JP2007304005A - Device, method, computer program for predicting rupture of spot welding part, and computer-readable recording medium - Google Patents

Device, method, computer program for predicting rupture of spot welding part, and computer-readable recording medium Download PDF

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  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To predict rupture of, for example, a spot weld zone of an automobile member, in finite element method analysis by a computer. <P>SOLUTION: A plate thickness, a nugget diameter of the spot welding, material strength of a parent material part, a part or the whole of rupture elongation, and either or both of a welding interval of a joint and a joint length orthogonal to the welding interval are input into a computer, based on a cross type tension test and/or a shearing type tension test, in a spot welding joint. The computer calculates a rupture strain parameter of the spot welding part in the cross type tension and/or the shearing type tension from input data, stores the rupture strain parameter of each steel kind in a parameter storage means, and introduces the rupture strain parameter stored in the parameter storage means into a rupture prediction formula acquired by modeling deformation in the periphery of the spot welding by a finite element method to determine the rupture of the spot welding part. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えば自動車用の構造部材のスポット溶接において、衝突変形時にスポット溶接部が破断するのを予測するためのスポット溶接部の破壊予測装置、方法、コンピュータプログラム、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。   The present invention relates to a spot welded portion failure prediction apparatus, method, computer program, and computer-readable recording medium for predicting breakage of a spot welded portion at the time of collision deformation in spot welding of a structural member for an automobile, for example. About.

近年、自動車業界では、衝突時の乗員への傷害を低減しうる車体構造の開発が急務の課題となっている。そのような衝突安全性に優れた車体構造は、衝突時の衝撃エネルギーを客室部以外の構造部材で吸収させ、客室部の変形を最小限とし生存空間を確保することにより実現できる。すなわち、構造部材により衝撃エネルギーを吸収させることが重要である。   In recent years, in the automobile industry, the development of a vehicle body structure that can reduce injury to passengers during a collision has become an urgent issue. Such a vehicle body structure excellent in collision safety can be realized by absorbing the impact energy at the time of collision by a structural member other than the passenger compartment to ensure the living space by minimizing the deformation of the passenger compartment. That is, it is important to absorb impact energy by the structural member.

自動車のフルラップ衝突やオフセット衝突での衝撃エネルギーを吸収させる主要な構造部材はフロントサイドメンバーである。フロントサイドメンバーは、プレス成形等で部材成形後、スポット溶接により部材を閉断面化している。通常、このフロントサイドメンバーを座屈させることで、衝撃エネルギーを吸収させるようにしている。衝撃エネルギーの吸収を向上させるためには、座屈形態を安定化させ、途中で折れ曲りや破断をさせないことが重要である。   The main structural member that absorbs impact energy in automobile full-wrap collision and offset collision is the front side member. The front side member has a closed cross-section by spot welding after forming the member by press molding or the like. Normally, the impact energy is absorbed by buckling the front side member. In order to improve the absorption of impact energy, it is important to stabilize the buckling form and not to bend or break along the way.

上記部材のスポット溶接に関して、座屈を安定化させるためには、スポット溶接間隔やナゲット径や溶接条件を最適化しないと、座屈時に溶接点からの破断が起きてしまい、安定した座屈形態にならず衝撃エネルギーの吸収が低下するという問題がある。   For spot welding of the above members, in order to stabilize buckling, if the spot welding interval, nugget diameter and welding conditions are not optimized, fracture from the weld point will occur at the time of buckling, and stable buckling mode There is a problem that the absorption of impact energy is not reduced.

従来からこの種の問題を解決するため、非特許文献1等にあるように、スポット溶接間隔を変更して部材を試作し、座屈試験を実施して、溶接点で破断せず安定に座屈する条件を調べていた。   Conventionally, in order to solve this kind of problem, as described in Non-Patent Document 1, etc., a member is made by changing the spot welding interval, a buckling test is performed, and a stable seating is performed without breaking at the welding point. I was investigating the conditions to bend.

しかしながら、この方法では自動車ごと、また部材ごとに試作し、試験を実施するという試行錯誤が必要となり、製作コストがかかるとともに、設計にも時間を要するという問題を抱えていた。   However, this method has a problem that trial and error such as trial manufacture and test for each automobile and each member is necessary, which requires manufacturing costs and takes time for designing.

また、特許文献1には、フロアパネルでの荷重のかかるところの溶接部の剥離防止構造が提案されているが、フロアパネルについてのみの構造であり、すべての衝撃吸収部材で溶接点の剥離を防ぎ安定座屈により衝撃エネルギーを吸収するスポット溶接法には試作による試行錯誤になっていた。   Further, Patent Document 1 proposes a structure for preventing the peeling of a welded portion where a load is applied to the floor panel, but it is a structure only for the floor panel, and the welding point is peeled off by all impact absorbing members. The spot welding method that absorbs impact energy by preventing stable buckling has been trial and error by trial production.

さらに、特許文献2では、スポット溶接間隔の最適化が提案されているが、個々のスポット溶接強度については、単純な指標でしかなく、破断そのものの正確な予測になっていないため、精度の良いスポット溶接部破断の予測に基づいた設計ができないという問題があった。   Further, Patent Document 2 proposes optimization of the spot welding interval, but the individual spot welding strength is only a simple index and is not an accurate prediction of the fracture itself, so it has high accuracy. There was a problem that design based on the prediction of spot weld fracture could not be performed.

スポット溶接部の強度の指標は、非特許文献2、3に規定される、せん断引張試験及び十字形引張試験が代表的である。この他にも多様な荷重状態を想定した多様な試験形態での報告例はあるが、一般には、JISで規定された2種の試験により、せん断引張試験値を溶接部のせん断強度として、また、十字形引張試験値を溶接部の剥離強度として扱っている。   Typical strength indicators for spot welds are the shear tensile test and the cross-shaped tensile test defined in Non-Patent Documents 2 and 3. There are other examples of reports in various test forms that assume various load conditions. Generally, the two types of tests specified by JIS are used to determine the shear tensile test value as the shear strength of the welded part. The cross-shaped tensile test value is treated as the peel strength of the weld.

しかしながら、試験により得られたスポット溶接のせん断強度及び剥離強度が、幅等の構造影響を受けることから、実部材では、試験値を様様な観点から補正して推定せざるを得ない。近年では計算機の機能が飛躍的に進歩し、計算機上で自動車の衝突のシミュレーションによる最適設計を行うシステムも存在するが、その推定精度が十分とは言えない。   However, since the shear strength and peel strength of spot welding obtained by the test are affected by the structure such as the width, the actual member must be corrected and estimated from various viewpoints. In recent years, the functions of computers have dramatically improved, and there are systems that perform optimal design by simulation of automobile collisions on computers, but the estimation accuracy is not sufficient.

また、本発明者が開示した特許文献3では、幅等の構造影響を考慮したスポット溶接の破断強度を予測する方法を提案しているが、実際のスポット溶接部の破断は延性破壊になることが多く、その支配因子となる破壊ひずみでの予測でないため、予測精度に限界があった。   In addition, Patent Document 3 disclosed by the present inventor proposes a method for predicting the fracture strength of spot welding in consideration of structural effects such as width, but the actual fracture of a spot weld will be ductile fracture. However, the prediction accuracy was limited because it was not predicted with the fracture strain that was the dominant factor.

解説論文No.9705JSAE SYMPOSIUM「新しい車体構造成形技術」Explanation paper No. 9705JSAE SYMPOSIUM “New Body Structure Molding Technology” JIS Z3136JIS Z3136 JIS Z3137JIS Z3137 特開平6−182561号公報JP-A-6-182561 特開2002−31627号公報JP 2002-31627 A 特開2005−326401号公報JP 2005-326401 A

本発明は上記のような点に鑑みてなされたものであり、部材の試作や衝突試験によらず、コンピュータ上での有限要素法解析により、衝撃変形時にスポット溶接部の破断の予測を、有限要素法解析中に組込んだ予測モデルにより判定して、部材の衝撃時の溶接部破断を防ぎ、変形座屈モードの適正化を図り、衝撃エネルギーの吸収を向上させることを目的とするものである。   The present invention has been made in view of the above points, and the prediction of fracture of a spot welded part at the time of impact deformation is limited by finite element method analysis on a computer, not by trial production of a member or a collision test. Judging by the prediction model incorporated during the element method analysis, the purpose is to prevent weld fracture during impact of the member, optimize the deformation buckling mode, and improve the absorption of impact energy. is there.

本発明によるスポット溶接部の破壊予測装置は、スポット溶接継ぎ手において、十字型引張試験及び/又はせん断型引張試験に基づいて、板厚、スポット溶接のナゲット径、母材部分の材料強度、及び破断伸びの一部又は全てと、継ぎ手の溶接間隔、及び前記溶接間隔と直交する継ぎ手長さのうちいずれか又は両方を入力する入力手段と、前記板厚、スポット溶接のナゲット径、母材部分の材料強度、及び破断伸びの一部又は全てと、継ぎ手の溶接間隔、前記溶接間隔と直交する継ぎ手長さのうちいずれか又は両方とから、十字型引張及び/又はせん断型引張でのスポット溶接部の破壊ひずみパラメータを算出する演算手段と、前記鋼種毎の破壊ひずみパラメータを記憶するパラメータ記憶手段と、前記パラメータ記憶手段に記憶した破壊ひずみパラメータを、有限要素法によりスポット溶接周りの変形をモデル化した破壊予測式に導入して、スポット溶接部破壊を判定する演算手段とを有する点に特徴を有する。
本発明による他のスポット溶接部の破壊予測装置は、スポット溶接継ぎ手において、十字型引張試験及び/又はせん断型引張試験に基づいて、板厚、スポット溶接のナゲット径、母材部分の材料強度、及び破断伸びの一部又は全てと、継ぎ手の溶接間隔、及び前記溶接間隔と直交する継ぎ手長さのうちいずれか又は両方を入力する入力手段と、前記板厚、スポット溶接のナゲット径、母材部分の材料強度、及び破断伸びの一部又は全てと、継ぎ手の溶接間隔、及び前記溶接間隔と直交する継ぎ手長さのうちいずれか又は両方とから、十字型引張及び/又はせん断型引張でのスポット溶接部の破壊ひずみパラメータを算出する演算手段と、前記鋼種毎の破壊ひずみパラメータを記憶するパラメータ記憶手段と、前記パラメータ記憶手段に記憶した破壊ひずみパラメータを、有限要素法によりスポット溶接周りの変形をモデル化した破断限界線に導入して、スポット溶接部破壊を判定する演算手段とを有する点に特徴を有する。
本発明によるスポット溶接部の破壊予測装置は、スポット溶接継ぎ手において、十字型引張試験及び/又はせん断型引張試験に基づく、板厚、スポット溶接のナゲット径、母材部分の材料強度、及び破断伸びの一部又は全てと、継ぎ手の溶接間隔、及び前記溶接間隔と直交する継ぎ手長さのうちいずれか又は両方とから、十字型引張及び/又はせん断型引張でのスポット溶接部の破壊ひずみパラメータを算出する工程と、前記鋼種毎の破壊ひずみパラメータをパラメータ記憶手段に記憶する工程と、前記パラメータ記憶手段に記憶した破壊ひずみパラメータを、有限要素法によりスポット溶接周りの変形をモデル化した破壊予測式に導入して、スポット溶接部破壊を判定する工程とを有する点に特徴を有する。
本発明による他のスポット溶接部の破壊予測方法は、スポット溶接継ぎ手において、十字型引張試験及び/又はせん断型引張試験に基づく、板厚、スポット溶接のナゲット径、母材部分の材料強度、及び破断伸びの一部又は全てと、継ぎ手の溶接間隔、及び前記溶接間隔と直交する継ぎ手長さのうちいずれか又は両方とから、十字型引張及び/又はせん断型引張でのスポット溶接部の破壊ひずみパラメータを算出する工程と、前記鋼種毎の破壊ひずみパラメータをパラメータ記憶手段に記憶する工程と、前記パラメータ記憶手段に記憶した破壊ひずみパラメータを、有限要素法によりスポット溶接周りの変形をモデル化した破断限界線に導入して、スポット溶接部破壊を判定する工程とを有する点に特徴を有する。
本発明によるコンピュータプログラムは、スポット溶接継ぎ手において、十字型引張試験及び/又はせん断型引張試験に基づく、板厚、スポット溶接のナゲット径、母材部分の材料強度、及び破断伸びの一部又は全てと、継ぎ手の溶接間隔、及び前記溶接間隔と直交する継ぎ手長さのうちいずれか又は両方とから、十字型引張及び/又はせん断型引張でのスポット溶接部の破壊ひずみパラメータを算出する処理と、前記鋼種毎の破壊ひずみパラメータをパラメータ記憶手段に記憶する処理と、前記パラメータ記憶手段に記憶した破壊ひずみパラメータを、有限要素法によりスポット溶接周りの変形をモデル化した破壊予測式に導入して、スポット溶接部破壊を判定する処理とをコンピュータに実行させる点に特徴を有する。
本発明による他のコンピュータプログラムは、スポット溶接継ぎ手において、十字型引張試験及び/又はせん断型引張試験に基づく、板厚、スポット溶接のナゲット径、母材部分の材料強度、及び破断伸びの一部又は全てと、継ぎ手の溶接間隔、及び前記溶接間隔と直交する継ぎ手長さのうちいずれか又は両方とから、十字型引張及び/又はせん断型引張でのスポット溶接部の破壊ひずみパラメータを算出する処理と、前記鋼種毎の破壊ひずみパラメータをパラメータ記憶手段に記憶する処理と、前記パラメータ記憶手段に記憶した破壊ひずみパラメータを、有限要素法によりスポット溶接周りの変形をモデル化した破断限界線に導入して、スポット溶接部破壊を判定する処理とをコンピュータに実行させる点に特徴を有する。
本発明によるコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、本発明によるコンピュータプログラムを記録した点に特徴を有する。
The spot welded portion failure prediction apparatus according to the present invention is based on a cross-type tensile test and / or a shear-type tensile test in a spot welded joint, based on a plate thickness, a spot weld nugget diameter, a base material strength, and a fracture. Input means for inputting one or both of part or all of the elongation, the welding interval of the joint, and the joint length orthogonal to the welding interval, the plate thickness, the nugget diameter of spot welding, the base material portion Spot welds in cross-type tension and / or shear-type tension from part or all of the material strength and elongation at break and any or both of the weld interval between the joints and the joint length orthogonal to the weld interval. Computing means for calculating the fracture strain parameter of the steel, parameter storage means for storing the fracture strain parameter for each steel type, and the fracture strain stored in the parameter storage means. Only parameters, introduced in a fracture prediction formula that models the deformation around the spot welding by the finite element method, characterized in that it has a determining operation means the spot weld failure.
Another spot weld failure prediction apparatus according to the present invention is based on a cross-type tensile test and / or a shear-type tensile test in a spot weld joint, based on a plate thickness, a spot weld nugget diameter, a base material portion material strength, And input means for inputting one or both of a part or all of the breaking elongation, the welding interval of the joint, and the joint length orthogonal to the welding interval, the plate thickness, the nugget diameter of spot welding, the base material From part or all of the material strength of the part and the elongation at break and either or both of the joint weld interval and the joint length orthogonal to the weld interval, in cross-type tension and / or shear-type tension Calculation means for calculating the fracture strain parameter of the spot weld, parameter storage means for storing the fracture strain parameter for each steel type, and storage in the parameter storage means The fracture strain parameters, introduced in a deformed modeled fracture limit line around spot welding by the finite element method, characterized in that it has a determining operation means the spot weld failure.
The spot weld failure prediction apparatus according to the present invention is a spot weld joint, based on a cross-type tensile test and / or a shear-type tensile test, based on a plate thickness, a spot weld nugget diameter, a base material material strength, and an elongation at break. The fracture strain parameter of a spot weld in cross-type tension and / or shear-type tension is calculated from a part or all of the above, and the weld interval of the joint and the joint length orthogonal to the weld interval or both. A step of calculating, a step of storing the fracture strain parameter for each steel type in the parameter storage means, and a fracture prediction parameter obtained by modeling the deformation around the spot welding by the finite element method using the fracture strain parameter stored in the parameter storage means And having a step of determining spot weld fracture.
Another spot weld failure prediction method according to the present invention includes a plate weld, a spot weld nugget diameter, a base material material strength, and a spot weld joint based on a cross-type tensile test and / or a shear-type tensile test. Fracture strain of spot weld in cross-type tension and / or shear-type tension from part or all of elongation at break, joint weld interval, and / or joint length orthogonal to the weld interval A step of calculating a parameter, a step of storing a fracture strain parameter for each steel type in a parameter storage unit, and a fracture strain parameter stored in the parameter storage unit, wherein the deformation around a spot weld is modeled by a finite element method. It is characterized in that it has a step of introducing a limit line and determining spot weld fracture.
The computer program according to the present invention is a spot welding joint, based on a cross-type tensile test and / or a shear-type tensile test, based on the plate thickness, spot weld nugget diameter, material strength of the base material part, and part or all of the elongation at break. A process of calculating a fracture strain parameter of a spot weld in cross-type tension and / or shear-type tension from either or both of the weld interval of the joint and the joint length orthogonal to the weld interval; The process of storing the fracture strain parameter for each steel type in the parameter storage means, and the fracture strain parameter stored in the parameter storage means are introduced into a fracture prediction formula that models deformation around spot welding by the finite element method, The present invention is characterized in that a computer executes a process of determining spot welded portion destruction.
Another computer program according to the present invention is based on a cross weld tensile test and / or a shear tensile test in a spot welded joint, the plate thickness, the spot weld nugget diameter, the material strength of the base metal part, and a part of the elongation at break. Alternatively, a process of calculating a fracture strain parameter of a spot welded portion in cross-type tension and / or shear-type tension from all or any one or both of the weld interval of the joint and the joint length orthogonal to the weld interval. And the process of storing the fracture strain parameters for each steel type in the parameter storage means, and the fracture strain parameters stored in the parameter storage means are introduced into the fracture limit line modeling the deformation around spot welding by the finite element method. Thus, the present invention is characterized in that a computer executes a process of determining spot welded portion destruction.
The computer-readable recording medium according to the present invention is characterized in that the computer program according to the present invention is recorded.

本発明によれば、コンピュータ上の有限要素法解析において、例えば自動車部材のスポット溶接をモデル化した部分での破断予測を正確に行うことができるので、実際の自動車の部材での衝突試験時のスポット溶接部破断の検証を省略することが可能となる、又は、検証試験の回数を大幅に削減することが可能となる。また、自動車の部材のスポット溶接条件を変えた試作や衝突試験の大規模な実験によるスポット溶接破断を防ぐ部材設計を、コンピュータ上の衝突解析によるスポット溶接部破断を防ぐ設計に置き換えることができるので、大幅なコスト削減、設計開発期間の短縮化に寄与することが可能となる。   According to the present invention, in a finite element method analysis on a computer, for example, it is possible to accurately perform a fracture prediction at a portion where spot welding of an automobile member is modeled. Therefore, at the time of a collision test with an actual automobile member, Verification of spot welded portion fracture can be omitted, or the number of verification tests can be greatly reduced. In addition, it is possible to replace the design of a member that prevents spot welding fractures in large-scale experiments such as trial productions and collision tests with different spot welding conditions for automobile parts with a design that prevents spot welding fractures by computer crash analysis. It is possible to contribute to significant cost reduction and shortening of the design and development period.

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。
図1は、せん断型引張試験の概要を示す。試験片は、図1に示すように試験片幅4の母材2である2枚の鋼板を重ねて、スポット溶接し、ナゲット1を形成する。この試験片を引張方向(矢印3)で示す方向に試験片が破断するまで引張試験を行う。
Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 shows an outline of a shear type tensile test. As shown in FIG. 1, the test piece is formed by stacking two steel plates that are the base material 2 having a test piece width of 4 and spot-welding to form a nugget 1. The tensile test is performed until the test piece breaks in the direction indicated by the tensile direction (arrow 3).

このとき、引張方向3における試験片の変位と荷重を測定する。ナゲット1の周りで破断が発生し、このときにひずみが最大となり、これを破壊ひずみパラメータEf(−)とする。この破壊ひずみパラメータは、(1)式の様に定義する。ここで、ELは基準ひずみ、Aは形状因子であり、以下で説明する。
Ef=EL・A・・・(1)
At this time, the displacement and load of the test piece in the tensile direction 3 are measured. A fracture occurs around the nugget 1, and at this time, the strain becomes maximum, and this is taken as a fracture strain parameter Ef (−). This fracture strain parameter is defined as in equation (1). Here, EL is a reference strain, and A is a form factor, which will be described below.
Ef = EL · A (1)

破断の起点となるナゲット1の周りにおいて、最大ひずみが破壊ひずみパラメータEf(−)に達したと仮定すれば、ナゲット1の端部と母材2における限界ひずみ変化の形状因子Aを、試験片幅W(mm)とナゲット直径d(mm)から、(2)式のように定義する。
A=(W/(a・d−b))c・・・(2)
Assuming that the maximum strain has reached the fracture strain parameter Ef (−) around the nugget 1 that is the starting point of the fracture, the shape factor A of the limit strain change at the end of the nugget 1 and the base material 2 is expressed as follows: From the width W (mm) and the nugget diameter d (mm), it is defined as in equation (2).
A = (W / (a · d−b)) c (2)

スポット溶接打点が1点になる試験片では、継ぎ手の溶接間隔や溶接間隔に直交する継ぎ手長さは、図1に示す試験片幅Wとなる。スポット溶接打点が複数存在するときは、継ぎ手の溶接間隔とは、例えば図2に示す部材においては、隣接するスポット溶接の間隔6となり、溶接間隔に直交する継ぎ手長さとは、スポット溶接の間隔と直交し、溶接する板同士が重なっている部材の長さ5となる。   In a test piece with one spot welding spot, the weld interval of the joint and the joint length orthogonal to the weld interval are the test piece width W shown in FIG. When there are a plurality of spot welding hit points, the welding interval of the joint is, for example, the adjacent spot welding interval 6 in the member shown in FIG. 2, and the joint length orthogonal to the welding interval is the interval of the spot welding. It becomes the length 5 of the member which is orthogonal and overlaps the plates to be welded.

また、このときの基準ひずみELを、材料の引張り強さTS(MPa)と板厚t(mm)と材料の引張り試験での全伸びTEL(−)から、(3)式の様に定義する。
EL=k・TEL・(t/e)f・(g/TS)h・・・(3)
Further, the reference strain EL at this time is defined as shown in Equation (3) from the tensile strength TS (MPa) of the material, the plate thickness t (mm), and the total elongation TEL (-) in the tensile test of the material. .
EL = k · TEL · (t / e) f · (g / TS) h (3)

ここで、a,b,c,e,f,g,h,kは、様々な引張り強さTSや全伸びTELの材料で、様々な試験片幅W、板厚t、ナゲットの直径dで、破壊ひずみパラメータEfを測定し、整理すると一つの曲線になることから、曲線の関係を(2)式及び(3)式でフィッティングするためのパラメータである。これらのパラメータは、a=0.01〜100、b=0.0001〜1000、c=0.0001〜10、k=0.001〜100、e=0.01〜100、f=0.0001〜10、g=1〜5000、h=0.0001〜10とすることが好ましい。但し、曲線をフィッティングする式は、必ずしも(2)式及び(3)式の形でなくても良く、曲線関係をフィッティングできる式であれば良い。また、(2)式及び(3)式を用いなくても、曲線のグラフから直接、形状因子Aと基準ひずみELを読み取っても良い。   Here, a, b, c, e, f, g, h, and k are materials of various tensile strengths TS and total elongation TEL, and various specimen widths W, plate thicknesses t, and nugget diameters d. When the fracture strain parameter Ef is measured and arranged, it becomes a single curve, and is a parameter for fitting the relationship of the curves with the equations (2) and (3). These parameters are: a = 0.01-100, b = 0.0001-1000, c = 0.0001-10, k = 0.001-100, e = 0.01-100, f = 0.0001 -10, g = 1 to 5000, and h = 0.0001 to 10. However, the equation for fitting the curve does not necessarily have the form of the equations (2) and (3), and may be any equation that can fit the curve relationship. Further, the shape factor A and the reference strain EL may be read directly from the curve graph without using the equations (2) and (3).

これから、任意の引張り強さTS、全伸びTEL、板厚t、幅W、ナゲット径dでの破壊ひずみパラメータEfは、(1)式を破壊予測式(破断予測式)として予測できる。また、上記の曲線のグラフから直接、任意の引張り強さTS、全伸びTEL、板厚t、幅W、ナゲット径dでの破壊ひずみパラメータEfを読み取っても良い。   From this, the fracture strain parameter Ef at an arbitrary tensile strength TS, total elongation TEL, sheet thickness t, width W, and nugget diameter d can be predicted from the formula (1) as a fracture prediction formula (fracture prediction formula). Further, the fracture strain parameter Ef at an arbitrary tensile strength TS, total elongation TEL, plate thickness t, width W, nugget diameter d may be read directly from the graph of the above curve.

次に、スポット溶接で結合した任意の形状の部材を、コンピュータ上で有限要素法を用いてモデル化する。スポット溶接をモデル化した、部材同士をつなぐ要素の、相当塑性ひずみεpを有限要素法で再現した衝突解析の変形中に逐次、コンピュータに算出させる。この相当塑性ひずみεpの算出手段は、汎用の解析コードに依存するが、例えばESI社製PAM-CRASH v2002 user's manualを参照する。コンピュータ上で破断判定は、(4)式が成立したときとする。
εp≧Ef・・・(4)
Next, members having arbitrary shapes joined by spot welding are modeled on a computer using a finite element method. The computer sequentially calculates the deformation of the collision analysis in which the equivalent plastic strain εp of the element connecting the members, which modeled the spot welding, is reproduced by the finite element method. The means for calculating the equivalent plastic strain εp depends on a general-purpose analysis code. For example, refer to PAM-CRASH v2002 user's manual manufactured by ESI. The break determination on the computer is made when the equation (4) is established.
εp ≧ Ef (4)

このようにすることにより、スポット溶接の破断判定を、実際に部材を作成して衝突試験により検証することなく、コンピュータ上で正確に予測することができる。この方法を用いることで、コンピュータ上で、部材形状や、材料、板厚、ナゲット径、溶接位置を変えることでスポット溶接が破断しない条件を調べることができ、最適な部材を設計することができる。   By doing so, it is possible to accurately predict spot welding fracture determination on a computer without actually creating a member and verifying it by a collision test. By using this method, the conditions under which spot welding does not break can be examined by changing the member shape, material, plate thickness, nugget diameter, and welding position on a computer, and an optimal member can be designed. .

この方法は、鉄鋼材料だけでなく、あらゆる材料に適用することができる。また、スポット溶接だけなく、レーザー溶接、アーク溶接、シーム溶接、マッシュシーム溶接等のあらゆる溶接、さらには、TOX接合、リベット接合等のあらゆる機械接合、摩擦接合や拡散接合、摩擦拡散接合、接着剤による接合すべてに応用することができる。さらにまた、コンピュータ上での計算方法は、有限要素法に限らず、境界要素法、差分法、メッシュレス法や、初等解析やあらゆる計算方法に適用でき、材料力学やコンピュータによらない計算方法に適用しても良い。   This method can be applied to any material, not just steel materials. In addition to spot welding, all welding such as laser welding, arc welding, seam welding, mash seam welding, etc., and all mechanical bonding such as TOX bonding, rivet bonding, friction bonding, diffusion bonding, friction diffusion bonding, adhesives It can be applied to all joints. Furthermore, the calculation method on the computer is not limited to the finite element method, but can be applied to the boundary element method, the difference method, the meshless method, the primary analysis, and any calculation method. It may be applied.

実験による破壊ひずみパラメータEfの算出方法も、上記のせん断型引張試験に限らず、あらゆる試験片形状、荷重負荷方法で、算出することができる。   The calculation method of the fracture strain parameter Ef by experiment is not limited to the above-described shear type tensile test, and can be calculated by any test piece shape and load application method.

上記の破断判定の予測は、自動車全体、部材の衝突解析だけでなく、自動車以外の部品にも適用でき、衝突以外の準静的な変形での解析にも適用できることは言うまでもない。   Needless to say, the above-described prediction of fracture determination can be applied not only to the collision analysis of the entire automobile and members, but also to parts other than automobiles, and can also be applied to analysis using quasi-static deformation other than collision.

図3は、スポット溶接部の破壊予測装置を構成可能なコンピュータシステムの一例を示すブロック図である。同図において、1200はコンピュータPCである。PC1200は、CPU1201を備え、ROM1202又はハードディスク(HD)1211に記憶された、或いはフレキシブルディスクドライブ(FD)1212により供給されるデバイス制御ソフトウェアを実行し、システムバス1204に接続される各デバイスを総括的に制御する。前記PC1200のCPU1201、ROM1202又はハードディスク(HD)1211に記憶されたプログラムにより、本実施形態の各機能手段が構成される。   FIG. 3 is a block diagram showing an example of a computer system that can constitute a spot welded portion failure prediction apparatus. In the figure, reference numeral 1200 denotes a computer PC. The PC 1200 includes a CPU 1201, executes device control software stored in a ROM 1202 or a hard disk (HD) 1211, or supplied by a flexible disk drive (FD) 1212, and collects all devices connected to the system bus 1204. To control. Each function unit of the present embodiment is configured by a program stored in the CPU 1201, ROM 1202, or hard disk (HD) 1211 of the PC 1200.

1203はRAMで、CPU1201の主メモリ、ワークエリア等として機能する。1205はキーボードコントローラ(KBC)であり、キーボード(KB)1209から入力される信号をシステム本体内に入力する制御を行う。1206は表示コントローラ(CRTC)であり、表示装置(CRT)1210上の表示制御を行う。1207はディスクコントローラ(DKC)で、ブートプログラム(起動プログラム:パソコンのハードやソフトの実行(動作)を開始するプログラム)、複数のアプリケーション、編集ファイル、ユーザファイルそしてネットワーク管理プログラム等を記憶するハードディスク(HD)1211、及びフレキシブルディスク(FD)1212とのアクセスを制御する。   A RAM 1203 functions as a main memory, work area, and the like for the CPU 1201. Reference numeral 1205 denotes a keyboard controller (KBC), which controls to input a signal input from the keyboard (KB) 1209 into the system main body. Reference numeral 1206 denotes a display controller (CRTC) which performs display control on the display device (CRT) 1210. A disk controller (DKC) 1207 is a hard disk (boot program (start program: a program that starts execution (operation) of personal computer hardware and software)), a plurality of applications, editing files, user files, a network management program, and the like. HD) 1211 and flexible disk (FD) 1212 are controlled.

1208はネットワークインターフェースカード(NIC)で、LAN1220を介して、ネットワークプリンタ、他のネットワーク機器、或いは他のPCと双方向のデータのやり取りを行う。   Reference numeral 1208 denotes a network interface card (NIC) that exchanges data bidirectionally with a network printer, another network device, or another PC via the LAN 1220.

上述した実施形態の機能は、コンピュータがコンピュータプログラムを実行することによっても実現される。また、コンピュータプログラムをコンピュータに供給するための手段、例えばかかるプログラムを記録したCD−ROM等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体又はかかるプログラムを伝送するインターネット等の伝送媒体も本発明の実施形態として適用することができる。また、前記のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体等のコンピュータプログラムプロダクトも本発明の実施形態として適用することができる。前記のコンピュータプログラム、記録媒体、伝送媒体及びコンピュータプログラムプロダクトは、本発明の範疇に含まれる。記録媒体としては、例えばフレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、磁気テープ、不揮発性メモリ、ROM等を用いることができる。   The functions of the above-described embodiments can also be realized by a computer executing a computer program. Further, means for supplying a computer program to a computer, for example, a computer-readable recording medium such as a CD-ROM in which such a program is recorded, or a transmission medium such as the Internet for transmitting such a program is also applied as an embodiment of the present invention. be able to. A computer program product such as a computer-readable recording medium in which the program is recorded can also be applied as an embodiment of the present invention. The computer program, recording medium, transmission medium, and computer program product are included in the scope of the present invention. As the recording medium, for example, a flexible disk, a hard disk, an optical disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a magnetic tape, a nonvolatile memory, a ROM, or the like can be used.

(実施例1)
上記の破断予測モデルを使い、汎用衝突解析FEMコードにサブルーチンプログラムとして、部材の衝突変形の解析中にスポット溶接部の破断を自動判定するシステムを構築した。使用したコードはESI社製PAM-CRASH v2002であり、シェル要素でモデル化した部材について、Multi-PLINKを用いてスポット溶接部をモデル化している。
Example 1
Using the above fracture prediction model, a system for automatically judging fracture of spot welds during analysis of collision deformation of members was constructed as a subroutine program in the general-purpose collision analysis FEM code. The code used is PAM-CRASH v2002 manufactured by ESI, and the spot welded part is modeled using Multi-PLINK for the members modeled with shell elements.

破断予測モデルの精度検証には、せん断型引張試験、十字型引張試験そのものをモデル化した解析と実験の比較が、厳密な比較が可能となるので、最も良い。そこで、590MPa級の厚さt=1.8mmの鋼板で、JIS規格 3136、3137に準じたせん断型引張試験片及び十字型引張試験片を作成した。スポット溶接のナゲット径は、5√tである。インストロンタイプ試験機を用いて試験を実施し、その際のスポット溶接部破断までの荷重と変位を計測した。   The accuracy verification of the fracture prediction model is best because the comparison between the analysis and the experiment modeling the shear type tensile test and the cross type tensile test itself can be made strictly. Therefore, a shear type tensile test piece and a cross-type tensile test piece according to JIS standards 3136 and 3137 were made of a steel plate of 590 MPa thickness t = 1.8 mm. The spot weld nugget diameter is 5√t. The test was carried out using an Instron type testing machine, and the load and displacement until the spot weld fracture was measured.

同時に、試験と同一形状のせん断型引張試験と十字型引張試験をコンピュータ上でモデル化し、上記のサブルーチンプログラムを実装したFEMコードで引張試験の解析を行いスポット溶接部の破断を自動判定させて、実験と同様のスポット溶接の破断までの荷重と変位を計算した。   At the same time, a shear type tensile test and a cross type tensile test of the same shape as the test are modeled on a computer, the tensile test is analyzed with the FEM code in which the above subroutine program is installed, and the spot welded portion is automatically determined for breakage. The load and displacement up to the fracture of spot welding as in the experiment were calculated.

入力した初期パラメータは、引張強さTS=642(MPa)、板厚t=1.8(mm)、ナゲット直径d=6.7(mm)、全伸びTEL=0.315(−)である。継ぎ手の溶接間隔・溶接間隔と直交する継ぎ手長さは、1点のスポット溶接であれば試験片幅Wとなるので、せん断型引張試験で試験片幅W=40(mm)であり、十字型引張り試験では試験片幅W=50(mm)である。   The input initial parameters are tensile strength TS = 642 (MPa), sheet thickness t = 1.8 (mm), nugget diameter d = 6.7 (mm), total elongation TEL = 0.315 (−). . The weld interval between the joints and the joint length perpendicular to the weld interval is the test piece width W in the case of spot welding at one point. Therefore, the test piece width W = 40 (mm) in the shear type tensile test, and the cross shape In the tensile test, the test piece width W is 50 (mm).

次に、せん断型引張試験の試験片幅Wを20〜50mmと変化させると同時に、ナゲット直径dも4〜7mmと変化させて、試験を実施し、破壊ひずみパラメータEfを最大の荷重での試験片のナゲット周りのひずみとして実測するか、試験の最大の荷重と同じ条件の有限要素法解析の溶接結合部の要素のひずみとして求める。この結果から、図4に示す破壊ひずみパラメータによる破断限界線を得ることができる。初期パラメータの条件では、この破断限界線から、せん断型引張試験については、図4の○印で示すように、破壊ひずみパラメータEf=0.40と読み取ることができる。また、同様に十字型引張試験については、図4の□印で示すように、破壊ひずみパラメータEf=0.42と読み取ることができる。   Next, the test is performed by changing the test piece width W of the shear-type tensile test to 20 to 50 mm and simultaneously changing the nugget diameter d to 4 to 7 mm, and the fracture strain parameter Ef is tested at the maximum load. Measured as the strain around the nugget of the piece, or as the strain of the welded joint element in the finite element analysis under the same conditions as the maximum load of the test. From this result, the fracture limit line by the fracture strain parameter shown in FIG. 4 can be obtained. Under the conditions of the initial parameters, the fracture strain parameter Ef = 0.40 can be read from the fracture limit line, as indicated by the circles in FIG. Similarly, the cross-shaped tensile test can be read as the fracture strain parameter Ef = 0.42 as indicated by the □ marks in FIG.

また、別の方法として、図4の曲線を(2)式及び(3)式でフィッティングすることにより、せん断型引張試験では、EL=0.37,A=1.08、十字型引張試験では、EL=0.37,A=1.135と決まる。これらの値から(1)式を用いて、せん断型引張試験ではEf=0.42、十字型引張試験ではEf=0.40と、破断予測式からも前記と同じ値が求まる。   As another method, by fitting the curve in FIG. 4 with the equations (2) and (3), EL = 0.37, A = 1.08 in the shear type tensile test, EL = 0.37 and A = 1.135. From these values, Ef = 0.42 in the shear type tensile test and Ef = 0.40 in the cross type tensile test using the formula (1), and the same value as described above can be obtained from the fracture prediction formula.

この破壊ひずみパラメータEfを有限要素法によりスポット溶接周りの変形をモデル化した破断判定条件の(4)式に導入して、スポット溶接部破断を判定した。試験モデルは、実際の部材の衝突解析で適用できることを考慮して、実車の衝突解析レベルの粗いシェル要素で作成し、境界条件も単純化している。   This fracture strain parameter Ef was introduced into the equation (4) of the fracture determination condition in which the deformation around the spot weld was modeled by the finite element method to determine the spot weld fracture. In consideration of the fact that the test model can be applied to collision analysis of actual members, the test model is created with shell elements having rough collision analysis levels of actual vehicles, and the boundary conditions are simplified.

図5及び図6は、このシステムの検証例であり、せん断型引張試験及び十字型引張試験のそれぞれで、破断モードが異なるが、実験とFEM解析の荷重−ストローク曲線上で破断荷重が一致していることが分る。   FIGS. 5 and 6 are verification examples of this system. Although the fracture mode is different in each of the shear type tensile test and the cross type tensile test, the fracture load on the load-stroke curve of the experiment and the FEM analysis agrees. You can see that

せん断型引張試験では、破断荷重に至るまでの荷重−変位曲線の形状が実験と解析で異なるように見える。これは実験では試験片チャックがユニバーサルジョイントを介してクロスヘッドにつながっているため、荷重立上がり時にチャック部の回転が起きており、解析ではこの回転をモデルの単純化で考慮していないために異なるように見えるだけである。これは初期のストローク変化の挙動を変えるだけであるので、破断発生時の荷重には本質的に影響されない。   In the shear type tensile test, the shape of the load-displacement curve up to the breaking load appears to be different between the experiment and the analysis. This is because the test piece chuck is connected to the crosshead via the universal joint in the experiment, so the chuck part is rotating at the time of load rise, and the analysis does not take this rotation into account in the simplification of the model. It just looks like. Since this only changes the behavior of the initial stroke change, it is essentially unaffected by the load at the time of fracture.

十字型引張試験でも荷重−変位曲線の挙動が実験と解析で、やや異なるもの同様に実験のチャックの問題であり、初期の挙動への影響のみで、破断荷重では実験と解析は一致する。   Even in the cross-type tensile test, the behavior of the load-displacement curve is a little different between the experiment and analysis, and it is a problem of the chuck of the experiment as well as the slightly different one.

もちろんチャック部分も含めて解析上でモデル化すれば、この部分の挙動も実験と一致するが、ここでは本質的問題でないので省略する。むしろ、この試験を単純なモデル化をしたFEM解析でも、実際の試験の破断荷重を正確に予測できていることにより、実車の全体モデルや部分モデルの大規模な衝突解析で、詳細部を単純化した実用レベルの解析でも、正確にスポット破断を予測できることを示している。   Of course, if the model including the chuck part is modeled in the analysis, the behavior of this part also agrees with the experiment, but here it is omitted because it is not an essential problem. Rather, the FEM analysis, which is a simple model of this test, can accurately predict the rupture load of the actual test, so that the details can be simplified in a large-scale collision analysis of the entire model or partial model of the actual vehicle. It is shown that spot breakage can be accurately predicted even in a practical level analysis.

(実施例2)
単純な部材の軸圧潰試験で、予測モデルの検証を行った。部材は、図7に示す形状であり、断面がハット型と当て板のスポット溶接で構成され、ハット頂部、たて壁がそれぞれ50(mm)で、フランジが20(mm)、圧潰方向の長さが300(mm)である。部材に使用した材料は、980MPa級の鋼材であり、スポット溶接のナゲット径は、4√t(mm)である。
(Example 2)
The prediction model was verified by the axial crush test of a simple member. The member has the shape shown in FIG. 7, the cross section is formed by spot welding of a hat type and a patch plate, the top of the hat and the vertical wall are 50 mm each, the flange is 20 mm, and the length in the crushing direction Is 300 mm. The material used for the member is a steel material of 980 MPa class, and the nugget diameter of spot welding is 4√t (mm).

入力した初期パラメータは、引張強さTS=983(MPa)、板厚t=1.4(mm)、ナゲット径d=4.7(mm)、全伸びTEL=0.18(−)を用いた。試験片幅Wに対応する値は、軸圧潰であるので図2の溶接間隔と直交する継ぎ手長さ5となり、図7の部材9のフランジ長さ20(mm)と同じになるので、W=20(mm)とした。   The input initial parameters are tensile strength TS = 983 (MPa), plate thickness t = 1.4 (mm), nugget diameter d = 4.7 (mm), total elongation TEL = 0.18 (−). It was. Since the value corresponding to the test piece width W is axial crushing, the joint length 5 is orthogonal to the welding interval in FIG. 2 and is the same as the flange length 20 (mm) of the member 9 in FIG. 20 (mm).

破壊ひずみパラメータEfは、図4の△印で示すようにEf=0.27と読み取れる。また、実施例1と同様に図4のデータの(2)、(3)式のフィッティングにより、EL=0.21、A=1.29と決まる。これらの値から(1)式を用いて、Ef=0.27として破断予測式からも前記と同じ値が求まる。   The fracture strain parameter Ef can be read as Ef = 0.27 as indicated by the Δ mark in FIG. Further, similarly to the first embodiment, EL = 0.21 and A = 1.29 are determined by fitting the equations (2) and (3) of the data in FIG. From these values, using Equation (1), the same value as described above can be obtained from the fracture prediction equation with Ef = 0.27.

この破壊ひずみパラメータEfを有限要素法によりスポット溶接周りの変形をモデル化した破断判定条件の(4)式に導入して、スポット溶接部破断を判定した。試験モデルは、実際の部材の衝突解析で適用できることを考慮して、実車の衝突解析レベルの粗いシェル要素で作成し、境界条件も単純化している。   This fracture strain parameter Ef was introduced into the equation (4) of the fracture determination condition in which the deformation around the spot weld was modeled by the finite element method to determine the spot weld fracture. In consideration of the fact that the test model can be applied to collision analysis of actual members, the test model is created with shell elements having rough collision analysis levels of actual vehicles, and the boundary conditions are simplified.

落錘の重さを500kg、圧潰時の初期速度を6m/sとして、動的な圧潰試験を実施し、それと同じ条件で、FEM解析を行った。圧潰後の部材形状で、図8(a)のFEM解析結果と図8(b)試験結果を比較すると、座屈の形状が同じで、特に、どちらもスポット溶接部が破断することにより、当て板が外れている形態が一致する。これにより、実車の全体モデルや部分モデルの大規模な衝突解析で、詳細部を単純化した実用レベルの解析でも、正確にスポット破断を予測できることを示している。   A dynamic crushing test was performed with a weight of falling weight of 500 kg and an initial speed at crushing of 6 m / s, and FEM analysis was performed under the same conditions. Comparing the FEM analysis results in Fig. 8 (a) and the test results in Fig. 8 (b) with the member shape after crushing, the buckling shape is the same. The form in which the board is detached matches. This shows that spot breakage can be accurately predicted even in a practical level analysis in which the detailed part is simplified in a large-scale collision analysis of an entire model or a partial model of an actual vehicle.

このように、基本的な試験で精度よくスポット溶接の破断を予測できる解析方法であることを検証することができた。また、部品レベルでの衝突変形時のスポット溶接破断の予測について実験・解析両面から検証しており、解析での破断予測が実験と一致することを確かめている。以上から、スポット溶接部の破断の可否により、部材の変形モード、吸収エネルギーの制御・設計が可能なシステムであることが確かめられた。   In this way, it was possible to verify that the analysis method can predict spot welding fracture with high accuracy by a basic test. In addition, the prediction of spot weld fracture at the time of collision deformation at the part level is verified from both experimental and analytical aspects, and it is confirmed that the fracture prediction in the analysis is consistent with the experiment. From the above, it was confirmed that the system can control and design the deformation mode and absorbed energy of the member depending on whether or not the spot welded portion can be broken.

この方法は、汎用ソルバーPAM-CRASHだけでなく、LSTC社製LS-DYNA3Dや、MECALOG社製RADIOSS等の汎用ソルバーや、個別に開発されたソルバーにも導入できる。また、スポット溶接部のモデルも、Multi-PLINKのような接触タイプだけでなく、ビーム要素や、シェル要素、ソリッド要素等にも適用可能である。   This method can be applied not only to general-purpose solvers PAM-CRASH but also to general-purpose solvers such as LSTC LS-DYNA3D and MECALOG RADIOSS, and individually developed solvers. The spot weld model can be applied not only to contact types such as Multi-PLINK, but also to beam elements, shell elements, solid elements, and the like.

せん断型引張試験の概要を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the outline | summary of a shear type tensile test. スポット溶接打点が複数存在する部材の例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the example of the member in which multiple spot welding hit points exist. スポット溶接部の破壊予測装置を構成可能なコンピュータシステムの一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the computer system which can comprise the destruction prediction apparatus of a spot weld part. 各種の条件の破壊ひずみパラメータ曲線(破断限界線)を示す図である。It is a figure which shows the fracture strain parameter curve (break limit line) of various conditions. 実施例1におけるせん断型試験の破断時の荷重と変位の関係を実験とシミュレーション(FEM)で比較した特性図である。It is the characteristic view which compared the relationship between the load at the time of a fracture | rupture of the shear type | mold test in Example 1, and a displacement by experiment and simulation (FEM). 実施例1における十字型試験の破断時の荷重と変位の関係を実験とシミュレーション(FEM)で比較した図である。It is the figure which compared the relationship between the load at the time of the fracture | rupture of the cross-shaped test in Example 1, and a displacement by experiment and simulation (FEM). 実施例2に用いた部材を示す図である。It is a figure which shows the member used for Example 2. FIG. 実施例2における部材の動的圧潰試験時のスポット溶接部の破断の様子を説明するための図であり、(a)がFEM解析結果を示す図、(b)が試験結果の写真を示す図である。It is a figure for demonstrating the mode of a fracture | rupture of the spot welding part at the time of the dynamic crushing test of the member in Example 2, (a) is a figure which shows a FEM analysis result, (b) is a figure which shows the photograph of a test result. It is.

符号の説明Explanation of symbols

1 ナゲット
2 母材
3 試験片両端部の引張方向
4 試験片幅(W)
5 溶接間隔と直交する継ぎ手長さ
6 継ぎ手の溶接間隔
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Nugget 2 Base material 3 Tensile direction of test piece both ends 4 Test piece width (W)
5 Joint length orthogonal to welding interval 6 Welding interval of joint

Claims (7)

スポット溶接継ぎ手において、十字型引張試験及び/又はせん断型引張試験に基づいて、板厚、スポット溶接のナゲット径、母材部分の材料強度、及び破断伸びの一部又は全てと、継ぎ手の溶接間隔、及び前記溶接間隔と直交する継ぎ手長さのうちいずれか又は両方を入力する入力手段と、
前記板厚、スポット溶接のナゲット径、母材部分の材料強度、及び破断伸びの一部又は全てと、継ぎ手の溶接間隔、前記溶接間隔と直交する継ぎ手長さのうちいずれか又は両方とから、十字型引張及び/又はせん断型引張でのスポット溶接部の破壊ひずみパラメータを算出する演算手段と、
前記鋼種毎の破壊ひずみパラメータを記憶するパラメータ記憶手段と、
前記パラメータ記憶手段に記憶した破壊ひずみパラメータを、有限要素法によりスポット溶接周りの変形をモデル化した破壊予測式に導入して、スポット溶接部破壊を判定する演算手段とを有することを特徴とするスポット溶接部の破壊予測装置。
For spot welded joints, based on cross-type tensile test and / or shear-type tensile test, plate thickness, spot weld nugget diameter, material strength of base metal part, and part or all of elongation at break, and welding interval of joint And input means for inputting one or both of the joint lengths orthogonal to the welding interval;
From the plate thickness, the nugget diameter of spot welding, the material strength of the base material part, and a part or all of the elongation at break, and the weld interval of the joint, either or both of the joint length orthogonal to the weld interval, A calculation means for calculating a fracture strain parameter of a spot weld in cross-type tension and / or shear-type tension;
Parameter storage means for storing fracture strain parameters for each steel type;
It has calculation means for introducing a fracture strain parameter stored in the parameter storage means into a fracture prediction formula that models deformation around a spot weld by a finite element method, and determining spot weld fracture. Spot weld failure prediction device.
スポット溶接継ぎ手において、十字型引張試験及び/又はせん断型引張試験に基づいて、板厚、スポット溶接のナゲット径、母材部分の材料強度、及び破断伸びの一部又は全てと、継ぎ手の溶接間隔、及び前記溶接間隔と直交する継ぎ手長さのうちいずれか又は両方を入力する入力手段と、
前記板厚、スポット溶接のナゲット径、母材部分の材料強度、及び破断伸びの一部又は全てと、継ぎ手の溶接間隔、及び前記溶接間隔と直交する継ぎ手長さのうちいずれか又は両方とから、十字型引張及び/又はせん断型引張でのスポット溶接部の破壊ひずみパラメータを算出する演算手段と、
前記鋼種毎の破壊ひずみパラメータを記憶するパラメータ記憶手段と、
前記パラメータ記憶手段に記憶した破壊ひずみパラメータを、有限要素法によりスポット溶接周りの変形をモデル化した破断限界線に導入して、スポット溶接部破壊を判定する演算手段とを有することを特徴とするスポット溶接部の破壊予測装置。
For spot welded joints, based on cross-type tensile test and / or shear-type tensile test, plate thickness, spot weld nugget diameter, material strength of base metal part, and part or all of elongation at break, and welding interval of joint And input means for inputting one or both of the joint lengths orthogonal to the welding interval;
From the plate thickness, the nugget diameter of spot welding, the material strength of the base material part, and part or all of the elongation at break, the welding interval of the joint, and the joint length orthogonal to the welding interval, or both Calculating means for calculating a fracture strain parameter of a spot weld in cross-type tension and / or shear-type tension;
Parameter storage means for storing fracture strain parameters for each steel type;
It has calculation means for introducing a fracture strain parameter stored in the parameter storage means to a fracture limit line modeling deformation around a spot weld by a finite element method, and determining spot weld fracture. Spot weld failure prediction device.
スポット溶接継ぎ手において、十字型引張試験及び/又はせん断型引張試験に基づく、板厚、スポット溶接のナゲット径、母材部分の材料強度、及び破断伸びの一部又は全てと、継ぎ手の溶接間隔、及び前記溶接間隔と直交する継ぎ手長さのうちいずれか又は両方とから、十字型引張及び/又はせん断型引張でのスポット溶接部の破壊ひずみパラメータを算出する工程と、
前記鋼種毎の破壊ひずみパラメータをパラメータ記憶手段に記憶する工程と、
前記パラメータ記憶手段に記憶した破壊ひずみパラメータを、有限要素法によりスポット溶接周りの変形をモデル化した破壊予測式に導入して、スポット溶接部破壊を判定する工程とを有することを特徴とするスポット溶接部の破壊予測方法。
In the spot welded joint, based on the cross-type tensile test and / or the shear-type tensile test, the plate thickness, the spot weld nugget diameter, the material strength of the base metal part, and part or all of the elongation at break, and the welding interval of the joint, Calculating a fracture strain parameter of a spot weld in cross-type tension and / or shear-type tension from either or both of the joint lengths orthogonal to the welding interval;
Storing a fracture strain parameter for each steel type in a parameter storage means;
A step of introducing a fracture strain parameter stored in the parameter storage means into a failure prediction formula that models deformation around a spot weld by a finite element method and determining spot weld failure. Fracture prediction method for welds.
スポット溶接継ぎ手において、十字型引張試験及び/又はせん断型引張試験に基づく、板厚、スポット溶接のナゲット径、母材部分の材料強度、及び破断伸びの一部又は全てと、継ぎ手の溶接間隔、及び前記溶接間隔と直交する継ぎ手長さのうちいずれか又は両方とから、十字型引張及び/又はせん断型引張でのスポット溶接部の破壊ひずみパラメータを算出する工程と、
前記鋼種毎の破壊ひずみパラメータをパラメータ記憶手段に記憶する工程と、
前記パラメータ記憶手段に記憶した破壊ひずみパラメータを、有限要素法によりスポット溶接周りの変形をモデル化した破断限界線に導入して、スポット溶接部破壊を判定する工程とを有することを特徴とするスポット溶接部の破壊予測方法。
In the spot welded joint, based on the cross-type tensile test and / or the shear-type tensile test, the plate thickness, the spot weld nugget diameter, the material strength of the base metal part, and part or all of the elongation at break, and the welding interval of the joint, Calculating a fracture strain parameter of a spot weld in cross-type tension and / or shear-type tension from either or both of the joint lengths orthogonal to the welding interval;
Storing a fracture strain parameter for each steel type in a parameter storage means;
A step of introducing a fracture strain parameter stored in the parameter storage means into a fracture limit line modeling deformation around a spot weld by a finite element method, and determining spot weld fracture. Fracture prediction method for welds.
スポット溶接継ぎ手において、十字型引張試験及び/又はせん断型引張試験に基づく、板厚、スポット溶接のナゲット径、母材部分の材料強度、及び破断伸びの一部又は全てと、継ぎ手の溶接間隔、及び前記溶接間隔と直交する継ぎ手長さのうちいずれか又は両方とから、十字型引張及び/又はせん断型引張でのスポット溶接部の破壊ひずみパラメータを算出する処理と、
前記鋼種毎の破壊ひずみパラメータをパラメータ記憶手段に記憶する処理と、
前記パラメータ記憶手段に記憶した破壊ひずみパラメータを、有限要素法によりスポット溶接周りの変形をモデル化した破壊予測式に導入して、スポット溶接部破壊を判定する処理とをコンピュータに実行させることを特徴とするスポット溶接部の破壊予測のためのコンピュータプログラム。
In the spot welded joint, based on the cross-type tensile test and / or the shear-type tensile test, the plate thickness, the spot weld nugget diameter, the material strength of the base metal part, and part or all of the elongation at break, and the welding interval of the joint, And a process of calculating a fracture strain parameter of a spot weld in cross-type tension and / or shear-type tension from either or both of the joint lengths orthogonal to the welding interval;
Processing for storing the fracture strain parameter for each steel type in a parameter storage means;
Introducing the fracture strain parameter stored in the parameter storage means into a fracture prediction formula that models deformation around a spot weld by a finite element method, and causing a computer to execute a process of determining spot weld fracture. A computer program for predicting fracture of spot welds.
スポット溶接継ぎ手において、十字型引張試験及び/又はせん断型引張試験に基づく、板厚、スポット溶接のナゲット径、母材部分の材料強度、及び破断伸びの一部又は全てと、継ぎ手の溶接間隔、及び前記溶接間隔と直交する継ぎ手長さのうちいずれか又は両方とから、十字型引張及び/又はせん断型引張でのスポット溶接部の破壊ひずみパラメータを算出する処理と、
前記鋼種毎の破壊ひずみパラメータをパラメータ記憶手段に記憶する処理と、
前記パラメータ記憶手段に記憶した破壊ひずみパラメータを、有限要素法によりスポット溶接周りの変形をモデル化した破断限界線に導入して、スポット溶接部破壊を判定する処理とをコンピュータに実行させることを特徴とするスポット溶接部の破壊予測のためのコンピュータプログラム。
In the spot welded joint, based on the cross-type tensile test and / or the shear-type tensile test, the plate thickness, the spot weld nugget diameter, the material strength of the base metal part, and part or all of the elongation at break, and the welding interval of the joint, And a process of calculating a fracture strain parameter of a spot weld in cross-type tension and / or shear-type tension from either or both of the joint lengths orthogonal to the welding interval;
Processing for storing the fracture strain parameter for each steel type in a parameter storage means;
Introducing the fracture strain parameter stored in the parameter storage means to a fracture limit line modeling deformation around a spot weld by a finite element method, and causing a computer to execute a process of determining spot weld fracture. A computer program for predicting fracture of spot welds.
請求項5又は6記載のコンピュータプログラムを記録したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。   A computer-readable recording medium on which the computer program according to claim 5 or 6 is recorded.
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