KR102549984B1

KR102549984B1 - 스프링 백량 괴리 요인 부위 특정 방법 및 장치, 그리고 스프링 백량 괴리 요인 부위 특정 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독 가능한 매체

Info

Publication number: KR102549984B1
Application number: KR1020217034409A
Authority: KR
Inventors: 타케시 오가와; 마사키 우라베; 에이지 이이즈카
Original assignee: 제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Priority date: 2019-04-25
Filing date: 2020-04-16
Publication date: 2023-06-29
Also published as: JP6852750B2; CN113727790A; EP3960320A4; KR20210141681A; MX2021012954A; US20220219217A1; JP2020179409A; WO2020218145A1; CN113727790B; EP3960320A1

Abstract

CAE 해석과 실제의 성형품의 스프링 백량 괴리 요인 부위를 특정하는 스프링 백량 괴리 요인 부위 특정 방법 및 장치를 제공한다. 본 발명은, 프레스 성형품의 구동 응력 분포를 취득하는 성형품 구동 응력 분포 취득 스텝과, 스프링 백 해석의 구동 응력 분포를 취득하는 해석 구동 응력 분포 취득 스텝과, 해석 구동 응력 분포와 성형품 구동 응력 분포의 응력 차분 분포를 하사점의 성형품 형상으로 설정하는 응력 차분 분포 설정 스텝과, 당해 응력 차분 분포에 의한 스프링 백량을 취득하는 응력 차분 스프링 백량 취득 스텝과, 응력 차분 분포의 일부의 영역의 값을 변경하여 스프링 백량을 취득하는 변경 응력 차분 스프링 백량 취득 스텝과, 취득한 스프링 백량을 비교하여, 스프링 백량에 괴리가 생기는 요인이 되는 부위를 특정하는 스프링 백량 괴리 요인 부위 특정 스텝을 구비하고 있다.

Description

스프링 백량 괴리 요인 부위 특정 방법 및 장치, 그리고 스프링 백량 괴리 요인 부위 특정 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독 가능한 매체{SPRINGBACK AMOUNT DISCREPANCY FACTOR PORTION IDENTIFICATION METHOD AND APPARATUS, AND COMPUTER-READABLE MEDIUM STORING PROGRAM OF SPRINGBACK AMOUNT DISCREPANCY FACTOR PORTION IDENTIFICATION}

본 발명은, 실제 패널의 프레스 성형품의 스프링 백량(spring-back amount)과 CAE 해석의 스프링 백량에 괴리(discrepancy)가 생기는 요인이 되는 상기 프레스 성형품에 있어서의 부위를 특정하는 스프링 백량 괴리 요인 부위 특정 방법 및 장치에 관한 것이다.

금속판의 프레스 성형에 있어서의 성형품에 대해서는, 높은 형상 정밀도가 요구되고 있다. 요구되는 형상 정밀도를 만족시키기 위해, 프레스 성형 후에 금형으로부터 취출한 성형품이 탄성 변형함으로써 생기는 스프링 백을 저감시키는 것이 중요하다.

성형품의 하사점에 있어서의 내부 응력이 스프링 백의 거동에 영향을 미치기 때문에, 성형품의 어느 부위에 있어서의 응력이 스프링 백에 대하여 어떠한 영향을 미치는지를 파악하는 것은 스프링 백 대책을 강구하는 데에 유효하다.

그의 수법으로서, 특허문헌 1에 개시되는 프레스 성형 해석 방법에서는, 유한 요소법을 이용한 해석에 의해 해석을 행하고 있다.

특허문헌 1의 프레스 성형 해석 방법에 의하면, 「프레스 성형품인 성형 대상물의 어느 영역에 대해서의 잔류 응력 분포를 변경하는 전후에 있어서, 스프링 백에 관한 어느 정의된 양이 어떻게 변화하는지를 산출하기 때문에, 이 결과에 기초하여, 이형 전의 성형 대상물의 어느 영역의 잔류 응력의 스프링 백으로의 영향을 예측할 수 있다」(발명의 효과 참조)고 하고 있다.

특허문헌 1에 개시된 바와 같은 수법을 이용함으로써, 실제의 금형을 작성하기 전에 스프링 백 대책을 검토할 수 있어, 형상 정밀도를 확보하기 위한 금형 조정 작업을 대폭으로 저감할 수 있다.

그 외의 CAE 해석을 이용한 스프링 백의 요인 분석 방법으로서, 특허문헌 2에서는 이형 전의 잔류 응력과 이형 후의 잔류 응력으로부터 스프링 백(SB) 유효 응력을 산출하고, 당해 SB 유효 응력을 이용하여 요인 분석을 행함으로써, 보다 적절한 평가를 행하는 방법이 개시되어 있다.

전술한 방법은 CAE 해석에 있어서의 데이터 설정으로부터 산출한 응력 상태로부터 스프링 백 해석을 행하고 있다. 이에 대하여, 특허문헌 3에서는, 실제로 프레스 성형한 성형품의 표면 형상을 측정하여 작성한 측정 3차원 형상을 CAE 해석에 취입하고, 당해 측정 3차원 형상을 금형 모델에 의해 성형 하사점 상태까지 끼워 넣은 상태의 역학적 해석을 행하여 응력 분포 상태를 취득하고, 당해 응력 분포 상태를 이용하여 요인 분석을 행함으로써, 보다 정확한 평가를 행하는 방법이 개시되어 있다.

일본공개특허공보 2007-229724호 일본공개특허공보 2012-206158호 일본공개특허공보 2013-71120호

그러나, CAE 해석에 기초한 스프링 백 대책을 강구한 금형을 제작하여 프레스 성형을 행해도, 실제의 프레스 성형품에 강구한 대책으로 기대된 형상과는 상이한 형상이 되는 경우가 있다.

이는, 프레스 성형에 사용한 금형의 형상이나 여러 가지의 성형 조건에 따라, 금속판에 대하여 CAE 해석으로 상정한 성형 하중이 가해지지 않았던 경우나, CAE 해석이 이형 전의 응력 상태를 정확하게 재현할 수 없었던 경우 등에 일어날 수 있다. 그러한 경우에는 프레스 성형에 이용하는 금형이나 성형 조건을 조정하거나, CAE 해석상의 설정이나 금형 형상을 재검토하거나 할 필요가 있다.

그러한 조정 작업에 있어서는, CAE 해석에 의한 스프링 백 해석 결과와 실제의 성형품의 스프링 백량의 괴리 요인이, 성형품의 어느 부위에서 발생하고 있는지를 특정하는 것이 요구된다. 특허문헌 1 내지 3에 개시되어 있는 방법은 스프링 백 그 자체의 발생 요인이 되는 부위를 특정하는 것으로서, CAE 해석과 실제 스프링 백량의 괴리 요인이 되는 부위를 특정하는 것은 아니었다.

또한, CAE 해석을 이용한 스프링 백 대책의 유용성을 담보하기 위해서는, 스프링 백 해석의 재현성을 향상시켜, 실제의 성형품의 스프링 백과 괴리하지 않도록 하는 것이 요구된다. 그를 위해서도, 성형품에 있어서 괴리 요인이 되는 부위를 특정하는 것이 필요하다.

본 발명은, 상기와 같은 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 실제 패널의 프레스 성형품의 스프링 백량과 CAE 해석의 스프링 백량에 괴리가 생기는 요인이 되는 상기 프레스 성형품에 있어서의 부위를 특정하는 스프링 백량 괴리 요인 부위 특정 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

(1) 본 발명에 따른 스프링 백량 괴리 요인 부위 특정 방법은, 실제 패널을 프레스 성형한 프레스 성형품에 생기는 스프링 백량과, 상기 프레스 성형품과 동(同)형상의 해석 모델에 대해서 스프링 백 해석을 행했을 때의 스프링 백량에 괴리가 생기는 경우에 있어서, 당해 괴리가 생기는 요인이 되는 성형품 형상에 있어서의 부위를 특정하는 것으로서, 상기 프레스 성형품의 이형 후에 있어서의 표면 형상을 측정하여 취득한 3차원 형상 측정 데이터로부터 프레스 성형품 모델을 작성하고, 당해 프레스 성형품 모델을 금형 모델에 의해 하사점까지 끼워 넣은 상태의 역학적 해석을 행하여, 성형 하사점에 있어서의 응력 분포를 상기 프레스 성형품의 스프링 백에 기여한 구동 응력 분포로서 취득하는 성형품 구동 응력 분포 취득 스텝과, 상기 스프링 백 해석에 있어서의 하사점 응력 분포 및 이형 후의 잔류 응력 분포를 취득하고, 당해 하사점 응력 분포와 이형 후의 잔류 응력 분포의 차분을 스프링 백 해석에 있어서의 구동 응력 분포로서 취득하는 해석 구동 응력 분포 취득 스텝과, 당해 해석 구동 응력 분포 취득 스텝에서 취득한 해석 구동 응력 분포와 상기 성형품 구동 응력 분포 취득 스텝에서 취득한 성형품 구동 응력 분포의 차분으로부터 응력 차분 분포를 취득하여, 상기 스프링 백 해석에 있어서의 하사점의 성형품 형상으로 상기 응력 차분 분포를 설정하는 응력 차분 분포 설정 스텝과, 당해 설정한 응력 차분 분포에 기초하여 스프링 백 해석을 행하여 스프링 백량을 취득하는 응력 차분 스프링 백량 취득 스텝과, 상기 응력 차분 분포 설정 스텝에서 설정한 상기 응력 차분 분포 중, 일부의 영역의 응력 차분의 값을 변경하여, 당해 변경한 응력 차분 분포에 기초하여 스프링 백 해석을 행하여 스프링 백량을 취득하는 변경 응력 차분 스프링 백량 취득 스텝과, 당해 변경 응력 차분 스프링 백량 취득 스텝 및 상기 응력 차분 스프링 백량 취득 스텝에서 취득한 스프링 백량을 비교하여, 상기 프레스 성형품과 상기 스프링 백 해석의 스프링 백량에 괴리가 생기는 요인이 되는 성형품 형상에 있어서의 부위를 특정하는 스프링 백량 괴리 요인 부위 특정 스텝을 구비하고 있다.

(2) 또한, 상기 (1)에 기재된 것에 있어서, 상기 변경 응력 차분 스프링 백량 취득 스텝에 있어서의 응력 차분의 값의 변경은, 상기 응력 차분 분포에 대하여 적어도 1방향의 성분을, 소거하거나, 정수배하거나, 정수를 가산하거나, 정수승(定數乘)하거나, 피가공재의 판두께 방향의 평균값으로 치환하거나, 피가공재의 판두께 방향의 중앙값으로 치환하는 것 중 어느 하나이다.

(3) 본 발명에 따른 스프링 백량 괴리 요인 부위 특정 장치는, 실제 패널을 프레스 성형한 프레스 성형품에 생기는 스프링 백량과, 상기 프레스 성형품과 동형상의 해석 모델에 대해서 스프링 백 해석을 행했을 때의 스프링 백량에 괴리가 생기는 경우에 있어서, 당해 괴리가 생기는 요인이 되는 성형품 형상에 있어서의 부위를 특정하는 것으로서, 상기 프레스 성형품의 이형 후에 있어서의 표면 형상을 측정하여 취득한 3차원 형상 측정 데이터로부터 프레스 성형품 모델을 작성하고, 당해 프레스 성형품 모델을 금형 모델에 의해 하사점까지 끼워 넣은 상태의 역학적 해석을 행하여, 성형 하사점에 있어서의 응력 분포를 상기 프레스 성형품의 스프링 백에 기여한 구동 응력 분포로서 취득하는 성형품 구동 응력 분포 취득 수단과, 상기 스프링 백 해석에 있어서의 하사점 응력 분포 및 이형 후의 잔류 응력 분포를 취득하고, 당해 하사점 응력 분포와 이형 후의 잔류 응력 분포의 차분을 스프링 백 해석에 있어서의 구동 응력 분포로서 취득하는 해석 구동 응력 분포 취득 수단과, 당해 해석 구동 응력 분포 취득 수단으로 취득한 해석 구동 응력 분포와 상기 성형품 구동 응력 분포 취득 수단으로 취득한 성형품 구동 응력 분포의 차분으로부터 응력 차분 분포를 취득하여, 상기 스프링 백 해석에 있어서의 하사점의 성형품 형상으로 상기 응력 차분 분포를 설정하는 응력 차분 분포 설정 수단과, 당해 설정한 응력 차분 분포에 기초하여 스프링 백 해석을 행하여 스프링 백량을 취득하는 응력 차분 스프링 백량 취득 수단과, 상기 응력 차분 분포 설정 수단으로 설정한 상기 응력 차분 분포 중, 일부의 영역의 응력 차분의 값을 변경하여, 당해 변경한 응력 차분 분포에 기초하여 스프링 백 해석을 행하여 스프링 백량을 취득하는 변경 응력 차분 스프링 백량 취득 수단과, 당해 변경 응력 차분 스프링 백량 취득 수단 및 상기 응력 차분 스프링 백량 취득 수단으로 취득한 스프링 백량을 비교하여, 상기 프레스 성형품과 상기 스프링 백 해석의 스프링 백량에 괴리가 생기는 요인이 되는 성형품 형상에 있어서의 부위를 특정하는 스프링 백량 괴리 요인 부위 특정 수단을 구비하고 있다.

(4) 또한, 상기 (3)에 기재된 것에 있어서, 상기 변경 응력 차분 스프링 백량 취득 수단에 있어서의 응력 차분의 값의 변경은, 상기 응력 차분 분포에 대하여 적어도 1방향의 성분을, 소거하거나, 정수배 하거나, 정수를 가산하거나, 정수승하거나, 피가공재의 판두께 방향의 평균값으로 치환하거나, 피가공재의 판두께 방향의 중앙값으로 치환하는 것 중 어느 하나이다.

본 발명에 의하면, CAE 해석에 의한 스프링 백 해석과 실제의 성형품에 생긴 스프링 백량의 괴리의 요인이 되는 부위를 특정할 수 있기 때문에, 실제의 프레스 성형 금형이나 성형 조건을 조정하는 작업의 부하를 저감하여, CAE 해석을 이용한 스프링 백 대책의 유용성을 향상시킬 수 있다.

도 1은, 본 실시 형태 1에 따른 스프링 백량 괴리 요인 부위 특정 방법의 처리의 흐름을 나타내는 플로우도이다.
도 2는, 본 실시 형태 1에 있어서의 프레스 성형품을 설명하는 도면이다.
도 3은, 본 실시 형태 1에 있어서, CAE 해석에 있어서의 구동 응력 분포를 나타내는 도면이다.
도 4는, 본 실시 형태 1에 있어서, 실제 패널에 있어서의 구동 응력 분포를 나타내는 도면이다.
도 5는, 본 실시 형태 1에 있어서, CAE 해석에 있어서의 구동 응력 분포 (a)와, 실제 패널에 있어서의 구동 응력 분포 (b)와, CAE 해석과 실제 패널의 구동 응력 차분 분포 (c)를 나타내는 도면이다.
도 6은, CAE 해석과 실제 패널의 구동 응력 차분 분포 (a)와, 당해 구동 응력 차분 분포에 기초하는 스프링 백 해석에 의해 산출한 변위 (b)를 나타내는 도면이다.
도 7은, 본 실시 형태 1에 있어서의 스프링 백 해석에 있어서의 고정점과 당해 스프링 백 해석에 의해 구한 변위의 해석 결과를 나타내는 도면이다.
도 8은, 본 실시 형태 1에 있어서 스프링 백량인 수진(首振)량(amount of swing)과 튐량(amount of rebound)의 산출 방법을 설명하는 도면이다.
도 9는, 본 실시 형태 1에 있어서, 성형품의 영역 분할을 설명하는 도면이다.
도 10은, 본 실시 형태 1에 있어서, 응력 차분을 변경하는 영역 (a)와, 당해 영역의 응력 차분을 변경하여 스프링 백 해석에 의해 산출한 변위 (b)를 나타내는 도면이다(그의 1).
도 11은, 본 실시 형태 1에 있어서, 응력 차분을 변경하는 영역 (a)와, 당해 영역의 응력 차분을 변경하여 스프링 백 해석에 의해 산출한 변위 (b)를 나타내는 도면이다(그의 2).
도 12는, 본 실시 형태 1에 있어서, 응력 차분을 변경하는 영역 (a)와, 당해 영역의 응력 차분을 변경하여 스프링 백 해석에 의해 산출한 변위 (b)를 나타내는 도면이다(그의 3).
도 13은, 본 실시 형태 1에 있어서, 응력 차분을 변경하는 영역 (a)와, 당해 영역의 응력 차분을 변경하여 스프링 백 해석에 의해 산출한 변위 (b)를 나타내는 도면이다(그의 4).
도 14는, 본 실시 형태 1에 있어서, 응력 차분을 소거한 영역과, 당해 응력 차분을 소거했을 때의 스프링 백에 의해 생기는 수진량의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 15는, 본 실시 형태 1에 있어서, 응력 차분을 소거한 영역과, 당해 응력 차분을 소거했을 때의 스프링 백에 의해 생기는 튐량의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 16은, CAE 해석의 성형 하사점에 있어서의 응력 분포를 실제 패널의 응력 분포로 치환하는 영역과, 당해 응력 분포를 변경했을 때의 CAE 해석과 실제 패널의 수진의 괴리량을 나타내는 그래프이다.
도 17은, CAE 해석의 성형 하사점에 있어서의 응력 분포를 실제 패널의 응력 분포로 치환하는 영역과, 당해 응력 분포를 변경했을 때의 CAE 해석과 실제 패널의 튐의 괴리량을 나타내는 그래프이다.
도 18은, 본 실시 형태 2에 따른 스프링 백량 괴리 요인 부위 특정 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.

(발명을 실시하기 위한 형태)

본 발명의 실시 형태에 따른 스프링 백량 괴리 요인 부위 특정 방법을 설명하기 전에, 우선 본 발명에 이른 경위에 대해서 설명한다.

＜본 발명에 이른 경위＞

도 2에 일 예로서 나타내는 바와 같은 프레스 성형품(10)의 프레스 성형에 있어서는, 프레스 성형 전에 행하는 스프링 백 해석(CAE 해석이라고도 함)에 의해 산출된 스프링 백량과 실제로 프레스 성형된 프레스 성형품(실제 패널이라고도 함)의 스프링 백량에 차(괴리)가 생기는 경우가 있었다. 이러한 CAE 해석과 실제 패널에 스프링 백량의 괴리가 생기는 요인이 되는 부위는, 스프링 백 그 자체가 발생하는 요인이 되는 부위와는 상이한 경우가 있다. 그 때문에, 스프링 백이 발생하는 요인이 되는 부위에 어떠한 대책을 실시하여 스프링 백을 저감했다고 해도, CAE 해석과 실제 패널의 사이에 생기는 스프링 백량의 괴리를 저감하는 것에는 이르지 않는다는 문제가 있었다.

그래서 발명자는, 이러한 문제를 해결하기 위해 예의 검토했다. 그 결과, 스프링 백량의 괴리의 요인이, CAE 해석에 있어서의 스프링 백에 기여한 응력과, 실제 패널에 있어서의 스프링 백에 기여한 응력의 차이에 기인하는 것은 아닐까라고 착상하기에 이르렀다.

그래서, 이 착상의 타당성을 검증하기 위해, 도 2에 나타내는 해트 단면 형상의 프레스 성형품(10)에 대해서, CAE 해석 및 실제 패널의 각각에 대해서 스프링 백에 기여한 응력(이후, 구동 응력 분포라고도 함)을 구하여, CAE 해석에 있어서의 구동 응력 분포와 실제 패널에 있어서의 구동 응력 분포의 차분(이후, 응력 차분 분포라고도 함)을 산출하고, 당해 응력 차분 분포를 CAE 해석의 성형 하사점에 있어서의 응력 분포로 치환하여 스프링 백 해석을 행했다(구동 응력 산출 방법에 대해서는 후술하는 실시 형태에서 자세하게 설명함).

스프링 백량으로서, 길이 방향 단부의 판 폭 방향으로의 변위량인 수진량과, 성형 스트로크 방향으로의 변위량인 튐량(도 8 참조)을 산출하여, CAE 해석과 실제 패널의 스프링 백량의 차(괴리량)와 비교한 결과를 표 1에 나타낸다.

표 1에 나타내는 바와 같이, CAE 해석과 실제 패널의 스프링 백량의 차와 응력 차분 분포를 설정한 스프링 백 해석에 의해 얻어진 스프링 백량은 거의 동일한 값이 되는 것이 확인되었다. 즉, CAE 해석과 실제 패널의 구동 응력 분포의 차이인 응력 차분이, 스프링 백량의 괴리의 원인이라고 생각해도 좋다는 인식이 얻어졌다.

본 발명에 따른 스프링 백량 괴리 요인 부위 특정 방법은, 상기의 경위에 의해 완성된 것으로서, 그의 구체적인 방법을 이하의 실시 형태에서 설명한다.

또한, 이하의 설명에 있어서, 「하사점」이란, 펀치와 다이가 블랭크를 사이에 두고 접촉한 상태(CAE 해석에 있어서는 성형이 완료된 상태)를 나타낸다. 「성형 하사점」이란, 실제의 프레스 금형으로 성형 완료한 상태를 나타낸다. 「해석 하사점」이란, CAE 해석으로의 성형을 완료한 상태를 나타낸다.

[실시 형태 1]

본 발명의 실시 형태 1에 따른 스프링 백량 괴리 요인 부위 특정 방법은, 실제 패널을 프레스 성형한 프레스 성형품과 스프링 백 해석의 스프링 백량에 괴리가 생기는 경우에 있어서, 당해 스프링 백량에 괴리가 생기는 요인이 되는 성형품 형상에 있어서의 부위를 특정하는 것이다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 성형품 구동 응력 분포 취득 스텝 S1과, 해석 구동 응력 분포 취득 스텝 S3과, 응력 차분 분포 설정 스텝 S5와, 응력 차분 스프링 백량 취득 스텝 S7과, 변경 응력 차분 스프링 백량 취득 스텝 S9와, 스프링 백량 괴리 요인 부위 특정 스텝 S11을 구비한 것이다.

도 2에 나타내는 바와 같은 해트 단면 형상의 프레스 성형품(10)을 프레스 성형하는 경우를 예로 하여, 상기의 각 스텝을 설명한다.

본 실시 형태에 있어서의 CAE 해석에서는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 다이(5)와 펀치(7)로 이루어지는 금형 모델(3)에 의해 피가공재(강판)인 블랭크 모델(9)을 사이에 두는 프레스 성형 해석을 실시한다. 프레스 성형 해석에 있어서는, 도 2에 나타내는 바와 같이 위치 결정 핀에 의해 성형 과정에 있어서 블랭크 모델(9)을 고정하는 것으로 하고, 블랭크 모델(9)의 요소 사이즈를 약 1㎜, 해석 조건으로서, 블랭크 모델(9)과 금형 모델(3)의 사이의 마찰 계수를 0.15, 성형 하사점 위치를 상하 금형의 모델의 틈이 1.45㎜가 되는 위치로 했다. 피가공재는, 판두께 1.4㎜의 980㎫급 GA 강판으로 했다.

또한, 본 실시 형태에 있어서의 실제 패널은 CAE 해석에 설정한 성형 조건과 동일한 조건하에서 프레스 성형을 행하여 성형한 것으로 한다.

＜성형품 구동 응력 분포 취득 스텝＞

성형품 구동 응력 분포 취득 스텝 S1은, 실제 패널의 구동 응력 분포를 취득하는 스텝이다.

구체적으로는, 전술한 바와 같은 CAE 해석에 설정한 성형 조건과 동일한 조건으로 프레스 성형을 행하여 실제 패널을 성형한다. 그 후, 당해 실제 패널의 이형 후에 있어서의 표면 형상을 측정하여 취득한 3차원 형상 측정 데이터로부터 프레스 성형품 모델을 작성하고, 당해 프레스 성형품 모델을 도 2에 나타낸 금형 모델(3)에 의해 성형 하사점까지 끼워 넣은 상태의 역학적 해석을 행하여 도 4에 나타낸 바와 같은 응력 분포를 취득하는 것이다.

상기 역학적 해석으로서 탄성 유한 요소 해석을 행한다. 당해 탄성 유한 요소 해석에 의해 얻어진 응력 분포는 실제 패널의 스프링 백에 기여한 응력, 즉, 실제 패널의 구동 응력에 상당한다.

여기에서, 실제 패널의 3차원 형상의 측정, 프레스 성형품 모델의 작성 및 탄성 유한 요소 해석의 구체적인 방법으로서는, 예를 들면, 특허문헌 3에 기재되어 있는 방법을 이용할 수 있다.

＜해석 구동 응력 분포 취득 스텝＞

해석 구동 응력 분포 취득 스텝 S3은, CAE 해석(스프링 백 해석)에 있어서의 하사점 응력 분포 및 이형 후의 잔류 응력을 각각 취득하여, 그의 차분으로부터 CAE 해석에 있어서의 구동 응력을 취득하는 스텝이다.

프레스 성형품의 하사점에 있어서의 응력이 스프링 백의 거동에 영향을 미치는 것이지만, 금형으로부터 이형한 후의 프레스 성형품에도 응력이 잔류하고 있다. 즉, 이형 전의 응력의 모든 것이 스프링 백에 기여하는 것이 아니라, 이형 후의 스프링 백이 생긴 프레스 성형품에 잔류하는 응력은 스프링 백에 기여하지 않았던 것이라고 생각된다.

성형품 구동 응력 분포 취득 스텝 S1에서 취득한 구동 응력(스프링 백에 기여한 응력)과의 정확한 비교 분석을 행하기 위해서는 CAE 해석에 있어서의 구동 응력을 산출할 필요가 있다.

그래서, 해석 구동 응력 분포 취득 스텝 S3에서는, 도 2에 나타낸 금형 모델(3) 및 블랭크 모델(9)을 이용하여 CAE 해석을 행하고, 이형 전(하사점)에 있어서의 프레스 성형품의 응력 및 이형 후(스프링 백 후)에 있어서의 프레스 성형품의 잔류 응력을 취득하고, 하사점의 응력으로부터 이형 후의 잔류 응력을 뺌으로써 도 3에 나타낸 바와 같은 CAE 해석에 있어서의 구동 응력 분포(이후, 간단히 응력 분포라고도 함)를 산출하도록 했다.

또한, 해석 구동 응력 분포 취득 스텝 S3은, 컴퓨터가 CAE 해석을 행하는 것이다. CAE 해석에는, 예를 들면, 유한 요소법 해석 소프트웨어를 이용할 수 있다. 본 실시 형태에서는, 시판의 유한 요소법 해석 소프트웨어인 LS-DYNA Ver.971을 컴퓨터상에서 실행함으로써 해석을 행하고, 솔버에는 동적 양해법을 적용했다.

본 발명은, 도 2에 나타내는 바와 같은 금형 모델(3)을 이용하는 것이나, 해트 단면 형상의 프레스 성형품(10)을 성형 대상으로 하는 것에 한정하지 않고, 성형 대상에 따라서 금형 모델이나 프레스 성형품 등을 적절히 설정할 수 있다.

또한, 이형 후의 잔류 응력을 거의 무시할 수 있는 바와 같은 작은 값이었을 경우에는, 해석 하사점의 응력 분포의 전부가 스프링 백에 기여한다고 간주하고, 하사점에 있어서의 응력 분포를 해석 구동 응력 분포로 해도 좋다.

＜응력 차분 분포 설정 스텝＞

응력 차분 분포 설정 스텝 S5는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 해석 구동 응력 분포 취득 스텝 S3에서 산출한 응력 분포(도 3, 도 5(a))와 성형품 구동 응력 분포 취득 스텝 S1에서 산출한 응력 분포(도 4, 도 5(b))의 차분을 응력 차분 분포로서 산출하고(도 5(c)), 산출한 응력 차분 분포를, CAE 해석의 하사점 형상에 있어서의 응력 분포로 설정하는 스텝이다.

또한, 도 5에 나타내는 각 응력 분포는 응력의 크기의 차이가 색의 농담으로 나타나 있다. 도 5(c)는, 도 5(a) 및 도 5(b)보다도 색 표시의 레인지폭을 작게 설정한 것이다. 이와 같이 함으로써, 응력차가 큰 부분(흑 또는 백에 가까운 부분)과 응력차가 작은 부분(도면 중 우측의 그레이 스케일 중간색에 가까운 부분)을 보다 구별하기 쉽게 하고 있다.

＜응력 차분 스프링 백량 취득 스텝＞

응력 차분 스프링 백량 취득 스텝 S7은, 응력 차분 분포 설정 스텝 S5에서 설정한 응력 차분 분포를 이용하여 스프링 백 해석을 행하고, 거기서 생기는 스프링 백량을 산출하는 스텝이다.

본 실시 형태에서는, 응력 차분 분포가 설정된 하사점 형상의 프레스 성형품(10)(도 6(a))에 대하여 스프링 백 해석을 행하고, 당해 스프링 백 해석에 의해 스프링 백 후의 변위(도 6(b))를 산출한다. 스프링 백 해석에 있어서는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 성형품의 일단측에 형성한 3개소를 고정점으로 고정하고, 스프링 백에 의한 변위를 산출했다.

다음으로, 도 8에 나타내는 바와 같이, 스프링 백 해석에 의해 산출한 변위에 기초하여, 수진량(도 8(a)) 및 튐량(도 8(b))을 산출했다. 본 실시 형태에 있어서, 수진량은, 도 8(a)에 나타내는 바와 같이, 프레스 성형품(10)의 타단측에 형성한 2개소의 평가점 어느 쪽인가의 스프링 백에 의한 도면 중 화살표 방향으로의 이동량(화살표의 방향을 정(正))으로 하고, 튐량은, 도 8(b)에 나타내는 바와 같이, 2개의 평가점의 중점에 있어서의 성형 스트로크 방향의 변위량(다이(5)로부터 떨어지는 방향을 정)으로 했다.

＜변경 응력 차분 스프링 백량 취득 스텝＞

변경 응력 차분 스프링 백량 취득 스텝 S9는, 응력 차분 분포 설정 스텝 S5에서 설정한 응력 차분 분포 중, 프레스 성형품(10)에 있어서의 일부분의 어느 부위의 응력 차분의 값을 변경하고, 변경한 응력 차분 분포(변경 응력 차분 분포)로부터, 스프링 백 해석을 행하고, 거기서 생기는 스프링 백량을 산출하는 스텝이다.

본 실시 형태에서는, 도 9에 나타내는 바와 같이, 프레스 성형품(10)을 복수의 영역으로 분할(길이 방향으로 A∼F의 6분할, 폭 방향으로 1∼3의 3분할)하고, 각 영역에 있어서의 응력 차분을 소거, 즉, 응력 차분의 값을 제로로 한다. 또한, 응력 차분을 소거하는 영역은, 반드시 1영역일 필요는 없고, 복수의 영역의 응력 차분을 소거해도 좋다.

어느 영역의 값을 소거한 후, 스프링 백 해석을 행하여, 스프링 백량으로서 도 8에 나타낸 수진량과 튐량을 각각 산출한다.

도 10에, 응력 차분 분포 설정 스텝 S5에서 설정한 응력 차분 분포로부터 영역 1(도 10(a) 참조)에 있어서의 응력 차분을 소거(응력 차분의 값을 제로)하고, 스프링 백 해석을 행하여 산출한 변위(도 10(b) 참조)를 나타낸다. 산출한 변위에 기초하여 스프링 백량(수진량, 튐량)을 산출했다. 영역 2, 영역 3에 대해서도 마찬가지로 스프링 백량을 산출했다(도시는 생략).

마찬가지로, 도 11에, 응력 차분 분포 설정 스텝 S5에서 설정한 응력 차분 분포로부터 영역 A(도 11(a) 참조)에 있어서의 응력 차분을 소거(응력 차분의 값을 제로)하고, 스프링 백 해석을 행하여 산출한 변위(도 11(b) 참조)를 나타낸다. 산출한 변위에 기초하여 스프링 백량(수진량, 튐량)을 산출했다. 영역 B∼F에 대해서도 마찬가지로 스프링 백량을 산출했다(도시는 생략).

또한, 도 12, 도 13에, 응력 차분 분포 설정 스텝 S5에서 설정한 응력 차분 분포로부터 영역 A-1, 영역 A-3(도 12(a), 도 13(a) 참조)에 있어서의 응력 차분을 소거(응력 차분의 값을 제로)하고, 스프링 백 해석을 행하여 산출한 변위(도 12(b), 도 13(b) 참조)를 나타낸다. 산출한 변위에 기초하여 스프링 백량(수진량, 쳐 양)을 산출했다. 영역 A-1∼영역 F-3에 대해서도 마찬가지로 스프링 백량을 산출했다(도시는 생략).

＜스프링 백량 괴리 요인 부위 특정 스텝＞

스프링 백량 괴리 요인 부위 특정 스텝 S11은, 응력 차분 스프링 백량 취득 스텝 S7 및 변경 응력 차분 스프링 백량 취득 스텝 S9에서 산출한 스프링 백량에 기초하여, CAE 해석과 실제 패널에서 스프링 백량에 괴리가 생기는 요인이 되는 부위를 특정하는 스텝이다.

도 14에, 응력 차분 스프링 백량 취득 스텝 S7 및 변경 응력 차분 스프링 백량 취득 스텝 S9에서 산출한 수진량의 결과를 나타낸다. 도 14에 있어서, base는, 응력 소거를 행하고 있지 않은 응력 차분 분포에 의한 수진량이고, 1∼3, A∼F, A-1∼F-3은, 각 영역의 응력 차분을 소거한 변경 응력 차분 분포에 의한 수진량이다.

응력 차분을 변경하지 않는 경우의 수진량(base)은, －10.7㎜이다. 이에 대하여, 응력 소거 영역이 영역 1∼3인 수진량을 보면, 영역 2만 영역 1, 3에 비해 base로부터의 변화가 큰 것을 알 수 있다.

마찬가지로, 응력 소거 영역이 영역 A∼F인 수진량을 보면, 영역 D 및 영역 E가 다른 영역에 비해 base로부터의 변화가 큰 것을 알 수 있다.

다음으로, 더욱 세분화한 영역인 영역 A-1∼영역 F-3을 응력 소거한 경우의 수진량을 보면, 영역 D-2 및 영역 E-2의 수진량이 응력 소거를 행하고 있지 않은 base에 비해 저감하고 있는 것을 알 수 있다. 이와 같이, 어느 영역의 응력 차분을 소거한 것에 의해 수진량이 저감하는 것은, 당해 영역이 수진량의 괴리에 크게 영향을 미치는 것을 나타내고 있다.

전술한 영역 2 및 영역 D, E에 있어서도 변화가 컸던 점에서도 이는 타당한 결과이며, 영역 D-2 및 영역 E-2가, CAE 해석과 실제 패널의 수진량에 괴리를 일으키게 하는 부위이라고 특정할 수 있다.

또한, 영역 D-2 및 영역 E-2 이외의 영역에 있어서의 수진량은, 응력 차분을 변경하지 않는 경우의 수진량(base)과 동정도인 점에서, 이들 영역은, CAE 해석과 실제 패널의 수진량의 괴리에 대한 영향이 작은 부위라고 판단된다.

튐량에 관해서도 마찬가지로, 산출한 결과를 도 15에 나타낸다.

응력 차분을 변경하지 않는 경우의 튐량(base)은, 4.2㎜이다. 이에 대하여, 응력 소거 영역이 영역 1∼3인 튐량을 보면, 영역 2(－8.3㎜)만 영역 1(4.8㎜), 영역 3(7.5㎜)에 비해 base로부터의 변화가 큰 것을 알 수 있다.

마찬가지로, 응력 소거 영역이 영역 A∼F인 튐량을 보면, 영역 D(－2.9㎜) 및 영역 F(－0.9㎜)가 다른 영역에 비해 base로부터의 변화가 큰 것을 알 수 있다.

다음으로, 더욱 세분화한 영역인 영역 A-1∼영역 F-3을 응력 소거한 경우의 튐량을 보면, 영역 F-2의 튐량(0.1㎜)이 응력 소거를 행하고 있지 않은 base에 비해 크게 저감하고 있고, 튐이 거의 생기지 않은 것을 알 수 있다. 수진량과 마찬가지로, 어느 영역의 응력 차분을 소거한 것에 의해 튐량이 저감하는 것은, 당해 영역이 튐량의 괴리에 크게 영향을 미치는 것을 나타내고 있다.

영역 2 및 영역 F에 있어서도 튐량의 변화가 컸던 점에서도 이는 타당한 결과이며, 영역 F-2가, CAE 해석과 실제 패널의 튐량에 괴리를 일으키게 하는 부위라고 특정할 수 있다.

영역 2 및 영역 D도 base로부터의 변화가 컸지만, 세분화한 영역 D-2의 응력을 소거한 경우의 결과를 보면 튐량이 ―4.6㎜가 되어 있고, 응력 소거를 행하지 않은 base의 튐량 4.2㎜와 비교하면, 튐 방향이 역방향이 되고, 또한, 튐량이 증가하고 있다.

이는, 영역 D-2에 있어서의 응력 차분을 소거함으로써, 당해 영역이 튐량을 더욱 괴리시키기 쉬운 부위인 것을 나타내는 것이다. 즉, 영역 D-2는 응력 차분이 있음으로써 튐량의 괴리를 억제하는 부위로서, 괴리를 일으키게 하는 부위가 아니라고 판단된다.

또한, 본 실시 형태에서는 도 14, 도 15에 나타내는 바와 같이, 세분화한 영역 A-1∼F-3의 전부에 있어서 응력 소거를 행한 경우의 스프링 백량을 산출했지만, 전술한 바와 같이 영역 1∼3, 영역 A∼F의 결과로부터, 영향이 크다고 상정되는 영역을 좁힐 수 있기 때문에, 그 영역만 더욱 세분화한 경우의 결과를 구하도록 해도 좋다. 복잡한 형상의 프레스 성형품은 분할 영역을 많게 하여 더욱 세분화할 필요가 있고, 모든 세분화 영역에 있어서 결과를 구하는 것은 시간을 필요로 한다. 그 때문에, 큰 영역 분할로부터 괴리에 영향이 있을만한 부위를 좁히면서 분석을 행함으로써, 괴리 요인 부위 특정까지의 시간을 단축할 수 있다.

다음으로, 본 실시 형태에 따른 스프링 백량 괴리 요인 부위 특정 방법에 의해 특정된 부위가, CAE 해석과 실제 패널의 스프링 백량에 괴리가 생기는 요인이 되는 부위라고 판단하는 것의 타당성에 대해서 설명한다.

전술과 같이, 도 2에 나타내는 프레스 성형품(10)을 성형할 때에 있어서, 프레스 성형품(10)에 있어서의 영역 D-2 및 영역 E-2가, CAE 해석과 실제 패널의 수진량에 괴리가 생기는 요인이 되는 부위라고 특정되었다. 또한, 영역 F-2가, 튐량에 괴리가 생기는 요인이 되는 부위라고 특정되었다.

그래서, CAE 해석에 의해 얻어진 구동 응력 분포(도 3 참조)에 있어서의, 상기 특정된 각 부위의 구동 응력을, 이에 대응하는 실제 패널의 각 부위의 구동 응력 분포로 치환하여, 스프링 백 해석을 행하고, 스프링 백량의 괴리가 저감하는지 어떤지에 대해서 검증했다.

우선, CAE 해석과 실제 패널의 수진의 괴리량이 저감하는지 어떤지를 검증한 결과를 도 16에 나타낸다.

도 16은 CAE 해석에 있어서의 수진량으로부터 실제 패널에 있어서의 수진량을 뺀 결과(괴리량)를 그래프로 한 것으로서, 세로축이 괴리량을, 가로축이 응력 치환 영역을 각각 나타내고 있다. 가로축에 있어서의 「없음」은, 응력 치환 영역이 없는 경우이고, 이 경우에는, 괴리량은 CAE 해석과 실제 패널의 차인 ―11.6㎜가 되어 있다. 또한, 「ALL」은, CAE 해석의 구동 응력 분포의 모든 영역을 실제 패널의 구동 응력 분포로 치환한 경우이고, 이 경우에는, 괴리량은 거의 제로가 된다.

이들에 대하여, 본 실시 형태에서 특정된 영역 D-2 또는 영역 E-2로만 실제 패널의 응력 분포를 치환한 경우는, 도 16의 「D-2」「E-2」에 나타나는 바와 같이, 어느 것에 있어서도 실제 패널과의 수진 괴리량이 감소했다.

또한, 「D-2/E-2」에 나타나는 바와 같이, 영역 D-2, E-2의 양쪽으로 실제 패널의 응력 분포를 치환함으로써, 실제 패널과의 수진 괴리량을 보다 저감할 수 있는 것이 나타났다.

마찬가지로, CAE 해석과 실제 패널의 튐의 괴리량이 저감하는지 어떤지를 검증한 결과를 도 17에 나타낸다. 튐량의 괴리에 대해서도, 「F-2」에 나타나는 바와 같이, 성형 하사점에 있어서의 영역 F-2의 응력 분포를 실제 패널의 응력 분포로 치환함으로써, 실제 패널과의 튐 괴리량이 감소했다.

이 결과는, 본 실시 형태에 따른 스프링 백량 괴리 요인 부위 특정 방법에 의해 특정된 부위가, CAE 해석과 실제 패널의 스프링 백량 괴리의 요인이 되는 부위로서 타당한 것을 나타내는 것이다.

이상과 같이, 본 실시 형태에 따른 방법에 의하면, CAE 해석과 실제 패널의 스프링 백량 괴리의 요인이 되는 부위를 정밀도 좋게 특정할 수 있는 것이 나타났다.

이와 같이 스프링 백량 괴리의 요인이 되는 부위를 특정함으로써, CAE 해석과 실제 패널의 이형 후 형상을 근접하게 하기 위해 행하고 있던 금형이나 성형 조건 등의 조정 작업을 효율적으로 행할 수 있다.

또한, 특정한 부위를 중심으로 CAE 해석상의 설정이나 금형 형상을 재검토함으로써, 스프링 백 해석의 재현성을 향상시킬 수 있어, CAE 해석을 이용한 스프링 백 대책의 유용성을 담보할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서 행하는 응력 차분 분포의 변경은, 적어도 어느 일부의 영역의 응력 차분을 소거(모든 성분을 제로로)하는 것이었지만, 응력 차분 분포를 변경하는 방법은 이에 한정하는 것이 아니고, 응력 차분 분포에 대하여 적어도 1방향의 성분을, 소거하거나, 정수배하거나, 정수를 가산하거나, 정수승하거나, 피가공재의 판두께 방향의 평균값으로 치환하거나, 피가공재의 판두께 방향의 중앙값으로 치환하는 것 중 어느 하나에 의해 행하면 좋다.

[실시 형태 2]

실시 형태 1에서 설명한 스프링 백량 괴리 요인 부위 특정 방법은, 미리 설정된 프로그램을 PC(퍼스널 컴퓨터)에 실행시킴으로써 실현할 수 있다. 그러한 장치의 일 예를 본 실시 형태에서 설명한다.

본 실시 형태에 따른 스프링 백량 괴리 요인 부위 특정 장치(11)는, 도 18에 일 예를 나타내는 바와 같은, 표시 장치(13)와, 입력 장치(15)와, 주기억 장치(17)와, 보조 기억 장치(19)와, 연산 처리부(21)를 갖고 있다. 연산 처리부(21)에는, 표시 장치(13), 입력 장치(15), 주기억 장치(17) 및 보조 기억 장치(19)가 접속되고, 연산 처리부(21)의 지령에 의해 각 기능을 행한다.

표시 장치(13)는 실행 결과의 표시 등에 이용되고, 액정 모니터 등으로 구성된다. 입력 장치(15)는 오퍼레이터로부터의 입력 등에 이용되고, 키보드나 마우스 등으로 구성된다. 주기억 장치(17)는 연산 처리부(21)에서 사용하는 데이터의 일시 보존이나 연산 등에 이용되고, RAM 등으로 구성된다. 보조 기억 장치(19)는 데이터의 기억 등에 이용되고, 하드 디스크 등으로 구성된다.

보조 기억 장치(19)에는 적어도, 3차원 형상 측정 데이터(23), 금형 모델(25) 등의 CAE 해석에 필요한 각종 데이터가 기억되어 있다.

연산 처리부(21)는 PC 등의 CPU 등에 의해 구성되어 있다. 성형품 구동 응력 분포 취득 수단(27)과, 해석 구동 응력 분포 취득 수단(29)과, 응력 차분 분포 설정 수단(31)과, 응력 차분 스프링 백량 취득 수단(33)과, 변경 응력 차분 스프링 백량 취득 수단(35)과, 스프링 백량 괴리 요인 부위 특정 수단(37)은, 연산 처리부(21)에서 미리 설정된 프로그램이 실행됨으로써 실현된다.

성형품 구동 응력 분포 취득 수단(27)은 실시 형태 1에서 설명한 성형품 구동 응력 분포 취득 스텝 S1과 동일한 처리를 실현하는 것이다. 마찬가지로, 해석 구동 응력 분포 취득 수단(29)은 해석 구동 응력 분포 취득 스텝 S3을, 응력 차분 분포 설정 수단(31)은 응력 차분 분포 설정 스텝 S5를, 응력 차분 스프링 백량 취득 수단(33)은 응력 차분 스프링 백량 취득 스텝 S7을, 변경 응력 차분 스프링 백량 취득 수단(35)은 변경 응력 차분 스프링 백량 취득 스텝 S9를, 스프링 백량 괴리 요인 부위 특정 수단(37)은 스프링 백량 괴리 요인 부위 특정 스텝 S11을 각각 실현하는 것이다.

전술한 바와 같은 본 실시 형태에 의하면, 실시 형태 1과 마찬가지로 CAE 해석과 실제 패널의 스프링 백량 괴리의 요인이 되는 부위를 정밀도 좋게 특정할 수 있다.

따라서, 특정한 부위에 기초하여 CAE 해석과 실제 패널의 이형 후 형상을 근접시키기 위한 각종 조정 작업을 효율적으로 행할 수 있어, 추가로 스프링 백 대책의 유용성을 담보할 수 있다.

본 발명은 최종 성형품(제품 형상)에 한정하지 않고, 성형 공정을 나누어 행하는 바와 같은 프레스 성형품의 경우에는 도중 성형품에도 적용 가능하다. 또한, 전술한 실시 형태에서는 강판을 피가공재로 하는 예를 설명했지만, 알루미늄판에도 적용 가능하다.

3 : 금형 모델
5 : 다이
7 : 펀치
9 : 블랭크 모델
10 : 프레스 성형품
11 : 스프링 백량 괴리 요인 부위 특정 장치
13 : 표시 장치
15 : 입력 장치
17 : 주기억 장치
19 : 보조 기억 장치
21 : 연산 처리부
23 : 3차원 형상 측정 데이터
25 : 금형 모델
27 : 성형품 구동 응력 분포 취득 수단
29 : 해석 구동 응력 분포 취득 수단
31 : 응력 차분 분포 설정 수단
33 : 응력 차분 스프링 백량 취득 수단
35 : 변경 응력 차분 스프링 백량 취득 수단
37 : 스프링 백량 괴리 요인 부위 특정 수단

Claims

실제 패널을 프레스 성형한 프레스 성형품에 생기는 스프링 백량과, 상기 프레스 성형품과 동(同)형상의 해석 모델에 대해서 스프링 백 해석을 행했을 때의 스프링 백량에 괴리가 생기는 경우에 있어서, 상기 괴리가 생기는 요인이 되는 성형품 형상에 있어서의 부위를 특정하는 스프링 백량 괴리 요인 부위 특정 방법으로서,
상기 프레스 성형품의 이형 후에 있어서의 표면 형상을 측정하여 취득한 3차원 형상 측정 데이터로부터 프레스 성형품 모델을 작성하고, 상기 프레스 성형품 모델을 금형 모델에 의해 하사점까지 끼워 넣은 상태의 역학적 해석을 행하여, 성형 하사점에 있어서의 응력 분포를 상기 프레스 성형품의 스프링 백에 기여한 구동 응력 분포로서 취득하는 성형품 구동 응력 분포 취득 스텝과,
상기 스프링 백 해석에 있어서의 하사점 응력 분포 및 이형 후의 잔류 응력 분포를 취득하고, 상기 하사점 응력 분포와 이형 후의 잔류 응력 분포의 차분을 스프링 백 해석에 있어서의 구동 응력 분포로서 취득하는 해석 구동 응력 분포 취득 스텝과,
상기 해석 구동 응력 분포 취득 스텝에서 취득한 해석 구동 응력 분포와 상기 성형품 구동 응력 분포 취득 스텝에서 취득한 성형품 구동 응력 분포의 차분으로부터 응력 차분 분포를 취득하여, 상기 스프링 백 해석에 있어서의 하사점의 성형품 형상으로 상기 응력 차분 분포를 설정하는 응력 차분 분포 설정 스텝과,
상기 설정한 응력 차분 분포에 기초하여 스프링 백 해석을 행하여 스프링 백량을 취득하는 응력 차분 스프링 백량 취득 스텝과,
상기 응력 차분 분포 설정 스텝에서 설정한 상기 응력 차분 분포 중, 일부의 영역의 응력 차분의 값을 변경하여, 상기 변경한 응력 차분 분포에 기초하여 스프링 백 해석을 행하여 스프링 백량을 취득하는 변경 응력 차분 스프링 백량 취득 스텝과,
상기 변경 응력 차분 스프링 백량 취득 스텝 및 상기 응력 차분 스프링 백량 취득 스텝에서 취득한 스프링 백량을 비교하여, 상기 프레스 성형품과 상기 스프링 백 해석의 스프링 백량에 괴리가 생기는 요인이 되는 성형품 형상에 있어서의 부위를 특정하는 스프링 백량 괴리 요인 부위 특정 스텝을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 스프링 백량 괴리 요인 부위 특정 방법.
제1항에 있어서,
상기 변경 응력 차분 스프링 백량 취득 스텝에 있어서의 응력 차분의 값의 변경은, 상기 응력 차분 분포에 대하여 적어도 1방향의 성분을, 소거하거나, 정수배하거나, 정수를 가산하거나, 정수승하거나, 피가공재의 판두께 방향의 평균값으로 치환하거나, 피가공재의 판두께 방향의 중앙값으로 치환하는 것 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 스프링 백량 괴리 요인 부위 특정 방법.
실제 패널을 프레스 성형한 프레스 성형품에 생기는 스프링 백량과, 상기 프레스 성형품과 동형상의 해석 모델에 대해서 스프링 백 해석을 행했을 때의 스프링 백량에 괴리가 생기는 경우에 있어서, 상기 괴리가 생기는 요인이 되는 성형품 형상에 있어서의 부위를 특정하는 스프링 백량 괴리 요인 부위 특정 장치로서,
상기 프레스 성형품의 이형 후에 있어서의 표면 형상을 측정하여 취득한 3차원 형상 측정 데이터로부터 프레스 성형품 모델을 작성하고, 상기 프레스 성형품 모델을 금형 모델에 의해 하사점까지 끼워 넣은 상태의 역학적 해석을 행하여, 성형 하사점에 있어서의 응력 분포를 상기 프레스 성형품의 스프링 백에 기여한 구동 응력 분포로서 취득하는 성형품 구동 응력 분포 취득 수단과,
상기 스프링 백 해석에 있어서의 하사점 응력 분포 및 이형 후의 잔류 응력 분포를 취득하고, 상기 하사점 응력 분포와 이형 후의 잔류 응력 분포의 차분을 스프링 백 해석에 있어서의 구동 응력 분포로서 취득하는 해석 구동 응력 분포 취득 수단과,
상기 해석 구동 응력 분포 취득 수단으로 취득한 해석 구동 응력 분포와 상기 성형품 구동 응력 분포 취득 수단으로 취득한 성형품 구동 응력 분포의 차분으로부터 응력 차분 분포를 취득하여, 상기 스프링 백 해석에 있어서의 하사점의 성형품 형상으로 상기 응력 차분 분포를 설정하는 응력 차분 분포 설정 수단과,
상기 설정한 응력 차분 분포에 기초하여 스프링 백 해석을 행하여 스프링 백량을 취득하는 응력 차분 스프링 백량 취득 수단과,
상기 응력 차분 분포 설정 수단으로 설정한 상기 응력 차분 분포 중, 일부의 영역의 응력 차분의 값을 변경하여, 상기 변경한 응력 차분 분포에 기초하여 스프링 백 해석을 행하여 스프링 백량을 취득하는 변경 응력 차분 스프링 백량 취득 수단과,
상기 변경 응력 차분 스프링 백량 취득 수단 및 상기 응력 차분 스프링 백량 취득 수단으로 취득한 스프링 백량을 비교하여, 상기 프레스 성형품과 상기 스프링 백 해석의 스프링 백량에 괴리가 생기는 요인이 되는 성형품 형상에 있어서의 부위를 특정하는 스프링 백량 괴리 요인 부위 특정 수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 스프링 백량 괴리 요인 부위 특정 장치.
제3항에 있어서,
상기 변경 응력 차분 스프링 백량 취득 수단에 있어서의 응력 차분의 값의 변경은, 상기 응력 차분 분포에 대하여 적어도 1방향의 성분을, 소거하거나, 정수배하거나, 정수를 가산하거나, 정수승하거나, 피가공재의 판두께 방향의 평균값으로 치환하거나, 피가공재의 판두께 방향의 중앙값으로 치환하는 것 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 스프링 백량 괴리 요인 부위 특정 장치.
실제 패널을 프레스 성형한 프레스 성형품에 발생하는 스프링 백량과, 상기 프레스 성형품과 동(同)형상의 해석 모델에 대해 스프링 백 해석을 행했을 때의 스프링 백량에 괴리가 생기는 경우에 있어서, 상기 괴리가 생기는 요인이 되는 성형품 형상에 있어서의 부위를 특정하는 스프링 백량 괴리 요인 부위 특정 프로그램으로서,
컴퓨터의 연산 처리부에서 실행되는 것으로,
상기 프레스 성형품의 이형 후에 있어서의 표면 형상을 측정하여 취득한 3차원 형상 측정 데이터로부터 프레스 성형품 모델을 작성하고, 상기 프레스 성형품 모델을 금형 모델에 의해 하사점까지 끼워 넣은 상태의 역학적 해석을 행하여, 성형 하사점에 있어서의 응력 분포를 상기 프레스 성형품의 스프링 백에 기여한 구동 응력 분포로서 취득하는 성형품 구동 응력 분포 취득 수단과,
상기 스프링 백 해석에 있어서의 하사점 응력 분포 및 이형 후의 잔류 응력 분포를 취득하고, 상기 하사점 응력 분포와 이형 후의 잔류 응력 분포의 차분을 스프링 백 해석에 있어서의 구동 응력 분포로서 취득하는 해석 구동 응력 분포 취득 수단과,
상기 해석 구동 응력 분포 취득 수단으로 취득한 해석 구동 응력 분포와 상기 성형품 구동 응력 분포 취득 수단으로 취득한 성형품 구동 응력 분포의 차분으로부터 응력 차분 분포를 취득하여, 상기 스프링 백 해석에 있어서의 하사점의 성형품 형상으로 상기 응력 차분 분포를 설정하는 응력 차분 분포 설정 수단과,
상기 설정한 응력 차분 분포에 기초하여 스프링 백 해석을 행하여 스프링 백량을 취득하는 응력 차분 스프링 백량 취득 수단과,
상기 응력 차분 분포 설정 수단으로 설정한 상기 응력 차분 분포 중, 일부의 영역의 응력 차분의 값을 변경하여, 상기 변경한 응력 차분 분포에 기초하여 스프링 백 해석을 행하여 스프링 백량을 취득하는 변경 응력 차분 스프링 백량 취득 수단과,
상기 변경 응력 차분 스프링 백량 취득 수단 및 상기 응력 차분 스프링 백량 취득 수단으로 취득한 스프링 백량을 비교하여, 상기 프레스 성형품과 상기 스프링 백 해석의 스프링 백량에 괴리가 발생하는 요인이 되는 성형품 형상에 있어서의 부위를 특정하는 스프링 백량 괴리 요인 부위 특정 수단을 실현하는 것을 특징으로 하는 스프링 백량 괴리 요인 부위 특정 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독 가능한 매체.
제5항에 있어서,
상기 변경 응력 차분 스프링 백량 취득 수단에 있어서의 응력 차분의 값의 변경은, 상기 응력 차분 분포에 대하여 적어도 1방향의 성분을, 소거하거나, 정수배하거나, 정수를 가산하거나, 정수승하거나, 피가공재의 판두께 방향의 평균값으로 치환하거나, 피가공재의 판두께 방향의 중앙값으로 치환하는 것 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 스프링 백량 괴리 요인 부위 특정 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독 가능한 매체.