スプリングバック解析方法、スプリングバック解析装置、プログラム、及び記憶媒体
【課題】計算時間の増加を抑えつつ、解析精度を向上させることができるスプリングバック解析方法を提供する。
【解決手段】本発明は、等価ドロービードが設定された、コンピュータを用いた成形解析方法により解析された成形解析結果に基づいてスプリングバック解析演算を行うスプリングバック解析方法であって、成形解析方法で設定されたメッシュよりも細かいメッシュで予め計算された、ドロービード部位置Ａにおける被成形材の詳細ビード部データを記憶媒体に記憶する記憶工程と、成形解析結果のうちドロービード部位置Ａの解析データである解析ビード部データを記憶媒体に記憶された詳細ビード部データに置換する置換工程と、置換工程により置換された置換成形解析結果に基づいて、スプリングバック解析演算を行う演算工程と、を備えることを特徴とする。
【解決手段】本発明は、等価ドロービードが設定された、コンピュータを用いた成形解析方法により解析された成形解析結果に基づいてスプリングバック解析演算を行うスプリングバック解析方法であって、成形解析方法で設定されたメッシュよりも細かいメッシュで予め計算された、ドロービード部位置Ａにおける被成形材の詳細ビード部データを記憶媒体に記憶する記憶工程と、成形解析結果のうちドロービード部位置Ａの解析データである解析ビード部データを記憶媒体に記憶された詳細ビード部データに置換する置換工程と、置換工程により置換された置換成形解析結果に基づいて、スプリングバック解析演算を行う演算工程と、を備えることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレス成形による板材の曲げ変形をコンピュータによって解析する技術に関し、特に、除荷時のスプリングバックを解析する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ポンチ、ダイス等、金型を用いて板材を塑性加工によって成形する技術としてプレス成形が存在する。このプレス成形は、種々の製品を製造するために用いられ、そのような製品の一例として自動車がある。この自動車の製造工程においては、車体のパネルやフレーム、ドアのパネル、サスペンションのアーム等、種々の部品を製造するためにプレス成形が行われる。
【０００３】
このプレス成形は、ダイスに材料を載せて、あるいはダイスとパッドで材料を保持して、パンチによって材料を成形する方法である。このプレス成形中、板材には、曲げによる応力と接触による応力と摩擦力による応力が発生する。
【０００４】
ところで、このプレス成形によって製造された製品の形状精度が不良となる原因として、プレス成形後の製品のスプリングバックがある。このスプリングバックという現象は、プレス成形等、塑性加工において発生し、材料が成形荷重の除荷時に弾性回復してその形状が変化する現象であり、面ひずみの一因にもなっている。この場合に、部分的に塑性変形を伴うことがある。したがって、例えば特開２００４−４２０９８号公報（特許文献１）に記載のように、成形解析結果を用いたスプリングバック解析が行われている。
【０００５】
スプリングバック解析の前段階である成形解析は、例えば特開２００５−１９３２９２号公報（特許文献２）に記載されているように、等価ドロービードを設定して行われる。また、成形解析において、金型のダイ肩Ｒ部の曲線（Ｒ）を緩やかに又は直角に近似表現して演算する方法が行われている。これらは、計算時間を短縮する効果があり、等価ドロービードを設定する成形解析方法では両方法（等価ドロービード及びダイ肩Ｒ部近似）を用いて計算することが主流となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−４２０９８号公報
【特許文献２】特開２００５−１９３２９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記成形解析方法で解析された成形解析結果は、本来の形状から離れた形状で表現されている。例えば、等価ドロービードが設定された解析では、ドロービード部は直線で表現されている。この成形解析結果を用いたスプリングバック解析は、必ずしも精度が良いものではなかった。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みて為されたものであり、計算時間の増加を抑えつつ、解析精度を向上させることができるスプリングバック解析方法及びスプリングバック解析装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、プレス成形で用いる金型に存在するドロービード部を解析上省略し、その代替としてドロービード位置で被成形材にドロービード張力を付与した等価ドロービードが設定された、コンピュータを用いた成形解析方法により解析された成形解析結果に基づいてスプリングバック解析演算を行うスプリングバック解析方法であって、前記成形解析方法で設定されたメッシュよりも細かいメッシュで予め計算された、前記ドロービード部位置における被成形材の詳細ビード部データ（形状、板厚、応力、及び相当塑性ひずみ）を記憶媒体に記憶する記憶工程と、前記成形解析結果のうち前記ドロービード部位置の解析データである解析ビード部データ（形状、板厚、応力、及び相当塑性ひずみ）を前記詳細ビード部データに置換する置換工程と、前記置換工程により置換された置換成形解析結果に基づいて、スプリングバック解析演算を行う演算工程と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
本方法によれば、形状が省略されたドロービード部に形状等の詳細データを適用した上で、スプリングバック解析を行うことができる。したがって、解析精度は向上する。また、メッシュが細かい詳細データを被成形材全体に適用するわけではなく、計算時間の増加は極力抑えることができる。さらに、詳細データの作成は、ドロービード部のみを成形解析したものでよく、計算時間は少なくて済む。また、一度作成した詳細データは、データベースとして、同種の板材を対象とした次回当該金型による解析に使用することができる。
【００１１】
ここで、前記記憶工程では、前記成形解析方法で設定されたメッシュよりも細かいメッシュで予め計算された、前記被成形材のうちプレス成形時に前記ドロービード部のみを通過するドロービード通過部における第一詳細通過データ（板厚、応力、及び相当塑性ひずみのうちの少なくとも１種）をさらに記憶し、前記置換工程では、前記成形解析結果のうち前記ドロービード通過部の解析データである第一解析通過データ（前記第一詳細通過データに対応する種類のデータ）を前記第一詳細通過データに置換し、前記ドロービード通過部におけるメッシュは、前記成形解析結果と前記置換成形解析結果とで同じであることが好ましい。
【００１２】
ドロービード部の形状を変更することに伴い、ドロービード部を通過した部分（ドロービード通過部）のデータも変化する。そこで、詳細データを作成する際に求まるドロービード通過部の詳細データも成形解析結果に適用することで、さらに解析精度を向上させることができる。また、細かいメッシュ（詳細データ）を当初のメッシュ（成形解析結果）に変換して適用するため、計算時間の増加は防がれる。これは、ドロービード通過部の形状を変更しないため可能となる。詳細データが上記データ（板厚、応力、及び相当塑性ひずみ）のうちの１種類である場合でも、置換前よりも精度のよいデータであるため、置換により解析精度向上効果が発揮される。置換するデータの種類が多いほど、解析精度は向上する。
【００１３】
ところで、本発明において、前記記憶工程では、前記成形解析方法で設定されたメッシュよりも細かいメッシュで予め計算された、前記金型のダイ肩Ｒ部位置における被成形材の詳細Ｒ部データ（形状、板厚、応力、及び相当塑性ひずみ）をさらに記憶し、前記置換工程では、さらに、前記成形解析結果のうち前記ダイ肩Ｒ部位置の解析データである解析Ｒ部データ（形状、板厚、応力、及び相当塑性ひずみ）を前記詳細Ｒ部データに置換することが好ましい。
【００１４】
ダイ肩Ｒ部の曲線は、解析上、緩やかに又は直角に表現されていることが多く、この部分を詳細データに置換することで、さらに高精度な解析が可能となる。
【００１５】
ここで、前記記憶工程では、前記成形解析方法で設定されたメッシュよりも細かいメッシュで予め計算された、前記被成形材のうちプレス成形時に前記ダイ肩Ｒ部のみを通過するダイ肩Ｒ通過部における第二詳細通過データ（板厚、応力、及び相当塑性ひずみのうちの少なくとも１種）をさらに記憶し、前記置換工程では、前記成形解析結果のうち前記ダイ肩Ｒ通過部の解析データである第二解析通過データ（前記第二詳細通過データに対応する種類のデータ）を前記第二詳細通過データに置換し、前記ダイ肩Ｒ通過部におけるメッシュは、前記成形解析結果と前記置換成形解析結果とで同じであることが好ましい。
【００１６】
ドロービード部同様、ダイ肩Ｒ部を通過したダイ肩Ｒ通過部も詳細データに置換することで、さらに高精度な解析が可能となる。
【００１７】
さらに、記憶工程では、前記ドロービード部及び前記ダイ肩Ｒ部の両方を通過する重複通過部における第三詳細通過データ（板厚、応力、及び相当塑性ひずみのうちの少なくとも１種）をさらに記憶し、置換工程では、前記成形解析結果のうち前記重複通過部の解析データである第三解析通過データ（前記第三詳細通過データに対応する種類のデータ）を前記第三詳細通過データに置換し、前記重複通過部におけるメッシュは、前記成形解析結果と前記置換成形解析結果とで同じであることが好ましい。これにより、さらに高精度な解析が可能となる。
【００１８】
ここで、本発明において、前記置換工程では、マッピング手法を用いてもよい。これにより、置換が容易となる。
【００１９】
なお、本方法は、ダイ肩Ｒ部をメインとして適用することが可能である。すなわち、本発明は、コンピュータを用い、プレス成形で用いる金型に存在するダイ肩Ｒ部の曲線を解析上緩やかに又は直角にして成形解析する成形解析方法で、当該成形解析方法により解析された成形解析結果に基づいてスプリングバック解析演算を行うスプリングバック解析方法であって、前記成形解析方法で設定されたメッシュよりも細かいメッシュで予め計算された、前記ダイ肩Ｒ部位置における被成形材の詳細Ｒ部データ（形状、板厚、応力、及び相当塑性ひずみ）を記憶する記憶工程と、前記成形解析結果のうち前記ダイ肩Ｒ部位置の解析データである解析Ｒ部データ（形状、板厚、応力、相当塑性ひずみ）を前記詳細Ｒ部データに置換する置換工程と、前記置換工程により置換された置換成形解析結果に基づいて、スプリングバック解析演算を行う演算工程と、を備えることを特徴とする。これにより、上記同様の効果が発揮される。
【００２０】
また、本発明は、上記方法を実行する装置としても記載できる。すなわち、本発明は、プレス成形で用いる金型に存在するドロービード部を解析上省略し、その代替としてドロービード位置で被成形材にドロービード張力を付与した等価ドロービードが設定された成形解析方法で、当該成形解析方法により解析された成形解析結果に基づいてスプリングバック解析演算を行う、コンピュータを備えたスプリングバック解析装置であって、前記成形解析方法で設定されたメッシュよりも細かいメッシュで予め計算された、前記ドロービード部位置における被成形材の詳細ビード部データ（形状、板厚、応力、及び相当塑性ひずみ）を記憶する記憶部と、前記成形解析結果のうち前記ドロービード部位置の解析データである解析ビード部データ（形状、板厚、応力、及び相当塑性ひずみ）を前記詳細ビード部データに置換する置換部と、前記置換部により置換された置換成形解析結果に基づいて、スプリングバック解析演算を行う演算部と、を備えることを特徴とする。これにより、上記同様の効果が発揮される。上記いずれの方法においても同様に装置として記載できる。
【００２１】
また、本発明は、上記方法を実施するためにコンピュータにより実行されるプログラムとしても記載できる。また、本発明は、このプログラムをコンピュータ読み取り可能に記録した記録媒体としても記載できる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、計算時間の増加を抑えつつ、解析精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】プレス成形を説明するための模式図である。
【図２】ダイ肩Ｒ部位置Ｃを説明するための模式図である。
【図３】スプリングバック解析方法の処理フローを示す図である。
【図４】実施例で用いたプレス品を示す図である。
【図５】実施例１の解析結果を示す図である。
【図６】実施例１の解析結果を示す部分拡大図である。
【図７】実施例２の解析結果を示す図である。
【図８】実施例２の解析結果を示す部分拡大図である。
【図９】実施例３の解析結果を示す図である。
【図１０】スプリングバック解析装置１を示す模式構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
次に、好ましい実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。
【００２５】
本実施形態のスプリングバック解析方法は、ＣＰＵ等を備えたコンピュータ（スプリングバック解析装置）を用いてシェル要素により行うものであり、主に、記憶工程と、置換工程と、演算工程と、を備えている。成形解析は、スプリングバック解析の前に行われ、同コンピュータを用いシェル要素により行う。具体的には、プレス成形で用いる金型に存在するドロービード部８を解析上省略し、その代替としてドロービード位置で被成形材にドロービード張力を付与した等価ドロービードが設定された成形解析方法により解析される。成形解析された結果（成形解析結果）は、コンピュータ内のメモリ又はハードディスクに記憶される。
【００２６】
記憶工程は、予め計算された、詳細ビード部データ（形状、板厚、応力、及び相当塑性ひずみ）、詳細Ｒ部データ（形状、板厚、応力、及び相当塑性ひずみ）、第一詳細通過データ（板厚、応力、及び相当塑性ひずみ）、第二詳細通過データ（板厚、応力、相当塑性ひずみ）、及び第三詳細通過データ（板厚、応力、及び相当塑性ひずみ）を、メモリ又はハードディスク等の記憶媒体に記憶する工程である。
【００２７】
詳細ビード部データとは、ドロービード部位置Ａ（図１参照）について、スプリングバック解析の前に行われる成形解析において設定されたメッシュよりも細かいメッシュで予め解析（シミュレーション）して得たデータである。詳細ビード部データは、例えば、成形解析においてメッシュが３ｍｍに設定されていた場合、メッシュを１ｍｍに設定してドロービード部８について解析することで作成できる。本実施形態では、シェル要素を用いて計算する。解析範囲は、図１に示すようにドロービード部８及びその若干の周囲（ドロービード部位置Ａ）である。詳細ビード部データは、各節点・要素における座標（形状）、板厚、応力、及び相当塑性ひずみのデータで構成されている。
【００２８】
詳細ビード部データを作成する際に、被成形材のプレス時にドロービード部８のみを通過する部位（ドロービード通過部Ｂ）についてのデータも取得できる。このデータが第一詳細通過データとなる。第一詳細通過データは、各節点・要素における板厚、応力、及び相当塑性ひずみのデータで構成されている。第一詳細通過データは、細かいメッシュの状態で記憶されても、成形解析結果のメッシュに変換した（マッピングした）状態で記憶されてもよい。本実施形態では、細かいメッシュのままのデータで記憶される。
【００２９】
詳細Ｒ部データは、ダイ肩Ｒ部位置Ｃについて、ソリッド要素を用いて細かいメッシュで予め計算されたデータである。ここで、詳細Ｒ部データは、同一のダイ肩Ｒ部形状であっても、付随するドロービードによって異なる値となる。したがって、ドロービード（位置Ａ、Ｂ）を含めた解析を行う。ここでは、ドロービードとダイ肩Ｒ部の種々の組み合わせに対して詳細解析したデータを取得する。
【００３０】
ダイ肩Ｒ部位置Ｃについて、例えば、実際のダイ肩Ｒ部９の曲率半径が１ｍｍ（Ｒ１）であり、成形解析ではＲ３（曲率半径が３ｍｍ）で計算している場合、詳細Ｒ部データは、Ｒ１が表現できるようメッシュを細かくして計算したデータである。詳細Ｒ部データは、ダイ肩Ｒ部位置Ｃについて、各節点・要素における座標（形状）、板厚、応力、及び相当塑性ひずみのデータで構成されている。ダイ肩Ｒ部位置Ｃは、例えば図２に示すように、Ｒの中心を通る水平線及び垂直線で切り取られる部位（扇形部位）に設定できる。なお、ソリッド要素は、板厚方向の応力も考慮することができ、一般にシェル要素よりも精度がよいが、より計算時間がかかる。
【００３１】
第二詳細通過データは、詳細Ｒ部データ作成の際に計算されるデータであり、被成形材のプレス時にダイ肩Ｒ部９のみを通過する部位（ダイ肩Ｒ通過部Ｄ）のデータである。第二詳細通過データは、ダイ肩Ｒ通過部Ｄについて、細かいメッシュの各節点・要素における板厚、応力、及び相当塑性ひずみのデータで構成されている。
【００３２】
第三詳細通過データは、被成形材のうちドロービード部８とダイ肩Ｒ部９の両方を通過した部位（重複通過部Ｅ）についての詳細データである。第三詳細通過データは、第二詳細通過データ同様、詳細Ｒ部データ作成の際に計算されるデータである。第三詳細通過データは、重複通過部Ｅについて、細かいメッシュの各節点・要素における板厚、応力、及び相当塑性ひずみのデータで構成されている。
【００３３】
置換工程は、マッピング手法を用いて、記憶工程で記憶された各詳細データと、成形解析結果のうち詳細データに対応する位置の解析データとを置換する工程である。具体的に、置換工程では、成形解析結果のうちドロービード部位置Ａの解析データ（解析ビード部データ）を詳細ビード部データに置換し、成形解析結果のうちドロービード通過部Ｂの解析データ（第一解析通過データ）を第一詳細通過データに置換し、成形解析結果のうちダイ肩Ｒ部位置Ｃの解析データ（解析Ｒ部データ）を詳細Ｒ部データに置換し、成形解析結果のうちダイ肩Ｒ通過部Ｄの解析データ（第二解析通過データ）を第二詳細通過データに置換し、成形解析結果のうち重複通過部Ｅの解析データ（第三解析通過データ）を第三詳細通過データに置換する。
【００３４】
さらに詳細に、置換工程は、細分化工程と貼付工程とを含んでいる。細分化工程では、成形解析結果のうちドロービード部位置Ａ及びダイ肩Ｒ部位置Ｃのシェル要素を、上記詳細データのメッシュに合うように細分化（節点・要素を作成）する。続いて、貼付工程では、細分化された位置に対応する詳細データを貼り付ける。これにより、解析データは詳細データに置換される。
【００３５】
また、置換工程において、成形解析結果のうちドロービード通過部Ｂ、ダイ肩Ｒ通過部Ｄ、及び重複通過部Ｅについては、要素を細分化せず、同メッシュ（節点・要素数）で詳細通過データに置換する。つまり、マッピング手法を用い、細かいメッシュの詳細通過データは、平均化して粗いメッシュに変換される（変換工程）。その後、解析データは詳細通過データに置換される。換言すると、置換工程では、両データが同じメッシュとなるように置換する。メッシュ粗さを解析データと同じにすることで、計算時間の増加は抑えられる。
【００３６】
演算工程は、置換後の成形解析結果（置換成形解析結果）に基づいて、コンピュータがスプリングバック解析演算を実行する工程である。演算方法は、静的陰解法、静的陽解法、又は動的陽解法などの公知の方法で行う。
【００３７】
本実施形態の処理フローについて図３を参照して簡単に説明する。まず、ドロービード部位置Ａ、ダイ肩Ｒ部位置Ｃ、ドロービード通過部Ｂ、ダイ肩Ｒ通過部Ｄ、及び重複通過部Ｅについて、細かいメッシュで予め計算する（Ｓ１０１）。続いて、計算された詳細データをコンピュータのメモリ等に記憶する（Ｓ１０２）。続いて、コンピュータにより成形解析が行われ、その結果である成形解析結果のうち上記詳細データに対応する箇所を、上記詳細データに公知のマッピング手法により置換する（Ｓ１０３）。そして、コンピュータは、置換された置換成形解析結果に基づいて、スプリングバック解析演算を行う（Ｓ１０４）。その結果、すなわちプレス除荷後の被成形材の形状データは、ディスプレイ等の表示装置に出力される（Ｓ１０５）。
【００３８】
（実施例１）
ここで、本方法にて実際にスプリングバック解析した結果（データベース適用）と、詳細データを適用しない従来型でスプリングバック解析した結果（従来法）とを比較する。図４に示すようなプレス品に対して、除荷後の中央断面（Ａ−Ｂ断面）形状について、両計算による除荷後の形状（座標データ）と実際に成形した実形状（実験）とを比較した。
【００３９】
図５は、Ａ側の形状であって、本方法において詳細ビード部データのみを適用した結果（ビード部データベース適用）を表している。図６は、図５の一部を拡大したものである。図５及び図６に示すように、本方法によれば除荷後の形状は、従来法よりも実験に近くなった。スプリングバック解析において、注目する部分は、被成形材Ｗのうちダイ肩Ｒ部位置Ｃからドロービード部位置Ａへ向かう（Ａ側→Ｂ側）面の角度である（図９のθ参照）。図６に示すように、本方法の計算のほうが従来法の計算よりも実験における上記角度に近くなっている。つまり、本方法によれば、スプリングバック解析の精度は向上した。
【００４０】
（実施例２）
図７は、Ｂ側の形状であって、本方法において、詳細ビード部データ、詳細Ｒ部データ、及び第一〜第三詳細通過データを適用した結果（計算１）と、詳細ビード部データのみを適用した結果（計算２）を表している。図８は、図７の一部を拡大したものである。これによれば、ダイ肩Ｒ部位置Ｃからドロービード部位置Ａへ向かう（Ｂ側→Ａ側）面の角度は、詳細ビード部データのみを適用したものよりも全詳細データを適用したもののほうが実験値に近いことが分かった。つまり、全詳細データを置換することで、より高精度な解析が可能となった。
【００４１】
（実施例３）
図９は、Ａ側の形状であって、全詳細データ（詳細ビード部データ、詳細Ｒ部データ、第一詳細通過データ、第二詳細通過データ、及び第三詳細通過データ）を適用した結果（実施例）を表している。ここで、本方法（実施例）と従来法とで、角度θ（Ａ側→Ｂ側）についての実験値との差を計算し、比較した。その結果、本方法による角度θの差は０．５度であり、従来法による角度θの差は２．５度であった。これによれば、本方法による解析のほうが実際の形状に近く、解析精度が向上したことが分かる。
【００４２】
なお、解析時間（演算時間）は、ドロービード部位置Ａとダイ肩Ｒ部位置Ｃの節点・要素数のみが増加するだけであるため、ほとんど増加しない。また、予備計算（Ｓ１０１）では、局所的な解析であるため、ソリッド要素でもあるいはメッシュを細かくしたシェル要素でもそれぞれの計算時間は少なくて済む。また、同じ金型で解析をする場合、予備計算等の工程（Ｓ１０１、Ｓ１０２）が省略でき、置換工程から行うことができる（Ｓ１０３〜）。
【００４３】
このように、本実施形態によれば、計算時間の増加を抑えつつ、スプリングバックの解析精度を向上させることができる。なお、記憶工程では、複数の金型についての詳細データをデータベースとして記憶してもよい。
【００４４】
また、本実施形態は、図１０に示すように、コンピュータを備えたスプリングバック解析装置１を用いて実行している。スプリングバック解析装置１は、主に、データ等を記憶する記憶部２と、プログラムを実行する主演算部３と、を備えている。記憶部２は、メモリ又はハードディスク等であって、成形解析結果、各詳細データ、及び解析プログラム等を記憶する場所である。
【００４５】
主演算部３は、ＣＰＵ等であり、解析プログラムにそって演算処理を実行する。主演算部３は、成形解析結果の所定箇所を記憶部２に記憶された各種詳細データに置換する置換部３１と、置換成形解析結果に基づいて解析演算する演算部３２と、を兼ねている。これにより、本方法が実行され、上記効果が発揮される。なお、本実施形態では、スプリングバック解析装置１は、ディスプレイ等の表示装置４と、キーボード等の入力装置５と、をさらに備えている。また、上記詳細データやプログラム等は、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体（記憶部２に相当する）に記憶されていてもよい。また、ドロービード部位置Ａの解析範囲は、ドロービード部８のみであってもよい。
【００４６】
また、本発明の方法は、それを実施するために各工程が規定されたプログラムにより、コンピュータにより実行できる。このプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に記憶されていてもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１：スプリングバック解析装置、 ２：記憶部、 ３：主演算部、
８：ドロービード部、 ９：ダイ肩Ｒ部、 Ｗ：被成形材、
Ａ：ドロービード部位置、 Ｂ：ドロービード通過部、 Ｃ：ダイ肩Ｒ部位置、
Ｄ：ダイ肩Ｒ通過部、 Ｅ：重複通過部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレス成形による板材の曲げ変形をコンピュータによって解析する技術に関し、特に、除荷時のスプリングバックを解析する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ポンチ、ダイス等、金型を用いて板材を塑性加工によって成形する技術としてプレス成形が存在する。このプレス成形は、種々の製品を製造するために用いられ、そのような製品の一例として自動車がある。この自動車の製造工程においては、車体のパネルやフレーム、ドアのパネル、サスペンションのアーム等、種々の部品を製造するためにプレス成形が行われる。
【０００３】
このプレス成形は、ダイスに材料を載せて、あるいはダイスとパッドで材料を保持して、パンチによって材料を成形する方法である。このプレス成形中、板材には、曲げによる応力と接触による応力と摩擦力による応力が発生する。
【０００４】
ところで、このプレス成形によって製造された製品の形状精度が不良となる原因として、プレス成形後の製品のスプリングバックがある。このスプリングバックという現象は、プレス成形等、塑性加工において発生し、材料が成形荷重の除荷時に弾性回復してその形状が変化する現象であり、面ひずみの一因にもなっている。この場合に、部分的に塑性変形を伴うことがある。したがって、例えば特開２００４−４２０９８号公報（特許文献１）に記載のように、成形解析結果を用いたスプリングバック解析が行われている。
【０００５】
スプリングバック解析の前段階である成形解析は、例えば特開２００５−１９３２９２号公報（特許文献２）に記載されているように、等価ドロービードを設定して行われる。また、成形解析において、金型のダイ肩Ｒ部の曲線（Ｒ）を緩やかに又は直角に近似表現して演算する方法が行われている。これらは、計算時間を短縮する効果があり、等価ドロービードを設定する成形解析方法では両方法（等価ドロービード及びダイ肩Ｒ部近似）を用いて計算することが主流となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−４２０９８号公報
【特許文献２】特開２００５−１９３２９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記成形解析方法で解析された成形解析結果は、本来の形状から離れた形状で表現されている。例えば、等価ドロービードが設定された解析では、ドロービード部は直線で表現されている。この成形解析結果を用いたスプリングバック解析は、必ずしも精度が良いものではなかった。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みて為されたものであり、計算時間の増加を抑えつつ、解析精度を向上させることができるスプリングバック解析方法及びスプリングバック解析装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、プレス成形で用いる金型に存在するドロービード部を解析上省略し、その代替としてドロービード位置で被成形材にドロービード張力を付与した等価ドロービードが設定された、コンピュータを用いた成形解析方法により解析された成形解析結果に基づいてスプリングバック解析演算を行うスプリングバック解析方法であって、前記成形解析方法で設定されたメッシュよりも細かいメッシュで予め計算された、前記ドロービード部位置における被成形材の詳細ビード部データ（形状、板厚、応力、及び相当塑性ひずみ）を記憶媒体に記憶する記憶工程と、前記成形解析結果のうち前記ドロービード部位置の解析データである解析ビード部データ（形状、板厚、応力、及び相当塑性ひずみ）を前記詳細ビード部データに置換する置換工程と、前記置換工程により置換された置換成形解析結果に基づいて、スプリングバック解析演算を行う演算工程と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
本方法によれば、形状が省略されたドロービード部に形状等の詳細データを適用した上で、スプリングバック解析を行うことができる。したがって、解析精度は向上する。また、メッシュが細かい詳細データを被成形材全体に適用するわけではなく、計算時間の増加は極力抑えることができる。さらに、詳細データの作成は、ドロービード部のみを成形解析したものでよく、計算時間は少なくて済む。また、一度作成した詳細データは、データベースとして、同種の板材を対象とした次回当該金型による解析に使用することができる。
【００１１】
ここで、前記記憶工程では、前記成形解析方法で設定されたメッシュよりも細かいメッシュで予め計算された、前記被成形材のうちプレス成形時に前記ドロービード部のみを通過するドロービード通過部における第一詳細通過データ（板厚、応力、及び相当塑性ひずみのうちの少なくとも１種）をさらに記憶し、前記置換工程では、前記成形解析結果のうち前記ドロービード通過部の解析データである第一解析通過データ（前記第一詳細通過データに対応する種類のデータ）を前記第一詳細通過データに置換し、前記ドロービード通過部におけるメッシュは、前記成形解析結果と前記置換成形解析結果とで同じであることが好ましい。
【００１２】
ドロービード部の形状を変更することに伴い、ドロービード部を通過した部分（ドロービード通過部）のデータも変化する。そこで、詳細データを作成する際に求まるドロービード通過部の詳細データも成形解析結果に適用することで、さらに解析精度を向上させることができる。また、細かいメッシュ（詳細データ）を当初のメッシュ（成形解析結果）に変換して適用するため、計算時間の増加は防がれる。これは、ドロービード通過部の形状を変更しないため可能となる。詳細データが上記データ（板厚、応力、及び相当塑性ひずみ）のうちの１種類である場合でも、置換前よりも精度のよいデータであるため、置換により解析精度向上効果が発揮される。置換するデータの種類が多いほど、解析精度は向上する。
【００１３】
ところで、本発明において、前記記憶工程では、前記成形解析方法で設定されたメッシュよりも細かいメッシュで予め計算された、前記金型のダイ肩Ｒ部位置における被成形材の詳細Ｒ部データ（形状、板厚、応力、及び相当塑性ひずみ）をさらに記憶し、前記置換工程では、さらに、前記成形解析結果のうち前記ダイ肩Ｒ部位置の解析データである解析Ｒ部データ（形状、板厚、応力、及び相当塑性ひずみ）を前記詳細Ｒ部データに置換することが好ましい。
【００１４】
ダイ肩Ｒ部の曲線は、解析上、緩やかに又は直角に表現されていることが多く、この部分を詳細データに置換することで、さらに高精度な解析が可能となる。
【００１５】
ここで、前記記憶工程では、前記成形解析方法で設定されたメッシュよりも細かいメッシュで予め計算された、前記被成形材のうちプレス成形時に前記ダイ肩Ｒ部のみを通過するダイ肩Ｒ通過部における第二詳細通過データ（板厚、応力、及び相当塑性ひずみのうちの少なくとも１種）をさらに記憶し、前記置換工程では、前記成形解析結果のうち前記ダイ肩Ｒ通過部の解析データである第二解析通過データ（前記第二詳細通過データに対応する種類のデータ）を前記第二詳細通過データに置換し、前記ダイ肩Ｒ通過部におけるメッシュは、前記成形解析結果と前記置換成形解析結果とで同じであることが好ましい。
【００１６】
ドロービード部同様、ダイ肩Ｒ部を通過したダイ肩Ｒ通過部も詳細データに置換することで、さらに高精度な解析が可能となる。
【００１７】
さらに、記憶工程では、前記ドロービード部及び前記ダイ肩Ｒ部の両方を通過する重複通過部における第三詳細通過データ（板厚、応力、及び相当塑性ひずみのうちの少なくとも１種）をさらに記憶し、置換工程では、前記成形解析結果のうち前記重複通過部の解析データである第三解析通過データ（前記第三詳細通過データに対応する種類のデータ）を前記第三詳細通過データに置換し、前記重複通過部におけるメッシュは、前記成形解析結果と前記置換成形解析結果とで同じであることが好ましい。これにより、さらに高精度な解析が可能となる。
【００１８】
ここで、本発明において、前記置換工程では、マッピング手法を用いてもよい。これにより、置換が容易となる。
【００１９】
なお、本方法は、ダイ肩Ｒ部をメインとして適用することが可能である。すなわち、本発明は、コンピュータを用い、プレス成形で用いる金型に存在するダイ肩Ｒ部の曲線を解析上緩やかに又は直角にして成形解析する成形解析方法で、当該成形解析方法により解析された成形解析結果に基づいてスプリングバック解析演算を行うスプリングバック解析方法であって、前記成形解析方法で設定されたメッシュよりも細かいメッシュで予め計算された、前記ダイ肩Ｒ部位置における被成形材の詳細Ｒ部データ（形状、板厚、応力、及び相当塑性ひずみ）を記憶する記憶工程と、前記成形解析結果のうち前記ダイ肩Ｒ部位置の解析データである解析Ｒ部データ（形状、板厚、応力、相当塑性ひずみ）を前記詳細Ｒ部データに置換する置換工程と、前記置換工程により置換された置換成形解析結果に基づいて、スプリングバック解析演算を行う演算工程と、を備えることを特徴とする。これにより、上記同様の効果が発揮される。
【００２０】
また、本発明は、上記方法を実行する装置としても記載できる。すなわち、本発明は、プレス成形で用いる金型に存在するドロービード部を解析上省略し、その代替としてドロービード位置で被成形材にドロービード張力を付与した等価ドロービードが設定された成形解析方法で、当該成形解析方法により解析された成形解析結果に基づいてスプリングバック解析演算を行う、コンピュータを備えたスプリングバック解析装置であって、前記成形解析方法で設定されたメッシュよりも細かいメッシュで予め計算された、前記ドロービード部位置における被成形材の詳細ビード部データ（形状、板厚、応力、及び相当塑性ひずみ）を記憶する記憶部と、前記成形解析結果のうち前記ドロービード部位置の解析データである解析ビード部データ（形状、板厚、応力、及び相当塑性ひずみ）を前記詳細ビード部データに置換する置換部と、前記置換部により置換された置換成形解析結果に基づいて、スプリングバック解析演算を行う演算部と、を備えることを特徴とする。これにより、上記同様の効果が発揮される。上記いずれの方法においても同様に装置として記載できる。
【００２１】
また、本発明は、上記方法を実施するためにコンピュータにより実行されるプログラムとしても記載できる。また、本発明は、このプログラムをコンピュータ読み取り可能に記録した記録媒体としても記載できる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、計算時間の増加を抑えつつ、解析精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】プレス成形を説明するための模式図である。
【図２】ダイ肩Ｒ部位置Ｃを説明するための模式図である。
【図３】スプリングバック解析方法の処理フローを示す図である。
【図４】実施例で用いたプレス品を示す図である。
【図５】実施例１の解析結果を示す図である。
【図６】実施例１の解析結果を示す部分拡大図である。
【図７】実施例２の解析結果を示す図である。
【図８】実施例２の解析結果を示す部分拡大図である。
【図９】実施例３の解析結果を示す図である。
【図１０】スプリングバック解析装置１を示す模式構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
次に、好ましい実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。
【００２５】
本実施形態のスプリングバック解析方法は、ＣＰＵ等を備えたコンピュータ（スプリングバック解析装置）を用いてシェル要素により行うものであり、主に、記憶工程と、置換工程と、演算工程と、を備えている。成形解析は、スプリングバック解析の前に行われ、同コンピュータを用いシェル要素により行う。具体的には、プレス成形で用いる金型に存在するドロービード部８を解析上省略し、その代替としてドロービード位置で被成形材にドロービード張力を付与した等価ドロービードが設定された成形解析方法により解析される。成形解析された結果（成形解析結果）は、コンピュータ内のメモリ又はハードディスクに記憶される。
【００２６】
記憶工程は、予め計算された、詳細ビード部データ（形状、板厚、応力、及び相当塑性ひずみ）、詳細Ｒ部データ（形状、板厚、応力、及び相当塑性ひずみ）、第一詳細通過データ（板厚、応力、及び相当塑性ひずみ）、第二詳細通過データ（板厚、応力、相当塑性ひずみ）、及び第三詳細通過データ（板厚、応力、及び相当塑性ひずみ）を、メモリ又はハードディスク等の記憶媒体に記憶する工程である。
【００２７】
詳細ビード部データとは、ドロービード部位置Ａ（図１参照）について、スプリングバック解析の前に行われる成形解析において設定されたメッシュよりも細かいメッシュで予め解析（シミュレーション）して得たデータである。詳細ビード部データは、例えば、成形解析においてメッシュが３ｍｍに設定されていた場合、メッシュを１ｍｍに設定してドロービード部８について解析することで作成できる。本実施形態では、シェル要素を用いて計算する。解析範囲は、図１に示すようにドロービード部８及びその若干の周囲（ドロービード部位置Ａ）である。詳細ビード部データは、各節点・要素における座標（形状）、板厚、応力、及び相当塑性ひずみのデータで構成されている。
【００２８】
詳細ビード部データを作成する際に、被成形材のプレス時にドロービード部８のみを通過する部位（ドロービード通過部Ｂ）についてのデータも取得できる。このデータが第一詳細通過データとなる。第一詳細通過データは、各節点・要素における板厚、応力、及び相当塑性ひずみのデータで構成されている。第一詳細通過データは、細かいメッシュの状態で記憶されても、成形解析結果のメッシュに変換した（マッピングした）状態で記憶されてもよい。本実施形態では、細かいメッシュのままのデータで記憶される。
【００２９】
詳細Ｒ部データは、ダイ肩Ｒ部位置Ｃについて、ソリッド要素を用いて細かいメッシュで予め計算されたデータである。ここで、詳細Ｒ部データは、同一のダイ肩Ｒ部形状であっても、付随するドロービードによって異なる値となる。したがって、ドロービード（位置Ａ、Ｂ）を含めた解析を行う。ここでは、ドロービードとダイ肩Ｒ部の種々の組み合わせに対して詳細解析したデータを取得する。
【００３０】
ダイ肩Ｒ部位置Ｃについて、例えば、実際のダイ肩Ｒ部９の曲率半径が１ｍｍ（Ｒ１）であり、成形解析ではＲ３（曲率半径が３ｍｍ）で計算している場合、詳細Ｒ部データは、Ｒ１が表現できるようメッシュを細かくして計算したデータである。詳細Ｒ部データは、ダイ肩Ｒ部位置Ｃについて、各節点・要素における座標（形状）、板厚、応力、及び相当塑性ひずみのデータで構成されている。ダイ肩Ｒ部位置Ｃは、例えば図２に示すように、Ｒの中心を通る水平線及び垂直線で切り取られる部位（扇形部位）に設定できる。なお、ソリッド要素は、板厚方向の応力も考慮することができ、一般にシェル要素よりも精度がよいが、より計算時間がかかる。
【００３１】
第二詳細通過データは、詳細Ｒ部データ作成の際に計算されるデータであり、被成形材のプレス時にダイ肩Ｒ部９のみを通過する部位（ダイ肩Ｒ通過部Ｄ）のデータである。第二詳細通過データは、ダイ肩Ｒ通過部Ｄについて、細かいメッシュの各節点・要素における板厚、応力、及び相当塑性ひずみのデータで構成されている。
【００３２】
第三詳細通過データは、被成形材のうちドロービード部８とダイ肩Ｒ部９の両方を通過した部位（重複通過部Ｅ）についての詳細データである。第三詳細通過データは、第二詳細通過データ同様、詳細Ｒ部データ作成の際に計算されるデータである。第三詳細通過データは、重複通過部Ｅについて、細かいメッシュの各節点・要素における板厚、応力、及び相当塑性ひずみのデータで構成されている。
【００３３】
置換工程は、マッピング手法を用いて、記憶工程で記憶された各詳細データと、成形解析結果のうち詳細データに対応する位置の解析データとを置換する工程である。具体的に、置換工程では、成形解析結果のうちドロービード部位置Ａの解析データ（解析ビード部データ）を詳細ビード部データに置換し、成形解析結果のうちドロービード通過部Ｂの解析データ（第一解析通過データ）を第一詳細通過データに置換し、成形解析結果のうちダイ肩Ｒ部位置Ｃの解析データ（解析Ｒ部データ）を詳細Ｒ部データに置換し、成形解析結果のうちダイ肩Ｒ通過部Ｄの解析データ（第二解析通過データ）を第二詳細通過データに置換し、成形解析結果のうち重複通過部Ｅの解析データ（第三解析通過データ）を第三詳細通過データに置換する。
【００３４】
さらに詳細に、置換工程は、細分化工程と貼付工程とを含んでいる。細分化工程では、成形解析結果のうちドロービード部位置Ａ及びダイ肩Ｒ部位置Ｃのシェル要素を、上記詳細データのメッシュに合うように細分化（節点・要素を作成）する。続いて、貼付工程では、細分化された位置に対応する詳細データを貼り付ける。これにより、解析データは詳細データに置換される。
【００３５】
また、置換工程において、成形解析結果のうちドロービード通過部Ｂ、ダイ肩Ｒ通過部Ｄ、及び重複通過部Ｅについては、要素を細分化せず、同メッシュ（節点・要素数）で詳細通過データに置換する。つまり、マッピング手法を用い、細かいメッシュの詳細通過データは、平均化して粗いメッシュに変換される（変換工程）。その後、解析データは詳細通過データに置換される。換言すると、置換工程では、両データが同じメッシュとなるように置換する。メッシュ粗さを解析データと同じにすることで、計算時間の増加は抑えられる。
【００３６】
演算工程は、置換後の成形解析結果（置換成形解析結果）に基づいて、コンピュータがスプリングバック解析演算を実行する工程である。演算方法は、静的陰解法、静的陽解法、又は動的陽解法などの公知の方法で行う。
【００３７】
本実施形態の処理フローについて図３を参照して簡単に説明する。まず、ドロービード部位置Ａ、ダイ肩Ｒ部位置Ｃ、ドロービード通過部Ｂ、ダイ肩Ｒ通過部Ｄ、及び重複通過部Ｅについて、細かいメッシュで予め計算する（Ｓ１０１）。続いて、計算された詳細データをコンピュータのメモリ等に記憶する（Ｓ１０２）。続いて、コンピュータにより成形解析が行われ、その結果である成形解析結果のうち上記詳細データに対応する箇所を、上記詳細データに公知のマッピング手法により置換する（Ｓ１０３）。そして、コンピュータは、置換された置換成形解析結果に基づいて、スプリングバック解析演算を行う（Ｓ１０４）。その結果、すなわちプレス除荷後の被成形材の形状データは、ディスプレイ等の表示装置に出力される（Ｓ１０５）。
【００３８】
（実施例１）
ここで、本方法にて実際にスプリングバック解析した結果（データベース適用）と、詳細データを適用しない従来型でスプリングバック解析した結果（従来法）とを比較する。図４に示すようなプレス品に対して、除荷後の中央断面（Ａ−Ｂ断面）形状について、両計算による除荷後の形状（座標データ）と実際に成形した実形状（実験）とを比較した。
【００３９】
図５は、Ａ側の形状であって、本方法において詳細ビード部データのみを適用した結果（ビード部データベース適用）を表している。図６は、図５の一部を拡大したものである。図５及び図６に示すように、本方法によれば除荷後の形状は、従来法よりも実験に近くなった。スプリングバック解析において、注目する部分は、被成形材Ｗのうちダイ肩Ｒ部位置Ｃからドロービード部位置Ａへ向かう（Ａ側→Ｂ側）面の角度である（図９のθ参照）。図６に示すように、本方法の計算のほうが従来法の計算よりも実験における上記角度に近くなっている。つまり、本方法によれば、スプリングバック解析の精度は向上した。
【００４０】
（実施例２）
図７は、Ｂ側の形状であって、本方法において、詳細ビード部データ、詳細Ｒ部データ、及び第一〜第三詳細通過データを適用した結果（計算１）と、詳細ビード部データのみを適用した結果（計算２）を表している。図８は、図７の一部を拡大したものである。これによれば、ダイ肩Ｒ部位置Ｃからドロービード部位置Ａへ向かう（Ｂ側→Ａ側）面の角度は、詳細ビード部データのみを適用したものよりも全詳細データを適用したもののほうが実験値に近いことが分かった。つまり、全詳細データを置換することで、より高精度な解析が可能となった。
【００４１】
（実施例３）
図９は、Ａ側の形状であって、全詳細データ（詳細ビード部データ、詳細Ｒ部データ、第一詳細通過データ、第二詳細通過データ、及び第三詳細通過データ）を適用した結果（実施例）を表している。ここで、本方法（実施例）と従来法とで、角度θ（Ａ側→Ｂ側）についての実験値との差を計算し、比較した。その結果、本方法による角度θの差は０．５度であり、従来法による角度θの差は２．５度であった。これによれば、本方法による解析のほうが実際の形状に近く、解析精度が向上したことが分かる。
【００４２】
なお、解析時間（演算時間）は、ドロービード部位置Ａとダイ肩Ｒ部位置Ｃの節点・要素数のみが増加するだけであるため、ほとんど増加しない。また、予備計算（Ｓ１０１）では、局所的な解析であるため、ソリッド要素でもあるいはメッシュを細かくしたシェル要素でもそれぞれの計算時間は少なくて済む。また、同じ金型で解析をする場合、予備計算等の工程（Ｓ１０１、Ｓ１０２）が省略でき、置換工程から行うことができる（Ｓ１０３〜）。
【００４３】
このように、本実施形態によれば、計算時間の増加を抑えつつ、スプリングバックの解析精度を向上させることができる。なお、記憶工程では、複数の金型についての詳細データをデータベースとして記憶してもよい。
【００４４】
また、本実施形態は、図１０に示すように、コンピュータを備えたスプリングバック解析装置１を用いて実行している。スプリングバック解析装置１は、主に、データ等を記憶する記憶部２と、プログラムを実行する主演算部３と、を備えている。記憶部２は、メモリ又はハードディスク等であって、成形解析結果、各詳細データ、及び解析プログラム等を記憶する場所である。
【００４５】
主演算部３は、ＣＰＵ等であり、解析プログラムにそって演算処理を実行する。主演算部３は、成形解析結果の所定箇所を記憶部２に記憶された各種詳細データに置換する置換部３１と、置換成形解析結果に基づいて解析演算する演算部３２と、を兼ねている。これにより、本方法が実行され、上記効果が発揮される。なお、本実施形態では、スプリングバック解析装置１は、ディスプレイ等の表示装置４と、キーボード等の入力装置５と、をさらに備えている。また、上記詳細データやプログラム等は、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体（記憶部２に相当する）に記憶されていてもよい。また、ドロービード部位置Ａの解析範囲は、ドロービード部８のみであってもよい。
【００４６】
また、本発明の方法は、それを実施するために各工程が規定されたプログラムにより、コンピュータにより実行できる。このプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に記憶されていてもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１：スプリングバック解析装置、 ２：記憶部、 ３：主演算部、
８：ドロービード部、 ９：ダイ肩Ｒ部、 Ｗ：被成形材、
Ａ：ドロービード部位置、 Ｂ：ドロービード通過部、 Ｃ：ダイ肩Ｒ部位置、
Ｄ：ダイ肩Ｒ通過部、 Ｅ：重複通過部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プレス成形で用いる金型に存在するドロービード部を解析上省略し、その代替としてドロービード位置で被成形材にドロービード張力を付与した等価ドロービードが設定された、コンピュータを用いた成形解析方法により解析された成形解析結果に基づいてスプリングバック解析演算を行うスプリングバック解析方法であって、
前記成形解析方法で設定されたメッシュよりも細かいメッシュで予め計算された、前記ドロービード部位置における被成形材の詳細ビード部データ（形状、板厚、応力、及び相当塑性ひずみ）を記憶媒体に記憶する記憶工程と、
前記成形解析結果のうち前記ドロービード部位置の解析データである解析ビード部データ（形状、板厚、応力、及び相当塑性ひずみ）を、前記記憶媒体に記憶された前記詳細ビード部データに置換する置換工程と、
前記置換工程により置換された置換成形解析結果に基づいて、スプリングバック解析演算を行う演算工程と、
を備えることを特徴とするスプリングバック解析方法。
【請求項２】
前記記憶工程では、前記成形解析方法で設定されたメッシュよりも細かいメッシュで予め計算された、前記被成形材のうちプレス成形時に前記ドロービード部のみを通過するドロービード通過部における第一詳細通過データ（板厚、応力、及び相当塑性ひずみのうちの少なくとも１種）を前記記憶媒体に記憶し、
前記置換工程では、前記成形解析結果のうち前記ドロービード通過部の解析データである第一解析通過データ（前記第一詳細通過データに対応する種類のデータ）を、前記記憶媒体に記憶された前記第一詳細通過データに置換し、
前記ドロービード通過部におけるメッシュは、前記成形解析結果と前記置換成形解析結果とで同じである請求項１に記載のスプリングバック解析方法。
【請求項３】
前記記憶工程では、前記成形解析方法で設定されたメッシュよりも細かいメッシュで予め計算された、前記金型のダイ肩Ｒ部位置における被成形材の詳細Ｒ部データ（形状、板厚、応力、及び相当塑性ひずみ）を前記記憶媒体に記憶し、
前記置換工程では、さらに、前記成形解析結果のうち前記ダイ肩Ｒ部位置の解析データである解析Ｒ部データ（形状、板厚、応力、及び相当塑性ひずみ）を、前記記憶媒体に記憶された前記詳細Ｒ部データに置換する請求項１又は２に記載のスプリングバック解析方法。
【請求項４】
前記記憶工程では、前記成形解析方法で設定されたメッシュよりも細かいメッシュで予め計算された、前記被成形材のうちプレス成形時に前記ダイ肩Ｒ部のみを通過するダイ肩Ｒ通過部における第二詳細通過データ（板厚、応力、及び相当塑性ひずみのうちの少なくとも１種）を前記記憶媒体に記憶し、
前記置換工程では、前記成形解析結果のうち前記ダイ肩Ｒ通過部の解析データである第二解析通過データ（前記第二詳細通過データに対応する種類のデータ）を、前記記憶媒体に記憶された前記第二詳細通過データに置換し、
前記ダイ肩Ｒ通過部におけるメッシュは、前記成形解析結果と前記置換成形解析結果とで同じである請求項３に記載のスプリングバック解析方法。
【請求項５】
前記記憶工程では、前記成形解析方法で設定されたメッシュよりも細かいメッシュで予め計算された、前記被成形材のうちプレス成形時に、前記ドロービード部のみを通過するドロービード通過部における第一詳細通過データ（板厚、応力、及び相当塑性ひずみのうちの少なくとも１種）と、前記ダイ肩Ｒ部のみを通過するダイ肩Ｒ通過部における第二詳細通過データ（板厚、応力、及び相当塑性ひずみのうちの少なくとも１種）と、前記ドロービード部及び前記ダイ肩Ｒ部の両方を通過する重複通過部における第三詳細通過データ（板厚、応力、及び相当塑性ひずみのうちの少なくとも１種）を前記記憶媒体に記憶し、
前記置換工程では、前記成形解析結果のうち前記ドロービード通過部の解析データである第一解析通過データ（前記第一詳細通過データに対応する種類のデータ）を前記記憶媒体に記憶された前記第一詳細通過データに置換し、前記成形解析結果のうち前記ダイ肩Ｒ通過部の解析データである第二解析通過データ（前記第二詳細通過データに対応する種類のデータ）を前記記憶媒体に記憶された前記第二詳細通過データに置換し、前記成形解析結果のうち前記重複通過部の解析データである第三解析通過データ（前記第三詳細通過データに対応する種類のデータ）を前記記憶媒体に記憶された前記第三詳細通過データに置換し、
前記ドロービード通過部、前記ダイ肩Ｒ通過部、及び前記重複通過部におけるメッシュは、前記成形解析結果と前記置換成形解析結果とで同じである請求項３に記載のスプリングバック解析方法。
【請求項６】
前記置換工程では、マッピング手法を用いる請求項１〜５の何れか一項に記載のスプリングバック解析方法。
【請求項７】
コンピュータを用い、プレス成形で用いる金型に存在するダイ肩Ｒ部の曲線を解析上緩やかに又は直角にして成形解析する成形解析方法で、当該成形解析方法により解析された成形解析結果に基づいてスプリングバック解析演算を行うスプリングバック解析方法であって、
前記成形解析方法で設定されたメッシュよりも細かいメッシュで予め計算された、前記ダイ肩Ｒ部位置における被成形材の詳細Ｒ部データ（形状、板厚、応力、及び相当塑性ひずみ）を記憶媒体に記憶する記憶工程と、
前記成形解析結果のうち前記ダイ肩Ｒ部位置の解析データである解析Ｒ部データ（形状、板厚、応力、及び相当塑性ひずみ）を、前記記憶媒体に記憶された前記詳細Ｒ部データに置換する置換工程と、
前記置換工程により置換された置換成形解析結果に基づいて、スプリングバック解析演算を行う演算工程と、
を備えることを特徴とするスプリングバック解析方法。
【請求項８】
プレス成形で用いる金型に存在するドロービード部を解析上省略し、その代替としてドロービード位置で被成形材にドロービード張力を付与した等価ドロービードが設定された成形解析方法で、当該成形解析方法により解析された成形解析結果に基づいてスプリングバック解析演算を行う、コンピュータを備えたスプリングバック解析装置であって、
前記成形解析方法で設定されたメッシュよりも細かいメッシュで予め計算された、前記ドロービード部位置における被成形材の詳細ビード部データ（形状、板厚、応力、及び相当塑性ひずみ）を記憶する記憶部と、
前記成形解析結果のうち前記ドロービード部位置の解析データである解析ビード部データ（形状、板厚、応力、及び相当塑性ひずみ）を前記詳細ビード部データに置換する置換部と、
前記置換部により置換された置換成形解析結果に基づいて、スプリングバック解析演算を行う演算部と、
を備えることを特徴とするスプリングバック解析装置。
【請求項９】
請求項１〜７の何れか一項に記載の方法を実施するためにコンピュータにより実行されるプログラムであって、
前記記憶工程では、ユーザーの操作に応じて前記記憶媒体に記憶することを特徴とするプログラム。
【請求項１０】
請求項９に記載のプログラムをコンピュータ読み取り可能に記録した記録媒体。
【請求項１】
プレス成形で用いる金型に存在するドロービード部を解析上省略し、その代替としてドロービード位置で被成形材にドロービード張力を付与した等価ドロービードが設定された、コンピュータを用いた成形解析方法により解析された成形解析結果に基づいてスプリングバック解析演算を行うスプリングバック解析方法であって、
前記成形解析方法で設定されたメッシュよりも細かいメッシュで予め計算された、前記ドロービード部位置における被成形材の詳細ビード部データ（形状、板厚、応力、及び相当塑性ひずみ）を記憶媒体に記憶する記憶工程と、
前記成形解析結果のうち前記ドロービード部位置の解析データである解析ビード部データ（形状、板厚、応力、及び相当塑性ひずみ）を、前記記憶媒体に記憶された前記詳細ビード部データに置換する置換工程と、
前記置換工程により置換された置換成形解析結果に基づいて、スプリングバック解析演算を行う演算工程と、
を備えることを特徴とするスプリングバック解析方法。
【請求項２】
前記記憶工程では、前記成形解析方法で設定されたメッシュよりも細かいメッシュで予め計算された、前記被成形材のうちプレス成形時に前記ドロービード部のみを通過するドロービード通過部における第一詳細通過データ（板厚、応力、及び相当塑性ひずみのうちの少なくとも１種）を前記記憶媒体に記憶し、
前記置換工程では、前記成形解析結果のうち前記ドロービード通過部の解析データである第一解析通過データ（前記第一詳細通過データに対応する種類のデータ）を、前記記憶媒体に記憶された前記第一詳細通過データに置換し、
前記ドロービード通過部におけるメッシュは、前記成形解析結果と前記置換成形解析結果とで同じである請求項１に記載のスプリングバック解析方法。
【請求項３】
前記記憶工程では、前記成形解析方法で設定されたメッシュよりも細かいメッシュで予め計算された、前記金型のダイ肩Ｒ部位置における被成形材の詳細Ｒ部データ（形状、板厚、応力、及び相当塑性ひずみ）を前記記憶媒体に記憶し、
前記置換工程では、さらに、前記成形解析結果のうち前記ダイ肩Ｒ部位置の解析データである解析Ｒ部データ（形状、板厚、応力、及び相当塑性ひずみ）を、前記記憶媒体に記憶された前記詳細Ｒ部データに置換する請求項１又は２に記載のスプリングバック解析方法。
【請求項４】
前記記憶工程では、前記成形解析方法で設定されたメッシュよりも細かいメッシュで予め計算された、前記被成形材のうちプレス成形時に前記ダイ肩Ｒ部のみを通過するダイ肩Ｒ通過部における第二詳細通過データ（板厚、応力、及び相当塑性ひずみのうちの少なくとも１種）を前記記憶媒体に記憶し、
前記置換工程では、前記成形解析結果のうち前記ダイ肩Ｒ通過部の解析データである第二解析通過データ（前記第二詳細通過データに対応する種類のデータ）を、前記記憶媒体に記憶された前記第二詳細通過データに置換し、
前記ダイ肩Ｒ通過部におけるメッシュは、前記成形解析結果と前記置換成形解析結果とで同じである請求項３に記載のスプリングバック解析方法。
【請求項５】
前記記憶工程では、前記成形解析方法で設定されたメッシュよりも細かいメッシュで予め計算された、前記被成形材のうちプレス成形時に、前記ドロービード部のみを通過するドロービード通過部における第一詳細通過データ（板厚、応力、及び相当塑性ひずみのうちの少なくとも１種）と、前記ダイ肩Ｒ部のみを通過するダイ肩Ｒ通過部における第二詳細通過データ（板厚、応力、及び相当塑性ひずみのうちの少なくとも１種）と、前記ドロービード部及び前記ダイ肩Ｒ部の両方を通過する重複通過部における第三詳細通過データ（板厚、応力、及び相当塑性ひずみのうちの少なくとも１種）を前記記憶媒体に記憶し、
前記置換工程では、前記成形解析結果のうち前記ドロービード通過部の解析データである第一解析通過データ（前記第一詳細通過データに対応する種類のデータ）を前記記憶媒体に記憶された前記第一詳細通過データに置換し、前記成形解析結果のうち前記ダイ肩Ｒ通過部の解析データである第二解析通過データ（前記第二詳細通過データに対応する種類のデータ）を前記記憶媒体に記憶された前記第二詳細通過データに置換し、前記成形解析結果のうち前記重複通過部の解析データである第三解析通過データ（前記第三詳細通過データに対応する種類のデータ）を前記記憶媒体に記憶された前記第三詳細通過データに置換し、
前記ドロービード通過部、前記ダイ肩Ｒ通過部、及び前記重複通過部におけるメッシュは、前記成形解析結果と前記置換成形解析結果とで同じである請求項３に記載のスプリングバック解析方法。
【請求項６】
前記置換工程では、マッピング手法を用いる請求項１〜５の何れか一項に記載のスプリングバック解析方法。
【請求項７】
コンピュータを用い、プレス成形で用いる金型に存在するダイ肩Ｒ部の曲線を解析上緩やかに又は直角にして成形解析する成形解析方法で、当該成形解析方法により解析された成形解析結果に基づいてスプリングバック解析演算を行うスプリングバック解析方法であって、
前記成形解析方法で設定されたメッシュよりも細かいメッシュで予め計算された、前記ダイ肩Ｒ部位置における被成形材の詳細Ｒ部データ（形状、板厚、応力、及び相当塑性ひずみ）を記憶媒体に記憶する記憶工程と、
前記成形解析結果のうち前記ダイ肩Ｒ部位置の解析データである解析Ｒ部データ（形状、板厚、応力、及び相当塑性ひずみ）を、前記記憶媒体に記憶された前記詳細Ｒ部データに置換する置換工程と、
前記置換工程により置換された置換成形解析結果に基づいて、スプリングバック解析演算を行う演算工程と、
を備えることを特徴とするスプリングバック解析方法。
【請求項８】
プレス成形で用いる金型に存在するドロービード部を解析上省略し、その代替としてドロービード位置で被成形材にドロービード張力を付与した等価ドロービードが設定された成形解析方法で、当該成形解析方法により解析された成形解析結果に基づいてスプリングバック解析演算を行う、コンピュータを備えたスプリングバック解析装置であって、
前記成形解析方法で設定されたメッシュよりも細かいメッシュで予め計算された、前記ドロービード部位置における被成形材の詳細ビード部データ（形状、板厚、応力、及び相当塑性ひずみ）を記憶する記憶部と、
前記成形解析結果のうち前記ドロービード部位置の解析データである解析ビード部データ（形状、板厚、応力、及び相当塑性ひずみ）を前記詳細ビード部データに置換する置換部と、
前記置換部により置換された置換成形解析結果に基づいて、スプリングバック解析演算を行う演算部と、
を備えることを特徴とするスプリングバック解析装置。
【請求項９】
請求項１〜７の何れか一項に記載の方法を実施するためにコンピュータにより実行されるプログラムであって、
前記記憶工程では、ユーザーの操作に応じて前記記憶媒体に記憶することを特徴とするプログラム。
【請求項１０】
請求項９に記載のプログラムをコンピュータ読み取り可能に記録した記録媒体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図４】
【図２】
【図３】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−１６６２２５（Ｐ２０１２−１６６２２５Ａ）
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２８３７０（Ｐ２０１１−２８３７０）
【出願日】平成２３年２月１４日（２０１１．２．１４）
【出願人】（０００００３６０９）株式会社豊田中央研究所 (4,200)
【出願人】（０００１５７０８３）関東自動車工業株式会社 (1,164)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月１４日（２０１１．２．１４）
【出願人】（０００００３６０９）株式会社豊田中央研究所 (4,200)
【出願人】（０００１５７０８３）関東自動車工業株式会社 (1,164)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]