JP4483437B2 - スプリングバック解析方法および解析装置 - Google Patents

Description

本発明は、スプリングバック解析方法および解析装置に関するものである。

アウターパネルのフランジ部を、インナーパネルの縁部に面接触するまで、金型を用いて折り返すことによって、アウターパネルとインナーパネルとを接合させる工法をヘム加工と呼ぶ。このヘム加工は、例えば、ドア、フード、トランクリドなどの自動車部品の製造方法として用いられる（特許文献１）。

上記のアウターパネルおよびインナーパネルは、ヘム加工が完了して、金型による拘束を解除した後に、弾性回復であるスプリングバックによって変形し、製品の品質低下を生じ得ることが知られている。

このスプリングバックを、通常のＦＥＭ解析によって解析する場合、ヘム加工の完了時で金型による拘束を解除する以前の段階（以下、ヘム加工の完了時）におけるアウターパネルとインナーパネルとの面接触により生じる摩擦を、算出することが極めて困難である。このため、スプリングバックの解析が行われずに自動車部品の開発が進められていた。この結果、ヘム加工の条件（型構造、ＰＡＤ位置やヘムフランジ長さやインナーパネルの見込み量等）は、試行錯誤的に設定され、ヘム加工を施した後の製品形状と設計形状との間で面差が大きく生じた場合には、金型の形状を修正する必要が生じるなど多くの時間を要するという問題があった。
特開昭６２−１４６７１６号公報

本発明は、上記従来技術の有する問題点に鑑みなされたものであり、本発明の目的は、
本体部と該本体部の端部位置から延伸するフランジ部とを有するアウターパネルの前記フランジ部を、インナーパネルの縁部に面接触するまで、金型を用いてヘム加工により折り返すことによって、前記アウターパネルと前記インナーパネルとが接合されるヘミング構造に対し、前記金型による拘束が解除された後のスプリングバックを、容易に解析する方法および装置を提供することである。

本発明の上記目的は、下記の手段によって達成される。
（１）本体部と該本体部の端部位置から延伸するフランジ部とを有するアウターパネルの前記フランジ部を、インナーパネルの縁部に面接触するまで、金型を用いてヘム加工により折り返すことによって、前記アウターパネルと前記インナーパネルとが接合されるヘミング構造に対し、前記金型による拘束が解除された後のスプリングバックを解析するスプリングバック解析方法であって、前記ヘム加工の過程を、有限要素動的陽解法により解析する第１の解析ステップと、前記第１の解析ステップにおいて得られる前記ヘム加工の完了時における前記アウターパネルと前記インナーパネルとの形状データのうち、前記アウターパネルの所定の箇所と前記インナーパネルの所定の箇所とを接合する接合ステップと、前記接合ステップにおいて前記アウターパネルと前記インナーパネルとが接合された状態で、前記スプリングバックを有限要素静的陰解法により解析する第２の解析ステップとを有することを特徴とするスプリングバック解析方法。
（２）本体部と該本体部の端部位置から延伸するフランジ部とを有するアウターパネルの前記フランジ部を、インナーパネルの縁部に面接触するまで、金型を用いてヘム加工により折り返すことによって、前記アウターパネルと前記インナーパネルとが接合されるヘミング構造に対し、前記金型による拘束が解除された後のスプリングバックを解析するスプリングバック解析装置であって、前記ヘム加工の過程を、有限要素動的陽解法により解析する第１の解析手段と、前記第１の解析手段による解析によって得られる前記ヘム加工の完了時における前記アウターパネルと前記インナーパネルとの形状データのうち、前記アウターパネルの所定の箇所と前記インナーパネルの所定の箇所とを接合する接合手段と、前記接合手段により前記アウターパネルと前記インナーパネルとが接合された状態で、前記スプリングバックを有限要素静的陰解法により解析する第２の解析手段とを有することを特徴とするスプリングバック解析装置。

本発明によれば、アウターパネルおよびインナーパネルのヘム加工後における金型の拘束を解除した後に生じるスプリングバックを解析するにあたり、ヘム加工の完了時におけるアウターパネルとインナーパネルとの形状データのうち、アウターパネルの所定の箇所とインナーパネルの所定の箇所とを接合することによって、インナーパネルとアウターパネルとの面接触により生じる摩擦及び充填されたシール剤による接着を近似して、スプリングバックを解析する。これによって、スプリングバックの解析が容易となって、スプリングバックが生じた後のインナーパネルとアウターパネルとの形状を迅速に予測することが可能となり、ヘム加工後の製品形状と設計形状との間の面差が基準値以内になるようなヘム加工の条件を、事前検討することができる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本実施形態におけるアウターパネル１およびインナーパネル２が、ヘム加工された後の形状を示す模式図である。アウターパネル１は、アウターパネル１の本体部１００と、本体部１００における端部位置１００ａから延伸されるフランジ部１０１とから構成される。

図に示す実線は、ヘム加工の完了時におけるアウターパネル１とインナーパネル２との形状を示している。本実施形態におけるヘム加工は、プレス面が湾曲形状を呈する図示しない金型を用いて、当該プレス面をフランジ部１０１に押し当ててプレスすることによってフランジ部１０１を折り曲げる。これによって、ヘム加工の完了時には、フランジ部１０１に、金型のプレス面に応じた形状を呈する湾曲部１０１ａが形成される。

なお、図において、フランジ部１０１とインナーパネル２とは離隔して示しているが、実際には、フランジ部１０１はヘム加工された結果、インナーパネル２の縁部２００に面接触している。この面接触に伴って生じる摩擦及びシール剤による接着が主な要因となって、インナーパネル２とアウターパネル１とは接合状態が維持される。

図に示す二点鎖線は、金型による拘束を解除した後に、インナーパネル２およびアウターパネル１へ、スプリングバックが生じた後の状態を示している。このスプリングバックは、インナーパネル２とアウターパネル１との干渉を介して生じるが、この現象通りに、スプリングバックの解析を行うためには、上記したインナーパネル２とアウターパネル１との接触面における摩擦と接着とを解析する必要がある。しかし、この現象を、後に述べるＦＥＭ静的陰解法で解析することは困難である。そこで、本実施形態において、インナーパネル２およびアウターパネル１の形状データのうち、インナーパネル２の所定の箇所とアウターパネル１の所定の箇所とを接合することによって、前記現象を近似して解析を行うこととした。

本発明の解析方法は、上述したアウターパネル１およびインナーパネル２のスプリングバックを、上述した有限要素法によるシミュレーションによりコンピュータ上で予測するものであるが、この有限要素法による解析は、市販の解析システムを使用することが可能である。

図２から図４は、本発明におけるスプリングバックの解析方法の一例を示すフロチャートである。この処理は、コンピュータのＣＰＵが、ハードディスクなどの記憶装置に記憶されたプログラムを実行することによって実現される。

まず、上述したスプリングバックを解析するにあたって、本実施形態においてアウターパネル１およびインナーパネル２のメッシュデータを用いるが、通常、設計段階におけるアウターパネル１の本体部１００は、複雑な３次元の曲面形状を呈する。このため、アウターパネル１の本体部１００から、フランジ部１０１を延伸させるＣＡＤ操作が極めて時間を要し、ヘム加工の開始前におけるアウターパネル１のメッシュデータの作成を行うことが困難であった。このことも、これまでスプリングバックの解析が行われていなかったことの一因とされる。そこで、まず、図２に示すステップＳ１００において、ヘム加工の開始前におけるアウターパネル１のメッシュデータを作成する処理として、アウターパネル１の本体部１００の端部位置１００ａからフランジ部１０１のメッシュデータを延伸させる処理を行うこととした。この処理について図３、図５、および図６を用いて説明する。

まず、この処理を可能とする原理などについて、図５を用いて説明する。

図５は、本実施形態におけるメッシュデータの模式図である。

図に示す破線は、メッシュデータの輪郭を構成するエッジ部を示している。ここで、エッジ部に存在しない辺（辺ｄ、辺ｅ）は、隣接する２つのメッシュに共有される辺であり、一方、エッジ部に存在する辺（辺ｆ）は、隣接する２つのメッシュに共有されていない辺である。この原理を利用することによって、エッジ部に存在する辺を検索して、当該辺上に存在するノードのデータを獲得することが出来る。

さらに、獲得されたデータに含まれるノードに対して、例えばエッジ部に存在する辺上に存在する１つのノードを始点（点ｇ）として、図に示す矢印ｈに向かって並ぶ順に、並び番号を付与する。この処理によって、獲得された点データに含まれるノードの位置を、並び番号により認識することが可能となる。

次に、上記に示した処理を利用して、図１に示すアウターパネル１の本体部１００における端部位置１００ａから、フランジ部１０１を延伸させたメッシュデータを得る処理について、図３および図６を用いて説明する。

図６は、アウターパネル１の本体部１００の端部位置１００ａの近傍におけるアウターパネル１およびフランジ部１０１の形状を示すメッシュデータの一部を示している。白抜きの丸で示すノードは、アウターパネル１の本体部１００のノードであり、黒丸で示すノードは、フランジ部１０１のノードである。なお、メッシュデータ中の各ノードには、各々対応する座標が与えられている。また、図に示すＮｅ１’〜Ｎｅ５’は、アウターパネル１の本体部１００の端部位置１００ａにおける辺ｉ上に存在するノードである。

まず、図５を用いて説明した処理と同様の処理を、アウターパネル１の本体部１００のメッシュデータに施すことによって、アウターパネル１の本体部のエッジ部に存在する辺を検索し（Ｓ２００）、当該辺上に存在するノードから構成されるノード群データを獲得する（Ｓ２０１）。なお、ステップＳ２００において検索される辺には、図６に示す辺ｉだけでなく、他の辺も検索される可能性がある。以下にそのケースについて説明する。また、ステップＳ２０１において獲得されたノード群データにおけるノードには、上述したように、並び番号が付与される。

例えば、アウターパネル１の本体部１００が図示しない中空部を有する場合、アウターパネル１の本体部１００のメッシュデータに対して、ステップＳ２００における処理を施した際には、中空部の内周端部位置に存在するノードも、エッジ部に存在するノードに該当するために、該ノードのデータも合わせて獲得されることとなる。しかし、本実施形態においては、辺ｉ、すなわちアウターパネル１の本体部１００の端部位置１００ａから、フランジ部１０１を延伸させたメッシュデータを得るために、辺ｉ上に存在するノード（Ｎｅ1’からＮｅ５’）と、それ以外のノードとを識別する必要がある。よって、この識別処理を、以下に述べるステップＳ２０２およびステップＳ２０３において行うこととした。

予め、辺ｉ上に存在する１つ以上のノード（例えば、Ｎｅ１’）を、識別処理用のノードとして決定しておき、当該ノードから、アウターパネル１のステップＳ２００において検索された辺ｉ上に存在するノードを、隣接順に検索する（Ｓ２０２）。そして、検索されたノードと、ステップＳ２０１において検索されたノードのうち、座標が一致するノードを判定する（Ｓ２０３）。これによって、ステップＳ２０１において獲得されたノード群データに含まれるノードのうち、辺ｉ上に存在するノード（Ｎｅ1’からＮｅ５’）と、それ以外のノードとを識別することが可能となる。そして、この識別された辺ｉに存在するノード（Ｎｅ1’からＮｅ５’）、すなわちアウターパネル１の本体部１００の端部位置１００ａに存在するノードを、第１のノード群データとして獲得する（Ｓ２０４）。

なお、アウターパネル１の本体部１００が中空部を有しないことが明らかな場合には、ステップＳ２０２およびステップＳ２０３の処理は不要とされ、ステップＳ２０１において獲得されるノード群データが、そのまま第１のノード群データとされる。

続いて、第１のノード群データに含まれるノード（Ｎｅ1’からＮｅ５’）に対して内側に位置し、１つの辺（辺ｊ）を介して隣接するノードを検索して、第２のノード群データ（Ｎｉ１からＮｉ５）を獲得する（Ｓ２０５）。この第１のノード群データと第２のノード群データとの両者を獲得することによって、辺ｊの線形状を把握することが出来る。

この線形状が把握された辺ｊに基づき、辺ｉから、すなわちアウターパネル１の本体部１００の端部位置１００ａから、辺ｊに対して所定の角度αで交差し、所定の長さおよび曲率を有するフランジ部１０１における辺ｋ上に位置するノード（Ｎｅ５−１Ｎｅ５−２）を形成する（Ｓ２０６）。さらに、アウターパネル１との接合部における形状は、辺ｉと辺ｋとに接する円弧ｌ形状を呈することとし、円弧ｌ上にノード（Ｎｅ５−１／ｍ、Ｎｅ５−２／ｍ）を配置する（Ｓ２０７）。以上により、アウターパネル１の本体部１００の端部位置１００ａから、フランジ部１０１を延伸させたヘム加工の開始前のアウターパネル１のメッシュデータが得られることとなる。

続いて、図２に戻り、ステップＳ１０１において、ヘム加工の過程についてシミュレーションを行う。これは、ヘム加工の過程で受けるアウターパネル１とインナーパネル２とが有する応力、歪分布、およびヘム加工の完了時におけるアウターパネル１とインナーパネル２との形状を表すメッシュデータを求めるものである。解析は、予め作成されたヘム加工の開始前のインナーパネル２のメッシュデータ、ステップＳ１００において得られたヘム加工の開始前のアウターパネル１のメッシュデータ、金型の形状データ、および金型の進行方向データを解析条件として適用したＦＥＭ動的陽解法によって解析する。

続いて、ステップＳ１０１における解析によって得られたヘム加工の完了時におけるアウターパネル１のメッシュデータとインナーパネル２のメッシュデータとを接合する（Ｓ１０２）。この接合について、図４、図７、および図８を用いて説明する。

図７は、アウターパネル１とインナーパネル２とを解析上接合する箇所を示す模式図である。まず、接合する箇所は、図７における実線で示すｎの位置、すなわち、アウターパネル１の本体部１００と反対側に位置する湾曲部１０１ａにおける端部位置１０１ａａ（以下、端部位置１０１ａａ）と、インナーパネル２の縁部２００における先端位置２００ａ（以下、先端位置２００ａ）とした。なお、接合位置ｎを選定した過程については、下記の第１の実施例において後述する。

図８は、ステップＳ１０１における解析によって得られたヘム加工の完了時におけるインナーパネル２に接合要素ｑを形成したメッシュデータの一部を示す。アウターパネルと接合するための接合要素ｑが、先端位置２００ａから形成されている。この接合要素ｑの形成方法については後述する。

図９は、ステップＳ１０１における解析によって得られたヘム加工の完了時におけるアウターパネル１のメッシュデータの一部を示す。解析によって、ヘム加工の完了時においてフランジ部１０１が折り曲げられたアウターパネルのメッシュデータが作成されている。図に示すｐのラインは、図８において示した接合要素ｑが接合される位置である端部位置１０１ａａを示している。

図１０は、接合要素Ｐのメッシュデータの一部を示す拡大図を示す。図に示す実線部は接合要素ｑのメッシュデータを、破線部はインナーパネル２のメッシュデータを示し、一点鎖線はアウターパネル１のメッシュデータを示している。図に示すノードｒ１〜３は、インナーパネル２の先端位置２００ａに位置するノードであり、ノードｓ１〜ｓ４は、アウターパネル１のラインｑ、すなわち端部位置１０１ａａに位置するノードである。各ノードには接合するペア（例えば、ｒ１とｓ１）となるノードが割り当てられ、各ペアのノードが接合することによって、接合要素ｑが形成されている。

次に、上記の接合する方法について、図４を用いて以下に説明する。

まず、接合を行うにあたって、アウターパネル１とインナーパネル２との接合箇所の抽出を行うことが必要となる。

まず、図９に示すラインｐに位置するノード、すなわちアウターパネル１の端部位置１０１ａａに存在するノード（図８Ｃに示すｓ１からｓ４）の第３のノード群データを獲得する（Ｓ３００）。以下に、この獲得方法について説明する。

上述したように、図１に示す湾曲部１０１ａは、金型が押し当てられてプレスされることによって形成される。すなわち、ヘム加工の完了時における湾曲部１０１ａの形状は、金型の内面の形状および金型のプレス進行方向に応じて一義的に定まるものである。よって、湾曲部１０１ａにおける端部位置１０１ａａを示す条件を、ステップＳ１０１において述べた金型の形状データおよび金型のプレス進行方向データに基づいて、予め定めておき、該条件に一致するノードを、ステップＳ１０１において得られたヘム加工の完了時におけるアウターパネル１のメッシュデータの中から抽出して、第３のノード群データを獲得する。この第３のノード群データに含まれるノードにも、所定のノードを始点にして、該ノードからの並び順に、並び番号（第１の並び番号）が付与される。

次に、図８に示すインナーパネル２の先端位置２００ａに存在するノード（図８Ｃに示すｒ１からｒ３）は、インナーパネル２のメッシュデータにおけるエッジ部に存在するノードである。よって、ステップＳ１０１における解析により得られたヘム加工の完了時におけるインナーパネル２のメッシュデータに対して、ステップＳ２００およびステップＳ２０１における処理と同様の処理を施すことによって、先端位置２００ａに存在するノードの第４のノード群データを獲得する（Ｓ３０１）。なお、該ノードにも、上記と同様に並び番号（第２の並び番号）が付与される。

続いて、上記の接合要素ｑを形成するために、第４のノード群データに含まれるノードと第３のノード群データに含まれるノードとのうち、接合するペアを並び番号に基づいて決定し（Ｓ３０２）、決定されたペアのノードを接合していく（Ｓ３０３）。以上により、インナーパネル２とアウターパネル１とは、アウターパネル１の端部位置１０１ａａと、インナーパネル２の先端位置２００ａとにおいて接合されることとなる。

続いて、図２に戻り、上記のように接合した状態で、ＦＥＭ静的陰解法により、スプリングバックを解析する（Ｓ１０３）。解析においては、例えばインナーパネル２のメッシュデータにおける所定の位置を基準点として完全に拘束して、スプリングバックを計算する。

次に、本発明の実施例１として、ステップＳ１０２において述べたアウターパネル１とインナーパネル２とを接合する最適な箇所の選定を行うことを目的に試験を行った。

試験は、図７に示すように、接合する箇所の候補を、一点鎖線で示すｍ、上述した実線で示すｎ、および二点鎖線で示すｏの３箇所を上げ、ステップＳ１０１におけるＦＥＭ動的陽解法により解析されたヘム加工の完了時におけるメッシュデータに対して、ステップＳ１０２において述べた処理と同様の処理を施すことによって、各候補箇所において接合したインナーパネル２およびアウターパネル１の３つのメッシュデータを作成した。そして、作成した各メッシュデータに対して、ステップＳ１０３におけるＦＥＭ静的陰解法を適用してスプリングバックを解析して、実際に生じたスプリングバックと、最も近似するケースの選定を行った。

スプリングバックの評価点は、アウターパネル１における湾曲部１０１の終端位置１０１ａａから数ｍｍほど、アウターパネル１の本体部１００側に接近した位置における２７ポイントとし、この評価点の近傍に位置するアウターパネル１のメッシュデータにおけるノードを、比較評価点として選定した。

そして、スプリングバック量として、各評価点の近傍における面は、ヘム加工の完了時点と、スプリングバックが生じた後の時点とにおいて平行であると仮定し、前記２つの時点における前記面の間の、各面に直交する距離（面差）を測定した。

解析上のスプリングバック量についても、前記２つの時点における比較評価点近傍の面について上記と同様に測定した。

接合要素ｑのヤング率は、２０ＧＰａ、７０ＧＰａ、または１２０ＧＰａの３パターンとした。

図１１に、ステップＳ１０３におけるＦＥＭ静的陰解法により解析されたスプリングバックと、実際に生じたスプリングバックとの相関係数を示す。図に示されるように、ｎの位置で接合して、接合要素ｑのヤング率を１２０ＧＰａとして解析したケースにおける相関係数が、０．８４と最も高かった。これにより、候補としてあげたｍ、ｎ、およびｏの３つの候補箇所のうち、ｎの位置、すなわち上述したアウターパネル１の端部位置１０１ａａと、インナーパネル２の先端位置２００ａとにおいて接合して解析することが、実際に生じたスプリングバックに最も近似することが把握された。

また、接合要素ｑの剛性は、インナーパネル２と同じ材質で同じ板厚とし、ヤング率は同程度〜１．２倍程度として解析することが、実際に生じたスプリングバックに近似することが把握された。

次に、本発明の実施例２として、本発明における解析方法を用いて、アウターパネル１とインナーパネル２とにヘム加工を施すことによって形成される車のバックドアに生じるスプリングバックを解析して、金型のプレス進行方向の角度とスプリングバック量との関係を求めた。なお、スプリングバック量の測定方法については、実施例１に示す測定方法と同様にした。

図１２は、金型の進行方向ｔとバックドア３の設置する向きとを示している。図中の矢印ｔは、金型のプレス進行方向を示し、角度θは、金型の進行方向に対して、バックドア３におけるヘム加工部３００の長手方向ｕが傾斜する角度である。

図１３は、金型の進行方向ｔに対してバックドアの長手方向ｕが傾斜する角度θと、スプリングバック量との関係を示す解析結果を示している。角度θを約１１８°とした際に、測定箇所におけるスプリングバック量の平均は、０．５ｍｍ程度で、最小となることが解析された。

図１４は、金型の進行方向ｔに対してバックドア３におけるヘム加工部３００の長手方向ｕが傾斜する角度θと、スプリングバッグが生じた後のバックドアの形状と設計上の形状との間の差異との関係を示している。図において、横軸に角度θを、縦軸にスプリングバックが生じた後の形状と設計上の形状との間の差異を示す指標であるＳＮ比を示している。前記角度θを約１１８°とした際におけるＳＮ比は９程度と高く、該角度において前記差異の小さい良好な製品が得られることが把握される。

次に、本発明における効果について述べる。

本発明によれば、ヘム加工の完了時におけるアウターパネル１とインナーパネル２との形状データのうち、アウターパネル１の所定の箇所とインナーパネル２の所定の箇所とを接合することによって、インナーパネル２とアウターパネル１との面接触により生じる摩擦及びシール剤による接着を近似して、スプリングバックを解析する。これによって、スプリングバックの解析が容易となって、スプリングバックが生じた後のインナーパネルとアウターパネルとの形状を予測することが可能となり、設計形状との差異が、基準値以内になるようなヘム加工条件を、事前検討することができる。

さらに、メッシュデータを用いて解析する場合には、アウターパネル１の本体部１００における端部位置１００ａに存在する第１のノード群データおよびその内側に位置する第２のノード群データを抽出することによって、アウターパネル１の本体部１００における端部位置１００ａから、フランジ部１０１を延伸させたヘム加工の開始前のアウターパネル１のメッシュデータを得ることが可能となる。これによって、アウターパネル１の本体部１００が複雑な３次元曲面形状を呈する場合においても、端部位置１００ａからフランジ部１０１を延伸させたメッシュデータを得ることが可能となり、作業性が向上する。

さらに、ステップＳ２０１において検索されたノードのうち、ステップＳ２０２において検索されたノードと、座標が一致するノードをステップＳ２０３において判定することによって、第１のノード群データに含まれるノードのうち、アウターパネル１の本体部１００における端部位置１００ａに存在するノードと、それ以外のノードとを識別することが可能となる。これによって、例えば、アウターパネル１の本体部１００が中空部を有する場合においても、フランジ部１０１をアウターパネル１の端部位置１００ａから延伸させたメッシュデータを、確実に作成することが可能となる。

本発明は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲内において、種々改変することができる。

本実施形態におけるヘム加工によって、アウターパネルおよびインナーパネルが、ヘム加工された後の形状を示す模式図である。 本実施形態における解析の手順を示すフロチャートである。 ヘム加工開始前におけるメッシュデータ作成の手順を示すフロチャートである。 アウターパネルとインナーパネルとのメッシュデータを接合する手順を示すフロチャートである。 本実施形態におけるメッシュデータの模式図である。 アウターパネルの本体部における端部位置の近傍におけるアウターパネルおよびフランジ部の形状を示すメッシュデータの一部を示す図である。 アウターパネルとインナーパネルとを接合する箇所を示す模式図である。 ステップＳ１０１における解析によって得られたヘム加工の完了時におけるインナーパネルに接合要素を形成したメッシュデータの一部を示す図である。 ステップＳ１０１における解析によって得られたヘム加工の完了時におけるアウターパネルのメッシュデータの一部を示す図である。 接合要素のメッシュデータの一部を示す拡大図である。 ステップＳ１０３におけるＦＥＭ静的陰解法により解析されたスプリングバックと、実際のスプリングバックとの相関係数を示す図である（実施例１）。 金型の進行方向とバックドアの設置する向きを示す図である（実施例２）。 金型の進行方向に対してバックドアの長手方向が傾斜する角度と、スプリングバック量との関係を示す解析結果を示す図である（実施例２）。 実施例２における金型の進行方向に対してバックドアの長手方向が傾斜する角度θと、スプリングバッグが生じた後のバックドアの形状と設計上の形状との間の差異との関係を示す図である。

符号の説明

１ アウターパネル、
２ インナーパネル、
１００ アウターパネルの本体部、
１００ａ アウターパネルの本体部の端部位置、
１０１ フランジ部、
１０１ａ 湾曲部、
１０１ａａ 湾曲部の端部位置、
２００ インナーパネルの縁部、
２００ａ インナーパネルの縁部における先端位置。

Claims (7)

1. 本体部と該本体部の端部位置から延伸するフランジ部とを有するアウターパネルの前記フランジ部を、インナーパネルの縁部に面接触するまで、金型を用いてヘム加工により折り返すことによって、前記アウターパネルと前記インナーパネルとが接合されるヘミング構造に対し、前記金型による拘束が解除された後のスプリングバックを解析するスプリングバック解析方法であって、
   前記ヘム加工の過程を、有限要素動的陽解法により解析する第１の解析ステップと、
   前記第１の解析ステップにおいて得られる前記ヘム加工の完了時における前記アウターパネルと前記インナーパネルとの形状データのうち、前記アウターパネルの所定の箇所と前記インナーパネルの所定の箇所とを接合する接合ステップと、
   前記接合ステップにおいて前記アウターパネルと前記インナーパネルとが接合された状態で、前記スプリングバックを有限要素静的陰解法により解析する第２の解析ステップと、
   を有することを特徴とするスプリングバック解析方法。
2. 前記ヘム加工は、前記ヘム加工の完了時において、前記フランジ部に、前記金型のプレス面に応じた湾曲部が形成される成形であり、
   前記アウターパネルの所定の箇所は、前記アウターパネルの本体部と反対側に位置する前記湾曲部における端部位置であり、
   前記インナーパネルの所定の箇所は、前記インナーパネルの縁部における先端位置であることを特徴とする請求項１に記載のスプリングバック解析方法。
3. 前記第１の解析ステップにおいて、予め作成されたヘム加工の開始前の前記アウターパネルの本体部の形状を表すメッシュデータのうち、隣接しあう２つのメッシュに共有されない辺を抽出することによって、前記アウターパネルの本体部における端部位置に存する第１のノード群データを獲得し、
   さらに、獲得された前記第１のノード群データに対して内側に位置し、前記第１のノード群データとメッシュの１つの辺を介して隣接する第２のノード群データを獲得し、
   さらに、獲得された前記第１のノード群データおよび前記第２のノード群データと、予め作成された前記フランジ部の形状を表すメッシュデータとに基づいて、前記アウターパネルの本体部における端部位置から前記フランジ部が延伸された前記ヘム加工の開始前のアウターパネルの形状を表すメッシュデータを得ることを特徴とする請求項２に記載のスプリングバック解析方法。
4. 前記第１のノード群データは、予め決定された前記アウターパネルの本体部の端部位置に存する点と、当該点を起点として順次隣接する複数の点とから構成されることを特徴とする請求項３に記載のスプリングバック解析方法。
5. 前記第１の解析ステップにおいて、得られた前記ヘム加工の開始前のアウターパネルの形状を表すメッシュデータ、予め作成された前記ヘム加工の開始前のインナーパネルの形状を表すメッシュデータ、前記金型の形状データ、および前記金型の進行方法データを解析条件として適用した前記有限要素動的陽解法により解析することによって、ヘム加工の完了時のアウターパネルおよびインナーパネルの形状を表すメッシュデータを得て、
   前記接合ステップにおいて、前記金型の形状データおよび前記金型の進行方法データに基づいて、得られた前記ヘム加工の完了時のアウターパネルの形状を表すメッシュデータのうち、前記アウターパネルの本体部と反対側に位置する前記湾曲部における端部位置に存する第３のノード群データを獲得し、
   さらに、得られた前記ヘム加工の完了時のインナーパネルの形状を表すメッシュデータのうち、２つのメッシュを構成する辺として重複していない辺を抽出することによって、前記インナーパネルの縁部における先端位置に存する第４のノード群データを獲得することを特徴とする請求項３又は４に記載のスプリングバック解析方法。
6. 前記接合ステップにおいて、前記第３のノード群データに含まれる点データに、並び順に従って第１の並び番号を付与し、
   前記第４のノード群データに含まれる点データに、並び順に従って第２の並び番号を付与し、
   前記第１の並び番号と前記第２並び番号とに従って、前記第１のノード群データに含まれる点データと前記第２のノード群データに含まれる点データとのうち、接合するペアを決定することを特徴とする請求項５に記載のスプリングバック解析方法。
7. 本体部と該本体部の端部位置から延伸するフランジ部とを有するアウターパネルの前記フランジ部を、インナーパネルの縁部に面接触するまで、金型を用いてヘム加工により折り返すことによって、前記アウターパネルと前記インナーパネルとが接合されるヘミング構造に対し、前記金型による拘束が解除された後のスプリングバックを解析するスプリングバック解析装置であって、
   前記ヘム加工の過程を、有限要素動的陽解法により解析する第１の解析手段と、
   前記第１の解析手段による解析によって得られる前記ヘム加工の完了時における前記アウターパネルと前記インナーパネルとの形状データのうち、前記アウターパネルの所定の箇所と前記インナーパネルの所定の箇所とを接合する接合手段と、
   前記接合手段により前記アウターパネルと前記インナーパネルとが接合された状態で、前記スプリングバックを有限要素静的陰解法により解析する第２の解析手段とを有することを特徴とするスプリングバック解析装置。

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