JPH08339396A - Processor for numerical simulation result in deformation process of metal plate - Google Patents

Processor for numerical simulation result in deformation process of metal plate

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Publication number
JPH08339396A
JPH08339396A JP8980696A JP8980696A JPH08339396A JP H08339396 A JPH08339396 A JP H08339396A JP 8980696 A JP8980696 A JP 8980696A JP 8980696 A JP8980696 A JP 8980696A JP H08339396 A JPH08339396 A JP H08339396A
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JP
Japan
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wrinkle
data
strain
stress
limit
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP8980696A
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Japanese (ja)
Inventor
Toru Yoshida
田 亨 吉
Matsuo Usuda
田 松 男 臼
Koji Hashimoto
本 浩 二 橋
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH08339396A publication Critical patent/JPH08339396A/en
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    • Y02P90/00Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/30Computing systems specially adapted for manufacturing

Abstract

PURPOSE: To enhance the efficiency of the corrections of a mold design and a working condition by providing a means outputting the contour line distribution of break/ wrinkle tolerance data concerning the result of numerical simulation of the plastic deformation process of a metal plate by a finite element method. CONSTITUTION: The strain/stress data of each element which is obtained by an FEM (finite element method) analysis is fetched into a data input means 1 and is written in a storage part 2. Next, the material kind and the strength of material are designed and each breaking limit strain/wrinkle limit stress data which is registered in storage parts 3 and 4 is extracted. Further, in the calculation means 5 of break/wrinkle tolerance data, a break/wrinkle tolerance is calculated from the relation of the strain/stress amount of each element, and the degree is made to be written in a storage part 6. Next, in the contour line distribution output means 7 of break/wrinkle tolerance data, the form diagram on which the contour line distribution in which the break tolerance and the wrinkle tolerance are sectioned for every some levels is drawn is outputted to the output device of the display, etc., of a computer. Namely, only if the strain/stress data by the FEM is read, a molding tolerance can be decided.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明が属する技術分野】本発明は、金属板が塑性変形
する過程を有限要素法で数値シミュレートしたときの解
析結果を画面に表示するためのデ−タ処理装置に関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a data processing device for displaying an analysis result on a screen when a process of plastically deforming a metal plate is numerically simulated by the finite element method.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、鍛造,圧延,プレス成形など
の、材料の塑性変形を伴う成形加工分野では、的確な素
材形状,金型,加工条件が設定されることで、成形品の
品質向上およびコストダウンが図れることが知られてい
る。そこで、現在においては、短期間で安定生産条件を
決定するため、有限要素法(FEM)による数値シミュ
レートを用いた加工性の予測評価が広く用いられてい
る。
2. Description of the Related Art Generally, in the field of molding processing involving plastic deformation of materials such as forging, rolling and press forming, it is possible to improve the quality of molded products by setting an accurate material shape, mold and processing conditions. It is known that the cost can be reduced. Therefore, at present, in order to determine stable production conditions in a short period, predictability evaluation of workability using numerical simulation by the finite element method (FEM) is widely used.

【0003】有限要素法は、外力を受け変形する物体を
多数の小領域(要素)に仮想的に分割し、各要素内の変
位と力の関係から全体の変形形状やひずみ分布及び/ま
たは応力分布を数値的に計算するもので、入力するパラ
メータを変更することで、様々な加工条件の場合の成形
品の変形状態を調査することができる。有限要素法によ
るシミュレート結果を計算機のディスプレイ画面等に表
示する方法が広く使われており、解析結果を視覚的に知
ることができる。
The finite element method virtually divides an object that is deformed by an external force into a large number of small areas (elements), and determines the entire deformed shape and strain distribution and / or stress from the relationship between displacement and force within each element. The distribution is calculated numerically. By changing the input parameters, it is possible to investigate the deformation state of the molded product under various processing conditions. The method of displaying the simulation result by the finite element method on the display screen of a computer is widely used, and the analysis result can be visually known.

【0004】図4は、金属板が塑性変形する過程を有限
要素法でシミュレートした結果を表示する従来のデ−タ
処理装置の概要を示すブロック図である。図4において
1はシミュレ−トにより得たひずみデ−タ及びまたは応
力データを入力する入力手段、2は入力されたひずみデ
ータ及び/または応力データの記憶部、10はひずみデ
ータ及び/または応力データの等高線分布出力手段を示
す。従来の方法では、ひずみデータ及び/または応力デ
ータ入力手段1により、有限要素法による数値シミュレ
ート結果である各要素のひずみデータ及び/または応力
データをひずみデータ及び/または応力データ記憶部2
に入力している。ひずみデータ及び/または応力データ
記憶部に入力された上記ひずみデータ及び/または応力
データが、ひずみデータ及び/または応力データの等高
線分布出力手段10において、例えばディスプレイ画面
などにひずみ値及び/または応力値をレベルごとに色分
けしたり、線で区切るなどして変形図上に等高線分布と
して出力される。その分布図より、任意の成形段階の、
金属板の任意の位置のひずみ状態及び/または応力状態
を知ることができる。図12に、従来の表示方法による
ひずみの等高線分布表示例を示す。この表示の中の等高
線が、同一ひずみ値の位置を示す。
FIG. 4 is a block diagram showing an outline of a conventional data processing apparatus for displaying a result of simulating a plastic deformation process of a metal plate by the finite element method. In FIG. 4, 1 is an input means for inputting strain data and / or stress data obtained by simulation, 2 is a storage unit for the input strain data and / or stress data, and 10 is strain data and / or stress data. The contour distribution output means of is shown. In the conventional method, the strain data and / or stress data input means 1 converts the strain data and / or stress data of each element, which is the result of numerical simulation by the finite element method, into the strain data and / or stress data storage unit 2.
Are typing in. The strain data and / or stress data input to the strain data and / or stress data storage unit is the strain value and / or stress value displayed on the display screen of the strain data and / or stress data contour line distribution output means 10, for example. Is output as a contour line distribution on the transformation diagram by color-coding each level or dividing by lines. From the distribution chart, at any molding stage,
It is possible to know the strain state and / or the stress state of any position of the metal plate. FIG. 12 shows an example of displaying a strain contour line distribution by a conventional display method. The contour lines in this display indicate the positions of the same strain value.

【0005】また図18に、従来の表示方法による応力
の等高線分布表示例を示す。この表示の中の等高線が、
同一応力値の位置を示す。
FIG. 18 shows an example of displaying a stress contour line distribution by a conventional display method. The contour lines in this display are
The position of the same stress value is shown.

【0006】実際の金属板の加工では引張応力が支配的
であるため、加工の進展に伴って破断現象が生じやすい
など、加工上の問題が多い。金属板の破断限界を評価す
るとき、破断部のひずみ量を目安とすることができ、図
5に示すように、座標軸に主ひずみをとった破断限界線
を用いることが多い。成形過程のひずみが破断限界線に
達していない場合は、成形可能と判断でき、破断限界線
に達した場合は破断の発生、もしくは、その危険性が高
いと判断することができる。
Since tensile stress is predominant in the actual processing of a metal plate, there are many processing problems such as a rupture phenomenon easily occurring as the processing progresses. When evaluating the breaking limit of a metal plate, the amount of strain at the breaking portion can be used as a standard, and as shown in FIG. 5, a breaking limit line having the principal strain on the coordinate axis is often used. When the strain in the molding process does not reach the fracture limit line, it can be determined that the molding is possible, and when the strain reaches the fracture limit line, it can be determined that the fracture occurs or the risk thereof is high.

【0007】また、金属板の加工では、金型による拘束
から板面内に圧縮応力が生じた場合に、加工の進展に伴
ってしわ発生を起こす等の問題も多い。金属板のしわ発
生限界を評価するとき、板面内の圧縮応力量を目安とす
ることができ、図6に示すように、座標軸に主応力をと
ったしわ限界線も作成されている。成形過程の応力がし
わ限界線に達していない場合は、成形可能と判断でき、
しわ限界線に達した場合はしわの発生、もしくは、その
危険性が高いと判断することができる。
Further, in the processing of a metal plate, there are many problems such that when compressive stress is generated in the plate surface due to restraint by a mold, wrinkles are generated as the processing progresses. When evaluating the wrinkle generation limit of the metal plate, the amount of compressive stress in the plate surface can be used as a guide, and as shown in FIG. 6, a wrinkle limit line having the principal stress on the coordinate axis is also created. If the stress in the molding process does not reach the wrinkle limit line, it can be judged that molding is possible,
When the wrinkle limit line is reached, it can be determined that wrinkles are occurring or the risk is high.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】ところで、図5の破断
限界線に示されるように、破断部のひずみ量は変形状態
に依存しており、すなわち、主ひずみε1とε2の比ξに
より限界のひずみ量ε1*は異なる値となる。また、図6
のしわ限界線に示されるように、しわ発生部の応力量は
変形状態に依存しており、すなわち、主応力σ1とσ2
比ρにより限界の応力量σ1*は異なる値となる。そのた
め、金属板の成形過程を有限要素法で解析した結果を従
来の表示方法を用いてひずみ分布または応力分布を表示
しただけ(例えば図12)では、その成形において素材
のひずみが破断限界ひずみに達したかどうか、また応力
がしわ限界応力に達したかどうかを判断できず、型設計
者が解析結果の出力結果を見て、加工性の良否を即座に
把握し、設計変更を行うことが困難であった。
By the way, as shown by the fracture limit line in FIG. 5, the strain amount at the fracture portion depends on the deformation state, that is, by the ratio ξ of the main strains ε 1 and ε 2. The limit strain amount ε 1 * has different values. In addition, FIG.
As shown by the wrinkle limit line, the amount of stress in the wrinkle generation part depends on the deformation state, that is, the limit stress amount σ 1 * is different depending on the ratio ρ between the principal stresses σ 1 and σ 2. . Therefore, if the result of analyzing the forming process of a metal plate by the finite element method is used to display the strain distribution or stress distribution using the conventional display method (for example, FIG. 12), the strain of the material becomes the fracture limit strain during the forming. It is not possible to judge whether or not the stress has reached the wrinkle limit stress, and the die designer can see the output result of the analysis result and immediately grasp the quality of workability and make a design change. It was difficult.

【0009】そこで、本発明の目的は、金属板が塑性変
形する過程を有限要素法で数値シミュレートした結果を
表示する際に、設計者が加工不良の発生の有無や不良の
発生場所を瞬時に把握可能であり、型設計ならびに加工
条件の修正過程の効率アップを図った、デ−タ処理装置
を提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to allow a designer to instantly determine whether or not a machining defect has occurred and where the defect has occurred when displaying the result of numerical simulation of the plastic deformation process of a metal plate by the finite element method. It is to provide a data processing device which can be grasped as described above and which improves the efficiency of the mold design and the process of correcting the processing conditions.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明のデ−タ処理装置
は、金属板が塑性変形する過程を有限要素法で数値シミ
ュレートして得られた各要素のひずみデータをひずみデ
ータ記憶部に入力する入力手段,破断限界ひずみデータ
を格納した破断限界ひずみデータ記憶部,該破断限界ひ
ずみデータ記憶部の破断限界ひずみデータと前記入力手
段で入力した各要素のひずみデータから各要素の破断余
裕度を算出する破断余裕度算出手段と,算出した各要素
の破断余裕度を記憶する破断余裕度データ記憶部、およ
び、該破断余裕度データ記憶部の破断余裕度データの等
高線分布を出力する手段、を有する。
In the data processing apparatus of the present invention, strain data of each element obtained by numerically simulating the plastic deformation process of a metal plate by the finite element method is stored in a strain data storage unit. Input means for inputting, fracture limit strain data storage section storing fracture limit strain data, fracture limit strain data in the fracture limit strain data storage section and strain margin of each element from strain data of each element input by the input means Fracture allowance calculation means for calculating, the fracture allowance data storage unit for storing the calculated fracture allowance of each element, and means for outputting the contour line distribution of the fracture allowance data of the fracture allowance data storage unit, Have.

【0011】また、本発明のデ−タ処理装置は、金属板
が塑性変形する過程を有限要素法で数値シミュレートし
て得られた要素の応力データを応力データ記憶部に入力
する入力手段、しわ限界応力データを格納したしわ限界
応力データ記憶部、該しわ限界応力データ記憶部のしわ
限界応力データと前記入力手段で入力した各要素の応力
データから各要素のしわ余裕度を算出するしわ余裕度算
出手段と、算出した各要素のしわ余裕度を記憶するしわ
余裕度データ記憶部、および、該しわ余裕度データ記憶
部のしわ余裕度データの等高線分布を出力する手段、を
有する。
Further, the data processing apparatus of the present invention comprises an input means for inputting stress data of an element obtained by numerically simulating a process of plastic deformation of a metal plate by a finite element method into a stress data storage section, A wrinkle limit stress data storage unit storing wrinkle limit stress data, and a wrinkle margin calculating a wrinkle margin of each element from the wrinkle limit stress data of the wrinkle limit stress data storage unit and the stress data of each element input by the input means. A wrinkle allowance data storage unit that stores the calculated wrinkle allowance of each element, and a unit that outputs the contour line distribution of the wrinkle allowance data of the wrinkle allowance data storage unit.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】図1は、本発明のデ−タ処理装置
の概要を示す。図1において1はひずみデータ及び/ま
たは応力データ入力手段、2はひずみデータ及び/また
は応力データの記憶部、3は破断限界ひずみデータの記
憶部、4はしわ限界応力データの記憶部、5は破断余裕
度データ及び/またはしわ余裕度データの算出手段、6
は破断余裕度データ及び/またはしわ余裕度データの記
憶部、7は破断余裕度データ及び/またはしわ余裕度デ
ータの等高線分布出力手段である。まず、金属板の変形
過程をFEM解析して得られた各要素のひずみデータ及
び/または応力データをデータ入力手段1において取り
込み、ひずみデータ及び/または応力データの記憶部2
に書き込む。次に、破断限界ひずみデータの記憶部3及
び/またはしわ限界応力データの記憶部4から、素材の
材種,材料強度,材料グレード,表面処理情報を指定
し、破断限界ひずみデータ及び/しわ限界応力データを
抽出する。尚、破断限界ひずみデータ記憶部3には、こ
れらの情報で特定される破断限界ひずみデータ8(図
2)が登録してある。また、しわ限界応力データ記憶部
4には、これらの情報で特定されるしわ限界応力データ
9(図3)が登録してある。これらの破断限界ひずみデ
ータ及び/またはしわ限界応力データは実験的に測定さ
れたものでも、理論解析で求められたものでも良い。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows an outline of a data processing apparatus of the present invention. In FIG. 1, 1 is a strain data and / or stress data input means, 2 is a storage unit for strain data and / or stress data, 3 is a storage unit for fracture limit strain data, 4 is a storage unit for wrinkle limit stress data, and 5 is a storage unit. Break margin data and / or wrinkle margin data calculation means, 6
Is a storage unit for the breakage allowance data and / or the wrinkle allowance data, and 7 is a contour line distribution output unit for the breakage allowance data and / or the wrinkle allowance data. First, the strain data and / or stress data of each element obtained by FEM analysis of the deformation process of the metal plate is taken in by the data input means 1, and the strain data and / or stress data storage unit 2 is loaded.
Write in. Next, the material type, the material strength, the material grade, and the surface treatment information of the material are specified from the storage unit 3 of the fracture limit strain data and / or the storage unit 4 of the wrinkle limit stress data, and the fracture limit strain data and / or the wrinkle limit are specified. Extract stress data. The breaking limit strain data storage unit 3 has the breaking limit strain data 8 (FIG. 2) specified by these pieces of information registered therein. Further, in the wrinkle limit stress data storage unit 4, wrinkle limit stress data 9 (FIG. 3) specified by these pieces of information is registered. These fracture limit strain data and / or wrinkle limit stress data may be experimentally measured or may be obtained by theoretical analysis.

【0013】さらに、破断余裕度データ及び/またはし
わ余裕度データの算出手段5において、破断限界ひずみ
データ記憶部3から抽出された破断限界ひずみデータ及
び/またはしわ限界応力データ記憶部4から抽出された
しわ限界応力データから、ひずみデータ及び/または応
力データ記憶部2の各要素のひずみ比及び/または応力
比で指定される、破断限界ひずみ量及び/またはしわ限
界応力量を算出し、各要素のひずみ量及び/または応力
量の関係から破断余裕度及び/またはしわ余裕度を算出
する。このときの破断余裕度及び/またはしわ余裕度の
算出方法としては、破断限界ひずみ量及び/またはしわ
限界応力量と各要素のひずみ量及び/または応力量の差
と破断限界ひずみ量及び/またはしわ限界応力量の比か
ら計算できるが、他の算出方法を用いても良い。上記方
法で算出された破断余裕度データ及び/またはしわ余裕
度データは、破断余裕度データ及び/またはしわ余裕度
データ記憶部6に書き込まれる。
Further, the breaking margin data and / or the wrinkle margin data calculating means 5 extracts the breaking limit strain data and / or the wrinkling limit stress data storing section 4 extracted from the breaking limit strain data storing section 3. From the wrinkle limit stress data, the fracture limit strain amount and / or wrinkle limit stress amount specified by the strain ratio and / or stress ratio of each element of the strain data and / or stress data storage unit 2 is calculated, and each element is calculated. The fracture allowance and / or the wrinkle allowance is calculated from the relationship between the strain amount and / or the stress amount. As a method of calculating the fracture allowance and / or the wrinkle allowance at this time, the fracture limit strain amount and / or the difference between the wrinkle limit stress amount and the strain amount and / or stress amount of each element and the fracture limit strain amount and / or It can be calculated from the ratio of the wrinkle limit stress amount, but other calculation methods may be used. The break allowance data and / or the wrinkle allowance data calculated by the above method is written in the break allowance data and / or the wrinkle allowance data storage unit 6.

【0014】次に、破断余裕度データ及び/またはしわ
余裕度データの等高線分布出力手段7において、計算機
のディスプレイやプリンタ等の出力装置に、破断余裕度
及び/またはしわ余裕度をいくつかのレベルごとに区分
した等高線分布が描かれた形状図を出力する。区分ごと
に表示する方法としては、色分けしたり、線で区切るな
どしていれば良く、区分数は2以上あれば良い。
Next, in the contour line distribution output means 7 of the breakage allowance data and / or the wrinkle allowance data, the breakage allowance and / or the wrinkle allowance is set to several levels on an output device such as a computer display or a printer. Outputs a shape drawing in which the contour line distribution divided for each is drawn. As a method of displaying for each section, it is sufficient to use color coding or division with a line, and the number of sections may be two or more.

【0015】この方法で破断余裕度及び/またはしわ余
裕度が表示できるのは、板成形において材料の種類や表
面性状によって異なる破断限界ひずみデータ及び/また
はしわ限界応力データを記憶する手段と、各要素の破断
余裕度及び/またはしわ余裕度を算出する手段を有する
ためであり、したがって、FEMで計算されたひずみデ
ータ及び/または応力データを読み込むだけで、視覚的
に、成形余裕度の大小を容易に判定することができる。
The fracture margin and / or the wrinkle margin can be displayed by this method because there are means for storing the fracture limit strain data and / or the wrinkle limit stress data which differ depending on the material type and surface property in the sheet forming. This is because it has a means for calculating the breakage allowance and / or the wrinkle allowance of the element. Therefore, by simply reading the strain data and / or stress data calculated by the FEM, the size of the forming allowance can be visually confirmed. It can be easily determined.

【0016】[0016]

【実施例】【Example】

〔実施例1〕以下、この発明の,解析結果の表示方法の
一実施例を説明する。図7〜9には本発明の実施例を説
明するためのFEM解析例が示されている。図7はFE
M解析した張出し成形試験の工具形状を示したものであ
る。図8は解析モデルの初期形状を示すものであり、加
工される金属板、すなわち、変形体の解析対象領域は要
素数160、節点数189に要素分割されている。このときの
金属板の材料の分類を表1に示す。図9はFEM解析に
よって得られる変形形状を示したものである。このと
き、表2に示すように各要素ごとに主ひずみ値ε1,ε2
が得られる。
[Embodiment 1] An embodiment of a method of displaying an analysis result according to the present invention will be described below. 7 to 9 show examples of FEM analysis for explaining the embodiment of the present invention. Figure 7 is FE
It is a thing which shows the tool shape of the overhang forming test which carried out M analysis. FIG. 8 shows the initial shape of the analysis model. The metal plate to be processed, that is, the analysis target region of the deformable body is divided into 160 elements and 189 nodes. Table 1 shows the classification of the material of the metal plate at this time. FIG. 9 shows a deformed shape obtained by FEM analysis. At this time, as shown in Table 2, the principal strain values ε 1 and ε 2 are calculated for each element.
Is obtained.

【0017】[0017]

【表1】 [Table 1]

【0018】[0018]

【表2】 [Table 2]

【0019】以下、図1を参照して本発明の一実施例を
説明する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.

【0020】(1) まず、表2に示したFEMによって計
算された各要素の主ひずみ値ε1,ε2をひずみデータ入
力手段1によって入力し、ひずみデータ記憶部2に記憶
する。 (2) 破断限界ひずみデータ記憶部3から表1に示す分類
の材料に対応する破断限界ひずみデータを呼び出す。破
断限界ひずみデータは図10に示す様に両軸に主ひずみ
をとった平面座標系に曲線で表現されているものであ
る。
(1) First, the principal strain values ε 1 and ε 2 of each element calculated by the FEM shown in Table 2 are input by the strain data input means 1 and stored in the strain data storage unit 2. (2) Call the fracture limit strain data corresponding to the materials of the classification shown in Table 1 from the fracture limit strain data storage unit 3. The breaking limit strain data is represented by a curve in a plane coordinate system having principal strains on both axes, as shown in FIG.

【0021】(3) 破断余裕度データ算出手段5において
各要素の破断余裕度を算出する。要素番号Nのひずみ値
を図10の様に限界ひずみ線図上に記し、AN点とする
と、原点OからAN点の延長線と限界ひずみ線との交点
Nを求める。OBNとANNの距離を算出し、割合を算
出し、これを破断余裕度とする。具体的には、要素番号
Nのひずみデータを(ε1N,ε2N)とし、限界ひずみデ
ータを(ε*1N,ε*2N)とすると、要素番号Nの成形余
裕度INは以下の式で算出する。
(3) The fracture allowance data calculating means 5 calculates the fracture allowance of each element. Marked on the diagram limit strain curves as in Figure 10 the distortion value of the element number N, when the A N points, obtaining the intersection B N of the extension and limits distortion lines A N-point from the origin O. The distance between OB N and A N B N is calculated, the ratio is calculated, and this is taken as the fracture margin. Specifically, assuming that the strain data of the element number N is (ε 1N , ε 2N ) and the critical strain data is (ε * 1N , ε * 2N ), the forming allowance I N of the element number N is as follows. Calculate with.

【0022】 IN(%)=(ε*1N−ε1N)/ε*1N×100 上記の式を全要素について計算する。これにより、表3
に示す様に全要素の破断余裕度が得られる。これらの破
断余裕度データは記憶部6に記憶する。
[0022] I N (%) = a (ε * 1N -ε 1N) / ε * 1N × 100 above equation is calculated for all elements. This gives Table 3
As shown in, the fracture margin of all elements is obtained. These breakage margin data are stored in the storage unit 6.

【0023】(4) 破断余裕度データの等高線分布出力手
段7により、図11に示すように破断余裕度の等高線分
布を画面ディスプレイ等の出力装置に出力する。図11
に示される等高線は同一値の破断余裕度の位置を表わ
し、等高線に付した数値が破断余裕度を表わし、この値
が大きい程破断余裕度が高いことを意味する。破断余裕
度0の等高線は、限界ひずみ境界線である。
(4) The contour distribution distribution means 7 for the fracture margin data outputs the contour distribution of the fracture margin to an output device such as a screen display as shown in FIG. Figure 11
The contour line shown in (1) represents the position of the breakage allowance of the same value, and the numerical value attached to the contour line represents the breakage allowance. The larger this value, the higher the breakage allowance. The contour line with a breakage margin of 0 is the critical strain boundary line.

【0024】[0024]

【表3】 [Table 3]

【0025】〔実施例2〕図13〜15には本発明例の
実施例を説明するためのFEM解析例が示されている。
図13はFEM解析した深絞り成形試験の工具形状を示
したものである。図14は解析モデルの初期形状を示す
ものであり、加工される金属板、すなわち、変形体の解
析対象領域は要素数900、節点数961に要素分割されてい
る。このときの金属板の材料の分類を表1に示す。図1
5はFEM解析によって得られる変形形状を示したもの
である。このとき、表4に示すように各要素ごとに主応
力値σ1、σ2が得られる。
[Embodiment 2] FIGS. 13 to 15 show examples of FEM analysis for explaining an embodiment of the present invention.
FIG. 13 shows a tool shape of a deep drawing forming test which is FEM-analyzed. FIG. 14 shows the initial shape of the analysis model. The metal plate to be processed, that is, the analysis target area of the deformable body is divided into 900 elements and 961 nodes. Table 1 shows the classification of the material of the metal plate at this time. FIG.
5 shows the deformed shape obtained by FEM analysis. At this time, principal stress values σ 1 and σ 2 are obtained for each element as shown in Table 4.

【0026】[0026]

【表4】 [Table 4]

【0027】以下、図1のフローに従って本発明例を説
明する。
An example of the present invention will be described below according to the flow of FIG.

【0028】(1) まず、表4の示したFEMによって計
算された各要素の主応力値σ1,σ2を応力データ入力手
段1において入力し、応力データ記憶部2に記憶する。
(1) First, the principal stress values σ 1 and σ 2 of each element calculated by the FEM shown in Table 4 are input to the stress data input means 1 and stored in the stress data storage unit 2.

【0029】(2) しわ限界応力データ記憶部4から表1
に示す分類の材料に対応するしわ限界応力データを呼び
出す。しわ限界応力データは図16に示す様に両軸に主
応力をとった平面座標系に曲線で表現されているものと
する。
(2) Table 1 from wrinkle limit stress data storage unit 4
Recall the wrinkle limit stress data corresponding to the materials of the classification shown in. It is assumed that the wrinkle limit stress data is represented by a curve in a plane coordinate system having principal stresses on both axes as shown in FIG.

【0030】(3) しわ余裕度データ算出手段5において
各要素のしわ余裕度を算出する。要素番号Nの応力値を
図16の様に限界応力線図上に印し、CN点とすると、
原点OからCN点の延長線と限界応力線との交点DNを求
めることができる。ODNとCNNの距離を算出し、割
合を求めることでしわ余裕度を算出する。具体的には要
素番号Nの応力データを(σ1N,σ2N)とし、限界応力
データを(σ*1N,σ*2N)とすると、要素番号Nのしわ
余裕度IWNは以下の式で計算される。
(3) The wrinkle allowance data calculating means 5 calculates the wrinkle allowance of each element. The stress value of the element number N mark on the diagram threshold stress line as in FIG. 16, when the C N points,
It can be determined intersection D N between the extended line and the threshold stress line C N-point from the origin O. The wrinkle margin is calculated by calculating the distance between OD N and C N D N and calculating the ratio. Specifically, assuming that the stress data of the element number N is (σ 1N , σ 2N ) and the critical stress data is (σ * 1N , σ * 2N ), the wrinkle allowance I WN of the element number N is given by the following equation. Calculated.

【0031】 IWN(%)=(σ*1N−σ1N)/σ*1N×100 上記の式を全要素について計算すると、表5に示す様に
全要素のしわ余裕度が算出され、しわ余裕度データの記
憶部6に記憶する。
I WN (%) = (σ * 1N −σ 1N ) / σ * 1N × 100 When the above equation is calculated for all elements, the wrinkle allowance of all elements is calculated as shown in Table 5, and the wrinkle margin is calculated. The margin data is stored in the storage unit 6.

【0032】(4) しわ余裕度データの等高線分布出力手
段7において、図17に示すようにしわ余裕度の等高線
分布が画面ディスプレイ等の出力装置に出力する。図1
7に示される等高線は同一値のしわ余裕度の位置を表
し、等高線に付した数値がしわ余裕度を表し、この値が
大きい程しわ余裕度が高いことを意味する。しわ余裕度
0の等高線は、限界応力境界線である。
(4) The contour line distribution output means 7 for the wrinkle allowance data outputs the contour line distribution of the wrinkle allowance to an output device such as a screen display as shown in FIG. FIG.
The contour line shown in 7 represents the position of the wrinkle margin having the same value, and the numerical value attached to the contour line represents the wrinkle margin. The larger this value, the higher the wrinkle margin. The contour line with a wrinkle margin of 0 is the critical stress boundary line.

【0033】[0033]

【表5】 [Table 5]

【0034】[0034]

【発明の効果】本発明によれば、金属板が塑性変形する
過程を有限要素法で数値シミュレートしたときの結果を
画面に表示する際に、加工不良現象である破断及び/ま
たはしわが生じる危険性を視覚的に瞬時に把握でき、型
設計者が特に金属板の成形加工技術の経験を有せずとも
型設計を効率良く行うことができる。
According to the present invention, when a result of numerically simulating the process of plastic deformation of a metal plate by the finite element method is displayed on the screen, breakage and / or wrinkle which is a defective processing phenomenon occurs. The danger can be visually grasped instantly, and the mold designer can efficiently perform the mold design even if the mold designer has no experience in the metal plate forming technology.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の方法を一態様で実施するデ−タ処理
装置の概要を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an outline of a data processing apparatus for carrying out the method of the present invention in one aspect.

【図2】 図1に示す破断限界ひずみデータ記憶部3に
格納されているデ−タの内容を示す図表である。
FIG. 2 is a chart showing the contents of data stored in a fracture limit strain data storage unit 3 shown in FIG.

【図3】 図1に示すしわ限界応力データ記憶部4に格
納されているデータの内容を示す図表である。
3 is a chart showing the contents of data stored in a wrinkle limit stress data storage unit 4 shown in FIG.

【図4】 従来の表示方法を実施するデ−タ処理装置の
概要を示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing an outline of a data processing device for implementing a conventional display method.

【図5】 金属板の破断限界線を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing a breaking limit line of a metal plate.

【図6】 金属板のしわ限界線を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing a wrinkle limit line of a metal plate.

【図7】 球頭張出し成形の受け工具の主要部の縦断面
図である。
FIG. 7 is a vertical cross-sectional view of a main part of a receiving tool for ball head overhang forming.

【図8】 成形対象の金属板の、有限要素法(FEM)
による数値シミュレートのための要素区分を示す斜視図
である。
FIG. 8: Finite element method (FEM) of the metal plate to be formed
It is a perspective view showing an element division for numerical simulation by.

【図9】 成形後の金属板の、図8に示す要素区分の、
成形による変形を示す斜視図である。
9 is a view of the element section of FIG. 8 of the metal plate after forming,
It is a perspective view which shows the deformation | transformation by shaping.

【図10】 本発明の実施例の解析に用いた材料の破断
限界線を示すグラフである。
FIG. 10 is a graph showing a breaking limit line of the material used for the analysis of the example of the present invention.

【図11】 本発明の表示方法によって得られる破断余
裕度の等高線分布の数例を示す等高線図である。
FIG. 11 is a contour diagram showing several examples of the contour distribution of the fracture allowance obtained by the display method of the present invention.

【図12】 従来の表示方法によるひずみの等高線分布
の数例を示す等高線図である。
FIG. 12 is a contour diagram showing several examples of contour contour distribution of strain according to a conventional display method.

【図13】 (a)は角筒深絞り形成の工具の主要部の
縦断面図、(b)は(a)のB−B線断面図である。
13A is a vertical cross-sectional view of a main part of a tool for forming a deep-drawing rectangular tube, and FIG. 13B is a cross-sectional view taken along line BB of FIG. 13A.

【図14】 成形対象の金属板の、有限要素法(FE
M)による数値のシミュレートのための要素区分を示す
斜視図である。
FIG. 14 is a finite element method (FE) of a metal plate to be formed.
It is a perspective view which shows the element division for the simulation of the numerical value by M).

【図15】 成形後の金属板の、図14に示す要素区分
の成形による変形を示す斜視図である。
FIG. 15 is a perspective view showing a deformation of the metal plate after molding due to the molding of the element section shown in FIG.

【図16】 本発明の実施例の解析に用いた材料のしわ
限界線を示すグラフである。
FIG. 16 is a graph showing the wrinkle limit line of the material used for the analysis of the example of the present invention.

【図17】 本発明の表示方法によって得られるしわ余
裕度の等高線分布の数例を示す等高線図である。
FIG. 17 is a contour diagram showing several examples of the contour line distribution of the wrinkle allowance obtained by the display method of the present invention.

【図18】 従来の表示方法によるひずみの等高線分布
の数例を示す等高線図である。
FIG. 18 is a contour diagram showing several examples of strain contour distributions according to a conventional display method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:ひずみデータ及び/または応力データ入力手段 2:ひずみデータ及び/または応力データ記憶部 3:破断限界ひずみデータ記憶部 4:しわ限界応力データ記憶部 5:破断余裕度データ及び/またはしわ余裕度データ算
出手段 6:破断余裕度データ及び/またはしわ余裕度データ記
憶部 7:破断余裕度データ及び/またはしわ余裕度データの
等高線分布出力手段 8:破断限界ひずみデータ記憶部の内部構造 9:しわ限界応力データ記憶部の内部構造 10:ひずみデータ及び/または応力データの等高線分
布出力手段
1: Strain data and / or stress data input means 2: Strain data and / or stress data storage unit 3: Fracture limit strain data storage unit 4: Wrinkle limit stress data storage unit 5: Fracture allowance data and / or wrinkle allowance Data calculation means 6: Fracture allowance data and / or wrinkle allowance data storage unit 7: Contour line distribution output means of break allowance data and / or wrinkle allowance data 8: Internal structure of fracture limit strain data storage unit 9: Wrinkles Internal structure of critical stress data storage unit 10: Contour line distribution output means for strain data and / or stress data

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 金属板が塑性変形する過程を有限要素法
で数値シミュレートして得られた各要素のひずみデータ
をひずみデータ記憶部に入力する入力手段,破断限界ひ
ずみデータを格納した破断限界ひずみデータ記憶部,該
破断限界ひずみデータ記憶部の破断限界ひずみデータと
前記入力手段で入力した各要素のひずみデータから各要
素の破断余裕度を算出する破断余裕度算出手段と,算出
した各要素の破断余裕度を記憶する破断余裕度データ記
憶部、および、該破断余裕度データ記憶部の破断余裕度
データの等高線分布を出力する手段、を有する金属板の
変形過程の数値シミュレート結果の処理装置。
1. An input means for inputting strain data of each element obtained by numerically simulating a process of plastic deformation of a metal plate by a finite element method into a strain data storage unit, a fracture limit storing fracture data, and a fracture limit. Strain data storage unit, fracture limit strain data of the fracture limit strain data storage unit and fracture margin degree calculating unit for calculating the fracture margin degree of each element from the strain data of each element input by the input unit, and each calculated element And a means for outputting a contour distribution of the break allowance data in the break allowance data storage section, and processing of the numerical simulation result of the deformation process of the metal plate. apparatus.
【請求項2】 金属板が塑性変形する過程を有限要素法
で数値シミュレートして得られた要素の応力データを応
力データ記憶部に入力する入力手段、しわ限界応力デー
タを格納したしわ限界応力データ記憶部、該しわ限界応
力データ記憶部のしわ限界応力データと前記入力手段で
入力した各要素の応力データから各要素のしわ余裕度を
算出するしわ余裕度算出手段と、算出した各要素のしわ
余裕度を記憶するしわ余裕度データ記憶部、および、該
しわ余裕度データ記憶部のしわ余裕度データの等高線分
布を出力する手段、を有する金属板の変形過程の数値シ
ミュレート結果の処理装置。
2. An input means for inputting stress data of an element obtained by numerically simulating a process of plastic deformation of a metal plate by a finite element method, a wrinkle limit stress storing wrinkle limit stress data. Data storage unit, wrinkle margin calculation means for calculating the wrinkle margin degree of each element from the wrinkle limit stress data of the wrinkle limit stress data storage section and stress data of each element input by the input means, and for each calculated element Apparatus for processing numerical simulation result of deformation process of metal plate having wrinkle allowance data storage section for storing wrinkle allowance and means for outputting contour line distribution of wrinkle allowance data of the wrinkle allowance data storage section .
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005028410A (en) * 2003-07-07 2005-02-03 Toyota Motor Corp Device and program for evaluating surface quality
US6935186B2 (en) 2002-10-24 2005-08-30 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Fatigue safety factor testing method and fatigue safety factor testing apparatus
JP2007108138A (en) * 2005-10-17 2007-04-26 Kobe Steel Ltd Breakage evaluation method, breakage evaluation program, and breakage evaluation device for sheet material
WO2007088935A1 (en) * 2006-02-01 2007-08-09 Nippon Steel Corporation Breaking prediction method
JP2007232714A (en) * 2006-02-01 2007-09-13 Nippon Steel Corp Method and apparatus for acquiring breaking limit, program and recording medium
JP2007232715A (en) * 2006-02-01 2007-09-13 Nippon Steel Corp Method and device for breaking estimation, program and recording medium
JP2008119739A (en) * 2006-11-15 2008-05-29 M & M Research:Kk Method for quantitatively judging risk of rupture of worked article and die designing method using the same method
JP2011147949A (en) * 2010-01-20 2011-08-04 Nippon Steel Corp Method and device for deciding breakage in press forming simulation of sheet
JP2011194472A (en) * 2010-03-22 2011-10-06 Livermore Software Technology Corp Method and system for numerically predicting surface imperfections on stamped sheet metal parts
US8589121B2 (en) 2007-04-12 2013-11-19 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation Fracture prediction method, processing device, program product and recording medium
WO2016186135A1 (en) * 2015-05-18 2016-11-24 新日鐵住金株式会社 Breakage prediction method, program, recording medium, and arithmetic processing device

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6935186B2 (en) 2002-10-24 2005-08-30 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Fatigue safety factor testing method and fatigue safety factor testing apparatus
JP4590834B2 (en) * 2003-07-07 2010-12-01 トヨタ自動車株式会社 Surface quality evaluation apparatus and evaluation program
JP2005028410A (en) * 2003-07-07 2005-02-03 Toyota Motor Corp Device and program for evaluating surface quality
JP4494323B2 (en) * 2005-10-17 2010-06-30 株式会社神戸製鋼所 Fracture evaluation method, break evaluation program and break evaluation apparatus for plate material
JP2007108138A (en) * 2005-10-17 2007-04-26 Kobe Steel Ltd Breakage evaluation method, breakage evaluation program, and breakage evaluation device for sheet material
JP2007232714A (en) * 2006-02-01 2007-09-13 Nippon Steel Corp Method and apparatus for acquiring breaking limit, program and recording medium
JP2007232715A (en) * 2006-02-01 2007-09-13 Nippon Steel Corp Method and device for breaking estimation, program and recording medium
WO2007088935A1 (en) * 2006-02-01 2007-08-09 Nippon Steel Corporation Breaking prediction method
KR101065502B1 (en) * 2006-02-01 2011-09-19 신닛뽄세이테쯔 카부시키카이샤 Breaking prediction method
US8990028B2 (en) 2006-02-01 2015-03-24 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation Fracture prediction method, device, a program arrangement and computer-accessible medium therefor
JP2008119739A (en) * 2006-11-15 2008-05-29 M & M Research:Kk Method for quantitatively judging risk of rupture of worked article and die designing method using the same method
US8589121B2 (en) 2007-04-12 2013-11-19 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation Fracture prediction method, processing device, program product and recording medium
JP2011147949A (en) * 2010-01-20 2011-08-04 Nippon Steel Corp Method and device for deciding breakage in press forming simulation of sheet
JP2011194472A (en) * 2010-03-22 2011-10-06 Livermore Software Technology Corp Method and system for numerically predicting surface imperfections on stamped sheet metal parts
WO2016186135A1 (en) * 2015-05-18 2016-11-24 新日鐵住金株式会社 Breakage prediction method, program, recording medium, and arithmetic processing device
JPWO2016186135A1 (en) * 2015-05-18 2017-06-01 新日鐵住金株式会社 Fracture prediction method, program, recording medium, and arithmetic processing apparatus
KR20170136605A (en) 2015-05-18 2017-12-11 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤 Fracture prediction method, program, recording medium, and arithmetic processing device
CN107532981A (en) * 2015-05-18 2018-01-02 新日铁住金株式会社 Breakage prediction method, program, recording medium and arithmetic processing apparatus
US11016011B2 (en) 2015-05-18 2021-05-25 Nippon Steel Corporation Breaking prediction method, program, recording medium, and arithmetic processing device

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