KR20170094366A - 면 형상 불량 발생 영역 추정 방법, 면 형상 불량 원인 영역 추정 방법, 면 형상 불량 발생 영역 추정 장치, 면 형상 불량 원인 영역 추정 장치, 프로그램, 및 기록 매체 - Google Patents

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Abstract

이 면 형상 불량 발생 영역 추정 방법은, 피가공재를 소성 가공하여 얻어지는 소성 가공품의 면 형상 불량의 발생 영역을 추정하는 면 형상 불량 발생 영역 추정 방법이며, 제1 응력 분포 σ(T1)를 취득하는 제1 응력 분포 취득 공정과, 제2 응력 분포 σ(T2)를 취득하는 제2 응력 분포 취득 공정과, 비교 응력 분포 σ(T1, T2)를 취득하는 비교 응력 분포 취득 공정과, 분할 비교 응력 분포 σDIV(T1, T2)를 취득하는 분할 비교 응력 분포 취득 공정과, 분할 영역 Dk 각각이 면 형상 불량의 발생 영역인지 여부를 추정하는 면 형상 불량 발생 영역 추정 공정을 구비한다.

Description

면 형상 불량 발생 영역 추정 방법, 면 형상 불량 원인 영역 추정 방법, 면 형상 불량 발생 영역 추정 장치, 면 형상 불량 원인 영역 추정 장치, 프로그램, 및 기록 매체{SURFACE SHAPE DEFECT GENERATING REGION ESTIMATING METHOD, SURFACE SHAPE DEFECT SOURCE REGION ESTIMATING METHOD, SURFACE SHAPE DEFECT GENERATING REGION ESTIMATING DEVICE, SURFACE SHAPE DEFECT SOURCE REGION ESTIMATING DEVICE, PROGRAM, AND RECORDING MEDIUM}
본 발명은 피가공재를 소성 가공했을 때 발생하는 면 형상 불량에 대해서, 그 발생 영역 또는 원인 영역을 추정하기 위한 방법, 장치, 프로그램, 및 기록 매체에 관한 것이다.
본원은, 2015년 1월 26일에, 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2015-012325호에 기초해 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
도어나 범퍼 등 많은 자동차용 부재, 가전 부재, 건재 등은 강판의 프레스 성형에 의해 제조되고 있다. 최근 들어, 그 부재(프레스 성형품)들에 대한 경량화의 요구가 높아지고 있고, 그 요구를 실현하기 위해 고강도를 갖는 강재를 사용함으로써 강재를 박형화하는 등의 대응이 도모되고 있다.
그러나, 강판의 고강도화에 수반하여, 프레스 성형에 의한 부재 형상의 확보에는 엄격한 관리가 필요해지고 있다. 이러한 관리에 있어서 중요한 항목으로서, 프레스 성형 시에 강판에 발생한 잔류 응력을 구동력으로 하여 강판의 탄성 변형분이 탄성 회복되는 변형인 스프링백의 발생이나, 프레스 성형중의 휨에 기인하는 주름의 발생을 들 수 있다.
특히, 오늘날에는 자동차 등의 개발 공정수 및 비용 삭감을 위해, 디자인 단계와 동시에, 그 성형 부재의 성형 방법을 검토하는 설계 단계가 개시되는 경향이 있다. 그러나, 디자인 단계에서 디자인 변경이 발생하면, 그와 동시에 설계 단계에서의 성형 부재의 변경도 발생하기 때문에, 성형 부재의 성형 방법을 검토하는 설계 단계에서의 공정수나 비용은, 자동차 등의 개발 공정이나 개발비에 있어서, 보다 큰 문제가 되고 있다.
이상으로부터, 최근에는, 성형 방법을 검토하는 설계 단계, 즉 실제로 성형을 행하기 사전의 단계에서, 상술한 바와 같은 「스프링백」이나 「주름」의 발생 영역이나 원인 영역을 추정할 수 있는 방법이 요망되고 있다.
특허문헌 1 내지 3에는, 스프링백의 원인 영역을 특정하는 방법으로서, 유한 요소법에 의해, 성형 하사점에 있어서의 응력 상태를 복수의 특정 영역으로 분할하고, 당해 특정 영역의 응력을 수치 연산하여, 스프링백 계산을 실행함으로써, 스프링백의 원인 영역을 특정하는 방법이 기재되어 있다.
일본 특허 제5068783호 공보 일본 특허 제4894294호 공보 일본 특허 공개 제2009-286351호 공보
종래에는, 특허문헌 1 내지 3과 같이, 「스프링백」의 발생 영역이나 원인 영역을 잔류 응력 등의 객관적인 지표에 의해 추정하는 수법은 검토되고 있지만, 프레스 성형 시에 발생하는 「주름」이나 「면 변형」 등의 면 형상 불량의 발생 영역이나 원인 영역을 정량적으로 추정하는 수법에 대해서는, 아직 검토되고 있지 않고, 그 수법의 확립이 요구되어 오고 있다.
마찬가지의 과제는, 강판의 프레스 성형에 한하지 않고, 긴 형상 강재의 롤 폼 성형이나 강관의 하이드로 폼 등의 경우에 있어서도 존재한다. 또한, 피가공재의 소재도 강에 한하지 않고, 알루미늄이나 티타늄 등의 금속 재료, FRP나 FRTP 등의 유리 섬유 강화 수지 재료, 나아가서는 이들 복합 재료 등의 경우에도, 마찬가지의 과제가 존재한다.
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 피가공재를 소성 가공했을 때 발생하는 면 형상 불량에 대해서, 그 발생 영역 및 원인 영역을 추정하기 위한 방법, 장치, 프로그램, 및 기록 매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하는 것을 목적으로 한 본 발명의 요지는 이하와 같다.
(1) 본 발명의 제1 형태는, 소성 가공 개시 시점 TSTART로부터 소성 가공 완료 시점 TEND에 이르기까지 피가공재를 소성 가공하여 얻어지는 소성 가공품의 면 형상 불량의 발생 영역을 추정하는 면 형상 불량 발생 영역 추정 방법이며, 유한 요소법에 의해, 상기 소성 가공 개시 시점 TSTART보다도 후이며, 또한, 상기 소성 가공 완료 시점 TEND보다도 전인 제1 가공 시점 T1에 있어서의 상기 피가공재의 응력 분포인 제1 응력 분포 σ(T1)를 취득하는 제1 응력 분포 취득 공정과, 유한 요소법에 의해, 상기 제1 가공 시점 T1보다도 후이며, 또한, 상기 소성 가공 완료 시점 TEND보다도 전 또는 동시인 제2 가공 시점 T2에 있어서의 상기 피가공재의 응력 분포인 제2 응력 분포 σ(T2)를 취득하는 제2 응력 분포 취득 공정과, 상기 제1 응력 분포 σ(T1)와 상기 제2 응력 분포 σ(T2)의 비교에 기초하여, 상기 피가공재의 비교 응력의 분포인 비교 응력 분포 σ(T1, T2)를 취득하는 비교 응력 분포 취득 공정과, 상기 비교 응력 분포 σ(T1, T2)를 복수의 분할 영역 Dk로 분할함으로써, 각각의 분할 영역 Dk의 비교 응력의 분포인 분할 비교 응력 분포 σDIV(T1, T2)를 취득하는 분할 비교 응력 분포 취득 공정과, 상기 분할 비교 응력 분포 σDIV(T1, T2)를 사용하고, 상기 분할 영역 Dk 각각에 대하여 구한 면 형상 불량 발생 평가 지표 α에 기초하여, 상기 분할 영역 Dk 각각이 면 형상 불량의 발생 영역인지 여부를 추정하는 면 형상 불량 발생 영역 추정 공정을 구비한다.
(2) 상기 (1)에 기재된 면 형상 불량 발생 영역 추정 방법에서는, 상기 면 형상 불량 발생 평가 지표 α가 비교 응력의 최솟값이어도 된다.
(3) 상기 (1)에 기재된 면 형상 불량 발생 영역 추정 방법에서는, 상기 면 형상 불량 발생 평가 지표 α가, 서로 이격되는 두개의 요소 간의 비교 응력의 차분의 최댓값이어도 된다.
(4) 상기 (1)에 기재된 면 형상 불량 발생 영역 추정 방법에서는, 상기 면 형상 불량 발생 평가 지표 α가, 서로 이격되는 두개의 요소 간의 비교 응력의 차분을 그 이격 거리로 제산하여 얻어지는 차분 구배의 최댓값이어도 된다.
(5) 상기 (1) 내지 (4) 중 어느 한 항에 기재된 면 형상 불량 발생 영역 추정 방법에서는, 상기 분할 비교 응력 분포 취득 공정에 있어서, 상기 비교 응력 분포 σ(T1, T2) 중 비교 응력이 최소인 요소를 포함하는 제1 분할 영역 D1을 상기 복수의 분할 영역 Dk 중 하나로서 획정함과 함께, 상기 비교 응력 분포 σ(T1, T2)로부터 상기 제1 분할 영역 D1을 제외한 비교 응력 분포 σ(T1, T2) 중, 비교 응력이 최소인 요소를 포함하는 제2 분할 영역 D2를 상기 복수의 분할 영역 Dk 중 하나로서 획정해도 된다.
(6) 상기 (1) 내지 (4) 중 어느 한 항에 기재된 면 형상 불량 발생 영역 추정 방법에서는, 상기 분할 비교 응력 분포 취득 공정에 있어서, 상기 비교 응력 분포 σ(T1, T2) 중, 서로 이격되는 두개의 요소 간의 비교 응력의 차분이 최대가 되는 조합의 두개의 요소를 포함하는 제1 분할 영역 D1을 상기 복수의 분할 영역 Dk 중 하나로서 획정함과 함께, 상기 비교 응력 분포 σ(T1, T2)로부터 상기 제1 분할 영역 D1을 제외한 비교 응력 분포 σ(T1, T2) 중, 서로 이격되는 두개의 요소 간의 비교 응력의 차분이 최대가 되는 조합의 두개의 요소를 포함하는 제2 분할 영역 D2를 상기 복수의 분할 영역 Dk 중 하나로서 획정해도 된다.
(7) 상기 (1) 내지 (4) 중 어느 한 항에 기재된 면 형상 불량 발생 영역 추정 방법에서는, 상기 분할 비교 응력 분포 취득 공정에 있어서, 상기 비교 응력 분포 σ(T1, T2) 중, 서로 이격되는 두개의 요소 간의 비교 응력의 차분을 그 이격 거리로 제산하여 얻어지는 차분 구배가 최대가 되는 조합의 두개의 요소를 포함하는 제1 분할 영역 D1을 상기 복수의 분할 영역 Dk 중 하나로서 획정함과 함께, 상기 비교 응력 분포 σ(T1, T2)로부터 상기 제1 분할 영역 D1을 제외한 비교 응력 분포 σ(T1, T2) 중, 서로 이격되는 두개의 요소 간의 비교 응력의 차분을 그 이격 거리로 제산하여 얻어지는 차분 구배가 최대가 되는 조합의 두개의 요소를 포함하는 제2 분할 영역 D2를 상기 복수의 분할 영역 Dk 중 하나로서 획정해도 된다.
(8) 상기 (1) 내지 (7) 중 어느 한 항에 기재된 면 형상 불량 발생 영역 추정 방법에서는, 상기 제2 가공 시점 T2가 상기 소성 가공 완료 시점 TEND여도 된다.
(9) 상기 (1) 내지 (8) 중 어느 한 항에 기재된 면 형상 불량 발생 영역 추정 방법에서는, 상기 피가공재가 금속이어도 된다.
(10) 상기 (1) 내지 (9) 중 어느 한 항에 기재된 면 형상 불량 발생 영역 추정 방법에서는, 상기 소성 가공이 프레스 성형이어도 된다.
(11) 상기 (1) 내지 (10) 중 어느 한 항에 기재된 면 형상 불량 발생 영역 추정 방법에서는, 상기 면 형상 불량이 주름이어도 된다.
(12) 본 발명의 제2 형태는, 상기 (1) 내지 (11) 중 어느 한 항에 기재된 면 형상 불량 발생 영역 추정 방법에 의해 추정된 상기 면 형상 불량의 발생 영역을 기준 영역 m0으로서 특정함과 함께, 상기 기준 영역 m0의 주위를 복수의 주변 영역 mk(k=1, 2, 3, …n)로 분할하는 영역 분할 공정과, 상기 제1 응력 분포 σ(T1)에 있어서, 상기 복수의 주변 영역 mk 중 임의의 주변 영역 mn의 응력값을 변경한 경우의 수정 제1 응력 분포 σ'(T1)를 각 주변 영역 mk마다 취득하는 수정 제1 응력 분포 취득 공정과, 상기 수정 제1 응력 분포 σ'(T1)에 대하여 상기 제2 가공 시점 T2까지 유한 요소법에 의해 성형 해석을 행함으로써 수정 제2 응력 분포 σ'(T2)를 각 주변 영역 mk마다 취득하는 수정 제2 응력 취득 공정과, 상기 주변 영역 mk 각각에 대해서, 상기 수정 제1 응력 분포 σ'(T1)와, 상기 수정 제2 응력 분포 σ'(T2)의 비교에 기초하여, 상기 피가공재의 수정 비교 응력의 분포인 수정 비교 응력 분포 σ'(T1, T2)를 취득하는 수정 비교 응력 분포 취득 공정과, 상기 주변 영역 mk 각각의 상기 수정 비교 응력 분포 σ'(T1, T2)를 사용하여 구한 상기 기준 영역 m0에 있어서의 면 형상 불량 원인 평가 지표 β(mk)와, 상기 비교 응력 분포 σ(T1, T2)를 사용하여 구한 상기 기준 영역 m0에 있어서의 면 형상 불량 원인 평가 지표 β(m0)의 비교값 β(mk, m0)에 기초하여, 상기 주변 영역 mk 각각이 면 형상 불량 원인 영역인지 여부를 추정하는 면 형상 불량 원인 영역 추정 공정을 구비하는 면 형상 불량 원인 영역 추정 방법이다.
(13) 상기 (12)에 기재된 면 형상 불량 원인 영역 추정 방법에서는, 상기 면 형상 불량 원인 평가 지표 β(mk), β(m0)가 수정 비교 응력의 최솟값이어도 된다.
(14) 상기 (12)에 기재된 면 형상 불량 원인 영역 추정 방법에서는, 상기 면 형상 불량 원인 평가 지표 β(mk), β(m0)가 서로 이격되는 두개의 요소 간의 수정 비교 응력의 차분의 최댓값이어도 된다.
(15) 상기 (12)에 기재된 면 형상 불량 원인 영역 추정 방법에서는, 상기 면 형상 불량 원인 평가 지표 β(mk), β(m0)가 서로 이격되는 두개의 요소 간의 수정 비교 응력의 차분을 그 이격 거리로 제산하여 얻어지는 차분 구배의 최댓값이어도 된다.
(16) 본 발명의 제3 형태는, 소성 가공 개시 시점 TSTART로부터 소성 가공 완료 시점 TEND에 이르기까지 피가공재를 소성 가공하여 얻어지는 소성 가공품의 면 형상 불량의 발생 영역을 추정하는 면 형상 불량 발생 영역 추정 장치이며, 유한 요소법에 의해, 상기 소성 가공 개시 시점 TSTART보다도 후이며, 또한, 상기 소성 가공 완료 시점 TEND보다도 전인 제1 가공 시점 T1에 있어서의 상기 피가공재의 응력 분포인 제1 응력 분포 σ(T1)를 취득하는 제1 응력 분포 취득부와, 유한 요소법에 의해, 상기 제1 가공 시점 T1보다도 후이며, 또한, 상기 소성 가공 완료 시점 TEND보다도 전 또는 동시인 제2 가공 시점 T2에 있어서의 상기 피가공재의 응력 분포인 제2 응력 분포 σ(T2)를 취득하는 제2 응력 분포 취득부와, 상기 제1 응력 분포 σ(T1)와 상기 제2 응력 분포 σ(T2)의 비교에 기초하여, 상기 피가공재의 비교 응력의 분포인 비교 응력 분포 σ(T1, T2)를 취득하는 비교 응력 분포 취득부와, 상기 비교 응력 분포 σ(T1, T2)를 복수의 분할 영역 Dk로 분할함으로써, 각각의 분할 영역 Dk의 비교 응력의 분포인 분할 비교 응력 분포 σDIV(T1, T2)를 취득하는 분할 비교 응력 분포 취득부와, 상기 분할 비교 응력 분포 σDIV(T1, T2)를 사용하고, 상기 분할 영역 Dk 각각에 대하여 구한 면 형상 불량 발생 평가 지표 α에 기초하여, 상기 분할 영역 Dk 각각이 면 형상 불량의 발생 영역인지 여부를 추정하는 면 형상 불량 발생 영역 추정부를 구비한다.
(17) 상기 (16)에 기재된 면 형상 불량 발생 영역 추정 장치에서는, 상기 면 형상 불량 발생 평가 지표 α가 비교 응력의 최솟값이어도 된다.
(18) 상기 (16)에 기재된 면 형상 불량 발생 영역 추정 장치에서는, 상기 면 형상 불량 발생 평가 지표 α가, 서로 이격되는 두개의 요소 간의 비교 응력의 차분의 최댓값이어도 된다.
(19) 상기 (16)에 기재된 면 형상 불량 발생 영역 추정 장치에서는, 상기 면 형상 불량 발생 평가 지표 α가, 서로 이격되는 두개의 요소 간의 비교 응력의 차분을 그 이격 거리로 제산하여 얻어지는 차분 구배의 최댓값이어도 된다.
(20) 상기 (16) 내지 (19) 중 어느 한 항에 기재된 면 형상 불량 발생 영역 추정 장치에서는, 상기 분할 비교 응력 분포 취득부에 있어서, 상기 비교 응력 분포 σ(T1, T2) 중, 비교 응력이 최소인 요소를 포함하는 제1 분할 영역 D1을 상기 복수의 분할 영역 Dk 중 하나로서 획정함과 함께, 상기 비교 응력 분포 σ(T1, T2)로부터 상기 제1 분할 영역 D1을 제외한 비교 응력 분포 σ(T1, T2) 중, 비교 응력이 최소인 요소를 포함하는 제2 분할 영역 D2를 상기 복수의 분할 영역 Dk 중 하나로서 획정해도 된다.
(21) 상기 (16) 내지 (19) 중 어느 한 항에 기재된 면 형상 불량 발생 영역 추정 장치에서는, 상기 분할 비교 응력 분포 취득부에 있어서, 상기 비교 응력 분포 σ(T1, T2) 중, 서로 이격되는 두개의 요소 간의 비교 응력의 차분이 최대가 되는 조합의 두개의 요소를 포함하는 제1 분할 영역 D1을 상기 복수의 분할 영역 Dk 중 하나로서 획정함과 함께, 상기 비교 응력 분포 σ(T1, T2)로부터 상기 제1 분할 영역 D1을 제외한 비교 응력 분포 σ(T1, T2) 중, 서로 이격되는 두개의 요소 간의 비교 응력의 차분이 최대가 되는 조합의 두개의 요소를 포함하는 제2 분할 영역 D2를 상기 복수의 분할 영역 Dk 중 하나로서 획정해도 된다.
(22) 상기 (16) 내지 (19) 중 어느 한 항에 기재된 면 형상 불량 발생 영역 추정 장치에서는, 상기 분할 비교 응력 분포 취득부에 있어서, 상기 비교 응력 분포 σ(T1, T2) 중, 서로 이격되는 두개의 요소 간의 비교 응력의 차분을 그 이격 거리로 제산하여 얻어지는 차분 구배가 최대가 되는 조합의 두개의 요소를 포함하는 제1 분할 영역 D1을 상기 복수의 분할 영역 Dk 중 하나로서 획정함과 함께, 상기 비교 응력 분포 σ(T1, T2)로부터 상기 제1 분할 영역 D1을 제외한 비교 응력 분포 σ(T1, T2) 중, 서로 이격되는 두개의 요소 간의 비교 응력의 차분을 그 이격 거리로 제산하여 얻어지는 차분 구배가 최대가 되는 조합의 두개의 요소를 포함하는 제2 분할 영역 D2를 상기 복수의 분할 영역 Dk 중 하나로서 획정해도 된다.
(23) 상기 (16) 내지 (22) 중 어느 한 항에 기재된 면 형상 불량 발생 영역 추정 장치에서는, 상기 제2 가공 시점 T2가 상기 소성 가공 완료 시점 TEND여도 된다.
(24) 상기 (16) 내지 (23) 중 어느 한 항에 기재된 면 형상 불량 발생 영역 추정 장치에서는, 상기 피가공재가 금속이어도 된다.
(25) 상기 (16) 내지 (24) 중 어느 한 항에 기재된 면 형상 불량 발생 영역 추정 장치에서는, 상기 소성 가공이 프레스 성형이어도 된다.
(26) 상기 (16) 내지 (25) 중 어느 한 항에 기재된 면 형상 불량 발생 영역 추정 장치에서는, 상기 면 형상 불량이 주름이어도 된다.
(27) 본 발명의 제4 형태는, 상기 (16) 내지 (26) 중 어느 한 항에 기재된 면 형상 불량 발생 영역 추정 장치에 의해 추정된 상기 면 형상 불량의 발생 영역을 기준 영역 m0으로서 특정함과 함께, 상기 기준 영역 m0 주위를 복수의 주변 영역 mk(k=1, 2, 3, …n)로 분할하는 영역 분할부와, 상기 제1 응력 분포 σ(T1)에 있어서, 상기 복수의 주변 영역 mk 중 임의의 주변 영역 mn의 응력값을 변경한 경우의 수정 제1 응력 분포 σ'(T1)를 각 주변 영역 mk마다 취득하는 수정 제1 응력 분포 취득부와, 상기 수정 제1 응력 분포 σ'(T1)에 대하여 상기 제2 가공 시점 T2까지 유한 요소법에 의해 성형 해석을 행함으로써 수정 제2 응력 분포 σ'(T2)를 각 주변 영역 mk마다 취득하는 수정 제2 응력 취득부와, 상기 주변 영역 mk 각각에 대해서, 상기 수정 제1 응력 분포 σ'(T1)와, 상기 수정 제2 응력 분포 σ'(T2)의 비교에 기초하여, 상기 피가공재의 수정 비교 응력의 분포인 수정 비교 응력 분포 σ'(T1, T2)를 취득하는 수정 비교 응력 분포 취득부와, 상기 주변 영역 mk 각각의 상기 수정 비교 응력 분포 σ'(T1, T2)를 사용하여 구한 상기 기준 영역 m0에 있어서의 면 형상 불량 원인 평가 지표 β(mk)와, 상기 비교 응력 분포 σ(T1, T2)를 사용하여 구한 상기 기준 영역 m0에 있어서의 면 형상 불량 원인 평가 지표 β(m0)의 비교값 β(mk, m0)에 기초하여, 상기 주변 영역 mk 각각이 면 형상 불량 원인 영역인지 여부를 추정하는 면 형상 불량 원인 영역 추정부를 구비하는 면 형상 불량 원인 영역 추정 장치이다.
(28) 상기 (27)에 기재된 면 형상 불량 원인 영역 추정 장치에서는, 상기 면 형상 불량 원인 평가 지표 β(mk), β(m0)가 수정 비교 응력의 최솟값이어도 된다.
(29) 상기 (27)에 기재된 면 형상 불량 원인 영역 추정 장치에서는, 상기 면 형상 불량 원인 평가 지표 β(mk), β(m0)가 서로 이격되는 두개의 요소 간의 수정 비교 응력의 차분의 최댓값이어도 된다.
(30) 상기 (27)에 기재된 면 형상 불량 원인 영역 추정 장치에서는, 상기 면 형상 불량 원인 평가 지표 β(mk), β(m0)가 서로 이격되는 두개의 요소 간의 수정 비교 응력의 차분을 그 이격 거리로 제산하여 얻어지는 차분 구배의 최댓값이어도 된다.
(31) 본 발명의 제5 형태는, 상기 (1)에 기재된 면 형상 불량 발생 영역 추정 방법을 실행하는 프로그램이다.
(32) 본 발명의 제6 형태는, 상기 (12)에 기재된 면 형상 불량 원인 영역 추정 방법을 실행하는 프로그램이다.
(33) 본 발명의 제7의 형태는, 상기 (31)에 기재된 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체이다.
(34) 본 발명의 제8 형태는, 상기 (32)에 기재된 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체이다.
본 발명에 따르면, 피가공재를 소성 가공했을 때 발생하는 소성 가공품의 면 형상 불량의 발생 영역 또는 원인 영역을 추정하는 방법, 장치, 프로그램, 및 기록 매체를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 면 형상 불량 발생 영역 추정 방법, 및 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 면 형상 불량 원인 영역 추정 방법의 수치 해석에 사용되는 프레스 금형 모델의 설명 모식도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 면 형상 불량 발생 영역 추정 방법의 처리 순서를 나타내는 흐름도이다.
도 3은 제1 가공 시점 T1에 있어서의 강판 S의 제1 응력 분포 σ(T1)의 윤곽도이다.
도 4는 제2 가공 시점 T2에 있어서의 강판 S의 제2 응력 분포 σ(T2)의 윤곽도이다.
도 5는 제1 응력 분포 σ(T1)와 제2 응력 분포 σ(T2)의 차분에 기초하여 취득된 비교 응력 분포 σ(T1, T2)의 윤곽도이다.
도 6은 도 5에 도시하는 비교 응력 분포 σ(T1, T2)의 윤곽도에 있어서, 분할 영역 D0 내지 D10의 위치를 도시하는 도면이다.
도 7은 도 6에 도시하는 분할 영역 D0 내지 D10에 대해서, 분할 비교 응력 분포 σDIV(T1, T2)를 개별로 도시하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 면 형상 불량 원인 영역 추정 방법의 처리 순서를 나타내는 흐름도이다.
도 9는 면 형상 불량 발생 영역으로서 추정된 분할 영역 D0을 기준 영역 m0으로서 특정함과 함께, 그 주위를 주변 영역 m1 내지 m10으로 분할한 도면이다.
도 10은 제1 응력 분포 σ(T1) 중, 주변 영역 m1의 응력값을 0에 근사하여 취득되는 수정 제1 응력 분포 σ'(T1)의 윤곽도이다.
도 11은 도 10에 도시하는 수정 제1 응력 분포 σ'(T1)의 상태로부터 제2 가공 시점 T2에 이르기까지 성형 해석을 속행하여 취득되는 수정 제2 응력 분포 σ'(T2)의 윤곽도이다.
도 12는 수정 제1 응력 분포 σ'(T1)와 수정 제2 응력 분포 σ'(T2)의 차분에 기초하여 취득되는 수정 비교 응력 분포 σ'(T1, T2)의 윤곽도이다.
도 13은 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 면 형상 불량 발생 영역 추정 장치(10)를 도시하는 모식도이다.
도 14는 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 면 형상 불량 원인 영역 추정 장치(20)를 도시하는 모식도이다.
도 15는 컴퓨터 프로그램을 가동시키는 시스템 버스를 도시하는 도면이다.
도 16a는 제1 가공 시점 T1에 있어서의 강판 S에 쉐이딩한 도면이다.
도 16b는 제2 가공 시점 T2에 있어서의 강판 S에 쉐이딩한 도면이다.
먼저, 종래에 채용되고 있던 주름 발생 영역의 추정 방법에 대하여 설명한다.
도 16a, 도 16b에, 이후에 상세히 후술하는 도 1의 프레스 금형 모델을 사용하여 프레스 성형을 행한 프레스 성형품(강판 S)의 쉐이딩 도면을 도시한다. 도 16a는, 상형(101)이 하사점의 5밀리 앞에 있을 때의 강판 S의 쉐이딩 도면, 도 16b는, 상형(101)이 하사점에 있을 때의 강판 S의 쉐이딩 도면이다.
도 16a에 있어서, 농담이 확인되는 부위는 프레스 전으로부터 하사점 5밀리 앞까지의 사이에 강판 S의 형상이 변화된 부위이다. 즉, 당해 부위에 주름의 원인이 되는 휨부가 발생하고 있다고도 추정할 수 있지만, 농담이 형성되어 있는 부위는 어디까지나, 강판 S의 형상이 변화된 부위이며, 휨부라고도 추정할 수 있고, 제품 형상이라고도 추정된다.
또한, 도 16b에 도시하는 바와 같이, 상형(101)이 하사점에 있을 때의 쉐이딩 도면으로부터는, 농담이 명확하지 않아, 주름 발생 영역을 추정하는 것은 곤란하다.
즉, 상술한 바와 같은 쉐이딩 도면을 사용한 추정 방법에서는, 주름 발생 영역을 정량적으로 추정하는 것은 곤란하였다. 특히, 제품 형상이 복잡한 경우에는, 휨부 또는 주름인지 가공해야 할 형상(디자인)인지를 쉐이딩 도면으로부터 판별하는 것은 매우 곤란하였다.
또한, 강판에 있어서의 응력 분포를 구하는 수법으로서, FEM 해석법을 이용한 강판의 프레스 성형의 해석법이 있다. 이 해석법으로는, 강판을 복수의 유한 요소로 분할하고, 각 유한 요소마다 응력을 추측하여, 강판에 있어서의 응력 분포를 구하는 것이 가능하다. 그러나, 응력 분포로부터 주름 발생 영역을 직접 예측하는 것은 곤란하다. 응력 분포가 발생하는 원인은, 주름의 발생 이외에도 다양한 요인을 생각할 수 있고, 일의적으로 응력 분포의 발생을 주름의 발생으로 결부시킬 수 없기 때문이다.
본 발명자들은, 강판에 발생하는 주름은, 강판의 가공량이 커짐에 따라 발생하기 쉬워지고, 상형이 하사점에 도달하기 직전에 있어서 가장 발생하기 쉬워지는 점에 착안하여, 다른 가공 시점에 있어서의 강판의 응력 분포의 비교는 주름 발생의 예측에 있어서 중요하다는 것을 지견하였다.
또한 본 발명자들은, 상형이 하사점에 도달하여 프레스 성형이 종료되면, 주름의 원인이 되는 휨부가 금형에 의해 찌부러지고, 그 결과, 응력의 분포가 발생하는 점에 착안하여, 하사점 도달 전의 강판의 응력 분포와, 하사점 도달 후의 강판의 응력 분포를 비교하는 것이 주름 발생을 더욱 정확하게 예측하는 데 있어서 중요하다는 것을 지견하였다.
이하, 상술한 지견에 기초하여 이루어진 본 발명에 관한 면 형상 불량 발생 영역 추정 방법, 면 형상 불량 원인 영역 추정 방법, 면 형상 불량 발생 영역 추정 장치, 면 형상 불량 원인 영역 추정 장치, 프로그램, 및 기록 매체에 대해서, 실시 형태에 기초하여 상세하게 설명한다.
또한, 어느 실시 형태에 대해서도, 본 발명을 보다 이해하기 쉽게 설명하기 위해서, 피가공재로서 인장 강도 462㎫, 항복 응력 360㎫인 440㎫급 냉연 강판인 강판 S에 대해서, 후술하는 프레스 금형 모델을 사용한 프레스 성형을 유한 요소법에 의해 수치 해석하고, 주름 발생 영역 또는 주름 원인 영역을 예측하는 경우를 예로 들어 설명한다.
구체적으로, 당해 수치 해석은, 도 1에 도시하는 상형(펀치)(101), 주름 압박 금형(102) 및 하형(다이스)(103)을 구비한 프레스 금형 모델을 사용하여 행해진다. 이 프레스 금형 모델은, 강판 S를 하형(103) 위에 두고, 주름 압박 금형(102)을 하강시켜서 강판 S를 하형(103)과 주름 압박 금형(102) 사이에 끼운 상태에서, 상형(101)을 상대적으로 하강시킴으로써 프레스 성형을 행하는 모델로 한다.
또한, 본 명세서에 있어서는,
(1) 피가공재의 소성 변형이 개시되는 시점을 소성 가공 개시 시점 TSTART,
(2) 피가공재의 소성 변형이 완료되는 시점을 소성 가공 완료 시점 TEND,
(3) 소성 가공 개시 시점 TSTART보다도 후이며, 또한, 소성 가공 완료 시점 TEND보다도 전의 시점을 제1 가공 시점 T1,
(4) 제1 가공 시점 T1보다도 후이며, 또한, 소성 가공 완료 시점 TEND보다도 전 또는 동시인 시점을 제2 가공 시점 T2,
라 정의한다.
또한, 이하에 도시하는 도면에 있어서는, 도시되는 부재의 형상이나 크기, 치수 등은, 실제 부재의 치수 등과는 상이한 경우가 있다.
「영역」이란, 유한 요소법에 있어서의 1개 이상의 요소로 이루어지는 미소 영역, 또는, 요소가 연속된 집합체 등이다.
<제1 실시 형태>
본 발명의 제1 실시 형태는, 프레스 성형의 개시 시점(소성 가공 개시 시점 TSTART)으로부터 프레스 성형의 완료 시점(소성 가공 완료 시점 TEND)에 이르기까지 강판 S를 프레스 성형하여 얻어지는 프레스 성형품(소성 가공품)의 주름 발생 영역(면 형상 불량 발생 영역)을 추정하는 면 형상 불량 발생 영역 추정 방법이다.
본 실시 형태에 따른 면 형상 불량 발생 영역 추정 방법은, 도 2에 도시하는 바와 같이, 제1 응력 분포 취득 공정 S11과, 제2 응력 분포 취득 공정 S12와, 비교 응력 분포 취득 공정 S13과, 분할 비교 응력 분포 취득 공정 S14와, 면 형상 불량 발생 영역 추정 공정 S15를 구비한다.
이하, 각 공정에 대하여 상세하게 설명한다.
(제1 응력 분포 취득 공정 S11)
제1 응력 분포 취득 공정 S11에서는, 유한 요소법에 의한 수치 해석에 의해, 프레스 성형의 대상인 강판 S의 제1 가공 시점 T1에 있어서의 응력 분포인 제1 응력 분포 σ(T1)를 취득한다. 구체적으로는, 제1 가공 시점 T1, 즉, 상형(101)이 강판 S에 접촉하여 강판 S의 변형이 개시한 후이며, 상형(101)이 하사점에 도달하기 전의 시점에 있어서의 강판 S의 응력 분포를, 유한 요소법에 의한 수치 해석에 의해, 제1 응력 분포 σ(T1)로서 취득한다.
도 3에 제1 응력 분포 취득 공정 S11에 의해 취득된 제1 응력 분포 σ(T1)의 윤곽도(등고선도)를 도시한다.
(제2 응력 분포 취득 공정 S12)
제2 응력 분포 취득 공정 S12에서는, 유한 요소법에 의한 수치 해석에 의해, 프레스 성형의 대상인 강판 S의 제2 가공 시점 T2에 있어서의 응력 분포인 제2 응력 분포 σ(T2)를 취득한다. 구체적으로는, 제2 가공 시점 T2, 즉, 제1 가공 시점 T1의 후이며, 또한, 소성 가공 완료 시점 TEND보다도 전 또는 동시인 시점에 있어서의 강판 S의 응력 분포를, 유한 요소법에 의한 수치 해석에 의해, 제2 응력 분포 σ(T2)로서 취득한다.
도 4에 제2 응력 분포 취득 공정 S12에 의해 취득된 제2 응력 분포 σ(T2)의 윤곽도를 도시한다.
제1 가공 시점 T1 및 제2 가공 시점 T2에 있어서는, 도 3 및 도 4에 도시하는 바와 같이, 부분적으로 잔류 응력이 높아져 있는 부위(예를 들어 도 4에 도시하는 화살표)를 확인할 수 있다. 이 부위는, 가공도가 높고, 가혹한 성형이 실시되어 있는 부위이며, 주변 부위로부터 재료가 유입되고 있는 부위이다. 즉, 당해 부위에 주름(또는 휨부)이 발생하고 있을 가능성도 부정할 수 없지만, 종래의 쉐이딩 도면에 의한 추정법과 마찬가지로, 주름인지 가공해야 할 형상(디자인)인지를 판별할 수는 없다. 또한, 주름이 발생하고 있다고 추정했다고 하더라도, 주름의 크기 등을 정량적으로 추정하는 것은 곤란하다.
또한, 유한 요소법에 의한 수치 해석은, 시판하고 있는 유한 요소법(FEM) 해석 시스템(예를 들어 시판하고 있는 소프트웨어 PAM-STAMP, LS-DYNA, Autoform, OPTRIS, ITAS-3D, ASU/P-FORM, ABAQUS, ANSYS, MARC, HYSTAMP, Hyperform, SIMEX, Fastform3D, Quikstamp)을 사용하여 행할 수 있다. 이들의 유한 요소법(FEM) 해석 시스템을 사용함으로써, 프레스 성형하는 강판 S의 형상 데이터(판 두께, 길이, 폭 등) 및, 강도나 신장 등의 강판 특성에 기초하여, 금형 형상(다이 및 펀치 형상, 곡률, 윤활 조건), 프레스 압력(온도, 압력 등) 등의 성형 조건을 설정하여, 프레스 성형 해석을 행하고, 또한, 프레스 성형 후의 성형품의 응력 분포를 정량적으로 추정할 수 있다.
(비교 응력 분포 취득 공정 S13)
비교 응력 분포 취득 공정 S13에서는, 제1 응력 분포 σ(T1)와, 제2 응력 분포 σ(T2)의 비교에 기초하여, 제1 응력과 제2 응력의 비교 응력의 분포인 비교 응력 분포 σ(T1, T2)를 취득한다.
보다 구체적으로는, 제1 응력 분포 σ(T1)와, 제2 응력 분포 σ(T2)를 비교하여, 각 유한 요소마다의 응력의 차분 또는 변화율을 구함으로써, 비교 응력 분포 σ(T1, T2)를 취득할 수 있다.
도 5에 비교 응력 분포 취득 공정 S13에 의해 취득된 비교 응력 분포 σ(T1, T2)의 윤곽도를 도시한다.
소성 가공의 진행에 수반하여 휨부가 찌부러져 가기 때문에, 주름의 발생 부위에는 압축 잔류 응력이, 그리고 그 주변 부위에는 인장 잔류 응력이 발생한다. 그로 인해, 도 5에서 나타내는 바와 같이, 제1 가공 시점 T1에 있어서의 강판 S의 제1 응력 분포 σ(T1)와, 제1 가공 시점 T1보다도 소성 가공이 진행된 제2 가공 시점 T2에 있어서의 강판 S의 제2 응력 분포 σ(T2)의 사이의 응력값의 차분 또는 변화율을 산출하고, 윤곽도에 의해 표시시킴으로써, 주름의 발생 부위(도면 중의 화살표)를 명료하게 관찰할 수 있다.
(분할 비교 응력 분포 취득 공정 S14)
분할 비교 응력 분포 취득 공정 S14에서는, 비교 응력 분포 σ(T1, T2)를 복수의 분할 영역 Dk(k=1, 2, 3, …n)로 분할함으로써, 각각의 분할 영역 Dk의 비교 응력의 분포인 분할 비교 응력 분포 σDIV(T1, T2)를 취득한다.
도 6에 비교 응력 분포 σ(T1, T2)를 분할 영역 D0 내지 D10으로 분할할 경우의 일례를 도시한다.
또한, 도 7에, 도 6에 도시하는 분할 영역 D0 내지 D10 각각의 분할 비교 응력 분포 σDIV(T1, T2)를 나타낸다.
또한, 도 7에 있어서, Min은 「비교 응력의 최솟값(㎬)」, Max는 「비교 응력의 최댓값(㎬)」, Max-Min은 「서로 이격되는 두개의 요소 간의 비교 응력의 차분의 최댓값(㎬)」, Grad.Max는 「서로 이격되는 두개의 요소 간의 비교 응력의 차분을 그 이격 거리로 제산하여 얻어지는 차분 구배의 최댓값(㎬/㎜)」을 나타낸다.
또한, 분할 영역 Dk의 획정 수법에 대해서는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 후술하는 수법을 사용해도 된다.
(면 형상 불량 발생 영역 추정 공정 S15)
면 형상 불량 발생 영역 추정 공정 S15에서는, 분할 비교 응력 분포 σDIV(T1, T2)를 사용하고, 분할 영역 Dk 각각에 대하여 구한 면 형상 불량 발생 평가 지표 α에 기초하여, 상기 분할 영역 Dk 각각이 주름 발생 영역인지 여부를 추정한다.
면 형상 불량 발생 평가 지표 α로서는, 예를 들어 하기의 평가 지표를 사용할 수 있다.
면 형상 불량 발생 평가 지표 α1: 비교 응력의 최솟값
면 형상 불량 발생 평가 지표 α2: 서로 이격되는 두개의 요소 간의 비교 응력의 차분의 최댓값
면 형상 불량 발생 평가 지표 α3: 서로 이격되는 두개의 요소 간의 비교 응력의 차분을 그 이격 거리로 제산하여 얻어지는 차분 구배의 최댓값
(면 형상 불량 발생 평가 지표 α1)
면 형상 불량 발생 평가 지표 α1을 사용하는 경우, 분할 비교 응력 분포 σDIV(T1, T2) 각각에 있어서의 「비교 응력의 최솟값」이 역치보다도 작은 분할 영역 Dk를 주름 발생 영역으로서 추정한다.
주름의 원인이 되는 휨부는, 제1 가공 시점 T1에 있어서 발생하고, 그 후, 성형이 진행됨에 따라 찌부러져 간다. 따라서, 제2 가공 시점 T2에서는, 찌부러진 휨부(주름) 또는 찌부러지고 있는 휨부(주름)에 기인하는 압축 잔류 응력이 발생한다.
따라서, 압축 잔류 응력이 큰 분할 영역 Dk에 있어서, 주름이 발생하고 있을 가능성이 높다고 할 수 있다.
그로 인해, 「비교 응력의 최솟값」이 역치보다도 작은 분할 영역 Dk를 주름 발생 영역이라 추정할 수 있다.
구체예를 들면, 도 7에 도시하는 「Min」의 값을 고려하여, 예를 들어 역치를 -0.700(㎬)으로 설정하는 경우, 분할 영역 D0, 분할 영역 D5, 분할 영역 D7을 주름 발생 영역으로서 추정할 수 있다.
면 형상 불량 발생 평가 지표 α1을 사용하는 경우의 역치는, 최종 제품(프레스 성형품)에 있어서 어떠한 높이의 주름을 허용할 수 있을지에 의해 결정해도 된다. 즉, 예를 들어 보다 가혹한 환경에서 사용하는 프레스 성형품의 경우에는, 작은 주름이어도 제품 성능에 크게 작용하기 때문에, 역치를 「낮게」 설정함으로써, 주름의 발생을 보다 엄격하게 평가할 수 있다.
(면 형상 불량 발생 평가 지표 α2)
면 형상 불량 발생 평가 지표 α2를 사용하는 경우, 분할 비교 응력 분포 σDIV (T1, T2) 각각에 있어서의 「서로 이격되는 두개의 요소 간의 비교 응력의 차분의 최댓값」이 역치보다도 큰 분할 영역 Dk를 주름 발생 영역으로서 추정한다.
상술한 바와 같이, 주름의 원인이 되는 휨부는, 제1 가공 시점 T1에 있어서 발생하고, 그 후, 성형이 진행됨에 따라 찌부러지고, 제2 가공 시점 T2에서는, 찌부러진 휨부(주름) 또는 찌부러지고 있는 휨부(주름)에 기인하는 압축 잔류 응력이 발생한다. 또한, 이 압축 잔류 응력의 주위에는 인장 잔류 응력이 발생한다.
따라서, 잔류 응력의 최댓값과 최솟값의 차분이 큰 분할 영역 Dk에 있어서, 주름이 발생하고 있을 가능성이 높다고 할 수 있다.
그로 인해, 「서로 이격되는 두개의 요소 간의 비교 응력의 차분의 최댓값」이 역치보다도 큰 분할 영역 Dk를 주름 발생 영역으로 추정하는 것이 바람직하다.
구체예를 들면, 도 7에 도시하는 「Max-Min」의 값을 고려하여, 예를 들어 역치를 1.500(㎬)으로 설정하는 경우, 분할 영역 D0, 분할 영역 D5, 분할 영역 D7을 주름 발생 영역으로서 추정할 수 있다.
면 형상 불량 발생 평가 지표 α2를 사용하는 경우의 역치도, 면 형상 불량 발생 평가 지표 α1과 마찬가지로, 최종 제품(프레스 성형품)에 있어서 어떠한 높이의 주름을 허용할 수 있을지에 의해 결정해도 된다. 면 형상 불량 발생 평가 지표 α2를 사용하는 경우, 역치를 「높게」 설정함으로써, 주름의 발생을 보다 엄격하게 평가할 수 있다.
또한, 면 형상 불량 발생 평가 지표 α2를 사용하는 경우, 면 형상 불량 발생 평가 지표 α1을 사용하는 경우에 비해, 주름의 주위의 인장 잔류 응력의 값도 고려하기 때문에, 면 형상 불량 발생 평가 지표 α1을 사용하는 경우보다도 정확하게 주름 발생 영역을 추정하는 것이 가능하다.
(면 형상 불량 발생 평가 지표 α3)
면 형상 불량 발생 평가 지표 α3을 사용하는 경우, 분할 비교 응력 분포 σDIV(T1, T2) 각각에 있어서의 「서로 이격되는 두개의 요소 간의 비교 응력의 차분을 그 이격 거리로 제산하여 얻어지는 차분 구배의 최댓값」이 역치보다도 큰 분할 영역 Dk를 주름 발생 영역으로서 추정한다.
상술한 바와 같이, 잔류 응력의 최댓값과 최솟값의 차분이 큰 분할 영역 Dk에 있어서, 주름이 발생하고 있을 가능성이 높다. 단, 분할 영역 Dk의 획정의 방법에 따라서는, 하나의 분할 영역 Dk에 있어서 복수의 주름 발생 부위가 포함되는 경우가 있다. 그 경우, 하나의 주름 발생 부위에 기인하는 잔류 응력의 최댓값과, 다른 주름 발생 부위에 기인하는 잔류 응력의 최솟값의 차분이 산출될 가능성이 있다.
따라서, 보다 확실하게 주름 발생 영역의 추정을 행하기 위해서는, 「하나」의 주름 발생 부위에 기인하는 압축 잔류 응력과 인장 잔류 응력의 차분을 평가 지표로 하는 것이 바람직하다고 할 수 있다.
그로 인해, 「서로 이격되는 두개의 요소 간의 비교 응력의 차분을 그 이격 거리로 제산하여 얻어지는 차분 구배의 최댓값」이 역치보다도 큰 분할 영역 Dk를 주름 발생 영역이라 추정하는 것이 보다 바람직하다.
구체예를 들면, 도 7에 나타내는 「Grad.Max」의 값을 고려하여, 예를 들어 역치를 0.260(㎬/㎜)으로 설정하는 경우, 분할 영역 D0, 분할 영역 D9, 분할 영역 D10을 주름 발생 영역으로서 추정할 수 있다.
면 형상 불량 발생 평가 지표 α3을 사용하는 경우의 역치도, 면 형상 불량 발생 평가 지표 α1, α2와 마찬가지로, 최종 제품(프레스 성형품)에 있어서 어떠한 높이의 주름을 허용할 수 있을지에 의해 결정해도 된다. 면 형상 불량 발생 평가 지표 α3을 사용하는 경우, 면 형상 불량 발생 평가 지표 α2와 마찬가지로, 역치를 「높게」 설정함으로써, 주름의 발생을 보다 엄격하게 평가할 수 있다.
또한, 면 형상 불량 발생 평가 지표 α3을 사용하는 경우, 면 형상 불량 발생 평가 지표 α1, α2를 사용하는 경우에 비해, 차분 구배를 고려하기 때문에, 면 형상 불량 발생 평가 지표 α1, α2를 사용하는 경우보다도 더 정확하게 주름 발생 영역을 추정하는 것이 가능하다.
또한, 상술한 분할 비교 응력 분포 취득 공정 S14에 관하여, 분할 영역 Dk의 획정 수법에 대해서는, 기계적으로 등분할(예를 들어 주사위상)해도 되고, 주름이 발생하기 쉬운 개소와, 주름이 발생하기 어려운 개소를 경험값으로부터 추측하여, 그 예측에 기초하여 결정해도 된다.
단, 보다 정밀도를 높이기 위해서, 상기의 면 형상 불량 발생 평가 지표 α1 내지 α3을 고려하여, 하기와 같이 분할 영역 Dk를 획정해도 된다.
(분할 영역 획정 수법 1)
분할 영역 획정 수법 1에서는, 먼저, 비교 응력 분포 σ(T1, T2) 중, 「비교 응력이 최소인 요소」를 포함하는 제1 분할 영역 D1을 복수의 분할 영역 Dk 중 하나로서 획정한다.
그리고, 비교 응력 분포 σ(T1, T2)로부터 제1 분할 영역 D1을 제외한 비교 응력 분포 σ(T1, T2) 중 「비교 응력이 최소인 요소」를 포함하는 제2 분할 영역 D2를 복수의 분할 영역 Dk 중 하나로서 획정한다.
마찬가지의 획정 방법을 반복해 감으로써, 분할 영역 Dk를 기계적으로 획정할 수 있다. 마찬가지의 획정 방법을 반복하는 횟수는 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 획정된 분할 영역 Dk를 제외한 비교 응력 분포 σ(T1, T2)에 있어서의 「비교 응력의 최솟값」이, 제1 분할 영역 D1의 「비교 응력의 최솟값」의 2배 이상이 될 때까지, 상기의 수법을 반복해도 된다.
(분할 영역 획정 수법 2)
분할 영역 획정 수법 2에서는, 먼저, 비교 응력 분포 σ(T1, T2) 중 「서로 이격되는 두개의 요소 간의 비교 응력의 차분이 최대가 되는 조합의 두개의 요소」를 포함하는 제1 분할 영역 D1을 복수의 분할 영역 Dk 중 하나로서 획정한다.
그리고, 비교 응력 분포 σ(T1, T2)로부터 제1 분할 영역 D1을 제외한 비교 응력 분포 σ(T1, T2) 중 「서로 이격되는 두개의 요소 간의 비교 응력의 차분이 최대가 되는 조합의 두개의 요소」를 포함하는 제2 분할 영역 D2를 복수의 분할 영역 Dk 중 하나로서 획정한다.
마찬가지의 획정 방법을 반복해 감으로써, 분할 영역 Dk를 기계적으로 획정할 수 있다. 마찬가지의 획정 방법을 반복하는 횟수는 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 획정된 분할 영역 Dk를 제외한 비교 응력 분포 σ(T1, T2)에 있어서의 「서로 이격되는 두개의 요소 간의 비교 응력의 차분의 최댓값」이, 제1 분할 영역 D1의 「서로 이격되는 두개의 요소 간의 비교 응력의 차분의 최댓값」의 50% 이하가 될 때까지, 상기의 수법을 반복해도 된다.
(분할 영역 획정 수법 3)
분할 영역 획정 수법 3에서는, 먼저, 비교 응력 분포 σ(T1, T2) 중 「서로 이격되는 두개의 요소 간의 비교 응력의 차분을 그 이격 거리로 제산하여 얻어지는 차분 구배가 최대가 되는 조합의 두개의 요소」를 포함하는 제1 분할 영역 D1을 복수의 분할 영역 Dk 중 하나로서 획정한다.
그리고, 비교 응력 분포 σ(T1, T2)로부터 제1 분할 영역 D1을 제외한 비교 응력 분포 σ(T1, T2) 중 「서로 이격되는 두개의 요소 간의 비교 응력의 차분을 그 이격 거리로 제산하여 얻어지는 차분 구배가 최대가 되는 조합의 두개의 요소」를 포함하는 제2 분할 영역 D2를 복수의 분할 영역 Dk 중 하나로서 획정한다.
마찬가지의 획정 방법을 반복해 감으로써, 분할 영역 Dk를 기계적으로 획정할 수 있다. 같은 획정 방법을 반복하는 횟수는 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 획정된 분할 영역 Dk를 제외한 비교 응력 분포 σ(T1, T2)에 있어서의 「서로 이격되는 두개의 요소 간의 비교 응력의 차분을 그 이격 거리로 제산하여 얻어지는 차분 구배의 최댓값」이, 제1 분할 영역 D1의 「서로 이격되는 두개의 요소 간의 비교 응력의 차분을 그 이격 거리로 제산하여 얻어지는 차분 구배가 최댓값」의 50% 이하가 될 때까지, 상기의 수법을 반복해도 된다.
또한, 분할 영역 획정 수법 1은 면 형상 불량 발생 평가 지표 α1을 고려한 방법이며, 분할 영역 획정 수법 2는 면 형상 불량 발생 평가 지표 α2를 고려한 방법이며, 분할 영역 획정 수법 3은 면 형상 불량 발생 평가 지표 α3을 고려한 방법이다. 따라서, 분할 영역 획정 수법 1을 사용하여 분할 영역을 획정했을 경우에는, 면 형상 불량 발생 평가 지표 α1을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 제1 가공 시점 T1은, 본 실시 형태에 대해서는, 프레스 성형하는 강판 S의 형상이나, 강판 특성, 금형 형상, 프레스 조건 등에 기초하여 적절히 결정해도 된다. 예를 들어, 상형(101)의 하사점으로부터의 이격 거리가 0㎜ 초과 5㎜ 이하가 되는 가공 시점, 혹은, 상형(101)의 하사점으로부터의 이격 거리가 프레스 성형품의 부위마다 허용되는 주름 높이의 1 내지 5배의 높이가 되는 가공 시점으로 해도 된다.
또한, 제2 가공 시점 T2는, 상형(101)이 하사점이 되는 가공 시점, 즉, 소성 가공 완료 시점 TEND인 것이 바람직하다.
이상 설명한 각 스텝에 의해, 프레스 성형품의 주름 발생 영역을 정량적으로 추정할 수 있고, 프레스 성형품의 성형 방법을 검토하는 설계 단계에서의 공정수나 비용을 저감할 수 있다.
<제2 실시 형태>
본 발명의 제2 실시 형태는, 상술한 「면 형상 불량 발생 영역 추정 방법」에 의해 추정된 주름 발생 영역에 대해서, 그 원인 영역을 추정하는 면 형상 불량 원인 영역 추정 방법이다.
본 실시 형태에 따른 면 형상 불량 원인 영역 추정 방법은, 도 8에 도시하는 바와 같이, 영역 분할 공정 S21과, 수정 제1 응력 분포 취득 공정 S22와, 수정 제2 응력 취득 공정 S23과, 수정 비교 응력 분포 취득 공정 S24와, 면 형상 불량 원인 영역 추정 공정 S25를 구비한다.
이하, 각 공정에 대하여 상세하게 설명한다.
(영역 분할 공정 S21)
영역 분할 공정 S21에서는, 상술한 「면 형상 불량 발생 영역 추정 방법」에 의해 추정된 주름 발생 영역 중 하나를 기준 영역 m0으로서 특정함과 함께, 그 기준 영역 m0의 주위를 복수의 주변 영역 mk(k=1, 2, 3, …n)로 분할한다.
이하, 구체예로서, 도 6에 도시하는 분할 영역 D0을 기준 영역 m0으로서 특정하고, 그 주위를 주변 영역 m1 내지 m10으로 분할하는 경우에 기초하여 설명한다.
또한, 이 예에서는, 도 6에 도시하는 분할 영역 D1 내지 D10과 마찬가지로 주변 영역 m1 내지 m10을 획정하고 있지만, 주변 영역 mk의 획정 수법은 특별히 한정되는 것은 아니며, 기계적으로 등분할(예를 들어 주사위상)해도 되고, 주름의 원인이 되기 쉬운 개소와, 주름의 원인이 되기 어려운 개소를 경험값으로부터 추측하여, 그 예측에 기초하여 결정해도 된다. 또한, 상기 제1 실시 형태에서 설명한 분할 영역 획정 수법 1 내지 3에 따라 주변 영역 mk를 획정해도 된다.
또한, 주름 발생 영역 근방의 주위 영역 mk에 대해서는 그 영역을 미세하게 획정함(유한 요소를 작게 한정함)으로써, 주름 원인 영역을 고정밀도로 추정할 수 있다.
(수정 제1 응력 분포 취득 공정 S22)
수정 제1 응력 분포 취득 공정 S22에서는, 제1 가공 시점 T1에 있어서의 강판 S의 제1 응력 분포 σ(T1)에 있어서, 각 주변 영역 mk 중 임의의 주변 영역 mk의 응력값을 0으로 변경한 경우의 응력 분포인 수정 제1 응력 분포 σ'(T1)를 각 영역 mk마다 취득한다.
또한, 「주변 영역 m1의 수정 제1 응력 분포 σ'(T1)」란, 주변 영역 m1에 대하여 응력을 변경하여 취득된 수정 제1 응력 분포 σ'(T1)를 의미한다. 마찬가지로, 「주변 영역 m2의 수정 제1 응력 분포 σ'( T1)」란, 주변 영역 m2에 대하여 응력을 변경하여 취득된 수정 제1 응력 분포 σ'(T1)를 의미한다. 본 실시 형태에서는 10개의 주변 영역 m1 내지 m10이 존재하기 때문에, 수정 제1 응력 분포 σ'(T1)를 10개 취득한다.
도 10에, 주변 영역 m1의 응력값을 0으로 변경하여 취득되는 주변 영역 m1의 수정 제1 응력 분포 σ'(T1)의 윤곽도를 도시한다.
또한, 본 실시 형태에서는 주변 영역 m1 내지 m10 각각에 대하여 응력값을 0으로 변경하고 있지만, 응력값은 0 이외의 소정의 값, 예를 들어 0에 근사한 값으로 변경해도 된다. 또한, 예를 들어 비교 응력값의 최댓값의 10배, 혹은 1/10배의 비교 응력값으로 변경해도 된다. 나아가서는, 주변 영역 mk의 각 요소의 비교 응력값을, 일정한 배율로 증대 또는 감소시켜도 된다. 후술하겠지만, 이렇게 주변 영역 mk의 각 요소의 비교 응력값을 변경함으로써, 그 변경에 수반하는 기준 영역 m0의 응력값에 대한 영향도를 검증하는 것이 가능하게 된다.
(수정 제2 응력 분포 취득 공정 S23)
수정 제2 응력 분포 취득 공정 S23에서는, 상기 수정 제1 응력 분포 σ'(T1)에 기초하여 제2 가공 시점 T2까지 유한 요소법에 의한 성형 해석을 행함으로써 얻어지는 응력 분포인 수정 제2 응력 분포 σ'(T2)를 각 주변 영역 mk마다 취득한다. 즉, 각 주변 영역 mk의 응력값을 소정값으로 변경한 응력 상태로부터 수치 해석을 계속하고, 제2 가공 시점 T2에 이르기까지 해석함으로써, 각 주변 영역 mk마다의 수정 제2 응력 분포 σ'(T2)를 취득한다.
또한, 「주변 영역 m1의 수정 제2 응력 분포 σ'(T2)」란, 주변 영역 m1의 수정 제1 응력 분포 σ'(T1)에 기초하여 제2 가공 시점 T2까지 유한 요소법에 의해 성형 해석을 행함으로써 얻어지는 수정 제2 응력 분포 σ'(T2)를 의미한다. 마찬가지로, 「주변 영역 m2의 수정 제2 응력 분포 σ'(T2)」란, 주변 영역 m2의 수정 제1 응력 분포 σ'(T1)에 기초하여 제2 가공 시점 T2까지 유한 요소법에 의해 성형 해석을 행함으로써 얻어지는 수정 제2 응력 분포 σ'(T2)를 의미한다. 본 실시 형태에서는 10개의 주변 영역 m1 내지 m10이 존재하기 때문에, 수정 제2 응력 분포 σ'(T1)를 10개 취득한다.
도 11에, 도 10에 도시된 주변 영역 m1의 수정 제1 응력 분포 σ'(T1)에 기초하여 제2 가공 시점 T2까지 유한 요소법에 의한 성형 해석을 행함으로써 취득되는 주변 영역 m1의 수정 제2 응력 분포 σ'(T2)의 윤곽도를 도시한다.
(수정 비교 응력 분포 취득 공정 S24)
수정 비교 응력 분포 취득 공정 S24에서는, 수정 제1 응력 분포 취득 공정 S22에서 취득한 수정 제1 응력 분포 σ'(T1)와, 수정 제2 응력 분포 취득 공정 S23에서 취득한 수정 제2 응력 분포 σ'(T2)의 비교에 기초하여 얻어지는 수정 비교 응력의 분포인 수정 비교 응력 분포 σ'(T1, T2)를 주변 영역 mk마다 취득한다.
보다 구체적으로는, 각 주변 영역 mk의 수정 제1 응력 분포 σ'(T1)와, 수정 제2 응력 분포 σ'(T2)를 비교하여, 각 유한 요소마다의 응력 차분 또는 변화율을 구함으로써, 수정 비교 응력 분포 σ'(T1, T2)를 취득할 수 있다.
또한, 「주변 영역 m1의 수정 비교 응력 분포 σ'(T1, T2)」란, 주변 영역 m1의 수정 제1 응력 분포 σ'(T1)와 주변 영역 m1의 수정 제2 응력 분포 σ'(T2)의 비교에 기초하여 취득되는 수정 비교 응력 분포 σ'(T1, T2)를 의미한다. 마찬가지로, 「주변 영역 m2의 수정 비교 응력 분포 σ'( T1, T2)」란, 주변 영역 m2의 수정 제1 응력 분포 σ'(T1)와 주변 영역 m2의 수정 제2 응력 분포 σ'(T2)의 비교에 기초하여 취득되는 수정 비교 응력 분포 σ'(T1, T2)를 의미한다. 본 실시 형태에서는 10개의 주변 영역 m1 내지 m10이 존재하기 때문에, 수정 비교 응력 분포 σ'(T1, T2)를 10개 취득한다.
도 12에, 도 10에 도시된 주변 영역 m1의 수정 제1 응력 분포 σ'(T1)와 도 11에 도시된 주변 영역 m1의 수정 제2 응력 분포 σ'(T2)를 비교하여, 각 유한 요소마다의 수정 비교 응력의 차분을 구함으로써 취득되는 주변 영역 m1의 수정 비교 응력 분포 σ'(T1, T2)의 윤곽도를 도시한다. 도 12에는, 주변 영역 m1의 수정 비교 응력 분포 σ'(T1, T2)의 기준 영역 m0에 있어서의 하기의 데이터를 나타내고 있다.
Min: 「수정 비교 응력의 최솟값(㎬)」,
Max: 「수정 비교 응력의 최댓값(㎬)」,
Max-Min: 「서로 이격되는 두개의 요소 간의 수정 비교 응력의 차분의 최댓값(㎬)」,
Grad.Max: 「서로 이격되는 두개의 요소 간의 수정 비교 응력의 차분을 그 이격 거리로 제산하여 얻어지는 차분 구배의 최댓값(㎬/㎜)」
(면 형상 불량 원인 영역 추정 공정 S25)
면 형상 불량 원인 영역 추정 공정 S25에서는, 주변 영역 mk의 수정 비교 응력 분포 σ'(T1, T2)에 있어서의 기준 영역 m0의 면 형상 불량 원인 평가 지표 β(mk)의 값과, 비교 응력 분포 σ(T1, T2)에 있어서의 기준 영역 m0의 면 형상 불량 원인 평가 지표 β(m0)의 값의 비교값 β(mk, m0)에 기초하여, 상기 주변 영역 mk 각각이 주름 원인 영역인지 여부를 추정한다.
본 실시 형태에서는, 10개의 주변 영역 m1 내지 m10이 존재하기 때문에, 10개의 주변 영역 각각에 대해서, 면 형상 불량 원인 평가 지표 β(mk)의 값을 취득한다.
「면 형상 불량 원인 평가 지표 β(m0)」 및 「면 형상 불량 원인 평가 지표 β(mk)」는, 모두 동일한 종류의 면 형상 불량 원인 평가 지표인 것이 바람직하다. 면 형상 불량 원인 평가 지표의 종류로서는, 「수정 비교 응력의 최솟값」, 「서로 이격되는 두개의 요소 간의 수정 비교 응력의 차분의 최댓값」, 또는, 「서로 이격되는 두개의 요소 간의 수정 비교 응력의 차분을 그 이격 거리로 제산하여 얻어지는 차분 구배의 최댓값」을 사용할 수 있다.
비교값 β(mk, m0)는 「주변 영역 mk의 수정 비교 응력 분포 σ'(T1, T2)에 있어서의 기준 영역 m0의 면 형상 불량 원인 평가 지표 β(mk)의 값」과, 「비교 응력 분포 σ(T1, T2)에 있어서의 기준 영역 m0의 면 형상 불량 원인 평가 지표 β(m0)의 값」의 차분 또는 변화율의 값이면 된다.
그리고, 그 비교값이 소정의 역치보다도 큰지 작은지에 기초하여, 주변 영역 mk를 주름 원인 영역으로서 추정한다.
또한, 주름 원인 영역으로서 추정된 주변 영역 mk에 대해서는, 금형의 대응 개소에 대한 패드의 설치, 재료 설계 변경, 주름 발생을 예상한 금형 변경 등을 행함으로써, 주름 발생 대책을 행할 수 있다.
이하, 면 형상 불량 원인 평가 지표 β(m0), β(mk)로서, 예를 들어 「서로 이격되는 두개의 요소 간의 수정 비교 응력의 차분의 최댓값」을 사용하는 경우를 예로 들어 설명한다.
표 1에 각 주변 영역 m1 내지 m10에 관한 Min, Max 및 Max-Min의 값을 나타낸다. 예를 들어, m1의 열의 Max의 행의 란은, 주변 영역 m1의 수정 비교 응력 분포 σ'(T1, T2)에 있어서의 기준 영역 m0의 수정 비교 응력의 최댓값(㎬)을 의미한다.
표 1에는 또한 비교값을 나타내고 있다. 여기에서는 면 형상 불량 원인 평가 지표 β(m0), β(mk)로서, 「서로 이격되는 두개의 요소 간의 비교 응력의 차분의 최댓값」을 사용하기 때문에, (1) 주변 영역 mk의 수정 비교 응력 분포 σ'(T1, T2)에 있어서의 기준 영역 m0의, 「서로 이격되는 두개의 요소 간의 비교 응력의 차분의 최댓값」을, (2) 비교 응력 분포 σ(T1, T2)에 있어서의 기준 영역 m0의, 「서로 이격되는 두개의 요소 간의 비교 응력의 차분의 최댓값」(=1.528㎬)으로 나눈 값을 변화율로서 산출하고 있다.
또한, 여기서는 양자의 변화율을 비교값으로 하지만, 차분이어도 된다.
Figure pct00001
그리고, 그 비교값(변화율)이 역치보다도 큰 주변 영역 mk를 주름 원인 영역으로서 추정한다. 예를 들어, 역치를 1.10(110％)으로 설정하는 경우, 주변 영역 m2가 주름 원인 영역으로서 추정된다.
또한, 주름 원인 영역으로 추정하기 위한 평가 기준인 「역치」는, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 최종 제품(프레스 성형품)에 있어서 어떠한 높이의 주름을 허용할 수 있을지에 의해 결정해도 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 면 형상 불량 원인 영역 추정 방법에 의하면, 제2 가공 시점 T2에 있을 때의 주름 발생 부위를 포함하는 기준 영역 m0의 잔류 응력의 변동에 착안함으로써, 응력을 소정값으로 변화시킨 주변 영역 mk가 주름 발생 영역에 대하여 어느 정도 영향을 주고 있는지를 정량적으로 평가할 수 있고, 어느 주변 영역 mk가 프레스 성형품의 주름 원인 영역인지를 추정할 수 있다. 그 결과, 프레스 성형품의 주름 원인 영역을 정량적으로 추정할 수 있고, 프레스 성형품의 성형 방법을 검토하는 설계 단계에서의 공정수나 비용을 저감할 수 있다.
<제3 실시 형태>
본 발명의 제3 실시 형태는, 프레스 성형이 개시하는 시점(소성 가공 개시 시점 TSTART)으로부터 프레스 성형이 완료되는 시점(소성 가공 완료 시점 TEND)에 이르기까지 강판을 프레스 성형하여 얻어지는 프레스 성형품(소성 가공품)의 주름 발생 영역(면 형상 불량 발생 영역)을 추정하는 면 형상 불량 발생 영역 추정 장치(10)이다.
본 실시 형태에 따른 면 형상 불량 발생 영역 추정 장치(10)는, 도 13에 도시하는 바와 같이, 제1 응력 분포 취득부(11)와, 제2 응력 분포 취득부(12)와, 비교 응력 분포 취득부(13)와, 분할 비교 응력 분포 취득부(14)와, 면 형상 불량 발생 영역 추정부(15)를 구비한다.
각 구성의 설명에 대해서는 제1 실시 형태에 따른 면 형상 불량 발생 영역 추정 방법과 마찬가지이기 때문에, 중복되는 설명은 생략한다.
제1 응력 분포 취득부(11)에서는, 유한 요소법에 의해, 소성 가공 개시 시점 TSTART보다도 후이며, 또한, 소성 가공 완료 시점 TEND보다도 전인 제1 가공 시점 T1에 있어서의 피가공재의 응력 분포인 제1 응력 분포 σ(T1)를 취득한다.
제2 응력 분포 취득부(12)에서는, 유한 요소법에 의해, 제1 가공 시점 T1보다도 후이며, 또한, 소성 가공 완료 시점 TEND보다도 전 또는 동시인 제2 가공 시점 T2에 있어서의 피가공재의 응력 분포인 제2 응력 분포 σ(T2)를 취득한다.
비교 응력 분포 취득부(13)에서는, 제1 응력 분포 σ(T1)와 제2 응력 분포 σ(T2)의 비교에 기초하여, 피가공재의 비교 응력의 분포인 비교 응력 분포 σ(T1, T2)를 취득한다.
분할 비교 응력 분포 취득부(14)에서는, 비교 응력 분포 σ(T1, T2)를 복수의 분할 영역 Dk로 분할함으로써, 각각의 분할 영역 Dk의 비교 응력의 분포인 분할 비교 응력 분포 σDIV(T1, T2)를 취득한다.
면 형상 불량 발생 영역 추정부(15)에서는, 분할 비교 응력 분포 σDIV(T1, T2)를 사용하고, 분할 영역 Dk 각각에 대하여 구한 면 형상 불량 발생 평가 지표 α에 기초하여, 분할 영역 Dk 각각이 주름 발생 영역인지 여부를 추정한다.
본 실시 형태에 따른 면 형상 불량 발생 영역 추정 장치(10)에 의하면, 제1 실시 형태에서 설명한 면 형상 불량 발생 영역 추정 방법과 마찬가지로, 프레스 성형품의 주름 발생 부위를 정량적으로 추정할 수 있고, 프레스 성형품의 성형 방법을 검토하는 설계 단계에서의 공정수나 비용을 저감할 수 있다.
<제4 실시 형태>
본 발명의 제4 실시 형태는, 상술한 「면 형상 불량 발생 영역 추정 장치(10)」에 의해 추정된 주름 발생 영역에 대해서, 그 원인 영역을 추정하는 면 형상 불량 원인 영역 추정 장치(20)이다.
본 실시 형태에 따른 면 형상 불량 원인 영역 추정 장치(20)는, 도 13에 도시하는 바와 같이, 영역 분할 공정 S21과, 수정 제1 응력 분포 취득 공정 S22와, 수정 제2 응력 취득 공정 S23과, 수정 비교 응력 분포 취득 공정 S24와, 면 형상 불량 원인 영역 추정 공정 S25를 구비한다.
각 구성의 설명에 대해서는 제2 실시 형태에 따른 면 형상 불량 원인 영역 추정 방법과 마찬가지이기 때문에, 중복되는 설명은 생략한다.
영역 분할부(21)에서는, 제3 실시 형태에서 설명한 면 형상 불량 발생 영역 추정 장치(10)에 의해 추정된 주름 발생 영역을 기준 영역 m0으로서 특정함과 함께, 기준 영역 m0의 주위를 복수의 주변 영역 mk로 분할한다.
수정 제1 응력 분포 취득부(22)에서는, 제1 응력 분포 σ(T1)에 있어서, 복수의 주변 영역 mk 중 임의의 주변 영역 mn의 응력값을 변경한 경우의 수정 제1 응력 분포 σ'(T1)를 각 주변 영역 mk마다 취득한다.
수정 제2 응력 취득부(23)에서는, 수정 제1 응력 분포 σ'(T1)에 대하여 제2 가공 시점 T2까지 유한 요소법에 의해 성형 해석을 행함으로써 수정 제2 응력 분포 σ'(T2)를 각 주변 영역 mk마다 취득한다.
수정 비교 응력 분포 취득부(24)에서는, 주변 영역 mk 각각에 대해서, 수정 제1 응력 분포 σ'(T1)와, 수정 제2 응력 분포 σ'(T2)를 비교하여 수정 비교 응력 분포 σ'(T1, T2)를 취득한다.
면 형상 불량 원인 영역 추정부(25)에서는, 주변 영역 mk 각각의 수정 비교 응력 분포 σ'(T1, T2)를 사용하여 구한 기준 영역 m0에 있어서의 면 형상 불량 원인 평가 지표 β(mk)와, 비교 응력 분포 σ(T1, T2)를 사용하여 구한 기준 영역 m0에 있어서의 면 형상 불량 원인 평가 지표 β(m0)의 비교값 β(mk, m0)에 기초하여, 주변 영역 mk 각각이 면 형상 불량 원인 영역인지 여부를 추정한다.
본 실시 형태에 따른 면 형상 불량 원인 영역 추정 장치(20)에 의하면, 제2 실시 형태에서 설명한 면 형상 불량 원인 영역 추정 방법과 마찬가지로, 프레스 성형품의 주름 원인 부위를 정량적으로 추정할 수 있고, 프레스 성형품의 성형 방법을 검토하는 설계 단계에서의 공정수나 비용을 저감할 수 있다.
도 15에 컴퓨터 프로그램을 가동시키는 시스템 버스를 도시한다.
상술한 면 형상 불량 발생 영역 추정 장치(10) 또는 면 형상 불량 원인 영역 추정 장치(20)를 구성하는 각 유닛의 기능은, 컴퓨터의 RAM이나 ROM 등에 기억된 프로그램이 동작함으로써 실현할 수 있다. 마찬가지로, 면 형상 불량 발생 영역 추정 방법 또는 면 형상 불량 원인 영역 추정 방법의 각 스텝은, 컴퓨터의 RAM이나 ROM 등에 기억된 프로그램이 동작함으로써 실현할 수 있다. 이 프로그램 및 당해 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체는 본 발명에 포함된다.
구체적으로, 상기 프로그램은, 예를 들어 CD-ROM과 같은 기록 매체에 기록하거나, 혹은 각종 전송 매체를 통해 컴퓨터에 제공된다. 상기 프로그램을 기록하는 기록 매체로서는, CD-ROM 이외에, 플렉시블 디스크, 하드 디스크, 자기 테이프, 광자기 디스크, 불휘발성 메모리 카드 등을 사용할 수 있다. 한편, 상기 프로그램의 전송 매체로서는, 프로그램 정보를 반송파로서 전반시켜서 공급하기 위한 컴퓨터 네트워크 시스템에 있어서의 통신 매체를 사용할 수 있다. 여기서, 컴퓨터 네트워크란, LAN, 인터넷의 등의 WAN, 무선 통신 네트워크 등이며, 통신 매체란, 광 파이버 등의 유선 회선이나 무선 회선 등이다.
또한, 본 발명에 포함되는 프로그램으로서는, 공급된 프로그램을 컴퓨터가 실행함으로써 상술한 실시 형태의 기능이 실현되는 것 뿐만은 아니다. 예를 들어, 그 프로그램이 컴퓨터에 있어서 가동되고 있는 OS(오퍼레이팅 시스템) 혹은 다른 어플리케이션 소프트 등과 공동하여 상술한 실시 형태의 기능이 실현되는 경우에도, 이러한 프로그램은 본 발명에 포함된다. 또한, 공급된 프로그램 처리의 전부 혹은 일부가 컴퓨터의 기능 확장 보드나 기능 확장 유닛에 의해 행해져서 상술한 실시 형태의 기능이 실현되는 경우에도, 이러한 프로그램은 본 발명에 포함된다.
예를 들어, 도 15는 퍼스널 유저 단말기 장치의 내부 구성을 도시하는 모식도이다. 이 도 15에 있어서, 참조 부호 1200은 CPU(1201)를 구비한 퍼스널 컴퓨터(PC)이다. PC(1200)는, ROM(1202) 또는 하드 디스크(HD)(1211)에 기억되거나, 또는 플렉시블 디스크(FD)(1212)로부터 공급되는 디바이스 제어 소프트웨어를 실행한다. 이 PC(1200)는, 시스템 버스(1204)에 접속되는 각 디바이스를 총괄적으로 제어한다.
PC(1200)의 CPU(1201), ROM(1202) 또는 하드 디스크(HD)(1211)에 기억된 프로그램에 의해, 본 실시 형태에 있어서의 각 수순이 실현된다.
참조 부호 1203은 RAM이며, CPU(1201)의 주메모리, 워크에리어 등으로서 기능한다. 참조 부호 1205는 키보드 컨트롤러(KBC)이며, 키보드(KB)(1209)나 도시하지 않은 디바이스 등으로부터의 지시 입력을 제어한다.
참조 부호 1206은 CRT 컨트롤러(CRTC)이며, CRT 디스플레이(CRT)(1210)의 표시를 제어한다. 참조 부호 1207은 디스크 컨트롤러(DKC)이다. DKC(1207)는, 부트 프로그램, 복수의 애플리케이션, 편집 파일, 유저 파일 그리고 네트워크 관리 프로그램 등을 기억하는 하드 디스크(HD)(1211), 및 플렉시블 디스크(FD)(1212)와의 액세스를 제어한다. 여기서, 부트 프로그램이란, 기동 프로그램: 퍼스널 컴퓨터의 하드나 소프트의 실행(동작)을 개시하는 프로그램이다.
참조 부호 1208은 네트워크·인터페이스 카드(NIC)이고, LAN(1220)을 통해, 네트워크 프린터, 다른 네트워크 기기, 또는 다른 PC와 쌍방향의 데이터 교환을 행한다.
상기의 퍼스널 유저 단말기 장치에 의하면, 프레스 성형품의 주름 발생 영역 또는 주름 원인 영역을 정량적으로 추정할 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 제1 실시 형태에서 설명한 면 형상 불량 발생 영역 추정 방법을 실행하는 프로그램, 제2 실시 형태에서 설명한 면 형상 불량 발생 영역 추정 방법을 실행하는 프로그램, 나아가서는 이들 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체를 포함한다.
이상, 실시 형태에 기초하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명했지만, 상기 실시 형태는, 본 발명을 실시하는 데 있어서 구체화의 예를 나타낸 것에 지나지 않고, 이것들만에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정적으로 해석되어서는 안된다.
예를 들어, 상기 실시 형태의 설명에 있어서는, 강판의 프레스 성형을 예로 들었지만, 본 발명은 이 예에 한하지 않고, 긴 형상 강재의 롤 폼 성형이나 강관의 하이드로 폼 등에도 적용할 수 있다. 또한, 피가공재의 소재도 강에 한하지 않고, 알루미늄이나 티타늄 등의 금속 재료, FRP나 FRTP 등의 유리 섬유 강화 수지 재료, 나아가서는 이것들의 복합 재료 등이어도 된다.
또한, 면 형상 불량으로서 주름을 예로 들었지만, 면 변형 등의 면 형상 불량의 추정 방법에도 적용할 수 있다.
본 발명에 따르면, 피가공재를 소성 가공했을 때 발생하는 소성 가공품의 면 형상 불량에 대해서, 그 발생 영역 및 원인 영역을 추정하기 위한 방법, 장치, 프로그램, 및 기록 매체를 제공할 수 있다.
S: 강판
101: 상형(펀치)
102: 주름 압박 금형
103: 하형(다이스)
S11: 제1 응력 분포 취득 공정
S12: 제2 응력 분포 취득 공정
S13: 비교 응력 분포 취득 공정
S14: 분할 비교 응력 분포 취득 공정
S15: 면 형상 불량 발생 영역 추정 공정
S21: 영역 분할 공정
S22: 수정 제1 응력 분포 취득 공정
S23: 수정 제2 응력 취득 공정
S24: 수정 비교 응력 분포 취득 공정
S25: 면 형상 불량 원인 영역 추정 공정
11: 제1 응력 분포 취득부
12: 제2 응력 분포 취득부
13: 비교 응력 분포 취득부
14: 분할 비교 응력 분포 취득부
15: 면 형상 불량 발생 영역 추정부
21: 영역 분할부
22: 수정 제1 응력 분포 취득부
23: 수정 제2 응력 취득부
24: 수정 비교 응력 분포 취득부
25: 면 형상 불량 원인 영역 추정부

Claims (34)

  1. 소성 가공 개시 시점 TSTART로부터 소성 가공 완료 시점 TEND에 이르기까지 피가공재를 소성 가공하여 얻어지는 소성 가공품의 면 형상 불량의 발생 영역을 추정하는 면 형상 불량 발생 영역 추정 방법이며,
    유한 요소법에 의해, 상기 소성 가공 개시 시점 TSTART보다도 후이며, 또한, 상기 소성 가공 완료 시점 TEND보다도 전인 제1 가공 시점 T1에 있어서의 상기 피가공재의 응력 분포인 제1 응력 분포 σ(T1)를 취득하는 제1 응력 분포 취득 공정과,
    유한 요소법에 의해, 상기 제1 가공 시점 T1보다도 후이며, 또한, 상기 소성 가공 완료 시점 TEND보다도 전 또는 동시인 제2 가공 시점 T2에 있어서의 상기 피가공재의 응력 분포인 제2 응력 분포 σ(T2)를 취득하는 제2 응력 분포 취득 공정과,
    상기 제1 응력 분포 σ(T1)와 상기 제2 응력 분포 σ(T2)의 비교에 기초하여, 상기 피가공재의 비교 응력의 분포인 비교 응력 분포 σ(T1, T2)를 취득하는 비교 응력 분포 취득 공정과,
    상기 비교 응력 분포 σ(T1, T2)를 복수의 분할 영역 Dk로 분할함으로써, 각각의 분할 영역 Dk의 비교 응력의 분포인 분할 비교 응력 분포 σDIV(T1, T2)를 취득하는 분할 비교 응력 분포 취득 공정과,
    상기 분할 비교 응력 분포 σDIV(T1, T2)를 사용하고, 상기 분할 영역 Dk 각각에 대하여 구한 면 형상 불량 발생 평가 지표 α에 기초하여, 상기 분할 영역 Dk 각각이 면 형상 불량의 발생 영역인지 여부를 추정하는 면 형상 불량 발생 영역 추정 공정,
    을 구비하는 것을 특징으로 하는, 면 형상 불량 발생 영역 추정 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 면 형상 불량 발생 평가 지표 α가 비교 응력의 최솟값인
    것을 특징으로 하는, 면 형상 불량 발생 영역 추정 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 면 형상 불량 발생 평가 지표 α가, 서로 이격되는 두개의 요소 간의 비교 응력의 차분의 최댓값인
    것을 특징으로 하는, 면 형상 불량 발생 영역 추정 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 면 형상 불량 발생 평가 지표 α가, 서로 이격되는 두개의 요소 간의 비교 응력의 차분을 그 이격 거리로 제산하여 얻어지는 차분 구배의 최댓값인
    것을 특징으로 하는, 면 형상 불량 발생 영역 추정 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 분할 비교 응력 분포 취득 공정에서는,
    상기 비교 응력 분포 σ(T1, T2) 중 비교 응력이 최소인 요소를 포함하는 제1 분할 영역 D1을 상기 복수의 분할 영역 Dk 중 하나로서 획정함과 함께, 상기 비교 응력 분포 σ(T1, T2)로부터 상기 제1 분할 영역 D1을 제외한 비교 응력 분포 σ(T1, T2) 중, 비교 응력이 최소인 요소를 포함하는 제2 분할 영역 D2를 상기 복수의 분할 영역 Dk 중 하나로서 획정하는
    것을 특징으로 하는, 면 형상 불량 발생 영역 추정 방법.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 분할 비교 응력 분포 취득 공정에서는,
    상기 비교 응력 분포 σ(T1, T2) 중, 서로 이격되는 두개의 요소 간의 비교 응력의 차분이 최대가 되는 조합의 두개의 요소를 포함하는 제1 분할 영역 D1을 상기 복수의 분할 영역 Dk 중 하나로서 획정함과 함께, 상기 비교 응력 분포 σ(T1, T2)로부터 상기 제1 분할 영역 D1을 제외한 비교 응력 분포 σ(T1, T2) 중, 서로 이격되는 두개의 요소 간의 비교 응력의 차분이 최대가 되는 조합의 두개의 요소를 포함하는 제2 분할 영역 D2를 상기 복수의 분할 영역 Dk 중 하나로서 획정하는
    것을 특징으로 하는, 면 형상 불량 발생 영역 추정 방법.
  7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 분할 비교 응력 분포 취득 공정에서는,
    상기 비교 응력 분포 σ(T1, T2) 중, 서로 이격되는 두개의 요소 간의 비교 응력의 차분을 그 이격 거리로 제산하여 얻어지는 차분 구배가 최대가 되는 조합의 두개의 요소를 포함하는 제1 분할 영역 D1을 상기 복수의 분할 영역 Dk 중 하나로서 획정함과 함께, 상기 비교 응력 분포 σ(T1, T2)로부터 상기 제1 분할 영역 D1을 제외한 비교 응력 분포 σ(T1, T2) 중, 서로 이격되는 두개의 요소 간의 비교 응력의 차분을 그 이격 거리로 제산하여 얻어지는 차분 구배가 최대가 되는 조합의 두개의 요소를 포함하는 제2 분할 영역 D2를 상기 복수의 분할 영역 Dk 중 하나로서 획정하는
    것을 특징으로 하는, 면 형상 불량 발생 영역 추정 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 가공 시점 T2가 상기 소성 가공 완료 시점 TEND인
    것을 특징으로 하는, 면 형상 불량 발생 영역 추정 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 피가공재가 금속인
    것을 특징으로 하는, 면 형상 불량 발생 영역 추정 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 소성 가공이 프레스 성형인
    것을 특징으로 하는, 면 형상 불량 발생 영역 추정 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 면 형상 불량이 주름인
    것을 특징으로 하는, 면 형상 불량 발생 영역 추정 방법.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 기재된 면 형상 불량 발생 영역 추정 방법에 의해 추정된 상기 면 형상 불량의 발생 영역을 기준 영역 m0으로서 특정함과 함께, 상기 기준 영역 m0의 주위를 복수의 주변 영역 mk(k=1, 2, 3, …n)로 분할하는 영역 분할 공정과,
    상기 제1 응력 분포 σ(T1)에 있어서, 상기 복수의 주변 영역 mk 중 임의의 주변 영역 mn의 응력값을 변경한 경우의 수정 제1 응력 분포 σ'(T1)를 각 주변 영역 mk마다 취득하는 수정 제1 응력 분포 취득 공정과,
    상기 수정 제1 응력 분포 σ'(T1)에 대하여 상기 제2 가공 시점 T2까지 유한 요소법에 의해 성형 해석을 행함으로써 수정 제2 응력 분포 σ'(T2)를 각 주변 영역 mk마다 취득하는 수정 제2 응력 취득 공정과,
    상기 주변 영역 mk 각각에 대해서, 상기 수정 제1 응력 분포 σ'(T1)와, 상기 수정 제2 응력 분포 σ'(T2)의 비교에 기초하여, 상기 피가공재의 수정 비교 응력의 분포인 수정 비교 응력 분포 σ'(T1, T2)를 취득하는 수정 비교 응력 분포 취득 공정과,
    상기 주변 영역 mk 각각의 상기 수정 비교 응력 분포 σ'(T1, T2)를 사용하여 구한 상기 기준 영역 m0에 있어서의 면 형상 불량 원인 평가 지표 β(mk)와, 상기 비교 응력 분포 σ(T1, T2)를 사용하여 구한 상기 기준 영역 m0에 있어서의 면 형상 불량 원인 평가 지표 β(m0)의 비교값 β(mk, m0)에 기초하여, 상기 주변 영역 mk 각각이 면 형상 불량 원인 영역인지 여부를 추정하는 면 형상 불량 원인 영역 추정 공정,
    을 구비하는 것을 특징으로 하는, 면 형상 불량 원인 영역 추정 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 면 형상 불량 원인 평가 지표 β(mk), β(m0)가 수정 비교 응력의 최솟값인
    것을 특징으로 하는, 면 형상 불량 원인 영역 추정 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 면 형상 불량 원인 평가 지표 β(mk), β(m0)가 서로 이격되는 두개의 요소 간의 수정 비교 응력의 차분의 최댓값인
    것을 특징으로 하는, 면 형상 불량 원인 영역 추정 방법.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 면 형상 불량 원인 평가 지표 β(mk), β(m0)가 서로 이격되는 두개의 요소 간의 수정 비교 응력의 차분을 그 이격 거리로 제산하여 얻어지는 차분 구배의 최댓값인
    것을 특징으로 하는, 면 형상 불량 원인 영역 추정 방법.
  16. 소성 가공 개시 시점 TSTART로부터 소성 가공 완료 시점 TEND에 이르기까지 피가공재를 소성 가공하여 얻어지는 소성 가공품의 면 형상 불량의 발생 영역을 추정하는 면 형상 불량 발생 영역 추정 장치이며,
    유한 요소법에 의해, 상기 소성 가공 개시 시점 TSTART보다도 후이며, 또한, 상기 소성 가공 완료 시점 TEND보다도 전인 제1 가공 시점 T1에 있어서의 상기 피가공재의 응력 분포인 제1 응력 분포 σ(T1)를 취득하는 제1 응력 분포 취득부와,
    유한 요소법에 의해, 상기 제1 가공 시점 T1보다도 후이며, 또한, 상기 소성 가공 완료 시점 TEND보다도 전 또는 동시인 제2 가공 시점 T2에 있어서의 상기 피가공재의 응력 분포인 제2 응력 분포 σ(T2)를 취득하는 제2 응력 분포 취득부와,
    상기 제1 응력 분포 σ(T1)와 상기 제2 응력 분포 σ(T2)의 비교에 기초하여, 상기 피가공재의 비교 응력의 분포인 비교 응력 분포 σ(T1, T2)를 취득하는 비교 응력 분포 취득부와,
    상기 비교 응력 분포 σ(T1, T2)를 복수의 분할 영역 Dk로 분할함으로써, 각각의 분할 영역 Dk의 비교 응력의 분포인 분할 비교 응력 분포 σDIV(T1, T2)를 취득하는 분할 비교 응력 분포 취득부와,
    상기 분할 비교 응력 분포 σDIV(T1, T2)를 사용하고, 상기 분할 영역 Dk 각각에 대하여 구한 면 형상 불량 발생 평가 지표 α에 기초하여, 상기 분할 영역 Dk 각각이 면 형상 불량의 발생 영역인지 여부를 추정하는 면 형상 불량 발생 영역 추정부,
    를 구비하는 것을 특징으로 하는, 면 형상 불량 발생 영역 추정 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 면 형상 불량 발생 평가 지표 α가 비교 응력의 최솟값인
    것을 특징으로 하는, 면 형상 불량 발생 영역 추정 장치.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 면 형상 불량 발생 평가 지표 α가, 서로 이격되는 두개의 요소 간의 비교 응력의 차분의 최댓값인
    것을 특징으로 하는, 면 형상 불량 발생 영역 추정 장치.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 면 형상 불량 발생 평가 지표 α가, 서로 이격되는 두개의 요소 간의 비교 응력의 차분을 그 이격 거리로 제산하여 얻어지는 차분 구배의 최댓값인
    것을 특징으로 하는, 면 형상 불량 발생 영역 추정 장치.
  20. 제16항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 분할 비교 응력 분포 취득부에서는,
    상기 비교 응력 분포 σ(T1, T2) 중, 비교 응력이 최소인 요소를 포함하는 제1 분할 영역 D1을 상기 복수의 분할 영역 Dk 중 하나로서 획정함과 함께, 상기 비교 응력 분포 σ(T1, T2)로부터 상기 제1 분할 영역 D1을 제외한 비교 응력 분포 σ(T1, T2) 중, 비교 응력이 최소인 요소를 포함하는 제2 분할 영역 D2를 상기 복수의 분할 영역 Dk 중 하나로서 획정하는
    것을 특징으로 하는, 면 형상 불량 발생 영역 추정 장치.
  21. 제16항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 분할 비교 응력 분포 취득부에서는,
    상기 비교 응력 분포 σ(T1, T2) 중, 서로 이격되는 두개의 요소 간의 비교 응력의 차분이 최대가 되는 조합의 두개의 요소를 포함하는 제1 분할 영역 D1을 상기 복수의 분할 영역 Dk 중 하나로서 획정함과 함께, 상기 비교 응력 분포 σ(T1, T2)로부터 상기 제1 분할 영역 D1을 제외한 비교 응력 분포 σ(T1, T2) 중, 서로 이격되는 두개의 요소 간의 비교 응력의 차분이 최대가 되는 조합의 두개의 요소를 포함하는 제2 분할 영역 D2를 상기 복수의 분할 영역 Dk 중 하나로서 획정하는
    것을 특징으로 하는, 면 형상 불량 발생 영역 추정 장치.
  22. 제16항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 분할 비교 응력 분포 취득부에서는,
    상기 비교 응력 분포 σ(T1, T2) 중, 서로 이격되는 두개의 요소 간의 비교 응력의 차분을 그 이격 거리로 제산하여 얻어지는 차분 구배가 최대가 되는 조합의 두개의 요소를 포함하는 제1 분할 영역 D1을 상기 복수의 분할 영역 Dk 중 하나로서 획정함과 함께, 상기 비교 응력 분포 σ(T1, T2)로부터 상기 제1 분할 영역 D1을 제외한 비교 응력 분포 σ(T1, T2) 중, 서로 이격되는 두개의 요소 간의 비교 응력의 차분을 그 이격 거리로 제산하여 얻어지는 차분 구배가 최대가 되는 조합의 두개의 요소를 포함하는 제2 분할 영역 D2를 상기 복수의 분할 영역 Dk 중 하나로서 획정하는
    것을 특징으로 하는, 면 형상 불량 발생 영역 추정 장치.
  23. 제16항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 가공 시점 T2가 상기 소성 가공 완료 시점 TEND인
    것을 특징으로 하는, 면 형상 불량 발생 영역 추정 장치.
  24. 제16항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 피가공재가 금속인
    것을 특징으로 하는, 면 형상 불량 발생 영역 추정 장치.
  25. 제16항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 소성 가공이 프레스 성형인
    것을 특징으로 하는, 면 형상 불량 발생 영역 추정 장치.
  26. 제16항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 면 형상 불량이 주름인
    것을 특징으로 하는, 면 형상 불량 발생 영역 추정 장치.
  27. 제16항 내지 제26항 중 어느 한 항에 기재된 면 형상 불량 발생 영역 추정 장치에 의해 추정된 상기 면 형상 불량의 발생 영역을 기준 영역 m0으로서 특정함과 함께, 상기 기준 영역 m0의 주위를 복수의 주변 영역 mk(k=1, 2, 3, …n)로 분할하는 영역 분할부와,
    상기 제1 응력 분포 σ(T1)에 있어서, 상기 복수의 주변 영역 mk 중 임의의 주변 영역 mn의 응력값을 변경한 경우의 수정 제1 응력 분포 σ'(T1)를 각 주변 영역 mk마다 취득하는 수정 제1 응력 분포 취득부와,
    상기 수정 제1 응력 분포 σ'(T1)에 대하여 상기 제2 가공 시점 T2까지 유한 요소법에 의해 성형 해석을 행함으로써 수정 제2 응력 분포 σ'(T2)를 각 주변 영역 mk마다 취득하는 수정 제2 응력 취득부와,
    상기 주변 영역 mk 각각에 대해서, 상기 수정 제1 응력 분포 σ'(T1)와, 상기 수정 제2 응력 분포 σ'(T2)의 비교에 기초하여, 상기 피가공재의 수정 비교 응력의 분포인 수정 비교 응력 분포 σ'(T1, T2)를 취득하는 수정 비교 응력 분포 취득부와,
    상기 주변 영역 mk 각각의 상기 수정 비교 응력 분포 σ'(T1, T2)를 사용하여 구한 상기 기준 영역 m0에 있어서의 면 형상 불량 원인 평가 지표 β(mk)와, 상기 비교 응력 분포 σ(T1, T2)를 사용하여 구한 상기 기준 영역 m0에 있어서의 면 형상 불량 원인 평가 지표 β(m0)의 비교값 β(mk, m0)에 기초하여, 상기 주변 영역 mk 각각이 면 형상 불량 원인 영역인지 여부를 추정하는 면 형상 불량 원인 영역 추정부
    를 구비하는 것을 특징으로 하는, 면 형상 불량 원인 영역 추정 장치.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 면 형상 불량 원인 평가 지표 β(mk), β(m0)가 수정 비교 응력의 최솟값인
    것을 특징으로 하는, 면 형상 불량 원인 영역 추정 장치.
  29. 제27항에 있어서,
    상기 면 형상 불량 원인 평가 지표 β(mk), β(m0)가 서로 이격되는 두개의 요소 간의 수정 비교 응력의 차분의 최댓값인
    것을 특징으로 하는, 면 형상 불량 원인 영역 추정 장치.
  30. 제27항에 있어서,
    상기 면 형상 불량 원인 평가 지표 β(mk), β(m0)가 서로 이격되는 두개의 요소 간의 수정 비교 응력의 차분을 그 이격 거리로 제산하여 얻어지는 차분 구배의 최댓값인
    것을 특징으로 하는, 면 형상 불량 원인 영역 추정 장치.
  31. 제1항에 기재된 면 형상 불량 발생 영역 추정 방법을 실행하는, 프로그램.
  32. 제12항에 기재된 면 형상 불량 원인 영역 추정 방법을 실행하는, 프로그램.
  33. 제31항에 기재된 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독 가능한, 기록 매체.
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