JP2016134174A - 板状金属加工におけるスクラップトリミング作業の数値的シミュレーション - Google Patents
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Abstract
Description
202b 被トリム部分
204a スクラップ部分
204b スクラップ部分
210a トリム鋼
210b トリム鋼
212a カッティング・エッジ
212b カッティング・エッジ
218a トリムポスト
218b トリムポスト
219a 他のダイ構造
219b 他のダイ構造
220a トリムベクトル
220b トリムベクトル
310 カッティング・エッジ
312a〜312b カッティング・エッジノード
320 カッティング・エッジ
322a,322b,・・・,322n カッティング・エッジノード
410 被トリム部分
415a〜415c トリム線
420a〜420b スクラップ部分
510 トリム鋼
511a〜511c 一セットのカッティング・エッジノード
520 FEAモデル
521a〜521n 一連のノード・ペア
522 トリム線
610 有限要素
611a,612a,611b,612b ノード
611a〜611b,612a〜612b ノード・ペア
615〜616 新しい有限要素
620,624 有限要素
621a,622a,621b,622b ノード
621a〜621b,622a〜622b ノード・ペア
625〜626 新しい有限要素
627a〜627b 新しい有限要素
628a〜628b 新しい有限要素
641a,642a,643a,641b,642b,643b ノード
641a〜641b,642a〜642b,643a〜643b ノード・ペア
640,644 有限要素
645a,645b 新しい有限要素
646a,646b 新しい有限要素
650 トリム線
660 トリム線
680 トリム線
721a〜b,722a〜b,723a〜b,724a〜b,725a〜b ノード・ペア
788a〜788e 数値的制約
810 トリム線
820 トリム線
830 交点
1000 コンピュータシステム
1002 バス
1004 プロセッサ
1006 アプリケーションモジュール
1008 メインメモリ(RAM)
1010 二次メモリ
1012 ハードディスクドライブ
1014 リムーバブルストレージドライブ
1018 リムーバブルストレージユニット
1020 インタフェース
1022 リムーバブルストレージユニット
1024 通信用インタフェース
1030 I/Oインタフェース
Claims (20)
- 板状金属加工におけるスクラップトリミング作業の時間進行シミュレーションを行う方法であって、
アプリケーションモジュールがインストールされたコンピュータシステムにおいて、一つ以上のスクラップ部分が切り取られる前のプレス加工された板状金属を表すための複数の有限要素を含んでいる有限要素解析(FEA)モデルと、少なくとも一つのトリム鋼と、少なくとも一つのトリムポストと、少なくとも一つの他のダイ構造と、に関するそれぞれの演算モデルを有するトリミング作業機構の定義と、を受け取るステップであって、それぞれの前記トリム鋼の前記演算モデルが、前記トリム鋼のカッティング・エッジを表す一セットのカッティング・エッジノードと、それぞれの前記トリム鋼の切断方向を定義する対応するトリムベクトルと、を含んでいるステップと、
前記アプリケーションモジュールを用いて、前記対応するトリムベクトルに基づいて、それぞれのセットのカッティング・エッジノードを前記有限要素解析モデルへと投影することによって前記有限要素解析モデル上に少なくとも一つのトリム線を設定するステップであって、その結果、少なくとも一つの有限要素が前記少なくとも一つのトリム線と交差するステップと、
前記アプリケーションモジュールを用いて、前記少なくとも一つのトリム線に沿って、前記少なくとも一つの交差する有限要素の縁部との交点において、一連のノード・ペアを生成するステップであって、それぞれの前記ノード・ペアが同一座標を有する二つのノードを有しており、前記二つのノードがすべての自由度(DOF)に関して数値的制約を用いて接続されているステップと、
前記アプリケーションモジュールを用いて、前記少なくとも一つの交差する有限要素を二つ以上の新しい有限要素へと、それぞれの新しい有限要素を適切な大きさとして数値的安定性が得られるように、分割することによって前記有限要素解析モデルを変更するステップであって、前記それぞれの新しい有限要素が、何れの有限要素も前記少なくとも一つのトリム線を跨がないように、対応する前記ノード・ペアにおける前記二つのノードのうちの一方を用いて定義されているステップと、
前記アプリケーションモジュールを用いて、前記変更された有限要素解析モデルの有限要素を前記少なくとも一つのトリム線によって分離される第一グループおよび第二グループへと分割するステップであって、前記第一グループが剛体の有限要素によってモデル化される被トリム部分を表しており、前記第二グループが変形可能な有限要素によってモデル化される前記一つ以上のスクラップ部分を表しているステップと、
前記アプリケーションモジュールを用いて、前記変更された有限要素解析モデルを、受け取った前記トリミング作業機構の定義と共に用いたトリミング作業の時間進行シミュレーションを実行するステップであって、前記時間進行シミュレーションにおけるそれぞれのソリューションサイクルにおいて、前記カッティング・エッジノードのうちの一つに達したと判断された一つ以上の前記ノード・ペアの数値的制約が解除されると共に、前記数値的制約の解除に応じて、および、前記少なくとも一つのトリム鋼、前記少なくとも一つのトリムポスト、および前記少なくとも一つの他のダイ構造との接触に応じて、前記第二グループの有限要素が変形したとき、前記一つ以上のスクラップ部分の数値的にシミュレートされた構造的挙動が取得されるステップと、
を含む方法。 - 前記複数の有限要素が二次元シェル要素を有する、
請求項1に記載の方法。 - 前記アプリケーションモジュールを用いて、前記少なくとも一つのトリム線のうちの第一トリム線および第二トリム線を、前記第一トリム線および前記第二トリム線のそれぞれの端部を、初期値又はユーザが指定した入力値だけ延長することにより、数値的に互いに交差させるステップをさらに含む、
請求項1に記載の方法。 - 前記変更された有限要素解析モデルの有限要素を、前記第一グループおよび前記第二グループへと分割する前記ステップは、前記一つ以上のスクラップ部分のそれぞれに位置するユーザ定義の基準ノードを用いることによって達成される、
請求項1に記載の方法。 - 前記カッティング・エッジノードのうちの一つに達したとの前記判断は、前記一つ以上のノード・ペアと前記カッティング・エッジノードのうちの前記一つとの間の数値的な許容誤差の追加をさらに含んでおり、前記許容誤差は、前記有限要素解析モデルにおいて引き継がれた数値的不正確性に対処するために用いられる、
請求項1に記載の方法。 - 前記数値的不正確性は、前記有限要素解析モデルと前記トリムポストとの間の初期侵入を含む、
請求項5に記載の方法。 - 前記数値的不正確性は、物理的絞りビードの簡略化数値表現を含む、
請求項5に記載の方法。 - 入出力(I/O)インタフェースと、
アプリケーションモジュールに関するコンピュータ可読コードを記憶しているメモリと、
前記メモリに連結される少なくとも一つのプロセッサと、
を備える板状金属加工におけるスクラップトリミング作業の時間進行シミュレーションを行うシステムであって、前記少なくとも一つのプロセッサが前記メモリ内のコンピュータ可読コードを実行して、前記アプリケーションモジュールに、
一つ以上のスクラップ部分が切り取られる前のプレス加工された板状金属を表すための複数の有限要素を含んでいる有限要素解析(FEA)モデルと、少なくとも一つのトリム鋼と、少なくとも一つのトリムポストと、少なくとも一つの他のダイ構造と、に関するそれぞれの演算モデルを有するトリミング作業機構の定義と、を受け取るオペレーションであって、それぞれの前記トリム鋼の前記演算モデルが、前記トリム鋼のカッティング・エッジを表す一セットのカッティング・エッジノードと、それぞれの前記トリム鋼の切断方向を定義する対応するトリムベクトルと、を含んでいるオペレーションと、
前記対応するトリムベクトルに基づいて、それぞれのセットのカッティング・エッジノードを前記有限要素解析モデルへと投影することによって前記有限要素解析モデル上に少なくとも一つのトリム線を設定するオペレーションであって、その結果、少なくとも一つの有限要素が前記少なくとも一つのトリム線と交差するオペレーションと、
前記少なくとも一つのトリム線に沿って、前記少なくとも一つの交差する有限要素の縁部との交点において、一連のノード・ペアを生成するオペレーションであって、それぞれの前記ノード・ペアが同一座標を有する二つのノードを有しており、前記二つのノードがすべての自由度(DOF)に関して数値的制約を用いて接続されているオペレーションと、
前記少なくとも一つの交差する有限要素を二つ以上の新しい有限要素へと、それぞれの新しい有限要素を適切な大きさとして数値的安定性が得られるように、分割することによって前記有限要素解析モデルを変更するオペレーションであって、前記それぞれの新しい有限要素が、何れの有限要素も前記少なくとも一つのトリム線を跨がないように、対応する前記ノード・ペアにおける前記二つのノードのうちの一方を用いて定義されているオペレーションと、
前記変更された有限要素解析モデルの有限要素を前記少なくとも一つのトリム線によって分離される第一グループおよび第二グループへと分割するオペレーションであって、前記第一グループが剛体の有限要素によってモデル化される被トリム部分を表しており、前記第二グループが変形可能な有限要素によってモデル化される前記一つ以上のスクラップ部分を表しているオペレーションと、
前記変更された有限要素解析モデルを、受け取った前記トリミング作業機構の定義と共に用いたトリミング作業の時間進行シミュレーションを実行するオペレーションであって、前記時間進行シミュレーションにおけるそれぞれのソリューションサイクルにおいて、前記カッティング・エッジノードのうちの一つに達したと判断された一つ以上の前記ノード・ペアの数値的制約が解除されると共に、前記数値的制約の解除に応じて、および、前記少なくとも一つのトリム鋼、前記少なくとも一つのトリムポスト、および前記少なくとも一つの他のダイ構造との接触に応じて、前記第二グループの有限要素が変形したとき、前記一つ以上のスクラップ部分の数値的にシミュレートされた構造的挙動が取得されるオペレーションと、
を実行させる、システム。 - 前記複数の有限要素が二次元シェル要素を有する、
請求項8に記載のシステム。 - 前記少なくとも一つのトリム線のうちの第一トリム線および第二トリム線を、前記第一トリム線および前記第二トリム線のそれぞれの端部を、初期値又はユーザが指定した入力値だけ延長することにより、数値的に互いに交差させるオペレーションをさらに実行させる、
請求項8に記載のシステム。 - 前記変更された有限要素解析モデルの有限要素を、前記第一グループおよび前記第二グループへと分割する前記オペレーションは、前記一つ以上のスクラップ部分のそれぞれに位置するユーザ定義の基準ノードを用いることによって達成される、
請求項8に記載のシステム。 - 前記カッティング・エッジノードのうちの一つに達したとの前記判断は、前記一つ以上のノード・ペアと前記カッティング・エッジノードのうちの前記一つとの間の数値的な許容誤差の追加をさらに含んでおり、前記許容誤差は、前記有限要素解析モデルにおいて引き継がれた数値的不正確性に対処するために用いられる、
請求項8に記載のシステム。 - 前記数値的不正確性は、前記有限要素解析モデルと前記トリムポストとの間の初期侵入を含む、
請求項12に記載のシステム。 - 前記数値的不正確性は、物理的絞りビードの簡略化数値表現を含む、
請求項12に記載のシステム。 - オペレーションによって、板状金属加工におけるスクラップトリミング作業の時間進行シミュレーションを行うための、コンピュータが実行可能な命令を含んでいる非一時的なコンピュータ可読記憶媒体であって、前記オペレーションが、
アプリケーションモジュールがインストールされたコンピュータシステムにおいて、一つ以上のスクラップ部分が切り取られる前のプレス加工された板状金属を表すための複数の有限要素を含んでいる有限要素解析(FEA)モデルと、少なくとも一つのトリム鋼と少なくとも一つのトリムポストと、少なくとも一つの他のダイ構造と、に関するそれぞれの演算モデルを有するトリミング作業機構の定義と、を受け取るオペレーションであって、それぞれの前記トリム鋼の前記演算モデルが、前記トリム鋼のカッティング・エッジを表す一セットのカッティング・エッジノードと、それぞれの前記トリム鋼の切断方向を定義する対応するトリムベクトルと、を含んでいるオペレーションと、
前記アプリケーションモジュールを用いて、前記対応するトリムベクトルに基づいて、それぞれのセットのカッティング・エッジノードを前記有限要素解析モデルへと投影することによって前記有限要素解析モデル上に少なくとも一つのトリム線を設定するオペレーションであって、その結果、少なくとも一つの有限要素が前記少なくとも一つのトリム線と交差するオペレーションと、
前記アプリケーションモジュールを用いて、前記少なくとも一つのトリム線に沿って、前記少なくとも一つの交差する有限要素の縁部との交点において、一連のノード・ペアを生成するオペレーションであって、それぞれの前記ノード・ペアが同一座標を有する二つのノードを有しており、前記二つのノードがすべての自由度(DOF)に関して数値的制約を用いて接続されているオペレーションと、
前記アプリケーションモジュールを用いて、前記少なくとも一つの交差する有限要素を二つ以上の新しい有限要素へと、それぞれの新しい有限要素を適切な大きさとして数値的安定性が得られるように、分割することによって前記有限要素解析モデルを変更するオペレーションであって、前記それぞれの新しい有限要素が、何れの有限要素も前記少なくとも一つのトリム線を跨がないように、対応する前記ノード・ペアにおける前記二つのノードのうちの一方を用いて定義されているオペレーションと、
前記アプリケーションモジュールを用いて、前記変更された有限要素解析モデルの有限要素を前記少なくとも一つのトリム線によって分離される第一グループおよび第二グループへと分割するオペレーションであって、前記第一グループが剛体の有限要素によってモデル化される被トリム部分を表しており、前記第二グループが変形可能な有限要素によってモデル化される前記一つ以上のスクラップ部分を表しているオペレーションと、
前記アプリケーションモジュールを用いて、前記変更された有限要素解析モデルを、受け取った前記トリミング作業機構の定義と共に用いたトリミング作業の時間進行シミュレーションを実行するオペレーションであって、前記時間進行シミュレーションにおけるそれぞれのソリューションサイクルにおいて、前記カッティング・エッジノードのうちの一つに達したと判断された一つ以上の前記ノード・ペアの数値的制約が解除されると共に、前記数値的制約の解除に応じて、および、前記少なくとも一つのトリム鋼、前記少なくとも一つのトリムポスト、および前記少なくとも一つの他のダイ構造との接触に応じて、前記第二グループの有限要素が変形したとき、前記一つ以上のスクラップ部分の数値的にシミュレートされた構造的挙動が取得されるオペレーションと、
を含んでいる、非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。 - 前記複数の有限要素が二次元シェル要素を備える、
請求項15に記載の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。 - 前記アプリケーションモジュールを用いて、前記少なくとも一つのトリム線のうちの第一トリム線および第二トリム線を、前記第一トリム線および前記第二トリム線のそれぞれの端部を、初期値又はユーザが指定した入力値だけ延長することにより、数値的に互いに交差させるオペレーションをさらに含む、
請求項15に記載の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。 - 前記変更された有限要素解析モデルの有限要素を、前記第一グループおよび前記第二グループへと分割する前記オペレーションは、前記一つ以上のスクラップ部分のそれぞれに位置するユーザ定義の基準ノードを用いることによって達成される、
請求項15に記載の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。 - 前記カッティング・エッジノードのうちの一つに達したとの前記判断は、前記一つ以上のノード・ペアと前記カッティング・エッジノードのうちの前記一つとの間の数値的な許容誤差の追加をさらに含んでおり、前記許容誤差は、前記有限要素解析モデルにおいて引き継がれた数値的不正確性に対処するために用いられる、
請求項15に記載の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。 - 前記数値的不正確性は、前記有限要素解析モデルと前記トリムポストとの間の初期侵入を含み、
前記数値的不正確性は、物理的絞りビードの簡略化数値表現を含む、
請求項19に記載の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
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