求めるた
めには下記（６）式による計算を行う。 ΔＴ＝ΔＱ／（ｃｍ）・・・・・（６）ここで、式中、ｃは比熱、ｍは質量である。

【００５６】本実施形態において、比熱ｃは、ブランク
材とプレス圧型をいずれも炭素鋼とした場合４８０Ｊ／
ｋｇＫを使用する。また、質量ｍは、ブランク材におい
ては、その質量であるが、プレス圧型は、ブランク材と
同板厚の質量を仮定する。そのため、プレス圧型の質量
ｍは、下記（７）式より求める。

【００５７】ｍ＝Ｖｔ・ρ＝Ｓｔ・Ｗ・ρ ・・・・・（７）ここで、式中、Ｖｔは接触要素体積、ρはプレス圧型の
密度、Ｓｔは接触要素面積である。なお、雰囲気温度は
一定として取り扱う。

【００５８】放熱量の算出には、これら各式を用いて、
まず、プレス圧型と接触していない非接触材料節点の放
熱量を算出する（Ｓ１６）。そしてこの非接触材料節
点、すなわち、空気中への放熱量を先に算出した発熱量
に加算する（実質的には大気中への放熱であるので、
（６）式の算出結果はマイナスとなる）。すなわち、材
料節点温度増分＝摺動熱増分＋材料変形熱増分＋放熱量
増分を算出する（Ｓ１７）。

【００５９】続いて、プレス圧型と接触しているブラン
ク材の要素節点における吸放熱量による温度変化を算出
し（Ｓ１８）、続いて、プレス圧型の大気放熱量による
温度変化を算出する（Ｓ１９）。

【００６０】そして、この増分ステップにける各要素節
点の温度変数、すなわち、ブランク材の温度と、プレス
圧型の温度を更新して（Ｓ２０）、プレス圧型が下死点
へ到達するまでステップＳ５からＳ２１を繰り返し実行
する（Ｓ２１）。これにより、プレス成形時のプレス圧
型とブランク材の温度変化を有限要素法によるシミュレ
ーションにより求めることができる。

【００６１】次に、上述したプレス成形時の温度変化の
シミュレーション結果を用いて、ディタンスブロック
（ディスタンスピースなどとも称されている）をレイア
ウトする方法について説明する。

【００６２】ディスタンスブロックは、プレス圧型の温
度増分が大きな部分に配置することで、板厚クリアラン
ス変動を抑え、成形変動によるわれやしわの発生を抑制
するためのものである。したがって、ディスタンスブロ
ックとしては、放熱の良い形状、例えばフィン形状のも
のを配置したり、あるいは熱容量の大きな部材を設ける
ことが好ましい。

【００６３】図３は、上記のシミュレーションによる熱
解析の結果を用いたディスタンスブロックの配置方法の
手順を示すフローチャートである。

【００６４】まず、シミュレーションにプレス成形時の
熱解析の結果と、初期ブランク形状のデータを入力する
（Ｓ５１）。このとき入力されるデータを図４に示す。
図４は、解析結果の温度分布図１とブランク材の初期外
形線２（プレス成形前の初期形状である）。温度分布図
１はシミュレーションの結果として、プレス形成後のブ
ランク材の熱分布を示すもので、図４では、温度分布を
示す等高線として示し、特に、温度の高くなっている部
分をハッチングの密度の違い（ハッチング密度の密な方
がより温度が高い）により示したが、実際のシミュレー
ションにおいては、例えば温度分布を色で表すなど、ブ
ランク材の温度分布がよりわかりやすいように表示され
る。

【００６５】続いて、図５に示すように、入力されたデ
ータから一定温度以上となっているホットポイント３
（高温領域部分）を抽出する（Ｓ５２）。このホットポ
イントの抽出は、あらかじめ閾値温度を設定しておき、
その閾値温度以上となっている発熱点をホットポイント
３としてシミュレータに抽出させる。なお、自動抽出さ
せる代わりに、設計者などが温度分布図１を見て問題と
なそうな発熱点をホットポイント３として設定してもよ
い。

【００６６】続いて、図６に示すように、ホットポイン
ト３の流入線４上、ポンチプロファイルライン５の外側
にディスタンスブロック６を配置するようにディスタン
スブロック６のレイアウトを決定する（Ｓ５３）。発熱
点、すなわち解析結果におけるホットポイント３の近傍
では、発熱によって型変形が発生し、上下型間のクリア
ランスが変化する。そこで、発熱点から流入方向にディ
スタンスブロック６を配置することで、この部分の熱を
下げ、型変形の発生を防止するものである。なお、流入
線４とは、ブランク材が圧型内に入り込む方向線であ
る。

【００６７】続いて、配置されたディスタンスブロック
６の効果を確かめるために熱発生点の再評価を行う（Ｓ
５４）。この再評価は、図７に示すように、配置したデ
ィスタンスブロック６によりクリアランスが安定する効
果範囲７（半径任意設定）内にあるホットポイント３を
評価対象から外す。しかし、ダイフェース上の発熱範囲
が広い場合、単独のディスタンスブロック６では発熱に
よる影響を全て解決できないので、ここで、温度分布図
１内における発熱部分を再評価して、新たに問題となる
ような高温域があればホットポイント１３として設定す
る。この新たなホットポイント１３の設定は、設計者な
どが温度分布図１を見て問題となりそうな発熱点を見出
して、その部分をホットポイント１３として設定しても
よいし、先のホットポイントを抽出する閾値を下げて、
シミュレータに自動抽出させてもよい。なお、１つのデ
ィスタンスブロック６によりクリアランスが安定する効
果範囲７は、型構造によって変化するため、ここでは、
その半径を設計者などが任意（例えばこれまでの経験値
など）に設定するものとする。

【００６８】続いて、新たに設定したホットポイント１
３に対して、図８に示すように、前記ステップＳ５３と
同様に、新たにディスタンスブロック１６を配置する
（Ｓ５５）。このディスタンスブロック１６によってク
リアランスが安定する効果範囲１７により、新たに設定
したホットポイント１３を消去することができる。

【００６９】そして、ダイフェース上のポンチプロファ
イルライン５の外側に配置するディスタンスブロック６
および１６によって消去できるホットポイント３および
１３がなくなるまで、前記ステップＳ５４〜Ｓ５５を繰
り返し実行して、ディスタンスブロック１６を配置する
（Ｓ５６）。

【００７０】続いて、ディスタンスブロック６および１
６の配置が終了したなら、図９に示すように、圧型リブ
必要線９および必要点１０を入力する（Ｓ５７）。これ
には、まず、ディスタンスブロックおよびネストピンな
どのレイアウト要件から圧型外形線８を設定し、成形荷
重などの要件から圧型リブ必要線（必ずリブを設けなく
てはならない設計線）９を定義し、さらに、先にレイア
ウトしたディスタンスブロック６および１６の配置個所
にも流入方向に、圧型外形線からポンチプロファイルラ
インまで、圧型リブ必要線９を設定する。

【００７１】また、ポンチプロファイルライン５内のホ
ットポイント３（ステップＳ５４〜Ｓ５６においてディ
スタンスブロック６の配置により消去できないホットポ
イント３）のうち、リブ必要線９が通らないホットポイ
ントを圧型リブ必要点１０と定義し、必ずリブが通らな
くてはならない設計線とする。これにより、ポンチプロ
ファイルライン５内のホットポイント３に起因する型変
形を抑制し、圧型の熱容量の増大を図る。

【００７２】続いて、リブ必要点１０を再評価し、リブ
必要点１０近傍には、圧型リブ必要線１９を設け、これ
により、この部分での型変形などが抑制されるものとし
て、リブ必要点１０を評価対象から外す（Ｓ５８）。結
果として、図１０に示すように、圧型リブ必要箇所を線
分のみで表現する。

【００７３】続いて、図１１に示すように、圧型リブ必
要線を単に線分として設定した段階において、ところど
ころ他のリブと接続されていないような部分を、それぞ
れ他のリブと交差するまで追加延長して（Ｓ５９）、す
べての圧型リブ必要線９および１９を接続し（Ｓ６
０）、さらに、圧型リブ必要線９および１９が設計基準
以上に離れている個所に新たに圧型補強リブ１１を追加
する（Ｓ６１）。

【００７４】このようにして出来上がったディスタンス
ブロックおよびリブ必要線のレイアウト図面データを圧
型設計ＣＡＤなどへ出力して（Ｓ６２）、処理を終了す
る。

【００７５】以上のように、本実施の形態では、有限要
素法によるシミュレーションにより、プレス成形時の温
度変化を求め、その結果に基づいてディスタンスブロッ
クおよびリブを配置することで、ディスタンスブロック
およびリブにより、圧型の表面積および熱容量の増大を
図り、発熱点から熱を効果的に逃がし、また、リブによ
り圧型の強度を増大させて、熱による型変形を抑制する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した実施の形態におけるシミュ
レーションの処理手順を示すフローチャートである。

【図２】図１に続くシミュレーションの処理手順を示
すフローチャートである。

【図３】本発明を適用した実施の形態におけるディス
タンスブロックの配置方法の手順を示すフローチャート
である。

【図４】前記シミュレーションの結果である温度分布
図とブランク材の初期外形を示す図面である。

【図５】前記シミュレーションの結果である温度分布
図、ブランク材の初期外形、およびホットポイントを示
す図面である。

【図６】前記シミュレーションの結果である温度分布
図、ブランク材の初期外形、ホットポイント、およびデ
ィスタンスブロックの配置を示す図面である。

【図７】前記ディスタンスブロックの効果範囲を示す
図面である。

【図８】前記ディスタンスブロックの効果範囲から外
れたホットポイントの設定を示す図面である。

【図９】前記ディスタンスブロックの効果範囲から外
れたホットポイントに新たに配置されたディスタンスブ
ロックを示す図面である。

【図１０】前記ディスタンスブロックと圧型リブの配
置を示す図面である。

【図１１】最終的に出力されるディスタンスブロック
と圧型リブの配置を示す図面である。

【符号の説明】

１温度分布図２ブランク材初期外形線３、１３ホットポイント４流入線５ポンチプロファイルライン６、１６ディスタンスブロック７ディスタンスブロックの効果範囲８圧型外形線９、１９圧型リブ必要線１０圧型リブ必要点１１圧型補強リブ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】コンピュータを用いた有限要素法に基づ
くプレス成形シミュレーション方法において、前記有限要素法の各要素節点における温度変化を求める
ことを特徴とするプレス成形シミュレーション方法。
【請求項２】前記各要素節点における温度変化は、ブ
ランク材とプレス圧型の間の摺動熱、およびブランク材
の塑性変形に起因する材料変形熱を算出することにより
求めることを特徴とする請求項１に記載のプレス成形シ
ミュレーション方法。
【請求項３】前記摺動熱は、ブランク材とプレス圧型
の接触部分における面圧、摩擦係数、および単位時間あ
たりの摺動距離から算出することを特徴とする請求項２
に記載のプレス成形シミュレーション方法。
【請求項４】前記摺動熱の算出時には、ブランク材と
プレス圧型との接触部分における熱伝導による熱の移動
を算出することを特徴とする請求項２または３に記載の
プレス成形シミュレーション方法。
【請求項５】前記材料変形熱は、相当塑性仕事と比例
した量として近似することを特徴とする請求項２に記載
のプレス成形シミュレーション方法。
【請求項６】前記摺動熱および材料変形熱の算出時に
は、ブランク材からの大気放熱量を算出することを特徴
とする請求項２〜６のいずれか１つに記載のプレス成形
シミュレーション方法。
【請求項７】前記請求項１〜６のいずれか１つに記載
のプレス成形シミュレーション方法を用いて求められた
各要素節点の温度変化に基づき、所定温度以上となって
いる高温領域部分を抽出し、該高温領域部分からブラン
ク材が圧型内に入り込む方向線上で、ポンチプロファイ
ルラインの外側にディスタンスブロックを配置すること
を特徴とするディスタンスブロックの配置方法。
【請求項８】前記ポンチプロファイルラインの外側に
配置したディスタンスブロックによって熱を逃がすこと
のできない前記ポンチプロファイルラインの内側にある
前記高温領域部分には、その近傍に圧型リブを設けるこ
とを特徴とする請求項７に記載のディスタンスブロック
の配置方法。