[發明專利]解析裝置以及解析方法

有效

• 申請號: 201380007234.2
• 申請日: 2013-03-13
• 公開（公告）號: CN104106067B
• 公開（公告）日: 2016-11-09
• 發明（設計）人: 丹羽俊之;鈴木規之;樋渡俊二;豊川伸
• 申請（專利權）人: 新日鐵住金株式會社
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 安香子;黃劍鋒

技術領域

本發明涉及解析裝置、解析方法以及計算機程序。

背景技術

根據碰撞安全性和輕量化的要求，汽車的車體等所采用的鋼板的抗拉強度超過590MPa級，達到GPa的單位。高強度鋼板不使板厚增加就能夠提高碰撞時的吸收能量、強度等。與其他輕量化材料相比，采用了高強度鋼板的零件加工、組裝等不一定需要設備及生產技術的大的變革。因而，可以認為，對采用了高強度鋼板的零件加工、組裝等的生產成本的負擔與其他輕量化材料相比比較小。

但是，在沖壓加工的情況下，隨著鋼板的強度上升，回彈(spring?back)、折痕等增加，難以確保零件的尺寸精度。此外，伴隨強度上升的延展性降低會提高沖壓成形時的破裂的危險性。這樣，高強度鋼板所帶來的性能和生產性的兼顧與以往的軟鋼板相比并不一定是容易的，伴隨著開發工期縮短、制造成本抑制等，大大提高了量產前的加工技術開發的負擔。

上述的破裂、折痕以及回彈之中，破裂及折痕是根據零件形狀、成形條件等而在采用以往的軟鋼板的情況下也會發生的問題，至今已積累了大量的知識、對策技術等。另一方面，回彈是采用高強度鋼板的情況下特有的問題，尚未被充分研究，廣為普及的成形模擬(forming?simulation)也不能說可對回彈解析的尺寸精度預測得到充分的實用可靠性。

所謂回彈，是指通過進行將成形品在成形后從模具中取出的作業、對不需要的部分進行修剪的作業等用于緩和零件的限制的作業，殘留應力成為驅動力，為了滿足新的平衡而在零件中產生的彈性變形。高強度鋼板中該回彈大，所以難以確保作為最終制品而要求的尺寸精度。

回彈根據現象而被分類為“角度變化”、“壁翹曲”、“扭轉”，“棱線翹曲(面翹曲)”、“沖孔底的回彈”。均作為零件內的殘留應力分布作為彎曲或扭轉力矩起作用、根據由材料的彈性系數、板厚、零件形狀等決定的剛性而零件變形的結果而產生。例如，最常被知曉的回彈的例子是彎曲角度變化、壁翹曲等。這些回彈以板厚方向的應力分布作為驅動力，剛性主要由板厚決定。或者，若將在長度方向上彎曲的帽形截面的梁(beam)拉深成形，則雖產生壁彎曲及扭轉，但若彎曲的曲率小則零件剛性提高，壁彎曲變小。

基于該機理，尺寸精度不良的對策方法之一是，變更板厚、零件形狀等，提高與回彈的彈性變形模式相應的剛性，增大對回彈的阻力。

對回彈的阻力的增大可靠地使尺寸變化降低。對回彈的阻力是相對于其彈性變形模式的零件的剛性。為了提高零件的剛性，零件的形狀是重要因素。零件的形狀受性能、布局(layout)等要件制約，因此壓邊筋(bead)、壓紋(emboss)等小的對策是有效的。

針對壁翹曲的壓邊筋是最典型的剛性增強對策。此外，對于復雜的零件中的3維回彈，發現最佳的剛性增強位置不是容易的。作為新的嘗試，提出了將固有振動解析以及最優化并用的方法(參照非專利文獻1)。

即，著眼于固有振動數與剛性的平方根成正比并與密度(質量)的平方根成反比這一情況，確定回彈的彈性變形模式，選擇與該回彈的彈性變形模式對應的固有振動變形模式，為了使該固有振動變形模式的固有振動數上升，將要素的一部分替換為同密度的高彈性材料，用最優化工具等求出該要素的最佳配置。由此，能夠容易地發現最佳的剛性增強位置。

但是，根據該方法，必須手動選擇固有振動變形模式，因此存在費事的問題。此外，即使自動選擇固有振動變形模式，也由于選擇基準不明確，從而不一定能夠選擇與回彈的彈性變形模式對應的固有振動變形模式，不一定能得到高彈性材料的最佳配置。因此，雖然也可以考慮選擇全部的固有振動變形模式、并針對各個固有振動變形模式求出高彈性材料的最佳配置，但是這樣會存在過于花費成本的問題。因此，無法容易地進行減少因回彈而發生的部件的變形的解析。

現有技術文獻

非專利文獻

非專利文獻1：樋渡俊二、外1名，「高強度鋼板の成形課題への包括的取組み」，日本鋼鐵協會創形創質工學部會板成形フォーラム特別演講會，社團法人日本鋼鐵協會，2005年1月14日

發明內容

發明要解決的課題

本發明是為了解決這樣的以往的課題而做出的，其目的在于，使得能夠容易地選擇與因回彈而發生的部件的變形對應的固有振動變形模式，容易地進行用于減少因回彈而發生的部件的變形的解析。

用于解決課題的手段