JP4815392B2 - プレス成形による状態変化量計算装置、方法、プログラム、及び記憶媒体 - Google Patents
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(1)板材のプレス成形において材料内部に生じる状態変化量を算出するプレス成形による状態変化量計算装置であって、節点に関するデータを含む解析対象モデルの入力手段と、後トリム工程による解析対象モデル内の縁部の節点を共有する平面を仮定し、境界要素法により後トリム影響を除去する境界要素後トリム影響除去手段と、解析対象モデルを所定の平面に展開する際の直行及び水平方向の総変位量を計算する総変位量計算手段と、前記総変位量計算手段によって得られた解析対象モデルを所定の平面に展開する際に生じる状態変化量を出力するデータ出力手段とを有することを特徴とするプレス成形による状態変化量計算装置。
(2)板材のプレス成形において材料内部に生じる状態変化量を算出するプレス成形による状態変化量計算装置であって、節点に関するデータを含む解析対象モデルの入力手段と、後トリム工程による解析対象モデル内の縁部の節点にばねを仮定し、穴部に仮想的な剛性を付加することにより後トリム影響を除去する仮想ばね後トリム影響除去手段と、解析対象モデルを所定の平面に展開する際の直行及び水平方向の総変位量を計算する総変位量計算手段と、前記総変位量計算手段によって得られた解析対象モデルを所定の平面に展開する際に生じる状態変化量を出力するデータ出力手段とを有することを特徴とするプレス成形による状態変化量計算装置。
(3)板材のプレス成形において材料内部に生じる状態変化量を算出するプレス成形による状態変化量計算装置であって、節点に関するデータを含む解析対象モデルの入力手段と、後トリム工程による解析対象モデル内の縁部の節点を共有する平面、又は曲面を仮定し、有限要素法により後トリム影響を除去する有限要素後トリム影響除去手段と、解析対象モデルを所定の平面に展開する際の直行及び水平方向の総変位量を計算する総変位量計算手段と、前記総変位量計算手段によって得られた解析対象モデルを所定の平面に展開する際に生じる状態変化量を出力するデータ出力手段とを有することを特徴とするプレス成形による状態変化量計算装置。
(4)板材のプレス成形において材料内部に生じる状態変化量を算出するプレス成形による状態変化量計算方法であって、節点に関するデータを含む解析対象モデルの入力手順と、後トリム工程による解析対象モデル内の縁部の節点を共有する平面を仮定し、境界要素法により後トリム影響を除去する境界要素後トリム影響除去手順と、解析対象モデルを所定の平面に展開する際の直行及び水平方向の総変位量を計算する総変位量計算手順と、前記総変位量計算手順によって得られた解析対象モデルを所定の平面に展開する際に生じる状態変化量を出力するデータ出力手順とを有することを特徴とするプレス成形による状態変化量計算方法。
(5)板材のプレス成形において材料内部に生じる状態変化量を算出するプレス成形による状態変化量計算方法であって、節点に関するデータを含む解析対象モデルの入力手順と、後トリム工程による解析対象モデル内の縁部の節点にばねを仮定し、穴部に仮想的な剛性を付加することにより後トリム影響を除去する仮想ばね後トリム影響除去手順と、解析対象モデルを所定の平面に展開する際の直行及び水平方向の総変位量を計算する総変位量計算手順と、前記総変位量計算手順によって得られた解析対象モデルを所定の平面に展開する際に生じる状態変化量を出力するデータ出力手順とを有することを特徴とするプレス成形による状態変化量計算方法。
(6)板材のプレス成形において材料内部に生じる状態変化量を算出するプレス成形による状態変化量計算方法であって、節点に関するデータを含む解析対象モデルの入力手順と、後トリム工程による解析対象モデル内の縁部の節点を共有する平面、又は曲面を仮定し、有限要素法により後トリム影響を除去する有限要素後トリム影響除去手順と、解析対象モデルを所定の平面に展開する際の直行及び水平方向の総変位量を計算する総変位量計算手順と、前記総変位量計算手順によって得られた解析対象モデルを所定の平面に展開する際に生じる状態変化量を出力するデータ出力手順とを有することを特徴とするプレス成形による状態変化量計算方法。
(7)板材のプレス成形において材料内部に生じる状態変化量を算出するためのプログラムであって、節点に関するデータを含む解析対象モデルの入力手順と、後トリム工程による解析対象モデル内の縁部の節点を共有する平面を仮定し、境界要素法により後トリム影響を除去する境界要素後トリム影響除去手順と、解析対象モデルを所定の平面に展開する際の直行及び水平方向の総変位量を計算する総変位量計算手順と、前記総変位量計算手順によって得られた解析対象モデルを所定の平面に展開する際に生じる状態変化量を出力するデータ出力手順とをコンピュータに実行させるためのプログラム。
(8)板材のプレス成形において材料内部に生じる状態変化量を算出するためのプログラムであって、節点に関するデータを含む解析対象モデルの入力手順と、後トリム工程による解析対象モデル内の縁部の節点にばねを仮定し、穴部に仮想的な剛性を付加することにより後トリム影響を除去する仮想ばね後トリム影響除去手順と、解析対象モデルを所定の平面に展開する際の直行及び水平方向の総変位量を計算する総変位量計算手順と、前記総変位量計算手順によって得られた解析対象モデルを所定の平面に展開する際に生じる状態変化量を出力するデータ出力手順とをコンピュータに実行させるためのプログラム。
(9)板材のプレス成形において材料内部に生じる状態変化量を算出するためのプログラムであって、節点に関するデータを含む解析対象モデルの入力手順と、後トリム工程による解析対象モデル内の縁部の節点を共有する平面、又は曲面を仮定し、有限要素法により後トリム影響を除去する有限要素後トリム影響除去手順と、解析対象モデルを所定の平面に展開する際の直行及び水平方向の総変位量を計算する総変位量計算手順と、前記総変位量計算手順によって得られた解析対象モデルを所定の平面に展開する際に生じる状態変化量を出力するデータ出力手順とをコンピュータに実行させるためのプログラム。
(10)上記(7)〜(9)のいずれか1項に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
まず、境界要素後トリム影響除去手段について図15を用いて説明する。図15は、トリム影響除去方法の説明図である。
次に装置10に含まれる総変位量計算手段を説明する。総変位量計算手段は、板材をプレスにより成形する際の材料に生じる状態変化量を計算する。その計算アルゴリズムは上述の非特許文献1で示されているものとほぼ同様である。
まず、仮想ばね後トリム影響除去手段について説明する。仮想ばね後トリム影響除去手段は、上記境界要素後トリム影響除去手段と同様に、図15(a)及び図15(b)に示したようにトリムにより除去された部分の剛性を考慮することにより、後トリム工程前のモデル形状を模擬する。そして除去部分の剛性の考慮方法として仮想ばねを用いる。その模式図を図7に示す。仮想ばねについては、トリム部の節点をαとし、αにおける荷重ベクトル及び変位ベクトルをそれぞれ{Fα}、{Uα}として下式(1)で表す。
次に有限要素後トリム影響除去手段について説明する。有限要素後トリム影響除去手段は、上記境界要素後トリム影響除去手段と同様に、図15(a)及び図15(b)に示したようにトリムにより除去された部分の剛性を考慮することにより、後トリム工程前のモデル形状を模擬する。そして除去部分の剛性の考慮方法としてFEMを用いる。その模式図を図8に示す。有限要素後トリム影響除去手段による構成は、境界要素後トリム影響除去手段による構成と異なりすべて有限要素となるため、結合解法を用いる必要はない。ただしトリムラインをプレス方向ベクトルに垂直な平面に射影することで得られた平面を有限要素で分割する必要がある。例えば平面内に一つ又は複数の節点を仮定し平面が有する節点をつなぎ合わせることで有限要素を作ることができる。またトリムにより除去された面を曲面と仮定してもよい。トリムラインをプレス方向ベクトルに垂直な平面に射影することで得られた平面上に有限要素を作成する際、複数の節点を平面と垂直な方向に移動させることで曲面が仮定される。その模式図を図19(a)、図19(b)に示す。図19(a)で示した楕円状の平面内の3点を移動(図19(b)、点線矢印参照)させることで、図19(b)のような曲面が得られる。
まず、境界要素後トリム影響除去手段を含む装置構成における処理について、図20Aのフローチャートに従って説明する。
次に仮想ばね後トリム影響除去手段を含む装置構成における処理について、図20Bのフローチャートに従って説明する。本構成における処理と、上記の境界要素後トリム影響除去手段を含む構成における処理とで違うところは、図20Aに示したステップS103及びステップS104の代わりに、ばねによるトリム部仮剛性作成工程(ステップS203)を有する点である。よって以下の説明では、図20Aを用いて説明した処理と重複する処理については一部説明を省略する。
有限要素後トリム影響除去手段を含む装置構成における処理について図20Cのフローチャートに従って説明する。本構成における処理と、上記の境界要素後トリム影響除去手段を含む構成における処理とで違うところは、図20Aに示したステップS104の代わりに、FEMによるトリム部仮剛性作成工程(ステップS304)を有する点等である。よって以下の説明では、図20Aを用いて説明した処理と重複する処理については一部説明を省略する。
以下、本発明を具体的に実施した実施例を示す。本実施例では、縦160mm、横160mm、板厚1.2mmの鋼板(JSC590Y)を図24(a)、図24(b)に示すようにプレス成形加工を実施した。パンチ及びダイは、それぞれ78mm角、80.4mm角のものを用いた。各曲率半径は、ダイ肩及びパンチ肩では5mm、コーナーでは8mmである。その後、図23(c)の中心部の実線に示すように、トリムによりプレス成形品に穴をあけた。トリム穴形状は、パンチと板材との接触面の中心部にあたる箇所を中心として、縦及び横の長さ各40mm、コーナー部の曲率半径は8mmである。板材のプレス加工からトリムまでの一連の流れを図23(a)、図23(b)、図23(c)に示す。図23(a)はブランク状態、図23(b)はプレス成形後、図23(c)はトリム後の形状を模式的に表したものである。
法であるA法での予測結果は、他の手法に比べ著しく過大に板減を評価していることが分かる。C法、D法での予測結果は、実験結果とほぼ同様であった。B法での予測結果は、C法、D法と比べると若干過大に板減を評価しているが、A法と比べると後トリム工程の影響を大幅に軽減していることが確認できる。
11 中央処理装置
12 プログラム記録装置
13 入力データ処理装置
14 出力データ記録装置
Claims (10)
- 板材のプレス成形において材料内部に生じる状態変化量を算出するプレス成形による状態変化量計算装置であって、
節点に関するデータを含む解析対象モデルの入力手段と、
後トリム工程による解析対象モデル内の縁部の節点を共有する平面を仮定し、境界要素法により後トリム影響を除去する境界要素後トリム影響除去手段と、
解析対象モデルを所定の平面に展開する際の直行及び水平方向の総変位量を計算する総変位量計算手段と、
前記総変位量計算手段によって得られた解析対象モデルを所定の平面に展開する際に生じる状態変化量を出力するデータ出力手段とを有することを特徴とするプレス成形による状態変化量計算装置。 - 板材のプレス成形において材料内部に生じる状態変化量を算出するプレス成形による状態変化量計算装置であって、
節点に関するデータを含む解析対象モデルの入力手段と、
後トリム工程による解析対象モデル内の縁部の節点にばねを仮定し、穴部に仮想的な剛性を付加することにより後トリム影響を除去する仮想ばね後トリム影響除去手段と、
解析対象モデルを所定の平面に展開する際の直行及び水平方向の総変位量を計算する総変位量計算手段と、
前記総変位量計算手段によって得られた解析対象モデルを所定の平面に展開する際に生じる状態変化量を出力するデータ出力手段とを有することを特徴とするプレス成形による状態変化量計算装置。 - 板材のプレス成形において材料内部に生じる状態変化量を算出するプレス成形による状態変化量計算装置であって、
節点に関するデータを含む解析対象モデルの入力手段と、
後トリム工程による解析対象モデル内の縁部の節点を共有する平面、又は曲面を仮定し、有限要素法により後トリム影響を除去する有限要素後トリム影響除去手段と、
解析対象モデルを所定の平面に展開する際の直行及び水平方向の総変位量を計算する総変位量計算手段と、
前記総変位量計算手段によって得られた解析対象モデルを所定の平面に展開する際に生じる状態変化量を出力するデータ出力手段とを有することを特徴とするプレス成形による状態変化量計算装置。 - 板材のプレス成形において材料内部に生じる状態変化量を算出するプレス成形による状態変化量計算方法であって、
節点に関するデータを含む解析対象モデルの入力手順と、
後トリム工程による解析対象モデル内の縁部の節点を共有する平面を仮定し、境界要素法により後トリム影響を除去する境界要素後トリム影響除去手順と、
解析対象モデルを所定の平面に展開する際の直行及び水平方向の総変位量を計算する総変位量計算手順と、
前記総変位量計算手順によって得られた解析対象モデルを所定の平面に展開する際に生じる状態変化量を出力するデータ出力手順とを有することを特徴とするプレス成形による状態変化量計算方法。 - 板材のプレス成形において材料内部に生じる状態変化量を算出するプレス成形による状態変化量計算方法であって、
節点に関するデータを含む解析対象モデルの入力手順と、
後トリム工程による解析対象モデル内の縁部の節点にばねを仮定し、穴部に仮想的な剛性を付加することにより後トリム影響を除去する仮想ばね後トリム影響除去手順と、
解析対象モデルを所定の平面に展開する際の直行及び水平方向の総変位量を計算する総変位量計算手順と、
前記総変位量計算手順によって得られた解析対象モデルを所定の平面に展開する際に生じる状態変化量を出力するデータ出力手順とを有することを特徴とするプレス成形による状態変化量計算方法。 - 板材のプレス成形において材料内部に生じる状態変化量を算出するプレス成形による状態変化量計算方法であって、
節点に関するデータを含む解析対象モデルの入力手順と、
後トリム工程による解析対象モデル内の縁部の節点を共有する平面、又は曲面を仮定し、有限要素法により後トリム影響を除去する有限要素後トリム影響除去手順と、
解析対象モデルを所定の平面に展開する際の直行及び水平方向の総変位量を計算する総変位量計算手順と、
前記総変位量計算手順によって得られた解析対象モデルを所定の平面に展開する際に生じる状態変化量を出力するデータ出力手順とを有することを特徴とするプレス成形による状態変化量計算方法。 - 板材のプレス成形において材料内部に生じる状態変化量を算出するためのプログラムであって、
節点に関するデータを含む解析対象モデルの入力手順と、
後トリム工程による解析対象モデル内の縁部の節点を共有する平面を仮定し、境界要素法により後トリム影響を除去する境界要素後トリム影響除去手順と、
解析対象モデルを所定の平面に展開する際の直行及び水平方向の総変位量を計算する総変位量計算手順と、
前記総変位量計算手順によって得られた解析対象モデルを所定の平面に展開する際に生じる状態変化量を出力するデータ出力手順とをコンピュータに実行させるためのプログラム。 - 板材のプレス成形において材料内部に生じる状態変化量を算出するためのプログラムであって、
節点に関するデータを含む解析対象モデルの入力手順と、
後トリム工程による解析対象モデル内の縁部の節点にばねを仮定し、穴部に仮想的な剛性を付加することにより後トリム影響を除去する仮想ばね後トリム影響除去手順と、
解析対象モデルを所定の平面に展開する際の直行及び水平方向の総変位量を計算する総変位量計算手順と、
前記総変位量計算手順によって得られた解析対象モデルを所定の平面に展開する際に生じる状態変化量を出力するデータ出力手順とをコンピュータに実行させるためのプログラム。 - 板材のプレス成形において材料内部に生じる状態変化量を算出するためのプログラムであって、
節点に関するデータを含む解析対象モデルの入力手順と、
後トリム工程による解析対象モデル内の縁部の節点を共有する平面、又は曲面を仮定し、有限要素法により後トリム影響を除去する有限要素後トリム影響除去手順と、
解析対象モデルを所定の平面に展開する際の直行及び水平方向の総変位量を計算する総変位量計算手順と、
前記総変位量計算手順によって得られた解析対象モデルを所定の平面に展開する際に生じる状態変化量を出力するデータ出力手順とをコンピュータに実行させるためのプログラム。 - 請求項7〜9のいずれか1項に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
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JP2007129815A JP4815392B2 (ja) | 2007-05-15 | 2007-05-15 | プレス成形による状態変化量計算装置、方法、プログラム、及び記憶媒体 |
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