冲压成型解析方法

文档序号:9437515阅读:595来源:国知局
冲压成型解析方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及冲压成型解析方法(method of analyzing press forming),尤其涉及预测冲压成型加热后的被冲压成型材料的情况下的冷却后的形状的冲压成型解析方法。应予说明,本申请说明书中的冲压成型解析方法包括解析成型被冲压成型材料直至脱模前的状态的冲压成型解析、解析脱模后的回弹(springback)的回弹解析、以及解析回弹后的由温度变化引起的形状变化的形状解析。
【背景技术】
[0002]所谓冲压成型是通过向作为其对象物的被冲压成型材料(金属材料)推压金属模(die)来将金属模的形状转印至被冲压成型材料进行加工的方法。在该冲压成型中,屡次发生在从金属模取出冲压成型品后(脱模后),该冲压成型品发生回弹(弹性变形),与所希望的形状不同的问题。
[0003]已知产生这样的回弹是因为脱模前的成型对象物的残留应力(residualstress),以往,通过使用有限元素法(finite element method)等数值解析方法进行解析来进行回弹后的形状的预测、其原因的解析等。
[0004]作为与回弹的重要因素分析相关的以往例,有在专利文献I中公开的“冲压成型解析方法”。在专利文献I中公开的“冲压成型解析方法”由以下三个处理构成。
[0005].处理1:基于计算脱模前的成型品的形状等数据的处理、脱模前的数据计算脱模后的成型品的形状等数据,计算与回弹相关的某定义的量。
[0006].处理2:变更脱模前的成型品中的某区域的残留应力分布,基于该变更后的数据计算脱模后的成型品的形状等数据,计算与针对某区域残留应力分布变更后的回弹相关的某定义的量。
[0007].处理3:计算在变更某区域的残留应力分布的前后,某定义的量如何变化。
[0008]专利文献I的“冲压成型解析方法”在短时间内正确地预测冲压成型后(脱模前)的成型品中的哪个区域的残留应力对回弹造成何种影响,进行回弹对策的研究。
[0009]以往的回弹解析方法如上述的专利文献I所代表的那样,作为对象的冲压成型是不加热被冲压成型材料而进行冲压成型的冷冲压成型。
[0010]最近,为了实现燃油效率提高和碰撞安全性能的同时成立,作为用于汽车部件的钢板,高张力钢板(high strength steel sheet)的比率升高。
[0011]由于高张力钢板的变形阻力较大,所以在高张力钢板的冷冲压成型中存在金属模寿命降低这样的问题、成型被限制于深拉深成型、高拉伸翻边成型这样的不受强加工的加工这样的问题。
[0012]因此,为了避免这样的问题,将被冲压成型材料加热至规定温度后进行冲压成型的所谓的温热冲压成型(warm press forming)被应用于高张力钢板。温热冲压成型是通过以比冷冲压成型高的温度成型来使高张力钢板的变形阻力降低,使变形能提高,从而防止冲压破裂等不良情况的技术。例如在专利文献2中公开有这样的温热冲压成型技术。
[0013]专利文献1:日本特开2007-229724号公报
[0014]专利文献2:日本特开2001-314923号公报
[0015]发明人们为了研究高张力钢的温热冲压成型后的形状不良,通过有限元素法实施脱模后的回弹解析。将通过回弹解析得到的形状与实际进行温热冲压成型得到的成型品的形状进行比较,结果发现较大的不同。
[0016]由此可知,在温热冲压成型中刚脱模之后的成型品温度较高,若不考虑冷却中的热收缩,则不能够解析最终形状成为何种形状,或者其原因在哪里。
[0017]然而,在通过冲压成型解析以及回弹解析研究形状不良对策的以往技术中,由于以冷冲压成型为前提,所以不考虑在被冲压成型材料中产生的温度分布,不能够解析温热冲压成型中的形状不良对策。

【发明内容】

[0018]本发明是为了解决所涉及的课题而完成的,目的在于提供一种能够预测温热冲压成型(warm press forming)中的冷却后的形状的冲压成型解析方法。
[0019]发明人发现,在温热冲压成型中刚脱模之后的成型品温度较高,对于在温热冲压成型中产生的形状不良,不仅下止点(bottom dead point)中的残留应力对其造成影响,温度分布也对其造成影响,需要进一步考虑基于该温度分布的冷却中的热收缩。以该发现为基础进一步考察的结果,考虑冲压成型加热后的被冲压成型材料,并且获取回弹时的温度分布,并以该温度分布为基础解析由冷却中的热收缩引起的变形,由此解决上述课题。
[0020]本发明是基于这样的想法的发明,具体由以下步骤构成形成。
[0021](I) 一种冲压成型解析方法,具有:冲压成型解析步骤,针对加热后的被冲压成型材料设定初始温度分布,并使温度解析和构造解析相结合地进行冲压成型解析,获取冲压成型后脱模前的形状信息、温度分布、应力分布以及应变分布;回弹解析步骤,基于在该冲压成型解析步骤得到的形状信息、温度分布、应力分布以及应变分布,且不考虑金属模和被冲压成型材料间的接触热传递地,使温度解析和构造解析相结合地进行回弹解析,获取回弹后的形状信息、温度分布、应力分布以及应变分布;形状解析步骤,基于在该回弹解析步骤获取的形状信息、温度分布、应力分布以及应变分布,使温度解析和构造解析相结合地解析直至上述被冲压成型材料的温度分布变成±5°C以内的冷却中以及冷却后的形状变化。
[0022](2) 一种冲压成型解析方法,具有:冲压成型解析步骤,针对加热后的被冲压成型材料设定初始温度分布,并使温度解析和构造解析相结合地进行冲压成型解析,获取冲压成型后脱模前的形状信息、温度分布、应力分布以及应变分布;回弹解析步骤,基于在该冲压成型解析步骤得到的形状信息、温度分布、应力分布以及应变分布,且考虑金属模和被冲压成型材料间的接触热传递地,使温度解析和构造解析相结合地进行回弹解析,获取回弹后的形状信息、温度分布、应力分布以及应变分布;形状解析步骤,基于在该回弹解析步骤获取的形状信息、温度分布、应力分布以及应变分布,使温度解析和构造解析相结合地解析直至上述被冲压成型材料的温度分布变成±5°C以内的冷却中以及冷却后的形状变化。
[0023](3)根据⑴或者⑵所述的冲压成型解析方法,上述形状解析步骤中的构造解析由通过静态隐式法进行其构造解析的最终步骤的构造解析构成。
[0024](4) 一种冲压成型解析方法,具有:冲压成型解析步骤,针对加热后的被冲压成型材料设定初始温度分布,并使温度解析和构造解析相结合地进行冲压成型解析,获取脱模前的形状信息、温度分布、应力分布以及应变分布;回弹解析步骤,基于在该冲压成型解析步骤得到的形状信息、温度分布、应力分布以及应变分布,且不考虑金属模和被冲压成型材料间的接触热传递地,使温度解析和构造解析相结合地进行回弹解析,获取回弹后的形状信息、温度分布、应力分布以及应变分布;第一形状解析步骤,基于在该回弹解析步骤获取的形状信息、温度分布、应力分布以及应变分布,使温度解析和构造解析相结合地解析直至上述被冲压成型材料的温度分布变成±5°C以内的冷却中以及冷却后的形状变化;第二形状解析步骤,对在上述回弹解析步骤获取的温度分布施加变更,并基于变更后的温度分布以及在上述回弹解析步骤获取的形状信息、应力分布以及应变分布,使温度解析和构造解析相结合地解析直至上述被冲压成型材料的温度分布变成± 5°C以内的冷却中以及冷却后的形状变化;形状比较步骤,比较通过该第二形状解析步骤和上述第一形状解析步骤的解析得到的冷却后的被冲压成型材料的形状。
[0025](5) 一种冲压成型解析方法,具有:冲压成型解析步骤,针对加热后的被冲压成型材料设定初始温度分布,并使温度解析和构造解析相结合地进行冲压成型解析,获取脱模前的形状信息、温度分布、应力分布以及应变分布;回弹解析步骤,基于在该冲压成型解析步骤得到的形状信息、温度分布、应力分布以及应变分布,且考虑金属模和被冲压成型材料间的接触热传递地,使温度解析和构造解析相结合地进行回弹解析,获取回弹后的形状信息、温度分布、应力分布以及应变分布;第一形状解析步骤,基于在该回弹解析步骤获取的形状信息、温度分布、应力分布以及应变分布,使温度解析和构造解析相结合地解析直至上述被冲压成型材料的温度分布变成±5°C以内的冷却中以及冷却后的形状变化;第二形状解析步骤,对在上述回弹解析步骤获取的温度分布施加变更,并基于变更后的温度分布以及在上述回弹解析步骤获取的形状信息、应力分布以及应变分布,使温度解析和构造解析相结合地解析直至上述被冲压成型材料的温度分布变成±5°C以内的冷却中以及冷却后的形状变化;形状比较步骤,比较通过该第二形状解析步骤和上述第一形状解析步骤的解析得到的冷却后的被冲压成型材料的形状。
[0026](6)根据(4)或者(5)所述的冲压成型解析方法,上述第一形状解析步骤以及上述第二形状解析步骤中的构造解析由通过静态隐式法进行其构造解析的最终步骤的构造解析构成。
[0027]根据本发明,由于能够预测温热冲压成型中的冷却后的形状,所以温热冲压成型中的形状不良对策变为可能,能够期待在冲压成型品的设计阶段的测试工时、费用的削减等效果。
【附图说明】
[0028]图1是说明本发明的实施方式的处理的流程的流程图。
[0029]图2是说明本发明的实施方式的装置结构的框图。
[0030]图3是表示本发明的实施例的实际冲压品的概要图。
[0031]图4是表示在本发明的实施例中使用的金属模的剖面形状的图。
[0032]图5是比较本发明的实施例中的金属模、实际冲压品、解析结果的形状的图。
[0033]图6是说明本发明的实施方式的处理的流程的流程图。
[0034]图7是说明本发明的实施方式的装置结构的框图。
[0035]图8是表示本发明的实施方式中的帽形(hat)剖面形状的褶皱剖面的温度分布的图。
[0036]图9是仅将本发明的实施方式中的作为其他例子的帽形剖面形状整体的温度分布表不一半的图。
[0037]图10是表示本发明的实施例的实际冲压品的概要图。
[0038]图11是表示本发明的实施例的实际冲压品的温度分布的图。
[0039]图12是表示在本发明的实施例中使用的金属模的剖面形状的图。
[0040]图13是对在本发明的实施例中的第一形状解析步骤中得到的形状进行说明的图。
[0041]图14是对本发明的实施例中的形状比较步骤进行说明的图。
【具体实施方式】
[0042][实施方式一]
[
当前第1页1 2 3 4 5 6 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1