JP2924354B2 - 線状加熱による鋼板の曲げ加工方法 - Google Patents
線状加熱による鋼板の曲げ加工方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は線状加熱を用いて平板状
あるいは半円筒形状の初期形状の鋼板を曲面形状の最終
形状に曲げ加工するための線状加熱による鋼板の曲げ加
工方法に係り、特に、最終形状を得るために必要な固有
ひずみの関係を有限要素法を用いて解析し、さらに得ら
れた知見に基づき線状加熱をするべき位置や固有ひずみ
の量を数値的に決定して鋼板の曲げ加工を容易に行える
ことを達成した線状加熱による鋼板の曲げ加工方法に関
するものである。
あるいは半円筒形状の初期形状の鋼板を曲面形状の最終
形状に曲げ加工するための線状加熱による鋼板の曲げ加
工方法に係り、特に、最終形状を得るために必要な固有
ひずみの関係を有限要素法を用いて解析し、さらに得ら
れた知見に基づき線状加熱をするべき位置や固有ひずみ
の量を数値的に決定して鋼板の曲げ加工を容易に行える
ことを達成した線状加熱による鋼板の曲げ加工方法に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、造船所における鋼板の曲げ加工
の多くは線状加熱によって行われている。この線状加熱
による曲げ加工は平板状あるいは半円筒形状の鋼板の所
定の位置に線状加熱を施し、生じた塑性ひずみによる板
の面内収縮や角変形を利用して、目的とする３次元形状
を作り出すものであり、これら面内収縮率や角変形量は
線状加熱の加熱位置や方向等によって決定される。
の多くは線状加熱によって行われている。この線状加熱
による曲げ加工は平板状あるいは半円筒形状の鋼板の所
定の位置に線状加熱を施し、生じた塑性ひずみによる板
の面内収縮や角変形を利用して、目的とする３次元形状
を作り出すものであり、これら面内収縮率や角変形量は
線状加熱の加熱位置や方向等によって決定される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、この線状加
熱よる曲げ加工は加熱位置や加熱条件といったものが重
要となってくるが、従来、これらの曲げ加工は全て熟練
工の勘や技能によって行われてきた。
熱よる曲げ加工は加熱位置や加熱条件といったものが重
要となってくるが、従来、これらの曲げ加工は全て熟練
工の勘や技能によって行われてきた。
【０００４】しかしながら、最近はこれら熟練工の高齢
化および作業者の数の減少、さらに技能の継承が困難で
あるといった問題が顕著化してきており、処理能力の低
下が危惧されている。
化および作業者の数の減少、さらに技能の継承が困難で
あるといった問題が顕著化してきており、処理能力の低
下が危惧されている。
【０００５】そこで、本発明はこれらの問題点を有効に
解決するために案出されたものであり、その主な目的は
熟練を要する線状加熱作業を技術化することで特殊な技
能を要せずに処理能力の向上を達成できる線状加熱方法
を提供するものである。
解決するために案出されたものであり、その主な目的は
熟練を要する線状加熱作業を技術化することで特殊な技
能を要せずに処理能力の向上を達成できる線状加熱方法
を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、第一の基本的な発明は平板状あるいは半円筒形をし
た初期形状の鋼板を任意の曲面形状をした最終形状に曲
げ加工を行うための線状加熱による鋼板の曲げ加工方法
において、曲げ加工前の鋼板の初期形状と曲げ加工後の
鋼板の最終形状に関する幾何学情報を入力すると共に、
初期形状に対応した有限要素法のメッシュ分割を行い、
初期形状から最終形状まで強制的に弾性変形させて、そ
の過程で生じる歪みを計算した後、計算された歪みを面
内成分と面外曲げ成分に分離すると共に、それぞれの主
ひずみ分布をグラフィック表示し、面内歪み分布に対し
ては圧縮の主ひずみが大きい領域を加熱領域として選択
してその主ひずみの方向に垂直な方向を線状加熱し、曲
げ歪みに対しては曲げ歪みの絶対値が大きい領域を加熱
領域とし、そのひずみ方向に絶対値が最大である主方向
に垂直な方向を線状加熱して、それぞれに所定の固有歪
みを与えて、上記鋼板を所定の最終形状に曲げ加工する
ものである。
め、第一の基本的な発明は平板状あるいは半円筒形をし
た初期形状の鋼板を任意の曲面形状をした最終形状に曲
げ加工を行うための線状加熱による鋼板の曲げ加工方法
において、曲げ加工前の鋼板の初期形状と曲げ加工後の
鋼板の最終形状に関する幾何学情報を入力すると共に、
初期形状に対応した有限要素法のメッシュ分割を行い、
初期形状から最終形状まで強制的に弾性変形させて、そ
の過程で生じる歪みを計算した後、計算された歪みを面
内成分と面外曲げ成分に分離すると共に、それぞれの主
ひずみ分布をグラフィック表示し、面内歪み分布に対し
ては圧縮の主ひずみが大きい領域を加熱領域として選択
してその主ひずみの方向に垂直な方向を線状加熱し、曲
げ歪みに対しては曲げ歪みの絶対値が大きい領域を加熱
領域とし、そのひずみ方向に絶対値が最大である主方向
に垂直な方向を線状加熱して、それぞれに所定の固有歪
みを与えて、上記鋼板を所定の最終形状に曲げ加工する
ものである。
【０００７】
【作用】上述したように、本発明は有限要素法を用いて
初期形状から最終形状に至るまでの鋼板のひずみを計算
し、鋼板のどの位置に、どの様な形態の、いかなる大き
さのひずみを付与すべきが正確にかつ容易に把握できる
ため、線状加熱による曲げ加工作業が容易となる上に、
曲げ加工に際して特殊な熟練や勘といったものが不要と
なる。
初期形状から最終形状に至るまでの鋼板のひずみを計算
し、鋼板のどの位置に、どの様な形態の、いかなる大き
さのひずみを付与すべきが正確にかつ容易に把握できる
ため、線状加熱による曲げ加工作業が容易となる上に、
曲げ加工に際して特殊な熟練や勘といったものが不要と
なる。
【０００８】
【実施例】次に、本発明の好適実施例を説明する。
【０００９】本発明の線状加熱による鋼板の曲げ加工方
法は、線状加熱時に生じる塑性ひずみによる板の面内収
縮や角変形を利用し、目的とする３次元形状を作り出す
加工方法である。
法は、線状加熱時に生じる塑性ひずみによる板の面内収
縮や角変形を利用し、目的とする３次元形状を作り出す
加工方法である。
【００１０】そこで、まず成形すべき曲り部材の形状と
線状加熱により与えるべき面内収縮量および角変形量に
ついて説明する。図２は平板から部分球殻を作成した場
合を例に、線状加熱の位置と線状加熱によって生ずる角
変形（収縮量が板厚方向に変化）と面内収縮（収縮量が
板厚方向に一様）の関係を模式的に示したものである。
図中ａは曲げ加工後の形状と加熱線を示し、ｂは３次元
曲面を有する曲り部材を加熱線に沿って切り込みを入
れ、これを平面展開した状態を示したものである。直感
的にはｂ図中に示された切り込みに生じた開き量が線状
加熱によって与えるべき面内縮小量および角変形量を示
している。この例が示すように、一方向のみに曲率を有
するシリンダ形状を作成するためには角変形のみが必要
であるが、２方向に曲率を有する部分球殻の場合には、
面内収縮も考慮しなければならない。従って、任意の形
状を対象とした板曲げ加工を行うためには、目的とした
形状に合わせて面内収縮と角変形の両者を意識的に使い
分ける必要がある。一方、これらの面内収縮量や角変形
量はスプリングバックなどの２次的影響を無視すれば幾
何学的な計算により求めることができ、線状加熱方案を
理論的に作成する一つの方法として、幾何学的計算に基
づく手法がすでに提案されており、固有変形として面内
収縮のみを考慮した場合については幾何学的条件から加
熱位置及び付与すべき縮み量を決定することができる。
線状加熱により与えるべき面内収縮量および角変形量に
ついて説明する。図２は平板から部分球殻を作成した場
合を例に、線状加熱の位置と線状加熱によって生ずる角
変形（収縮量が板厚方向に変化）と面内収縮（収縮量が
板厚方向に一様）の関係を模式的に示したものである。
図中ａは曲げ加工後の形状と加熱線を示し、ｂは３次元
曲面を有する曲り部材を加熱線に沿って切り込みを入
れ、これを平面展開した状態を示したものである。直感
的にはｂ図中に示された切り込みに生じた開き量が線状
加熱によって与えるべき面内縮小量および角変形量を示
している。この例が示すように、一方向のみに曲率を有
するシリンダ形状を作成するためには角変形のみが必要
であるが、２方向に曲率を有する部分球殻の場合には、
面内収縮も考慮しなければならない。従って、任意の形
状を対象とした板曲げ加工を行うためには、目的とした
形状に合わせて面内収縮と角変形の両者を意識的に使い
分ける必要がある。一方、これらの面内収縮量や角変形
量はスプリングバックなどの２次的影響を無視すれば幾
何学的な計算により求めることができ、線状加熱方案を
理論的に作成する一つの方法として、幾何学的計算に基
づく手法がすでに提案されており、固有変形として面内
収縮のみを考慮した場合については幾何学的条件から加
熱位置及び付与すべき縮み量を決定することができる。
【００１１】しかしながら、一般には面内収縮及び面外
曲げ固有ひずみの両方を状況に応じて適宜使い分ける必
要があり、また、ロール加工やプレス加工による一次曲
げ加工を受けた部材の二次曲げ加工等への対応性を考え
ると幾何学的な計算に基づく手法には限界がある。一
方、曲げ変形を現象に忠実に模擬するという点において
は有限要素法が優れており、最近のＥＷＳ等の性能向上
とあいまって日常的な道具の一つとなっている。そこ
で、本発明ではＦＥＭによる弾性解析に基づき、線状加
熱の位置および固有変形量を決定する方法の可能性を案
出した。
曲げ固有ひずみの両方を状況に応じて適宜使い分ける必
要があり、また、ロール加工やプレス加工による一次曲
げ加工を受けた部材の二次曲げ加工等への対応性を考え
ると幾何学的な計算に基づく手法には限界がある。一
方、曲げ変形を現象に忠実に模擬するという点において
は有限要素法が優れており、最近のＥＷＳ等の性能向上
とあいまって日常的な道具の一つとなっている。そこ
で、本発明ではＦＥＭによる弾性解析に基づき、線状加
熱の位置および固有変形量を決定する方法の可能性を案
出した。
【００１２】すなわち、本発明の線状加熱による鋼板の
曲げ加工方法は以上の見解に基づいて案出されたもので
あり、図１はその線状加熱の加熱位置と方向決定要領を
示したフローチャート図である。
曲げ加工方法は以上の見解に基づいて案出されたもので
あり、図１はその線状加熱の加熱位置と方向決定要領を
示したフローチャート図である。
【００１３】先ず、初期形状（一次曲げ後の形状でも良
い）と最終成形形状に関する幾何学情報の入力（ステッ
プ１）した後、初期形状に対応したＦＥＭのメッシュ分
割を行う（ステップ２）。次に、加熱位置及び方向の決
定として、先ず、初期形状から最終形状まで強制的に弾
性変形させ、その過程で生じるひずみを計算した後、計
算されたひずみを面内成分と、曲げ成分に分離し、それ
ぞれの主ひずみ分布をグラフィック画面に表示する（ス
テップ３）。次に、面内のひずみ分布に注目し、圧縮の
主ひずみが大きい領域を加熱領域に選び、加熱の方向は
主ひずみの方向に垂直な方向とし（ステップ４）、ま
た、曲げひずみの分布に注目し、曲げひずみの絶対値が
大きい領域を加熱領域に加え、加熱の方向はひずみの絶
対値が最大である主方向に垂直な方向とする（ステップ
５）。
い）と最終成形形状に関する幾何学情報の入力（ステッ
プ１）した後、初期形状に対応したＦＥＭのメッシュ分
割を行う（ステップ２）。次に、加熱位置及び方向の決
定として、先ず、初期形状から最終形状まで強制的に弾
性変形させ、その過程で生じるひずみを計算した後、計
算されたひずみを面内成分と、曲げ成分に分離し、それ
ぞれの主ひずみ分布をグラフィック画面に表示する（ス
テップ３）。次に、面内のひずみ分布に注目し、圧縮の
主ひずみが大きい領域を加熱領域に選び、加熱の方向は
主ひずみの方向に垂直な方向とし（ステップ４）、ま
た、曲げひずみの分布に注目し、曲げひずみの絶対値が
大きい領域を加熱領域に加え、加熱の方向はひずみの絶
対値が最大である主方向に垂直な方向とする（ステップ
５）。
【００１４】次に、付与すべき固有ひずみの種類と大き
さの決定として、固有変形量は図２に示したように板に
切り込みを入れ、平面展開した時の隙間に対応してお
り、この切り込みを模擬するため、加熱位置にある要素
の弾性係数を他の部分の１／１０００に設定する（ステ
ップ６）。この状態では初期形状から最終形状までの変
形を弾性解析すると、本来、板全体に分散しているひず
みが加熱部分に集中し、その値は線状加熱で付与すべき
固有ひずみあるいは固有変形の大きさを与える。そし
て、これらの計算に基づき線状加熱を施して固有ひずみ
を発生させることによって所定の最終形状に加工するこ
とになる（ステップ７）。
さの決定として、固有変形量は図２に示したように板に
切り込みを入れ、平面展開した時の隙間に対応してお
り、この切り込みを模擬するため、加熱位置にある要素
の弾性係数を他の部分の１／１０００に設定する（ステ
ップ６）。この状態では初期形状から最終形状までの変
形を弾性解析すると、本来、板全体に分散しているひず
みが加熱部分に集中し、その値は線状加熱で付与すべき
固有ひずみあるいは固有変形の大きさを与える。そし
て、これらの計算に基づき線状加熱を施して固有ひずみ
を発生させることによって所定の最終形状に加工するこ
とになる（ステップ７）。
【００１５】次に、この実施例として実船の曲り部材に
近い例題について説明する。
近い例題について説明する。
【００１６】実船の曲り部材は図３に示すように２方向
に曲率を有するドーナツ型曲面に近く、曲率半径Ｒおよ
びｒの値を実船について調査した結果が文献（西岡、西
牧、松石、田中、安川、山内、東郷：ユニバーサル多点
プレス法による船体外板曲げ作業の自動化に関する研究
（第１報：基礎研究）、日本造船学会論文集、第１３２
号。ｐｐ４８１〜５０１、（１９７２））に報告されて
おり、その範囲は、 −１．０×１０-4＜１／ｒ＜３．０×１０-4（１／mm） ０．０ ＜１／Ｒ＜３．０×１０-5（１／mm） である。実験などとの相似則を考えると、板厚ｔも考慮
したパラメータｔ／ｒ、ｔ／Ｒで整理した方が良いの
で、実船の板厚を２０mmと仮定すると、パラメータの範
囲は、 −２．０×１０-3＜ｔ／ｒ＜６．０×１０-3 ０．０ ＜ｔ／Ｒ＜６．０×１０-4 となる。そこでこの範囲に含まれ、 ｔ／ｒ＝±２．５×１０-3 ｔ／Ｒ＝ ５．０×１０-4 である二つのケースを検討する。それらの寸法および曲
率が図４に示されており、（ａ）は同方向の曲率を有す
る枕型、（ｂ）は曲率の方向が異なる鞍型である。
に曲率を有するドーナツ型曲面に近く、曲率半径Ｒおよ
びｒの値を実船について調査した結果が文献（西岡、西
牧、松石、田中、安川、山内、東郷：ユニバーサル多点
プレス法による船体外板曲げ作業の自動化に関する研究
（第１報：基礎研究）、日本造船学会論文集、第１３２
号。ｐｐ４８１〜５０１、（１９７２））に報告されて
おり、その範囲は、 −１．０×１０-4＜１／ｒ＜３．０×１０-4（１／mm） ０．０ ＜１／Ｒ＜３．０×１０-5（１／mm） である。実験などとの相似則を考えると、板厚ｔも考慮
したパラメータｔ／ｒ、ｔ／Ｒで整理した方が良いの
で、実船の板厚を２０mmと仮定すると、パラメータの範
囲は、 −２．０×１０-3＜ｔ／ｒ＜６．０×１０-3 ０．０ ＜ｔ／Ｒ＜６．０×１０-4 となる。そこでこの範囲に含まれ、 ｔ／ｒ＝±２．５×１０-3 ｔ／Ｒ＝ ５．０×１０-4 である二つのケースを検討する。それらの寸法および曲
率が図４に示されており、（ａ）は同方向の曲率を有す
る枕型、（ｂ）は曲率の方向が異なる鞍型である。
【００１７】まず、枕型ａの曲面を平板から加工すると
想定して、切り込みを入れない状態でのひずみ分布を計
算した。尚、解析は対称性を考慮し、板の１／４につい
て行った。計算結果として得られた面内ひずみの分布を
示したのが図５であり、面内ひずみεm の絶対値の最大
値は３．１７×１０-3である。一方、曲げひずみは短辺
方向の曲げが支配的でｔ／２ｒ＝１．２５×１０-3に相
当するひずみが、ほぼ一様に分布する（図は省略）。こ
の場合は面内ひずみと曲げひずみの大きさが同じオーダ
ーであるので面内の固有ひずみのみでは曲げ加工は不可
能である。従って、現場で実際行われているように、先
ずロールで短辺方向の一様曲げを行い、その後線状加熱
する方法が有効である。そこでここでは一次加工で曲率
ｒの円筒状に成形された板を、長辺上の中央点での高さ
ｈ0 が１００mmの枕型に加工する工程を考える。図６は
面内のひずみ分布を主ひずみ分布として示したものであ
り、矢印は主ひずみの方向と大きさを示している。一
方、図７は曲げひずみについて、表面の最大主ひずみの
分布を示したものである。面内と曲げひずみ分布を比較
すると、面内ひずみはｘ−ｙ平面上で大きく変化してい
るが、曲げひずみはほぼ一様である。また、ひずみの最
大値に注目すると、面内および曲げひずみの最大値はそ
れぞれ３．１５×１０-3、２．４８×１０-4であり、こ
の場合は平板から成形する場合と比較して曲げひずみの
大きさは減少し、面内ひずみの大きさより一桁小さくな
っている。このように、面内ひずみが支配的であるので
加熱位置と方向を面内ひずみ分布から定めることででき
る。大きい圧縮ひずみが生じている部分をひずみの方向
と垂直に加熱するとすれば、加熱領域は図８にように定
まる。同図は中心部を残し、板の周辺部を加熱すべきで
あることを示しており、これは現場での実際の作業と対
応している。なお、図６に示されたように板の中心部で
ｘ軸に沿った位置にかなりの大きさの引張りひずみが生
じている。この引張りひずみの影響も固有ひずみに取り
入れるため、加熱領域に引張が生じる部分を一部含め
た。次に、加熱領域のヤング率が他の１／１０００であ
るとして変形解析を実施し、得られた面内ひずみ分布が
図９に示されている。ひずみはほとんど加熱領域に集中
しており、図６に見られた引張ひずみは消えていること
がわかる。さらに加熱領域のひずみを固有ひずみとして
円筒板に与えたときの変形を計算した。その結果を板の
Ａ、Ｂ、Ｃ点の高さｈa 、ｈb 、ｈc について図１２に
示した。
想定して、切り込みを入れない状態でのひずみ分布を計
算した。尚、解析は対称性を考慮し、板の１／４につい
て行った。計算結果として得られた面内ひずみの分布を
示したのが図５であり、面内ひずみεm の絶対値の最大
値は３．１７×１０-3である。一方、曲げひずみは短辺
方向の曲げが支配的でｔ／２ｒ＝１．２５×１０-3に相
当するひずみが、ほぼ一様に分布する（図は省略）。こ
の場合は面内ひずみと曲げひずみの大きさが同じオーダ
ーであるので面内の固有ひずみのみでは曲げ加工は不可
能である。従って、現場で実際行われているように、先
ずロールで短辺方向の一様曲げを行い、その後線状加熱
する方法が有効である。そこでここでは一次加工で曲率
ｒの円筒状に成形された板を、長辺上の中央点での高さ
ｈ0 が１００mmの枕型に加工する工程を考える。図６は
面内のひずみ分布を主ひずみ分布として示したものであ
り、矢印は主ひずみの方向と大きさを示している。一
方、図７は曲げひずみについて、表面の最大主ひずみの
分布を示したものである。面内と曲げひずみ分布を比較
すると、面内ひずみはｘ−ｙ平面上で大きく変化してい
るが、曲げひずみはほぼ一様である。また、ひずみの最
大値に注目すると、面内および曲げひずみの最大値はそ
れぞれ３．１５×１０-3、２．４８×１０-4であり、こ
の場合は平板から成形する場合と比較して曲げひずみの
大きさは減少し、面内ひずみの大きさより一桁小さくな
っている。このように、面内ひずみが支配的であるので
加熱位置と方向を面内ひずみ分布から定めることででき
る。大きい圧縮ひずみが生じている部分をひずみの方向
と垂直に加熱するとすれば、加熱領域は図８にように定
まる。同図は中心部を残し、板の周辺部を加熱すべきで
あることを示しており、これは現場での実際の作業と対
応している。なお、図６に示されたように板の中心部で
ｘ軸に沿った位置にかなりの大きさの引張りひずみが生
じている。この引張りひずみの影響も固有ひずみに取り
入れるため、加熱領域に引張が生じる部分を一部含め
た。次に、加熱領域のヤング率が他の１／１０００であ
るとして変形解析を実施し、得られた面内ひずみ分布が
図９に示されている。ひずみはほとんど加熱領域に集中
しており、図６に見られた引張ひずみは消えていること
がわかる。さらに加熱領域のひずみを固有ひずみとして
円筒板に与えたときの変形を計算した。その結果を板の
Ａ、Ｂ、Ｃ点の高さｈa 、ｈb 、ｈc について図１２に
示した。
【００１８】次に、円筒から鞍型ｂを成形する場合を説
明する。まず、枕型ａと同様、円筒から鞍型に変形させ
た時のひずみを解析した。曲げひずみ分布は枕型と絶対
値がほぼ同じで符号が逆の分布となるので、面内ひずみ
分布のみを図１０に示している。このひずみ分布を基に
加熱領域を図１１のように定め、固有ひずみの計算、さ
らに固有ひずみを与えた時の変形を解析した。その結果
を枕型の場合と合わせて図１２に示した。この表１に基
づき固有ひずみを与えることにより得られた形状につい
て検討すると、円筒にさらに付与したい変形量、すなわ
ちｈ0 が１００mmであるのに対し、枕型の場合は各点に
おける高さの誤差が約８mm以内の形状が得られている。
一方、鞍型の場合はやや誤差が大きく、その値は１７〜
２７mmである。このことは、場合により、成形誤差が相
対的に大きくなることもあるが、ここで案出した方法
が、実際の板曲げ加工に対しても有効な方法となり得る
ことを示している。
明する。まず、枕型ａと同様、円筒から鞍型に変形させ
た時のひずみを解析した。曲げひずみ分布は枕型と絶対
値がほぼ同じで符号が逆の分布となるので、面内ひずみ
分布のみを図１０に示している。このひずみ分布を基に
加熱領域を図１１のように定め、固有ひずみの計算、さ
らに固有ひずみを与えた時の変形を解析した。その結果
を枕型の場合と合わせて図１２に示した。この表１に基
づき固有ひずみを与えることにより得られた形状につい
て検討すると、円筒にさらに付与したい変形量、すなわ
ちｈ0 が１００mmであるのに対し、枕型の場合は各点に
おける高さの誤差が約８mm以内の形状が得られている。
一方、鞍型の場合はやや誤差が大きく、その値は１７〜
２７mmである。このことは、場合により、成形誤差が相
対的に大きくなることもあるが、ここで案出した方法
が、実際の板曲げ加工に対しても有効な方法となり得る
ことを示している。
【００１９】このように本発明は有限要素法を用いて初
期形状から目的とする最終形状までの変形を弾性解析
し、面内および面外曲げひずみの主方向および大きさか
ら線状加熱の位置と方向を決めることによって、鋼板の
どの位置に、どの様な形態の、いかなる大きさのひずみ
を付与すべきが正確にかつ容易に把握できるため、線状
加熱による曲げ加工に際して特殊な熟練や勘といったも
のが不要となる。
期形状から目的とする最終形状までの変形を弾性解析
し、面内および面外曲げひずみの主方向および大きさか
ら線状加熱の位置と方向を決めることによって、鋼板の
どの位置に、どの様な形態の、いかなる大きさのひずみ
を付与すべきが正確にかつ容易に把握できるため、線状
加熱による曲げ加工に際して特殊な熟練や勘といったも
のが不要となる。
【００２０】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、線状加熱
による鋼板の曲げ加工が容易に行えるため、熟練工の高
齢化および作業者の数の減少、さらに技能の継承が困難
であるといった問題を解消することができると共に、そ
の処理能力を一層向上させることができるといった優れ
た効果を有する。
による鋼板の曲げ加工が容易に行えるため、熟練工の高
齢化および作業者の数の減少、さらに技能の継承が困難
であるといった問題を解消することができると共に、そ
の処理能力を一層向上させることができるといった優れ
た効果を有する。
【図１】本発明の一実施例を示すフローチャート図であ
る。
る。
【図２】（ａ）は曲げ加工後の形状と加熱線を示す斜視
図、（ｂ）は３次元曲面を有する曲り部材を加熱線に沿
って切り込みを入れ、これを平面展開した状態を示す平
面図である。
図、（ｂ）は３次元曲面を有する曲り部材を加熱線に沿
って切り込みを入れ、これを平面展開した状態を示す平
面図である。
【図３】ドーナツ型をした実船の曲り部材の一部を示し
た部分拡大図である。
た部分拡大図である。
【図４】（ａ）は枕型の部材を示した斜視図、（ｂ）は
鞍型の部材を示した斜視図である。
鞍型の部材を示した斜視図である。
【図５】計算結果として得られた枕型部材の面内ひずみ
の分布を示した図である。
の分布を示した図である。
【図６】枕型部材の面内のひずみ分布を主ひずみ分布と
して示した図である。
して示した図である。
【図７】枕型部材の曲げひずみについて、表面の最大主
ひずみの分布を示した図である。
ひずみの分布を示した図である。
【図８】枕型部材の加熱領域を示した図である。
【図９】枕型部材の面内ひずみ分布を示した図である。
【図１０】鞍型部材の面内ひずみ分布のみを示した図で
ある。
ある。
【図１１】鞍型部材の加熱領域を示した図である。
【図１２】加熱領域のひずみを固有ひずみとして円筒板
に与えたときの変形を計算した結果を示した表図であ
る。
に与えたときの変形を計算した結果を示した表図であ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上田 幸雄 大阪府茨木市美穂ケ丘11−１ 大阪大学 溶接工学研究所内 (72)発明者 村川 英一 大阪府茨木市美穂ケ丘11−１ 大阪大学 溶接工学研究所内 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B21D 11/20
Claims (1)
- 【請求項１】 平板状あるいは半円筒形をした初期形状
の鋼板を任意の曲面形状をした最終形状に曲げ加工を行
うための線状加熱による鋼板の曲げ加工方法において、
曲げ加工前の鋼板の初期形状と曲げ加工後の鋼板の最終
形状に関する幾何学情報を入力すると共に、初期形状に
対応した有限要素法のメッシュ分割を行い、初期形状か
ら最終形状まで強制的に弾性変形させて、その過程で生
じる歪みを計算した後、計算された歪みを面内成分面外
曲げ成分に分離すると共に、それぞれの主ひずみ分布を
グラフィック表示し、面内歪み分布に対しては圧縮の主
ひずみが大きい領域を加熱領域として選択してその主ひ
ずみの方向に垂直な方向を線状加熱し、面外曲げ歪みに
対しては曲げ歪みの絶対値が大きい領域を加熱領域と
し、そのひずみ方向に絶対値が最大である主方向に垂直
な方向を線状加熱して、それぞれに所定の固有歪みを与
え、上記鋼板を所定の最終形状に曲げ加工することを特
徴とする線状加熱による鋼板の曲げ加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23794891A JP2924354B2 (ja) | 1991-09-18 | 1991-09-18 | 線状加熱による鋼板の曲げ加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23794891A JP2924354B2 (ja) | 1991-09-18 | 1991-09-18 | 線状加熱による鋼板の曲げ加工方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0576947A JPH0576947A (ja) | 1993-03-30 |
| JP2924354B2 true JP2924354B2 (ja) | 1999-07-26 |
Family
ID=17022840
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23794891A Expired - Lifetime JP2924354B2 (ja) | 1991-09-18 | 1991-09-18 | 線状加熱による鋼板の曲げ加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2924354B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4688287B2 (ja) * | 2000-12-22 | 2011-05-25 | 株式会社アイ・エイチ・アイ マリンユナイテッド | 線状加熱の加熱順序選定方法 |
| JP4688288B2 (ja) * | 2000-12-26 | 2011-05-25 | 株式会社アイ・エイチ・アイ マリンユナイテッド | 線状加熱の加熱方案策定方法 |
| JP4743972B2 (ja) * | 2001-01-11 | 2011-08-10 | 株式会社アイ・エイチ・アイ マリンユナイテッド | 線状加熱による金属板曲げ加工方法 |
| JP4731019B2 (ja) * | 2001-01-22 | 2011-07-20 | 株式会社アイ・エイチ・アイ マリンユナイテッド | 線状加熱による金属板の鞍型曲面加工方法 |
| JP4585165B2 (ja) * | 2002-08-13 | 2010-11-24 | 三菱重工業株式会社 | 曲面を有する金属板の製造方法およびその製造装置並びに曲面を有する金属板 |
| JP4733950B2 (ja) * | 2004-09-21 | 2011-07-27 | 新日本製鐵株式会社 | 鋼板の線状加熱変形方法 |
-
1991
- 1991-09-18 JP JP23794891A patent/JP2924354B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0576947A (ja) | 1993-03-30 |
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