KR101968037B1 - 블랭크 형상 결정 방법, 블랭크, 프레스 성형품, 프레스 성형 방법, 컴퓨터 프로그램 및 기록 매체 - Google Patents

블랭크 형상 결정 방법, 블랭크, 프레스 성형품, 프레스 성형 방법, 컴퓨터 프로그램 및 기록 매체 Download PDF

Info

Publication number
KR101968037B1
KR101968037B1 KR1020177025645A KR20177025645A KR101968037B1 KR 101968037 B1 KR101968037 B1 KR 101968037B1 KR 1020177025645 A KR1020177025645 A KR 1020177025645A KR 20177025645 A KR20177025645 A KR 20177025645A KR 101968037 B1 KR101968037 B1 KR 101968037B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
blank
molding
evaluation index
shape
element point
Prior art date
Application number
KR1020177025645A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20170118132A (ko
Inventor
시게루 요네무라
도오루 요시다
준 닛타
도시유키 니와
Original Assignee
신닛테츠스미킨 카부시키카이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤 filed Critical 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤
Publication of KR20170118132A publication Critical patent/KR20170118132A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101968037B1 publication Critical patent/KR101968037B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G06F17/5095—
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/4093—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by part programming, e.g. entry of geometrical information as taken from a technical drawing, combining this with machining and material information to obtain control information, named part programme, for the NC machine
    • G05B19/40931—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by part programming, e.g. entry of geometrical information as taken from a technical drawing, combining this with machining and material information to obtain control information, named part programme, for the NC machine concerning programming of geometry
    • G05B19/40932—Shape input
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/02—Stamping using rigid devices or tools
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
    • G06F30/23—Design optimisation, verification or simulation using finite element methods [FEM] or finite difference methods [FDM]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D53/00—Making other particular articles
    • B21D53/88—Making other particular articles other parts for vehicles, e.g. cowlings, mudguards
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/36—Nc in input of data, input key till input tape
    • G05B2219/36278—Topological classification of forming, machining process
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2113/00—Details relating to the application field
    • G06F2113/24—Sheet material
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/10—Geometric CAD
    • G06F30/15—Vehicle, aircraft or watercraft design

Abstract

이 블랭크 형상 결정 방법은, 기준 블랭크를 기준 성형품으로 성형하는 성형 해석을 행하고, 판 두께 분포와 소성 변형 분포를 취득하는 공정과; 상기 기준 블랭크에 대하여 성형 불량 평가 지표를 취득하는 공정과; 상기 기준 블랭크 중, 상기 성형 불량 평가 지표가 소정의 역치를 초과하는 단부 에지부를 포함하는 영역을 성형 불량 영역으로서 추정하는 공정과; 복수의 수정 블랭크를 생성하는 공정과; 수정 블랭크를 수정 성형품으로 성형하는 성형 해석을 행하고, 판 두께 분포와 소성 변형 분포를 취득하는 공정과; 상기 수정 성형품에 대하여 상기 성형 불량 평가 지표를 취득하는 공정과; 상기 성형 불량 평가 지표의 최댓값이 가장 작은 상기 수정 블랭크 형상을 프레스 성형에 제공되는 블랭크의 형상으로서 결정하는 공정을 구비한다.

Description

블랭크 형상 결정 방법, 블랭크, 프레스 성형품, 프레스 성형 방법, 컴퓨터 프로그램 및 기록 매체
본 발명은 프레스 성형 시의 신장 플랜지 파단이나 주름 등의 성형 불량을 회피 가능한 블랭크 형상 결정 방법, 블랭크, 프레스 성형품, 프레스 성형 방법, 컴퓨터 프로그램 및 기록 매체에 관한 것이다.
본원은 2015년 3월 27일에 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2015-067159호에 기초하여 우선권을 주장하며, 그 내용을 여기에 원용한다.
최근, 자동차 업계에서는, 지구 온난화의 원인 중 하나라고 생각되고 있는 이산화탄소의 발생량을 저감하기 위해, 연비의 향상이 요망되고 있다. 이산화탄소의 배출량을 저감하기 위해, 대체 연료의 채용에 의한 근본적인 대책에 추가하여, 엔진 효율 및 트랜스미션 효율의 향상, 및 차체 중량의 경량화 등의 대책이 요망된다. 한편, 보다 엄격해지는 충돌 안전 규제의 요건을 충족한 충돌 안전성이 우수한 차체를 개발할 것도 동시에 요망된다.
많은 보강 부품을 배치하는 것, 및 부품의 블랭크의 판 두께를 두껍게 하는 것 등에 의해, 충돌 안전성 규칙의 요건을 충족한 차체를 저강도 강판으로 성형 가능하다. 그러나, 보강 부품의 배치 및 부품의 블랭크의 판 두께 증가에 의해 차체 중량이 증가하기 때문에, 차체 중량의 경량화의 요구가 충족되지 않는다. 차체 중량의 경량화 및 충돌 안전 성능의 향상이라고 하는 상반된 요구를 충족하기 위해, 자동차 차체용 강판으로서 고강도 강판이 채용된다. 종전에는, 인장 강도가 440MPa급인 강판이 자동차 차체용 강판으로서 채용되었지만, 최근에는 590MPa급의 강판, 나아가 980MPa급의 강판이 자동차 차체용 강판으로서 채용된다. 고강도 강판을 자동차 차체용 강판으로서 채용함으로써, 차체 중량의 경량화 및 충돌 안전 성능의 향상이라고 하는 요구를 충족하는 것이 가능하게 되지만, 강판의 강도를 향상시킴으로써, 성형성이 저하될 가능성이 있다. 고강도 강판을 자동차 차체용 강판으로서 채용하기 위해, 성형성의 향상, 특히 신장 플랜지 성형성의 향상이 요망된다. 일반적으로, 신장 플랜지 성형성은, 원추 펀치 구멍 확장 시험에 있어서의 한계 구멍 확장률 λ로 평가된다.
신장 플랜지 파단은, 플랜지단의 주위 방향의 신장 변형이 한계치를 초과하였을 때 발생한다고 되어 있으므로, 신장 플랜지 성형성을 향상시킨 강판, 즉 구멍 확장률이 높은 여러 가지 강판이 알려져 있다.
특허문헌 1에는, 페라이트 및 베이나이트 등의 미시 조직의 제어에 의해 신장 플랜지 성형성을 향상시킨 강판이 기재되어 있다.
특허문헌 2에는, 소성 이방성(Plastic Anisotropy) 및 인장 시험에 있어서의 특정 방향의 균일 신장을 규정한 신장 플랜지 성형성이 우수한 알루미늄 합금판이 기재되어 있다.
재료가 등방성일 때, 구멍 확장 시험에 있어서 재료의 변형이 축대칭성을 유지하고 진행된다. 따라서, 등방성 재료의 구멍 확장 시험에서는, 단부의 주위 방향의 신장 변형의 증가는 일정하고, 파단이 발생하였을 때의 국소적 파단 한계 주변형은, 한계 구멍 확장률 λ에 따른 값으로 된다. 그러나, 자동차 차체용 강판 등으로서 실제로 사용되는 강판에서 신장 플랜지 파단이 발생할 가능성이 있는 부분은, 구멍 확장 시험과 같이 강판의 단부가 축대칭으로 신장하는 것뿐만 아니라, 강판의 단부 주위 방향을 따라 변형이 분포하는 것도 있다. 예를 들어, 신장 플랜지 파단은, 성형의 진행에 따라 강판의 판 단부 주위 방향을 따른 변형 분포가 발생하고, 국소화된 변형이 재료의 연성의 한계치를 초과하였을 때 발생한다. 강판의 단부 주위 방향을 따른 변형 분포에 기인하는 신장 플랜지 파단의 발생을 방지하기 위해, 이하의 2가지 대책이 있다.
(1) 구멍 확장률이 좋은 강판을 채용하여 파단 한계 주변형을 향상시킬 것.
(2) 금형 형상, 성형 조건 및 공법을 개량함으로써 변형의 균일화를 도모함으로써 변형의 국소화를 억제할 것.
변형의 균일화를 도모하기 위해, 프레스 공정의 최적화 및 부품의 단부 에지부(end edge portion)의 형상 조정 등에 의해, 신장 플랜지 파단이 발생할 가능성이 높은 부분에 대한 변형의 집중을 완화하는 여러 가지 성형 방법이 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 3 내지 5 참조).
특허문헌 3에는, 신장 플랜지 파단이 발생할 가능성이 높은 부분에 스트레치 예변형을 실시하여 플랜지 단부에 있어서의 국부적인 길이의 변화량을 저감하고, 프레스 하사점에 이르는 변형 증가 시의 국소적인 변형의 발생을 억제하도록 변형 이력을 제어하는 방법이 기재되어 있다.
특허문헌 4에는, 신장 변형 파단이 발생할 가능성이 있는 부분의 변형 분포를 복수의 공정에서 변형 이력 제어함으로써, 국소적으로 변형이 집중되는 것을 억제하는 방법이 기재되어 있다.
특허문헌 3 및 4에 기재되는 방법은, 금형 설계 및 공정 설계가 복잡하게 될 가능성이 있고, 그리고 채용 가능한 부품 형상이 한정되는 것 등의 문제가 있어, 실용화는 용이하지 않다.
특허문헌 5에는, 신장 플랜지 파단이 발생할 가능성이 높은 부분의 부품의 단부 에지부의 곡률 반경을 크게 함으로써, 플랜지단을 따른 주위 방향의 변형 집중을 억제하여, 신장 플랜지 파단의 발생을 방지하는 방법이 기재되어 있다. 특허문헌 5에 기재되는 방법에서는, 금형 코너 반경으로부터 부품의 단부를 향한 플랜지 길이와 동일한 길이의 오프셋을 갖는 반경 R1과 단부 코너 반경 R2의 비율을 R2/R1≥2로 함으로써, 단부에 있어서의 변형 집중을 억제한다. 그러나, 강판이 실제로 사용될 때 신장 플랜지 파단이 발생하는 부분은, 곡률이 변화하는 곡선 및 직선이 연속되어 성형된 형상을 갖는 단부 에지부에 포함된다. 이 때문에, 플랜지단의 변형 집중을 억제하는 단부 에지부의 조정 영역, 그리고 단부 에지부의 곡률 및 반경 등의 단부 에지부의 범용적인 설계 지침의 설정은 용이하지 않다. 또한, 플랜지단의 변형 집중을 억제하는 단부 에지부의 조정은, 복수회에 걸쳐 시작을 반복하여 실시할 필요가 있어, 설계자의 부하가 증가할 가능성이 있다.
도 1a는, 플랜지 업 성형의 제1 예를 도시하는 도면이고, 도 1b는, 플랜지 업 성형의 제2 예를 도시하는 도면이다. 도 1a 및 도 1b의 각각에 도시하는 예에서는, 원통 펀치에 의해 구멍 확장 시험이 실시된 부품의 형상을 분할하여, 플랜지 업 성형을 모의한 성형 시험을 실시하였다. 성형 시험에 사용된 다이는 다이스 견부 R이 5mm이고, 또한 직경이 106mm이며, 원통 펀치는 견부 R이 10mm이고, 또한 직경이 100mm이다. 성형 시험에 사용된 블랭크는, 인장 강도가 440MPa급이고, 또한 판 두께가 1.4mm인 강판이다. 블랭크는, 한 변이 180mm인 정사각형으로 전단된 후에 1/4로 절단되었다. 그 후, 도 1a에 도시하는 예에서는, 블랭크의 코너를 반경 30mm로 펀칭하고, 도 1b에 도시하는 예에서는, 블랭크의 코너를 반경 60mm로 펀칭하였다.
도 1a에 도시하는 예에서는, 신장 플랜지 파단이 부품의 단부에서 발생하였다. 도 1a에 도시하는 예에서는, 0.36의 주위 방향의 변형이 파단부에 도입됨으로써, 신장 플랜지 파단이 발생하였다. 도 1b에 도시하는 예에서는, 금형 코너 반경을 오프셋한 반경의 2배의 단부 코너 반경을 갖기 때문에, 단부의 주위 방향의 변형 집중은 저감되어 플랜지 업 단부에 균열은 발생하지 않았다. 그러나, 도 1b에 도시하는 예에서는, 다이스 견부를 통과한 종벽의 근방의 단부에 0.3을 초과하는 변형이 도입되어, 종벽의 근방의 단부에서 균열이 발생하였다.
일본 특허 공개 제2002-60898호 공보 일본 특허 공개 제2006-257506호 공보 일본 특허 공개 제2008-119736호 공보 일본 특허 공개 제2014-117728호 공보 일본 특허 공개 제2009-214118호 공보
도 1a에 도시하는 예와 같이 주위 방향의 단부에 변형이 집중하는 것을 억제하기 위해 부품의 에지 형상의 곡률을 조정하면, 도 1b에 도시하는 예와 같이 종벽의 근방의 단부에 변형이 집중된다. 신장 플랜지 파단이 발생할 우려가 있는 부분의 변형 집중을 저감하도록 부품의 에지 형상의 곡률을 조정하면, 그 부분의 근방의 단부에 변형 집중이 발생할 우려가 있어, 부품의 전체에 걸쳐 변형 집중의 발생을 억제하는 것은 용이하지 않다.
또한, 동일한 문제는, 신장 플랜지 파단의 형상 불량뿐만 아니라, 주름의 형상 불량에 대해서도 마찬가지로 존재한다. 또한, 자동차 부품에 한하지 않고, 각종 차량, 일반 기계, 가전, 선박 분야의 부품에 있어서도 동일한 문제가 존재한다.
그래서, 본 발명은 신장 플랜지 파단이나 주름이 발생할 가능성이 낮아지는 단부 에지부(end edge portion)의 형상을 효율적으로 결정하고, 프레스 성형의 공정을 증가시키지 않고 프레스 성형 시의 신장 플랜지 파단이나 주름 등의 형상 불량을 회피 가능하게 하는 블랭크 형상 결정 방법, 블랭크, 프레스 성형품, 프레스 성형 방법, 컴퓨터 프로그램 및 기록 매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명자들은 예의 검토한 결과, 이하에 나타내는 발명의 여러 형태에 상도하였다.
(1) 본 발명의 제1 형태는, 재료 파라미터, 성형 조건 및 해석 모델에 기초하여, 기준 블랭크 B0을 기준 성형품 P0으로 성형하는 성형 해석을 행하고, 판 두께 분포 DT와 소성 변형 분포 DS를 취득하는 제1 연산 공정과; 상기 제1 연산 공정에서 취득된 상기 판 두께 분포 DT와 상기 소성 변형 분포 DS에 기초하여, 상기 기준 블랭크 B0에 대하여 성형 불량 평가 지표 I를 취득하는 제1 성형 불량 평가 지표 취득 공정과; 상기 기준 블랭크 B0 중, 상기 성형 불량 평가 지표 I가 소정의 역치를 초과하는 단부 에지부 αE를 포함하는 영역을 성형 불량 영역 α로서 추정하는 성형 불량 영역 추정 공정과; 상기 단부 에지부 αE의 형상을 수정한 복수의 수정 블랭크 Bi(i=1, 2, 3…n)를 생성하는 수정 블랭크 생성 공정과; 상기 재료 파라미터, 상기 성형 조건 및 상기 해석 모델에 기초하여, 상기 복수의 수정 블랭크 Bi를 수정 성형품 Pi로 성형하는 성형 해석을 행하고, 판 두께 분포 DT와 소성 변형 분포 DS를 취득하는 제2 연산 공정과; 상기 제2 연산 공정에서 취득된 상기 판 두께 분포 DT와 상기 소성 변형 분포 DS에 기초하여, 상기 수정 성형품 Pi에 대하여 상기 성형 불량 평가 지표 I를 취득하는 제2 성형 불량 평가 지표 취득 공정과; 상기 성형 불량 평가 지표 I의 최댓값이 가장 작은 상기 수정 블랭크 Bi의 형상을 프레스 성형에 제공되는 블랭크 B의 형상으로서 결정하는 블랭크 형상 결정 공정을 구비하는 블랭크 형상 결정 방법이다.
(2) 상기 (1)에 기재된 블랭크 형상 결정 방법에서는, 상기 성형 불량 영역 추정 공정에 있어서, 상기 성형 불량 영역 α에 포함되는 상기 단부 에지부 αE가, 직선부 αS와, 곡선부 αC를 포함해도 된다.
(3) 상기 (2)에 기재된 블랭크 형상 결정 방법에서는, 상기 수정 블랭크 생성 공정에서는, 상기 기준 블랭크 B0의 상기 단부 에지부 αE 중, 상기 곡선부 αC의 곡률로부터 추출되는 특이점을 포함하는 영역의 형상을 수정함으로써 상기 복수의 수정 블랭크 Bi를 생성해도 된다.
(4) 상기 (1) 내지 (3) 중 어느 한 항에 기재된 블랭크 형상 결정 방법에서는, 상기 수정 블랭크 생성 공정에 있어서, 상기 성형 불량 영역 α에 포함되는 상기 단부 에지부 αE 중, 상기 성형 불량 평가 지표 I가 상기 단부 에지부 αE에 있어서의 평균값보다 높은 요소점 중 적어도 일점을 대표 요소점 ER, 상기 대표 요소점 ER 이외의 요소점을 추종 요소점 EF로서 설정하고, 상기 대표 요소점 ER과 상기 추종 요소점 EF를 소정 방향으로 복수회에 걸쳐 이동시킴으로써 상기 복수의 수정 블랭크 Bi를 생성해도 된다.
(5) 상기 (4)에 기재된 블랭크 형상 결정 방법에서는, 상기 수정 블랭크 생성 공정에 있어서, 상기 소정 방향이, 상기 단부 에지부 αE의 상기 대표 요소점 ER에 있어서의 법선 방향이어도 된다.
(6) 상기 (4) 또는 (5)에 기재된 블랭크 형상 결정 방법에서는, 상기 수정 블랭크 생성 공정에 있어서, 상기 소정 방향으로 소정량씩 이동시킴으로써 상기 복수의 수정 블랭크 Bi를 생성해도 된다.
(7) 상기 (4) 내지 (6) 중 어느 한 항에 기재된 블랭크 형상 결정 방법에서는, 상기 수정 블랭크 생성 공정에 있어서, 상기 대표 요소점 ER의 1회의 이동량이 상기 추종 요소점 EF의 1회의 이동량보다 작아도 된다.
(8) 상기 (4) 내지 (7) 중 어느 한 항에 기재된 블랭크 형상 결정 방법에서는, 상기 수정 블랭크 생성 공정에 있어서, 상기 소정 방향으로 상기 대표 요소점 ER을 이동시킴에 따라 상기 성형 불량 평가 지표 I가 높아지는지 여부를 판정하고, 상기 소정 방향으로 상기 대표 요소점 ER을 이동시킴에 따라 상기 성형 불량 평가 지표 I가 높아진다고 판정한 경우, 상기 소정 방향과는 반대 방향으로 상기 대표 요소점 ER을 이동시킴으로써 상기 복수의 수정 블랭크 Bi를 생성해도 된다.
(9) 상기 (1) 내지 (8) 중 어느 한 항에서는, 상기 성형 불량이 신장 플랜지 파단이고, 상기 성형 불량 평가 지표 I가 판 두께 감소율이어도 된다.
(10) 상기 (1) 내지 (8) 중 어느 한 항에서는, 상기 성형 불량이 신장 플랜지 파단이고, 상기 성형 불량 평가 지표 I가 구멍 확장률이어도 된다.
(11) 상기 (1) 내지 (8) 중 어느 한 항에서는, 상기 성형 불량이 신장 플랜지 파단이고, 상기 성형 불량 평가 지표 I가 최대 주변형 ε1과 파단 한계 주변형 ε1 *의 비교값이어도 된다.
(12) 상기 (1) 내지 (8) 중 어느 한 항에서는, 상기 성형 불량이 주름이고, 상기 성형 불량 평가 지표 I가 판 두께 증가율이어도 된다.
(13) 본 발명의 제2 형태는, 상기 (1) 내지 (12) 중 어느 한 항에 기재된 블랭크 형상 결정 방법을 사용하여 얻어지는 블랭크이다.
(14) 본 발명의 제3 형태는, 상기 (13)에 기재된 블랭크를 프레스 성형하여 얻어지는 프레스 성형품이다.
(15) 본 발명의 제4 형태는, 상기 (13)에 기재된 블랭크를 프레스 성형하는 프레스 성형 공정을 구비하는 프레스 성형 방법이다.
(16) 본 발명의 제5 형태는, 재료 파라미터, 성형 조건 및 해석 모델에 기초하여, 기준 블랭크 B0을 기준 성형품 P0으로 성형하는 성형 해석을 행하고, 판 두께 분포 DT와 소성 변형 분포 DS를 취득하는 제1 연산 처리와; 상기 제1 연산 처리에서 취득된 상기 판 두께 분포 DT와 상기 소성 변형 분포 DS에 기초하여, 상기 기준 블랭크 B0에 대하여 성형 불량 평가 지표 I를 취득하는 제1 성형 불량 평가 지표 취득 처리와; 상기 기준 블랭크 B0 중, 상기 성형 불량 평가 지표 I가 소정의 역치를 초과하는 단부 에지부 αE를 포함하는 영역을 성형 불량 영역 α로서 추정하는 성형 불량 영역 추정 처리와; 상기 단부 에지부 αE의 형상을 수정한 복수의 수정 블랭크 Bi(i=1, 2, 3…n)를 생성하는 수정 블랭크 생성 처리와; 상기 재료 파라미터, 상기 성형 조건 및 상기 해석 모델에 기초하여, 상기 복수의 수정 블랭크 Bi를 수정 성형품 Pi로 성형하는 성형 해석을 행하고, 판 두께 분포 DT와 소성 변형 분포 DS를 취득하는 제2 연산 처리와; 상기 제2 연산 처리에서 취득된 상기 판 두께 분포 DT와 상기 소성 변형 분포 DS에 기초하여, 상기 수정 성형품 Pi에 대하여 상기 성형 불량 평가 지표 I를 취득하는 제2 성형 불량 평가 지표 취득 처리와; 상기 성형 불량 평가 지표 I의 최댓값이 가장 작은 상기 수정 블랭크 Bi의 형상을 프레스 성형에 제공되는 블랭크 B의 형상으로서 결정하는 블랭크 형상 결정 처리를 연산 장치에 실행시키는 컴퓨터 프로그램이다.
(17) 상기 (16)에 기재된 컴퓨터 프로그램에서는, 상기 성형 불량 영역 추정 처리에 있어서, 상기 성형 불량 영역 α에 포함되는 상기 단부 에지부 αE가, 직선부 αS와, 곡선부 αC를 포함해도 된다.
(18) 상기 (17)에 기재된 컴퓨터 프로그램에서는, 상기 수정 블랭크 생성 처리에 있어서, 상기 기준 블랭크 B0의 상기 단부 에지부 αE 중, 상기 곡선부 αC의 곡률로부터 추출되는 특이점을 포함하는 영역의 형상을 수정함으로써 상기 복수의 수정 블랭크 Bi를 생성해도 된다.
(19) 상기 (16) 내지 (18) 중 어느 한 항에 기재된 컴퓨터 프로그램에서는, 상기 수정 블랭크 생성 처리에 있어서, 상기 성형 불량 영역 α에 포함되는 상기 단부 에지부 αE 중, 상기 성형 불량 평가 지표 I가 상기 단부 에지부 αE에 있어서의 평균값보다 높은 요소점 중 적어도 일점을 대표 요소점 ER, 상기 대표 요소점 ER 이외의 요소점을 추종 요소점 EF로서 설정하고, 상기 대표 요소점 ER과 상기 추종 요소점 EF를 소정 방향으로 복수회에 걸쳐 이동시킴으로써 상기 복수의 수정 블랭크 Bi를 생성해도 된다.
(20) 상기 (19)에 기재된 컴퓨터 프로그램에서는, 상기 수정 블랭크 생성 처리에 있어서, 상기 소정 방향이, 상기 단부 에지부 αE의 상기 대표 요소점 ER에 있어서의 법선 방향이어도 된다.
(21) 상기 (19) 또는 (20)에 기재된 컴퓨터 프로그램에서는, 상기 수정 블랭크 생성 처리에 있어서, 상기 소정 방향으로 소정량씩 이동시킴으로써 상기 복수의 수정 블랭크 Bi를 생성해도 된다.
(22) 상기 (19) 내지 (21) 중 어느 한 항에 기재된 컴퓨터 프로그램에서는, 상기 수정 블랭크 생성 처리에 있어서, 상기 대표 요소점 ER의 1회의 이동량이 상기 추종 요소점 EF의 1회의 이동량보다 작아도 된다.
(23) 상기 (19) 내지 (22) 중 어느 한 항에 기재된 컴퓨터 프로그램에서는, 상기 수정 블랭크 생성 처리에 있어서, 상기 소정 방향으로 상기 대표 요소점 ER을 이동시킴에 따라 상기 성형 불량 평가 지표 I가 높아지는지 여부를 판정하고, 상기 소정 방향으로 상기 대표 요소점 ER을 이동시킴에 따라 상기 성형 불량 평가 지표 I가 높아진다고 판정한 경우, 상기 소정 방향과는 반대 방향으로 상기 대표 요소점 ER을 이동시킴으로써 상기 복수의 수정 블랭크 Bi를 생성해도 된다.
(24) 상기 (16) 내지 (23) 중 어느 한 항에 기재된 컴퓨터 프로그램에서는, 상기 성형 불량이 신장 플랜지 파단이고, 상기 성형 불량 평가 지표 I가 판 두께 감소율이어도 된다.
(25) 상기 (16) 내지 (23) 중 어느 한 항에 기재된 컴퓨터 프로그램에서는, 상기 성형 불량이 신장 플랜지 파단이고, 상기 성형 불량 평가 지표 I가 구멍 확장률이어도 된다.
(26) 상기 (16) 내지 (23) 중 어느 한 항에 기재된 컴퓨터 프로그램에서는, 상기 성형 불량이 신장 플랜지 파단이고, 상기 성형 불량 평가 지표 I가 최대 주변형 ε1과 파단 한계 주변형 ε1 *의 비교값이어도 된다.
(27) 상기 (16) 내지 (23) 중 어느 한 항에 기재된 컴퓨터 프로그램에서는, 상기 성형 불량이 주름이고, 상기 성형 불량 평가 지표 I가 판 두께 증가율이어도 된다.
(28) 본 발명의 제6 형태는, 상기 (16) 내지 (27) 중 어느 한 항에 기재된 컴퓨터 프로그램을 기록한, 컴퓨터가 판독 가능한 기록 매체이다.
본 발명에 따르면, 플랜지 성형 시의 신장 플랜지 파단이나 주름 등의 성형 불량을 피하는 것이 가능한 블랭크 형상을 결정할 수 있다. 따라서, 제조 비용의 저감으로 이어짐과 함께, 보다 강도가 높은 재료를 적용할 수 있게 되고 프레스 성형품의 경량화를 기대할 수 있다.
도 1a는, 플랜지 업 성형의 제1 예를 도시하는 도면이다.
도 1b는, 플랜지 업 성형의 제2 예를 도시하는 도면이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 블랭크 형상 결정 방법의 공정을 도시하는 흐름도이다.
도 3은, FLD의 설명도이다.
도 4a는, 기준 블랭크 B0을 도시하는 개요도이다.
도 4b는, 수정 블랭크 B1을 도시하는 개요도이다.
도 4c는, 수정 블랭크 B2를 도시하는 개요도이다.
도 5는, 연산 장치에 의해 자동차 부품의 블랭크 형상을 결정하는 처리의 일례를 도시하는 흐름도이다.
도 6은, 연산 장치의 내부 구성을 도시하는 모식도이다.
도 7a는, 프론트 사이드 멤버의 프레스 성형 공정을 도시하는 도면이며, 드로우 성형 공정을 도시하는 도면이다.
도 7b는, 프론트 사이드 멤버의 프레스 성형 공정을 도시하는 도면이며, 도 7a에 도시하는 드로우 성형 공정 후에 실시되는 플랜지 업 공정을 도시하는 도면이다.
도 8은, 플랜지 업 공정에서 플랜지가 성형된 부품의 플랜지단의 주위 방향 변형의 분포의 실측값을 도시하는 도면이다.
도 9는, 실시예에 있어서 단부 에지부를 이동시키는 형태와, 이동 전의 곡률을 도시하는 도면이다.
도 10은, 실시예에 있어서 수정 범위에 포함되는 요소의 신장 플랜지 파단의 가능성을 평가한 결과를 도시하는 그래프이다.
도 11은, 실시예에 있어서 부품을 성형하였을 때의 변형 분포를 도시하는 도면이다.
본 발명자들은 기준 블랭크 형상을 갖는 기준 블랭크로부터 성형되는 기준 성형품과, 기준 블랭크 형상의 단부 에지부의 형상이 적절한 방법으로 수정된 수정 블랭크 형상을 갖는 수정 블랭크로부터 성형되는 수정 성형품의 각각에 대하여, 소정의 성형 불량 평가 지표를 사용하여 비교함으로써, 신장 플랜지 파단이나 주름 등의 형상 불량이 발생할 가능성이 낮아지는 단부 에지부(end edge portion)의 형상을 효율적으로 결정할 수 있다는 것을 새롭게 알아냈다.
또한, 단부 에지부는, 블랭크 외측의 단부 에지부에 한하지 않고, 블랭크에 개구부가 형성되는 경우의 블랭크 내측의 단부 에지부도 포함한다.
상기의 새로운 지견에 기초하여 이루어진 본 발명의 실시 형태에 대하여, 이하, 도면에 기초하여 상세하게 설명한다.
도 2는, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 블랭크 형상 결정 방법의 공정을 도시하는 흐름도이다. 이 흐름도에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 블랭크 형상 결정 방법은, 제1 연산 공정 S1과, 제1 성형 불량 평가 지표 취득 공정 S2와, 성형 불량 영역 추정 공정 S3과, 수정 블랭크 생성 공정 S4와, 제2 연산 공정 S5와, 제2 성형 불량 평가 지표 취득 공정 S6과, 블랭크 형상 결정 공정 S7을 갖는다.
(제1 연산 공정 S1)
제1 연산 공정 S1에서는, 부품의 재료 파라미터와, 성형 조건과, 해석 모델에 기초하여, 기준 블랭크 B0을 기준 성형품 P0으로 성형하는 성형 해석을 행하고, 기준 블랭크 B0 및 기준 성형품 P0에 대하여, 판 두께 분포 DT와 소성 변형 분포 DS의 정보를 연산 장치에 의해 취득한다.
부품의 재료 파라미터, 성형 조건 및 해석 모델은, 성형성을 평가할 때 사용되는 조건이며, 연산 장치에 기억되는 정보이다.
부품의 재료 파라미터는, 항복 강도, 인장 강도, 응력과 변형의 관계, r값, 판 두께 및 마찰 계수를 포함한다.
성형 조건은, 주름 누름 하중, 펀치, 패드 등의 성형 조건을 포함한다.
해석 모델은, 공구의 유한 요소 모델 및 블랭크의 유한 요소 모델을 포함한다.
제1 연산 공정 S1에서는, 이들 재료 파라미터, 성형 조건 및 해석 모델에 기초하여, 기준으로 되는 블랭크 형상을 갖는 기준 블랭크 B0으로부터 기준 성형품 P0으로의 성형 해석을 행한다.
기준 블랭크 B0 및 기준 성형품 P0의 형상은, 설계 초기 단계의 형상이면 된다.
성형 해석에는, FEM(Finite Element Method, 유한 요소법) 해석 소프트웨어 프로그램 등의 성형 해석 소프트웨어 프로그램을 사용하면 된다.
(제1 성형 불량 평가 지표 취득 공정 S2)
제1 성형 불량 평가 지표 취득 공정 S2에서는, 제1 연산 공정 S1에서 취득된 기준 블랭크 B0의 판 두께 분포 DT와 소성 변형 분포 DS에 기초하여, 기준 블랭크 B0에 있어서의 적어도 일부의 영역에 대하여 성형 불량 평가 지표 I를 취득한다.
성형 불량 평가 지표 I는, 그 값이 높을수록 성형 불량이 발생할 가능성이 높음을 나타내는 지표이다.
신장 플랜지 파단이 성형 불량 평가의 대상인 경우, 성형 불량 평가 지표 I의 값이 높을수록 신장 플랜지 파단이 발생할 가능성이 높음을 나타내기 때문에, 성형 불량 평가 지표 I로서, 「판 두께 감소율」, 「구멍 확장률」, 또는 「최대 주변형 ε1과 파단 한계 주변형 ε1 *의 비교값」을 사용할 수 있다.
「최대 주변형 ε1과 파단 한계 주변형 ε1 *의 비교값」은, FLD(Forming Limit Diagram)를 사용하여 얻을 수 있다.
FLD는, 파단 한계를 제공하는 최대 주변형을 최소 주변형마다 도시하는 도면이며, 일반적으로 최소 주변형을 횡축, 최대 주변형을 종축으로 한 그래프로 나타난다. 이 FLD는 실험에 기초하여 작성하는 것도 가능하고, 이론에 기초하여 작성하는 것도 가능하다. 실험에 의한 FLD의 측정 방법은, 일반적으로, 미리 금속판의 표면에 에칭 등에 의해 서클상 혹은 격자상의 모양을 그려 두고, 액압 성형이나 강체 공구에서의 스트레치 성형으로 파단시킨 후에, 서클의 변형량으로부터 파단 한계 주변형을 측정한다. 파단 한계선은, 여러 가지 면 내 변형비에 대하여 금속판을 부하하고, 각각의 변형비에서의 파단 한계 주변형을 주변형축 상에 플롯하여 선으로 연결함으로써 얻어진다.
FLD의 이론 예측으로서는 국부 잘록부가 발생하는 변형을 소성 불안정 이론에 의해 계산함으로써 얻어진다. 일례에서는, 인장 시험에 의해 취득된 응력 변형곡선에 기초하여 결정된 가공 경화 특성을, 소위 Swift의 식(σeu=K(ε0+εeq)n)에서 근사시킨 것이 사용된다. Swift의 식의 파라미터 K, ε0 및 n, 변형비 ρ=ε2/ε1, 그리고 판 두께 t0을 사용하여, 하기 식 (1) 내지 식 (3)에 의해 파단 한계를 제공하는 최대 주변형 ε1 *를 최소 주변형마다 결정할 수 있다. 파단의 평가는, 이와 같이 하여 얻어진 파단 한계선과 소성 변형 과정의 유한 요소법에 의한 시뮬레이션의 결과로부터 얻어지는 각 부위의 변형 상태와의 위치 관계를 비교함으로써 평가하고, 변형 과정의 변형이 이 한계 변형에 도달하였을 때 파단, 혹은 그 위험성이 높다고 판단한다. 본 발명에서는 블랭크 형상을 변화시켰을 때의 파단 위험률을 정량화할 필요가 있기 때문에, 예를 들어 도 3에 도시하는 바와 같이, 유한 요소법에 의해 얻어진 요소의 변형 상태를 R, 원점 O와 R을 연결하는 직선과 파단 한계선의 교점을 A라고 하였을 때, 성형 불량 평가 지표 I는 OR/OA의 값(비교값)을 사용할 수 있다. 구체적으로는, 파단 한계선 상의 A점의 최대 주변형 e1 *, 유한 요소법에 의해 얻어진 요소의 최대 주변형 e1로부터 성형 불량 평가 지표 I는 e1/e1 *로서 계산할 수 있다.
Figure 112017088387523-pct00001
Figure 112017088387523-pct00002
Figure 112017088387523-pct00003
또한, 연산 장치는, 연산된 파단 한계선 ε1 *와, 유한 요소법에 의한 시뮬레이션 결과로부터 취득되는 기준 블랭크 B0 및 기준 성형품 P0의 각각의 부분의 변형 상태를 나타내는 정보에 기초하여 비교하여 신장 플랜지 파단의 가능성을 평가한다.
일례에서는, 연산 장치는, 연산된 파단 한계선 ε1 *과, 유한 요소법에 의한 시뮬레이션 결과로부터 취득되는 자동차용 부품의 각각의 부분의 최대 주변형에 기초하여 비교하여 신장 플랜지 파단의 가능성을 평가한다.
구멍 확장률을 성형 불량 평가 지표 I로 하는 경우에 있어서, 원추 펀치 구멍 확장 시험에 의해 취득되는 구멍 확장률 λ[％]를 신장 플랜지 파단의 판정 기준으로 하는 경우에는, 성형 해석으로부터 취득된 각각의 부분의 최대 주변형 ε1과, 구멍 확장률로부터 취득되는 파단 한계 주변형을 비교하여 평가해도 된다. 여기서, 파단 한계 주변형 ε1 *는 ln(1+λ/100)으로 하고, 파단 위험률 ε1/ε1 *로서 정량화하여 평가해도 된다.
주름이 성형 불량 평가의 대상인 경우, 성형 불량 평가 지표 I의 값이 높을수록 주름이 발생할 가능성이 높음을 나타내기 때문에, 성형 불량 평가 지표 I로서, 판 두께 증가율을 사용할 수 있다.
(성형 불량 영역 추정 공정 S3)
성형 불량 영역 추정 공정 S3에서는, 도 4a에 도시하는 바와 같이, 기준 블랭크 B0 중, 성형 불량 평가 지표 I가 소정의 역치를 초과하는 단부 에지부 αE를 포함하는 영역을 성형 불량 영역 α로서 추정한다.
즉, 제1 성형 불량 평가 지표 취득 공정 S2에서 취득한, 성형 불량 평가 지표 I의 정보에 기초하여, 성형 불량 평가 지표 I가 높은 단부 에지부 αE를 포함하는 영역을 추출하여 성형 불량 영역 α로서 추정한다.
성형 불량 평가 지표 I가 소정의 역치를 초과하는 단부 에지부 αE가 복수 개소 존재하는 경우, 단부 에지부 αE가 직선부 αS와 곡선부 αC를 갖는 개소를 선택하는 것이 바람직하다. 직선부와 곡선부를 갖는 영역을 블랭크 형상 수정 범위로 함으로써 보다 넓은 범위의 단부 에지부의 검토가 가능하게 되고, 그 결과, 단부 에지부 주위 방향의 변형 분포의 국소화를 완화할 수 있기 때문이다. 이와 같이 선택된 단부 에지부 αE를, 후술하는 방책에 의해 형상을 수정함으로써, 성형 불량의 가능성이 낮은 블랭크 형상을 효율적으로 얻을 수 있다.
(수정 블랭크 생성 공정 S4)
수정 블랭크 생성 공정 S4에서는, 성형 불량 영역 추정 공정 S3에서 추정된 성형 불량 영역 α에 대하여, 그의 단부 에지부 αE의 형상을 수정한 복수의 수정 블랭크 Bi(i=1, 2, 3…n)를 생성한다. 도 4b, 도 4c에, 수정 블랭크 B1, B2의 개요 도를 도시한다.
여기서, 전술한 성형 불량 영역 추정 공정 S3에 있어서, 직선부 αS와 곡선부 αC를 갖는 단부 에지부 αE를 포함하는 영역을 성형 불량 영역 α로서 추정하는 경우, 기준 블랭크 B0의 단부 에지부 αE 중, 곡선부 αC의 곡률로부터 추출되는 특이점을 포함하는 영역의 형상을 수정하는 것이 바람직하다.
형상 불량의 가능성이 있는 부분을 사이에 끼우는 2개의 특이점의 사이를 포함하도록 수정 범위(이동 범위)를 결정함으로써, 형상 불량이 발생할 가능성이 높은 부분의 변형 집중을 저감함과 함께, 당해 부분의 근방의 변형 집중도 동시에 저감하는 것이 가능하게 된다. 수정 범위의 양단의 양쪽이 특이점인 것이 바람직하지만, 수정 범위의 양단 중 적어도 한쪽이 특이점이어도 된다.
단부 에지부 αE의 형상을 수정하는 방책으로서는, 예를 들어 하기의 방책을 들 수 있다.
(수순 1) 단부 에지부 αE 중, 소정의 부위(요소점)를 대표 요소점 ER로서 설정함과 함께, 단부 에지부 αE 중, 대표 요소점 ER을 제외한 부위(요소점)를 추종 요소점 EF로서 설정한다.
(수순 2) 대표 요소점 ER을 소정 방향으로 소정량(XR1) 이동시킴과 함께, 추종 요소점 EF를 대표 요소점 ER의 이동에 추종하도록 소정량(XF1) 이동시킴으로써, 제1 수정 블랭크 B1을 생성한다.
(수순 3) 상기의 (수순 2)를 반복함으로써, 즉 대표 요소점 ER을 소정 방향으로 소정량(XR2) 이동시킴과 함께, 추종 요소점 EF를 대표 요소점 ER의 이동에 추종하도록 소정량(XF2) 이동시킴으로써, 제2 수정 블랭크 B2를 생성한다.
(수순 4) 마찬가지로 상기의 (수순 2)를 반복함으로써, n개의 수정 블랭크 Bn을 생성한다.
상기의 (수순 1)에 있어서는, 대표 요소점 ER은 「하나의 요소점」, 「연속된 복수의 요소점의 군」, 「연속되지 않는 복수의 요소점의 군」, 「연속되지 않는 복수의 요소점」 중 어느 것이면 된다.
또한, 성형 불량 평가 지표 I가 단부 에지부 αE에 있어서의 평균값보다 높은 요소점 중 적어도 일점을 대표 요소점 ER로서 설정하도록 해도 된다. 또한, 성형 불량 평가 지표 I가 가장 높은 요소점을 대표 요소점 ER로서 설정하도록 해도 된다.
이와 같이 대표 요소점 ER을 설정함으로써, 성형 불량의 가능성이 낮은 블랭크 형상을 효율적으로 얻을 수 있다.
상기의 (수순 2)에 있어서는, 대표 요소점 ER을 이동시키는 소정 방향으로서, 단부 에지부 αE의 대표 요소점 ER에 있어서의 법선 방향으로 하는 경우, 성형 불량의 가능성이 낮은 블랭크 형상을 효율적으로 얻을 수 있기 때문에 바람직하다. 본원에 있어서의 법선 방향과는 ±5°의 오차를 허용한다.
또한, 이동 방향은, 단부 에지부 αE에 있어서의 곡률을 완화하는 방향으로 하는 것이 바람직하다.
예를 들어, 소정 방향으로 대표 요소점 ER을 이동시킴에 따라 성형 불량 평가 지표 I가 높아지는지 여부를 판정하고, 그 방향으로 대표 요소점 ER을 이동시킴에 따라 성형 불량 평가 지표 I가 높아진다고 판정한 경우에, 소정 방향과는 반대 방향으로 대표 요소점 ER을 이동시키도록 해도 된다.
상기의 (수순 2)에 있어서, 추종 요소점 EF의 이동 방향은, 가장 가까운 대표 요소점 ER의 이동 방향과 평행한 방향인 것이 바람직하다.
추종 요소점 EF의 이동량(XF1)은, 대표 요소점 ER의 이동량보다 작은 것이 바람직하다. 또한, 대표 요소점 ER로부터의 이격 거리가 큰 추종 요소점 EF일수록, 이동량(XF1)을 작게 하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 새롭게 생성되는 수정 블랭크 Bn에 있어서 곡률 분포가 급격하게 변화한 부위가 발생하는 것을 피할 수 있고, 성형 불량의 가능성이 낮은 블랭크 형상을 효율적으로 얻을 수 있다.
상기의 (수순 3)에 있어서는, (수순 2)에 있어서의 이동량과 동일한 이동량만큼 대표 요소점 ER 및 추종 요소점 EF를 이동시키는 것이 바람직하다. 즉, 소정 방향으로 소정량씩 이동시킴으로써 복수의 수정 블랭크 Bi를 생성하는 것이 바람직하다.
(제2 연산 공정 S5)
제2 연산 공정 S5에서는, 제1 연산 공정 S1에서 사용한 부품의 재료 파라미터와, 성형 조건과, 해석 모델에 기초하여, 수정 블랭크 생성 공정 S4에서 생성된 복수의 수정 블랭크 Bi를 각각 수정 성형품 Pi로 성형하는 성형 해석을 행하고, 판 두께 분포 DT와 소성 변형 분포 DS의 정보를 연산 장치에 의해 취득한다.
(제2 성형 불량 평가 지표 취득 공정 S6)
제2 성형 불량 평가 지표 취득 공정 S6에서는, 제2 연산 공정 S5에서 취득된 수정 블랭크 Bi의 판 두께 분포 DT와 소성 변형 분포 DS의 정보에 기초하여, 수정 블랭크 Bi에 있어서의 적어도 일부의 영역에 대하여 성형 불량 평가 지표 I를 취득한다.
즉, 형상이 수정된 단부 에지부 αE 각각에 대하여, 신장 플랜지 파단이나 주름의 형상 불량의 가능성을 평가한다.
(블랭크 형상 결정 공정 S7)
블랭크 형상 결정 공정 S7에서는, 성형 불량 평가 지표 I의 최댓값이 가장 작은 수정 블랭크 Bi의 형상을 프레스 성형에 제공되는 블랭크 B의 형상으로서 결정한다.
또한, 블랭크 형상 결정 공정 S7에 있어서, 결정된 수정 블랭크 Bi의 성형 불량 평가 지표 I의 최댓값이 역치보다 높은 경우, 즉 생성된 복수의 수정 블랭크 Bi 모두가, 원하는 특성을 만족하지 않는다고 판단된 경우에는, 성형 불량 영역 추정 공정 S3으로 복귀하고, 기준 블랭크 B0 중, 단부 에지부 αE를 포함하는 성형 불량 영역 α를 추정할 때 설정한 성형 불량 평가 지표 I의 역치를 낮게 설정함으로써, 단부 에지부 αE의 범위를 확장한다. 그리고, 그 단부 에지부 αE의 곡률 변화가 완만해지는 형상의 패치를 추가 또는 배제한 가상 단부 에지부 αE'를 포함하는 가상 기준 블랭크 Bo'를 기준 블랭크 B0으로서 사용함으로써, 성형 불량 영역 추정 공정 S3 내지 블랭크 형상 결정 공정 S7을 행하여, 보다 적합한 블랭크 B의 형상을 결정할 수 있다.
이상 설명한 블랭크 형상 결정 방법에 따르면, 신장 플랜지 파단이나 주름이 발생할 가능성이 낮아지는 단부 에지부의 형상을 효율적으로 결정하고, 프레스 성형의 공정을 증가시키지 않고 프레스 성형 시의 신장 플랜지 파단이나 주름 등의 형상 불량을 피하는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 발명의 다른 형태는, 상기 실시 형태에서 설명한 블랭크 형상 결정 방법에 있어서의 각 공정을 실행하는 프로그램, 나아가 당해 프로그램을 기록한 연산 장치로 판독 가능한 기록 매체를 포함한다.
구체적으로는, 블랭크 형상 결정 프로그램은, 재료 파라미터, 성형 조건 및 해석 모델에 기초하여, 기준 블랭크 B0을 기준 성형품 P0으로 성형하는 성형 해석을 행하고, 판 두께 분포 DT와 소성 변형 분포 DS를 취득하는 제1 연산 처리 P1과; 상기 제1 연산 처리 P1에서 취득된 상기 판 두께 분포 DT와 상기 소성 변형 분포 DS에 기초하여, 상기 기준 블랭크 B0에 대하여 성형 불량 평가 지표 I를 취득하는 제1 성형 불량 평가 지표 취득 처리 P2와; 상기 기준 블랭크 B0 중, 상기 성형 불량 평가 지표 I가 소정의 역치를 초과하는 단부 에지부 αE를 포함하는 영역을 성형 불량 영역 α로서 추정하는 성형 불량 영역 추정 처리 P3과; 상기 단부 에지부 αE의 형상을 수정한 복수의 수정 블랭크 Bi(i=1, 2, 3…n)를 생성하는 수정 블랭크 생성 처리 P4와; 상기 재료 파라미터, 상기 성형 조건 및 상기 해석 모델에 기초하여, 상기 복수의 수정 블랭크 Bi를 수정 성형품 Pi로 성형하는 성형 해석을 행하고, 판 두께 분포 DT와 소성 변형 분포 DS를 취득하는 제2 연산 처리 P5와; 상기 제2 연산 처리 P5에서 취득된 상기 판 두께 분포 DT와 상기 소성 변형 분포 DS에 기초하여, 상기 수정 성형품 Pi에 대하여 상기 성형 불량 평가 지표 I를 취득하는 제2 성형 불량 평가 지표 취득 처리 P6과; 상기 성형 불량 평가 지표 I의 최댓값이 가장 작은 상기 수정 블랭크 Bi의 형상을 프레스 성형에 제공되는 블랭크 B의 형상으로서 결정하는 블랭크 형상 결정 처리 P7을 연산 장치에 실행시킨다.
상기의 블랭크 형상 결정 방법에 대하여, 연산 장치가 행하는 처리의 일례에 대하여 도 5를 참조하여 설명한다. 도 5는, 연산 장치가 강판을 성형하여 신장 플랜지 파단의 가능성이 낮은 자동차 부품용 부품의 블랭크 형상을 결정하는 처리의 일례를 도시하는 흐름도이다.
연산 장치는, 제조되는 자동차의 구조에 관한 정보를 기억한다(S101).
연산 장치에, CAD에 의해 3차원인 자동차용 부품의 형상이 입력된다(S102).
연산 장치는, 입력된 자동차용 부품의 형상을 기억한다(S103).
연산 장치는, 금형을 사용하여 프레스 가공이 가능한지 여부를 판정하기 위해, 금형 CAD로 설계된 금형에 관한 정보를 기억한다(S104).
이어서, 성형 해석에 의해, 성형성의 평가를 실시한다(S105, S106).
연산 장치는, 성형성을 평가할 때 사용되는 부품의 재료 파라미터, 성형 조건 및 해석 모델을 기억한다(S105).
연산 장치는, S105에서 기억한 재료 파라미터, 성형 조건 및 해석 모델에 기초하여, 성형 해석 소프트웨어 프로그램을 사용하여 성형 후의 판 두께 분포, 소성 변형 분포를 연산한다(S106).
이어서, 연산 장치는, 성형된 자동차용 부품의 판 두께 분포 및 소성 변형 분포에 기초하여, 신장 플랜지 파단이 발생할 가능성이 있는 부분을 추출한다(S107 내지 S109).
연산 장치는, 연산된 성형 후의 판 두께 분포, 소성 변형 분포를 취득한다(S107).
이어서, 연산 장치는, 성형 후의 판 두께 분포, 소성 변형 분포에 기초하여 성형된 자동차용 부품의 전체에 걸쳐 신장 플랜지 파단의 가능성을 평가한다(S108).
연산 장치는, 판 두께 분포 및 소성 변형 분포를 포함하는 S108에 있어서의 신장 플랜지 파단의 가능성의 평가에 기초하여, 신장 플랜지 파단의 가능성이 높은 부분을 추출한다(S109).
이어서, 연산 장치는, 단부 에지부의 형상을 변경하여, 변경 후의 단부 에지부의 형상에 있어서의 신장 플랜지 파단의 가능성을 평가한다. 즉, 연산 장치는, 신장 플랜지 파단의 가능성이 있다고 평가된 부분의 절점의 근방을 소정의 이동 방향으로 소정의 단위 이동량마다 소정의 최종 이동량까지 이동하였을 때의 단부 에지부를 순차적으로 연산한다(S110 내지 S114).
연산 장치는, 단부 에지부를 이동시킬 대표 요소를 결정한다(S110).
연산 장치는, 단부 에지부의 이동 방향, 단위 이동량, 최종 이동량 및 이동 범위의 각각을 결정한다(S111).
연산 장치는, 이동 방향으로서, 곡률을 완화하는 방향인 플러스 방향과, 플러스 방향과 반대 방향인 마이너스 방향 중 어느 것을 선택할지를 나타내는 화상을 유저에게 표시해도 된다.
연산 장치는, 이동 방향으로서 플러스 방향 및 마이너스 방향의 쌍방이 선택 가능한 화상을 유저에게 표시해도 된다.
연산 장치는, 단위 이동량 및 최종 이동량을 선택함을 나타내는 화상을 유저에게 표시해도 된다.
연산 장치는, S110에서 결정한 부분의 각각에 대하여, S111에서 결정한 이동 방향, 단위 이동량, 최종 이동량 및 이동 범위로 이동한 경우의 단부 에지부의 형상을 결정한다(S112).
이어서, 연산 장치는, S112에서 생성된 단부 에지부를 갖는 부품의 성형 해석을 행하고(S113), 이동 범위로 지정된 단부 요소 모두에 대하여 신장 플랜지 파단의 가능성을 평가한다(S114).
이어서, 연산 장치는, 이동 범위까지 단부 에지부를 변경한 후에, 최종 이동량까지 단위 이동량씩 이동한 단부 에지부에 있어서의 신장 플랜지 파단의 가능성의 각각을 출력함과 함께, 신장 플랜지 파단의 가능성이 최소로 되는 단부의 단부 에지부의 형상을 결정한다(S115 내지 S117).
연산 장치는, 최종 이동량까지 단부 에지부를 이동시켰는지 여부를 판정한다(S115). 연산 장치가 최종 이동량까지 단부 에지부를 이동시키지 않았다고 판정하였을 때, 처리는 S112로 복귀된다. 이후, 최종 이동량까지 단부 에지부를 이동시켰다고 판정할 때까지, 연산 장치는, S111에서 결정한 이동 방향으로 단부 에지부를 단위 이동량씩 이동시키면서, S112 내지 S114의 처리를 반복한다.
그리고, 최종 이동량까지 단부 에지부를 이동시켰다고 판정하면, 연산 장치는, 종료 조건이 성립하였다고 판단하여, 처리를 S116으로 진행한다. 처리를 S116으로 진행하면, 연산 장치는, 최종 이동량까지 단위 이동량씩 이동한 단부 에지부에 있어서의 신장 플랜지 파단의 가능성의 각각을 리포트로서 출력한다(S116). 그리고, 연산 장치는, 신장 플랜지 파단의 가능성이 최소로 되는 단부의 단부 에지부의 형상을 자동적으로 결정한다(S117).
연산 장치는, S112 내지 S114의 처리를 복수회 반복함으로써 취득된 복수의 단부 에지부의 파단 위험률 ε1/ε1 *의 극소값을 탐색한다. 이어서, 연산 장치는, 탐색 결과, 파단 위험률 ε1/ε1 *가 극소값으로 되는 단부 에지부를 결정한다. 그리고, 연산 장치는, 파단 위험률 ε1/ε1 *가 극소값으로 된다고 결정된 단부 에지부가, 신장 플랜지 파단의 가능성이 최소로 되는 단부 에지부라고 판단한다.
또한, 연산 장치는, 이동 방향으로 단부 에지부를 이동시킴에 따라 신장 플랜지 파단의 가능성이 높아지는지 여부를 판정해도 된다. 이동 방향으로 단부 에지부를 이동시킴에 따라 신장 플랜지 파단의 가능성이 높아진다고 판정한 경우, 연산 장치는, 이동 방향을 반전시킬 수 있다.
본 실시 형태에 관한 프레스 성형 방법을 구성하는 각 스텝은, 컴퓨터의 RAM 및 ROM 등에 기억된 프로그램에 기초하여 동작함으로써 실현할 수 있다. 본 실시 형태에 관한 프레스 성형 방법을 구성하는 각 스텝을 실행하기 위한 프로그램 및 당해 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는, 본 발명의 실시 형태에 포함된다.
구체적으로는, 본 실시 형태에 관한 프레스 성형 방법을 구성하는 각 스텝을 실행하기 위한 프로그램은, CD-ROM 등의 기록 매체에 기록되거나 또는 각종 전송 매체를 통하여 컴퓨터에 제공된다. 본 실시 형태에 관한 프레스 성형 방법을 구성하는 각 스텝을 실행하기 위한 프로그램을 기록하는 기록 매체는, 플렉시블 디스크, 하드디스크, 자기 테이프, 광자기 테이프, 불휘발성 메모리 카드 등으로 해도 된다. 또한, 본 발명에 관한 판정 방법을 구성하는 각 스텝을 실행하기 위한 프로그램의 전송 매체는, 프로그램 정보를 반송파로서 전반시켜 공급하기 위한 컴퓨터 네트워크 시스템에 있어서의 통신 매체를 사용할 수 있다. 컴퓨터 네트워크는 LAN, 인터넷 등의 WAN, 무선 통신 네트워크 등이고, 통신 매체는 광파이버 등의 유선 회선 및 무선 회선 등이다.
또한, 본 실시 형태에 포함되는 프로그램은, 공급된 프로그램을 컴퓨터가 실행함으로써 상술한 기능이 실현되는 것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 본 실시 형태에 관한 프레스 성형 방법을 구성하는 각 스텝이, 컴퓨터에 있어서 가동하고 있는 OS(오퍼레이팅 시스템) 또는 다른 어플리케이션 소프트 등과 협동하여 상술한 기능이 실현되는 경우에 사용되는 프로그램은, 본 발명에 포함된다. 또한, 공급된 프로그램 처리 모두 또는 일부가 컴퓨터의 기능 확장 보드 또는 기능 확장 유닛에서 실행되어 상술한 기능이 실현되는 경우에 사용되는 프로그램은, 본 발명에 포함된다.
도 6은, 본 실시 형태에 관한 프레스 성형 방법을 실행하는 연산 장치의 내부 구성을 도시하는 모식도이다.
일례에서는 퍼스널 컴퓨터(PC)인 연산 장치(1200)는 CPU(1201)를 구비한다. 연산 장치(1200)는, ROM(1202) 또는 하드디스크(HD)(1211)에 기억되거나 또는 플렉시블 디스크 드라이브(FD)(1212)로부터 공급되는 디바이스 제어 소프트웨어를 실행한다. 연산 장치(1200)는, 시스템 버스(1204)에 접속되는 각 디바이스를 총괄적으로 제어한다. 연산 장치(1200)의 CPU(1201) 및 ROM(1202) 또는 하드디스크(HD)(1211)에 기억된 프로그램에 의해 본 실시 형태에 관한 방법이 실현된다. 또한, RAM(1203)은, CPU(1201)의 주메모리 및 워크 에어리어 등으로서 기능한다. 키보드 컨트롤러(KBC)(1205)는, 키보드(KB)(1209) 및 도시하지 않은 디바이스 등으로부터의 지시 입력을 제어한다. CRT 컨트롤러(CRTC)(1206)는, CRT 디스플레이(CRT)(1210)의 표시를 제어한다. 디스크 컨트롤러(DKC)(1207)는, 부트 프로그램, 복수의 애플리케이션, 편집 파일, 유저 파일 및 네트워크 관리 프로그램 등을 기억하는 하드디스크(HD)(1211) 및 플렉시블 디스크 드라이브(FD)(1212)와의 액세스를 제어한다. 여기서, 부트 프로그램이란, 퍼스널 컴퓨터의 하드 및 소프트의 실행을 개시하는 기동 프로그램이다. NIC(1208)는, 네트워크 프린터, 다른 네트워크 기기 및 다른 PC와의 사이의 쌍방향의 데이터 통신을 실행한다.
이상, 실시 형태에 기초하여 본 발명의 구체예를 설명하였지만, 본 발명은 이들 예시에 한정되는 것은 아니다. 본 발명은 이상에 예시한 구체예를 다양하게 변형, 변경한 것이 포함된다.
본 발명은 블랭크 형상 결정 방법을 사용하여 얻어지는 블랭크, 블랭크를 프레스 성형하여 얻어지는 프레스 성형품, 블랭크를 프레스 성형하는 프레스 성형 공정을 구비하는 프레스 성형 방법을 포함한다.
예를 들어, 블랭크는 강판에 한하지 않고, 알루미늄판이나 티타늄판 등의 금속판, FRP나 FRTP 등의 유리 섬유 강화 수지판, 나아가 이들의 복합판을 사용할 수 있다.
(실시예)
이하, 프론트 사이드 멤버의 리어측을 모의한 간이 부품에 실시 형태에 관한 방법을 적용한 예를 설명한다.
프론트 사이드 멤버의 리어측에 플랜지를 설치하기 위해, 리스트라이크 공정에서 프론트 사이드 멤버의 리어측에 플랜지 업 가공이 되는 경우가 있다. 프론트 사이드 멤버에 고강도 강판을 채용하면, 길이 방향으로 완만한 만곡을 갖는 능선을 따라 굽힘 가공됨으로써 신장 플랜지 파단이 플랜지부에 발생할 가능성이 있다.
도 7a는, 프론트 사이드 멤버의 프레스 성형 공정을 도시하는 도면이며, 드로우 성형 공정을 도시하는 도면이다.
도 7b는, 도 7a에 도시하는 드로우 성형 공정 후에 실시되는 플랜지 업 공정을 도시하는 도면이다.
부품(1)의 블랭크는, 판 두께가 1.6mm인 440Mpa급 냉연 강판이다. 도 7a에 도시하는 드로우 성형 후에, 도 7b에 도시하는 플랜지 업 공정에서 부품(1)에 플랜지를 성형한다. 플랜지 업 가공에서 플랜지를 성형할 때, 플랜지 업 단부는, 제1 길이 m1로부터 제2 길이 m2로의 국부적인 길이의 변화가 일어남으로써, 신장 변형이 도입된다. 국부적인 길이의 변화에 의해 도입되는 신장 변형이, 부품(1)의 블랭크의 파단 한계 주변형을 초과하면, 플랜지 업 단부가 파단된다.
도 8은, 플랜지 업 공정에서 플랜지가 성형된 부품(1)의 플랜지단의 주위 방향 변형의 분포의 실측값을 도시하는 도면이다.
부품(1)의 플랜지단(2)은, 주위 방향으로 변형 구배가 관측되었다. 굴곡부(3)에서는, 최댓값 0.34의 최대 주변형이 관측되고, 굴곡부(3)와 직선부(4)의 접속부(5)에서는, 0.15의 최대 주변형이 관측되었다.
도 9는, 실시 형태에 관한 방법에 의해 단부 에지부를 이동시킨 형태와, 이동 전의 곡률 분포를 도시하는 도면이다.
본 실시예에서는, 굴곡부(3)의 곡률(κ=1/R(x))이 크고 변형 집중이 높은 부분에 위치하는 요소 A를 대표 요소로서 이동시키는 것으로 한다. 요소 A의 이동 방향은, 연직 방향의 상향 방향으로 한다. 단위 이동량은 0.2mm로 하고, 이동 범위는, 플러스 방향, 즉 상향 방향으로 1.0mm와, 마이너스 방향, 즉 하향 방향으로 0.4mm로 하였다. 즉, 최종 이동량은 플러스 방향으로 1.0mm로 된다. 연산 장치는, 하향 방향으로 요소 A를 0.4mm 이동시킨 위치인 -0.4mm에서부터 플러스 방향으로 요소 A를 최종 이동량+1.0mm까지 단위 이동량 0.2mm씩 이동시킨다. 이동 범위는, 도 9에 도시하는 곡률 κ가 0으로 되는 제1 특이점 B와 제2 특이점 C의 사이로 하였다. 연산 장치는, 요소 A를 단위 이동량씩 최대 이동량까지 이동시킴으로써, 이동 범위에 포함되는 요소를 이동시킨 단부 에지부의 블랭크를 성형 해석에 제공하고, 이동 범위에 포함되는 모든 요소의 신장 플랜지 파단의 가능성을 평가하였다.
도 10은, 실시예에 따라 이동 범위에 포함되는 요소의 신장 플랜지 파단의 가능성을 평가한 결과를 도시하는 그래프이다. 도 10에 있어서, 횡축은 이동량을 나타내고, 종축은 최대 주변형 ε1을 나타내고, 횡축에 평행으로 연신되는 파선은 파단 한계를 나타낸다. 횡축의 x0은 이동량이 0mm인 위치를 나타내고, x1은 이동량이 0.2mm인 위치를 나타내고, x2는 이동량이 0.6mm인 위치를 나타내고, x3은 이동량이 0.8mm인 위치를 나타낸다. 도 10에 있어서, 검정색 동그라미는 요소 A의 최대 주변형 ε1을 나타내고, 흰색 동그라미는 요소 B의 최대 주변형 ε1을 나타낸다.
요소 A의 최대 주변형 ε1은, 단부 에지부를 플러스측으로 이동시킴에 따라 작아지지만, 요소 B의 최대 주변형 ε1은, 단부 에지부를 플러스측으로 이동시킴에 따라 커진다. 도 8에 도시하는 플랜지 업 공정에서 플랜지가 성형된 부품(1)의 요소 A의 최대 주변형 ε1에 대응하는 x0일 때의 요소 A의 최대 주변형 ε1은, 파단 한계보다 크지만, 이동량이 x1 내지 x3일 때의 요소 A의 최대 주변형 ε1은, 파단 한계보다 작다. 또한, 이동량이 x1 내지 x3일 때의 요소 B의 최대 주변형 ε1은, 파단 한계보다 작다. 연산 장치는, 이동량이 x2일 때 신장 플랜지 파단이 발생할 가능성이 낮다고 판단한다.
도 11은, 본 실시 형태에 관한 방법에 따라 부품을 성형하였을 때의 변형 분포를 도시하는 도면이다.
부품(11)은, 부품(1)에 대하여 플랜지의 요소 A를 0.6mm 상방으로 이동시킴으로써, 변형 집중의 최적화가 도모된다.
부품(11)에서는, 요소 A의 최대 주변형 ε1 및 요소 B의 최대 주변형 ε1은 모두 0.25였다.
<산업상 이용가능성>
본 발명에 따르면, 신장 플랜지 파단이나 주름이 발생할 가능성이 낮아지는단부 에지부(end edge portion)의 형상을 효율적으로 결정하고, 프레스 성형의 공정을 증가시키지 않고 프레스 성형 시의 신장 플랜지 파단이나 주름 등의 형상 불량을 회피 가능하게 하는 블랭크 형상 결정 방법, 블랭크 형상 결정 방법을 사용하여 얻어지는 블랭크, 프레스 성형품, 프레스 성형 방법, 컴퓨터 프로그램 및 기록 매체를 제공할 수 있다.
B: 블랭크
B0: 기준 블랭크
P0: 기준 성형품
Bi: 수정 블랭크
Pi: 수정 성형품
α: 성형 불량 영역
αE: 단부 에지부
αS: 직선부
αC: 곡선부
ER: 대표 요소점
EF: 추종 요소점
I: 성형 불량 평가 지표
DT: 판 두께 분포
DS: 변형 분포

Claims (28)

  1. 재료 파라미터, 성형 조건 및 해석 모델에 기초하여, 기준 블랭크 B0을 기준 성형품 P0으로 성형하는 성형 해석을 행하고, 판 두께 분포 DT와 소성 변형 분포 DS를 취득하는 제1 연산 공정과;
    상기 제1 연산 공정에서 취득된 상기 판 두께 분포 DT와 상기 소성 변형 분포 DS에 기초하여, 상기 기준 블랭크 B0에 대하여 성형 불량 평가 지표 I를 취득하는 제1 성형 불량 평가 지표 취득 공정과;
    상기 기준 블랭크 B0 중, 상기 성형 불량 평가 지표 I가 소정의 역치를 초과하는 단부 에지부 αE를 포함하는 영역을 성형 불량 영역 α로서 추정하는 성형 불량 영역 추정 공정과;
    상기 단부 에지부 αE의 형상을 수정한 복수의 수정 블랭크 Bi(i=1, 2, 3…n)를 생성하는 수정 블랭크 생성 공정과;
    상기 재료 파라미터, 상기 성형 조건 및 상기 해석 모델에 기초하여, 상기 복수의 수정 블랭크 Bi를 수정 성형품 Pi로 성형하는 성형 해석을 행하고, 판 두께 분포 DT와 소성 변형 분포 DS를 취득하는 제2 연산 공정과;
    상기 제2 연산 공정에서 취득된 상기 판 두께 분포 DT와 상기 소성 변형 분포 DS에 기초하여, 상기 수정 성형품 Pi에 대하여 상기 성형 불량 평가 지표 I를 취득하는 제2 성형 불량 평가 지표 취득 공정과;
    상기 성형 불량 평가 지표 I의 최댓값이 가장 작은 상기 수정 블랭크 Bi의 형상을 프레스 성형에 제공되는 블랭크 B의 형상으로서 결정하는 블랭크 형상 결정 공정;
    을 구비하는 것을 특징으로 하는, 블랭크 형상 결정 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 성형 불량 영역 추정 공정에서는, 상기 성형 불량 영역 α에 포함되는 상기 단부 에지부 αE가, 직선부 αS와, 곡선부 αC를 포함하는 것을 특징으로 하는, 블랭크 형상 결정 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 수정 블랭크 생성 공정에서는, 상기 기준 블랭크 B0의 상기 단부 에지부 αE 중, 상기 곡선부 αC의 곡률로부터 추출되는 특이점을 포함하는 영역의 형상을 수정함으로써 상기 복수의 수정 블랭크 Bi를 생성하는 것을 특징으로 하는, 블랭크 형상 결정 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수정 블랭크 생성 공정에서는, 상기 성형 불량 영역 α에 포함되는 상기 단부 에지부 αE 중,
    상기 성형 불량 평가 지표 I가 상기 단부 에지부 αE에 있어서의 평균값보다 높은 요소점 중 적어도 일점을 대표 요소점 ER,
    상기 대표 요소점 ER 이외의 요소점을 추종 요소점 EF로서 설정하고,
    상기 대표 요소점 ER과 상기 추종 요소점 EF를 소정 방향으로 복수회에 걸쳐 이동시킴으로써 상기 복수의 수정 블랭크 Bi를 생성하는 것을 특징으로 하는, 블랭크 형상 결정 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 수정 블랭크 생성 공정에서는, 상기 소정 방향이, 상기 단부 에지부 αE의 상기 대표 요소점 ER에 있어서의 법선 방향인 것을 특징으로 하는, 블랭크 형상 결정 방법.
  6. 제4항에 있어서, 상기 수정 블랭크 생성 공정에서는, 상기 소정 방향으로 소정량씩 이동시킴으로써 상기 복수의 수정 블랭크 Bi를 생성하는 것을 특징으로 하는, 블랭크 형상 결정 방법.
  7. 제4항에 있어서, 상기 수정 블랭크 생성 공정에서는, 상기 대표 요소점 ER의 1회의 이동량이 상기 추종 요소점 EF의 1회의 이동량보다 작은 것을 특징으로 하는, 블랭크 형상 결정 방법.
  8. 제4항에 있어서, 상기 수정 블랭크 생성 공정에서는,
    상기 소정 방향으로 상기 대표 요소점 ER을 이동시킴에 따라 상기 성형 불량 평가 지표 I가 높아지는지 여부를 판정하고,
    상기 소정 방향으로 상기 대표 요소점 ER을 이동시킴에 따라 상기 성형 불량 평가 지표 I가 높아진다고 판정한 경우, 상기 소정 방향과는 반대 방향으로 상기 대표 요소점 ER을 이동시킴으로써 상기 복수의 수정 블랭크 Bi를 생성하는 것을 특징으로 하는, 블랭크 형상 결정 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 성형 불량이 신장 플랜지 파단이고,
    상기 성형 불량 평가 지표 I가 판 두께 감소율인 것을 특징으로 하는, 블랭크 형상 결정 방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 성형 불량이 신장 플랜지 파단이고,
    상기 성형 불량 평가 지표 I가 구멍 확장률인 것을 특징으로 하는, 블랭크 형상 결정 방법.
  11. 제1항에 있어서, 상기 성형 불량이 신장 플랜지 파단이고,
    상기 성형 불량 평가 지표 I가 최대 주변형 ε1과 파단 한계 주변형 ε1 *의 비교값인 것을 특징으로 하는, 블랭크 형상 결정 방법.
  12. 제1항에 있어서, 상기 성형 불량이 주름이고,
    상기 성형 불량 평가 지표 I가 판 두께 증가율인 것을 특징으로 하는, 블랭크 형상 결정 방법.
  13. 제1항에 기재된 블랭크 형상 결정 방법을 사용하여 얻어지는, 블랭크.
  14. 제13항에 기재된 블랭크를 프레스 성형하여 얻어지는, 프레스 성형품.
  15. 제13항에 기재된 블랭크를 프레스 성형하는 프레스 성형 공정을 구비하는, 프레스 성형 방법.
  16. 재료 파라미터, 성형 조건 및 해석 모델에 기초하여, 기준 블랭크 B0을 기준 성형품 P0으로 성형하는 성형 해석을 행하고, 판 두께 분포 DT와 소성 변형 분포 DS를 취득하는 제1 연산 처리와;
    상기 제1 연산 처리에서 취득된 상기 판 두께 분포 DT와 상기 소성 변형 분포 DS에 기초하여, 상기 기준 블랭크 B0에 대하여 성형 불량 평가 지표 I를 취득하는 제1 성형 불량 평가 지표 취득 처리와;
    상기 기준 블랭크 B0 중, 상기 성형 불량 평가 지표 I가 소정의 역치를 초과하는 단부 에지부 αE를 포함하는 영역을 성형 불량 영역 α로서 추정하는 성형 불량 영역 추정 처리와;
    상기 단부 에지부 αE의 형상을 수정한 복수의 수정 블랭크 Bi(i=1, 2, 3…n)를 생성하는 수정 블랭크 생성 처리와;
    상기 재료 파라미터, 상기 성형 조건 및 상기 해석 모델에 기초하여, 상기 복수의 수정 블랭크 Bi를 수정 성형품 Pi로 성형하는 성형 해석을 행하고, 판 두께 분포 DT와 소성 변형 분포 DS를 취득하는 제2 연산 처리와;
    상기 제2 연산 처리에서 취득된 상기 판 두께 분포 DT와 상기 소성 변형 분포 DS에 기초하여, 상기 수정 성형품 Pi에 대하여 상기 성형 불량 평가 지표 I를 취득하는 제2 성형 불량 평가 지표 취득 처리와;
    상기 성형 불량 평가 지표 I의 최댓값이 가장 작은 상기 수정 블랭크 Bi의 형상을 프레스 성형에 제공되는 블랭크 B의 형상으로서 결정하는 블랭크 형상 결정 처리;
    를 연산 장치에 실행시키는 것을 특징으로 하는, 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
  17. 제16항에 있어서, 상기 성형 불량 영역 추정 처리에서는, 상기 성형 불량 영역 α에 포함되는 상기 단부 에지부 αE가, 직선부 αS와, 곡선부 αC를 포함하는 것을 특징으로 하는, 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
  18. 제17항에 있어서, 상기 수정 블랭크 생성 처리에서는, 상기 기준 블랭크 B0의 상기 단부 에지부 αE 중, 상기 곡선부 αC의 곡률로부터 추출되는 특이점을 포함하는 영역의 형상을 수정함으로써 상기 복수의 수정 블랭크 Bi를 생성하는 것을 특징으로 하는, 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
  19. 제16항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수정 블랭크 생성 처리에서는, 상기 성형 불량 영역 α에 포함되는 상기 단부 에지부 αE 중,
    상기 성형 불량 평가 지표 I가 상기 단부 에지부 αE에 있어서의 평균값보다 높은 요소점 중 적어도 일점을 대표 요소점 ER,
    상기 대표 요소점 ER 이외의 요소점을 추종 요소점 EF로서 설정하고,
    상기 대표 요소점 ER과 상기 추종 요소점 EF를 소정 방향으로 복수회에 걸쳐 이동시킴으로써 상기 복수의 수정 블랭크 Bi를 생성하는 것을 특징으로 하는, 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
  20. 제19항에 있어서, 상기 수정 블랭크 생성 처리에서는, 상기 소정 방향이, 상기 단부 에지부 αE의 상기 대표 요소점 ER에 있어서의 법선 방향인 것을 특징으로 하는, 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
  21. 제19항에 있어서, 상기 수정 블랭크 생성 처리에서는, 상기 소정 방향으로 소정량씩 이동시킴으로써 상기 복수의 수정 블랭크 Bi를 생성하는 것을 특징으로 하는, 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
  22. 제19항에 있어서, 상기 수정 블랭크 생성 처리에서는, 상기 대표 요소점 ER의 1회의 이동량이 상기 추종 요소점 EF의 1회의 이동량보다 작은 것을 특징으로 하는, 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
  23. 제19항에 있어서, 상기 수정 블랭크 생성 처리에서는,
    상기 소정 방향으로 상기 대표 요소점 ER을 이동시킴에 따라 상기 성형 불량 평가 지표 I가 높아지는지 여부를 판정하고,
    상기 소정 방향으로 상기 대표 요소점 ER을 이동시킴에 따라 상기 성형 불량 평가 지표 I가 높아진다고 판정한 경우, 상기 소정 방향과는 반대 방향으로 상기 대표 요소점 ER을 이동시킴으로써 상기 복수의 수정 블랭크 Bi를 생성하는 것을 특징으로 하는, 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
  24. 제16항에 있어서, 상기 성형 불량이 신장 플랜지 파단이고,
    상기 성형 불량 평가 지표 I가 판 두께 감소율인 것을 특징으로 하는, 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
  25. 제16항에 있어서, 상기 성형 불량이 신장 플랜지 파단이고,
    상기 성형 불량 평가 지표 I가 구멍 확장률인 것을 특징으로 하는, 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
  26. 제16항에 있어서, 상기 성형 불량이 신장 플랜지 파단이고,
    상기 성형 불량 평가 지표 I가 최대 주변형 ε1과 파단 한계 주변형 ε1 *의 비교값인 것을 특징으로 하는, 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
  27. 제16항에 있어서, 상기 성형 불량이 주름이고,
    상기 성형 불량 평가 지표 I가 판 두께 증가율인 것을 특징으로 하는, 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
  28. 제16항에 기재된 컴퓨터 프로그램을 기록한 것을 특징으로 하는, 컴퓨터가 판독 가능한 기록 매체.
KR1020177025645A 2015-03-27 2016-03-24 블랭크 형상 결정 방법, 블랭크, 프레스 성형품, 프레스 성형 방법, 컴퓨터 프로그램 및 기록 매체 KR101968037B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2015-067159 2015-03-27
JP2015067159 2015-03-27
PCT/JP2016/059485 WO2016158699A1 (ja) 2015-03-27 2016-03-24 ブランク形状決定方法、ブランク、プレス成形品、プレス成形方法、コンピュータプログラム、および記録媒体

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170118132A KR20170118132A (ko) 2017-10-24
KR101968037B1 true KR101968037B1 (ko) 2019-04-10

Family

ID=57004991

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020177025645A KR101968037B1 (ko) 2015-03-27 2016-03-24 블랭크 형상 결정 방법, 블랭크, 프레스 성형품, 프레스 성형 방법, 컴퓨터 프로그램 및 기록 매체

Country Status (10)

Country Link
US (1) US10444732B2 (ko)
EP (1) EP3275565B1 (ko)
JP (1) JP6123951B2 (ko)
KR (1) KR101968037B1 (ko)
CN (1) CN107427885B (ko)
BR (1) BR112017017754A2 (ko)
CA (1) CA2977041A1 (ko)
MX (1) MX2017011889A (ko)
RU (1) RU2682735C1 (ko)
WO (1) WO2016158699A1 (ko)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020026356A1 (ja) * 2018-07-31 2020-02-06 日本製鉄株式会社 伸びフランジ成形工具及びこれを用いた伸びフランジ成形方法、並びに伸びフランジ付き部材
JP7280068B2 (ja) 2019-03-12 2023-05-23 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 検査装置および検査方法
US11651120B2 (en) * 2020-09-30 2023-05-16 GM Global Technology Operations LLC Method and system of reporting stretching failure in stamping die development
WO2024038850A1 (ja) * 2022-08-19 2024-02-22 Ｊｆｅスチール株式会社 プレス成形品の製造方法
JP7405319B1 (ja) 2022-08-19 2023-12-26 Ｊｆｅスチール株式会社 プレス成形品の製造方法
CN116727665B (zh) * 2023-08-14 2023-10-13 山西康腾威机械制造有限公司 一种自动化合金制造系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004342010A (ja) 2003-05-19 2004-12-02 Nissan Motor Co Ltd シミュレーション装置、シミュレーション方法、およびシミュレーションプログラム
JP2009061477A (ja) 2007-09-07 2009-03-26 Nippon Steel Corp 薄板プレス成形シミュレーションにおける伸びフランジ割れの推定方法
JP2009136880A (ja) 2007-12-03 2009-06-25 Tottori Univ 金属板体の成型支援システム
US20120123579A1 (en) 2010-11-17 2012-05-17 Autoform Engineering Gmbh Method and computing system for designing a sheet-metal-forming process

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU958010A1 (ru) * 1981-02-19 1982-09-15 Предприятие П/Я М-5671 Заготовка дл глубокой выт жки
IT1250369B (it) * 1991-12-23 1995-04-07 Fiat Auto Spa Stampo modello per la misurazione di valori di parametri inerenti l'imbutitura di fogli di lamiera e procedimento che lo utilizza.
JPH10166070A (ja) * 1996-12-06 1998-06-23 Mitsubishi Electric Corp プレス加工シミュレーション方法
JP4313507B2 (ja) 2000-08-23 2009-08-12 新日本製鐵株式会社 自動車客室構造部品用高強度鋼板とその製造方法
RU2192046C1 (ru) * 2001-09-24 2002-10-27 Баранов Александр Анатольевич Способ компьютерного проектирования конструкций и технологий изготовления многопараметрических изделий
JP4495623B2 (ja) 2005-03-17 2010-07-07 株式会社神戸製鋼所 伸びフランジ性および曲げ加工性に優れたアルミニウム合金板およびその製造方法
JP2008119736A (ja) 2006-11-14 2008-05-29 Kobe Steel Ltd プレス成形金型装置およびプレス成形方法
JP4959605B2 (ja) 2008-03-07 2012-06-27 新日本製鐵株式会社 プレス成形方法およびプレス成形用素板
CA2738821C (en) 2008-10-07 2013-08-06 Nippon Steel Corporation Method and apparatus for judging fracture of metal stamped product, program and computer-readable recording medium
JP5965159B2 (ja) * 2012-02-22 2016-08-03 東プレ株式会社 プレス部品の成形方法
JP5510533B1 (ja) 2012-12-17 2014-06-04 Ｊｆｅスチール株式会社 プレス成形方法
JP5910710B1 (ja) * 2014-12-02 2016-04-27 Ｊｆｅスチール株式会社 熱間プレス成形品の評価方法及び製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004342010A (ja) 2003-05-19 2004-12-02 Nissan Motor Co Ltd シミュレーション装置、シミュレーション方法、およびシミュレーションプログラム
JP2009061477A (ja) 2007-09-07 2009-03-26 Nippon Steel Corp 薄板プレス成形シミュレーションにおける伸びフランジ割れの推定方法
JP2009136880A (ja) 2007-12-03 2009-06-25 Tottori Univ 金属板体の成型支援システム
US20120123579A1 (en) 2010-11-17 2012-05-17 Autoform Engineering Gmbh Method and computing system for designing a sheet-metal-forming process

Also Published As

Publication number Publication date
MX2017011889A (es) 2017-12-04
CA2977041A1 (en) 2016-10-06
BR112017017754A2 (pt) 2018-04-03
RU2682735C1 (ru) 2019-03-21
CN107427885B (zh) 2020-03-10
WO2016158699A1 (ja) 2016-10-06
EP3275565A1 (en) 2018-01-31
JP6123951B2 (ja) 2017-05-10
US10444732B2 (en) 2019-10-15
JPWO2016158699A1 (ja) 2017-04-27
EP3275565A4 (en) 2018-12-05
CN107427885A (zh) 2017-12-01
KR20170118132A (ko) 2017-10-24
EP3275565B1 (en) 2021-09-08
US20180032057A1 (en) 2018-02-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101968037B1 (ko) 블랭크 형상 결정 방법, 블랭크, 프레스 성형품, 프레스 성형 방법, 컴퓨터 프로그램 및 기록 매체
KR102345288B1 (ko) 변형 한계의 평가 방법, 균열 예측 방법 및 프레스 금형의 설계 방법
JP5445381B2 (ja) 材料の曲げ破断予測方法および装置、ならびにプログラムおよび記録媒体
KR20080090551A (ko) 파단 예측 방법
Cai et al. Constitutive modeling of evolving plasticity in high strength steel sheets
JP5910803B2 (ja) 可塑性材料の評価方法及び可塑性材料の塑性加工の評価方法
US11016011B2 (en) Breaking prediction method, program, recording medium, and arithmetic processing device
JP2018020349A (ja) 金型の設計方法およびプレス成形品の製造方法
JP2010064138A (ja) 形状凍結性に優れる多段プレス成形方法
KR102225319B1 (ko) 금속판의 성형 방법, 중간 형상의 설계 방법, 금속판의 성형용 금형, 컴퓨터 프로그램, 및 기록 매체
JP2017006943A (ja) プレス成形品の製造方法
US20220234089A1 (en) Pressed component manufacturing method
KR102053370B1 (ko) 초고장력강판 금형 구조 설계 제작 시스템 및 방법
Stürmer et al. A study on drawbead restraining force effectiveness
US20200360981A1 (en) Press forming method, rigidity-improvement-position specifying method, press forming system, and press-formed product
WO2023037689A1 (ja) プレス成形割れ判定方法、プレス成形割れ判定装置及びプレス成形割れ判定プログラム、並びにプレス成形割れ抑制方法
TW201328909A (zh) 面板評估方法
JP6493331B2 (ja) プレス成形品の製造方法
KR20240046542A (ko) 프레스 성형 균열 판정 방법, 프레스 성형 균열 판정 장치 및 프레스 성형 균열 판정 프로그램, 그리고 프레스 성형 균열 억제 방법 및, 성형 한계 조건 도출 방법
Mohtar et al. AHSS auto stamping challenges: Rectifying springback

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant