JP6264425B1 - 焼き付け処理成形品の強度推定方法 - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献1には、プレス成形後におけるプレス成形品のひずみ状態から相当塑性ひずみを算出し、該算出した相当塑性ひずみと焼き付けにより硬化する鋼板の硬化量を関連付けて前記プレス成形品の耐デント性を予測する手法が開示されている。
また、特許文献2には、予ひずみを与えた後に焼き付け処理して硬化させた鋼材の応力とひずみの関係を推定する方法が開示されている。
しかし、プレス成形中にひずみ経路が大きく変化した部位、例えばハット断面部品を絞り成形する際に曲げ曲げ戻し変形を受ける縦壁部などに関しては、塑性ひずみをどのように見積もるべきかについてこれまで詳細な議論がなされていなかった。
例えば、一軸方向のひずみ経路であれば、引張および/または圧縮の一連のひずみ経路において、各引張過程または各圧縮過程におけるそれぞれのひずみを意味する。すなわち、引張(1)、圧縮(1)、引張(2)の順となる一連のひずみ経路であれば、引張(1)のひずみ、圧縮(1)のひずみ、引張(2)のひずみをそれぞれ意味する。
焼き付けにより硬化する鋼板に単軸荷重を付与した時の応力−ひずみの関係が、例えば、次式のSwiftの式に従うと仮定する。
σ=K(ε0+εp)n ・・・(1)
ここで、σは真応力、εpはひずみ、K、ε0、nは、定数である。
εp=(σ)1/n/K−ε0=f(σ)・・・(2)
表1に、単軸引張荷重よび/又は単軸圧縮荷重を作用させて試験片に生じさせるひずみ経路と塑性ひずみの最大値を示す。
なお、比較となる累積相当塑性ひずみは、引張変形→圧縮変形の各過程で与えられるひずみ(絶対値)を累積した値であるため、例えば、条件11における累積相当塑性ひずみは、5+3=8%となる。
これに対し、条件14における比較となる累積相当塑性ひずみは、引張変形→圧縮変形→引張変形の各過程で与えられるひずみ(絶対値)を累積した値であり、5+5+3=13%となる。
以下、上記の各ステップについて詳細に説明する。
焼き付け硬化材料特性取得ステップS1は、予ひずみを付与して焼き付け処理した焼き付けにより硬化する鋼板の焼き付け硬化後の材料特性と予ひずみの関係を取得するものである。
プレス成形解析ステップS3は、焼き付けにより硬化する鋼板を目標形状のプレス成形品1にプレス成形するプレス成形解析を行い、成形過程における単軸相当の塑性ひずみを算出するものである。
単軸相当の塑性ひずみ最大値取得ステップS5は、プレス成形解析ステップS3において算出した単軸相当の塑性ひずみのプレス成形過程(ひずみ経路)における最大値を求めて取得するものである。単軸相当の塑性ひずみの最大値は、後述する強度解析ステップS9での強度解析において、プレス成形品1の材料データとして焼き付け硬化後の材料特性を設定するために用いる。
焼き付け硬化材料特性設定ステップS7は、焼き付け硬化材料特性取得ステップS1で取得した応力−ひずみ曲線と予ひずみの関係(図6参照)を用いて、単軸相当の塑性ひずみ最大値取得ステップS5で取得した単軸相当の塑性ひずみの最大値に対応する焼き付け硬化後の材料特性をプレス成形品1の材料データとして設定するものである。
強度解析ステップS9は、焼き付け硬化材料特性設定ステップS7において焼き付け硬化後の材料特性を設定したプレス成形品1の強度解析を行い、プレス成形品1を焼き付け処理した焼き付け処理成形品の強度を推定するものである。
本実施例では、図5に示すような焼き付けにより硬化する鋼板のプレス成形品1を焼き付け処理した焼き付け処理成形品の強度を本発明に係る部材強度推定方法により推定し、その妥当性を検証した。
そして、プレス成形過程における単軸相当の塑性ひずみの最大値を要素毎に取得した。
3 縦壁部
Claims (2)
- 焼き付けにより硬化する鋼板のプレス成形品を焼き付け処理した焼き付け処理成形品の強度を推定する焼き付け処理成形品の強度推定方法であって、
予ひずみを付与して焼き付け処理した焼き付けにより硬化する鋼板の焼き付け硬化後の材料特性と前記予ひずみとの関係を取得する焼き付け硬化材料特性取得ステップと、
前記焼き付けにより硬化する鋼板を前記プレス成形品にプレス成形するプレス成形解析を行い、プレス成形過程における単軸相当の塑性ひずみを算出するプレス成形解析ステップと、
該算出した単軸相当の塑性ひずみのプレス成形過程のひずみ経路における最大値を求める単軸相当の塑性ひずみ最大値取得ステップと、
前記焼き付け硬化材料特性取得ステップで取得した焼き付け硬化後の材料特性と予ひずみとの関係を用いて、前記単軸相当の塑性ひずみの最大値に対応する焼き付け硬化後の材料特性を前記プレス成形品の材料データとして設定する焼き付け硬化材料特性設定ステップと、
該焼き付け硬化後の材料特性が設定された前記プレス成形品の強度解析を行い、前記焼き付け処理成形品の強度を推定する強度解析ステップを有することを特徴とする焼き付け処理成形品の強度推定方法。 - 前記単軸相当の塑性ひずみ最大値取得ステップは、前記単軸相当の塑性ひずみの最大値を要素毎に取得し、
前記焼き付け硬化材料特性設定ステップは、前記単軸相当の塑性ひずみの最大値が所定の範囲に含まれる要素群からなる領域に前記プレス成形品を分割し、該分割した領域毎に前記焼き付け硬化後の材料特性を設定することを特徴とする請求項1記載の焼き付け処理成形品の強度推定方法。
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