RU2717742C1 - Устройство определения растрескивания, программа определения растрескивания и его способ - Google Patents

Устройство определения растрескивания, программа определения растрескивания и его способ Download PDF

Info

Publication number
RU2717742C1
RU2717742C1 RU2019109010A RU2019109010A RU2717742C1 RU 2717742 C1 RU2717742 C1 RU 2717742C1 RU 2019109010 A RU2019109010 A RU 2019109010A RU 2019109010 A RU2019109010 A RU 2019109010A RU 2717742 C1 RU2717742 C1 RU 2717742C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
value
limit
size
coefficient
molding
Prior art date
Application number
RU2019109010A
Other languages
English (en)
Inventor
Такахиро АИТОХ
Дзун НИТТА
Йосиюки КАСЕДА
Original Assignee
Ниппон Стил Корпорейшн
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 Ниппон Стил Корпорейшн filed Critical Ниппон Стил Корпорейшн
Application granted granted Critical
Publication of RU2717742C1 publication Critical patent/RU2717742C1/ru

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/02—Details
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N19/00—Investigating materials by mechanical methods
    • G01N19/08—Detecting presence of flaws or irregularities
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/28—Investigating ductility, e.g. suitability of sheet metal for deep-drawing or spinning
    • 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
    • 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]
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/02—Details not specific for a particular testing method
    • G01N2203/0202—Control of the test
    • G01N2203/0212—Theories, calculations
    • G01N2203/0214—Calculations a priori without experimental data
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2111/00—Details relating to CAD techniques
    • G06F2111/08—Probabilistic or stochastic CAD
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2111/00—Details relating to CAD techniques
    • G06F2111/10—Numerical modelling
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2113/00—Details relating to the application field
    • G06F2113/22—Moulding
    • 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
    • G06F2119/00—Details relating to the type or aim of the analysis or the optimisation
    • G06F2119/18—Manufacturability analysis or optimisation for manufacturability

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)

Abstract

Изобретение относится к испытательной технике. Устройство 1 определения растрескивания оснащено блоком 22 формирования базового значения предела формовки, который на основе информации о базовом значении предела формовки формирует базовое значение предела формовки для базового размера элемента, который является размером элемента, используемым в качестве базы отсчета, блоком 23 формирования целевого значения предела формовки, который использует предел прочности на разрыв стального материала для изменения базового значения предела формовки, прогнозирования значения предела формовки по размеру элемента и формирования целевого значения предела формовки, блоком 24 выполнения анализа, который выполняет анализ изменения формы с использованием входной информации и который выдает информацию об изменении формы, в том числе деформацию каждого из элементов, блоком 25 определения главной деформации, который определяет максимальную главную деформацию и минимальную главную деформацию каждого из элементов, включенных в информацию об изменении формы, и блоком 26 определения растрескивания, который на основе определенных максимальной главной деформации и минимальной главной деформации каждого из элементов и целевого значения предела формовки определяет, растрескивается ли каждый элемент модели анализа. Технический результат: возможность надлежащим образом прогнозировать растрескивание в соответствии с размером элемента из стального материала, в том числе также из сверхвысокопрочной стали, чей предел прочности на разрыв имеет значение 980 МПа или более. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 9 ил.

Description

Область техники
Настоящее изобретение относится к устройству определения растрескивания, программе определения растрескивания и его способу.
Предпосылки создания изобретения
В последние годы, применение высокопрочного стального листа для автомобильного кузова быстро распространялось вследствие потребности в безопасности при столкновении и снижении веса. Высокопрочный стальной лист, используемый для автомобильного кузова, может повышать поглощаемую энергию, увеличивая силу реакции, в момент столкновения и без роста толщины листа. Однако, по мере того, как прочность стального листа становится выше, пластичность стального листа снижается, а потому, стальной лист будет растрескиваться в момент прессования в пресс-форме и в момент изменения формы при столкновении транспортного средства, такого как автомобиль. Для того чтобы определять состояние стального листа в момент прессования в пресс-форме и во время изменения формы при столкновении, выполняются анализ прессования методом конечных элементов (FEM) и анализ разрушения при аварии, при этом возросла потребность в определении растрескивания с высокой точностью в ходе такого анализа.
Для того чтобы оценить уровень запаса до растрескивания во время оценки возможности прессования и оценки поведения при столкновении, известно, что следует использовать диаграмму предела формовки (FLD), которая дает предел формовки, пользуясь зависимостью между максимальной главной деформацией и минимальной главной деформацией (например, смотрите патентную литературу 1 и 2). Растрескивается ли каждый элемент, определяется сравнением максимальной главной деформации и минимальной главной деформации элемента, полученных имитационным моделированием прессования в пресс-форме и изменения формы при столкновении посредством FEM, и линии предела формовки, показанной на диаграмме линии предела формовки.
Однако, деформация, полученная из анализа посредством FEM, имеет ту проблему, что результаты определения растрескивания отличаются в зависимости от величины размера элемента, поскольку деформация зависит от размера элемента (измерительной базы образца, шага сетки) модели анализа, который является одним из аналитических условий при анализе.
Известно, что, растрескивается ли элемент, определяется посредством выполнения арифметической операции для получения предельной деформации растрескивания в соответствии с размером элемента и посредством использования предельной деформации растрескивания, полученной из арифметической операции, при выполнении анализа прессования в пресс-форме посредством FEM (например, смотрите патентную литературу 3). Способом определения растрескивания, описанным в патентной литературе 3, может прогнозироваться растрескивание стального листа в соответствии с размером элемента при выполнении прессования в пресс-форме стального листа, чья прочность относительно низка, такого как стальной лист, чей класс предела прочности на разрыв имеет значение 270 МПа, и стальной лист, чей класс предела прочности на разрыв имеет значение 440 МПа.
[СПИСОК ПРОТИВОПОСТАВЛЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ]
[ПАТЕНТНАЯ ЛИТЕРАТУРА]
[PTL 1] Выложенный патент Японии, № 2000-107818
[PTL 2] Выложенный патент Японии, № 2009-61477
[PTL 3] Выложенный патент Японии, № 2011-147949
Сущность изобретения
[ТЕХНИЧЕСКАЯ ПРОБЛЕМА]
В последние годы, был разработан стальной лист, имеющий сверхвысокую прочность, чей предел прочности на разрыв имеет значение 980 МПа или более, также называемый сверхвысокопрочной сталью. С помощью способа определения растрескивания, описанного в патентной литературе 3, что касается стального материала, чья прочность относительно низка, такого как стальной лист, чей класс предела прочности на разрыв имеет значение 270 МПа, и стальной лист, чей класс предела прочности на разрыв имеет значение 440 МПа, растрескивание в соответствии с размером элемента может прогнозироваться надлежащим образом, но растрескивание в соответствии с размером элемента не прогнозируется надлежащим образом для стального материала, имеющего сверхвысокую прочность, чей предел прочности на разрыв имеет значение 980 МПа или более.
Цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы предоставить устройство определения растрескивания, способное надлежащим образом прогнозировать растрескивание в соответствии с размером элемента из стального материала, в том числе также из сверхвысокопрочной стали, чей предел прочности на разрыв имеет значение 980 МПа или более.
[РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМЫ]
Объектом настоящего изобретения, которое решает указанные проблемы, является устройство определения растрескивания, программа определения растрескивания и способ определения растрескивания, которые будут описаны ниже.
(1) Устройство определения растрескивания, включающее в себя:
блок хранения, который хранит входную информацию об элементе, указывающую свойство материала и толщину листа стального материала, и размер элемента в модели анализа, используемой для анализа изменения формы стального материала методом конечных элементов, и информацию о базовом значении предела формовки, указывающую базовое значение предела формовки, указывающее значение предела формовки при базовом размере элемента, который является размером элемента, используемым в качестве базы отсчета;
блок формирования базового значения предела формовки, который формирует базовое значение предела формовки в соответствии со свойством материала и толщиной листа, включенными во входную информацию, на основе информации о базовом значении предела формовки;
блок формирования целевого значения предела формовки, который использует предел прочности на разрыв стального материала для изменения базового значения предела формовки, прогнозирования значения предела формовки по размеру элемента и формирования целевого значения предела формовки;
блок выполнения анализа, который выполняет расчет изменения формы, пользуясь входной информацией, и выдает информацию об изменении формы, в том числе, деформацию каждого элемента;
блок определения главной деформации, который определяет главную деформацию каждого элемента, включенного в информацию об изменении формы; и
блок определения растрескивания, который определяет, растрескался ли каждый элемент в модели анализа, на основе максимальной главной деформации и минимальной главной деформации каждого элемента, для которого определена главная деформация, и целевой линии предела формовки, заданной целевым значением предела формовки.
(2) Устройство определения растрескивания по (1), в котором
блок формирования целевого значения предела формовки прогнозирует значение предела формовки, используя размер элемента и первый коэффициент, полученный из предела прочности на разрыв стального материала.
(3) Устройство определения растрескивания по (2), в котором
блок формирования целевого значения предела формовки прогнозирует максимальную главную деформацию по размеру элемента, пользуясь первым коэффициентом, вторым коэффициентом, включающим в себя максимальную главную деформацию при базовом размере элемента и первый коэффициент, и размером элемента.
(4) Устройство определения растрескивания по (3), в котором
второй коэффициент является функцией максимальной главной деформации при базовом размере элемента и первого коэффициента.
(5) Устройство определения растрескивания по (4), в котором
второй коэффициент пропорционален логарифму значения, полученного делением максимальной главной деформации при базовом размере элемента на первый коэффициент.
(6) Устройство определения растрескивания по любому одному из со (2) по (5), в котором
блок формирования целевого значения предела формовки прогнозирует максимальную главную деформацию по размеру элемента, пользуясь произведением первого коэффициента и результата арифметической операции по арифметической операции возведения в степень, в которой второй коэффициент принимается показателем степени, а размер элемента принимается основанием степени.
(7) Устройство определения растрескивания по (1), в котором
блок формирования целевого значения предела формовки прогнозирует значение предела формовки, используя размер элемента и второй коэффициент, полученный из предела прочности на разрыв стального материала.
(8) Устройство определения растрескивания по (7), в котором
второй коэффициент является функцией максимальной главной деформации при базовом размере элемента и первого коэффициента.
(9) Устройство определения растрескивания по (8), в котором
второй коэффициент пропорционален логарифму значения, полученного делением максимальной главной деформации при базовом размере элемента на первый коэффициент.
(10) Устройство определения растрескивания по (1), в котором
блок формирования целевого значения предела формовки формирует целевое значение предела формовки, пользуясь выражением прогнозирования значения предела формовки, которое является функцией размера элемента и предела прочности на разрыв стального материала,
выражение прогнозирования значения предела формовки, в случае, где ρ - коэффициент деформации, M - размер элемента, указывающий размер элемента в модели анализа, используемой при анализе посредством FEM, ε1 - максимальная главная деформация при размере M элемента, и ε2 - минимальная главная деформация при размере M, представлено первым коэффициентом k1 и вторым коэффициентом k2 в виде
[Математическое выражение 1]
Figure 00000001
где первый коэффициент k1 представлен пределом TS прочности на разрыв материала стального листа и коэффициентами γ и δ в виде
[Математическое выражение 2]
Figure 00000002
,
и
второй коэффициент k2 представлен максимальной главной деформацией ε1B при базовом размере элемента и коэффициентом η в виде
[Математическое выражение 3]
Figure 00000003
.
(11) Устройство определения растрескивания по любому одному из с (1) по (10), в котором
блок определения растрескивания определяет, что элемент растрескивается, когда определенные максимальная главная деформация и минимальная главная деформация элемента превышают пороговое значение, заданное целевой линией предела формовки.
(12) Устройство определения растрескивания по любому одному из с (1) по (10), дополнительно включающее в себя:
блок формирования целевого напряжения предела формовки, который формирует целевое напряжение предела формовки, изменяя целевое значение предела формовки; и
блок преобразования деформации в напряжение, который преобразует определенные максимальную главную деформацию и минимальную главную деформацию каждого элемента в максимальное главное напряжение и минимальное главное напряжение, при этом,
блок определения растрескивания определяет, что элемент растрескивается, когда преобразованные максимальное главное напряжение и минимальное главное напряжение элемента превышают целевое напряжение предела формовки.
(13) Устройство определения растрескивания по любому одному из с (1) по (12), в котором
анализ изменения формы является анализом разрушения при аварии транспортного средства, отформованного из стального материала.
(14) Способ определения растрескивания, включающий в себя:
формирование базового значения предела формовки в соответствии со свойством материала и толщиной листа стального материала, включенными во входную информацию об элементе, указывающую размер элемента в модели анализа, используемой при анализе изменения формы стального материала методом конечных элементов на основе информации о базовом значении предела формовки, указывающей базовое значение предела формовки, соответствующее линии предела формовки при базовом размере элемента, указывающим размер элемента, используемый в качестве базы отсчета;
использование размера элемента и предела прочности на разрыв стального материала для изменения базового значения предела формовки, прогнозирования значения предела формовки по размеру элемента и формирования целевого значения предела формовки;
выполнение анализа изменения формы, пользуясь входной информацией и выдачу информации об изменении формы, в том числе, деформации каждого элемента;
определение максимальной главной деформации и минимальной главной деформации каждого элемента, включенных в информацию об изменении формы; и
определение, растрескивается ли каждый элемент в модели анализа, на основе максимальной главной деформации и минимальной главной деформации каждого элемента, для которого определена главная деформация, и целевой линии предела формовки, заданной целевым значением предела формовки.
(15) Программа определения растрескивания для побуждения компьютера выполнять обработку, чтобы:
формировать базовое значение предела формовки в соответствии со свойством материала и толщиной листа стального материала, включенными во входную информацию об элементе, указывающую размер элемента в модели анализа, используемой при анализе изменения формы стального материала методом конечных элементов на основе информации о базовом значении предела формовки, указывающей базовое значение предела формовки, соответствующее линии предела формовки при базовом размере элемента, указывающим размер элемента, используемый в качестве базы отсчета;
использовать размер элемента и предел прочности на разрыв стального материала для изменения базового значения предела формовки, прогнозирования значения предела формовки по размеру элемента и формирования целевого значения предела формовки;
выполнять анализ изменения формы, пользуясь входной информацией и выдавать информацию об изменении формы, в том числе, деформацию каждого элемента;
определять максимальную главную деформацию и минимальную главную деформацию каждого элемента, включенного в информацию об изменении формы; и
определять, растрескивается ли каждый элемент в модели анализа, на основе максимальной главной деформации и минимальной главной деформации каждого элемента, для которого определена главная деформация, и целевой линии предела формовки, заданной целевым значением предела формовки.
[ПОЛЕЗНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯ]
В одном из вариантов осуществления, может надлежащим образом прогнозироваться растрескивание сверхпрочного стального листового материала, имеющего предел прочности на разрыв 980 МПа или более.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 - график, показывающий зависимость между линиями предела формовки, сформированными, пользуясь выражением прогнозирования значения предела формовки и фактически измеренными значениями.
Фиг. 2 - схема, показывающая устройство определения растрескивания согласно первому варианту осуществления.
Фиг. 3 - блок-схема последовательности операций способа обработки определения растрескивания устройством определения растрескивания согласно первому варианту осуществления.
Фиг. 4 - схема, показывающая устройство определения растрескивания согласно второму варианту осуществления.
Фиг. 5 - блок-схема последовательности операций способа обработки определения растрескивания устройством определения растрескивания согласно второму варианту осуществления.
Фиг. 6 - схема, показывающая систему производства пресс-форм, которая является примером образца применения устройства определения растрескивания согласно варианту осуществления.
Фиг. 7 - график, показывающий зависимость между нагрузкой и деформацией между выборочными точками в результатах анализа испытания на разрыв устройством определения растрескивания согласно сравнительному примеру.
Фиг. с 8A по фиг. 8C - диаграммы, показывающие смещение результатов анализа испытания на разрыв устройством определения растрескивания согласно первому варианту осуществления, а 8A показывает смещение, когда размер элемента имеет значение 2 [мм], фиг. 8B показывает смещение, когда размер элемента имеет значение 3 [мм], и фиг. 8C показывает смещение, когда размер элемента имеет значение 5 [мм].
Фиг. 9 - график, показывающий зависимость между нагрузкой и деформацией между выборочными точками в результатах анализа испытания на разрыв устройством определения растрескивания согласно первому варианту осуществления.
Описание вариантов осуществления
В нижеследующем, со ссылкой на чертежи пояснены устройство определения растрескивания, программа определения растрескивания и его способ. Однако, технический объем настоящего изобретения не ограничен такими вариантами осуществления.
(Краткое изложение устройства определения растрескивания согласно варианту осуществления)
Устройство определения растрескивания согласно варианту осуществления изменяет информацию о базовом значении предела формовки, созданную посредством фактического измерения или тому подобного, и базовое значение предела формовки при базовом размере элемента, которое определяется свойством материала и толщиной листа, включенными во входную информацию об элементе, методом конечных элементов по выражению прогнозирования значения предела формовки, которое является функцией размера элемента, размера элемента в модели анализа, и предела прочности на разрыв стального материала. Устройство определения растрескивания согласно варианту осуществления может использовать целевое значение предела формовки в соответствии с пределом прочности на разрыв, пользуясь целевым значением предела формовки, измененным посредством выражения прогнозирования значения предела формовки, которое является функцией размера элемента, который является размером элемента в модели анализа, и предела прочности на разрыв стального материала. Устройство определения растрескивания согласно варианту осуществления может использовать целевое значение предела формовки в соответствии с пределом прочности на разрыв, а потому, может прогнозироваться растрескивание сверхвысокопрочного стального материала, чей предел прочности на разрыв имеет значение 980 МПа или более. В нижеследующем, перед тем, как пояснено устройство определения растрескивания согласно варианту осуществления, разъяснен принцип обработки определения растрескивания в устройстве определения растрескивания согласно варианту осуществления.
Авторы настоящего изобретения нашли выражение прогнозирования значения предела формовки для прогнозирования базового значения предела формовки по базовому размеру элемента, которое определяется базовым значением предела формовки, соответствующим линии предела формовки, созданной посредством фактического измерения, или тому подобного, и свойством материала и толщиной листа намеченного для определения стального листа, и максимальной главной деформацией при размере элемента на основе зависимости между размером элемента в модели анализа намеченного для определения стального листа и максимальной главной деформацией при базовом размере элемента. Другими словами, изобретатели настоящего изобретения обнаружили, что наличие/отсутствие растрескивания определяется посредством использования целевого значения предела формовки, сформированного изменением базового значения предела формовки, соответствующего базовой линии предела формовки, которая используется в качестве базы отсчета, по выражению прогнозирования значения предела формовки, которое является функцией предела прочности на разрыв стального материала и размера элемента. Посредством изменения значения предела формовки, пользуясь выражением прогнозирования значения предела формовки в соответствии с размером элемента, растрескивание может определяться в соответствии с размером элемента.
Выражение (1), показанное ниже, является выражением прогнозирования значения предела формовки, найденным изобретателями настоящего изобретения.
[Математическое выражение 4]
Figure 00000004
Здесь, ρ - коэффициент деформации, M - размер элемента [мм], указывающий размер целевого элемента при анализе посредством FEM, ε1 - максимальная главная деформация при размере M элемента, а ε2 - минимальная главная деформация при размере M элемента. В таком случае, k1, которое является множителем размера M элемента, представляет собой первый коэффициент, а k2, которое является показателем степени размера M элемента, представляет собой второй коэффициент, зависящий от максимальной главной деформации при базовом размере элемента, которые будут пояснены со ссылкой на выражение (2) и выражение (4), показанные ниже. Выражение (1) - выражение, которое прогнозирует максимальную главную деформацию ε1 по размеру M элемента на основе зависимости между размером M элемента и максимальной главной деформацией при базовом размере элемента. В выражении (1) указано, что максимальная главная деформация ε1 при размере M элемента формируется умножением первого коэффициента k1 и результата арифметической операции, полученного арифметической операцией взятия в степень, в которой второй коэффициент k2 принят в качестве показателя степени, а размер M элемента принят в качестве основания степени.
Выражение (2), показанное ниже, является выражением, показывающим выражение (1) подробнее.
[Математическое выражение 5]
Figure 00000005
Здесь, TS указывает предел прочности на разрыв [МПа] материала, такого как стальной лист, ε1B указывает максимальную главную деформацию при базовом размере элемента γ, δ, и каждый из η указывает коэффициент. Здесь, γ - отрицательное значение, а δ - положительное значение. Коэффициенты γ и δ изменяются в соответствии с коэффициентом деформации ρ. Коэффициент η определяется базовым размером элемента. Из выражений (1) и (2), первый коэффициент k1 представлен, как изложено ниже.
[Математическое выражение 6]
Figure 00000006
В выражении (3), первый коэффициент k1 пропорционален пределу прочности на разрыв, TS, когда коэффициент деформации ρ постоянен, другими словами, указывается, что первый коэффициент k1 является функцией коэффициента деформации ρ и предела прочности на разрыв стального материала. Выражение (3) представляет собой то, что первый коэффициент k1 пропорционален пределу прочности на разрыв, TS, стального материала и представляет собой то, что по мере того как возрастает предел прочности на разрыв TS стального материала, возрастают максимальная главная деформация ε1 и минимальная главная деформация ε2. Первый коэффициент k1 является положительным значением, γ является отрицательным значением, δ является положительным значением, а потому, по мере того, как предел прочности на разрыв, TS, стального материала возрастает, первый коэффициент k1 убывает. Кроме того, из выражений (1) и (2), второй коэффициент k2 представлен, как изложено ниже.
[Математическое выражение 7]
Figure 00000007
В выражении (4) показано, что второй коэффициент k2 является функцией максимальной главной деформации ε1B при базовом размере элемента и первого коэффициента k1. Подробнее, в выражении (4) показано, что второй коэффициент k2 пропорционален максимальной главной деформации ε1B при базовом размере и логарифму функции первого коэффициента k1. Еще подробнее, в выражении (4) показано, что второй коэффициент k2 пропорционален логарифму значения, полученного делением максимальной главной деформации ε1B в базовом элементе на первый коэффициент k1.
Фиг. 1 - график, показывающий зависимость между линиями предела формовки, сформированных, пользуясь целевыми значениями предела формовки, измененными посредством выражения прогнозирования значения предела формовки, поясненного со ссылкой на выражения с (1) по (4), и фактически измеренными значениями. На фиг. 1, горизонтальная ось представляет собой минимальную главную деформацию ε2, а вертикальная ось представляет собой максимальную главную деформацию ε1. Круглая метка указывает фактически измеренное значение, когда измерительная база образца имеет значение 10 [мм], прямоугольная метка указывает фактически измеренное значение, когда измерительная база образца имеет значение 6 [мм], а треугольная метка указывает фактически измеренное значение, когда измерительная база образца имеет значение 2 [мм]. Кривая 101 является базовой линией предела формовки, созданной, пользуясь информацией о базовом значении предела формовки, сформированной из фактически измеренных данных, когда измерительная база образца имеет значение 10 [мм], и базового значения предела формовки, рассчитанного по свойству материала и толщине листа. Кривые 102 и 103 указывают целевые базовые линии предела формовки, сформированные, пользуясь целевыми значениями предела формовки, измененными из базовых значений предела формовки, указанных кривой 101, посредством выражения прогнозирования значения предела формовки, поясненного со ссылкой на выражения с (1) по (4). Кривая 102 указывает линию предела формовки, когда измерительная база образца имеет значение 6 [мм] а кривая 103 указывает линию предела формовки, когда измерительная база образца имеет значение 2 [мм]. Предел прочности на разрыв, как свойство материала стального листа, который использовался для фактического измерения и формирования линий предела формовки, показанных на фиг. 1, имеет значение 1180 [МПа], а толщина листа имеет значение 1,6 [мм]. Вообще, деформация располагается поблизости от участка растрескивания, а потому, более высокая деформация происходит на участке, ближайшем к участку растрескивания. Таким образом, чем короче измерительная база образца, который снимает показания деформации на участке растрескивания, тем выше считывается деформация, которая возникает в окрестности участка растрескивания, а потому, значение у значения предела формовки становится высоким. Другими словами, на фиг. 1, линия предела формовки расположена на более высоком участке. Кроме того, когда это сравнивается со стальным материалом с другим свойством материала, вообще, пластичность стального материала убывает по мере того, как возрастает предел прочности на разрыв, TS, стального материала, а потому, значение деформации поблизости от участка растрескивания становится небольшим. Таким образом, кривая предела формовки на фиг. 1 расположена в нижней части.
Как показано на фиг. 1, целевая линия предела формовки, измененная из базовой линии предела формовки, пользуясь базовым значением предела формовки, хорошо совпадает с фактически измеренными значениями с высокой точностью, когда измерительная база образца имеет значение 2 [мм], и измерительная база образца имеет значение 6 [мм], а потому, показано, что выражение прогнозирования значения предела формовки согласно настоящему изобретению обладает высокой точностью.
(Конфигурация и функционирование устройства определения растрескивания согласно первому варианту осуществления)
Фиг. 2 - схема, показывающая устройство определения растрескивания согласно первому варианту осуществления.
Устройство 1 определения растрескивания имеет блок 11 связи, блок 12 хранения, блок 13 ввода, блок 14 вывода и блок 20 обработки. Блок 11 связи, блок 12 хранения, блок 13 ввода, блок 14 вывода и блок 20 обработки соединены друг с другом с помощью шины 15. Устройство 1 определения растрескивания выполняет анализ разрушения при аварии транспортного средства, такого как автомобиль, посредством FEM, а также формирование целевого значения предела формовки, указывающего значение предела формовки при размере элемента, изменяя базовое значение предела формовки посредством выражения прогнозирования значения предела формовки с использованием предела прочности на разрыв стального материала. Устройство 1 определения растрескивания определяет, растрескивается ли каждый элемент, из максимальной главной деформации и минимальной главной деформации каждого элемента, выведенных посредством анализа разрушения при аварии на основе сформированного целевого значения предела формовки. В одном из примеров, устройство 1 определения растрескивания является персональным компьютером, способным выполнять анализ посредством FEM.
Блок 11 связи имеет схему интерфейса проводной связи, такую как Ethernet (зарегистрированный товарный знак). Блок 11 связи выполняет обмен информацией с сервером, и тому подобным, схематически не показанным, через LAN.
Блок 12 хранения, например, включает в себя по меньшей мере одно из полупроводникового запоминающего устройства, магнитного ленточного устройства, магнитного дискового устройства и оптического дискового устройства. Блок 12 хранения хранит программу операционной системы, программы драйверов, прикладные программы, данные, и так далее, которые используются для обработки в блоке 20 обработки. Например, блок 12 хранения хранит, в виде прикладной программы, программу обработки определения растрескивания для выполнения обработки определения растрескивания, чтобы определять растрескивание каждого элемента. Кроме того, блок 12 хранения сохраняет, в виде прикладной программы, программу анализа разрушения при аварии для выполнения анализа разрушения при аварии с использованием FEM. Программа обработки определения растрескивания, программа анализа разрушения при аварии, и так далее, могут быть установлены в блоке 12 хранения посредством использования общеизвестной программы установки, или тому подобного, с машинно-читаемого переносного запоминающего носителя, например, такого как CD-ROM (ПЗУ на компакт-диске) и DVD-ROM (ПЗУ на цифровом многофункциональном диске).
Кроме того, блок 12 хранения сохраняет различные виды данных, используемых для обработки определения растрескивания и анализа разрушения при аварии. Например, блок 12 хранения хранит входную информацию 120, информацию 121 о базовом значении предела формовки, и так далее, используемые для обработки определения растрескивания и анализа разрушения при аварии.
Входная информация 120 включает в себя свойство материала и толщину листа стального материала и размер элемента, указывающий размер элемента в ходе анализа разрушения при аварии методом конечных элементов. Свойство материала стального материала включает в себя кривую зависимости деформации от напряжений (S-S), каждый коэффициент в формуле Свифта, используемой для аппроксимации кривой S-S, модуль Юнга, коэффициент Пуассона, плотность, и так далее. Информация 121 о базовом значении предела формовки используется при задании базового значения предела формовки, указывающего значение предела формовки, соответствующего линии предела формовки при базовом размере элемента, указывающем размер элемента, который используется в качестве базы отсчета, для каждого из свойства материала и толщины листа. В одном из примеров, информация 121 о базовом значении предела формовки включает в себя базовое значение предела формовки, соответствующее базовой линии предела формовки, фактически измеренной для каждых свойства материала и толщины листа. Кроме того, в еще одном примере, информация 121 о базовом значении предела формовки включает в себя базовое значение предела формовки, соответствующее базовой линии предела формовки, поправленной так, чтобы линия предела формовки, полученная из теоретической формулы Сторена-Райса, совпадала с фактически измеренной базовой линией предела формовки.
Кроме того, блок 12 хранения сохраняет входные данные анализа разрушения при аварии посредством FEM. Более того, блок 12 хранения может временно хранить временные данные, относящиеся к предопределенной обработке.
Блок 13 ввода может быть любым устройством для ввода данных и, например, является сенсорной панелью, клавиатурой, и так далее. Оператор может вводить букву, цифру, символ, и так далее, пользуясь блоком 13 ввода. Когда эксплуатируется оператором, блок 13 ввода формирует сигнал, соответствующий операции. Затем, сформированный сигнал подается в блок 20 обработки в виде команд оператора.
Устройство 14 вывода может быть любым устройством для отображения видео, изображения, и так далее, и, например является жидкокристаллическим дисплеем, органическим EL (электролюминесцентным) дисплеем, и так далее. Блок 14 вывода отображает видео в соответствии с видеоданными, изображение в соответствии с данными изображения, и так далее, подаваемыми из блока 20 обработки. Кроме того, блок 14 вывода может быть устройством вывода, которое запечатлевает видео, изображение, букву, или тому подобное, на носителе отображения, таком как бумага.
Блок 20 обработки имеет один или множество процессоров и их периферийные схемы. Блок 20 обработки централизованно управляет всей работой устройства 1 определения растрескивания и, например, является ЦПУ (CPU). Блок 20 обработки выполняет обработку на основе программ (программы драйвера, программы операционной системы, прикладной программы, и так далее), хранимых в блоке 12 хранения. Кроме того, блок 20 обработки может исполнять множество программ (прикладных программ, и тому подобного) параллельно.
Блок 20 обработки имеет блок 21 получения информации, блок 22 формирования базового значения предела формовки, блок 23 формирования целевого значения предела формовки, блок 24 выполнения анализа, блок 25 определения главной деформации, блок 26 определения растрескивания и блок 27 вывода результата анализа. Каждый из этих блоков является функциональным модулем, реализованным программой, исполняемой процессором, включенным в блок 20 обработки. В качестве альтернативы, каждый из этих блоков может быть реализован в устройстве 1 определения растрескивания в виде программно-аппаратных средств.
(Обработка определения растрескивания устройством определения растрескивания согласно первому варианту осуществления)
Фиг. 3 - блок-схема последовательности операций способа обработки определения растрескивания, чтобы устройство 1 определения растрескивания определяло, растрескивается ли каждый элемент, для которого выполнялся анализ разрушения при аварии. Обработка определения растрескивания, показанная на фиг. 3, главным образом выполняется блоком 20 обработки во взаимодействии с каждым элементом устройства 1 определения растрескивания на основе программы, сохраненной заблаговременно в блоке 12 хранения.
Прежде всего, блок 21 получения информации получает информацию 121 о базовом значении предела формовки из блока 12 хранения (S102), к тому же, получая входную информацию, в том числе, свойство материала, такое как предел прочности на разрыв, толщина листа и размер элемента, из блока 12 хранения (S101).
Затем, блок 22 формирования базового значения предела формовки формирует базовое значение предела формовки, соответствующее свойству материала и толщине листа, полученным посредством обработки на S101, на основе информации 121 о базовом значении предела формовки, полученной посредством обработки на S102 (S103). Более точно, например, блок 22 формирования базового значения предела формовки формирует базовое значение предела формовки, соответствующее свойству материала и толщине листа, выбирая одну группу базовых значений предела формовки из множества групп базовых значений предела формовки хранимых в блоке 12 хранения, на основе комбинации свойства материала и толщины листа, включенных во входную информацию 120. базовое значение предела формовки множества групп, включенных в информацию 121 о базовом значении предела формовки, является фактически измеренным значением. Кроме того, например, блок 22 формирования базового значения предела формовки формирует базовое значение предела формовки, соответствующее свойству материала и толщине листа, корректируя одну группу базовых значений предела формовки, хранимых в блоке 12 хранения, фактически измеренными значениями в соответствии со свойством материала и толщиной листа. Блок 22 формирования базового значения предела формовки сначала формирует значение предела формовки по теоретической формуле Сторена-Райса. Затем, блок 22 формирования базового значения предела формовки формирует базовое значение предела формовки, соответствующее свойству материала и толщине листа, сдвигая значение предела формовки, сформированное из теоретической формулы Сторена-Райса в соответствии с фактически измеренным значением, на основе фактически измеренного значения, хранимого в блоке 12 хранения в качестве величины сдвига, в соответствии со свойством материала и толщиной листа.
Затем, блок 23 формирования целевого значения предела формовки формирует целевое значение предела формовки, указывающее значение предела формовки при размере элемента, полученном посредством обработки на S101, изменяя базовое значение предела формовки, сформированное обработкой на S103 из выражения прогнозирования значения предела формовки, представленного в выражениях с (1) по (4) (S104).
Затем, блок 24 выполнения анализа выполняет анализ разрушения при аварии транспортного средства, такого как автомобиль, созданного из стального материала, посредством FEM, пользуясь данными сетки, хранимыми в блоке 12 хранения, на основе входной информации, полученной из обработки на S101 (S105). Блок 24 выполнения анализа последовательно выдает информацию об изменении формы, в том числе, смещение точки контакта, деформацию элемента и напряжение элемента, для каждого элемента в результате выполнения анализа.
Затем, блок 25 определения главной деформации определяет максимальную главную деформацию, ε1, и минимальную главную деформацию, ε2, каждого элемента, включенного в информацию об изменении формы, выведенную из обработки на S105 (S106).
Затем, блок 26 определения растрескивания определяет, будет ли ломаться каждый элемент, на основе максимальной главной деформации ε1 и минимальной главной деформации ε2 каждого элемента, определенных обработкой на S106, и целевой линии предела формовки, заданной целевым значением предела формовки, сформированным обработкой на S103 (S107). Блок 26 определения растрескивания определяет, что элемент не растрескивается, когда точка на графике, определенная максимальной главной деформацией, ε1, и минимальной главной деформацией, ε2, не превышает пороговое значение, заданное целевой линией предела формовки, и определяет, что элемент растрескивается, когда точка на графике, определенная максимальной главной деформацией, ε1, и минимальной главной деформацией, ε2, превышает пороговое значение, заданное целевой линией предела формовки. В одном из примеров, целевая линия предела формовки получается посредством арифметической операции в виде выражения аппроксимации целевого значения предела формовки.
Затем, определяется, что элемент растрескивается (S107 - Да), блок 26 определения растрескивания выводит информацию о растрескивании элемента, указывающую, что элемент растрескивается, в блок 24 выполнения анализа (S108). Блок 24 выполнения анализа может стирать элемент, определенный ломающимся, другими словами, может удалять элемент из данных анализа разрушения при аварии.
Затем, блок 27 вывода результатов анализа выдает информацию об изменении формы, последовательно выводимую блоком 24 выполнения анализа (S109). Затем, блок 24 выполнения анализа определяет, создано ли предопределенное условие завершения анализа (S110). Время завершения анализа получается из входных данных. До тех пор, пока не определено, что создано условие завершения анализа, обработка повторяется.
(Работа и эффект устройства определения растрескивания согласно первому варианту осуществления)
Устройство 1 определения растрескивания определяет, будет ли происходить растрескивание, пользуясь целевым значением предела формовки, измененным в соответствии с размером элемента по выражению прогнозирования значения предела формовки с использованием предела прочности на разрыв стального материала, а потому, точное прогнозирование растрескивания может выполняться в соответствии с пределом прочности на разрыв стального материала вне зависимости от размера элемента.
Точное прогнозирование растрескивания может выполняться устройством 1 определения растрескивания, а потому, количество испытаний на столкновение с реальным элементом конструкции автомобиля может быть значительно сокращено. Кроме того, испытание на столкновение с реальным элементом конструкции автомобиля может быть опущено.
Кроме того, посредством выполнения точного прогнозирования растрескивания устройством 1 определения растрескивания, элемент конструкции, который предотвращает растрескивание во время столкновения, может быть спроектирован на компьютере, а потому, это вносит вклад в значительное уменьшение затрат и сокращение периода времени на разработку.
(Конфигурация и функционирование устройства определения растрескивания согласно второму варианту осуществления)
Фиг. 4 - схема, показывающая устройство определения растрескивания согласно второму варианту осуществления.
Устройство 2 определения растрескивания отличается от устройства 1 определения растрескивания согласно первому варианту осуществления тем, что блок 30 обработки размещен вместо обработки 20. Блок 30 обработки отличается от блока 20 обработки наличием блока 34 формирования целевого напряжения предела формовки и блока 35 преобразования деформации в напряжение и тем, что блок 36 определения растрескивания размещен вместо блока 26 определения растрескивания. Конфигурация и функционирование компонентов устройства 2 определения растрескивания за исключением блока 34 формирования целевого напряжения предела формовки, блока 35 преобразования деформации в напряжение и блока 36 определения растрескивания идентичны конфигурации и функционированию компонентов устройства 1 определения растрескивания, за которыми закреплены одинаковые символы, а потому, подробное описание здесь опущено.
(Обработка определения растрескивания устройством определения растрескивания согласно второму варианту осуществления)
Фиг. 5 - блок-схема последовательности операций способа обработки определения растрескивания, чтобы устройство 2 определения растрескивания определяло, растрескивается ли каждый элемент, для которого выполнялся анализ разрушения при аварии. Обработка определения растрескивания, показанная на фиг. 5, главным образом выполняется блоком 30 обработки во взаимодействии с каждым элементом устройства 2 определения растрескивания на основе программы, сохраненной заблаговременно в блоке 12 хранения.
Обработка на с S201 по S204 является такой же, как обработка на с S101 по S104, а потому, подробное пояснение здесь опущено. Блок 34 формирования целевого напряжения предела формовки формирует целевое напряжение предела формовки, изменяя базовое значение предела формовки, сформированное посредством обработки на S204 (S205).
Затем, на основе входной информации, блок 24 выполнения анализа выполняет анализ разрушения при столкновении посредством FEM, когда происходит предопределенное столкновение, пользуясь данными сетки, хранимыми в блоке 12 хранения (S206). Затем, блок 25 определения главной деформации определяет максимальную главную деформацию, ε1, и минимальную главную деформацию, ε2, каждого элемента, включенного в информацию об изменении формы, выведенную из обработки на S205 (S207).
Затем, блок 35 преобразования деформации в напряжение преобразует определенные максимальную главную деформацию, ε1, и минимальную главную деформацию, ε2, каждого элемента, выведенные из обработки на S207, в максимальное главное напряжение и минимальное главное напряжение (S208).
Затем, блок 36 определения растрескивания определяет, будет ли ломаться каждый элемент, на основе максимального главного напряжения и минимального главного напряжения каждого элемента, преобразованного посредством обработки на S106, и целевого предела формовки, сформированного обработкой на S205 (S209). Блок 36 определения растрескивания определяет, что элемент не растрескивается, когда максимальное главное напряжение и минимальное главное напряжение не превышают целевого напряжения предела формовки, и определяет, что элемент растрескивается, когда максимальное главное напряжение и минимальное главное напряжение превышают целевое напряжение предела формовки. Обработка на с S210 по S212 является такой же, как обработка на с S108 по S110, а потому, подробное пояснение здесь опущено.
(Пример модификации устройства определения растрескивания согласно вариантам осуществления)
Устройства 1 и 2 определения растрескивания выполняют обработку определения растрескивания в ходе анализа разрушения при аварии транспортного средства, но устройство определения растрескивания согласно варианту осуществления может выполнять обработку определения растрескивания в ходе другого анализа, такого как анализ изменения формы во время прессования в пресс-форме стального листа. Кроме того, в поясненном примере, пояснение дается, беря случай, где размер элемента модели анализа одинаков в качестве примера, но устройство определения растрескивания согласно варианту осуществления может использовать модель анализа, чьи размеры элемента различны для разных областей. Другими словами, модель элемента, используемая устройством определения растрескивания согласно варианту осуществления, может быть моделью, включающей в себя множество размеров элемента.
(Пример применения устройства определения растрескивания согласно варианту осуществления)
Фиг. 6 - схема, показывающая систему производства пресс-форм, которая является примером образца применения устройства определения растрескивания согласно варианту осуществления.
Система 100 производства пресс-форм имеет устройство 1 определения растрескивания, устройство 111 проектирования пресс-форм и устройство 112 изготовления пресс-форм. Устройство 111 проектирования пресс-форм является устройством, которое проектирует пресс-форму для производства, например, кузова автомобиля, и является компьютером, соединенным с устройством 1 определения растрескивания через LAN 113. Устройство 111 проектирования пресс-форм формирует данные пресс-формы, представляющие собой требуемую пресс-форму, пользуясь определением растрескивания посредством устройства 1 определения растрескивания. На фиг. 8, устройство 111 проектирования пресс-форм выполнено в виде устройства, отдельного от устройства 1 определения растрескивания, но, в другом примере, устройство 111 проектирования пресс-форм может быть объединено с устройством 1 определения растрескивания.
Устройство 112 изготовления пресс-форм имеет оборудование для изготовления пресс-форм, такое как электроэрозионный станок, фрезерный станок и шлифовальный станок, схематично не показанные, и присоединено к устройству 111 проектирования пресс-форм через сеть 114 связи, которая является глобальной сетью связи, посредством коммутационного механизма, схематично не показанной. Устройство 112 производства пресс-форм изготавливает пресс-форму, соответствующую данных пресс-формы, на основе данных пресс-формы, переданных из устройства 111 проектирования пресс-форм.
ПРИМЕРЫ
Фиг. 7 - график, показывающий зависимость между нагрузкой и деформацией между выборочными точками в результатах анализа испытания на разрыв устройством определения растрескивания согласно сравнительным примерам. Фиг. с 8A по 8C - диаграммы, каждая из которых показывает степень риска в результатах анализа испытания на разрыв устройством 1 определения растрескивания, которые являются примерами настоящего изобретения, и состояние, где элемент, определенный надламывающимся, другими словами, элемент, чья степень риска растрескивания превышает 1, удаляется, и опытный образец разделяется. Фиг. 8A показывает случай, где размер элемента имеет значение 2 [мм], фиг. 8B показывает случай, где размер элемента имеет значение 3 [мм], и фиг. 8C показывает случай, когда размер элемента имеет значение 5 [мм]. Фиг. 9 - график, показывающий зависимость между нагрузкой и деформацией между выборочными точками в результатах анализа испытания на разрыв устройством 1 определения растрескивания, которые являются примерами настоящего изобретения. На фиг. 7 и фиг. 9, горизонтальная ось представляет собой деформацию между выборочными точками, а вертикальная ось представляет собой нагрузку [кН].
Устройство определения растрескивания согласно сравнительным примерам выполняло анализ испытания на разрыв применительно к стальному листу, чья толщина имеет значение 1,6 [мм], и чей уровень предела прочности на разрыв имеет значение 980 МПа. Кроме того, устройство определения растрескивания согласно сравнительным примерам выполняло анализ заблаговременно, пользуясь моделью FEM, чей размер элемента имеет значение 2 [мм], и контролировало растрескивание, и выполняло обработку определения растрескивания для модели, чей размер элемента имеет значение 3 [мм], и модели, чей размер элемента имеет значение 5 [мм], пользуясь контрольной деформацией растрескивания посредством установки тех же самых критериев.
Конечно, результаты анализа испытания на разрыв устройством определения растрескивания согласно сравнительным примерам хорошо совпадают с результатами эксперимента для модели, чей размер элемента имеет значение 2 [мм], применительно к которой деформация растрескивания была проконтролирована заблаговременно, но, в случае модели, чей размер элемента имеет значение 3 [мм], и модели, чей элемент размера имеет значение 5 [мм], временные характеристики растрескивания различаются для разных размеров элемента и по мере того, как размер элемента возрастает, результаты таковы, что временные характеристики, с которыми определяется растрескивание, дополнительно задерживаются. Таким образом, когда размеры элемента отличны, экспериментальные результаты не прогнозируются правильно.
С другой стороны, в результатах анализа испытания на разрыв устройством 1 определения растрескивания, разрыв определяется с приблизительно идентичными временными характеристиками независимо от размера элемента. Кроме того, в результатах анализа испытания на разрыв устройством 1 определения растрескивания, результаты эксперимента также определяются с высокой точностью.

Claims (39)

1. Устройство определения растрескивания, включающее в себя
блок хранения, который хранит входную информацию об элементе, указывающую свойство материала, толщину листа стального материала и размер элемента в модели анализа, используемой для анализа изменения формы стального материала методом конечных элементов, и информацию о базовом значении предела формовки, указывающую базовое значение предела формовки, указывающее значение предела формовки при базовом размере элемента, который является размером элемента, используемым в качестве базы отсчета;
блок формирования базового значения предела формовки, который формирует базовое значение предела формовки в соответствии со свойством материала и толщиной листа, включенными во входную информацию, на основе информации о базовом значении предела формовки;
блок формирования целевого значения предела формовки, который использует предел прочности на разрыв стального материала для изменения базового значения предела формовки, прогнозирования значения предела формовки по размеру элемента и формирования целевого значения предела формовки;
блок выполнения анализа, который выполняет расчет изменения формы, пользуясь входной информацией, и выдает информацию об изменении формы, в том числе деформацию каждого элемента;
блок определения главной деформации, который определяет главную деформацию каждого элемента, включенного в информацию об изменении формы; и
блок определения растрескивания, который определяет, растрескивается ли каждый элемент в модели анализа, на основе максимальной главной деформации и минимальной главной деформации каждого элемента, для которого определена главная деформация, и целевой линии предела формовки, заданной целевым значением предела формовки.
2. Устройство определения растрескивания по п. 1, в котором блок формирования целевого значения предела формовки прогнозирует значение предела формовки, используя размер элемента и первый коэффициент, полученный из предела прочности на разрыв стального материала.
3. Устройство определения растрескивания по п. 2, в котором блок формирования целевого значения предела формовки прогнозирует максимальную главную деформацию по размеру элемента, пользуясь первым коэффициентом, вторым коэффициентом, включающим в себя максимальную главную деформацию при базовом размере элемента и первый коэффициент, и размером элемента.
4. Устройство определения растрескивания по п. 3, в котором второй коэффициент является функцией максимальной главной деформации при базовом размере элемента и первого коэффициента.
5. Устройство определения растрескивания по п. 4, в котором второй коэффициент пропорционален логарифму значения, полученного делением максимальной главной деформации при базовом размере элемента на первый коэффициент.
6. Устройство определения растрескивания по любому из пп. 2-5, в котором блок формирования целевого значения предела формовки прогнозирует максимальную главную деформацию по размеру элемента, пользуясь произведением первого коэффициента и результата арифметической операции по арифметической операции возведения в степень, в которой второй коэффициент принимается показателем степени, а размер элемента принимается основанием степени.
7. Устройство определения растрескивания по п. 1, в котором блок формирования целевого значения предела формовки прогнозирует значение предела формовки, используя размер элемента и второй коэффициент, полученный из предела прочности на разрыв стального материала.
8. Устройство определения растрескивания по п. 7, в котором второй коэффициент является функцией максимальной главной деформации при базовом размере элемента и первого коэффициента.
9. Устройство определения растрескивания по п. 8, в котором второй коэффициент пропорционален логарифму значения, полученного делением максимальной главной деформации при базовом размере элемента на первый коэффициент.
10. Устройство определения растрескивания по п. 1, в котором
блок формирования целевого значения предела формовки формирует целевое значение предела формовки, пользуясь выражением прогнозирования значения предела формовки, которое является функцией размера элемента и предела прочности на разрыв стального материала,
выражение прогнозирования значения предела формовки, в случае, где ρ - коэффициент деформации, M - размер элемента, указывающий размер элемента в модели анализа, используемой при анализе посредством FEM, ε1 - максимальная главная деформация при размере M элемента и ε2 - минимальная главная деформация при размере M, представлено первым коэффициентом k1 и вторым коэффициентом k2 в виде
[Математическое выражение 1]
Figure 00000008
,
где первый коэффициент k1 представлен пределом TS прочности на разрыв материала стального листа и коэффициентами γ и δ в виде
[Математическое выражение 2]
Figure 00000009
,
и
второй коэффициент k2 представлен максимальной главной деформацией ε1B при базовом размере элемента и коэффициентом η в виде
[Математическое выражение 3]
Figure 00000010
.
11. Устройство определения растрескивания по любому из пп. 1-10, в котором блок определения растрескивания определяет, что элемент растрескивается, когда определенные максимальная главная деформация и минимальная главная деформация элемента превышают пороговое значение, заданное целевой линией предела формовки.
12. Устройство определения растрескивания по любому из пп. 1-10, дополнительно включающее в себя
блок формирования целевого напряжения предела формовки, который формирует целевое напряжение предела формовки, изменяя целевое значение предела формовки; и
блок преобразования деформации в напряжение, который преобразует определенные максимальную главную деформацию и минимальную главную деформацию каждого элемента в максимальное главное напряжение и минимальное главное напряжение, при этом
блок определения растрескивания определяет, что элемент растрескивается, когда преобразованные максимальное главное напряжение и минимальное главное напряжение элемента превышают целевое напряжение предела формовки.
13. Устройство определения растрескивания по любому из пп. 1-12, в котором анализ изменения формы является анализом разрушения при аварии транспортного средства, отформованного из стального материала.
14. Способ определения растрескивания, в котором
формируют базовое значение предела формовки в соответствии со свойством материала и толщиной листа стального материала, включенными во входную информацию об элементе, указывающую размер элемента в модели анализа, используемой при анализе изменения формы стального материала методом конечных элементов на основе информации о базовом значении предела формовки, указывающей базовое значение предела формовки, соответствующее линии предела формовки при базовом размере элемента, указывающем размер элемента, используемый в качестве базы отсчета;
используют размер элемента и предел прочности на разрыв стального материала для изменения базового значения предела формовки, прогнозирования значения предела формовки по размеру элемента и формирования целевого значения предела формовки;
выполняют анализ изменения формы, пользуясь входной информацией и выдают информацию об изменении формы, в том числе деформацию каждого элемента;
определяют максимальную главную деформацию и минимальную главную деформацию каждого элемента, включенного в информацию об изменении формы; и
определяют, растрескивается ли каждый элемент в модели анализа, на основе максимальной главной деформации и минимальной главной деформации каждого элемента, для которого определена главная деформация, и целевой линии предела формовки, заданной целевым значением предела формовки.
RU2019109010A 2016-10-05 2017-10-05 Устройство определения растрескивания, программа определения растрескивания и его способ RU2717742C1 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016197433 2016-10-05
JP2016-197433 2016-10-05
PCT/JP2017/036387 WO2018066673A1 (ja) 2016-10-05 2017-10-05 破断判定装置、破断判定プログラム、及びその方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2717742C1 true RU2717742C1 (ru) 2020-03-25

Family

ID=61831212

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019109010A RU2717742C1 (ru) 2016-10-05 2017-10-05 Устройство определения растрескивания, программа определения растрескивания и его способ

Country Status (10)

Country Link
US (1) US20190212236A1 (ru)
EP (1) EP3524960A4 (ru)
JP (1) JP6330981B1 (ru)
KR (1) KR102189663B1 (ru)
CN (1) CN109844492B (ru)
BR (1) BR112019005115A2 (ru)
CA (1) CA3037828A1 (ru)
MX (1) MX2019003688A (ru)
RU (1) RU2717742C1 (ru)
WO (1) WO2018066673A1 (ru)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102078261B1 (ko) * 2018-10-19 2020-04-07 아주대학교 산학협력단 통신 네트워크 시스템 및 통신 네트워크 시스템 내 기지국에서 데이터를 송수신하는 방법
JP7243816B2 (ja) * 2019-04-01 2023-03-22 日本製鉄株式会社 曲げ角度予測方法、曲げ角度予測装置、プログラム及び記録媒体
US11651120B2 (en) * 2020-09-30 2023-05-16 GM Global Technology Operations LLC Method and system of reporting stretching failure in stamping die development
US20240044760A1 (en) * 2020-12-03 2024-02-08 Jfe Steel Corporation Delayed fracture characteristic evaluation method and program
JP7217322B1 (ja) 2021-09-01 2023-02-02 Ｊｆｅスチール株式会社 金属薄板の成形限界判定方法および成形限界判定システムならびにコンピュータプログラム
CN114120840B (zh) * 2021-12-11 2023-05-09 武汉华星光电半导体显示技术有限公司 柔性显示面板的形变控制方法及形变控制装置
CN114544383B (zh) * 2021-12-23 2024-03-15 武汉上善仿真科技有限责任公司 一种测定极限尖冷弯角和等效断裂应变的试验方法
CN116959708A (zh) * 2023-06-01 2023-10-27 中国人民解放军总医院第四医学中心 一种用于预测骨折风险的力学仿真分析方法及系统
CN116933391B (zh) * 2023-07-26 2024-01-26 广州知元科技有限责任公司 一种用于整车精细碰撞仿真的冲压信息修正方法和系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2226682C2 (ru) * 2002-05-31 2004-04-10 Воронежский государственный технический университет Способ испытания листовых материалов на растяжение
RU2434217C1 (ru) * 2006-02-01 2011-11-20 Ниппон Стил Корпорейшн Способ прогнозирования разрушения
RU2445601C2 (ru) * 2007-04-12 2012-03-20 Ниппон Стил Корпорейшн Способ прогнозирования трещинообразования, устройство обработки, программный продукт и носитель записи
WO2014208697A1 (ja) * 2013-06-26 2014-12-31 新日鐵住金株式会社 金属板の曲げ破断判定方法、プログラム及び記憶媒体

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000107818A (ja) 1998-10-08 2000-04-18 Toyota Motor Corp 塑性加工シミュレーションの破断判定方法
JP3814226B2 (ja) * 2001-05-16 2006-08-23 新日本製鐵株式会社 材料データの同定方法、強度予測評価システム、記録媒体、及びプログラム
JP4165551B2 (ja) * 2005-10-20 2008-10-15 トヨタ自動車株式会社 スポット溶接破断解析方法
JP4621216B2 (ja) * 2006-02-01 2011-01-26 新日本製鐵株式会社 破断限界取得方法及び装置、並びにプログラム及び記録媒体
JP4621217B2 (ja) * 2006-02-01 2011-01-26 新日本製鐵株式会社 破断予測方法及び装置、並びにプログラム及び記録媒体
JP4814851B2 (ja) 2007-09-07 2011-11-16 新日本製鐵株式会社 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
CN101354731B (zh) * 2008-02-19 2010-06-23 江苏大学 差厚激光拼焊板成形极限图的建立和使用方法
US7945432B2 (en) * 2008-11-26 2011-05-17 Livermore Software Technology Corporation Spot weld failure determination method in a finite element analysis
JP5434622B2 (ja) 2010-01-20 2014-03-05 新日鐵住金株式会社 薄板のプレス成形シミュレーションにおける破断判定方法および破断判定装置
US20110295570A1 (en) * 2010-05-27 2011-12-01 Livermore Software Technology Corporation Sheet Metal Forming Failure Prediction Using Numerical Simulations
JP5630312B2 (ja) * 2011-02-16 2014-11-26 Ｊｆｅスチール株式会社 プレス成形における成形限界線図の作成方法、割れ予測方法およびプレス部品の製造方法
CN102142054B (zh) * 2011-04-01 2014-02-19 上海飞机制造有限公司 一种铝合金蒙皮拉伸成形道次划分方法
CN102737147B (zh) * 2012-06-28 2014-08-13 湖南大学 确定板料多步成形的中间构型的几何参数的优化设计方法
JP5910371B2 (ja) * 2012-07-09 2016-04-27 新日鐵住金株式会社 統合破断評価装置、制御方法、及び制御プログラム
US20140019099A1 (en) * 2012-07-16 2014-01-16 Livermore Software Technology Corp Determination Of Failure In Sheet Metal Forming Simulation Using Isotropic Metal Failure Criteria
JP6330967B2 (ja) * 2015-02-26 2018-05-30 新日鐵住金株式会社 破断予測方法、破断予測装置、プログラム及び記録媒体、並びに破断判別基準算出方法
CN105893708A (zh) * 2016-05-03 2016-08-24 湖南大学 一种变厚板(vrb)三维热成形极限图的使用方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2226682C2 (ru) * 2002-05-31 2004-04-10 Воронежский государственный технический университет Способ испытания листовых материалов на растяжение
RU2434217C1 (ru) * 2006-02-01 2011-11-20 Ниппон Стил Корпорейшн Способ прогнозирования разрушения
RU2445601C2 (ru) * 2007-04-12 2012-03-20 Ниппон Стил Корпорейшн Способ прогнозирования трещинообразования, устройство обработки, программный продукт и носитель записи
WO2014208697A1 (ja) * 2013-06-26 2014-12-31 新日鐵住金株式会社 金属板の曲げ破断判定方法、プログラム及び記憶媒体

Also Published As

Publication number Publication date
CN109844492A (zh) 2019-06-04
JP6330981B1 (ja) 2018-05-30
EP3524960A1 (en) 2019-08-14
EP3524960A4 (en) 2020-05-20
WO2018066673A1 (ja) 2018-04-12
KR102189663B1 (ko) 2020-12-11
MX2019003688A (es) 2019-07-04
US20190212236A1 (en) 2019-07-11
CA3037828A1 (en) 2018-04-12
KR20190038882A (ko) 2019-04-09
CN109844492B (zh) 2021-09-17
BR112019005115A2 (pt) 2019-06-04
JPWO2018066673A1 (ja) 2018-10-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2717742C1 (ru) Устройство определения растрескивания, программа определения растрескивания и его способ
KR101065502B1 (ko) 파단 예측 방법
Wan et al. A stored energy criterion for fatigue crack nucleation in polycrystals
Kirane et al. A cold dwell fatigue crack nucleation criterion for polycrystalline Ti-6242 using grain-level crystal plasticity FE Model
Ramamurty et al. Variability in mechanical properties of a metal foam
CN101639872B (zh) 用于预测金属合金的特高循环疲劳特性的方法和系统
Lian et al. Prediction of shear crack formation of lithium-ion batteries under rod indentation: Comparison of seven failure criteria
Choung et al. Dynamic hardening behaviors of various marine structural steels considering dependencies on strain rate and temperature
KR101227295B1 (ko) 파단 판정 방법, 파단 판정 장치, 프로그램 및 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체
JP5967321B2 (ja) 伸びフランジ割れ予測方法、伸びフランジ割れ予測装置、コンピュータープログラム、及び記録媒体
Dean et al. A critical assessment of the “stable indenter velocity” method for obtaining the creep stress exponent from indentation data
JP6176410B2 (ja) 破断予測方法、プログラム、記録媒体及び演算処理装置
Marouani et al. Numerical investigations on sheet metal blanking with high speed deformation
JP2008051768A (ja) 材料シミュレーションシステム、材料シミュレーション方法、および、材料シミュレーションプログラム
Samadi et al. Combined damaged elasticity and creep modeling of ceramics with wedge splitting tests
JP2006337343A (ja) 結晶性高分子から成る構造体の真応力−対数ひずみ曲線の推定システム
CN109791098B (zh) 断裂判定装置、断裂判定程序及其方法
Milesi et al. A multi-scale approach for high cycle anisotropic fatigue resistance: Application to forged components
JP4418141B2 (ja) 材料データ提供システム
Liu et al. A numerical and experimental study of cavitation in a hot tensile axisymmetric testpiece
Aranda et al. Hybrid numerical–experimental strategy for damage characterization of SAE 1045 steel
Zeng et al. A rate-dependent damage mechanics model for predicting plasticity and ductile fracture behavior of sheet metals at high strain rates
Chen et al. Study of die cast magnesium components for crash safety
WO2023058086A1 (ja) 水素脆化リスク評価方法とその装置
JP2023119935A (ja) 破断予測方法、装置、及びプログラム