JP4894294B2 - Press forming analysis method - Google Patents

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本発明は、プレス成形解析方法に関し、特に、プレス成形後（離型前）の成形対象物の残留応力の内、どの領域におけるものが、スプリングバックにどう影響しているのか、を短時間でかつ正確に予測することができる、プレス成形解析方法に関する。   TECHNICAL FIELD The present invention relates to a press molding analysis method, and in particular, in a short time, in which region of the residual stress of a molding object after press molding (before mold release) influences the springback. The present invention also relates to a press forming analysis method capable of accurately predicting.

プレス成形とは、その対象物であるブランク（金属材料）に金型を押し付けることにより、金型の形状をブランクに転写して加工を行う方法のことである。このプレス成形においては、プレス成形品を金型から取り出した後（離型後）に、そのプレス成形品がスプリングバック（弾性変形）し、所望の形状とは異なってしまう問題がしばしば発生する。こうしたスプリングバックは、離型前の成形対象物の残留応力の不均一分布が原因であることが知られており、従来より、有限要素法等の数値解析方法を用いての予測がなされてきた。しかし、成形対象物の残留応力の内、どの領域におけるものが、スプリングバックに支配的なのかを予測するのが困難であった。   Press molding is a method of processing by transferring the shape of a mold to the blank by pressing the mold against a blank (metal material) that is the object. In this press molding, after the press-molded product is taken out from the mold (after mold release), the press-molded product often springs back (elastically deforms), resulting in a problem that differs from the desired shape. Such a springback is known to be caused by a non-uniform distribution of the residual stress of the molding object before mold release, and has conventionally been predicted using a numerical analysis method such as a finite element method. . However, it is difficult to predict which region of the residual stress of the molding object is dominant in the springback.

従来、このスプリングバックに及ぼす成形対象物の形状および成形条件の影響について検討を行ったものとして、例えば、非特許文献１及び２において、湾曲したプレス成形品のねじれ不良に関する検討結果が報告されている。
非特許文献１においては、湾曲したハットチャンネル部材の成形後のスプリングバックに伴うねじれの発生要因を調査するにあたり、成形条件および成形対象物の形状を変化させる実験を行い、この実験結果に基づき、どのような成形条件および成形対象物の形状がスプリングバックに影響を及ぼしているのかを推定している。そして、結論として、湾曲したハットチャンネル部材の成形高さにより、ねじれの方向が逆転する現象を報告し、その逆転現象が、成形高さが低い場合にはフランジ部の伸び縮みに起因する負方向のねじれが大きくなり、成形高さが高い場合には縦壁の壁反りに起因する正方向のねじれが大きくなるために生じるのではないか、と推定している。
また、非特許文献２においては、非特許文献１の上記推定の妥当性を実験的に確認し、ねじれの対策指針の基礎的な検討を行っている。 Conventionally, as a result of examining the influence of the shape of the molding object and the molding conditions on the spring back, for example, in Non-Patent Documents 1 and 2, a study result on a twist failure of a curved press-formed product has been reported. Yes.
In Non-Patent Document 1, when investigating the generation factor of torsion associated with the spring back after molding of the curved hat channel member, an experiment was conducted to change the molding conditions and the shape of the molding object. It is estimated what molding conditions and the shape of the molding object influence the springback. And, as a conclusion, we report a phenomenon that the direction of twist is reversed due to the molding height of the curved hat channel member, and when the molding height is low, the reverse phenomenon is caused by the expansion and contraction of the flange part. It is estimated that the torsion in the positive direction due to the wall warp of the vertical wall increases when the torsion of the wall increases and the molding height is high.
Further, in Non-Patent Document 2, the validity of the above estimation in Non-Patent Document 1 is experimentally confirmed, and a basic examination of a countermeasure guideline for twisting is performed.

山野、岩谷、「湾曲したプレス成形品のねじれ不良に関する検討」、平成１７年度塑性加工春季講演会論文集、２００５年５月、ｐ１３７−１３８Yamano, Iwatani, “Study on torsional failure of curved press-molded products”, Proceedings of 2005 Spring Meeting of Plastic Working, May 2005, p137-138 山野、岩谷、「湾曲したプレス成形品のねじれ不良に関する検討（第２報）」、第５６回塑性加工連合講演会論文集、２００５年１１月、ｐ１６７−１６８Yamano, Iwatani, “Study on torsional failure of curved press-formed products (2nd report)”, Proceedings of the 56th Joint Conference on Plasticity Processing, November 2005, p167-168

しかしながら、非特許文献１の方法は、湾曲したハットチャンネル部材の成形後のスプリングバックに伴うねじれの発生要因を調査するに際し、その調査のしかたが、成形法および材料強度を変える、しわ押え力を変化させる、成形品の高さを変える、フランジ長さを変える、等の実験を行い、この実験結果に基づいて、どのような成形条件および成形対象物の形状がスプリングバックに影響を及ぼしているのかを推定する、という間接的な方法である。このため、スプリングバックに伴うねじれの発生要因の解析の自由度、精度は十分とはいえず、重要な要因を見逃してしまう場合がある、という問題がある。また、かかる調査のしかたは、多大な時間を要する。また、非特許文献２においては、非特許文献１の推定の妥当性を実験的に確認しているにすぎない。   However, in the method of Non-Patent Document 1, when investigating the cause of torsion caused by springback after molding of a curved hat channel member, the method of the investigation is to change the molding method and material strength, Experiments such as changing, changing the height of the molded product, changing the flange length, etc. Based on the results of this experiment, what molding conditions and the shape of the molding object have an effect on the springback It is an indirect method of estimating whether or not. For this reason, there is a problem that the degree of freedom and accuracy of the analysis of the cause of the torsion associated with the springback is not sufficient and an important factor may be missed. In addition, such a survey requires a lot of time. In Non-Patent Document 2, the validity of the estimation of Non-Patent Document 1 is only confirmed experimentally.

従って、本発明は、上述の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、プレス成形後（離型前）の成形対象物の残留応力の内、どの領域におけるものが、スプリングバックにどう影響しているのか、を短時間でかつ正確に予測することができる、プレス成形解析方法を提供することにある。   Therefore, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and the purpose of the present invention is to determine which region of the residual stress of a molding object after press molding (before mold release) is a spring. It is an object of the present invention to provide a press forming analysis method capable of accurately predicting how the back is affected in a short time.

上記問題点を解決するため、本発明のうち請求項１に係るプレス成形解析方法は、離型前の成形対象物の形状、残留応力分布及びひずみ分布のデータを算出する処理と、前記離型前のデータに基づいてスプリングバック解析を行って、離型後の成形対象物の形状、残留応力分布及びひずみ分布のデータを算出し、前記離型後の成形対象物の形状と前記離型前の成形対象物の形状とに基づいて、スプリングバックに関するある定義された量を算出する処理と、前記離型前の成形対象物の一部分のある領域についての残留応力分布を０に変更し、この変更したデータに基づいて、スプリングバック解析を行って、離型後の成形対象物の形状、残留応力分布及びひずみ分布のデータを算出し、該離型後の成形対象物の形状と、前記離型前の成形対象物の形状とに基づいて、前記ある領域についての残留応力分布変更後のスプリングバックに関するある定義された量を算出する処理と、前記ある領域についての残留応力分布を変更する前後において、前記スプリングバックに関するある定義された量がどのように変化するかを算出する処理と、前記離型前の成形対象物の前記ある領域以外の１または複数の領域についての残留応力分布を０に変更し、この変更したデータに基づいて、スプリングバック解析を行って、離型後の成形対象物の形状、残留応力分布及びひずみ分布のデータを算出し、該離型後の成形対象物の形状と、前記離型前の成形対象物の形状とに基づいて、前記ある領域以外の１または複数の領域についての残留応力分布変更後のスプリングバックに関するある定義された量を算出する処理と、前記ある領域以外の１または複数の領域についての残留応力分布を変更する前後において、前記スプリングバックに関するある定義された量がどのように変化するかを算出する処理と、前記ある領域についての残留応力分布を変更する前後における、前記スプリングバックに関するある定義された量の変化量と、前記ある領域以外の１または複数の領域についての残留応力分布を変更する前後における、前記スプリングバックに関するある定義された量の変化量とに基づいて、前記ある領域及び前記ある領域以外の１または複数の領域のスプリングバックへの寄与を算出する処理と、を含むことを特徴としている。 In order to solve the above problems, a press molding analysis method according to claim 1 of the present invention includes a process of calculating data of a shape, a residual stress distribution, and a strain distribution of a molding object before mold release, and the mold release. Perform springback analysis based on previous data to calculate the shape, residual stress distribution and strain distribution data of the molded object after mold release, and the shape of the molded object after mold release and before the mold release Processing for calculating a certain defined amount related to springback based on the shape of the molding object and changing the residual stress distribution for a region of a part of the molding object before mold release to 0, Based on the changed data, a springback analysis is performed to calculate the shape, residual stress distribution and strain distribution data of the molded object after mold release, and the shape of the molded object after mold release and the mold release. Molding object before mold And a process for calculating a defined amount related to the springback after the change of the residual stress distribution for the certain region, and the springback before and after changing the residual stress distribution for the region. change the processing for calculating whether the amount that is there defined how changes, the residual stress distribution for one or more regions other than the region that is of the releasing previous molded object to 0, this change Based on the obtained data, a springback analysis is performed to calculate the shape, residual stress distribution and strain distribution data of the molded object after mold release, and the shape of the molded object after mold release and the mold release Based on the shape of the previous object to be molded, there is a certain definition regarding the springback after the change of the residual stress distribution for one or more regions other than the certain region. A process of calculating a certain amount related to the springback before and after changing a residual stress distribution for one or more areas other than the certain area, The amount of change in a certain amount related to the springback before and after changing the residual stress distribution for a region and the spring before and after changing the residual stress distribution for one or more regions other than the region And calculating a contribution to the springback of the certain region and one or a plurality of regions other than the certain region based on a change amount of a certain amount related to the back .

また、本発明のうち請求項２に係るプレス成形解析方法は、請求項１記載のプレス成形解析方法において、前記スプリングバックに関するある定義された量は、前記成形対象物の一端の切り口をなす仮想断面におけるある部分と、前記成形対象物の他端の切り口をなす仮想断面におけるある部分とのなす角度の、スプリングバック前後における変化量であることを特徴としている。 Further, the press molding analysis method according to claim 2 of the present invention is the press molding analysis method according to claim 1 , wherein a certain defined amount related to the springback is a hypothesis forming one end of the molding object. It is a change amount before and after springback of an angle formed by a certain part in the cross section and a certain part in the virtual cross section forming the cut end of the other end of the molding object.

更に、本発明のうち請求項３に係るプレス成形解析方法は、離型前の成形対象物を複数の領域に分割し、請求項１又は２記載のプレス成形解析方法を用いて前記分割された複数の領域のスプリングバックへの寄与を算出する処理と、前記複数の領域のうちスプリングバックへの寄与の大きい領域について再度複数の領域に分割し、請求項１又は２記載のプレス成形解析方法を用いて前記再度分割された複数の領域のスプリングバックへの寄与を算出する処理と、を含むことを特徴としている。 Furthermore, in the press molding analysis method according to claim 3 of the present invention, the molding object before release is divided into a plurality of regions, and the division is performed using the press molding analysis method according to claim 1 or 2 . The process for calculating the contribution to the springback of a plurality of regions, and the region having a large contribution to the springback among the plurality of regions is divided again into a plurality of regions, and the press molding analysis method according to claim 1 or 2 And calculating the contribution to the springback of the plurality of regions divided again using.

本発明のうち請求項１に係るプレス成形解析方法によれば、ぷれす成型品である成形対象物の一部分のある領域についての残留応力分布を変更する前後において、スプリングバックに関するある定義された量がどのように変化するかを算出し、前記ある領域のスプリングバックへの寄与を算出するので、この結果に基づいて、離型前の成形対象物の一部分のある領域の残留応力のスプリングバックへの影響を予測することができる。
According to the press molding analysis method according to claim 1 of the present invention, before and after changing the residual stress distribution for a certain region of the molding object that is a molded product, a certain amount related to the springback is obtained. Since it calculates how it changes and the contribution to the springback of the certain region is calculated , based on this result, the residual stress of a certain region of the part to be molded before release to the springback The impact can be predicted.

また、本発明のうち請求項１に係るプレス成形解析方法によれば、成形対象物のある領域についての残留応力分布を変更する前後における、スプリングバックに関するある定義された量の変化量と、前記ある領域以外の１または複数の領域についての残留応力分布を変更する前後における、スプリングバックに関するある定義された量の変化量とに基づいて、前記ある領域及び前記ある領域以外の１または複数の領域の残留応力のスプリングバックへの寄与を算出する処理を含むので、離型前の成形対象物のある領域及びそのある領域以外の１または複数の領域の残留応力のスプリングバックへの寄与を予測でき、どの領域の残留応力成分がスプリングバックにどう影響しているのか、を短時間でかつ正確に予測することができる。 Further, according to the press-forming analysis method according to claim 1 of the present invention, before and after changing the residual stress distribution for a region of the forming shape object, and variation of a certain defined amount about spring back, Based on the amount of change in a certain amount related to springback before and after changing the residual stress distribution for one or more regions other than the one region, one or more other than the certain region and the one region Since it includes the process of calculating the contribution of the residual stress in the region to the springback, the contribution of the residual stress to the springback in one region or a plurality of regions other than the certain region of the molding object before release is predicted. It is possible to accurately predict in a short time how the residual stress component in which region affects the springback.

また、本発明のうち請求項２に係るプレス成形解析方法によれば、請求項１記載のプレス成形解析方法において、前記スプリングバックに関するある定義された量は、前記成形対象物の一端の切り口をなす仮想断面におけるある部分と、前記成形対象物の他端の切り口をなす仮想断面におけるある部分とのなす角度の、スプリングバック前後における変化量であるので、スプリングバックに関するある定義された量がどのように変化するかを容易かつ正確に予測することができる。 Moreover, according to the press molding analysis method according to claim 2 of the present invention, in the press molding analysis method according to claim 1 , a certain defined amount related to the springback is obtained by cutting a cut end of the molding object. This is the amount of change before and after the springback of the angle formed between a part in the virtual cross section formed and a part in the virtual cross section forming the cut end of the other end of the molding object. Thus, it can be predicted easily and accurately.

更に、本発明のうち請求項３に係るプレス成形解析方法によれば、離型前の成形対象物を複数の領域に分割し、請求項１又は２記載のプレス成形解析方法を用いて前記分割された複数の領域の残留応力の、スプリングバックへの寄与を算出する処理と、前記複数の領域のうちスプリングバックへの寄与の大きい領域について再度複数の領域に分割し、請求項１又は２記載の発明を用いて前記再度分割された複数の領域の残留応力の、スプリングバックへの寄与を算出する処理と、を含むので、スプリングバックへの寄与の大きい領域についての分割、分割された複数の領域の残留応力の、スプリングバックへの寄与の算出を繰り返して、スプリングバックへの寄与の大きい領域を予測することができ、離型前の成形対象物の内、スプリングバックへの寄与の大きい領域を、短時間でかつ正確に予測することができる。 Furthermore, according to the press molding analysis method according to claim 3 of the present invention, the molding object before release is divided into a plurality of regions, and the division is performed using the press molding analysis method according to claim 1 or 2. The process of calculating the contribution to the springback of the residual stresses of the plurality of regions thus obtained, and the region having a large contribution to the springback among the plurality of regions is divided again into a plurality of regions, and the method according to claim 1 or 2. And calculating the contribution to the springback of the residual stress of the plurality of regions divided again using the invention of the above, so that the region having a large contribution to the springback is divided into a plurality of divided regions. By repeatedly calculating the contribution of the residual stress in the region to the springback, it is possible to predict the region where the contribution to the springback is large. A large area of the contribution to the click, it is possible to predict short time and accurately.

次に本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図１は、本発明に係るプレス成形解析方法の第１の実施の形態を説明するための図である。図２は、図１に示すプレス成形解析方法の処理の順序を示すフローである。
図１及び図２に示すプレス成形解析方法における解析計算は、市販の有限要素法（ＦＥＭ）解析システムを用いて行われ、先ず、ステップＳ１において、離型前の成形対象物１の形状、残留応力分布及びひずみ分布のデータ［データＯ］を算出する。ここで、かかる解析計算は、図３に示すダイ２、パンチ３及びブランクホルダ４からなるプレス金型モデルを用いて行われ、離型前の成形対象物１は、図３に示すプレス金型によってブランク５を絞り成形し、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、プレス成形の一つの形態である絞り成形がされたブランク５の周辺部をトリム加工した離型前のハット断面部材である。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram for explaining a first embodiment of a press forming analysis method according to the present invention. FIG. 2 is a flow showing the processing sequence of the press forming analysis method shown in FIG.
The analytical calculation in the press forming analysis method shown in FIG. 1 and FIG. 2 is performed using a commercially available finite element method (FEM) analysis system. First, in step S1, the shape of the forming object 1 before mold release, the residual Data of stress distribution and strain distribution [data O] is calculated. Here, the analysis calculation is performed using a press die model including the die 2, the punch 3 and the blank holder 4 shown in FIG. 3, and the molding object 1 before release is the press die shown in FIG. As shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b), the blank 5 is drawn and is subjected to trim processing on the peripheral portion of the blank 5 which is a form of press forming before the mold release. It is a member.

次いで、ステップＳ２において、算出された離型前の成形対象物１の形状、残留応力分布及びひずみ分布のデータ［データＯ］に基づいて、スプリングバック解析を行って離型後の成形対象物１の形状、残留応力分布及びひずみ分布のデータを算出し、そして、離型後の成形対象物１の形状と、離型前の成形対象物１の形状とに基づいてのスプリングバックに関するある定義された量ｘを算出する（図１及び図４（ｃ）参照）。スプリングバックの解析においては、データ［データＯ］を元にプレス金型による拘束力を除去し、離型後の成形対象物１の形状、残留応力分布及びひずみ分布のデータを算出する。   Next, in step S2, based on the calculated shape of the molding object 1 before mold release, residual stress distribution and strain distribution data [data O], a springback analysis is performed and the molding object 1 after mold release. The data of the shape, residual stress distribution and strain distribution are calculated, and the springback based on the shape of the molding object 1 after mold release and the shape of the molding object 1 before mold release is defined. The amount x is calculated (see FIGS. 1 and 4C). In the analysis of the springback, the restraint force by the press die is removed based on the data [Data O], and the shape, residual stress distribution and strain distribution data of the molding object 1 after the mold release are calculated.

ここで、「スプリングバックに関するある定義された量」は、図９に示すように、成形対象物１の一端の切り口をなす仮想断面Ａにおけるある部分１ａと、成形対象物１の他端の切り口をなす仮想断面Ｂにおけるある部分１ｂとのなす角度の、スプリングバック前後における角度変化量θとすることが好ましい。図９においては、離型前のある部分１ａと、ある部分１ｂとのなす角度は０°とみなし、成形対象物１の他端側を固定した状態で、離型後のある部分１ａと、ある部分１ｂとのなす角度を角度変化量θとしている。このように、「スプリングバックに関するある定義された量」を定義することにより、後に述べるスプリングバックに関するある定義された量がどのように変化するかを容易かつ正確に予測することができる。   Here, as shown in FIG. 9, the “certain defined amount relating to the springback” means a certain portion 1a in the virtual cross section A that forms a cut at one end of the molding object 1 and a cut at the other end of the molding object 1. The angle change amount θ before and after the springback of the angle formed with a certain portion 1b in the virtual cross section B forming In FIG. 9, the angle formed between a certain part 1a before mold release and a certain part 1b is assumed to be 0 °, and in a state where the other end side of the molding object 1 is fixed, a certain part 1a after mold release, An angle formed with a certain portion 1b is defined as an angle change amount θ. In this way, by defining “a defined amount related to springback”, it is possible to easily and accurately predict how a defined amount related to springback described later changes.

次いで、ステップＳ３において、データ［データＯ］のうち、離型前の成形対象物１におけるある領域Ａについての残留応力分布を変更し、この変更したデータ［データＡ］に基づいてスプリングバック解析を行って、離型後の成形対象物１の形状、残留応力分布及びひずみ分布のデータを算出し、離型後の成形対象物１の形状と、離型前の成形対象物１の形状とに基づいて、ある領域Ａについて残留応力分布を変更後のスプリングバックに関するある定義された量ａを算出する。   Next, in step S3, the residual stress distribution for a certain region A in the molding object 1 before mold release is changed in the data [data O], and the springback analysis is performed based on the changed data [data A]. To calculate the shape, residual stress distribution and strain distribution data of the molding object 1 after mold release, and into the shape of the molding object 1 after mold release and the shape of the molding object 1 before mold release. Based on this, a certain defined amount a relating to the springback after changing the residual stress distribution for a certain region A is calculated.

次いで、ステップＳ４において、データ［データＯ］のうち、離型前の成形対象物１におけるある領域Ａ以外の１つの領域Ｂについての残留応力分布を変更し、この変更したデータ［データＢ］に基づいてスプリングバック解析を行って、離型後の成形対象物１の形状、残留応力分布及びひずみ分布のデータを算出し、離型後の成形対象物１の形状と、離型前の成形対象物１の形状とに基づいて、ある領域Ａ以外の領域Ｂについての残留応力分布の変更後のスプリングバックに関するある定義された量ｂを算出する。   Next, in step S4, the residual stress distribution for one region B other than the region A in the molding object 1 before release is changed in the data [data O], and the changed data [data B] is changed. Based on the springback analysis, the shape of the molded object 1 after release, the residual stress distribution and the strain distribution data are calculated, and the shape of the molded object 1 after release and the molded object before release. Based on the shape of the object 1, a certain defined amount b relating to the springback after the change of the residual stress distribution for the region B other than the region A is calculated.

そして、ステップＳ５において、ある領域Ａについての残留応力分布を変更する前後において、スプリングバックに関するある定義された量がどのように変化するかを算出する。即ち、ステップＳ２において算出した、スプリングバックに関するある定義された量ｘと、ステップＳ３において算出した、ある領域Ａについての残留応力分布変更後のスプリングバックに関するある定義された量ａとの差ｘ−ａを求める。   Then, in step S5, it is calculated how a certain defined amount related to springback changes before and after changing the residual stress distribution for a certain region A. That is, the difference x− between the certain defined amount x related to springback calculated in step S2 and the defined amount a related to springback after changing the residual stress distribution for a certain region A calculated in step S3. Find a.

また、ステップＳ６において、ある領域Ａ以外の１つの領域Ｂについての残留応力分布を変更する前後において、スプリングバックに関するある定義された量がどのように変化するかを算出する。即ち、ステップＳ２において算出した、スプリングバックに関するある定義された量ｘと、ステップＳ４において算出した、ある領域Ａ以外の領域Ｂについての残留応力分布を変更後のスプリングバックに関するある定義された量ｂとの差ｘ−ｂを求める。   In step S6, it is calculated how a defined amount related to springback changes before and after changing the residual stress distribution for one region B other than the region A. That is, a certain defined amount x related to the springback calculated in step S2 and a defined amount b related to the springback after changing the residual stress distribution in the region B other than the certain region A calculated in step S4. The difference x−b is obtained.

最後に、ステップＳ７において、ステップＳ５で求めた、ある領域Ａについての残留応力分布を変更する前後における、スプリングバックに関するある定義された量の変化量ｘ−ａと、ステップＳ６で求めた、ある領域Ａ以外の１つの領域Ｂについての残留応力分布を変更する前後における、スプリングバックに関するある定義された量の変化量ｘ−ｂとに基づいて、ある領域Ａ及びある領域Ａ以外の１つの領域Ｂの残留応力のスプリングバックへの寄与を算出する。具体的には、（ｘ−ａ）と（ｘ−ｂ）のそれぞれのｘに対する比率を求める。そして、その比率が大きい領域の残留応力の方が、スプリングバックへの寄与が大きい、ということになる。   Finally, in step S7, the change amount xa of a defined amount related to the springback before and after changing the residual stress distribution for a certain region A obtained in step S5, and obtained in step S6. One region other than one region A and one region A based on a certain defined amount of change xb related to springback before and after changing the residual stress distribution for one region B other than region A The contribution of the residual stress of B to the springback is calculated. Specifically, the ratio of (xa) and (xb) to each x is obtained. Then, the residual stress in the region where the ratio is large has a larger contribution to the springback.

従って、本実施の形態のプレス成形解析方法によれば、離型前の成形対象物１のある領域Ａ及びある領域以外の１つの領域Ｂの残留応力のスプリングバックへの寄与を算出でき、どの領域の残留応力がスプリングバックにどう影響しているのか、を短時間でかつ正確に予測することができる。
なお、ステップＳ４において、データ［データＯ］のうち、離型前の成形対象物１のある領域Ａ以外の１つの領域Ｂについての残留応力分布を変更しているが、ある領域Ａ以外の１つの領域Ｂのみならず、ある領域Ａ以外の複数の領域についての残留応力分布を変更し、この変更したデータに基づいてスプリングバック解析を行って、離型後の成形対象物１の形状、残留応力分布及びひずみ分布のデータを算出し、離型後の成形対象物１の形状と、離型前の成形対象物１の形状とに基づいて、ある領域Ａ以外の複数の領域についての残留応力分布を変更後のスプリングバックに関するある定義された量を算出するようにしてもよい。 Therefore, according to the press molding analysis method of the present embodiment, it is possible to calculate the contribution to the springback of the residual stress of the region A and the region B other than the region of the molding object 1 before release, It can be predicted in a short time and accurately how the residual stress in the region affects the springback.
In step S4, the residual stress distribution in one region B other than the region A in the molding target 1 before release is changed in the data [data O]. The residual stress distribution is changed not only for one region B but also for a plurality of regions other than a certain region A, and a springback analysis is performed based on the changed data to determine the shape and residual of the molded object 1 after release Residual stress for a plurality of regions other than a certain region A is calculated based on the shape of the molding object 1 after mold release and the shape of the molding object 1 before mold release after calculating stress distribution and strain distribution data. You may make it calculate the defined quantity regarding the springback after changing distribution.

この場合、ステップＳ６において、ある領域Ａ以外の複数の領域についての残留応力分布を変更する前後において、スプリングバックに関するある定義された量がどう変化するかを算出するようにする。そして、ステップＳ７において、ステップＳ５で求めた、ある領域Ａについての残留応力分布を変更する前後における、スプリングバックに関するある定義された量の変化量ｘ−ａと、ステップＳ６で求めた、ある領域Ａ以外の複数の領域についての残留応力分布を変更する前後における、スプリングバックに関するある定義された量の変化量とに基づいて、ある領域Ａ及びある領域Ａ以外の複数の領域の残留応力のスプリングバックへの寄与を算出する。   In this case, in step S6, it is calculated how a certain defined amount related to the springback changes before and after changing the residual stress distribution for a plurality of regions other than the region A. Then, in step S7, a certain amount of change x-a related to springback before and after changing the residual stress distribution for a certain area A obtained in step S5, and a certain area obtained in step S6. A spring of residual stress in a plurality of regions other than a certain region A and a certain region A based on a change in a certain amount related to springback before and after changing the residual stress distribution for a plurality of regions other than A Calculate the contribution to the back.

これにより、どの領域の残留応力がスプリングバックにどう影響しているのか、を短時間でかつより一層正確に予測することができる。
また、「スプリングバックに関するある定義された量」は、離型後の成形対象物１の形状と、離型前の成形対象物１の形状とに基づくものであれば、成形対象物１の一端の切り口をなす仮想断面Ａにおけるある部分１ａと、成形対象物１の他端の切り口をなす仮想断面Ｂにおけるある部分１ｂとのなす角度の、スプリングバック前後における角度変化量θとする必要は必ずしもない。
As a result, it is possible to predict more accurately in a short time how the residual stress in which region affects the springback.
Further, if “a certain defined amount relating to springback” is based on the shape of the molding object 1 after mold release and the shape of the molding object 1 before mold release, one end of the molding object 1 is obtained. It is not always necessary to use the angle change amount θ before and after the springback of the angle formed by the part 1a in the virtual cross section A that forms the cut and the part 1b in the virtual cross section B that forms the other end of the molding object 1. Not .

次に、本発明に係るプレス成形解析方法の第２の実施の形態について、図５及び図６を参照して説明する。図５は、本発明に係るプレス成形解析方法の第２の実施の形態を説明するための図である。図６は、図５に示すプレス成形解析方法の処理の順序を示すフローである。
図５及び図６に示すプレス成形解析方法における解析計算は、市販の有限要素法（ＦＥＭ）解析システムを用いて行われ、先ず、ステップＳ１１において、離型前の成形対象物１について初期領域を設定し、この領域を何回分割するかの分割回数を入力する。
次いで、ステップＳ１２において、離型前の成形対象物１の初期領域を、領域Ａと領域Ｂとに分割し、図１及び図２に示すプレス成形解析方法を用いて、分割された領域Ａと領域Ｂの残留応力のスプリングバックへの寄与を算出する。 Next, a second embodiment of the press forming analysis method according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a diagram for explaining a second embodiment of the press forming analysis method according to the present invention. FIG. 6 is a flowchart showing the processing sequence of the press forming analysis method shown in FIG.
The analysis calculation in the press forming analysis method shown in FIGS. 5 and 6 is performed using a commercially available finite element method (FEM) analysis system. First, in step S11, an initial region is set for the forming object 1 before mold release. Set and enter the number of times to divide this area.
Next, in step S12, the initial region of the molding object 1 before release is divided into a region A and a region B, and the divided regions A and B are divided using the press molding analysis method shown in FIGS. The contribution of the residual stress in region B to the springback is calculated.

そして、ステップＳ１３において、分割された領域Ａの残留応力のスプリングバックへの寄与と、分割された領域Ｂの残留応力のスプリングバックへの寄与とを比較し、領域Ａと領域Ｂのうちスプリングバックへの寄与の大きい領域Ｂについて、再度領域Ｂ１と領域Ｂ２に分割し、図１及び図２に示すプレス成形解析方法を用いて、再度分割された領域Ｂ１と領域Ｂ２の残留応力のスプリングバックへの寄与を算出する。なお、本実施の形態の説明においては、分割された領域Ｂの残留応力のスプリングバックへの寄与が、分割された領域Ａの残留応力のスプリングバックへの寄与よりも大きいものとして説明している。   In step S13, the contribution of the residual stress in the divided region A to the springback is compared with the contribution of the residual stress in the divided region B to the springback. The region B having a large contribution to the region is divided again into the region B1 and the region B2, and using the press molding analysis method shown in FIGS. 1 and 2, the residual stress in the region B1 and the region B2 divided again is spring-backed. Calculate the contribution of. In the description of the present embodiment, it is assumed that the contribution of the residual stress in the divided region B to the springback is larger than the contribution of the residual stress in the divided region A to the springback. .

次いで、ステップＳ１４において、ステップＳ１２における分割回数と、ステップＳ１３おける分割回数とを足した分割回数が、ステップＳ１１において入力した分割回数に達しているか否かを判断する。
そして、ステップＳ１４において、ステップＳ１２における分割回数と、ステップＳ１３における分割回数とを足した分割回数が、ステップＳ１１において入力した分割回数に達したと判断された場合には、ステップＳ１５に進み、再度分割された領域Ｂ１の残留応力のスプリングバックへの寄与と、領域Ｂ２の残留応力のスプリングバックへの寄与とを比較して、寄与の大きい方の領域を、スプリングバックへの寄与の大きい領域として特定する。 Next, in step S14, it is determined whether or not the number of divisions obtained by adding the number of divisions in step S12 and the number of divisions in step S13 has reached the number of divisions input in step S11.
If it is determined in step S14 that the number of divisions obtained by adding the number of divisions in step S12 and the number of divisions in step S13 has reached the number of divisions input in step S11, the process proceeds to step S15, and again Comparing the contribution of the residual stress of the divided region B1 to the springback and the contribution of the residual stress of the region B2 to the springback, the region with the larger contribution is defined as the region with the larger contribution to the springback. Identify.

一方、ステップＳ１４において、ステップＳ１２における分割回数と、ステップＳ１３おける分割回数とを足した分割回数が、ステップＳ１１において入力した分割回数に達していないと判断された場合には、ステップＳ１３に戻り、今度は、再度分割された領域Ｂ１の残留応力のスプリングバックへの寄与と、再度分割された領域Ｂ２の残留応力のスプリングバックへの寄与とを比較し、領域Ｂ１と領域Ｂ２の内、スプリングバックへの寄与の大きい方の領域について、再々度複数の領域に分割し、図１及び図２に示すプレス成形解析方法を用いて、再々度分割された複数の領域の残留応力のスプリングバックへの寄与を算出する。   On the other hand, if it is determined in step S14 that the number of divisions obtained by adding the number of divisions in step S12 and the number of divisions in step S13 does not reach the number of divisions input in step S11, the process returns to step S13. This time, the contribution of the residual stress in the divided area B1 to the springback is compared with the contribution of the residual stress in the divided area B2 to the springback. The region having a larger contribution to the region is divided again into a plurality of regions, and the residual stress of the plurality of regions divided again is applied to the springback using the press forming analysis method shown in FIGS. Calculate the contribution.

そして、再度、ステップＳ１４において、ステップＳ１２における分割回数と、ステップＳ１３おける分割回数と、再度行ったステップＳ１３における分割回数とを足した分割回数が、ステップＳ１１において入力した分割回数に達してたか否かを判断する。
そして、このステップＳ１３とステップＳ１４を繰り返し、ステップＳ１４において、トータルの分割回数が、ステップＳ１１において入力した分割回数に達したと判断された場合には、ステップＳ１５に進み、最終的に分割された複数の領域の残留応力のスプリングバックへの寄与を比較して、寄与の大きい領域を、スプリングバックへの寄与の大きい領域として特定する。本実施の形態の場合には、図５において、矢印Ｃで示す領域がスプリングバックへの寄与が１番大きく、矢印Ｄで示す領域がスプリングバックへの寄与が２番目に大きい領域として特定された。 Then, in step S14, whether or not the number of divisions obtained by adding the number of divisions in step S12, the number of divisions in step S13, and the number of divisions in step S13 performed again has reached the number of divisions input in step S11. Determine whether.
Then, Step S13 and Step S14 are repeated. When it is determined in Step S14 that the total number of divisions has reached the number of divisions input in Step S11, the process proceeds to Step S15 and finally divided. The contribution of the residual stress in the plurality of regions to the springback is compared, and the region having a large contribution is specified as the region having a large contribution to the springback. In the case of the present embodiment, in FIG. 5, the region indicated by arrow C is identified as the region having the largest contribution to springback, and the region represented by arrow D is identified as the region having the second largest contribution to springback. .

従って、本実施の形態のプレス成形解析方法によれば、離型前の成形対象物１のうちスプリングへの寄与の大きい領域を、短時間でかつ正確に予測することができる。
これにより、プレス成形品に必要とされる寸法精度、形状精度を得るためにプレス成形用金型の形状やブランクの形状、ドロービードの入れ方などのプレス成形条件を適正化することが容易になる。 Therefore, according to the press molding analysis method of the present embodiment, it is possible to accurately predict in a short time a region having a large contribution to the spring in the molding object 1 before mold release.
This makes it easy to optimize press molding conditions such as the shape of the press molding die, the shape of the blank, and how to insert the draw bead in order to obtain the dimensional accuracy and shape accuracy required for the press molded product. .

なお、ステップＳ１２において、離型前の成形対象物１の初期領域を、領域Ａと領域Ｂにのみならず、それ以外の複数の領域にも分割し、図１及び図２に示すプレス成形解析方法を用いて、分割された複数の領域の残留応力のスプリングバックへの寄与を算出するようにしてもよい。この場合、ステップＳ１３において、分割された複数の領域の残留応力のスプリングバックへの寄与同士を比較し、複数の領域の内、スプリングバックへの寄与の大きい領域について、再度複数の領域に分割し、図１及び図２に示すプレス成形解析方法を用いて、再度分割された領域の残留応力のスプリングバックへの寄与を算出するようにする。   In step S12, the initial region of the molding object 1 before mold release is divided not only into the region A and the region B but also into a plurality of other regions, and the press molding analysis shown in FIG. 1 and FIG. You may make it calculate the contribution to the springback of the residual stress of the several area | region divided | segmented using the method. In this case, in step S13, the contribution of the residual stress of the plurality of divided regions to the springback is compared, and among the plurality of regions, the region having a large contribution to the springback is divided again into the plurality of regions. 1 and FIG. 2 are used to calculate the contribution to the springback of the residual stress in the region divided again.

また、ステップＳ１３において、分割された領域Ａの残留応力のスプリングバックへの寄与と、分割された領域Ｂの残留応力のスプリングバックへの寄与とを比較し、領域Ａと領域Ｂの内、スプリングバックへの寄与の大きい方の領域Ｂについて、再度領域Ｂ１と領域Ｂ２に分割する際、再度分割された領域Ｂ１の残留応力のスプリングバックへの寄与と、再度分割された領域Ｂ２の残留応力のスプリングバックへの寄与とを比較し、領域Ｂ１と領域Ｂ２の内、スプリングバックへの寄与の大きい方の領域について、再々度分割する際、あるいはそれに続いてスプリングバックへの寄与の大きい方の領域を分割する際には、分割された領域の残留応力のスプリングバックへの寄与同士の比率が１：２以内であれば、それら両領域をともに分割して引き続き調査の対象とするのが好ましい。   In step S13, the contribution of the residual stress in the divided area A to the springback is compared with the contribution of the residual stress in the divided area B to the springback. When the region B having the larger contribution to the back is divided again into the region B1 and the region B2, the contribution of the residual stress of the region B1 divided again to the springback and the residual stress of the region B2 divided again Compared with the contribution to the springback, the area of the area B1 and the area B2 having the larger contribution to the springback is divided again or subsequently, the area having the larger contribution to the springback. If the ratio of the contribution of the residual stress in the divided areas to the springback is within 1: 2, the areas are divided together. Continue to subject to investigation Te is preferred.

（１）実施例１
本発明に係るプレス成形解析方法の実施例１として、引張強さ１０１０ＭＰａ、降伏応力６８０ＭＰａの９８０ＭＰａ級高強度冷延鋼板を金型によりプレス成形及びトリム加工を行い、図７に示す寸法のハット断面形状の成形対象物を成形する場合において、スプリングバックに起因する形状不良発生に対して、図８に示す成形対象物１における（Ａ）パンチ底部、（Ｂ）縦壁部、（Ｃ）フランジ部の３つの領域の残留応力が、それぞれどの程度影響しているのか、を解析した。
プレス成形解析方法における解析計算は、図１び図２に示すものと同様の方法で行い、市販の有限要素法（ＦＥＭ）解析システムを用いて行った。以下、この解析計算について説明する。
先ず、ステップＳ１において、離型前の成形対象物１の形状、残留応力分布及びひずみ分布のデータ［データＯ］を算出した。 (1) Example 1
As Example 1 of the press forming analysis method according to the present invention, a 980 MPa high-strength cold-rolled steel sheet having a tensile strength of 1010 MPa and a yield stress of 680 MPa is press-formed and trimmed with a die, and a hat cross section having the dimensions shown in FIG. In the case of forming a molded object having a shape, (A) a punch bottom portion, (B) a vertical wall portion, and (C) a flange portion in the molded object 1 shown in FIG. The extent to which the residual stresses in these three regions are affected was analyzed.
The analytical calculation in the press forming analysis method was performed by the same method as that shown in FIGS. 1 and 2, and was performed using a commercially available finite element method (FEM) analysis system. Hereinafter, this analysis calculation will be described.
First, in step S1, data [data O] of the shape, residual stress distribution and strain distribution of the molding object 1 before mold release was calculated.

次いで、ステップＳ２において、算出された離型前の成形対象物１の形状、残留応力分布及びひずみ分布のデータ［データＯ］に基づいて、金型による拘束力を除去した場合のスプリングバック解析を行って、離型後の成形対象物１の形状、残留応力分布及びひずみ分布のデータを算出し、そして、離型後の成形対象物１の形状と、離型前の成形対象物１の形状とに基づいて、スプリングバックに関するある定義された量である角度変化量θ（図９参照）を算出した。本実施例１では、この角度変化量θは４．４度であった。   Next, in step S2, based on the calculated shape of the molding object 1 before release, the residual stress distribution and the strain distribution data [data O], a springback analysis is performed when the restraining force by the mold is removed. To calculate the shape, residual stress distribution and strain distribution data of the molded object 1 after mold release, and the shape of the molded object 1 after mold release and the shape of the molded object 1 before mold release. Based on the above, an angle change amount θ (see FIG. 9), which is a defined amount related to springback, was calculated. In the first embodiment, the angle change amount θ is 4.4 degrees.

次いで、ステップＳ３において、データ［データＯ］のうち、離型前の成形対象物１における（Ａ）パンチ底部についての残留応力をすべて０とし、この変更したデータ［データＡ］に基づいて、金型による拘束力を除去してスプリングバック解析を行って、離型後の成形対象物１の形状、残留応力分布及びひずみ分布のデータを算出し、離型後の成形対象物１の形状と、離型前の成形対象物１の形状とに基づいて、（Ａ）パンチ底部について残留応力を０とした後のスプリングバックに関するある定義された量である角度変化量θを算出した。本実施例１では、（Ａ）パンチ底部についての角度変化量θは２．７度であった。   Next, in step S3, all the residual stresses on the bottom of the punch (A) in the molding object 1 before mold release are set to 0 in the data [data O], and based on the changed data [data A], the gold By removing the restraining force by the mold and performing a springback analysis, the shape of the molded object 1 after release, the residual stress distribution and the strain distribution data are calculated, and the shape of the molded object 1 after release, Based on the shape of the molding object 1 before mold release, (A) the angle change amount θ, which is a defined amount related to the spring back after setting the residual stress to 0 at the bottom of the punch, was calculated. In Example 1, (A) the angle change amount θ for the bottom of the punch was 2.7 degrees.

次いで、ステップＳ４において、データ［データＯ］のうち、離型前の成形対象物１における（Ｂ）縦壁部についての残留応力をすべて０とし、この変更したデータ［データＢ］に基づいて、金型による拘束力を除去してスプリングバック解析を行って、離型後の成形対象物１の形状、残留応力分布及びひずみ分布のデータを算出し、離型後の成形対象物１の形状と、離型前の成形対象物１の形状とに基づいて、（Ｂ）縦壁部について残留応力を０とした後のスプリングバックに関するある定義された量である角度変化量θを算出した。本実施例１においては、（Ｂ）縦壁部についての角度変化量θは１．５度であった。   Next, in step S4, all the residual stresses on the vertical wall portion (B) in the molding object 1 before release in the data [data O] are set to 0, and based on the changed data [data B], The restraint force by the mold is removed and spring back analysis is performed to calculate the shape, residual stress distribution and strain distribution data of the molding object 1 after mold release, and the shape of the molding object 1 after mold release and Based on the shape of the molding object 1 before release, (B) the angle change amount θ, which is a defined amount related to the spring back after setting the residual stress to 0 for the vertical wall portion, was calculated. In Example 1, the angle change amount θ for the vertical wall portion (B) was 1.5 degrees.

また、同様に、ステップＳ４において、データ［データＯ］のうち、離型前の成形対象物１における（Ｃ）フランジ部についての残留応力をすべて０とし、この変更したデータ［データＣ］に基づいて、金型による拘束力を除去してスプリングバック解析を行って、離型後の成形対象物１の形状、残留応力分布及びひずみ分布のデータを算出し、離型後の成形対象物１の形状と、離型前の成形対象物１の形状とに基づいて、（Ｃ）フランジ部について残留応力を０とした後のスプリングバックに関するある定義された量である角度変化量θを算出した。本実施例１においては、（Ｃ）フランジ部についての角度変化量θは２．９度であった。   Similarly, in step S4, all the residual stresses on the (C) flange portion of the molding object 1 before mold release are all set to 0 in the data [data O], and based on the changed data [data C]. Then, the restraining force by the mold is removed and the springback analysis is performed to calculate the shape, residual stress distribution and strain distribution data of the molding object 1 after mold release, and the molding object 1 after mold release is calculated. Based on the shape and the shape of the molding object 1 before mold release, (C) the angle change amount θ which is a defined amount related to the spring back after setting the residual stress to 0 for the flange portion was calculated. In Example 1, the angle change amount θ for the flange portion (C) was 2.9 degrees.

そして、ステップＳ５において、（Ａ）パンチ底部についての残留応力分布を変更する前後において、スプリングバックに関するある定義された量である角度変化量θがどのように変化するかを調査した。即ち、ステップＳ２において算出した角度変化量θ＝４．４度と、ステップＳ３において算出した角度変化量θ＝２．７度との差である角度変化減少量１．７度を算出した。   Then, in step S5, (A) it was investigated how the angle change amount θ, which is a defined amount related to the springback, changes before and after changing the residual stress distribution on the punch bottom. That is, the angle change decrease amount 1.7 degrees, which is the difference between the angle change amount θ = 4.4 degrees calculated in step S2 and the angle change amount θ = 2.7 degrees calculated in step S3, was calculated.

また、ステップＳ６において、（Ｂ）縦壁部についての残留応力分布を変更する前後において、スプリングバックに関するある定義された量である角度変化量θがどのように変化するかを算出した。即ち、ステップＳ２において算出した角度変化量θ＝４．４度と、ステップＳ４において算出した角度変化量θ＝１．５度との差である角度変化減少量２．９度を算出した。   In step S6, (B) how the angle change amount θ, which is a defined amount related to the springback, is calculated before and after the residual stress distribution on the vertical wall portion is changed. That is, the angle change decrease amount 2.9 degrees, which is the difference between the angle change amount θ = 4.4 degrees calculated in step S2 and the angle change amount θ = 1.5 degrees calculated in step S4, was calculated.

また、同様に、ステップＳ６において、（Ｃ）フランジ部についての残留応力分布を変更する前後において、スプリングバックに関するある定義された量である角度変化量θがどのように変化するかを算出した。即ち、ステップＳ２において算出した角度変化量θ＝４．４度と、ステップＳ４において算出した角度変化量θ＝２．９度との差である角度変化減少量１．５度を算出した。   Similarly, in step S6, (C) how the angle change amount θ, which is a defined amount related to the springback, is calculated before and after changing the residual stress distribution for the flange portion. That is, the angle change decrease amount 1.5 degrees, which is the difference between the angle change amount θ = 4.4 degrees calculated in step S2 and the angle change amount θ = 2.9 degrees calculated in step S4, was calculated.

最後に、ステップＳ７において、ステップＳ５で求めた、（Ａ）パンチ底部についての残留応力分布を変更する前後における、角度変化減少量１．７度と、ステップＳ６で求めた、（Ｂ）縦壁部についての残留応力分布を変更する前後における、角度変化減少量２．９度と、（Ｃ）フランジ部についての残留応力分布を変更する前後における、角度変化減少量１．５度とに基づいて、（Ａ）パンチ底部、（Ｂ）縦壁部及び（Ｃ）フランジ部の残留応力のスプリングバックへの寄与を算出した。（Ａ）パンチ底部の残留応力のスプリングバックへの寄与は、１．７度／４．４度＝０．３８、（Ｂ）縦壁部の残留応力のスプリングバックへの寄与は、２．９度／４．４度＝０．６６、（Ｃ）フランジ部の残留応力のスプリングバックへの寄与は、１．５度／４．４度＝０．３４であった。これらの寄与は、互いにラップする分があると思われ、足しても１にはならないが、一応、互いの比率を比較してみると、図１０に示すような配分になる。
これらの結果から（Ｂ）縦壁部の残留応力のスプリングバックへの寄与が最も大きく、スプリングバックを抑制するためには、成形対象物１のうち（Ｂ）縦壁部に対しての対策が最も有効であることがわかった。 Finally, in step S7, (A) the angle change decrease amount 1.7 degrees before and after changing the residual stress distribution on the punch bottom, which was obtained in step S5, and (B) the vertical wall obtained in step S6 Based on the angle change decrease amount 2.9 degrees before and after changing the residual stress distribution on the part and (C) 1.5 degree angle change decrease amount before and after changing the residual stress distribution on the flange part. The contribution of the residual stress of (A) punch bottom, (B) vertical wall, and (C) flange to springback was calculated. (A) The contribution of the residual stress at the bottom of the punch to the springback is 1.7 degrees / 4.4 degrees = 0.38, and (B) the contribution of the residual stress at the vertical wall to the springback is 2.9. Degree / 4.4 degrees = 0.66, (C) The contribution of the residual stress in the flange portion to the springback was 1.5 degrees / 4.4 degrees = 0.34. These contributions seem to overlap each other and do not add up to 1. However, when the ratios are compared, the distribution is as shown in FIG.
From these results, (B) the residual stress of the vertical wall portion contributes most to the springback, and in order to suppress the springback, the countermeasure against (B) the vertical wall portion of the molding object 1 is It was found to be the most effective.

（２）実施例２
次に、本発明に係るプレス成形解析方法の実施例２として、引張強さ１０１０ＭＰａ、降伏応力６８０ＭＰａの９８０ＭＰａ級高強度冷延鋼板を金型によりプレス成形及びトリム加工を行い、図７に示す寸法のハット断面形状の成形対象物を成形する場合において、スプリングバックに起因する形状不良発生に対して、成形対象物１におけるどの領域が、スプリングバックへの寄与が大きいかを予測した。 (2) Example 2
Next, as Example 2 of the press forming analysis method according to the present invention, a 980 MPa class high strength cold-rolled steel sheet having a tensile strength of 1010 MPa and a yield stress of 680 MPa is press-formed and trimmed with a die, and the dimensions shown in FIG. In the case of molding a molding object having a hat cross-sectional shape, it was predicted which region in the molding object 1 has a large contribution to the spring back against the occurrence of a shape defect due to the spring back.

プレス成形解析方法における解析計算は、図５び図６に示すものと同様の方法で行い、市販の有限要素法（ＦＥＭ）解析システムを用いて行った。以下、この解析計算について説明する。
先ず、ステップＳ１１において、離型前の成形対象物１について、図１１に示す初期領域を設定し、この領域を何回分割するかの分割回数を入力した。本実施例２では分割回数を７回とした。 The analytical calculation in the press forming analysis method was performed by the same method as that shown in FIGS. 5 and 6, and was performed using a commercially available finite element method (FEM) analysis system. Hereinafter, this analysis calculation will be described.
First, in step S11, the initial region shown in FIG. 11 was set for the molding object 1 before release, and the number of divisions indicating how many times this region was divided was input. In the second embodiment, the number of divisions is seven.

次いで、ステップＳ１２において、図１２（ａ）に示すように、離型前の成形対象物１の初期領域をｘ方向に均等に領域Ａと領域Ｂとに分割し、図１及び図２に示すプレス成形解析方法を用いて、分割された領域Ａと領域Ｂの残留応力のスプリングバックへの寄与を算出した。ここで、本実施例２では、図２におけるステップＳ４においては、データ［データＯ］のうち、離型前の成形対象物１における領域Ａについての残留応力及び領域Ｂについての残留応力をすべて０とし、領域Ａ及び領域Ｂについての残留応力変更後の角度変化量θを算出した。   Next, in step S12, as shown in FIG. 12A, the initial region of the molding object 1 before mold release is divided equally into the region A and the region B in the x direction, as shown in FIG. 1 and FIG. Using the press forming analysis method, the contribution of the residual stress of the divided regions A and B to the springback was calculated. Here, in the present Example 2, in step S4 in FIG. 2, all the residual stresses for the region A and the residual stress for the region B in the molding object 1 before release are all 0 in the data [data O]. The angle change amount θ after the residual stress change for the region A and the region B was calculated.

そして、ステップＳ１３において、分割された領域Ａの残留応力のスプリングバックへの寄与と、分割された領域Ｂの残留応力のスプリングバックへの寄与とを比較し、図１２（ｂ）に示すように、領域Ａと領域Ｂのうちスプリングバックへの寄与の大きい領域Ａについて、ｙ方向に均等に再度領域Ａ’と領域Ｂ’に分割し、図１及び図２に示すプレス成形解析方法を用いて、再度分割された領域Ａ’と領域Ｂ’の残留応力のスプリングバックへの寄与を算出した。   Then, in step S13, the contribution of the residual stress in the divided region A to the springback is compared with the contribution of the residual stress in the divided region B to the springback, as shown in FIG. The region A and the region B having a large contribution to the springback is divided again into the region A ′ and the region B ′ evenly in the y direction, and the press molding analysis method shown in FIGS. 1 and 2 is used. Then, the contribution of the residual stresses of the region A ′ and the region B ′ divided again to the springback was calculated.

次いで、ステップＳ１４において、ステップＳ１２における分割回数と、ステップＳ１３おける分割回数とを足した分割回数が、ステップＳ１１において入力した分割回数に達したか否かを判断した。本実施例２では、ステップＳ１２における分割回数１回と、ステップＳ１３おける分割回数１回とを足した分割回数が２回であり、ステップＳ１１において入力した分割回数７回に達していない。   Next, in step S14, it was determined whether or not the number of divisions obtained by adding the number of divisions in step S12 and the number of divisions in step S13 reached the number of divisions input in step S11. In the second embodiment, the number of divisions obtained by adding the number of divisions of 1 in step S12 and the number of divisions of 1 in step S13 is 2, and the number of divisions input in step S11 has not reached 7 times.

従って、ステップＳ１３に戻り、今度は、再度分割された領域Ａ’の残留応力のスプリングバックへの寄与と、再度分割された領域Ｂ’の残留応力のスプリングバックへの寄与とを比較し、図１２（ｃ）に示すように、領域Ａ’と領域Ｂ’のうちスプリングバックへの寄与の大きい領域Ａ’について、ｘ方向に均等に再々度領域Ａ’’と領域Ｂ’’とに分割し、図１及び図２に示すプレス成形解析方法を用いて、再々度分割された領域Ａ’’と領域Ｂ’’の残留応力のスプリングバックへの寄与を算出した。   Therefore, the process returns to step S13, and this time, the contribution of the residual stress of the region A ′ that has been divided again to the springback is compared with the contribution of the residual stress of the region B ′ that has been divided again to the springback. As shown in FIG. 12 (c), among the areas A ′ and B ′, the area A ′ having a large contribution to the springback is divided again into the area A ″ and the area B ″ again in the x direction. 1 and FIG. 2 were used to calculate the contribution of the residual stress in the region A ″ and the region B ″ that were divided again to the springback using the press forming analysis method shown in FIGS.

そして、再度、ステップＳ１４において、ステップＳ１２における分割回数と、ステップＳ１３おける分割回数と、再度行ったステップＳ１３における分割回数とを足した分割回数が、ステップＳ１１において入力した分割回数に達したか否かを判断した。本実施例２では、ステップＳ１２における分割回数１回と、ステップＳ１３おける分割回数１回と、再度行ったステップＳ１３における分割回数１回とを足した分割回数が３回であり、ステップＳ１１において入力した分割回数７回に達していない。   Then, in step S14, whether or not the number of divisions obtained by adding the number of divisions in step S12, the number of divisions in step S13, and the number of divisions performed in step S13 again has reached the number of divisions input in step S11. Judged. In the second embodiment, the number of divisions is 3, which is obtained by adding the division number of 1 in step S12, the division number of 1 in step S13, and the division number of 1 in step S13 again, and is input in step S11. The number of divisions has not reached 7 times.

従って、ステップＳ１３に戻り、今度は、分割された領域Ａ’’の残留応力のスプリングバックへの寄与と、分割された領域Ｂ’’の残留応力のスプリングバックへの寄与とを比較した。ここで、本実施例２では、分割された領域Ａ’’の残留応力のスプリングバックへの寄与と、分割された領域Ｂ’’の残留応力のスプリングバックへの寄与との比率が１：２以内であったため、図１２（ｄ）に示すように、領域Ａ’’及び領域Ｂ’’の双方について、ｙ方向に均等に領域Ａ１と領域Ｂ１、領域Ａ２と領域Ｂ２というように分割し、図１及び図２に示すプレス成形解析方法を用いて、分割された領域Ａ１と領域Ｂ１、領域Ａ２と領域Ｂ２の残留応力のスプリングバックへの寄与を算出した。   Therefore, returning to step S13, the contribution of the residual stress of the divided region A "to the springback is compared with the contribution of the residual stress of the divided region B" to the springback. Here, in Example 2, the ratio of the contribution of the residual stress in the divided area A ″ to the springback and the contribution of the residual stress in the divided area B ″ to the springback is 1: 2. Therefore, as shown in FIG. 12D, both the region A ″ and the region B ″ are equally divided into the region A1 and the region B1 and the region A2 and the region B2 in the y direction. Using the press forming analysis method shown in FIGS. 1 and 2, the contribution of the residual stress in the divided regions A1 and B1, and regions A2 and B2 to the springback was calculated.

次いで、再度、ステップＳ１４において、トータルの分割回数が、ステップＳ１１において入力した分割回数に達したか否かを判断した。本実施例２では、これまでのトータルの分割回数が４回であり、ステップＳ１１において入力した分割回数７回に達していない。
従って、ステップＳ１３に戻り、今度は、分割された領域Ａ１の残留応力のスプリングバックへの寄与と、分割された領域Ｂ１の残留応力のスプリングバックへの寄与及び分割された領域Ａ２の残留応力のスプリングバックへの寄与と、分割された領域Ｂ２の残留応力のスプリングバックへの寄与とを比較した。そして、本実施例２においては、分割された領域Ａ１の残留応力のスプリングバックへの寄与が、分割された領域Ｂ１の残留応力のスプリングバックへの寄与よりも大きく、また、分割された領域Ａ２の残留応力のスプリングバックへの寄与が、分割された領域Ｂ２の残留応力のスプリングバックへの寄与よりも大きかったため、図１２（ｅ）に示すように、領域Ａ１について、ｘ方向に均等に領域Ａ１’と領域Ｂ１’とに分割し、また、領域Ａ２について、ｘ方向に均等に領域Ａ２’と領域Ｂ２’とに分割し、図１及び図２に示すプレス成形解析方法を用いて、分割された領域Ａ１’と領域Ｂ１’、領域Ａ２’と領域Ｂ２’の残留応力のスプリングバックへの寄与を算出した。 Next, again, in step S14, it was determined whether or not the total number of divisions reached the number of divisions input in step S11. In the second embodiment, the total number of divisions so far is four, and the division number input in step S11 has not reached seven.
Accordingly, returning to step S13, this time, the contribution of the residual stress of the divided area A1 to the springback, the contribution of the residual stress of the divided area B1 to the springback, and the residual stress of the divided area A2 The contribution to the springback was compared with the contribution to the springback of the residual stress in the divided region B2. In the second embodiment, the contribution of the residual stress in the divided area A1 to the springback is larger than the contribution of the residual stress in the divided area B1 to the springback, and the divided area A2 is divided. Since the contribution of the residual stress to the springback is larger than the contribution of the residual stress to the springback in the divided area B2, as shown in FIG. 12E, the area A1 is equally distributed in the x direction. Dividing into A1 ′ and B1 ′, and dividing the area A2 into the areas A2 ′ and B2 ′ evenly in the x direction, using the press molding analysis method shown in FIG. 1 and FIG. The contribution of the residual stress in the region A1 ′ and the region B1 ′, and the region A2 ′ and the region B2 ′ to the springback was calculated.

次いで、再度、ステップＳ１４において、トータルの分割回数が、ステップＳ１１において入力した分割回数に達したか否かを判断した。本実施例２では、これまでのトータルの分割回数が５回であり、ステップＳ１１において入力した分割回数７回に達していない。
従って、ステップＳ１３に戻り、今度は、分割された領域Ａ１’の残留応力のスプリングバックへの寄与と、分割された領域Ｂ１’の残留応力のスプリングバックへの寄与及び分割された領域Ａ２’の残留応力のスプリングバックへの寄与と、分割された領域Ｂ２’の残留応力のスプリングバックへの寄与とを比較した。そして、本実施例２においては、分割された領域Ｂ１’の残留応力のスプリングバックへの寄与が、分割された領域Ａ１’の残留応力のスプリングバックへの寄与よりも大きく、また、分割された領域Ｂ２’の残留応力のスプリングバックへの寄与が，分割された領域Ａ２’の残留応力のスプリングバックへの寄与よりも大きかったため、図１２（ｆ）に示すように、領域Ｂ１’について，ｙ方向に均等に領域Ａ１’’と領域Ｂ１’’とに分割し、また、領域Ｂ２’について，ｙ方向に均等に領域Ａ２’’と領域Ｂ２’’とに分割し、図１及び図２に示すプレス成形解析方法を用いて、分割された領域Ａ１’’と領域Ｂ１’’、領域Ａ２’’と領域Ｂ２’’の残留応力のスプリングバックへの寄与を算出した。 Next, again, in step S14, it was determined whether or not the total number of divisions reached the number of divisions input in step S11. In the second embodiment, the total number of divisions so far is five, and has not reached the number of divisions input in step S11.
Accordingly, the process returns to step S13, and this time, the contribution of the residual stress of the divided region A1 ′ to the springback, the contribution of the residual stress of the divided region B1 ′ to the springback, and the division of the divided region A2 ′. The contribution of the residual stress to the springback was compared with the contribution of the residual stress in the divided region B2 ′ to the springback. In the second embodiment, the contribution of the residual stress in the divided area B1 ′ to the springback is larger than the contribution of the residual stress in the divided area A1 ′ to the springback, and the divided area B1 ′ is divided. Since the contribution of the residual stress in the region B2 ′ to the springback is larger than the contribution of the residual stress in the divided region A2 ′ to the springback, as shown in FIG. The area A1 ″ and the area B1 ″ are equally divided in the direction, and the area B2 ′ is equally divided into the area A2 ″ and the area B2 ″ in the y direction. Using the press forming analysis method shown, the contribution of the residual stress of the divided regions A1 ″ and B1 ″, region A2 ″ and region B2 ″ to the springback was calculated.

そして、再度、ステップＳ１４において、トータルの分割回数が、ステップＳ１１において入力した分割回数に達したか否かを判断した。本実施例２では、これまでのトータルの分割回数が６回であり、ステップＳ１１において入力した分割回数７回に達していない。
従って、ステップＳ１３に戻り、今度は、分割された領域Ａ１’’の残留応力のスプリングバックへの寄与と、分割された領域Ｂ１’’の残留応力のスプリングバックへの寄与及び分割された領域Ａ２’’の残留応力のスプリングバックへの寄与と、分割された領域Ｂ２’’の残留応力のスプリングバックへの寄与とを比較した。そして、本実施例２においては、分割された領域Ｂ１’’の残留応力のスプリングバックへの寄与が、分割された領域Ａ１’’の残留応力のスプリングバックへの寄与よりも大きく、また、分割された領域Ａ２’’の残留応力のスプリングバックへの寄与が，分割された領域Ｂ２’’の残留応力のスプリングバックへの寄与よりも大きかったため、図１３に示すように、領域Ｂ１’’について、ｘ方向に均等に領域Ａ１’’’と領域Ｂ１’’’とに分割し、また、領域Ａ２’’について、ｘ方向に均等に領域Ａ２’’’と領域Ｂ２’’’とに分割し、図１及び図２に示すプレス成形解析方法を用いて、分割された領域Ａ１’’’と領域Ｂ１’’’、領域Ａ２’’’と領域Ｂ２’’’の残留応力のスプリングバックへの寄与を算出した。 Then, in step S14, it is determined whether or not the total number of divisions has reached the number of divisions input in step S11. In the second embodiment, the total number of divisions so far is six, and the division number input in step S11 has not reached seven.
Accordingly, the process returns to step S13, and this time, the contribution of the residual stress in the divided area A1 ″ to the springback, the contribution of the residual stress in the divided area B1 ″ to the springback, and the divided area A2 The contribution of the residual stress of '' to the springback was compared with the contribution of the residual stress of the divided region B2 '' to the springback. In the second embodiment, the contribution of the residual stress in the divided area B1 ″ to the springback is larger than the contribution of the residual stress in the divided area A1 ″ to the springback. Since the contribution of the residual stress in the region A2 ″ to the springback is larger than the contribution of the residual stress in the divided region B2 ″ to the springback, as shown in FIG. The area A1 ′ ″ and the area B1 ′ ″ are equally divided in the x direction, and the area A2 ″ is equally divided into the area A2 ′ ″ and the area B2 ′ ″ in the x direction. 1 and 2, the residual stresses of the divided regions A1 ′ ″ and B1 ′ ″ and regions A2 ″ ′ and B2 ′ ″ are applied to the springback. Contribution was calculated.

そして、再度、ステップＳ１４において、トータルの分割回数が、ステップＳ１１において入力した分割回数に達したか否かを判断した。本実施例２では、これまでのトータルの分割回数が７回であり、ステップＳ１１において入力した分割回数７回に達している。
従って、ステップＳ１５に進み、最終的に分割された領域Ａ１’’’と領域Ｂ１’’’の残留応力のスプリングバックへの寄与及び領域Ａ２’’’と領域Ｂ２’’’の残留応力のスプリングバックへの寄与とを比較して、寄与の大きい領域を、スプリングバックへの寄与の大きい領域として特定した。本実施例２の場合には、領域Ｂ１’’’がスプリングバックへの寄与が１番目に大きく、Ａ２’’’がスプリングバックへの寄与が２番目に大きい領域としてとして特定された。
これらの結果から、離型前の成形対象物１の内、スプリングバックへの寄与の大きい領域を、短時間でかつ正確に予測できることがわかった。 Then, in step S14, it is determined whether or not the total number of divisions has reached the number of divisions input in step S11. In the second embodiment, the total number of divisions so far is seven, and the number of divisions input in step S11 has reached seven.
Accordingly, the process proceeds to step S15, and the contribution of the residual stress in the finally divided areas A1 ′ ″ and B1 ′ ″ to the springback and the residual stress springs in the areas A2 ′ ″ and B2 ′ ″. Compared with the contribution to the back, the region having a large contribution was identified as the region having a large contribution to the springback. In the case of Example 2, the region B1 ′ ″ is specified as the region having the largest contribution to the springback and the region A2 ′ ″ has the second largest contribution to the springback.
From these results, it was found that the region having a large contribution to the spring back in the molding object 1 before releasing can be accurately predicted in a short time.

本発明に係るプレス成形解析方法の第１の実施の形態を説明するための図である。It is a figure for demonstrating 1st Embodiment of the press molding analysis method which concerns on this invention. 図１に示すプレス成形解析方法の処理順序を示すフローである。It is a flow which shows the processing order of the press molding analysis method shown in FIG. 図１に示すプレス成形解析方法の解析計算に用いられるプレス金型モデルの説明図である。It is explanatory drawing of the press die model used for the analysis calculation of the press molding analysis method shown in FIG. 絞り成形後のブランクのトリム、スプリングバック解析順序を概略的に説明するための図である。It is a figure for demonstrating roughly the trim of a blank after drawing, and a springback analysis order. 本発明に係るプレス成形解析方法の第２の実施の形態を説明するための図である。It is a figure for demonstrating 2nd Embodiment of the press molding analysis method which concerns on this invention. 図５に示すプレス成形解析方法の処理順序を示すフローである。It is a flow which shows the processing order of the press molding analysis method shown in FIG. 実施例１及び実施例２において成形したハット断面形状の成形対象物の形状を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は右側面図である。It is a figure which shows the shape of the shaping | molding target object of the hat cross-sectional shape shape | molded in Example 1 and Example 2, (a) is a top view, (b) is a right view. 実施例１において、要因解析のための領域を示す図である。In Example 1, it is a figure which shows the area | region for factor analysis. スプリングバックに関するある定義された量である角度変化量を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the angle variation | change_quantity which is a defined quantity regarding a springback. 実施例１における、（Ａ）パンチ底部、（Ｂ）縦壁部及び（Ｃ）フランジ部の残留応力のスプリングバックへの寄与の評価結果を示す図である。In Example 1, it is a figure which shows the evaluation result of the contribution to the spring back of the residual stress of (A) punch bottom part, (B) vertical wall part, and (C) flange part. 実施例２において、離型前の成形対象物について設定した初期領域を説明するための図である。In Example 2, it is a figure for demonstrating the initial region set about the molding target object before mold release. 実施例２における領域分割のしかたを説明するための図である。FIG. 10 is a diagram for explaining how to divide an area in the second embodiment. 実施例２において、離型前の成形対象物の内、スプリングバックへの寄与の大きい領域を特定した結果を示す図である。In Example 2, it is a figure which shows the result of having specified the area | region with a large contribution to a springback among the molding objects before mold release.

符号の説明Explanation of symbols

１ 成形対象物
２ ダイ
３ パンチ
４ ブランクホルダ
５ ブランク 1 Molding object 2 Die 3 Punch 4 Blank holder 5 Blank

Claims (3)

離型前の成形対象物の形状、残留応力分布及びひずみ分布のデータを算出する処理と、
前記離型前のデータに基づいてスプリングバック解析を行って、離型後の成形対象物の形状、残留応力分布及びひずみ分布のデータを算出し、前記離型後の成形対象物の形状と前記離型前の成形対象物の形状とに基づいて、スプリングバックに関するある定義された量を算出する処理と、
前記離型前の成形対象物の一部分のある領域についての残留応力分布を０に変更し、この変更したデータに基づいて、スプリングバック解析を行って、離型後の成形対象物の形状、残留応力分布及びひずみ分布のデータを算出し、該離型後の成形対象物の形状と、前記離型前の成形対象物の形状とに基づいて、前記ある領域についての残留応力分布変更後のスプリングバックに関するある定義された量を算出する処理と、
前記ある領域についての残留応力分布を変更する前後において、前記スプリングバックに関するある定義された量がどのように変化するかを算出する処理と、
前記離型前の成形対象物の前記ある領域以外の１または複数の領域についての残留応力分布を０に変更し、この変更したデータに基づいて、スプリングバック解析を行って、離型後の成形対象物の形状、残留応力分布及びひずみ分布のデータを算出し、該離型後の成形対象物の形状と、前記離型前の成形対象物の形状とに基づいて、前記ある領域以外の１または複数の領域についての残留応力分布変更後のスプリングバックに関するある定義された量を算出する処理と、
前記ある領域以外の１または複数の領域についての残留応力分布を変更する前後において、前記スプリングバックに関するある定義された量がどのように変化するかを算出する処理と、
前記ある領域についての残留応力分布を変更する前後における、前記スプリングバックに関するある定義された量の変化量と、前記ある領域以外の１または複数の領域についての残留応力分布を変更する前後における、前記スプリングバックに関するある定義された量の変化量とに基づいて、前記ある領域及び前記ある領域以外の１または複数の領域のスプリングバックへの寄与を算出する処理と、
を含むことを特徴とするプレス成形解析方法。 Processing to calculate the shape, residual stress distribution and strain distribution data of the molding object before mold release;
Perform springback analysis based on the data before release, calculate the shape of the molded object after release, the residual stress distribution and strain distribution data, the shape of the molded object after release and the A process of calculating a defined amount related to springback based on the shape of the molding object before mold release;
The residual stress distribution for a region of a part of the molding object before release is changed to 0, and based on the changed data, a springback analysis is performed to determine the shape and residual of the molding object after release. Calculate the stress distribution and strain distribution data, and change the residual stress distribution for the certain area based on the shape of the molded object after the mold release and the shape of the molded object before the mold release A process of calculating a defined amount of back,
Before and after changing the residual stress distribution for the certain area, and processing for calculating whether the amount which is defined about the spring-back manner in which changes,
The residual stress distribution for one or a plurality of regions other than the certain region of the molding object before the mold release is changed to 0, and a springback analysis is performed based on the changed data to perform the molding after the mold release. Data of the shape of the object, residual stress distribution and strain distribution is calculated, and 1 other than the certain region is calculated based on the shape of the object to be molded after the mold release and the shape of the object to be molded before the mold release. Or a process for calculating a defined amount related to the springback after changing the residual stress distribution for a plurality of regions;
A process of calculating how a defined amount related to the springback changes before and after changing the residual stress distribution for one or more regions other than the region;
Before and after changing the residual stress distribution for one or more regions other than the certain region and the amount of change in a certain amount related to the springback before and after changing the residual stress distribution for the certain region, A process of calculating a contribution to the springback of the certain region and one or more regions other than the certain region based on a certain amount of change in the amount related to the springback;
A press forming analysis method comprising: 前記スプリングバックに関するある定義された量は、前記成形対象物の一端の切り口をなす仮想断面におけるある部分と、前記成形対象物の他端の切り口をなす仮想断面におけるある部分とのなす角度の、スプリングバック前後における変化量であることを特徴とする請求項１記載のプレス成形解析方法。 A certain defined amount relating to the springback is an angle formed by a portion in a virtual cross section forming a cut at one end of the molding object and a portion in a virtual cross section forming a cut at the other end of the molding target, 2. The press forming analysis method according to claim 1, wherein the amount of change is before and after springback . 離型前の成形対象物を複数の領域に分割し、請求項１又は２記載のプレス成形解析方法を用いて前記分割された複数の領域のスプリングバックへの寄与を算出する処理と、
前記複数の領域のうちスプリングバックへの寄与の大きい領域について再度複数の領域に分割し、請求項１又は２記載のプレス成形解析方法を用いて前記再度分割された複数の領域のスプリングバックへの寄与を算出する処理と、
を含むことを特徴とするプレス成形解析方法。 A process of dividing the molding object before release into a plurality of regions, and calculating a contribution to the springback of the plurality of divided regions using the press molding analysis method according to claim 1 or 2,
Of the plurality of regions, the region having a large contribution to the springback is divided again into a plurality of regions, and the plurality of regions divided again using the press molding analysis method according to claim 1 or 2 are applied to the springback. Processing to calculate the contribution;
Features and to pulp press forming analysis method comprises a.
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