TWI391657B - A rupture determination method, a rupture determination apparatus, a program, and a computer-readable recording medium - Google Patents

A rupture determination method, a rupture determination apparatus, a program, and a computer-readable recording medium Download PDF

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Description

破裂判定方法、破裂判定裝置、程式、及電腦可讀取之記錄媒體 技術領域
本發明係有關於破裂判定方法、破裂判定裝置、程式及電腦可讀取之記錄媒體，前述破裂判定方法、破裂判定裝置、程式及電腦可讀取之記錄媒體係用以在汽車之碰撞模擬或零件之壓製成形模擬等中判定金屬板、由金屬板構成之零件及由金屬板構成之構造體等的破裂者。
 背景技術
近年來，在汽車業界中，可減少碰撞時對乘客之傷害的車體構造開發正成為重要課題。藉由以客室部以外之結構構件吸收碰撞時之衝撃能量，令客室部之變形為最小限度而確保生存空間，可實現如此之碰撞安全性佳之車體構造。
亦即，藉由結構構件來吸收衝撃能量很重要。為了提高衝撃能量之吸收，使彎曲形態安定化、不在中途折彎或破裂很重要，必須正確地評估現在達到了何種程度之破裂危險度。
然而，在汽車之碰撞或壓製成形中，因為各構件經過複雜之變形路徑，破裂危險度會因該變形履歷而改變。因此，要正確地評估各構件之各部位的破裂危險度會很困難。
從以往就提案有許多預測破裂之方法或裝置等。例如，日本專利公開公報第2007-152407號(下述專利文獻1)揭示有一種演算處理裝置，係使用壓製成形模擬機構、等效塑性應變算出機構、成形破碎判定值算出機構、成形破碎判定機構，進行壓製成形中之成形破碎預測。演算處理裝置之成形破碎判定機構係利用判定對象等效塑性應變是否超過應變進行方向之成形破碎判定值，進行成形破碎之預測，藉此，在一面參考成形極限圖一面進行成形破碎發生之預測時，可進行更高精度之成形破碎之預測。然而，專利文獻1之方法係利用在應變空間內與非比例成形極限值之距離來評估破裂容許度的方法，每當應變之進行方向改變時，需要重新計算非比例成形極限值，十分地煩雜。
又，日本專利公開公報第2007-232714號(下述專利文獻2)揭示有：以將孔擴張率換算為應力之線作為破裂極限應力線，藉由比較從使用有限元素法之數值解析所獲得之資料與破裂極限應力線的關係，定量地評估材料之破裂危險性。以專利文獻2之方法，在判定包含1個以上變形路徑變化之過程中的薄板破裂極限時，可容易且有效率地求出破裂極限線，而以高預測精度判定破裂極限。
又，日本專利公開公報第2007-232715號(下述專利文獻3)揭示有：以將孔擴張率換算為應力之線作為破裂極限應力線，藉由比較從使用有限元素法之數值解析所獲得之資料與破裂極限應力線的關係，定量地評估材料之破裂危險性。以專利文獻3之方法，在判定包含1個以上變形路徑變化之過程中的薄板之延伸凸緣部的破裂極限時，可容易且有效率地求出破裂極限線，而以高精度預測破裂，可評估壓製成形或碰撞時之破裂的危險性。
又，日本專利公開公報第2007-285832號(下述專利文獻4)揭示有一種破裂極限取得系統，係使用者終端對伺服器提供破裂判定對象的材料資料，且從伺服器取得破裂極限線的資料。揭示有使用者終端使用所取得之破裂極限線而定量地評估材料之破裂危險性。
先行技術文獻 專利文獻
【專利文獻1】日本專利公開公報第2007-152407號
【專利文獻2】日本專利公開公報第2007-232714號
【專利文獻3】日本專利公開公報第2007-232715號
【專利文獻4】日本專利公開公報第2007-285832號
然而，上述之專利文獻2～4雖然可藉由以應力來評估而對應非比例變形，但並未具體地揭示有可表現破裂危險性之程度之定量指標。又，若為單純之破裂判定方法，則會有在金屬構造體從塑性狀態回到彈性狀態時破裂危險度變化之問題點。
本發明係鑑於上述之習知技術之問題點而完成者，其目的在於提供一種破裂判定方法、破裂判定裝置、程式及電腦可讀取之記錄媒體，係在金屬構造體從塑性狀態回到彈性狀態時亦可高精度地進行破裂判定。
本發明係一種判定金屬構造體之破裂的破裂判定方法，其特徵在於包含有變形解析程序及破裂判定程序；前述變形解析程序係進行前述金屬構造體之從變形開始至變形結束之變形解析者；前述破裂判定程序係從利用前述變形解析程序而獲得之前述金屬構造體的變形狀態擷取破裂判定對象部位，當所擷取之前述破裂判定對象部位從塑性狀態回到彈性狀態時，令回到前述彈性狀態時的應力在(x,y)座標平面中(x,y)=(σ2,σ1)(最大主應力：σ1、最小主應力：σ2)，使用再降伏應力進行前述破裂判定對象部位之破裂判定，且該再降伏應力係藉由滿足y=(σ1/σ2)x關係之直線與從前述破裂判定對象部位之前述塑性狀態所求出之降伏曲線的交點而決定者。
又，本發明係一種判定金屬構造體之破裂的破裂判定裝置，其特徵在於包含有變形解析部及破裂判定部；前述變形解析部係進行前述金屬構造體之從變形開始至變形結束之變形解析者；前述破裂判定部係從利用前述變形解析部而獲得之前述金屬構造體的變形狀態擷取破裂判定對象部位，當所擷取之前述破裂判定對象部位從塑性狀態回到彈性狀態時，令回到前述彈性狀態時的應力在(x,y)座標平面中(x,y)=(σ2,σ1)(最大主應力：σ1、最小主應力：σ2)，使用再降伏應力進行前述破裂判定對象部位之破裂判定，且該再降伏應力係藉由滿足y=(σ1/σ2)x關係之直線與從前述破裂判定對象部位之前述塑性狀態所求出之降伏曲線的交點而決定者。
又，本發明係一種用於判定金屬構造體之破裂的程式，其係用於使電腦執行變形解析程序及破裂判定程序；前述變形解析程序係進行前述金屬構造體之從變形開始至變形結束之變形解析者；前述破裂判定程序係從利用前述變形解析程序而獲得之前述金屬構造體的變形狀態擷取破裂判定對象部位，當所擷取之前述破裂判定對象部位從塑性狀態回到彈性狀態時，令回到前述彈性狀態時的應力在(x,y)座標平面中(x,y)=(σ2,σ1)(最大主應力：σ1、最小主應力：σ2)，使用再降伏應力進行前述破裂判定對象部位之破裂判定，且該再降伏應力係藉由滿足y=(σ1/σ2)x關係之直線與從前述破裂判定對象部位之前述塑性狀態所求出之降伏曲線的交點而決定者。
又，本發明係一種電腦可讀取之記錄媒體，其記錄有用於判定金屬構造體之破裂的程式，且該程式係用於使電腦執行變形解析程序及破裂判定程序；前述變形解析程序係進行前述金屬構造體之從變形開始至變形結束之變形解析者；前述破裂判定程序係從利用前述變形解析程序而獲得之前述金屬構造體的變形狀態擷取破裂判定對象部位，當所擷取之前述破裂判定對象部位從塑性狀態回到彈性狀態時，令回到前述彈性狀態時的應力在(x,y)座標平面中(x,y)=(σ2,σ1)(最大主應力：σ1、最小主應力：σ2)，使用再降伏應力進行前述破裂判定對象部位之破裂判定，且該再降伏應力係藉由滿足y=(σ1/σ2)x關係之直線與從前述破裂判定對象部位之前述塑性狀態所求出之降伏曲線的交點而決定者。
根據本發明，即使在金屬構造體之破裂判定對象部位從塑性狀態回到彈性狀態的情況下，亦可高精度地進行破裂判定。
圖示簡單說明
第1圖係顯示破裂判定裝置之機能構成的圖。
第2圖係顯示第1破裂判定模式之破裂判定方法之處理的流程圖。
第3圖係顯示第2破裂判定模式之破裂判定方法之處理的流程圖。
第4圖係顯示彈性狀態下之應力空間的圖。
第5圖係顯示塑性狀態下之應力空間的圖。
第6圖係顯示從塑性狀態回到彈性狀態時之應力空間的圖。
第7圖係顯示算出破裂危險度之處理的流程圖。
第8圖係用以說明算出等效塑性應變與破裂極限等效塑性應變之處理的圖。
第9圖係顯示成形過程之破裂判定的流程圖。
第10圖係顯示碰撞過程之破裂判定的流程圖。
第11圖係顯示破裂判定裝置之內部構成的示意圖。
第12圖係顯示將以比較例之方法所算出之破裂危險度藉由等高線來表示之一例的圖。
第13圖係顯示將藉由第1實施形態之方法所算出之破裂危險度以等高線來表示之一例的圖。
第14圖係顯示將藉由第2實施形態之方法所算出之破裂危險度以等高線來表示之一例的圖。
第15圖係將破裂危險度之等高線沿著始點s至頂部t顯示的圖。
 用以實施發明之較佳型態
以下，參考附屬之圖面來說明本發明之較佳實施形態。
第1圖係顯示與本實施型態相關之破裂判定裝置10之機能構成的圖。破裂判定裝置10具有破裂判定本體部1、輸入部2、顯示部3。破裂判定本體部1具有變形解析部4、擷取部5、破裂解析部6。破裂解析部6具有推定部7、轉換部8、破裂判定部9。
本實施形態之破裂判定裝置10係模擬金屬板、由金屬板構成之零件、及由金屬板構成之構造體(以下稱為金屬構造體)之從變形開始至變形結束的一連串變形。破裂判定裝置10係從與破裂判定模式對應之任意時點之金屬構造體之變形狀態，擷取作為破裂判定對象之破裂判定對象部位，就該破裂判定對象部位進行破裂判定。
第1破裂判定模式係在金屬構造體之從變形開始至變形結束之變形解析後，從任意或預先決定之1個以上之步驟之變形狀態擷取破裂判定對象部位，就所擷取之破裂判定對象部位進行破裂判定。
第2破裂判定模式係從金屬構造體之變形開始進行變形解析並接著從該變形狀態擷取破裂判定對象部位，就所擷取之破裂判定對象部位進行破裂判定，反覆變形解析與破裂判定直到變形結束。
首先，參考第2圖所示之流程圖來說明第1破裂判定模式之破裂判定方法。在此，破裂判定裝置10係預先記憶金屬構造體之材料及機械性特性值等，模擬之準備已完成。
變形解析部4係假設於金屬構造體之預定位置施加有預定應力，因應輸入部2之指示而開始金屬構造體之變形解析(S21)。變形解析部4係在每個預定時間或每個因應變形程度而決定之時間的步驟進行變形解析。又，變形解析部4係就各步驟使用有限元素法等方法，依序解析於金屬構造體發生之應力、應變等變形狀態，根據該變形狀態進行下個步驟之變形解析(S22)。例如，金屬構造體之一部位如後述般地從彈性狀態轉移至塑性狀態或從塑性狀態回到彈性狀態。變形解析部4係進行變形解析直至金屬構造體之變形結束(S23)。變形解析部4係於每個步驟記憶藉由變形解析而得之金屬構造體之變形狀態。另外，在實用性之金屬構造體之解析中，步驟數將為例如數萬步驟~數百萬步驟。
接著，擷取部5係從已記憶之變形狀態擷取任意或預先決定之1個以上步驟之變形狀態，並從所擷取之變形狀態擷取任意或預先決定之破裂判定對象部位(S24)。進行擷取之變形狀態係由使用者透過輸入部2而任意輸入之步驟之變形狀態或預先決定之步驟之變形狀態。又，進行擷取之破裂判定對象部位係由使用者透過輸入部2而任意輸入之破裂判定對象部位或預先決定之破裂判定對象部位。進行擷取之破裂判定對象部位可為金屬構造體的全部部位。又，為了詳細確認破裂狀態，進行擷取之步驟之變形狀態雖然宜為擷取全部之步驟之變形狀態，但為了提高計算效率，宜於每個10步驟~1000步驟進行擷取。
破裂解析部6係分別進行已擷取之破裂判定對象部位之破裂判定(步驟S25、S26)。另外，藉由破裂解析部6所進行之破裂判定的詳細將為後述。破裂解析部6會記憶破裂判定對象部位之破裂判定，結束破裂判定。
第1破裂判定模式係於金屬構造體之從變形開始至變形結束之變形解析後，擷取1個以上步驟之變形狀態，從所擷取之變形狀態擷取任意或預先決定之破裂判定對象部位，就所擷取之破裂判定對象部位進行破裂判定。因此，即便金屬構造體之破裂判定對象部位為彈性狀態及塑性狀態，在任意步驟之破裂判定亦可行。又，由於可進行任意之破裂判定對象部位之破裂判定，故使用者可把握金屬構造體之局部性的強度。
接著，參考第3圖所示之流程圖來說明第2破裂判定模式之破裂判定方法。在此，破裂判定裝置10係預先記憶金屬構造體之材料及機械性特性值等，模擬之準備已完成。
變形解析部4係假設於金屬構造體之預定位置施加有預定應力，因應輸入部2之指示而開始金屬構造體之變形解析(S31)。變形解析部4係在每個預定時間或每個因應變形程度而決定之時間的步驟進行變形解析。又，變形解析部4係就各步驟使用有限元素法等方法，依序解析於金屬構造體發生之應力、應變等變形狀態，根據該變形狀態進行下個步驟之變形解析(S32、S33)。例如，金屬構造體之一部位如後述般地從彈性狀態轉移至塑性狀態或從塑性狀態回到彈性狀態。變形解析部4係於每個步驟記憶藉由變形解析而得之金屬構造體之變形狀態。
接著，擷取部5係從預先決定之步驟間隔後之金屬構造體之變形狀態，擷取任意或預先決定之破裂判定對象部位(S34)。另外，雖然步驟間隔亦可為1步驟間隔或任意步驟間隔，但為了提高計算效率，宜為每個10步驟~1000步驟。又，擷取之破裂判定對象部位係由使用者透過輸入部2所任意輸入之破裂判定對象部位或預先決定之破裂判定對象部位。擷取之破裂判定對象部位可為金屬構造體的全部部位。另外，第3圖所示之流程圖係顯示於2步驟間隔後進行變形解析的方法。
接著，破裂解析部6係進行已擷取之破裂判定對象部位之破裂判定(S35)。另外，藉由破裂解析部6所進行之破裂判定的詳細將為後述。破裂解析部6會記憶破裂判定對象部位之破裂判定。
之後亦同樣地，擷取部5係於預定之步驟間隔後之變形解析(S36、S37)後，從金屬構造體之變形狀態擷取任意或預先決定之破裂判定對象部位(S38)。破裂解析部6係進行已擷取之破裂判定對象部位之破裂判定(S39)，記錄破裂判定，結束破裂判定。
第2破裂判定模式係於金屬構造體之從變形開始至預定步驟間隔後之變形解析後，從其變形狀態擷取任意或預先決定之破裂判定對象部位，就所擷取之破裂判定對象部位進行破裂判定。該處理會進行至變形結束為止。因此，即便金屬構造體之破裂判定對象部位為彈性狀態及塑性狀態，亦可進行破裂判定。又，由於可連續進行破裂判定對象部位之破裂判定，故使用者可把握金屬構造體是經過何種過程而破裂。
如此之破裂判定裝置10可進行使用者所要之變形狀態之破裂判定。又，由於破裂判定裝置10可在金屬構造體之變形結束後或在從金屬構造體之變形開始至變形結束之間隨時進行破裂判定，故可柔軟地對應使用者所要之任意破裂判定方法。
(第1實施形態)
接著，說明與第1實施形態相關之破裂判定方法。另外，以下雖然是說明由擷取部5擷取之一個破裂判定對象部位之破裂判定，但是其他擷取之破裂判定對象部位亦可同様地進行。
破裂解析部6可進行包含1個以上變形路徑變化之過程中之破裂判定對象部位之破裂判定。破裂解析部6係如上述般地具有推定部7、轉換部8、破裂判定部9。推定部7係以比例負荷路徑推定應變空間之破裂極限線。轉換部8係將以比例負荷路徑獲得之應變空間之破裂極限線轉換為應力空間之破裂極限線(以下，稱作破裂極限應力線)。破裂判定部9係使用破裂極限應力線算出破裂危險度，從所算出之破裂危險度進行破裂判定、將破裂判定之結果顯示於顯示部3、將破裂危險度作為等高線來表示。
在此，於第4圖~第6圖顯示由轉換部8轉換至應力空間之破裂極限應力線。第4圖~第6圖係將應力空間顯示於(x,y)座標平面的圖。於第4圖~第6圖，擷取之破裂判定對象部位雖然分別相同，但擷取之時點相異。亦即，第4圖係擷取破裂判定對象部位開始塑性變形前之彈性狀態時的應力空間。第5圖係擷取破裂判定對象部位開始塑性變形之塑性狀態時的應力空間。第6圖係擷取破裂判定對象部位從塑性狀態回到彈性狀態之狀態時的應力空間。以下，具體的說明第4圖~第6圖。
於第4圖所顯示之彈性狀態之應力空間中，於最外側可顯示上述之破裂極限應力線，於其內側可顯示根據金屬構造體之材料而推定之初期狀態之降伏曲線。又，於第4圖顯示之彈性狀態之應力P係發生於破裂判定對象部位之應力P，可於x軸顯示作為最小主應力σ2、於y軸顯示作為最大主應力σ1。
於第4圖中，若應力P經過比例負荷路徑，則可獲得滿足將原點與應力P連結之y=(σ1/σ2)x關係的直線。該滿足y=(σ1/σ2)x關係之直線與初期狀態之降伏曲線相交的交點，會構成推定之初期塑性應力A。初期塑性應力A係破裂判定對象部位從彈性狀態轉移至塑性狀態時的應力。因此，在破裂判定對象部位中，在應力P超過初期塑性應力A前為彈性狀態，若超過初期塑性應力A則開始塑性變形而構成塑性狀態。
又，在第4圖中，上述之滿足y=(σ1/σ2)x關係之直線與破裂極限應力線的交點，會構成推定之破裂極限應力B。破裂極限應力B係破裂判定對象部位破裂時的應力。因此，在破裂判定對象部位中當應力P達到破裂極限應力B時會破裂。
接著，於第5圖所顯示之塑性狀態之應力空間中，可顯示與第4圖相同之破裂極限應力線及初期狀態之降伏曲線。又，於第5圖顯示之塑性狀態之應力P係發生於破裂判定對象部位之應力P，可於x軸顯示作為最小主應力σ2、於y軸顯示作為最大主應力σ1。
於第5圖中，由於如在第4圖上述般地應力P超過了初期塑性應力A，故破裂判定對象部位為塑性狀態。又，可連動於塑性狀態之應力P的增大，而顯示塑性狀態中之降伏曲線。
然而，在變形解析中，有可能因為例如與破裂判定對象部位相異之部位發生彎曲等，而釋除破裂判定對象部位之負載。此時，因為破裂判定對象部位之應力P變得比塑性狀態時的應力P小，故破裂判定對象部位會從塑性狀態會到彈性狀態。第6圖顯示如此之破裂判定對象部位從塑性狀態回到彈性狀態時之應力空間。
於第6圖所顯示之從塑性狀態回到彈性狀態時之應力空間中，可顯示與第4圖相同之破裂極限應力線及初期狀態之降伏曲線。又，於第6圖顯示之回到彈性狀態時之應力P係發生於破裂判定對象部位之應力P，可於x軸顯示作為最小主應力σ2、於y軸顯示作為最大主應力σ1。另外，藉由釋除負載，應力P變得比第5圖顯示之塑性狀態的應力P小。
又，第6圖可顯示回到彈性狀態時之降伏曲線。回到彈性狀態時之降伏曲線與第5圖顯示之塑性狀態中之降伏曲線為相同曲線。以下係將第6圖之回到彈性狀態時之降伏曲線與第5圖之回到彈性狀態時之降伏曲線作為現在之降伏曲線來說明。亦即，即便破裂判定對象部位從塑性狀態回到彈性狀態，第6圖顯示之現在之降伏曲線未從第5圖顯示之現在之降伏曲線發生變化而維持。因此，第6圖顯示之現在之降伏曲線可由第5圖顯示之現在之降伏曲線來求取。在此，如第6圖所示，回到彈性狀態時之應力P在現在之降伏曲線之內側的狀態為彈性狀態。另一方面，若破裂判定對象部位之應力P從第6圖所示之狀態超過現在之降伏曲線，則會再次開始塑性變形而成為塑性狀態。由此，可推定滿足y=(σ1/σ2)x關係之直線與現在之降伏曲線相交的交點係破裂判定對象部位再次開始塑性變形之再降伏應力R。
以往，使用第4圖~第6圖所示之應力空間進行破裂判定時，會藉由比較破裂極限應力線與發生於破裂判定對象部位之應力P來算出破裂危險度(或變形容許度)。具體而言，係利用下述f1式來算出破裂危險度。
[數式1]
該f1式係以第4圖~第6圖所示之應力零之原點作為基準，將各第4圖~第6圖中其與發生於破裂判定對象部位之應力P之座標點的距離、及其與破裂極限應力B之座標點的距離的比作為破裂危險度。
如第5圖所示之塑性狀態，f1式在塑性狀態之應力P與再降伏應力R一致之情況下，可算出某種程度正確之破裂危險度。然而，在第6圖所示之從塑性狀態回到彈性狀態之情況下，回到彈性狀態時之應力P會比再降伏應力R更接近原點。因此，儘管破裂判定對象部位之塑性在進行，也會算出比再降伏應力R小之破裂危險度，無法進行正確之破裂判定。又，因為f1式係以原點作為算出破裂危險度之基準，故在第4圖所示之彈性狀態下，儘管彈性狀態之應力P未超過初期塑性應力A且不會產生破裂危險，仍會算出破裂危險度。
於是，本實施形態在進行破裂判定對象部位之破裂判定時，於第5圖所示之塑性狀態係使用塑性狀態之應力P來算出破裂危險度。又，於第6圖所示之從塑性狀態回到彈性狀態的情況下，則不是使用回到彈性狀態時之應力P，而是使用再降伏應力R來算出破裂危險度。
此外，為了排除不發生破裂危險的情況而算出破裂危險度，故以初期塑性應力A作為算出破裂危險度之基準，而不是原點。因此，於第4圖所示之彈性狀態可算出破裂危險度為0。
亦即，利用以下之式f2來算出破裂危險度。
[數式2]
本發明例
彈性狀態的情況　f 2 =0
塑性狀態的情況
從塑性狀態回到彈性狀態的情況
若使用上述之f2，則在第4圖所示之彈性狀態可算出破裂危險度為0。又，在第5圖所示之塑性狀態，則根據塑性狀態之應力P之座標點，在0~1之間的數值算出破裂危險度。又，在第6圖所示之從塑性狀態回到彈性狀態的情況，則根據再降伏應力R之座標點，在0~1之間的數值算出破裂危險。
接著，破裂判定部9可將算出之破裂危險度使用作為破裂判定指標，而進行破裂判定。具體而言，破裂判定部9係根據使用者透過輸入部2所預先輸入之安全係數，進行破裂判定。破裂判定部9在破裂危險度為0時，判定為「無發生破裂之可能性」，當破裂危險度比0大而未達到安全係數時，判定為「破裂危險性低」，當破裂危險度為安全係數以上而比1小時，判定為「破裂危險性高」，當破裂危險度為1時，判定為「破裂」。使用者可在0至1的範圍任意設定安全係數，例如0.9。
接著，參考第7圖所示之流程圖來說明上述之算出破裂危險度的方法。在此，推定部7已推定應變空間之破裂極限線，轉換部8將已推定之應變空間之破裂極限線轉換為應力空間之破裂極限應力線，顯示於如第4圖~第6圖所示之(x,y)座標平面。同樣地，轉換部8將初期狀態之降伏曲線顯示於(x,y)座標平面，且視情況而將第5圖及第6圖所示之現在之降伏曲線亦顯示於(x,y)座標平面。
首先，破裂判定部9係判斷破裂判定對象部位是否開始塑性變形(S71)。當在變形解析部5之變形解析中計憶有塑性應變時，破裂判定部9判斷為塑性變形開始。
當破裂判定對象部位為塑性變形開始時，破裂判定部9判斷破裂判定對象部位是塑性狀態、或從塑性狀態回到彈性狀態之狀態(S72)。當在第5圖及第6圖所示之應力空間中應力P達到現在之降伏曲線時，破裂判定部9係判斷為塑性狀態，當應力P未達到現在之降伏曲線時，則判斷為從塑性狀態回到彈性狀態之狀態。
另外，藉由在上述之第2圖及第3圖所示之變形解析之過程中，變形解析部5記憶破裂判定對象部位之塑性應變，推定部7及轉換部8可使用該塑性應變將現在之降伏曲線顯示於(x,y)座標平面。該處理與轉換部8將推定部7所推定之應變空間之破裂極限線轉換為破裂極限應力線而顯示於(x,y)座標平面之處理相同。
當破裂判定對象部位為從塑性狀態回到彈性狀態之狀態時，破裂判定部9會推定再降伏應力R(S73)。具體而言，如在第6圖所述，破裂判定部9算出滿足y=(σ1/σ2)x關係之直線與現在之降伏曲線相交的交點作為再降伏應力R。
接著，破裂判定部9算出破裂判定對象部位之破裂危險度(S74)。當判斷出破裂判定對象部位為塑性變形開始前時(S71朝NO前進之情況)，破裂判定部9判斷破裂判定對象部位為彈性狀態，藉由上述之式f2將破裂危險度算出為0。
又，當破裂判定對象部位為塑性狀態時(S72朝塑性狀態前進之情況)，破裂判定部9將塑性狀態之應力P、初期塑性應力A、破裂極限應力B使用上述之式f2算出破裂危險度。另外，如在第5圖所述，破裂判定部9算出滿足y=(σ1/σ2)x關係之直線與初期狀態之降伏曲線相交的交點作為初期塑性應力A。又，破裂判定部9算出滿足y=(σ1/σ2)x關係之直線與破裂極限應力線相交的交點作為破裂極限應力B。
當破裂判定對象部位從塑性狀態回到彈性狀態時(從S73朝S74前進之情況)，破裂判定部9將在步驟S73推定之再降伏應力R、初期塑性應力A、破裂極限應力B使用上述之式f2算出破裂危險度。另外，可與塑性狀態之情況相同地算出初期塑性應力A及破裂極限應力B。
如此，在破裂判定對象部位從塑性狀態回到彈性狀態之情況，破裂判定部9使用再降伏應力R算出破裂危險度。因此，在應力空間內進行破裂判定時，可迴避破裂判定對象部位從塑性狀態回到彈性狀態之情況下破裂危險度發生變化之問題。
又，藉由不是以原點作為算出破裂危險度之基準而是以初期塑性應力A作為基準，可排除不發生破裂危險的情況而算出破裂危險度。
另外，上述之破裂判定方法雖然是從破裂判定對象部位未發生塑性變形之狀態開始說明，但是在金屬構造體的一部分中已經發生塑性變形之情況，亦可以相同地進行破裂判定。亦即，對於例如進行壓製成形等而發生塑性變形之金屬構造體，破裂判定裝置10亦可進行破裂判定。
如此之金屬構造體，有的破裂判定對象部位可能在變形解析開始前就如第6圖所示，在初期狀態之降伏曲線之外側具有現在之降伏曲線。藉由使用變形解析部5在壓製成形等之變形解析所記憶之塑性應變，轉換部8可在應力空間之(x,y)座標平面顯示該現在之降伏曲線。
(第2實施形態)
接著，參考第8圖來說明與第2實施形態相關之破裂判定方法。
在第2實施形態，破裂判定部9將在第1實施形態中使用應力空間算出之再降伏應力R與破裂極限應力B分別換算成等效應力，使用第8圖所示之等效應力-等效塑性應變曲線求取等效塑性應變εeq P 與破裂極限等效塑性應變εeq B ，算出破裂危險度。第8圖所示之等效應力-等效塑性應變曲線係根據金屬構造體之材料者，且預先記憶在破裂判定裝置10。又，與第1實施形態相同，在破裂判定對象部位之應力P超過初期塑性應力A前之彈性狀態，係將破裂危險度算出為0。
具體而言，在第5圖所示之塑性狀態，破裂判定部9算出塑性狀態之應力P作為再降伏應力R。又，破裂判定部9從滿足y=(σ1/σ2)x關係之直線與破裂極限應力線相交的交點算出破裂極限應力B。
又，在第6圖所示之從塑性狀態回到彈性狀態之情況下，破裂判定部9從滿足y=(σ1/σ2)x關係之直線與現在之降伏曲線相交的交點算出再降伏應力R。又，破裂判定部9從滿足y=(σ1/σ2)x關係之直線與破裂極限應力線相交的交點算出破裂極限應力B。
破裂判定部9將已算出之再降伏應力R與破裂極限應力B分別換算成等效應力，使用第8圖所示之等效應力-等效塑性應變曲線求取等效塑性應變εeq P 與破裂極限等效塑性應變εeq B 。在此，即便是第5圖所示之塑性狀態或第6圖所示之從塑性狀態回到彈性狀態之情況，再降伏應力R亦為相同，破裂極限應力B亦為相同，因此，所求之等效塑性應變εeq P 為相同，破裂極限等效塑性應變εeq B 亦為相同。破裂判定部9藉由將已求取之等效塑性應變εeq P 與破裂極限等效塑性應變εeq B 代入下述f3式，計算破裂危險度。
[數式3]
本發明例
彈性狀態的情況　f 3 =0
塑性狀態的情況及從塑性狀態回到彈性狀態的情況
在第8圖所示之等效應力-等效塑性應變曲線中，相較於等效應力之變化量，等效塑性應變之變化量大，故使用等效塑性應變與破裂極限等效塑性應變算出破裂危險度，可提高精度。又，可抑制因為應力與應變之非線形性而造成在應力看到之破裂危險度與在應變看到之破裂危險度乖離。
另外，與第1實施形態相同地，破裂判定部9可使用已算出之破裂危險度與安全係數，進行破裂判定。
(第3實施形態)
接著，說明與第3實施形態相關之破裂判定方法。
在第3實施形態，算出於第1實施形態或第2實施形態記載之破裂危險度，且不管破裂判定對象部位為如第4圖~第6圖所示之彈性狀態、塑性狀態或從塑性狀態回到彈性狀態之情況，將於破裂判定對象部位發生之應力P與破裂極限應力B使用上述之比較例f1算出破裂危險度。此時，破裂判定部9因應使用者透過輸入部2之指示，於顯示部3顯示藉由第1實施形態或第2實施形態之方法算出之破裂危險度與藉由比較例算出之破裂危險度之至少其中一者。
具體而言，破裂判定部9係以應力零之原點作為基準，算出第4圖~第6圖中其與發生於破裂判定對象部位之應力P之座標點的距離、及其與破裂極限應力B之座標點的距離的比作為破裂危險度。另外，破裂判定部9係從滿足y=(σ1/σ2)x關係之直線與破裂極限應力線相交的交點算出破裂極限應力B。
當使用者具有想將用於破裂判定對象部位之材料之容許量予以提高等之目的時，藉由第1實施形態或第2實施形態而算出之破裂危險度會成為有益之指標。另一方面，當使用者具有想使破裂判定對象部位之應力被抑制等之目的時，不管破裂判定對象部位之狀態為何，想把握於破裂判定對象部位發生之應力。如此情況下，藉由上述之比較例f1而算出之破裂危險度會成為有益之指標。因此，藉由算出利用第1實施形態或第2實施形態方法的破裂危險度與利用比較例方法的破裂危險度之雙方，可因應(1)提高材料之容許量(2)抑制應力等之目的而分別使用。亦即，可一面分別使用材料之容許量確保與應力狀態之容許量確保，一面設計金屬構造體。
接著，就上述之推定部7、轉換部8及破裂判定部9之具體計算方法加以說明。
推定部7係合併使用例如以下內容而求取應變空間之頸縮發生極限，以比例負荷路徑推定應變空間之破裂極限線。
[數式4]
從單軸拉伸試驗獲得之應力-應變曲線之近似式
[數式5]
局部頸縮模式
[數式6]
擴散頸縮模式
推定部7亦可使用數式7、塑性應變增加法則(塑性應變增加張量之方向依存於應力增加張量之構成式)、規定塑性應變增加張量之方向之材料參數Kc、及St ren -Rice之局部頸縮模式而求取應變空間之頸縮發生極限，以比例負荷路徑推定應變空間之破裂極限線。在此，推定部7係根據1個以上之最大破裂極限應變ε1及最小破裂極限應變ε2之測定值，識別材料參數Kc。
[數式7]
從單軸拉伸試驗獲得之應力-應變曲線之近似式
另外，在本例雖然係顯示使用推定部7而以理論方式推定應變空間之破裂極限線的情況作為例子，但亦可不使用推定部7而以實驗方式測定應變空間之破裂極限線。具體而言，藉由比例負荷實驗就金屬板求取複數之面內應變比後，使用各應變比之最大破裂極限應變ε1及最小破裂極限應變ε2之測定值而獲得應變空間之破裂極限線。
在將應變空間之破裂極限線轉換至應力空間之破裂極限應力線時，轉換部8係使用降伏曲面之垂直法則作為塑性應變之增加法則而進行上述轉換。具體而言則如上述，使用等效塑性應變εeq 與各應變成分εij 之關係式(Mises之降伏函數)。
[數式8]
破裂判定部9係比較藉由轉換部8轉換之應力空間之破裂極限應力線與從塑性變形過程之利用有限元素法之模擬結果所獲得之各部位之應變狀態的位置關係，藉此進行評估，當變形過程之應變達到該極限應變時判定為「破裂」或「破裂危險性高」等。在此，使用有限元素法之一的動態顯示法作為變形解析之手法，且將藉由動態顯示法獲得之塑性應變轉換為應力，將該應力與應力空間之破裂極限應力線予以比較。
另外，取代上述模擬，破裂判定部9亦可將從已藉由實驗而評估之金屬構造體之變形狀態所獲得之應變換算為應力，使用應力空間之破裂極限應力線來定量地評估破裂發生之有無。
在此，如同汽車構件之碰撞解析，當金屬構造體發生高速變形時，破裂判定部9會考慮金屬構造體之變形應力之速度依存性而實行變形解析。破裂判定部9係將從該變形解析獲得之塑性應變予以轉換而算出基準應變速度之應力，比較該應力及與基準應變速度對應之應力空間之破裂極限應力線。
接著，參考第9圖所示之流程圖，說明進行上述之第2圖所示之S25、S26、第3圖所示之S35、S39之破裂判定之處理。第9圖係在金屬構造體(具體而言則為金屬板)之成形過程中進行破裂判定之情況之流程圖。
首先，推定部7係根據預先記憶之金屬板之材料及機械性特性值(t(金屬板之厚度)、YP(降伏強度)、TS(拉伸強度)、E1(全延伸率)、U.El(均勻延伸率)、r值(Lankford值)、乘冪硬化法則/Swift硬化法則)，以比例負荷路徑推定應變空間之破裂極限線(S91)。
接著，轉換部8係使用例如Mises之降伏函數，將以實驗測定之應變空間之破裂極限線轉換為應力空間之破裂極限應力線(S92)。
接著，破裂判定部9係使用藉由轉換部8轉換之破裂極限應力線、發生在破裂判定對象部位之應力、現在之降伏曲線、初期狀態之降伏曲線，算出破裂判定對象部位之破裂危險度，進行破裂判定(S93)。破裂判定係如上述般地使用破裂危險度及安全率，進行「無發生破裂之可能性」、「破裂危險性低」、「破裂危險性高」、「破裂」等之判定。又，算出破裂危險度之處理係相當於上述之第7圖所示之流程圖。
在步驟S93，當破裂判定部9使用破裂判定對象部位之破裂危險度與安全率而判定為「破裂」或「破裂危險性高」時，實行以下之緒處理(S94)。
亦即，破裂判定部9將要素ID、金屬板之板厚、應變、應力資訊輸出至作業記錄檔(log file)。於某些情況，破裂判定部9可消去已破裂之要素，變形解析部4則繼續破裂後之變形解析。
接著，破裂判定部9於顯示部3進行以下之各種顯示(步驟S95)。亦即，破裂判定部9將於金屬板發生破裂之破裂危險度以純量予以輪廓(contour)顯示，在應力空間顯示破裂危險部位之應力履歷及破裂極限應力線。並且，破裂判定部9將於金屬板發生皺摺之危險性亦予以輪廓顯示。在此，亦可對出貨試驗值之規格內之變動性(平均值、下限值)顯示破裂之危險性。
另一方面，在步驟S93中，當破裂判定部9判定各破裂判定對象部位為「無發生破裂之可能性」或「破裂危險性低」時，於顯示部3顯示該意思(S96)。
第10圖係延續第9圖之金屬板之成形過程之破裂判定而進行構造體之碰撞過程之破裂判定之情況之流程圖，且該構造體係由經過成形過程之金屬板所成之金屬板所構成。
於此情況，可繼承已在第9圖之步驟S92轉換之破裂極限應力線而使用。破裂判定部9係考慮由金屬板所成之構造體之變形應力之速度依存性而實行變形解析。破裂判定部9係將從該變形解析所獲得之塑性應變予以轉換而算出基準應變速度之應力，比較該應力及與基準應變速度對應之破裂極限應力線，算出破裂判定對象部位之破裂危險度，進行破裂判定(S103)。破裂判定係如上述般地使用破裂危險度及安全率，進行「無發生破裂之可能性」、「破裂危險性低」、「破裂危險性高」、「破裂」等之判定。又，算出破裂危險度之處理係相當於上述之第7圖所示之流程圖。
於該步驟S103中，破裂判定部9可繼承在第9圖之成形過程中已經過變形解析之金屬板之變形狀態，作為碰撞過程之變形解析之初期條件。該變形狀態係金屬板之板厚及等效塑性應變、或金屬板之板厚、等效塑性應變、應力張量及應變張量。
在步驟S103，當破裂判定部9使用破裂判定對象部位之破裂危險度與安全率而判定為「破裂」或「破裂危險性高」時，實行以下之緒處理(S104)。
亦即，破裂判定部9將要素ID、金屬板之板厚、應變、應力資訊輸出至作業記錄檔。於某些情況，破裂判定部9可消去已破裂之要素，變形解析部4則繼續破裂後之變形解析。
接著，破裂判定部9於顯示部3進行以下之各種顯示(步驟S105)。亦即，破裂判定部9將於由金屬板所成之構造體發生破裂之破裂危險度以純量予以輪廓顯示，在應力空間顯示破裂危險部位之應力履歷及破裂極限應力線。並且，破裂判定部9將於由金屬板所成之構造體發生皺摺之危險性亦予以輪廓顯示。在此，亦可對出貨試驗值之規格內之變動性(平均值、下限值)顯示破裂之危險性。
另一方面，在步驟S103中，當破裂判定部9判定各破裂判定對象部位為「無發生破裂之可能性」或「破裂危險性低」時，於顯示部3顯示該意思(S106)。
如以上說明，根據本實施形態，在進行金屬構造體之破裂判定時，可容易且有效率地求取破裂極限應力線，以高精度進行破裂判定。藉此，可定量地評估壓製成形或碰撞時之破裂之危險性，可有效率、高精度地實現同時考慮到材料、工法、構造之汽車車體等之設計。
構成上述破裂判定裝置10之各構成要素(不包含顯示部3、輸入部2)的機能，可藉由記憶在電腦之RAM或ROM等之程式之動作來實現。同様地，變形解析或破裂判定之各步驟(第2圖、第3圖、第7圖、第9圖、第10圖之流程圖)，可藉由記憶在電腦之RAM或ROM等之程式之動作來實現。本發明包含該程式及記錄該程式之電腦可讀取之記憶媒體。
具體而言，前述程式係例如記錄於如CD-ROM般之記錄媒體或透過各種傳送媒體，而被提供至電腦。除CD-ROM以外，可使用軟碟、硬碟、磁帶、磁光碟片、非依電性記憶卡等作為記錄前述程式之記錄媒體。另一方面，可使用用於將程式資訊作為載波來傳播供給之電腦網路系統之通訊媒體，作為前述程式之傳送媒體。在此，電腦網路係LAN、網際網路等之WAN、無線通訊網路等，通訊媒體係光纖等之有線線路或無線線路等。
又，本發明之程式並非只包含將供給之程式實行於電腦而藉此實現上述實施形態之機能者。舉例而言，當其程式係與在電腦中運轉之OS(作業系統)或其他應用程式軟體等共同實現上述實施形態之機能時，前述程式亦包含於本發明。又，當供給之程式之處理的全部或一部分係藉由電腦之機能擴充板或機能擴充單元來進行以實現上述實施形態之機能時，前述程式亦包含於本發明。
舉例而言，第11圖係顯示破裂判定裝置10之內部構成的示意圖。於第11圖中，1200係具備CPU1201之個人電腦(PC)。PC1200係將記憶在ROM1202或硬碟(HD)1211或由軟碟驅動機(FD)1212供給之裝置控制軟體予以實行。該PC1200係綜合地控制連接至系統匯流排1204之各裝置。
藉由記憶在PC1200之CPU1201、ROM1202或硬碟(HD)1211之程式，可實現第2圖、第3圖、第7圖、第9圖、第10圖之流程圖之各步驟之手續等。1203係RAM，可作為CPU1201之主記憶體、工作區等發揮機能。1205係鍵盤控制器(KBC)，可控制從鍵盤(KB)1209或未圖示之裝置等之指示輸入。
1206係CRT控制器(CRTC)，可控制CRT顯示器(CRT)1210之顯示。1207係碟片控制器(DKC)。DKC1207係控制對記憶開機程式、複數之應用程式、編輯檔案、使用者檔案及網路管理程式等之硬碟(HD)1211及軟碟(FD)1212之存取。在此，開機程式係指起動程式：使個人電腦之硬體與軟體之實行(動作)開始之程式。
1208係網路-介面卡(NIC)，可透過LAN1220而進行與網路印表機、其他網路機器、或其他PC之雙向資料交流。
第12圖係顯示將使用比較例f1所算出之破裂危險度以等高線來表示之結果的圖。如第12圖所示，在破裂危險度最高之頂部附近的等高線變疏，無法特定出破裂危險部位。另一方面，在長方向之兩端部，儘管變形極為小，由於從塑性狀態回到彈性狀態時之應力分散負荷，故產生密集之等高線。
第13圖及第14圖係顯示將藉由本實施形態之方法所算出之破裂危險度以等高線來表示之結果的圖。藉由將利用第1實施形態及第2實施形態所算出之破裂危險度以等高線表示，可將正確之破裂危險度視覺化。
第13圖係將藉由第1實施形態之方法所算出之破裂危險度以等高線表示的圖。如第13圖所示，在金屬板之中央頂部附近淺顯易懂地表示出破裂危險度高。又，相較於第12圖，第13圖所示之等高線在長方向兩端部之變形小之部位變疏，可知曉破裂危險度低。
第14圖係將藉由第2實施形態之方法所算出之破裂危險度以等高線表示的圖。第14圖所示之等高線，可更詳細地表示出金屬板之中央頂部附近之破裂危險度的分布，可知曉在頂部稍微外側處之破裂危險度高。又，第14圖所示之等高線，可知曉在長方向兩端部之變形小之部位的破裂危險度極為小。由這點可知曉與習知經驗感覺上一致。
第15圖係將第12圖~第14圖所示之等高線沿著如第12圖所示之始點s至頂部t之路徑顯示的圖。另外，第15圖係顯示從第12圖~第14圖所示之變形狀態更進一步變形後之狀態的等高線。橫軸係從始點s至頂部t的位置，縱軸係破裂危險度。如第15圖所示，實際破裂之位置係頂部附近之位置。使用比較例f1所算出之破裂危險度的等高線，難以正確地特定出破裂位置。另一方面，使用第1實施形態所算出之破裂危險度的等高線，可在某種程度上特定出破裂位置，且與實際上因實驗而破裂之位置一致。更進一步，在使用第2實施形態所算出之破裂危險度的等高線中，破裂位置與其他之破裂危險度的差很明確，可更正確地特定出破裂位置。
如上所示，本實施形態即使在伴隨有複雜變形的情況下，亦可高精度地依各破裂判定對象部位評估破裂危險度之程度。又，藉由將破裂危險度視覺化，有助於直覺上的理解，故有益於檢討對策。
又，即使發生釋除負載，破裂危險度亦不會變化，而可得知實質之殘留延展性。又，亦可將破裂危險度轉換為變形容許度來表示，可更有助於直覺上之理解。
本實施形態之具體效果如下所示。
1)可因應金屬構造體所受到之損害而算出破裂危險度，不會在釋除負載時發生從損害回復之誤解。
2)藉由轉換為等效塑性應變，可更詳細地評估破裂危險性高之部位。又，由於可使在破裂危險度低之部位的等高線變疏，故可減少與破裂危險性之習知經驗的乖離。
以上，雖然與多種實施形態一同說明本發明，但本發明並非僅限定於該等實施形態，可在本發明之範圍內進行變更等。另外，與本實施形態相關之破裂判定可適應：就金屬構造體之破裂判定對象部位產生沿著由x軸及y軸所構成之平面之應變及應力、並可無視分別與x軸及y軸正交之z軸方向之應變及應力者。
產業上之可利用性
本發明可用於汽車之碰撞模擬或零件之成形模擬等。
1．．．破裂判定本體部
2．．．輸入部
3．．．顯示部
4．．．解析部
5．．．擷取部
6．．．破裂解析部
7．．．推定部
8．．．轉換部
9．．．破裂判定部
10．．．破裂判定裝置
1200．．．個人電腦(PC)
1201．．．CPU
1202．．．ROM
1203．．．RAM
1204．．．系統匯流排
1205．．．鍵盤控制器(KBC)
1206．．．CRT控制器(CRTC)
1207．．．碟片控制器(DKC)
1208．．．網路-介面卡(NIC)
1209．．．鍵盤(KB)
1210．．．CRT顯示器(CRT)
1211．．．硬碟(HD)
1212．．．軟碟(FD)
1220．．．LAN
S．．．步驟
s．．．始點
t．．．頂部
第1圖係顯示破裂判定裝置之機能構成的圖。
第2圖係顯示第1破裂判定模式之破裂判定方法之處理的流程圖。
第3圖係顯示第2破裂判定模式之破裂判定方法之處理的流程圖。
第4圖係顯示彈性狀態下之應力空間的圖。
第5圖係顯示塑性狀態下之應力空間的圖。
第6圖係顯示從塑性狀態回到彈性狀態時之應力空間的圖。
第7圖係顯示算出破裂危險度之處理的流程圖。
第8圖係用以說明算出等效塑性應變與破裂極限等效塑性應變之處理的圖。
第9圖係顯示成形過程之破裂判定的流程圖。
第10圖係顯示碰撞過程之破裂判定的流程圖。
第11圖係顯示破裂判定裝置之內部構成的示意圖。
第12圖係顯示將以比較例之方法所算出之破裂危險度藉由等高線來表示之一例的圖。
第13圖係顯示將藉由第1實施形態之方法所算出之破裂危險度以等高線來表示之一例的圖。
第14圖係顯示將藉由第2實施形態之方法所算出之破裂危險度以等高線來表示之一例的圖。
第15圖係將破裂危險度之等高線沿著始點s至頂部t顯示的圖。

Claims (7)

  1. 一種破裂判定方法，係判定金屬構造體之破裂者，其特徵在於包含有變形解析程序及破裂判定程序，前述變形解析程序係進行前述金屬構造體之從變形開始至變形結束之變形解析者，前述破裂判定程序係從利用前述變形解析程序而獲得之前述金屬構造體的變形狀態擷取破裂判定對象部位，當所擷取之前述破裂判定對象部位從塑性狀態回到彈性狀態時，令回到前述彈性狀態時的應力在(x,y)座標平面中(x,y)=(σ2,σ1)(最大主應力：σ1、最小主應力：σ2)，使用再降伏應力進行前述破裂判定對象部位之破裂判定，且該再降伏應力係藉由滿足y=(σ1/σ2)x關係之直線與從前述破裂判定對象部位之前述塑性狀態所求出之降伏曲線的交點而決定者。
  2. 如申請專利範圍第1項之破裂判定方法，其中在前述破裂判定程序中，求取初期塑性應力之座標點及破裂極限應力之座標點，且使用從前述初期塑性應力之座標點至前述破裂極限應力之座標點的距離及前述初期塑性應力之座標點至前述再降伏應力之座標點的距離，算出前述破裂判定對象部位之破裂危險度，前述初期塑性應力之座標點，係藉由滿足前述y=(σ1/σ2)x關係之直線與前述破裂判定對象部位之初期狀態之降伏曲線的交點而決定者，前述破裂極限應力之座標點，係藉由滿足前述y=(σ1/σ2)x關係之直線與前述破裂判定對象部位之破裂極限應力線的交點而決定者。
  3. 如申請專利範圍第1項之破裂判定方法，其中在前述破裂判定程序中，求取藉由滿足前述y=(σ1/σ2)x關係之直線與前述破裂判定對象部位之破裂極限應力線的交點而決定之破裂極限應力，使用等效應力-等效塑性應變曲線，求取與前述破裂極限應力對應之破裂極限等效塑性應變及與前述再降伏應力對應之等效塑性應變，使用前述破裂極限等效塑性應變與前述等效塑性應變算出前述破裂判定對象部位之破裂危險度。
  4. 如申請專利範圍第1項之破裂判定方法，其中在前述破裂判定程序中，求取藉由滿足前述y=(σ1/σ2)x關係之直線與前述破裂判定對象部位之破裂極限應力線的交點而決定之破裂極限應力之座標點，使用從原點至前述破裂極限應力之座標點的距離及從前述原點至回到前述彈性狀態時之應力之座標點的距離，算出前述破裂判定對象部位之破裂危險度。
  5. 一種破裂判定裝置，係判定金屬構造體之破裂者，其特徵在於包含有變形解析部及破裂判定部，前述變形解析部係進行前述金屬構造體之從變形開始至變形結束之變形解析者，前述破裂判定部係從利用前述變形解析部而獲得之前述金屬構造體的變形狀態擷取破裂判定對象部位，當所擷取之前述破裂判定對象部位從塑性狀態回到彈性狀態時，令回到前述彈性狀態時的應力在(x,y)座標平面中(x,y)=(σ2,σ1)(最大主應力：σ1、最小主應力：σ2)，使用再降伏應力進行前述破裂判定對象部位之破裂判定，且該再降伏應力係藉由滿足y=(σ1/σ2)x關係之直線與從前述破裂判定對象部位之前述塑性狀態所求出之降伏曲線的交點而決定者。
  6. 一種用於判定金屬構造體之破裂的程式，係用於使電腦執行變形解析程序及破裂判定程序者，前述變形解析程序係進行前述金屬構造體之從變形開始至變形結束之變形解析者，前述破裂判定程序係從利用前述變形解析程序而獲得之前述金屬構造體的變形狀態擷取破裂判定對象部位，當所擷取之前述破裂判定對象部位從塑性狀態回到彈性狀態時，令回到前述彈性狀態時的應力在(x,y)座標平面中(x,y)=(σ2,σ1)(最大主應力：σ1、最小主應力：σ2)，使用再降伏應力進行前述破裂判定對象部位之破裂判定，且該再降伏應力係藉由滿足y=(σ1/σ2)x關係之直線與從前述破裂判定對象部位之前述塑性狀態所求出之降伏曲線的交點而決定者。
  7. 一種電腦可讀取之記錄媒體，係記錄有用於判定金屬構造體之破裂的程式者，且該程式係用於使電腦執行變形解析程序及破裂判定程序，前述變形解析程序係進行前述金屬構造體之從變形開始至變形結束之變形解析者，前述破裂判定程序係從利用前述變形解析程序而獲得之前述金屬構造體的變形狀態擷取破裂判定對象部位，當所擷取之前述破裂判定對象部位從塑性狀態回到彈性狀態時，令回到前述彈性狀態時的應力在(x,y)座標平面中(x,y)=(σ2,σ1)(最大主應力：σ1、最小主應力：σ2)，使用再降伏應力進行前述破裂判定對象部位之破裂判定，且該再降伏應力係藉由滿足y=(σ1/σ2)x關係之直線與從前述破裂判定對象部位之前述塑性狀態所求出之降伏曲線的交點而決定者。
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