JP2015052924A - Fem analysis model generation system of press molding using fabric material or composite material and program, and fem analysis system including the same and program - Google Patents

Fem analysis model generation system of press molding using fabric material or composite material and program, and fem analysis system including the same and program Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To predict occurrence of wrinkles with high accuracy in consideration of flexural rigidity while suppressing a calculation cost in a FEM analysis of a press-molding step.SOLUTION: A FEM analysis model generation system includes: a basic model generation unit for generating a basic model in which a blank plate is divided into a plurality of elements by a mesh on the basis of acquired shape data of the blank material; a multilayer model creation unit for creating a multilayer model by setting a membrane element at a thickness center position and setting a shell element which shares its node with the membrane element and which is regarded as being separated toward both sides from the central position by a predetermined distance; and a blank analysis model generation unit for generating the analysis model of the blank material by defining an inplane stress-strain characteristic for the membrane element and defining data used for expressing an out-of-plane flexural rigidity for the shell element, on the basis of material characteristic data.

Description

本発明は、織物材またはこれに樹脂を含浸させてなる複合材を用いるプレス成形のFEM解析モデル生成システムおよびプログラムとそれを備えたFEM解析システムおよびプログラムに関し、コンピュータによるプレス金型の設計支援システムの技術分野に属する。   TECHNICAL FIELD The present invention relates to a press molding FEM analysis model generation system and program using a woven material or a composite material impregnated with a resin, and an FEM analysis system and program including the same. Belongs to the technical field.

従来、航空機の機体や自動車の車体等の各種部材として、強度を維持しつつ更なる軽量化のために、例えば炭素繊維やガラス繊維等の強化材からなるドライファブリックと称される織物材、または炭素繊維等の織物材に熱可塑性樹脂を含浸させたプリプレグシートや熱硬化性樹脂を含浸させたスタンパブルシートなどの複合材(以下、「織物材等」という)をブランク材とし、これを単層でまたは積層してプレス成形した部材が用いられることがある。   Conventionally, as various members such as aircraft bodies and automobile bodies, a fabric material called dry fabric made of a reinforcing material such as carbon fiber or glass fiber, for example, for further weight reduction while maintaining strength, or A composite material (hereinafter referred to as “woven material etc.”) such as a prepreg sheet in which a fabric material such as carbon fiber is impregnated with a thermoplastic resin or a stampable sheet in which a thermosetting resin is impregnated is used as a blank material. A member that is press-molded in layers or laminated may be used.

この際、一般にプレス成形工程において、ブランク材に応じた適切な条件で成形を行わないと、成形品にしわや割れなどの成形不良が発生する。特にブランク材が織物材または織物材等の場合、その内部構造(強化材の材料特性や層数、織物構造、繊維方向など)に応じて発生するしわの方向や程度が異なる。   At this time, generally, in the press molding process, if molding is not performed under appropriate conditions according to the blank material, molding defects such as wrinkles and cracks occur in the molded product. In particular, when the blank material is a woven material or a woven material, the direction and degree of wrinkles generated vary depending on the internal structure (material characteristics and number of layers of reinforcing material, woven structure, fiber direction, etc.).

そのため、昨今、織物材または複合材を用いた品質の良い部材をより効率よく製造するため、設計時にプレス金型の形状モデルを作成してプレス成形工程のシミュレーション解析を行うことが検討されている。   Therefore, in recent years, in order to more efficiently manufacture high-quality members using woven materials or composite materials, it has been considered to create a press die shape model at the time of design and perform simulation analysis of the press molding process. .

非特許文献1には、単層の織物材等を膜要素で単層モデル化してプレス成形解析を行う技術が記載されている。   Non-Patent Document 1 describes a technique for performing press molding analysis by modeling a single-layer fabric material or the like with a membrane element as a single-layer model.

Y.Aimene, B.Hagege, F.Sidoroff, E.Vidal-Salle, P.Boisse, S.Dridi, “Hyperelastic Approach for Composite Reinforcement Forming Simulations”, International Journal of Material Forming, April 2008, Volume 1, Issue 1 Supplement, pp 811-814Y.Aimene, B.Hagege, F.Sidoroff, E.Vidal-Salle, P.Boisse, S.Dridi, “Hyperelastic Approach for Composite Reinforcement Forming Simulations”, International Journal of Material Forming, April 2008, Volume 1, Issue 1 Supplement, pp 811-814

ここで、プレス成形工程におけるしわ発生のメカニズムは、面内の圧縮変形により生じた圧縮応力が座屈限界応力を上回り、面内圧縮変形が面外の曲げ変形に分岐する座屈問題として説明できる。この座屈限界応力には曲げ剛性と座屈長が大きく影響するため、プレス成形工程における代表的な成形不良であるしわの評価には、曲げ剛性を考慮した解析が必要になる。   Here, the wrinkle generation mechanism in the press molding process can be explained as a buckling problem in which the compressive stress generated by the in-plane compressive deformation exceeds the buckling limit stress, and the in-plane compressive deformation branches to the out-of-plane bending deformation. . Since the bending stiffness and the buckling length greatly affect the buckling limit stress, an analysis in consideration of the bending stiffness is required to evaluate wrinkles, which are typical molding defects in the press molding process.

特に、織物材等をブランク材としてプレス成形する場合、その内部の強化材間等ですべりが発生することがあり、このすべりが大きいほど曲げ剛性が小さくなると共に、この強化材の材料特性や強化材間の接触摩擦に応じて発生するすべりの方向や大きさが異なるので、織物材等の種類に応じて、または、同じ織物材等でも曲げる方向によって曲げ剛性が異なる。したがって、特に織物材等のプレス成形の解析において、曲げ剛性を考慮する必要性が大きい。   In particular, when a fabric material or the like is press-molded as a blank material, slippage may occur between the reinforcing materials inside the material. The larger this slip, the smaller the bending rigidity, and the material properties and reinforcement of this reinforcing material. Since the direction and size of the slip generated according to the contact friction between the materials are different, the bending rigidity varies depending on the type of the woven material or the bending direction of the same woven material. Therefore, there is a great need to consider bending rigidity particularly in the analysis of press molding of a woven material or the like.

しかし、非特許文献1に記載された従来技術では、そもそも面外の曲げ剛性が何ら考慮されない膜要素で解析モデルを作成しており、該解析モデルを用いた解析では、面外の曲げ剛性による影響が無視されてしまうため、解析精度が不十分であった。   However, in the conventional technique described in Non-Patent Document 1, an analysis model is created with a membrane element that does not take any out-of-plane bending stiffness into consideration in the first place. Since the influence is ignored, the analysis accuracy is insufficient.

また、強化材からなる繊維束の織物構造を詳細にモデル化して解析を行う、いわゆるメソモデル解析を行うことも考えられる。この解析の場合、曲げ剛性も考慮した解析を行うことができるが、解析モデルの規模が大きくなるので、非常に大きな計算コストを必要となり、実際の設計に適用するのは困難である。さらに、ブランク材が複層の織物材等である場合、層数に応じて解析モデルの規模が大きくなるため、実際の設計への適用は非常に難しい。   It is also conceivable to perform a so-called mesomodel analysis in which the woven structure of a fiber bundle made of a reinforcing material is modeled and analyzed in detail. In the case of this analysis, the analysis can be performed in consideration of the bending rigidity. However, since the scale of the analysis model becomes large, a very large calculation cost is required and it is difficult to apply to the actual design. Furthermore, when the blank material is a multi-layered woven material or the like, the scale of the analysis model increases depending on the number of layers, and therefore it is very difficult to apply to an actual design.

そこで、本発明は、プレス成形工程のシミュレーション解析において、計算コストを抑えながら曲げ剛性を考慮してしわの発生をより高精度に予測することを課題とする。   Accordingly, an object of the present invention is to predict wrinkle generation with higher accuracy in consideration of bending rigidity while suppressing calculation cost in simulation analysis of a press forming process.

前記課題を解決するため、本発明に係るプレス成形のFEM解析モデル作成システムおよびプログラムとそれを備えたFEM解析システムおよびプログラムは、次のように構成したことを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, the FEM analysis model creation system and program for press forming according to the present invention and the FEM analysis system and program including the same are configured as follows.

まず、本願の請求項1に記載の発明は、
織物材または複合材をブランク材とするプレス成形をFEM解析によりシミュレーションするための解析モデルを生成するFEM解析モデル生成システムであって、
前記ブランク材の材料特性データと形状データとを取得するブランク材データ取得部と、
前記ブランク材データ取得部で取得した前記ブランク材の前記形状データに基づき、前記ブランク材をメッシュで複数の要素に分割された基本モデルを生成する基本モデル生成部と、
前記基本モデル生成部で生成された前記基本モデルの前記各要素について、厚み中心位置に膜要素を設定すると共に、前記膜要素とその節点を共有し、FEM解析時に前記中心位置より両側にそれぞれその中立面が所定距離離間しているものとして扱われるシェル要素を設定して重層モデルを作成する重層モデル作成部と、
前記材料特性データに基づいて、面内の応力ひずみ特性を前記膜要素に定義し、面外の曲げ剛性を表すために用いられるデータを前記シェル要素に定義して前記ブランク材の解析モデルを生成するブランク解析モデル生成部と、
を有することを特徴とする。
First, the invention according to claim 1 of the present application is
An FEM analysis model generation system for generating an analysis model for simulating press molding using a woven material or a composite material as a blank material by FEM analysis,
A blank material data acquisition unit that acquires material property data and shape data of the blank material,
Based on the shape data of the blank material acquired by the blank material data acquisition unit, a basic model generation unit that generates a basic model in which the blank material is divided into a plurality of elements with a mesh;
For each element of the basic model generated by the basic model generation unit, a film element is set at the thickness center position, and the film element and its node are shared. A multi-layer model creation unit that creates a multi-layer model by setting shell elements that are treated as being separated by a predetermined distance from the neutral plane;
Based on the material property data, in-plane stress-strain characteristics are defined in the membrane element, and data used to represent out-of-plane bending stiffness is defined in the shell element to generate an analytical model of the blank material A blank analysis model generation unit to perform,
It is characterized by having.

本願の請求項2に記載の発明は、
織物材または複合材をブランク材とするプレス成形をFEM解析によりシミュレーションするための解析モデルを生成するFEM解析モデル生成システムであって、
前記ブランク材の材料特性データと形状データとを取得するブランク材データ取得部と、
前記ブランク材データ取得部で取得した前記ブランク材の前記形状データに基づき、その厚み中心位置に膜を設定すると共に、前記膜の両側にそれぞれシェルを重ねて重層化されたブランク材を作成する重層化ブランク材作成部と、
前記重層化ブランク材作成部で作成された重層化ブランク材を複数の要素に分割し、前記中心位置に配置された膜でなる膜要素と、FEM解析時に前記中心位置より両側にそれぞれその中立面が所定距離離間しているものとして扱われる前記シェルでなるシェル要素とが節点を共有させて重なる重層モデルを作成する重層モデル作成部と、
前記材料特性データに基づいて、面内の応力ひずみ特性を前記膜要素に定義し、面外の曲げ剛性を表すために用いられるデータを前記シェル要素に定義して前記ブランク材の解析モデルを生成するブランク解析モデル生成部と、
を有することを特徴とする。
The invention according to claim 2 of the present application is
An FEM analysis model generation system for generating an analysis model for simulating press molding using a woven material or a composite material as a blank material by FEM analysis,
A blank material data acquisition unit that acquires material property data and shape data of the blank material,
Based on the shape data of the blank material acquired in the blank material data acquisition unit, a film is set at the thickness center position, and a multilayer material is formed by stacking the shells on both sides of the film to overlap each other. Blanking material creation department,
The multilayered blank material created by the multilayered blank material creation unit is divided into a plurality of elements, and a film element made of a film disposed at the center position and neutrals on both sides of the center position at the time of FEM analysis. A multi-layer model creating unit that creates a multi-layer model in which nodes are shared with a shell element formed of the shell that is treated as being separated by a predetermined distance; and
Based on the material property data, in-plane stress-strain characteristics are defined in the membrane element, and data used to represent out-of-plane bending stiffness is defined in the shell element to generate an analytical model of the blank material A blank analysis model generation unit to perform,
It is characterized by having.

また、本願の請求項3に記載の発明は、前記請求項1、2のいずれか1項に記載の発明において、
前記ブランク解析モデル生成部は、前記所定距離と前記シェル要素の弾性率との関係に基づいて、前記曲げ剛性として前記所定距離と前記弾性率を算出して前記シェル要素に定義する
ことを特徴とする。
Further, the invention according to claim 3 of the present application is the invention according to any one of claims 1 and 2,
The blank analysis model generation unit calculates the predetermined distance and the elastic modulus as the bending rigidity based on the relationship between the predetermined distance and the elastic modulus of the shell element, and defines the shell element as the bending element. To do.

また、本願の請求項4に記載の発明は、前記請求項3に記載の発明において、
前記ブランク材は、前記直交異方性材であって、
前記ブランク解析モデル生成部は、前記シェル要素のせん断弾性率を所定値に設定し、前記シェル要素の前記中立面の前記所定距離と前記シェル要素の弾性率との関係に基づいて、前記せん断弾性率から前記所定距離を算出し、前記所定距離から前記シェル要素の0°および90°方向の弾性率を算出して前記シェル要素に定義する
ことを特徴とする。
The invention according to claim 4 of the present application is the invention according to claim 3,
The blank material is the orthotropic material,
The blank analysis model generation unit sets the shear elastic modulus of the shell element to a predetermined value, and based on the relationship between the predetermined distance of the neutral surface of the shell element and the elastic modulus of the shell element, The predetermined distance is calculated from the elastic modulus, and the elastic modulus in the 0 ° and 90 ° directions of the shell element is calculated from the predetermined distance and defined in the shell element.

また、本願の請求項5に記載の発明は、
織物材または複合材をブランク材とするプレス成形をFEM解析によりシミュレーションするFEM解析システムであって、
金型の解析モデルを生成する金型解析モデル生成部と、
前記請求項1から4のいずれか1項に記載のFEM解析モデル生成システムで生成された前記ブランク材解析モデルと、生成された前記金型解析モデルと、設定された解析条件とに基づいて、FEM解析を行う解析部と、
を有することを特徴とする。
The invention according to claim 5 of the present application is
An FEM analysis system for simulating press molding using a woven material or a composite material as a blank material by FEM analysis,
A mold analysis model generation unit for generating a mold analysis model;
Based on the blank material analysis model generated by the FEM analysis model generation system according to any one of claims 1 to 4, the generated mold analysis model, and set analysis conditions, An analysis unit for performing FEM analysis;
It is characterized by having.

また、本願の請求項6に記載の発明は、
織物材または複合材をブランク材とするプレス成形をFEM解析によりシミュレーションするための解析モデルを生成するFEM解析モデル生成プログラムであって、
コンピュータを
前記ブランク材の材料特性データと形状データとを取得するブランク材データ取得部、
前記ブランク材データ取得部で取得した前記ブランク材の前記形状データに基づき、前記ブランク材をメッシュで複数の要素に分割された基本モデルを生成する基本モデル生成部、
前記基本モデル生成部で生成された前記基本モデルの前記各要素について、厚み中心位置に膜要素を設定すると共に、前記膜要素とその節点を共有し、FEM解析時に前記中心位置より両側にそれぞれその中立面が所定距離離間しているものとして扱われるシェル要素を設定して重層モデルを作成する重層モデル作成部、および、
前記材料特性データに基づいて、面内の応力ひずみ特性を前記膜要素に定義し、面外の曲げ剛性を表すために用いられるデータを前記シェル要素に定義して前記ブランク材の解析モデルを生成するブランク解析モデル生成部、
として機能させることを特徴とする。
The invention according to claim 6 of the present application is
An FEM analysis model generation program for generating an analysis model for simulating press molding using a woven material or a composite material as a blank material by FEM analysis,
A blank material data acquisition unit for acquiring material characteristic data and shape data of the blank material,
Based on the shape data of the blank material acquired by the blank material data acquisition unit, a basic model generation unit that generates a basic model in which the blank material is divided into a plurality of elements with a mesh,
For each element of the basic model generated by the basic model generation unit, a film element is set at the thickness center position, and the film element and its node are shared. A multi-layer model creation unit that creates a multi-layer model by setting shell elements that are treated as having a neutral plane separated by a predetermined distance; and
Based on the material property data, in-plane stress-strain characteristics are defined in the membrane element, and data used to represent out-of-plane bending stiffness is defined in the shell element to generate an analytical model of the blank material Blank analysis model generation unit,
It is made to function as.

また、本願の請求項7に記載の発明は、
織物材または複合材をブランク材とするプレス成形をFEM解析によりシミュレーションするための解析モデルを生成するFEM解析モデル生成プログラムであって、
コンピュータを
前記ブランク材の材料特性データと形状データとを取得するブランク材データ取得部、
前記ブランク材データ取得部で取得した前記ブランク材の前記形状データに基づき、その厚み中心位置に膜を設定すると共に、前記膜の両側にそれぞれシェルを重ねて重層化されたブランク材を作成する重層化ブランク材作成部、
前記重層化ブランク材作成部で作成された重層化ブランク材を複数の要素に分割し、前記中心位置に配置された膜でなる膜要素と、FEM解析時に前記中心位置より両側にそれぞれその中立面が所定距離離間しているものとして扱われる前記シェルでなるシェル要素とが節点を共有させて重なる重層モデルを作成する重層モデル作成部、および、
前記材料特性データに基づいて、面内の応力ひずみ特性を前記膜要素に定義し、面外の曲げ剛性を表すために用いられるデータを前記シェル要素に定義して前記ブランク材の解析モデルを生成するブランク解析モデル生成部、
として機能させることを特徴とする。
The invention according to claim 7 of the present application is
An FEM analysis model generation program for generating an analysis model for simulating press molding using a woven material or a composite material as a blank material by FEM analysis,
A blank material data acquisition unit for acquiring material characteristic data and shape data of the blank material,
Based on the shape data of the blank material acquired in the blank material data acquisition unit, a film is set at the thickness center position, and a multilayer material is formed by stacking the shells on both sides of the film to overlap each other. Blank material production department,
The multilayered blank material created by the multilayered blank material creation unit is divided into a plurality of elements, and a film element made of a film disposed at the center position and neutrals on both sides of the center position at the time of FEM analysis. A multi-layer model creating unit that creates a multi-layer model in which nodes are shared with a shell element made of the shell that is treated as being separated by a predetermined distance; and
Based on the material property data, in-plane stress-strain characteristics are defined in the membrane element, and data used to represent out-of-plane bending stiffness is defined in the shell element to generate an analytical model of the blank material Blank analysis model generation unit,
It is made to function as.

また、本願の請求項8に記載の発明は、前記請求項6、7のいずれか1項に記載の発明において、
前記コンピュータを前記ブランク解析モデル生成部として機能させるときは、前記所定距離と前記シェル要素の弾性率との関係に基づいて、前記曲げ剛性として前記所定距離と前記弾性率を算出して前記シェル要素に定義するように機能させる
ことを特徴とする。
The invention according to claim 8 of the present application is the invention according to any one of claims 6 and 7,
When the computer functions as the blank analysis model generation unit, the shell element is calculated by calculating the predetermined distance and the elastic modulus as the bending rigidity based on the relationship between the predetermined distance and the elastic modulus of the shell element. It is characterized by functioning as defined in

また、本願の請求項9に記載の発明は、前記請求項8に記載の発明において、
前記コンピュータを前記ブランク材データ取得部として機能させるときは、前記ブランク材として直交異方性材を取得するように機能させ、
前記コンピュータを前記ブランク解析モデル生成部として機能させるときは、前記シェル要素のせん断弾性率を所定値に設定し、前記シェル要素の前記中立面の前記所定距離と前記シェル要素の弾性率との関係に基づいて、前記せん断弾性率から前記所定距離を算出し、前記所定距離から前記シェル要素の0°および90°方向の弾性率を算出して前記シェル要素に定義するように機能させる
ことを特徴とする。
The invention according to claim 9 of the present application is the invention according to claim 8,
When functioning the computer as the blank material data acquisition unit, function to acquire an orthotropic material as the blank material,
When the computer functions as the blank analysis model generation unit, the shear elastic modulus of the shell element is set to a predetermined value, and the predetermined distance of the neutral surface of the shell element and the elastic modulus of the shell element Based on the relationship, calculating the predetermined distance from the shear elastic modulus, calculating the elastic modulus in the 0 ° and 90 ° directions of the shell element from the predetermined distance, and causing the shell element to function. Features.

また、本願の請求項10に記載の発明は、
織物材または複合材をブランク材とするプレス成形をFEM解析によりシミュレーションするFEM解析プログラムであって、
コンピュータを
前記ブランク材の材料特性データと形状データとを取得するブランク材データ取得部、
前記ブランク材データ取得部で取得した前記ブランク材の前記形状データに基づき、前記ブランク材をメッシュで複数の要素に分割された基本モデルを生成する基本モデル生成部、
前記基本モデル生成部で生成された前記基本モデルの前記各要素について、厚み中心位置に膜要素を設定すると共に、前記膜要素とその節点を共有し、FEM解析時に前記中心位置より両側にそれぞれその中立面が所定距離離間しているものとして扱われるシェル要素を設定して重層モデルを作成する重層モデル作成部、
前記材料特性データに基づいて、面内の応力ひずみ特性を前記膜要素に定義し、面外の曲げ剛性を表すために用いられるデータを前記シェル要素に定義して前記ブランク材の解析モデルを生成するブランク解析モデル生成部、
金型の解析モデルを生成する金型解析モデル生成部、および、
生成された前記ブランク材解析モデルと前記金型解析モデルと設定された解析条件とに基づいて、FEM解析を行う解析部、
として機能させることを特徴とする。
The invention according to claim 10 of the present application is
An FEM analysis program for simulating press molding using a woven material or a composite material as a blank material by FEM analysis,
A blank material data acquisition unit for acquiring material characteristic data and shape data of the blank material,
Based on the shape data of the blank material acquired by the blank material data acquisition unit, a basic model generation unit that generates a basic model in which the blank material is divided into a plurality of elements with a mesh,
For each element of the basic model generated by the basic model generation unit, a film element is set at the thickness center position, and the film element and its node are shared. A multi-layer model creation unit that creates a multi-layer model by setting shell elements that are treated as having a neutral plane separated by a predetermined distance,
Based on the material property data, in-plane stress-strain characteristics are defined in the membrane element, and data used to represent out-of-plane bending stiffness is defined in the shell element to generate an analytical model of the blank material Blank analysis model generation unit,
A mold analysis model generation unit for generating a mold analysis model, and
An analysis unit that performs FEM analysis based on the generated blank material analysis model, the mold analysis model, and the set analysis conditions;
It is made to function as.

また、本願の請求項11に記載の発明は、
織物材または複合材をブランク材とするプレス成形をFEM解析によりシミュレーションするFEM解析プログラムであって、
コンピュータを
前記ブランク材の材料特性データと形状データとを取得するブランク材データ取得部、
前記ブランク材データ取得部で取得した前記ブランク材の前記形状データに基づき、その厚み中心位置に膜を設定すると共に、前記膜の両側にそれぞれシェルを重ねて重層化されたブランク材を作成する重層化ブランク材作成部、
前記重層化ブランク材作成部で作成された重層化ブランク材を複数の要素に分割し、前記中心位置に配置された膜でなる膜要素と、FEM解析時に前記中心位置より両側にそれぞれその中立面が所定距離離間しているものとして扱われる前記シェルでなるシェル要素とが節点を共有させて重なる重層モデルを作成する重層モデル作成部、
前記材料特性データに基づいて、面内の応力ひずみ特性を前記膜要素に定義し、面外の曲げ剛性を表すために用いられるデータを前記シェル要素に定義して前記ブランク材の解析モデルを生成するブランク解析モデル生成部、
金型の解析モデルを生成する金型解析モデル生成部、および、
生成された前記ブランク材解析モデルと前記金型解析モデルと設定された解析条件とに基づいて、FEM解析を行う解析部、
として機能させることを特徴とする。
The invention according to claim 11 of the present application is
An FEM analysis program for simulating press molding using a woven material or a composite material as a blank material by FEM analysis,
A blank material data acquisition unit for acquiring material characteristic data and shape data of the blank material,
Based on the shape data of the blank material acquired in the blank material data acquisition unit, a film is set at the thickness center position, and a multilayer material is formed by stacking the shells on both sides of the film to overlap each other. Blank material production department,
The multilayered blank material created by the multilayered blank material creation unit is divided into a plurality of elements, and a film element made of a film disposed at the center position and neutrals on both sides of the center position at the time of FEM analysis. A multi-layer model creating unit that creates a multi-layer model in which nodes are shared and overlapped with a shell element formed of the shell that is treated as being separated by a predetermined distance;
Based on the material property data, in-plane stress-strain characteristics are defined in the membrane element, and data used to represent out-of-plane bending stiffness is defined in the shell element to generate an analytical model of the blank material Blank analysis model generation unit,
A mold analysis model generation unit for generating a mold analysis model, and
An analysis unit that performs FEM analysis based on the generated blank material analysis model, the mold analysis model, and the set analysis conditions;
It is made to function as.

以上の構成により、本願各請求項に係る発明によれば、次の効果が得られる。   With the above configuration, according to the invention according to each claim of the present application, the following effects can be obtained.

例えば金属薄板のような均質な連続体の場合、その曲げ剛性は、圧縮および引張の材料特性から自動的に決定されるものであるが、織物材または複合材の場合、不均一な不連続体であり、その内部ですべりが生じることがある。このすべりは曲げ剛性に影響するので、その曲げ剛性は、圧縮および引張の材料特性からは自動的に決定できない。しかし、上述のように、より高精度の解析を行うには、曲げ剛性の考慮が必要である。   In the case of a homogeneous continuum, such as sheet metal, for example, its flexural rigidity is automatically determined from the material properties of compression and tension, whereas in the case of textiles or composites, non-uniform discontinuities And slipping may occur inside. Since this slip affects the bending stiffness, the bending stiffness cannot be automatically determined from compression and tension material properties. However, as described above, it is necessary to consider bending rigidity in order to perform a more accurate analysis.

請求項1に係る発明によれば、厚み中心位置に膜要素を設定すると共に、膜要素とその節点を共有し、FEM解析時に中心位置より両側にそれぞれその中立面が所定距離離間しているものとして扱われるシェル要素を設定し、そして、面内の応力ひずみ特性を膜要素に定義すると共に、面外の曲げ剛性を表すために用いられるデータをシェル要素に定義したブランク材の解析モデルを生成できる。したがって、膜要素とシェル要素とを組み合わせたモデリングを行うことで、面内の特性と完全に独立して面外の曲げ剛性を表すためのデータを設定することができるため、実際には不連続体である織物材および複合材を連続体の解析モデルとして表現することができる。したがって、この解析モデルを用いてFEM解析を行うことで、曲げ剛性を考慮したより精度の高い解析結果が得られる。   According to the first aspect of the present invention, the membrane element is set at the thickness center position, and the membrane element and its node are shared, and the neutral planes are spaced apart from each other by a predetermined distance from the center position at the time of FEM analysis. A blank element analysis model is defined in which the shell element to be treated is defined, the in-plane stress-strain characteristics are defined in the membrane element, and the data used to represent the out-of-plane bending stiffness is defined in the shell element. Can be generated. Therefore, by combining modeling with membrane elements and shell elements, it is possible to set data to express out-of-plane bending stiffness completely independent of in-plane characteristics, so it is actually discontinuous. Textile materials and composite materials that are bodies can be expressed as a continuous analysis model. Therefore, by performing FEM analysis using this analysis model, a more accurate analysis result in consideration of bending rigidity can be obtained.

また、複層の場合、層間ですべりが生じることがあり、この層間のすべり具合も曲げ剛性に影響する。請求項1に係る発明によれば、この複層としてのブランク材の実際の曲げ剛性をブランク材データとして取得させるだけで、層間のすべりが影響するこの曲げ剛性を考慮した解析モデルを、単層の場合と同じ規模で作成することができる。そのため、この解析モデルを用いてFEM解析を行う際、計算コストは単層の場合とほぼ変わらない。よって、特に積層枚数が100層を超えるような非常に多い場合に計算コストを大幅に低減できる。したがって、請求項1に係る発明によれば、プレス成形工程のシミュレーション解析において、計算コストを抑えながら曲げ剛性を考慮してしわの発生をより高精度に予測することができる。   In the case of multiple layers, slippage may occur between the layers, and the degree of slippage between the layers also affects the bending rigidity. According to the first aspect of the present invention, an analysis model that takes into account this bending stiffness affected by slippage between layers can be obtained by simply obtaining the actual bending stiffness of the blank material as a multilayer as blank material data. Can be created on the same scale. Therefore, when performing FEM analysis using this analysis model, the calculation cost is almost the same as in the case of a single layer. Therefore, the calculation cost can be greatly reduced especially when the number of stacked layers exceeds 100 layers. Therefore, according to the invention which concerns on Claim 1, generation | occurrence | production of a wrinkle can be estimated more accurately in consideration of bending rigidity, suppressing calculation cost in the simulation analysis of a press molding process.

請求項2に係る発明は、請求項1に係る発明と、ブランク解析モデルの生成の際、複数の要素に分割するメッシュ化と、膜の両側にシェルを重ねる重層化の順序が逆である点で実質的に相違する。しかし、この請求項2に係る発明によれば、結果として請求項1に係る発明と同様のブランク解析モデルを生成できるので、請求項1に係る発明と同様の効果を得ることができると共に、上述のメッシュ化と重層化の順序は任意に設定可能であるので、実際にFEM解析モデル生成システムを設計する際の自由度を向上させることができる。   The invention according to claim 2 is that the order of meshing divided into a plurality of elements and the layering of stacking shells on both sides of the membrane are opposite to those of the invention according to claim 1 when the blank analysis model is generated. Is substantially different. However, according to the invention according to claim 2, since a blank analysis model similar to that of the invention according to claim 1 can be generated as a result, the same effect as that of the invention according to claim 1 can be obtained, and Since the order of meshing and layering can be arbitrarily set, the degree of freedom in actually designing the FEM analysis model generation system can be improved.

請求項3に係る発明によれば、ブランク解析モデル生成部は、材料特性データに基づいて、面外の曲げ剛性を表すためのデータとして、シェル要素中立面の所定距離とシェル要素の弾性率を算出してシェル要素に設定するので、実際の面外の曲げ剛性を反映したブランク解析モデルを生成することができ、この解析モデルを用いることで、曲げ剛性をより正確に考慮した、さらに高精度な解析結果を得ることができる。   According to the invention of claim 3, the blank analysis model generation unit uses the predetermined distance of the shell element neutral surface and the elastic modulus of the shell element as data for representing the out-of-plane bending rigidity based on the material property data. Is calculated and set in the shell element, so a blank analysis model that reflects the actual out-of-plane bending stiffness can be generated. By using this analysis model, the bending stiffness can be considered more accurately. Accurate analysis results can be obtained.

請求項4に係る発明によれば、ブランク材として広く使用されている平織り等の直交異方性材を用いる場合に、請求項1に係る発明と同様の効果を得ることができる。   According to the invention of claim 4, when an orthotropic material such as a plain weave widely used as a blank material is used, the same effect as that of the invention of claim 1 can be obtained.

請求項5、10、11に係る発明によれば、解析部において、生成されたブランク解析モデルを解析するための格別な構成が必要ないので、汎用の解析ソルバを用いてFEM解析を行うことができる。   According to the inventions according to claims 5, 10, and 11, since no special configuration for analyzing the generated blank analysis model is required in the analysis unit, it is possible to perform FEM analysis using a general-purpose analysis solver. it can.

請求項6に係る発明によれば、請求項1に係るFEM解析モデル生成システムの発明と同様の効果を得ることができる。   According to the invention of claim 6, the same effect as that of the invention of the FEM analysis model generation system according to claim 1 can be obtained.

請求項7に係る発明によれば、請求項2に係るFEM解析モデル生成システムの発明と同様の効果を得ることができる。   According to the invention of claim 7, the same effect as that of the invention of the FEM analysis model generation system according to claim 2 can be obtained.

請求項8に係る発明によれば、請求項3に係るFEM解析モデル生成システムの発明と同様の効果を得ることができる。   According to the invention of claim 8, the same effect as that of the invention of the FEM analysis model generation system according to claim 3 can be obtained.

請求項9に係る発明によれば、請求項4に係るFEM解析モデル生成システムの発明と同様の効果を得ることができる。   According to the invention of claim 9, the same effect as that of the invention of the FEM analysis model generation system according to claim 4 can be obtained.

本発明の一実施形態であるプレス成形のFEM解析システムの全体構成を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating an overall configuration of a press-forming FEM analysis system according to an embodiment of the present invention. 本システムの処理装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the processing apparatus of this system. 本システムの記憶装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the memory | storage device of this system. ブランク材の材料特性に関するブランク材データを示す図である。It is a figure which shows the blank material data regarding the material characteristic of a blank material. ブランク材の形状等に関するブランク材データを示す図である。It is a figure which shows the blank material data regarding the shape etc. of a blank material. ブランク解析モデルデータを示す図である。It is a figure which shows blank analysis model data. 積分点に関するFEM解析データを示す図である。It is a figure which shows the FEM analysis data regarding an integration point. その余に関するFEM解析データを示す図である。It is a figure which shows the FEM analysis data regarding the remainder. 本システムの出力装置に出力表示された画面の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the screen output-displayed on the output device of this system. プレス成形工程を概略的に説明する説明図である。It is explanatory drawing which illustrates a press molding process roughly. 織物材であるブランク材の斜視図である。It is a perspective view of the blank material which is a textile material. 同ブランク材の拡大図である。図12(a)は、織物材の織物構造を説明する拡大平面図である。図12(b)は、同織物材が単層の場合の拡大側面図であり、図12(c)は、同織物材が複層の場合の拡大側面図である。It is an enlarged view of the blank material. Fig.12 (a) is an enlarged plan view explaining the textile structure of a textile material. Fig. 12 (b) is an enlarged side view when the fabric material is a single layer, and Fig. 12 (c) is an enlarged side view when the fabric material is a multilayer. ブランク解析モデル生成システムのメインルーチンの制御方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control method of the main routine of a blank analysis model production | generation system. 図13におけるブランク解析モデル生成のサブルーチンの制御方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control method of the subroutine of blank analysis model generation in FIG. 図14における面外曲げ剛性算出のサブルーチンの制御方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control method of the subroutine of an out-of-plane bending rigidity calculation in FIG. FEM解析システムの解析部の制御方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control method of the analysis part of a FEM analysis system. 織物材または複合材であるブランク材の解析モデルを説明する図である。It is a figure explaining the analysis model of the blank material which is a textile material or a composite material. 同解析モデルを曲げたときに発生するひずみを概略的に説明する図である。It is a figure which illustrates roughly the distortion which generate | occur | produces when the analysis model is bent. 同解析モデルに発生した応力の計算方法を説明する図である。It is a figure explaining the calculation method of the stress which generate | occur | produced in the analysis model. プレス成形シミュレーションを説明する斜視図である。It is a perspective view explaining press molding simulation. プレス成形シミュレーションの解析結果を示す斜視図である。図21(a)は、メソモデル解析を行った場合のしわの発生状況を示す図である。図21(b)は、本発明の解析システムを用いた場合のしわの発生状況を示す図である。図21(c)は、比較例として、曲げ剛性を考慮しなかった場合のしわの発生状況を示す図である。It is a perspective view which shows the analysis result of press molding simulation. FIG. 21A is a diagram illustrating a wrinkle generation state when a meso model analysis is performed. FIG. 21B is a diagram showing a wrinkle generation state when the analysis system of the present invention is used. FIG. 21C is a diagram showing a wrinkle generation state when the bending rigidity is not considered as a comparative example. 同システムの処理装置の変形例の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the modification of the processing apparatus of the system.

以下、本発明に係る織物材または複合材を用いるプレス成形のFEM解析モデル生成システムおよびプログラムとそれを備えたFEM解析システムおよびプログラムの実施形態について説明する。まず、FEM解析モデル生成システム100をサブシステムとして含むトータルシステムとしてのFEM解析システム1について説明する。   Hereinafter, an embodiment of an FEM analysis model generation system and program for press forming using a woven material or a composite material according to the present invention and an FEM analysis system and program including the same will be described. First, the FEM analysis system 1 as a total system including the FEM analysis model generation system 100 as a subsystem will be described.

(1)FEM解析システムの概要
図1は、織物材または複合材を用いるプレス成形のFEM解析システム1の中心となるコンピュータ10の構成を示す。このコンピュータ10は、CPU等の処理装置11と、メモリまたはハードディスク等の記憶装置12と、キーボード、マウスまたはCD−ROMドライブ等の入力装置13と、液晶ディスプレイまたはプリンタ等の出力装置14とを有する。
(1) Outline of FEM Analysis System FIG. 1 shows a configuration of a computer 10 that is the center of a press-formed FEM analysis system 1 using a woven material or a composite material. The computer 10 includes a processing device 11 such as a CPU, a storage device 12 such as a memory or a hard disk, an input device 13 such as a keyboard, a mouse, or a CD-ROM drive, and an output device 14 such as a liquid crystal display or a printer. .

(1−1)処理装置
図2は、図1の処理装置11の構成を示す。この処理装置11は、一連の作業プロセスを結合したものである。その中には、ブランク解析モデル生成システム100がFEM解析システム1のサブシステムとして含まれている。
(1-1) Processing Device FIG. 2 shows the configuration of the processing device 11 of FIG. The processing device 11 is a combination of a series of work processes. Among them, a blank analysis model generation system 100 is included as a subsystem of the FEM analysis system 1.

このブランク解析モデル生成システム100は、ブランク材データDT1を取得するブランク材データ取得部110、基本モデルMを生成する基本モデル生成部120、重層モデルMを作成する重層モデル作成部130、ブランク解析モデルMを生成するブランク解析モデル生成部140から主に構成されている。 The blank analysis model generation system 100, the blank data acquisition unit 110 for acquiring the blank data DT1, the basic model generating unit 120, multilayer model creation unit 130 to create a layered model M 2 to produce a basic model M 1, blank It is mainly composed of the blank analysis model generating unit 140 for generating an analysis model M 3.

また、処理装置11は、当該プレス成形装置の金型形状データDT5を取得する金型形状データ取得部200と、金型形状データDT5に基づいて金型解析モデルmを生成する金型解析モデル生成部220とを有する。さらに、処理装置11は、ブランク解析モデルMと金型解析モデルmを用いてプレス成形シミュレーションを行う解析部300を有し、プレス成形シミュレーション結果を出力装置14に表示するための解析結果表示部400を有している。 In addition, the processing apparatus 11 includes a mold shape data acquisition unit 200 that acquires the mold shape data DT5 of the press molding apparatus, and a mold analysis model generation that generates a mold analysis model m based on the mold shape data DT5. Part 220. Further, the processing unit 11 has an analysis unit 300 that performs press forming simulation using the blank analysis model M 3 and mold analysis model m, analysis to display the press-forming simulation result to the output device 14 result display unit 400.

(1−2)記憶装置
図3は、図1の記憶装置12の構成を示す。この記憶装置12は、プログラム記憶部12Aとデータ記憶部12Bから主に構成されている。プログラム記憶部12Aは、基本モデル生成プログラムPR1、重層モデル作成プログラムPR2、ブランク解析モデル生成プログラムPR3、金型解析モデル生成プログラムPR4、解析プログラムPR5(いわゆる解析ソルバ)および結果表示プログラムPR6をそれぞれ格納するプログラム格納部12A〜12Aを有している。各プログラムPR1〜PR6は、上述の処理装置11における基本モデル生成部120、重層モデル作成部130、ブランク解析モデル生成部140、金型解析モデル生成部220、解析部300、解析結果表示部400によってそれぞれ実行される。
(1-2) Storage Device FIG. 3 shows the configuration of the storage device 12 of FIG. The storage device 12 mainly includes a program storage unit 12A and a data storage unit 12B. The program storage unit 12A stores a basic model generation program PR1, a multilayer model generation program PR2, a blank analysis model generation program PR3, a mold analysis model generation program PR4, an analysis program PR5 (so-called analysis solver), and a result display program PR6. Program storage units 12A 1 to 12A 6 are included. The programs PR1 to PR6 are executed by the basic model generation unit 120, the multilayer model generation unit 130, the blank analysis model generation unit 140, the mold analysis model generation unit 220, the analysis unit 300, and the analysis result display unit 400 in the processing apparatus 11 described above. Each is executed.

また、データ記憶部12Bは、ブランク材データDT1、基本モデルデータDT2、重層モデルデータDT3、ブランク解析モデルデータDT4、金型形状データDT5よび金型解析モデルデータDT6をそれぞれ格納するデータ格納部12B〜12B有している。以下、これらデータDT1〜DT6ついて説明する。 The data storage portion 12B, blank data DT1, the basic model data DT2, layered model data DT3, the blank analysis model data DT4, the data storage unit 12B 1 for storing a mold shape data DT5 preliminary mold analysis model data DT6 respectively ~12B 6 has. Hereinafter, these data DT1 to DT6 will be described.

(1−2−1)ブランク材データ
ブランク材データDT1は、ブランク材Bの材料特性と形状等に関するデータである。このブランク材データDT1は、CD−ROM等の記憶媒体に記憶され、CD−ROMドライブ等の入力装置13を介してブランク材データ取得部110によって処理装置11に入力され、記憶装置12に記憶される。
(1-2-1) Blank Material Data The blank material data DT1 is data relating to the material characteristics and shape of the blank material B. This blank material data DT1 is stored in a storage medium such as a CD-ROM, is input to the processing device 11 by the blank material data acquisition unit 110 via the input device 13 such as a CD-ROM drive, and is stored in the storage device 12. The

ブランク材Bの材料特性に関するデータには、応力ひずみ特性データテーブルと曲げ剛性データテーブルが含まれる。ブランク材Bが直交異方性材料の場合、具体的には、図4に示すように、応力ひずみ特性データテーブルには、0°、90°方向およびせん断の応力ひずみ特性が含まれる。また、曲げ剛性データテーブルには、0°、45°および90°方向の曲げ剛性EI、EI45、EI90が含まれる。 The data relating to the material characteristics of the blank material B includes a stress strain characteristic data table and a bending stiffness data table. When the blank B is an orthotropic material, specifically, as shown in FIG. 4, the stress strain characteristic data table includes stress strain characteristics of 0 °, 90 ° and shear. The bending stiffness data table includes bending stiffnesses EI 0 , EI 45 , and EI 90 in the directions of 0 °, 45 °, and 90 °.

0°、90°方向の応力ひずみ特性は、ブランク材Bと同じ材料で形成された試験片を用いた実際の引張試験によって得られる。また、せん断の応力ひずみ特性は、ピクチャフレーム試験もしくは+/−45°配向の試験片を伸張させるBias−Extension試験によって得られる。ブランク材Bが複数の織物材等が積層されたものである場合、上述の試験は、ブランク材と同様に積層された状態である複層の試験片を用いて行う。なお、一般的に、0°方向、せん断および90°方向の応力ひずみ特性は、その弾性範囲では、ひずみに対する応力の変化率(傾き)がほぼ一定であり、これらの変化率は、0°方向の引張弾性率E、せん断弾性率Gおよび90°方向の引張弾性率E90をそれぞれ技術的に意味する。 The stress strain characteristics in the directions of 0 ° and 90 ° are obtained by an actual tensile test using a test piece made of the same material as that of the blank material B. In addition, the stress-strain characteristics of the shear can be obtained by a picture frame test or a Bias-Extension test in which a specimen with +/− 45 ° orientation is stretched. When the blank material B is a laminate of a plurality of woven materials or the like, the above-described test is performed using a multi-layer test piece that is in the same manner as the blank material. In general, the stress strain characteristics in the 0 ° direction, shear, and 90 ° direction have a substantially constant rate of change (slope) of stress with respect to the strain in the elastic range, and these rate of change is in the 0 ° direction. Technically mean tensile elastic modulus E 0 , shear elastic modulus G and 90 ° tensile elastic modulus E 90 .

0°、45°および90°方向の曲げ剛性EI、EI45、EI90は、ブランク材Bと同じ材料で形成された試験片を用いた実際の曲げ試験によって得られる。ブランク材Bが複数の織物材等が積層されたものである場合、上述の試験は、ブランク材と同様に積層された状態である複層の試験片を用いて行う。なお、一般的に、0°、45°および90°方向の曲げ試験によって、曲率に対するモーメントの大きさが得られるが、その弾性範囲では、曲率に対するモーメントの変化率(傾き)はほぼ一定であり、これらの変化率は、0°、45°および90°方向の曲げ剛性EI、EI45、EI90をそれぞれ技術的に意味する。 The bending stiffness EI 0 , EI 45 , EI 90 in the directions of 0 °, 45 ° and 90 ° is obtained by an actual bending test using a test piece formed of the same material as that of the blank material B. When the blank material B is a laminate of a plurality of woven materials or the like, the above-described test is performed using a multi-layer test piece that is in the same manner as the blank material. Generally, the magnitude of the moment with respect to the curvature is obtained by bending tests in the directions of 0 °, 45 °, and 90 °. However, the rate of change (slope) of the moment with respect to the curvature is substantially constant within the elastic range. These rates of change technically mean flexural stiffness EI 0 , EI 45 , EI 90 in the 0 °, 45 ° and 90 ° directions, respectively.

なお、上述の材料特性に関するデータを得るために、試験片を用いて実際に試験を行う替わりに、ブランク材Bの一部について、その構造を詳細にモデル化したものを解析するメソモデル解析を行い、この解析結果を上述の材料特性に関するデータとして用いてもよい。   In addition, in order to obtain the above-mentioned data on the material characteristics, instead of actually performing the test using the test piece, a meso model analysis for analyzing a part of the blank B in which the structure is modeled in detail is performed. The analysis result may be used as data relating to the material characteristics described above.

ブランク材Bの形状に関するデータには、外形線データテーブルと厚みデータが含まれる。外形線データテーブルは、シート状のブランク材Bをプレス方向から視たときの外形線の形状を示すデータであり、ブランク材BのCADデータ等に基づいてブランク材データ取得部110によって生成される。具体的には、外形線データテーブルは、図5に示すように、線分番号L…、線分タイプ(フィレット、円弧、直線)、第1端点座標(XY座標)、第2端点座標(XY座標)、中心座標(XY座標)、半径R、開始角度αおよび終了角度βから構成されている。   The data relating to the shape of the blank material B includes an outline data table and thickness data. The outline data table is data indicating the shape of the outline when the sheet-like blank B is viewed from the press direction, and is generated by the blank data acquisition unit 110 based on the CAD data of the blank B and the like. . Specifically, as shown in FIG. 5, the outline data table includes a line segment number L, a line segment type (fillet, arc, straight line), a first end point coordinate (XY coordinate), and a second end point coordinate (XY). Coordinate), center coordinate (XY coordinate), radius R, start angle α, and end angle β.

ここで、ブランク材Bの外形線は、複数の線分から構成された閉曲線として考えているため、外形線データは、各線分について、フィレット、円弧または直線のいずれかを示す線分タイプと、線分の両端のXY座標を示す第1、第2端点座標と共に、線分が円弧またはフィレットの場合、その中心座標および半径Rと、線分の両端の位相を示す開始角度αおよび終了角度βをデータとして有している。   Here, since the outline of the blank material B is considered as a closed curve composed of a plurality of line segments, the outline data is a line segment type indicating either a fillet, an arc, or a straight line for each line segment, and a line When the line segment is an arc or a fillet together with the first and second end point coordinates indicating the XY coordinates of both ends of the minute, the center coordinates and radius R, and the start angle α and the end angle β indicating the phase of both ends of the line segment It has as data.

(1−2−2)基本モデルデータ
基本モデルデータDT2は、ブランク材Bの外形線で囲まれた面内を複数の要素に分割した基本モデルMのメッシュデータである。この基本モデルデータDT2は、上述のブランク材データDT1の外形線データテーブルと厚みデータに基づいて、基本モデル生成部120によって生成され、記憶装置12に記憶される。
(1-2-2) Basic model data base model data DT2 is a mesh data of the basic model M 1 of the plane is divided into a plurality of elements enclosed by the outline of the blank B. The basic model data DT2 is generated by the basic model generation unit 120 based on the outline data table and thickness data of the blank material data DT1 described above, and is stored in the storage device 12.

基本モデルデータDT2には、節点座標テーブルと要素構成データテーブルが含まれる。具体的には、節点座標テーブルには、各節点のXYZ座標が含まれ、要素構成データテーブルには、各要素形状が四角形の場合、第1節点番号、第2節点番号、第3節点番号および第4節点番号が含まれる。   The basic model data DT2 includes a nodal coordinate table and an element configuration data table. Specifically, the node coordinate table includes the XYZ coordinates of each node, and the element configuration data table includes the first node number, the second node number, the third node number, and the like when each element shape is a rectangle. The fourth node number is included.

(1−2−3)重層モデルデータ
重層モデルデータDT3は、基本モデルMの各要素について、その厚み中心位置に膜要素を設定し、該膜要素とその節点を共有し、FEM解析時に中心位置より両側に所定距離離間しているものとして扱われるシェル要素を設定した重層モデルMに関するデータである。この重層モデルデータDT3は、基本モデルデータDT2に基づいて重層モデル作成部130によって作成され、記憶装置12に記憶される。
(1-2-3) layer model data layer model data DT3, for each element of the basic model M 1, set the membrane elements in the thickness center position, it shares its nodes and membrane elements, centered at FEM analysis on either side of the position is data on layer model M 2 which sets the shell elements to be treated as being a predetermined distance. The multilayer model data DT3 is created by the multilayer model creation unit 130 based on the basic model data DT2, and is stored in the storage device 12.

重層モデルデータDT3には、部品構成データテーブル、節点座標テーブルおよび要素構成データテーブルが含まれる。具体的には、部品構成データテーブルには、各部品の要素タイプ(膜要素またはシェル要素)と厚みが含まれ、節点座標テーブルには、各節点のXYZ座標が含まれ、要素構成データテーブルには、各要素の部品番号、第1節点番号、第2節点番号、第3節点番号および第4節点番号が含まれる。   The multilayer model data DT3 includes a component configuration data table, a node coordinate table, and an element configuration data table. Specifically, the component configuration data table includes the element type (film element or shell element) and thickness of each component, and the node coordinate table includes the XYZ coordinates of each node. Includes a part number, a first node number, a second node number, a third node number, and a fourth node number of each element.

(1−2−4)ブランク解析モデルデータ
ブランク解析モデルデータDT4は、解析部300で用いられるブランク材Bの解析モデルMを示すデータである。このブランク解析モデルデータDT4は、重層モデルデータDT3に基づいてブランク解析モデル生成部140によって生成され、記憶装置12に記憶される。
(1-2-4) blank analysis model data blank analysis model data DT4 is data showing an analysis model M 3 of the blank B to be used in the analysis unit 300. The blank analysis model data DT4 is generated by the blank analysis model generation unit 140 based on the multilayer model data DT3 and stored in the storage device 12.

ブランク解析モデルデータDT4には、部品構成データテーブル、節点座標テーブルおよび要素構成データテーブルが含まれる。具体的には、図6に示すように、部品構成データテーブルには、各部品の要素タイプ(膜要素またはシェル要素)と厚みが含まれ、節点座標テーブルには、各節点のXYZ座標が含まれる。また、要素構成データテーブルには、各要素の部品番号、第1節点番号、第2節点番号、第3節点番号、第4節点番号と共に、各シェル要素の中立面の膜要素からのオフセット量d、各シェル要素の弾性率Eshellおよび各膜要素の応力ひずみ特性が含まれる。 The blank analysis model data DT4 includes a component configuration data table, a node coordinate table, and an element configuration data table. Specifically, as shown in FIG. 6, the component configuration data table includes the element type (film element or shell element) and thickness of each component, and the node coordinate table includes the XYZ coordinates of each node. It is. The element configuration data table includes the part number, the first node number, the second node number, the third node number, and the fourth node number of each element, as well as the offset amount from the film element on the neutral surface of each shell element. d, the elastic modulus E shell of each shell element and the stress strain characteristics of each membrane element.

(1−2−5)金型形状データ
金型形状データDT5は、プレス金型のCADデータ等の形状データである。この金型形状データDT5は、CD−ROM等の記憶媒体に記憶され、CD−ROMドライブ等の入力装置13を介して金型形状データ取得部200によって処理装置11に入力され、記憶装置12に記憶される。
(1-2-5) Mold Shape Data The mold shape data DT5 is shape data such as CAD data of a press mold. The mold shape data DT5 is stored in a storage medium such as a CD-ROM, and is input to the processing device 11 by the mold shape data acquisition unit 200 via the input device 13 such as a CD-ROM drive. Remembered.

(1−2−6)金型解析モデルデータ
金型解析モデルデータDT6は、プレス金型の解析モデルmを示すデータである。この金型解析モデルデータDT6は、金型形状データDT5に基づいて金型解析モデル生成部220によって生成され、記憶装置12に記憶される。
(1-2-6) Mold Analysis Model Data The mold analysis model data DT6 is data indicating an analysis model m of the press mold. The mold analysis model data DT6 is generated by the mold analysis model generation unit 220 based on the mold shape data DT5 and stored in the storage device 12.

(1−2−7)FEM解析データ
FEM解析データは、解析部300での解析中に繰り返し演算されるブランク解析モデルMの各要素または各積分点に関するデータである。このFEM解析データには、積分点データテーブル、要素構成テーブル、材料属性データテーブル、節点座標テーブルが含まれる。
(1-2-7) FEM analysis data FEM analysis data is data relating to each component or each integration point of the blank analysis model M 3 that is repeatedly calculated during analysis in the analysis unit 300. The FEM analysis data includes an integration point data table, an element configuration table, a material attribute data table, and a node coordinate table.

図7に示すように、積分点データテーブルには、FEM解析の対象となるブランク解析モデルMの各要素に含まれる積分点番号P1、P2・・・と、各積分点が含まれる要素番号E1、E2・・・、各積分点の要素座標系での位置成分(X、Y、Z)と応力成分(σXX、σXY、σXZ、σYX、σYY、σYZ、σZX、σZY、σZZ)とひずみ成分(εXX、εXY、εXZ、εYX、εYY、εYZ、εZX、εZY、εZZ)が含まれる。 As shown in FIG. 7, the integral point data table, element number integration point and number P1, P2 · · · contained in each element of the blank analysis model M 3 to be FEM analysis, each integration point included E1, E2,..., Position components (X, Y, Z) and stress components (σ XX , σ XY , σ XZ , σ YX , σ YY , σ YZ , σ ZX ) of each integration point in the element coordinate system σ ZY , σ ZZ ) and strain components (ε XX , ε XY , ε XZ , ε YX , ε YY , ε YZ , ε ZX , ε ZY , ε ZZ ).

図8(a)に示すように、要素構成テーブルには、要素番号E1、E2・・・、各要素の材料番号M1、M2・・・、面内積分点数および面外積分点数、各要素に含まれる第1節点番号、第2節点番号、第3節点番号および第4節点番号が含まれる。   As shown in FIG. 8A, the element configuration table includes element numbers E1, E2..., Material numbers M1, M2..., In-plane integration points and out-of-plane integration points, The included first node number, second node number, third node number, and fourth node number are included.

図8(b)に示すように、材料属性データテーブルには、材料番号M1、M2・・・、材料データが含まれる。   As shown in FIG. 8B, the material attribute data table includes material numbers M1, M2,...

図8(c)に示すように、節点座標テーブルには、節点番号N1、N2・・・、各節点の全体座標系での位置成分(X、Y、Z)が含まれる。   As shown in FIG. 8C, the node coordinate table includes node numbers N1, N2,..., And position components (X, Y, Z) of each node in the global coordinate system.

このFEM解析データは、ブランク解析モデルデータDT4に基づいて解析部300で生成され、生成されたFEM解析データに基づいて解析結果出力部400によって出力装置14に解析結果が出力される。   The FEM analysis data is generated by the analysis unit 300 based on the blank analysis model data DT4, and the analysis result is output to the output device 14 by the analysis result output unit 400 based on the generated FEM analysis data.

(1−3)入力装置
入力装置13は、CADデータ、メッシュデータ等のブランク材Bおよびプレス金型等の形状に関するデータの入力、解析条件等の各種条件の設定または本システム1の制御等に用いられる。
(1-3) Input Device The input device 13 is used to input data related to the shape of the blank material B such as CAD data and mesh data and the press mold, to set various conditions such as analysis conditions, or to control the system 1. Used.

(1−4)出力装置
出力装置14には、入力画面、編集画面、解析結果等が表示される。例えば、図9に示すように、プレス成形後の織物材等の三次元形状がグラフィック表示される。
(1-4) Output device The output device 14 displays an input screen, an edit screen, an analysis result, and the like. For example, as shown in FIG. 9, a three-dimensional shape such as a woven material after press molding is displayed graphically.

(2)プレス成形装置
上述のFEM解析システム1によってシミュレーション解析を行うプレス成形について、図10を参照しながら説明する。
(2) Press molding apparatus The press molding which performs a simulation analysis with the above-mentioned FEM analysis system 1 is demonstrated, referring FIG.

図10に示すように、このプレス成形を行うためのプレス成形装置は、ダイD、しわ押さえFおよびパンチPを有する。上型となるダイDは、その下面に成形品の形状に合わせた形状のキャビティCを有する。下型となるしわ押さえFは、その中央にダイDのキャビティCの輪郭にほぼ沿った形状の開口を有し、その周囲の上面にダイDのキャビティCの周囲の面に合わせた形状のしわ押さえ面を有する。同じく下型となるパンチPは、その外形はしわ押さえFの開口の形状に合わせた形状で若干小さく形成されており、その上面はダイDのキャビティCの形状に合わせた凸形状を有する。   As shown in FIG. 10, the press molding apparatus for performing the press molding includes a die D, a wrinkle presser F, and a punch P. The die D serving as the upper mold has a cavity C having a shape matching the shape of the molded product on the lower surface thereof. The wrinkle retainer F serving as a lower mold has an opening having a shape substantially along the contour of the cavity C of the die D at the center thereof, and a wrinkle having a shape matching the surface around the cavity C of the die D on its upper surface. Has a holding surface. Similarly, the punch P, which is the lower die, has an outer shape that is slightly smaller in shape corresponding to the shape of the opening of the wrinkle retainer F, and its upper surface has a convex shape that matches the shape of the cavity C of the die D.

このパンチPは、しわ押さえFの開口の内部で昇降できるように、しわ押さえFの開口の内壁面に対して間隙を設けて配置されている。しわ押さえFに対してパンチPが最も下降した状態(図10(a)参照)では、パンチPの最上端はしわ押さえFの開口の周囲の上面よりも低くなる。また、しわ押さえFに対してパンチPが最も上昇した状態(図10(b)参照)では、パンチPの周囲の上面はしわ押さえFの開口の周囲の上面とほぼ同じ高さになる。   The punch P is disposed with a gap with respect to the inner wall surface of the opening of the wrinkle retainer F so that it can be moved up and down inside the opening of the wrinkle retainer F. In a state where the punch P is lowered most with respect to the wrinkle retainer F (see FIG. 10A), the uppermost end of the punch P is lower than the upper surface around the opening of the wrinkle retainer F. Further, in the state where the punch P is raised most with respect to the wrinkle retainer F (see FIG. 10B), the upper surface around the punch P is almost the same height as the upper surface around the opening of the wrinkle retainer F.

このプレス成形装置を用いたプレス成形は、まず、図10(a)に示すように、製品の材料となる平板状のブランク材Bの周囲を、ダイDのキャビティCの周囲の下面としわ押さえFの上面との間で所定の圧力で挟むことでしわ押さえを行う。   In press forming using this press forming apparatus, first, as shown in FIG. 10A, the periphery of the flat blank B serving as the material of the product is used as the lower surface around the cavity C of the die D to suppress wrinkles. Wrinkle pressing is performed by sandwiching with the upper surface of F at a predetermined pressure.

次に、図10(b)に示すように、パンチPを上昇させ、ブランク材BをダイDのキャビティC内に押し込み、ブランク材BをダイDとパンチPとの間に挟んで押圧する。なお、プレス成形の際に、パンチPを固定してダイDおよびしわ押さえFを昇降させてもよい。   Next, as shown in FIG. 10B, the punch P is raised, the blank material B is pushed into the cavity C of the die D, and the blank material B is pressed between the die D and the punch P and pressed. In the press molding, the die D and the wrinkle presser F may be moved up and down with the punch P fixed.

このプレス成形装置によれば、図10(b)に示すような成形品B’が得られる。この成形品B’は、製品部、余肉部およびしわ押さえ部から構成されており、この製品部と余肉部は、上述のプレス成形装置のパンチPとダイDとの間のキャビティC内で成形され、このしわ押さえ部は、しわ押さえFとダイDとの間で成形される。この成形品B’を製品部の外形線である製品形状外形線に沿って打ち抜くことで、所望の製品を得ることができる。   According to this press molding apparatus, a molded product B ′ as shown in FIG. 10B is obtained. This molded product B ′ is composed of a product part, a surplus part and a wrinkle holding part, and this product part and surplus part are in the cavity C between the punch P and the die D of the press molding apparatus described above. The wrinkle pressing portion is formed between the wrinkle pressing F and the die D. A desired product can be obtained by punching the molded product B 'along the product shape outline which is the outline of the product portion.

ここで、しわ押さえFおよびダイD間のしわ押さえ力が適切でないと成形品B’に割れやしわが生じるおそれがある。一般的に、しわ押さえ力が大きいと、局所的に延びて繊維の破断ひずみが生じる部分で割れが発生しやすくなる。一方、しわ押さえ力が小さいと、ダイDのキャビティC内へ絞り込まれたブランク材Bが座屈を起こしてしわが発生しやすくなる。   Here, if the wrinkle pressing force between the wrinkle presser F and the die D is not appropriate, the molded product B 'may be cracked or wrinkled. In general, when the wrinkle holding force is large, cracks are likely to occur at portions where the fibers are locally stretched and the fiber breaks. On the other hand, when the wrinkle holding force is small, the blank B that has been squeezed into the cavity C of the die D tends to buckle and wrinkles are likely to occur.

(3)ブランク材となる織物材または複合材
上述のプレス成形装置によってプレス成形を行うブランク材Bとなる織物材または複合材について、図11、図12を参照しながら説明する。
(3) Textile material or composite material used as blank material The fabric material or composite material used as blank material B that is subjected to press molding by the above press molding apparatus will be described with reference to FIGS. 11 and 12.

ここで扱う織物材とは、特に、有機または無機の繊維状の強化材(例えば、炭素繊維、ガラス繊維など)をシート状に織った材料であり、例えば、ドライファブリックなどがある。また、ここで扱う複合材とは、特に、基材となる上述の織物材または不織の繊維状の強化材に母材となる熱可塑性または熱硬化性の樹脂を含浸させてシート状にした材料であり、例えば、熱硬化性樹脂を含浸させたプリプレグシート、熱可塑性樹脂を含浸させたスタンパブルシートなどがある。   The fabric material handled here is a material in which organic or inorganic fibrous reinforcing materials (for example, carbon fibers, glass fibers, etc.) are woven into a sheet shape, and examples thereof include dry fabrics. In addition, the composite material handled here is a sheet by impregnating the above-mentioned woven material or non-woven fibrous reinforcing material as a base material with a thermoplastic or thermosetting resin as a base material. Examples of the material include a prepreg sheet impregnated with a thermosetting resin and a stampable sheet impregnated with a thermoplastic resin.

図11に、ブランク材Bの一例として、連続炭素繊維が平織りされた織物材を示す。この織物材の織物構造は、拡大視すると図12(a)に示すように、複数の連続炭素繊維が束ねられた連続繊維束を縦糸(白色を参照)と横糸(黒色を参照)とし、この縦糸と横糸が一束ずつ交差するように織られている。なお、この縦糸と横糸には、互いに異なる材料特性の強化材を用いてもよい。また、織物材の織り方は、平織りに限らず、例えば綾織、朱子織などであってもよい。   FIG. 11 shows a woven material in which continuous carbon fibers are plain-woven as an example of the blank material B. As shown in FIG. 12 (a), the woven structure of the woven material is a warp (see white) and weft (see black) continuous fiber bundle in which a plurality of continuous carbon fibers are bundled. It is woven so that the warp and weft intersect one bundle at a time. Note that reinforcing materials having different material characteristics may be used for the warp and the weft. Further, the weaving method of the woven material is not limited to the plain weave, and may be, for example, a twill weave or a satin weave.

この織物材は、図12(b)に示すように、単層の状態でプレス成形される場合もあれば、図12(c)に示すように、複数枚の同種または異種の織物材が積層された複層の状態でプレス成形される場合もある。なお、複合材の例として、その内部の基材となる強化材が上述の織物材と同様の構造を備え、この強化材を所望の樹脂で含浸したものがある。   This fabric material may be press-molded in a single layer state as shown in FIG. 12 (b), or a plurality of same or different types of fabric materials may be laminated as shown in FIG. 12 (c). In some cases, it is press-molded in the state of multiple layers. In addition, as an example of the composite material, there is one in which a reinforcing material serving as a base material in the composite material has the same structure as the above-described woven material, and the reinforcing material is impregnated with a desired resin.

このような構造を備える織物材または複合材は、その繊維状の強化材が特定の方向に延びているので、その方向によって応力ひずみ特性、曲げ剛性などが異なる、すなわち、材料特性に配向性を有するのが特徴である。例えば、図12(a)のように0°方向と90°方向に繊維が延びる平織りの織物構造の場合、一般に、斜め45°方向に引張すると最も変形する。また、複合材の場合、基材と母材の各材料特性、基材と母材の間の密着性などによって、その応力ひずみ特性、曲げ剛性などの材料特性が異なるのが特徴である。   In a woven material or composite material having such a structure, since the fibrous reinforcing material extends in a specific direction, stress strain characteristics, bending rigidity, etc. differ depending on the direction, that is, the orientation of the material characteristics. It has a feature. For example, in the case of a plain woven fabric structure in which fibers extend in the 0 ° direction and 90 ° direction as shown in FIG. In the case of a composite material, the material characteristics such as stress-strain characteristics and bending rigidity differ depending on the material characteristics of the base material and the base material, the adhesion between the base material and the base material, and the like.

(4)制御方法
次に、上述の処理装置11による一連の制御方法について、以下に説明する。
(4) Control Method Next, a series of control methods by the above-described processing apparatus 11 will be described below.

(4−1)ブランク解析モデル生成方法
ブランク解析モデル生成システム100によって、FEM解析時に用いるブランク解析モデルMを生成する方法について、図13を参照しながら説明する。
(4-1) by the blank analysis model generating method blank analysis model generation system 100, how to generate a blank analysis model M 3 used during FEM analysis, will be described with reference to FIG.

まず、ブランク材データ取得部110によって、ブランク材Bの材料特性と形状に関するブランク材データDT1を記憶装置12から取得する(S1)。   First, the blank material data acquisition unit 110 acquires blank material data DT1 related to the material characteristics and shape of the blank material B from the storage device 12 (S1).

次に、基本モデル生成部120によって、取得したブランク材データDT1の外形線データテーブルに基づき、ブランク材Bの外形線で囲まれた面内をメッシュ化して複数の要素に分割された2次元の基本モデルMを生成する(S2)。なお、一般に構造解析の分野において、メッシュ化は公知の技術であるため、詳細な説明を省略する。また、この実施形態では、メッシュの形状が四角形であるが、三角形であってもよい。 Next, based on the outline data table of the blank material data DT1 acquired by the basic model generation unit 120, the two-dimensional mesh divided into a plurality of elements by meshing the surface surrounded by the outline of the blank B generating a basic model M 1 (S2). In general, in the field of structural analysis, meshing is a known technique, and thus detailed description thereof is omitted. In this embodiment, the shape of the mesh is a quadrangle, but it may be a triangle.

次に、重層モデル作成部130によって、生成された基本モデルMの各要素について、図17に示すように、その厚み中心位置に膜要素Efを設定すると共に、膜要素Efとその節点Nを共有し、FEM解析時に中心位置より両側にそれぞれ所定距離d(以下、「オフセット量d」という。)だけ離間しているものとして扱われるシェル要素Es1、Es2を設定して重層モデルMを作成する(S3)。 Next, the multilayer model creation part 130, the generated elements of the basic model M 1, as shown in FIG. 17, and sets the film element Ef in the thickness center position, the membrane elements Ef the node N share, on both sides of the center position during FEM analysis predetermined distance d (hereinafter, referred to as "offset d".) only creates a layer model M 2 by setting the shell elements EsI, Es2 are treated as being spaced (S3).

作成された重層モデルMは、膜要素Efの厚みがブランク材Bの厚みtに設定されると共に、上下のシェル要素Es1、Es2の厚みがそれぞれt/2に設定される。なお、ブランク材が複層の場合、このブランク材Bの厚みtは、複層の場合もブランク材の最外間の厚みである。 Layer model M 2 that are created, the thickness of the membrane elements Ef along with is set to the thickness t of the blank B, the upper and lower shell elements EsI, Es2 thickness is set to t / 2, respectively. In addition, when a blank material is a multilayer, the thickness t of this blank material B is the thickness between the outermost parts of a blank material also in the case of a multilayer.

最後に、ブランク解析モデル生成部140によって、作成された重層モデルMに基づき、後述の方法でブランク材解析モデルMを生成する(S4)。 Finally, the blank analysis model generating unit 140, based on the layer model M 2 created, to generate a blank analysis model M 3 in a manner described below (S4).

ここで、ブランク解析モデル生成部140によるブランク材解析モデルMの生成方法について、図14を参照しながら説明する。図14は、図13に示したメインルーチンを構成するブランク解析モデル生成(S4)のサブルーチンを示している。 Here, the generation method of the blank analysis model M 3 by the blank analysis model generating unit 140 will be described with reference to FIG. 14. FIG. 14 shows a subroutine of blank analysis model generation (S4) constituting the main routine shown in FIG.

まず、ブランク材データDT1の材料特性データに基づき、面内応力ひずみ特性を膜要素Efに定義する(S11)。   First, based on the material property data of the blank material data DT1, the in-plane stress strain property is defined in the film element Ef (S11).

次に、後述の方法で、面外曲げ剛性を表すデータとして、シェル要素Es1、Es2の中立面のオフセット量dと弾性率Eshell0、shell45、shell90を算出する(S12)。 Next, the offset amount d and the elastic moduli E shell0, E shell45, and E shell90 of the neutral surfaces of the shell elements Es1 and Es2 are calculated as data representing the out-of-plane bending rigidity by the method described later (S12).

最後に、算出された面外曲げ剛性を表すデータ(具体的には、シェル要素の中立面のオフセット量dと弾性率Eshell0、shell45、shell90)を各シェル要素Es1、Es2に定義し(S13)、上述のメインルーチンに戻る。 Finally, the data representing the calculated out-of-plane bending stiffness (specifically, the offset d and the elastic modulus E shell0, E shell45, E shell90 of the neutral surface of the shell element) is defined for each shell element Es1, Es2. (S13), the process returns to the main routine described above.

ここで、上述の面外曲げ剛性を表すデータの算出方法について、図15を参照しながら説明する。図15は、図14に示した面外曲げ剛性算出(S12)のサブルーチンを示している。   Here, a method for calculating data representing the out-of-plane bending stiffness will be described with reference to FIG. FIG. 15 shows a subroutine for calculating out-of-plane bending stiffness (S12) shown in FIG.

一般に、ブランク材Bの0°、45°および90°方向の引張弾性率E0、E45、E90を比較すると、45°方向の引張弾性率E45が最も小さい。また、ポアソン比=0と仮定すると、当然に45°方向の引張弾性率E45は、せん断弾性率Gshellの2倍となる。これらを前提にして以下を説明する。 Generally, when the tensile elastic modulus E 0 , E 45 , E 90 of the blank material B in the 0 °, 45 °, and 90 ° directions is compared, the tensile elastic modulus E 45 in the 45 ° direction is the smallest. Assuming that Poisson's ratio = 0, naturally the tensile elastic modulus E 45 in the 45 ° direction is twice the shear elastic modulus G shell . Based on these assumptions, the following will be described.

まず、シェル要素の45°方向の弾性率Eshell45を最小の引張弾性率E45に基づいて次式(1)により算出し、シェル要素の45°方向の弾性率Eshell45とせん断弾性率Gshellの関係式(2)により、シェル要素のせん断弾性率Gshellを算出する(S21)。 First, the elastic modulus E shell45 in the 45 ° direction of the shell element is calculated by the following equation (1) based on the minimum tensile elastic modulus E 45, and the elastic modulus E shell45 and the shear elastic modulus G shell in the 45 ° direction of the shell element are calculated. The shear modulus G shell of the shell element is calculated from the relational expression (2) (S21).

なお、式(1)では、シェル要素の45°方向の弾性率Eshell45を引張弾性率E45の1/50としたが、この1/50の値に限るものではない。この値は、シェル要素の面内応力ひずみ特性による膜要素の面内応力ひずみ特性への影響が小さくて無視できる程度になるように設定すればよい。 In formula (1), it was 1/50 of the elastic modulus E 45 Tensile 45 ° direction of the elastic modulus E Shell45 shell elements, not limited to the value of the 1/50. This value may be set so that the influence of the in-plane stress / strain characteristics of the shell element on the in-plane stress / strain characteristics of the membrane element is small and can be ignored.

次に、シェル要素の中立面のオフセット量dと45°方向の弾性率Eshell45との関係を示す次式(3)を用いて、ブランク材Bの45°方向の曲げ剛性EI45に基づいてオフセット量dを算出する(S22)。 Next, based on the bending rigidity EI 45 of the blank material B in the 45 ° direction using the following equation (3) showing the relationship between the offset amount d of the neutral surface of the shell element and the elastic modulus E shell 45 in the 45 ° direction. The offset amount d is calculated (S22).

次に、ブランク材Bの0°方向の曲げ剛性EI0に基づいて、シェル要素の0°方向の弾性率Eshell0を次式(4)により算出する(S23)。 Then, based on the flexural rigidity EI 0 of 0 ° direction blank B, and elastic modulus E Shell0 of 0 ° direction of the shell elements is calculated by the following equation (4) (S23).

最後に、ブランク材Bの90°方向の曲げ剛性EI90に基づいて、シェル要素の90°方向の弾性率Eshell90を次式(5)により算出し(S24)、上述のメインルーチンに戻る。 Finally, based on the bending stiffness EI 90 in the 90 ° direction of the blank material B, the 90 ° elastic modulus E shell90 of the shell element is calculated by the following equation (5) (S24), and the process returns to the main routine described above.

ここで、シェル要素の中立面のオフセット量dと弾性率Eshell0、shell45、shell90との関係について、図18、図19を参照しながら、以下に詳細に述べる。なお、以下の説明では、弾性率Eshellを用いるが、これは、0°、45°、90°の全ての方向の弾性率Eshell0、shell45、shell90に置き換えて考えることができる。 Here, the relationship between the offset amount d of the neutral surface of the shell element and the elastic moduli E shell0, E shell45, and E shell90 will be described in detail below with reference to FIGS. In the following description, the elastic modulus E shell is used, but this can be considered by replacing it with elastic modulus E shell0, E shell45, and E shell90 in all directions of 0 °, 45 °, and 90 °.

まず、曲げ剛性EIは、次の関係式(6)を用いて、曲げ試験のモーメントMと曲率φから算出できる。なお、Eは弾性率、Iは断面二次モーメントを表す。   First, the bending stiffness EI can be calculated from the moment M of the bending test and the curvature φ using the following relational expression (6). E represents the elastic modulus, and I represents the moment of inertia of the cross section.

ここで、図18に示すように、ブランク材解析モデルMを曲げ変形させたとき、上下のシェル要素Es1、Es2に応力σxが分布する。このとき、図19に示すように、各シェル要素Es1、Es2でのモーメントMは、次式(7)で算出できる。 Here, as shown in FIG. 18, when deformed bending blank analysis model M 3, the stress sigma x are distributed above and below the shell element EsI, Es2. At this time, as shown in FIG. 19, the moment M at each of the shell elements Es1 and Es2 can be calculated by the following equation (7).

ここで、以下の関係式(8)、(9)が成り立つ。   Here, the following relational expressions (8) and (9) hold.

上述の(8)、(9)により、式(7)は次式(10)になる。   From the above (8) and (9), the equation (7) becomes the following equation (10).

したがって、式(7)と式(10)から次の中立面のオフセット量dと弾性率Eshellの関係式(11)が求まる。 Therefore, a relational expression (11) between the offset amount d of the next neutral plane and the elastic modulus E shell can be obtained from the expressions (7) and (10).

また、式(11)について弾性率Eshellを求める式に変形すると、次式(12)が得られる。 When the equation (11) is transformed into an equation for obtaining the elastic modulus E shell , the following equation (12) is obtained.

以上により、シェル要素Es1、Es2の中立面のオフセット量dと弾性率Eshell0、shell45、shell90との関係式(11)(12)が得られた。 Thus , the relational expressions (11) and (12) between the offset amount d of the neutral surface of the shell elements Es1 and Es2 and the elastic moduli E shell0, E shell45, and E shell90 were obtained.

なお、E45が最も小さいと仮定したが、これに限るものではなく、引張弾性率E0、E45、E90のうちで最も小さい弾性率に基づいて、同方向のシェル要素Es1、Es2の弾性率Eshellを最初に算出し、算出されたシェル要素の弾性率に基づいて、シェル要素Es1、Es2の中立面のオフセット量dを算出し、このオフセット量dに基づいて、残りの方向のシェル要素Es1、Es2の弾性率Eshellを算出すればよい。 It is assumed that E 45 is the smallest, but the present invention is not limited to this. Based on the smallest elastic modulus among the tensile elastic modulus E 0 , E 45 , E 90 , the shell elements Es 1, Es 2 in the same direction First, the elastic modulus E shell is calculated, and the offset amount d of the neutral plane of the shell elements Es1, Es2 is calculated based on the calculated elastic modulus of the shell element, and the remaining directions are calculated based on the offset amount d. The elastic modulus E shell of the shell elements Es1 and Es2 may be calculated.

(4−2)FEM解析方法
次に、FEM解析モデル生成システム100で生成されたブランク材解析モデルMと、金型解析モデル生成部220で生成された金型解析モデルmと、設定された解析条件とに基づいて、解析部300によって実行されるFEM解析方法について、図16を参照しながら説明する。
(4-2) FEM analysis method Next, the blank analysis model M 3 generated by the FEM analysis model generation system 100, and the mold analysis model m generated in the mold analysis model generating unit 220, it is set The FEM analysis method executed by the analysis unit 300 based on the analysis conditions will be described with reference to FIG.

まず、時間ステップ数N=1における解析を開始する(ステップS31)。   First, the analysis at the time step number N = 1 is started (step S31).

次に、ブランク材解析モデルMの時間ステップ数NにおけるFEM解析データを、既に算出されたFEM解析データが一時的に記憶された内部メモリから取得する。具体的には、このブランク解析モデルMを構成する全要素の中にある全積分点の時間ステップ数Nにおける応力テンソル、ひずみテンソルを取得する(ステップS32)。 Then, to acquire the FEM analysis data at time step number N of the blank analysis model M 3, from the internal memory of FEM analysis data already calculated is temporarily stored. Specifically, the stress tensor at time step number N of all the integration points that are in the entire elements constituting the blank analysis model M 3, to obtain the strain tensor (step S32).

次に、ブランク材解析モデルMを構成する複数の要素から1要素を抽出する(ステップS33)。 Next, to extract one element from a plurality of elements constituting the blank analysis model M 3 (step S33).

次に、パンチPの荷重および強制変位量、ならびに解析条件に基づいて、シェル要素と膜要素に共通する各節点の変位uを次の運動方程式(13)を解くことで算出する(S34)。なお、次式(13)のMはモーメント、Kは剛性マトリックス、fは荷重をそれぞれ表す。この運動方程式とその解法は、当該分野において周知であるため、詳細な説明を省略する。   Next, the displacement u of each node common to the shell element and the membrane element is calculated by solving the following equation of motion (13) based on the load and forced displacement amount of the punch P and the analysis conditions (S34). In the following equation (13), M represents a moment, K represents a stiffness matrix, and f represents a load. Since this equation of motion and its solution are well known in the art, a detailed description is omitted.

次に、算出された節点の変位に基づいて、この節点を共有する膜要素とその上下のシェル要素の各積分点のひずみεmembrance、εupper-shell、εlower-shellを算出する。このとき、上下のシェル要素のひずみεupper-shell、εlower-shellは、その中立面のオフセット量dを考慮して算出する(S35)。ここで、ひずみεと変位uは、次式(14)の関係にある。 Next, based on the calculated displacement of the node, strains ε membrance, ε upper-shell, and ε lower-shell of the integration points of the membrane element sharing this node and the shell elements above and below it are calculated. At this time, the strains ε upper-shell and ε lower-shell of the upper and lower shell elements are calculated in consideration of the offset amount d of the neutral plane (S35). Here, the strain ε and the displacement u are in the relationship of the following equation (14).

よって、本モデルを1次元かつシェル要素は厚み方向に1つの積分点のみを有すると仮定して簡略的に説明すると、節点の並進変位をa、節点の回転変位をθとおいた場合、上述のひずみεmembrance、εupper-shell、εlower-shellはそれぞれ、次式(15)〜(17)により算出できる。 Therefore, this model will be described in a simple manner assuming that the shell element has only one integration point in the thickness direction when the translational displacement of the node is a and the rotational displacement of the node is θ. The strains ε membrance, ε upper-shell, and ε lower-shell can be calculated by the following equations (15) to (17), respectively.

次に、算出されたひずみεmembrance、εupper-shell、εlower-shellからシェル要素と膜要素にそれぞれ定義された面内の応力ひずみ特性と弾性率とに基づいて、各要素の応力σを算出する(S36)。ここで、一般に、応力σとひずみεは、次式(18)の関係にある。 Next, based on the calculated strain ε membrance, ε upper-shell, ε lower-shell based on the in-plane stress-strain characteristics and elastic modulus defined for the shell element and membrane element, the stress σ of each element is calculated. Calculate (S36). Here, in general, the stress σ and the strain ε are in the relationship of the following equation (18).

よって、同様に本モデルを1次元で簡易的に考えると、膜要素とその上下のシェル要素の応力σmembrance、σupper-shell、σlower-shellはそれぞれ、次式(19)〜(21)の関係を有する。 Therefore, when this model is simply considered in one dimension, the stresses σ membrance, σ upper-shell, and σ lower-shell of the membrane element and the upper and lower shell elements thereof are expressed by the following equations (19) to (21), respectively. Have the relationship.

つまり、これら式(19)〜(21)に上述の式(15)〜(17)を代入した次式(22)〜(24)によって、各応力σmembrance、σupper-shell、σlower-shellは算出できる。 That is, the stresses σ membrance, σ upper-shell, σ lower-shell are expressed by the following equations (22) to (24) in which the above equations (15) to (17) are substituted into these equations (19) to (21). Can be calculated.

次に、各々算出されたシェル要素と膜要素の応力σmembrance、σupper-shell、σlower-shellの合力に基づいて、シェル要素および膜要素で共有する節点の荷重fを算出する(S37)。ここで、一般に、応力σと荷重fは、次式(25)の関係にある。 Next, based on the resultant stresses of the shell element and the membrane element σ membrance, σ upper-shell, and σ lower-shell , the node load f shared by the shell element and the membrane element is calculated (S37). . Here, generally, the stress σ and the load f are in the relationship of the following equation (25).

よって、同様に本モデルを1次元で簡易的に考えると、荷重fと応力σmembrance、σupper-shell、σlower-shellは、次式(26)の関係を有する。 Therefore, similarly, when this model is simply considered in one dimension, the load f and the stresses σ membrance, σ upper-shell, and σ lower-shell have the relationship of the following equation (26).

この式(26)に上述の式(22)〜(24)を代入して整理すると、次式(27)になる。   Substituting the above formulas (22) to (24) into this formula (26) and rearranging the formula, the following formula (27) is obtained.

ここで、E≫Eshell0の関係があるので、式(27)は、次式(28)のように近似できる。 Since there is a relationship of E 0 »E shell0, formula (27) can be approximated by the following equation (28).

この式(28)から明らかなように、並進荷重fは、膜要素の弾性率E0と節点の並進変位aのみから決定できる。 As is apparent from the equation (28), the translation load f can be determined only from the elastic modulus E 0 of the membrane element and the translational displacement a of the node.

また、例えば各要素の積分点が1点である場合、モーメントMと応力σmembrance、σupper-shell、σlower-shellは、次式(29)の関係にある。 For example, when the integration point of each element is one point, the moment M and the stresses σ membrance, σ upper-shell, and σ lower-shell are in the relationship of the following equation (29).

この式(29)に上述の式(23)〜(24)を代入した次式(30)によってモーメントMを算出する。   The moment M is calculated by the following equation (30) obtained by substituting the above equations (23) to (24) into this equation (29).

この式(30)から明らかなように、モーメントMは、シェル要素の弾性率Eshell0と節点の回転変位θのみから決定される。すなわち、節点の並進変位aはモーメントMに影響しない。 As is apparent from this equation (30), the moment M is determined only from the elastic modulus E shell0 of the shell element and the rotational displacement θ of the node. That is, the translational displacement a of the node does not affect the moment M.

次に、当該ブランク解析モデルMの全要素について上述の計算が終了したか否かを判定し、終了していないと判定するとステップS33に戻る(ステップS38)。 Next, all the elements of the blank analysis model M 3 determines whether the above calculation is completed, it is determined that no exit to the step S33 (step S38).

ここで、ステップS38で当該解析モデルの全要素が終了したと判定されると、FEM解析部300におけるFEM解析が終了したか判定し(ステップS39)、解析が終了したと判定すると、当該メインループの処理を終了する(ステップS40)。   If it is determined in step S38 that all elements of the analysis model have been completed, it is determined whether the FEM analysis in the FEM analysis unit 300 has been completed (step S39). This process is terminated (step S40).

また、ステップS39で解析が終了していないと判定されると、時間ステップ数NからN+1に変更して、ステップS32へ戻る(ステップS40)。   If it is determined in step S39 that the analysis has not been completed, the number of time steps N is changed to N + 1, and the process returns to step S32 (step S40).

以上により、ブランク解析モデルMについてFEM解析を行うことができる。 Thus, the blank analysis model M 3 can be performed FEM analysis.

(5)変形例
次に、上述の実施形態において、重層モデルMを作成するまでの手順を一部変更した変形例について以下に説明する。
(5) Modification Next, in the above embodiment will be described below modification, which is a partial modification of the procedure up to create a layered model M 2.

(5−1)処理装置
図22は、図1の処理装置11の構成を示す。図22に示すように、この変形例の処理装置11は、基本モデルMを生成する基本モデル生成部120の代わりに、重層化ブランク生成部135が設けられている点でのみ異なる。
(5-1) Processing Device FIG. 22 shows the configuration of the processing device 11 of FIG. As shown in FIG. 22, the processing unit 11 of this modification, in place of the basic model generating unit 120 which generates a basic model M 1, it differs only in that the multilayered blank generating section 135 is provided.

(5−2)ブランク解析モデル生成方法
ブランク材Bに関するブランク解析モデルMをブランク解析モデル生成システム100によって生成する方法について説明する。
(5-2) a blank analysis model M 3 relates blank analysis model generating method blank B how to generate the blank analysis model generation system 100 will be described.

ブランク材データ取得部110によって、ブランク材Bの材料特性データと形状データとを取得する。   The blank material data acquisition unit 110 acquires material characteristic data and shape data of the blank material B.

重層化ブランク材作成部125によって、ブランク材データ取得部110で取得したブランク材Bの形状データに基づき、その厚み中心位置に膜を設定するとともに、この膜の両側にそれぞれシェルを重ねて重層化された重層化ブランク材モデルM’を作成する。 Based on the shape data of the blank material B acquired by the blank material data acquisition unit 110 by the multi-layered blank material creation unit 125, a film is set at the thickness center position, and the shells are overlapped on both sides of the film to form layers. A multilayered blank material model M 1 ′ is created.

重層モデル作成部130によって、重層化ブランク材作成部125で作成された重層化ブランク材モデルM’を複数の要素に分割し、各要素について、その中心位置に配置された上述の膜でなる膜要素を設定すると共に、膜要素とその節点を共有し、FEM解析時にその中心位置より両側にそれぞれ所定距離dだけ離間しているものとして扱われる上述のシェルでなるシェル要素を設定して重層モデルMを作成する。 The multi-layer model creating unit 130 divides the multi-layer blank material model M 1 ′ created by the multi-layer blank material creating unit 125 into a plurality of elements, and each element is composed of the above-described film disposed at the center position thereof. In addition to setting the membrane element, the membrane element and its node are shared, and the shell element composed of the above-described shell is set to be treated as being separated by a predetermined distance d on both sides from the center position at the time of FEM analysis. to create a model M 2.

ブランク解析モデル生成部140によって、材料特性データに基づいて、面内の応力ひずみ特性を膜要素に定義し、面外の曲げ剛性を表すために用いられるデータをシェル要素に定義してブランク材Bの解析モデルを生成する。   The blank analysis model generation unit 140 defines in-plane stress-strain characteristics in the film element based on the material characteristic data, and defines data used to express out-of-plane bending stiffness in the shell element to define the blank material B. Generate an analysis model.

以上により、モデルを複数の要素に分割するメッシュ化と、膜の両側にシェルを重ねる重層化の順序が逆にした場合も、生成された複層のブランク材解析モデルMは、先の実施形態と同じ構造であるので、解析部300によって同様に解析可能である。 By the above, the meshing of dividing the model into a plurality of elements, even if the order of layering overlaying the shell on either side of the membrane is reversed, the blank analysis model M 3 double layer produced is carried out ahead of Since it has the same structure as the form, it can be similarly analyzed by the analysis unit 300.

(6)ブランク解析モデル生成システムおよびFEM解析システムの検証
以上に説明したブランク解析モデル生成システム100による解析を検証するため、以下の手順で解析を行った。
(6) Verification of blank analysis model generation system and FEM analysis system In order to verify the analysis by the blank analysis model generation system 100 described above, analysis was performed in the following procedure.

まず、図20(a)に示すように、プレス金型を構成するダイDとパンチPの金型解析モデルm、mPを準備した。 First, as shown in FIG. 20A, die analysis models m D and m P for a die D and a punch P constituting a press die were prepared.

次に、図20(b)に示すように、プレス金型とブランク材Bの各モデルmP、mD、Mの位置合わせを行った。 Next, as shown in FIG. 20B, the models m P , m D , and M 3 of the press mold and the blank material B were aligned.

次に、図20(c)に示すように、解析条件として、金型の条件(荷重、変位条件)、プレス金型とブランク材Bの接触条件を設定した。具体的には、パンチPのストロークを所定値に設定し(矢印参照)、ブランク材Bの四隅(丸印参照)をダイDに拘束するように条件を設定した。   Next, as shown in FIG. 20C, the conditions of the mold (load, displacement condition) and the contact conditions of the press mold and the blank material B were set as analysis conditions. Specifically, the stroke of the punch P was set to a predetermined value (see arrows), and conditions were set so that the four corners (see circles) of the blank material B were constrained to the die D.

これに基づいて、FEM解析システム1を用いてプレス成形シミュレーションのFEM解析を行った。   Based on this, FEM analysis of press molding simulation was performed using the FEM analysis system 1.

図21は、異なる方法で生成されたブランク解析モデルについて、図20のプレス成形シミュレーションのFEM解析を行ったときの解析結果である成形品の形状を示している。図21(a)は、メソモデル解析を行った場合の解析結果を示す。このメソモデル解析の解析結果は、実物のしわの発生状況と解釈した。図21(b)は、本発明の解析システムを用いた場合の解析結果を示す。図21(c)は、比較例として、膜要素のみでブランク解析モデルを作成する従来技術の解析結果を示す。この従来技術は、膜要素のみのブランク解析モデルを生成したので、その解析結果は、面外の曲げ剛性が考慮されていない。   FIG. 21 shows the shape of the molded product, which is the analysis result when the FEM analysis of the press molding simulation of FIG. 20 is performed on the blank analysis model generated by a different method. FIG. 21A shows the analysis result when meso model analysis is performed. The analysis result of this mesomodel analysis was interpreted as the actual wrinkle occurrence. FIG. 21B shows an analysis result when the analysis system of the present invention is used. FIG. 21C shows an analysis result of a conventional technique in which a blank analysis model is created using only membrane elements as a comparative example. Since this conventional technique generates a blank analysis model of only a membrane element, out-of-plane bending rigidity is not considered in the analysis result.

この図21から明らかなように、本発明のしわの発生状況(図21(b))は、従来技術のもの(図21(c))よりも実物のしわの発生状況(図21(a))と非常に近いことが確認できた。これは、本発明は曲げ剛性を考慮しているため、従来技術よりも座屈限界応力が大きくなり、面内圧縮変形が面外曲げ変形に分岐して座屈が生じにくく、しわが減少したためと考えられる。   As is clear from FIG. 21, the wrinkle occurrence state of the present invention (FIG. 21 (b)) is a real wrinkle occurrence state (FIG. 21 (a)) than that of the prior art (FIG. 21 (c)). ) And very close. This is because the buckling limit stress is larger than in the prior art because the present invention considers bending rigidity, the in-plane compression deformation is branched into the out-of-plane bending deformation, and buckling is less likely to occur and wrinkles are reduced. it is conceivable that.

(7)ブランク解析モデル生成システムおよびFEM解析システムの特徴
本発明のブランク解析モデル生成システム100によれば、厚み中心位置に膜要素を設定すると共に、膜要素とその節点を共有し、FEM解析時に中心位置より両側にそれぞれその中立面が所定のオフセット量dだけ離間しているものとして扱われるシェル要素を設定し、そして、面内の応力ひずみ特性を膜要素に定義すると共に、面外の曲げ剛性を表すために用いられるデータをシェル要素に定義したブランク材の解析モデルMを生成できる。
(7) Features of Blank Analysis Model Generation System and FEM Analysis System According to the blank analysis model generation system 100 of the present invention, a film element is set at the center of thickness, and the film element and its node are shared. A shell element that is treated as having a neutral plane spaced apart by a predetermined offset amount d on both sides of the center position is set, and in-plane stress-strain characteristics are defined in the membrane element, and the analysis model M 3 of the blank of the data defined in the shell elements are used to represent the bending stiffness can be produced.

つまり、膜要素とシェル要素とを組み合わせたモデリングを行うことで、面内の特性と完全に独立して面外の曲げ剛性を表すためのデータを設定することができるため、実際には不連続体である織物材および複合材を連続体の解析モデルMとして表現することができる。したがって、この解析モデルMを用いてFEM解析を行うことで、曲げ剛性を考慮したより精度の高い解析結果が得られる。 In other words, by combining modeling with membrane elements and shell elements, it is possible to set data to express out-of-plane bending stiffness completely independently of in-plane characteristics, so in practice discontinuous the woven material and composite material which is a body can be expressed as an analysis model M 3 of the continuum. Therefore, by performing the FEM analysis using the analysis model M 3, high analysis results accuracy than considering bending stiffness is obtained.

また、ブランク材Bが複層の場合、層間ですべりが生じることがあり、この層間のすべり具合も曲げ剛性に影響するが、この複層としてのブランク材Bの実際の曲げ剛性をブランク材データDT1として取得させるだけで、層間のすべりが影響するこの曲げ剛性を考慮した解析モデルMを、単層の場合と同じ規模で作成することができる。そのため、この解析モデルMを用いてFEM解析を行う際、計算コストは単層の場合とほぼ変わらない。よって、特に複層の場合、メソモデル解析よりも計算コストを大幅に低減できる。したがって、プレス成形工程のシミュレーション解析において、計算コストを抑えながら曲げ剛性を考慮してしわの発生をより高精度に予測することができる。 In addition, when the blank material B is a multi-layer, slip may occur between the layers, and the slip condition between the layers also affects the bending rigidity. However, the actual bending rigidity of the blank material B as the multi-layer is determined as blank material data. only to acquire as DT1, can slip between the layers of the analytical model M 3 in consideration of this bending stiffness influence, created on the same scale as in the single layer. Therefore, when performing FEM analysis using the analysis model M 3, the calculation cost is almost unchanged in the case of a single layer. Therefore, especially in the case of multiple layers, the calculation cost can be greatly reduced as compared with meso model analysis. Therefore, in the simulation analysis of the press forming process, the generation of wrinkles can be predicted with higher accuracy in consideration of the bending rigidity while suppressing the calculation cost.

また、ブランク解析モデルの生成の際、複数の要素に分割するメッシュ化と、膜の両側にシェルを重ねる重層化の順序が逆であっても、結果として同様のブランク解析モデルMを生成できる。よって、このメッシュ化と重層化の順序は任意に設定可能であるので、実際にFEM解析モデル生成システム100を設計する際の自由度を向上させることができる。 Further, when generating the blank analysis model, and meshed divided into a plurality of elements, also the order of layering overlaying the shell on either side of the membrane is a reverse, it can produce similar blank analysis model M 3 as a result . Therefore, since the order of meshing and layering can be arbitrarily set, the degree of freedom in actually designing the FEM analysis model generation system 100 can be improved.

また、ブランク解析モデル生成部140は、ブランク材データDT1の材料特性データに基づいて、面外の曲げ剛性を表すためのデータとして、シェル要素中立面のオフセット量dとシェル要素の弾性率を算出してシェル要素に設定するので、実際の面外の曲げ剛性を反映したブランク解析モデルMを生成することができ、この解析モデルMを用いることで、曲げ剛性をより正確に考慮した、さらに高精度な解析結果を得ることができる。 Moreover, the blank analysis model generation unit 140 uses the offset amount d of the shell element neutral surface and the elastic modulus of the shell element as data for representing the out-of-plane bending rigidity based on the material property data of the blank material data DT1. since calculates and sets the shell elements, can generate a blank analysis model M 3 which reflects the actual plane of bending rigidity, the use of the analysis model M 3, considering bending rigidity more precisely Further, an analysis result with higher accuracy can be obtained.

また、ブランク材Bとして広く使用されている平織り等の直交異方性材を用いる場合にも同様の効果を得ることができる。   In addition, the same effect can be obtained when an orthotropic material such as a plain weave widely used as the blank material B is used.

また、一般に汎用の解析ソルバは、板材の外表面または内表面の形状を示す図面データに基づいてこの外表面または内表面を複数の要素に分割したメッシュデータを生成し、ひずみを算出するために、例えば板厚の中心に設定する中立面上に生成されたメッシュデータを板厚の半分だけオフセットさせる補正を行う機能を有する。この機能を用いるため、汎用の解析ソルバは通常、任意の位置に中立面を設定できるように、生成したメッシュデータを中立面までオフセットさせるオフセット量を任意に入力できるように構成されている。上述の機能を応用して、本発明は、このオフセット量に関するデータとして、ブランク解析モデルデータDT4の各シェル要素の中立面の膜要素からのオフセット量dを汎用の解析ソルバに入力する。また、ブランク解析モデルデータDT4に含まれるその余のデータも全て汎用の解析ソルバで通常用いられるものである。したがって、本発明のFEM解析システム1によれば、解析部300において、生成されたブランク解析モデルMを解析するための格別な構成が必要ないので、汎用の解析ソルバを用いてFEM解析を行うことができる。 In general, a general-purpose analysis solver generates mesh data by dividing the outer surface or inner surface into a plurality of elements based on drawing data indicating the shape of the outer surface or inner surface of the plate, and calculates strain. For example, it has a function of correcting the mesh data generated on the neutral plane set at the center of the plate thickness to be offset by half of the plate thickness. In order to use this function, general-purpose analysis solvers are usually configured so that an offset amount for offsetting the generated mesh data to the neutral plane can be arbitrarily input so that the neutral plane can be set at an arbitrary position. . By applying the above-described function, the present invention inputs the offset amount d from the membrane element of the neutral surface of each shell element of the blank analysis model data DT4 to the general-purpose analysis solver as data relating to the offset amount. Further, all of the remaining data included in the blank analysis model data DT4 is normally used in a general-purpose analysis solver. Therefore, according to the FEM analysis system 1 of the present invention, the analysis unit 300, since the blank analysis model M 3 generated is not required any special arrangement for analyzing, performing FEM analysis using a general-purpose analysis solver be able to.

なお、本発明は例示された実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良および設計上の変更が可能であることは言うまでもない。   It should be noted that the present invention is not limited to the illustrated embodiment, and it goes without saying that various improvements and design changes can be made without departing from the gist of the present invention.

例えば、本実施形態では、プレス成形装置は上型がダイD、下型がパンチPおよびしわ押さえFで構成されているが、下型をダイD、上型をパンチPおよびしわ押さえFで構成してもよい。   For example, in this embodiment, the press molding apparatus is configured with the die D as the upper mold and the punch P and the wrinkle presser F as the lower mold, but with the die D as the lower mold and the punch P and the wrinkle presser F as the upper mold. May be.

また、本実施形態では、複合材として、基材である繊維強化材に母材として樹脂を含浸した材料について述べたが、本発明の対象となる複合材はこれに限るものではない。例えば、基材として粒子状強化材、テープ状強化材などを用いてもよい。また、母材としてセラミックス、金属、高分子などを用いてもよい。さらに、本発明の対象となるブランク材Bは、織物材および複合材に限らず、広義には、二つ以上の構成要素を組み合わせた材料であって、この構成要素は原子的に溶け合っているのではなく、互いを分け隔てる界面を有する材料であればよい。   Further, in the present embodiment, as the composite material, a material in which a fiber reinforcing material as a base material is impregnated with a resin as a base material has been described, but the composite material that is an object of the present invention is not limited thereto. For example, a particulate reinforcing material or a tape-shaped reinforcing material may be used as the base material. Further, ceramics, metals, polymers, or the like may be used as the base material. Furthermore, the blank material B which is an object of the present invention is not limited to a woven material and a composite material, and in a broad sense is a material in which two or more components are combined, and these components are atomically melted together. Instead, any material having an interface that separates each other may be used.

以上のように、本発明によれば、ドライファブリック、熱硬化性樹脂を含浸させたプリプレグ、熱可塑性樹脂を含浸させたスタンパブルシート等の単層および複層の積層複合材のプレス成形シミュレーションのための解析モデルを短時間で作成できるので、車両や航空機等の構造部品の製造産業分野において好適に利用される可能性がある。   As described above, according to the present invention, it is possible to perform press molding simulation of single-layer and multi-layer laminated composite materials such as dry fabric, prepreg impregnated with thermosetting resin, stampable sheet impregnated with thermoplastic resin, and the like. Therefore, there is a possibility that it can be suitably used in the manufacturing industry of structural parts such as vehicles and aircraft.

1 FEM解析システム
10 コンピュータ
100 ブランク解析モデル生成システム
110 ブランク材データ取得部
120 基本モデル生成部
125 重層化ブランク材作成部
130 重層モデル作成部
140 ブランク解析モデル生成部
220 金型解析モデル生成部
300 解析部
1 FEM Analysis System 10 Computer 100 Blank Analysis Model Generation System 110 Blank Material Data Acquisition Unit 120 Basic Model Generation Unit 125 Multilayered Blank Material Generation Unit 130 Multilayer Model Generation Unit 140 Blank Analysis Model Generation Unit 220 Mold Analysis Model Generation Unit 300 Analysis Part

Claims (11)

織物材または複合材をブランク材とするプレス成形をFEM解析によりシミュレーションするための解析モデルを生成するFEM解析モデル生成システムであって、
前記ブランク材の材料特性データと形状データとを取得するブランク材データ取得部と、
前記ブランク材データ取得部で取得した前記ブランク材の前記形状データに基づき、前記ブランク材をメッシュで複数の要素に分割された基本モデルを生成する基本モデル生成部と、
前記基本モデル生成部で生成された前記基本モデルの前記各要素について、厚み中心位置に膜要素を設定すると共に、前記膜要素とその節点を共有し、FEM解析時に前記中心位置より両側にそれぞれその中立面が所定距離離間しているものとして扱われるシェル要素を設定して重層モデルを作成する重層モデル作成部と、
前記材料特性データに基づいて、面内の応力ひずみ特性を前記膜要素に定義し、面外の曲げ剛性を表すために用いられるデータを前記シェル要素に定義して前記ブランク材の解析モデルを生成するブランク解析モデル生成部と、
を有することを特徴とするFEM解析モデル生成システム。
An FEM analysis model generation system for generating an analysis model for simulating press molding using a woven material or a composite material as a blank material by FEM analysis,
A blank material data acquisition unit that acquires material property data and shape data of the blank material,
Based on the shape data of the blank material acquired by the blank material data acquisition unit, a basic model generation unit that generates a basic model in which the blank material is divided into a plurality of elements with a mesh;
For each element of the basic model generated by the basic model generation unit, a film element is set at the thickness center position, and the film element and its node are shared. A multi-layer model creation unit that creates a multi-layer model by setting shell elements that are treated as being separated by a predetermined distance from the neutral plane;
Based on the material property data, in-plane stress-strain characteristics are defined in the membrane element, and data used to represent out-of-plane bending stiffness is defined in the shell element to generate an analytical model of the blank material A blank analysis model generation unit to perform,
An FEM analysis model generation system characterized by comprising:
織物材または複合材をブランク材とするプレス成形をFEM解析によりシミュレーションするための解析モデルを生成するFEM解析モデル生成システムであって、
前記ブランク材の材料特性データと形状データとを取得するブランク材データ取得部と、
前記ブランク材データ取得部で取得した前記ブランク材の前記形状データに基づき、その厚み中心位置に膜を設定すると共に、前記膜の両側にそれぞれシェルを重ねて重層化されたブランク材を作成する重層化ブランク材作成部と、
前記重層化ブランク材作成部で作成された重層化ブランク材を複数の要素に分割し、前記中心位置に配置された膜でなる膜要素と、FEM解析時に前記中心位置より両側にそれぞれその中立面が所定距離離間しているものとして扱われる前記シェルでなるシェル要素とが節点を共有させて重なる重層モデルを作成する重層モデル作成部と、
前記材料特性データに基づいて、面内の応力ひずみ特性を前記膜要素に定義し、面外の曲げ剛性を表すために用いられるデータを前記シェル要素に定義して前記ブランク材の解析モデルを生成するブランク解析モデル生成部と、
を有することを特徴とするFEM解析モデル生成システム。
An FEM analysis model generation system for generating an analysis model for simulating press molding using a woven material or a composite material as a blank material by FEM analysis,
A blank material data acquisition unit that acquires material property data and shape data of the blank material,
Based on the shape data of the blank material acquired in the blank material data acquisition unit, a film is set at the thickness center position, and a multilayer material is formed by stacking the shells on both sides of the film to overlap each other. Blanking material creation department,
The multilayered blank material created by the multilayered blank material creation unit is divided into a plurality of elements, and a film element made of a film disposed at the center position and neutrals on both sides of the center position at the time of FEM analysis. A multi-layer model creating unit that creates a multi-layer model in which nodes are shared with a shell element formed of the shell that is treated as being separated by a predetermined distance; and
Based on the material property data, in-plane stress-strain characteristics are defined in the membrane element, and data used to represent out-of-plane bending stiffness is defined in the shell element to generate an analytical model of the blank material A blank analysis model generation unit to perform,
An FEM analysis model generation system characterized by comprising:
前記ブランク解析モデル生成部は、前記所定距離と前記シェル要素の弾性率との関係に基づいて、前記曲げ剛性として前記所定距離と前記弾性率を算出して前記シェル要素に定義する
ことを特徴とする請求項1、2のいずれか1項に記載のFEM解析モデル生成システム。
The blank analysis model generation unit calculates the predetermined distance and the elastic modulus as the bending rigidity based on the relationship between the predetermined distance and the elastic modulus of the shell element, and defines the shell element as the bending element. The FEM analysis model generation system according to any one of claims 1 and 2.
前記ブランク材は、直交異方性材であって、
前記ブランク解析モデル生成部は、前記シェル要素のせん断弾性率を所定値に設定し、前記シェル要素の前記中立面の前記所定距離と前記シェル要素の弾性率との関係に基づいて、前記せん断弾性率から前記所定距離を算出し、前記所定距離から前記シェル要素の0°および90°方向の弾性率を算出して前記シェル要素に定義する
ことを特徴とする請求項3に記載のFEM解析モデル生成システム。
The blank material is an orthotropic material,
The blank analysis model generation unit sets the shear elastic modulus of the shell element to a predetermined value, and based on the relationship between the predetermined distance of the neutral surface of the shell element and the elastic modulus of the shell element, 4. The FEM analysis according to claim 3, wherein the predetermined distance is calculated from an elastic modulus, and the elastic modulus in the 0 ° and 90 ° directions of the shell element is calculated from the predetermined distance and defined in the shell element. Model generation system.
織物材または複合材をブランク材とするプレス成形をFEM解析によりシミュレーションするFEM解析システムであって、
金型の解析モデルを生成する金型解析モデル生成部と、
前記請求項1から4のいずれか1項に記載のFEM解析モデル生成システムで生成された前記ブランク材解析モデルと、生成された前記金型解析モデルと、設定された解析条件とに基づいて、FEM解析を行う解析部と、
を有することを特徴とするFEM解析システム。
An FEM analysis system for simulating press molding using a woven material or a composite material as a blank material by FEM analysis,
A mold analysis model generation unit for generating a mold analysis model;
Based on the blank material analysis model generated by the FEM analysis model generation system according to any one of claims 1 to 4, the generated mold analysis model, and set analysis conditions, An analysis unit for performing FEM analysis;
An FEM analysis system comprising:
織物材または複合材をブランク材とするプレス成形をFEM解析によりシミュレーションするための解析モデルを生成するFEM解析モデル生成プログラムであって、
コンピュータを
前記ブランク材の材料特性データと形状データとを取得するブランク材データ取得部、
前記ブランク材データ取得部で取得した前記ブランク材の前記形状データに基づき、前記ブランク材をメッシュで複数の要素に分割された基本モデルを生成する基本モデル生成部、
前記基本モデル生成部で生成された前記基本モデルの前記各要素について、厚み中心位置に膜要素を設定すると共に、前記膜要素とその節点を共有し、FEM解析時に前記中心位置より両側にそれぞれその中立面が所定距離離間しているものとして扱われるシェル要素を設定して重層モデルを作成する重層モデル作成部、および、
前記材料特性データに基づいて、面内の応力ひずみ特性を前記膜要素に定義し、面外の曲げ剛性を表すために用いられるデータを前記シェル要素に定義して前記ブランク材の解析モデルを生成するブランク解析モデル生成部、
として機能させることを特徴とするFEM解析モデル生成プログラム。
An FEM analysis model generation program for generating an analysis model for simulating press molding using a woven material or a composite material as a blank material by FEM analysis,
A blank material data acquisition unit for acquiring material characteristic data and shape data of the blank material,
Based on the shape data of the blank material acquired by the blank material data acquisition unit, a basic model generation unit that generates a basic model in which the blank material is divided into a plurality of elements with a mesh,
For each element of the basic model generated by the basic model generation unit, a film element is set at the thickness center position, and the film element and its node are shared. A multi-layer model creation unit that creates a multi-layer model by setting shell elements that are treated as having a neutral plane separated by a predetermined distance; and
Based on the material property data, in-plane stress-strain characteristics are defined in the membrane element, and data used to represent out-of-plane bending stiffness is defined in the shell element to generate an analytical model of the blank material Blank analysis model generation unit,
An FEM analysis model generation program characterized by functioning as
織物材または複合材をブランク材とするプレス成形をFEM解析によりシミュレーションするための解析モデルを生成するFEM解析モデル生成プログラムであって、
コンピュータを
前記ブランク材の材料特性データと形状データとを取得するブランク材データ取得部、
前記ブランク材データ取得部で取得した前記ブランク材の前記形状データに基づき、その厚み中心位置に膜を設定すると共に、前記膜の両側にそれぞれシェルを重ねて重層化されたブランク材を作成する重層化ブランク材作成部、
前記重層化ブランク材作成部で作成された重層化ブランク材を複数の要素に分割し、前記中心位置に配置された膜でなる膜要素と、FEM解析時に前記中心位置より両側にそれぞれその中立面が所定距離離間しているものとして扱われる前記シェルでなるシェル要素とが節点を共有させて重なる重層モデルを作成する重層モデル作成部、および、
前記材料特性データに基づいて、面内の応力ひずみ特性を前記膜要素に定義し、面外の曲げ剛性を表すために用いられるデータを前記シェル要素に定義して前記ブランク材の解析モデルを生成するブランク解析モデル生成部、
として機能させることを特徴とするFEM解析モデル生成プログラム。
An FEM analysis model generation program for generating an analysis model for simulating press molding using a woven material or a composite material as a blank material by FEM analysis,
A blank material data acquisition unit for acquiring material characteristic data and shape data of the blank material,
Based on the shape data of the blank material acquired in the blank material data acquisition unit, a film is set at the thickness center position, and a multilayer material is formed by stacking the shells on both sides of the film to overlap each other. Blank material production department,
The multilayered blank material created by the multilayered blank material creation unit is divided into a plurality of elements, and a film element made of a film disposed at the center position and neutrals on both sides of the center position at the time of FEM analysis. A multi-layer model creating unit that creates a multi-layer model in which nodes are shared with a shell element made of the shell that is treated as being separated by a predetermined distance; and
Based on the material property data, in-plane stress-strain characteristics are defined in the membrane element, and data used to represent out-of-plane bending stiffness is defined in the shell element to generate an analytical model of the blank material Blank analysis model generation unit,
An FEM analysis model generation program characterized by functioning as
前記コンピュータを前記ブランク解析モデル生成部として機能させるときは、前記所定距離と前記シェル要素の弾性率との関係に基づいて、前記曲げ剛性として前記所定距離と前記弾性率を算出して前記シェル要素に定義するように機能させる
ことを特徴とする請求項6、7のいずれか1項に記載のFEM解析モデル生成プログラム。
When the computer functions as the blank analysis model generation unit, the shell element is calculated by calculating the predetermined distance and the elastic modulus as the bending rigidity based on the relationship between the predetermined distance and the elastic modulus of the shell element. The FEM analysis model generation program according to any one of claims 6 and 7, wherein the FEM analysis model generation program according to any one of claims 6 and 7 is functioned.
前記コンピュータを前記ブランク材データ取得部として機能させるときは、前記ブランク材として直交異方性材を取得するように機能させ、
前記コンピュータを前記ブランク解析モデル生成部として機能させるときは、前記シェル要素のせん断弾性率を所定値に設定し、前記シェル要素の前記中立面の前記所定距離と前記シェル要素の弾性率との関係に基づいて、前記せん断弾性率から前記所定距離を算出し、前記所定距離から前記シェル要素の0°および90°方向の弾性率を算出して前記シェル要素に定義するように機能させる
ことを特徴とする請求項8に記載のFEM解析モデル生成プログラム。
When functioning the computer as the blank material data acquisition unit, function to acquire an orthotropic material as the blank material,
When the computer functions as the blank analysis model generation unit, the shear elastic modulus of the shell element is set to a predetermined value, and the predetermined distance of the neutral surface of the shell element and the elastic modulus of the shell element Based on the relationship, calculating the predetermined distance from the shear elastic modulus, calculating the elastic modulus in the 0 ° and 90 ° directions of the shell element from the predetermined distance, and causing the shell element to function. 9. The FEM analysis model generation program according to claim 8, wherein
織物材または複合材をブランク材とするプレス成形をFEM解析によりシミュレーションするFEM解析プログラムであって、
コンピュータを
前記ブランク材の材料特性データと形状データとを取得するブランク材データ取得部、
前記ブランク材データ取得部で取得した前記ブランク材の前記形状データに基づき、前記ブランク材をメッシュで複数の要素に分割された基本モデルを生成する基本モデル生成部、
前記基本モデル生成部で生成された前記基本モデルの前記各要素について、厚み中心位置に膜要素を設定すると共に、前記膜要素とその節点を共有し、FEM解析時に前記中心位置より両側にそれぞれその中立面が所定距離離間しているものとして扱われるシェル要素を設定して重層モデルを作成する重層モデル作成部、
前記材料特性データに基づいて、面内の応力ひずみ特性を前記膜要素に定義し、面外の曲げ剛性を表すために用いられるデータを前記シェル要素に定義して前記ブランク材の解析モデルを生成するブランク解析モデル生成部、
金型の解析モデルを生成する金型解析モデル生成部、および、
生成された前記ブランク材解析モデルと前記金型解析モデルと設定された解析条件とに基づいて、FEM解析を行う解析部、
として機能させることを特徴とするFEM解析プログラム。
An FEM analysis program for simulating press molding using a woven material or a composite material as a blank material by FEM analysis,
A blank material data acquisition unit for acquiring material characteristic data and shape data of the blank material,
Based on the shape data of the blank material acquired by the blank material data acquisition unit, a basic model generation unit that generates a basic model in which the blank material is divided into a plurality of elements with a mesh,
For each element of the basic model generated by the basic model generation unit, a film element is set at the thickness center position, and the film element and its node are shared. A multi-layer model creation unit that creates a multi-layer model by setting shell elements that are treated as having a neutral plane separated by a predetermined distance,
Based on the material property data, in-plane stress-strain characteristics are defined in the membrane element, and data used to represent out-of-plane bending stiffness is defined in the shell element to generate an analytical model of the blank material Blank analysis model generation unit,
A mold analysis model generation unit for generating a mold analysis model, and
An analysis unit that performs FEM analysis based on the generated blank material analysis model, the mold analysis model, and the set analysis conditions;
FEM analysis program characterized in that it functions as
織物材または複合材をブランク材とするプレス成形をFEM解析によりシミュレーションするFEM解析プログラムであって、
コンピュータを
前記ブランク材の材料特性データと形状データとを取得するブランク材データ取得部、
前記ブランク材データ取得部で取得した前記ブランク材の前記形状データに基づき、その厚み中心位置に膜を設定すると共に、前記膜の両側にそれぞれシェルを重ねて重層化されたブランク材を作成する重層化ブランク材作成部、
前記重層化ブランク材作成部で作成された重層化ブランク材を複数の要素に分割し、前記中心位置に配置された膜でなる膜要素と、FEM解析時に前記中心位置より両側にそれぞれその中立面が所定距離離間しているものとして扱われる前記シェルでなるシェル要素とが節点を共有させて重なる重層モデルを作成する重層モデル作成部、
前記材料特性データに基づいて、面内の応力ひずみ特性を前記膜要素に定義し、面外の曲げ剛性を表すために用いられるデータを前記シェル要素に定義して前記ブランク材の解析モデルを生成するブランク解析モデル生成部、
金型の解析モデルを生成する金型解析モデル生成部、および、
生成された前記ブランク材解析モデルと前記金型解析モデルと設定された解析条件とに基づいて、FEM解析を行う解析部、
として機能させることを特徴とするFEM解析プログラム。
An FEM analysis program for simulating press molding using a woven material or a composite material as a blank material by FEM analysis,
A blank material data acquisition unit for acquiring material characteristic data and shape data of the blank material,
Based on the shape data of the blank material acquired in the blank material data acquisition unit, a film is set at the thickness center position, and a multilayer material is formed by stacking the shells on both sides of the film to overlap each other. Blank material production department,
The multilayered blank material created by the multilayered blank material creation unit is divided into a plurality of elements, and a film element made of a film disposed at the center position and neutrals on both sides of the center position at the time of FEM analysis. A multi-layer model creating unit that creates a multi-layer model in which nodes are shared and overlapped with a shell element formed of the shell that is treated as being separated by a predetermined distance;
Based on the material property data, in-plane stress-strain characteristics are defined in the membrane element, and data used to represent out-of-plane bending stiffness is defined in the shell element to generate an analytical model of the blank material Blank analysis model generation unit,
A mold analysis model generation unit for generating a mold analysis model, and
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016194077A1 (en) * 2015-05-29 2016-12-08 株式会社日立製作所 Method for analyzing flow resistance value
CN106897491A (en) * 2017-01-19 2017-06-27 大连理工大学 It is a kind of to suppress the construction design method that rectangular membrane tension produces fold

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06305105A (en) * 1993-04-22 1994-11-01 Asics Corp Method for forming quasi-three dimensional model for composite material laminate and method for analyzing composite material laminate using the model
JP2004042098A (en) * 2002-07-12 2004-02-12 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Forming simulation analysis method
JP2005078556A (en) * 2003-09-03 2005-03-24 Yokohama Rubber Co Ltd:The Finite element model creation method of structure, and simulation method of structure
JP2005266894A (en) * 2004-03-16 2005-09-29 Suzuki Motor Corp Mold design support system and method, and program for supporting mold designing
JP2013023147A (en) * 2011-07-25 2013-02-04 Bridgestone Corp Method, device, and program for making tire model, and tire performance analyzing method

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06305105A (en) * 1993-04-22 1994-11-01 Asics Corp Method for forming quasi-three dimensional model for composite material laminate and method for analyzing composite material laminate using the model
JP2004042098A (en) * 2002-07-12 2004-02-12 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Forming simulation analysis method
JP2005078556A (en) * 2003-09-03 2005-03-24 Yokohama Rubber Co Ltd:The Finite element model creation method of structure, and simulation method of structure
JP2005266894A (en) * 2004-03-16 2005-09-29 Suzuki Motor Corp Mold design support system and method, and program for supporting mold designing
JP2013023147A (en) * 2011-07-25 2013-02-04 Bridgestone Corp Method, device, and program for making tire model, and tire performance analyzing method

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016194077A1 (en) * 2015-05-29 2016-12-08 株式会社日立製作所 Method for analyzing flow resistance value
CN106897491A (en) * 2017-01-19 2017-06-27 大连理工大学 It is a kind of to suppress the construction design method that rectangular membrane tension produces fold
CN106897491B (en) * 2017-01-19 2020-03-17 大连理工大学 Structural design method for inhibiting wrinkles generated by tension of rectangular membrane

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