冲压成型解析方法_5

文档序号:9437515阅读:来源:国知局
[0177]作为在回弹解析步骤中考虑金属模和被冲压成型材料间的接触热传递的解析的具体的方法,限制被冲压成型材料的一个或多个节点使被冲压成型材料不动,使金属模动来模拟脱模。在该情况下,正确地考虑由与金属模的接触引起的排热、未与金属模接触的部分的空冷等进行温度解析。
[0178]应予说明,回弹解析步骤中的初始条件、回弹后的数据的承用与实施方式三相同。
[0179]如上所述,根据实施方式四,如上述那样,能够更加正确地考虑由脱模引起的温度变化,能够更加正确地求出回弹后的被冲压成型材料的温度分布,其结果,得到能够更加正确地求出通过形状解析步骤求出的冷却后的成型品的形状这样的效果。
[0180]应予说明,上述实施方式三以及四中,假设温热冲压成型,对解析将被冲压成型材料加热至600°C的温热冲压成型的方法进行了说明。但是,即使在对冷冲压成型进行解析的情况下,在考虑加工发热、摩擦发热等热量的影响的情况下,也能够应用本发明进行解析。
[0181]另外,通过将本发明与专利文献I那样的研究应力分布的影响的方法组合来使用,成为用于研究形状不良对策的、实用价值较高的冲压成型的解析单元。
[0182]实施例一
[0183]由于进行了用于确认与实施方式一以及二相关的效果的实验,所以以下进行说明。
[0184]实验是对图3所示的汽车的B支柱(处于前部座席和后部座席间的柱)上部部件21进行实际的温热冲压成型以及使用了应用本发明的冲压成型解析方法的模拟解析,并比较它们的结果的实验。
[0185]首先,对实际的温热冲压成型的概要进行说明。被冲压成型材料使用980MPa的高张力钢,其初始形状为底边650mm、高度300mm的平行四边形,板厚为1.4mm。利用电炉将被冲压成型材料加热至680°C后,通过输送机器人安装至冲压机的金属模间,进行冲压成型。冲压成型开始温度为600°C (预先在被冲压成型材料的中央安装热电偶,测定相同条件下的温度变化的结果,向冲压机安装完成时的材料温度为600°C。)。在冲压成型方法中,以褶皱按压力45tonf进行拉延成型。平均的冲压成型速度为100mm/S。刚到达下止点后脱模,空冷至室温,形成冲压成型品(以下称“实际冲压品”)。最后,利用非接触三维形状测定装置测定实际冲压品表面的形状。
[0186]接下来,对应用本发明的冲压成型解析方法实施的模拟解析进行说明。
[0187]与本发明的冲压成型解析方法相同,本模拟解析按顺序进行冲压成型解析步骤、回弹解析步骤、形状解析步骤。
[0188]以下,按照各解析步骤对输入条件、解析条件等进行说明。
[0189]<冲压成型解析步骤>
[0190]首先,向冲压成型解析单元13输入必要的数据、条件,使用冲压成型解析单元13进行冲压成型解析。以下,示出上述输入的数据、条件的概要。
[0191]对于各材料特性与进行了上述的实际的温热冲压成型的被冲压成型材料相同的钢种,使用在本实验前预先测定的数据。具体而言,使用如下的数据,即,该数据是测定比热容、热传导率、热膨胀系数、杨氏模量、泊松比的温度依赖数据,并以4000C、5000C、600 V实施拉伸试验,并制作应力-应变线图模型而成的数据。
[0192]另外,利用壳单元将被冲压成型材料以在上述的实际的温热冲压成型中使用的初始形状的板厚为中心模型化。金属模使用利用壳单元将在上述的实际的温热冲压成型中使用的金属模的表面模型化而成的金属模。另外,假定被冲压成型材料为变形体,金属模为刚体。
[0193]在冲压成型解析中,在被冲压成型材料表面和金属模表面的距离小于0.0lmm时,视作被冲压成型材料和金属模接触,根据接触热传递计算热通量。另外,在距离为0.0lmm以上时,视作被冲压成型材料被空冷,考虑放射和对流。将被冲压成型材料的放射率设为0.75。
[0194]另外,将被冲压成型材料的初始温度设为600°C恒定。
[0195]<回弹解析步骤>
[0196]接下来,使用回弹解析单元15进行回弹解析。在回弹解析中,限制冲底(punchbottom)的两个节点和翻边的一个节点的动作,使应力从下止点的状态释放。将应力的释放时间设为0.5秒,在该期间被冲压成型材料被空冷,也进行了温度解析。
[0197]<形状解析步骤>
[0198]接下来,使用形状解析单元17对由冷却引起的形状的变化进行形状解析。在形状解析中,首先被空冷1000秒钟,利用考虑了惯性力的动态显式法进行该期间的构造解析,接着通过静态隐式法实施一秒钟的形状解析、构造解析,排除由惯性力引起的精度降低的影响。形状解析结束时的材料的温度分布为土 10C的范围内。
[0199]以下,对实际冲压品形状和模拟解析结果的形状的比较方法进行说明。
[0200]如上所述,实际冲压品表面的测量形状和通过上述模拟解析得到的形状是被冲压成型材料的不同的位置的形状。因此,使用以成为与金属模表面接触的面的方式加工形状后的面,以便在比较时能够相互比较。如以下这样进行加工。由于对于实际冲压品表面的测定形状而言,是测定从上观察的形状,所以向下侧偏移一个板厚即1.4mm,制作实际冲压品形状。
[0201]另外,由于通过模拟解析处理的被冲压成型材料是将板厚中心模型化而成的,所以对于通过上述模拟解析得到的各形状,偏移一半的板厚即0.7_进行作成。
[0202]在以下的说明中,将以实际冲压品形状为基础制作而成的形状作为实际冲压成型形状,将以回弹解析后得到的形状为基础制作而成的形状作为回弹解析后形状,将以在形状解析后得到的形状为基础制作而成的形状作为形状解析后形状。另外,除这些形状外,作为比较用使用金属模表面的形状,所以将其作为金属模表面形状。金属模表面形状使用在上述模拟解析中使用的金属模。
[0203]对于这四个形状(实际冲压成型形状、回弹解析后形状、形状解析后形状、金属模表面的形状),使用形状比较软件,以图3的冲底的压边筋23的形状的周围最佳吻合的方式进行对位,以图3的A-A向视剖面比较形状。
[0204]作为A-A向视剖面的例子,图4示出金属模表面形状37的剖面形状。比较四个形状的结果,在图4中的圆圈部分显著地出现形状不良,所以在图5中示出放大重叠显示各形状中的与该部位相当的部分。在图5中,31表示实际冲压成型形状,37表示金属模表面形状,33表示回弹解析后形状,35表示形状解析后形状。
[0205]若观察图5,则在回弹解析后形状33和实际冲压成型形状31出现较大的不同,但知道形状解析后形状35与实际冲压成型形状31很好地一致。从该结果实际证实了在脱模后的温度降低较大的温热冲压成型中,通过除回弹解析外还进行形状解析,能够进行精度较好的解析。
[0206]实施例二
[0207]由于进行了用于确认与实施方式三以及四相关的效果的实验,所以以下进行说明。
[0208]与实施例一相同,实验是对图10所示的汽车的B支柱(处于前部座席和后部座席间的柱)上部部件21进行实际的温热冲压成型以及使用了应用本发明的冲压成型解析方法的模拟解析,并比较它们的结果的实验。
[0209]首先,对实际的温热冲压成型的概要进行说明。被冲压成型材料使用980MPa的高张力钢,其初始形状为底边650mm、高度300mm的平行四边形,板厚为1.4mm。利用电炉将被冲压成型材料加热至680°C后,通过输送机器人安装至冲压机的金属模间,进行冲压成型。冲压成型开始温度为600°C (预先在被冲压成型材料的中央安装热电偶,测定相同条件下的温度变化的结果,向冲压机安装完成时的材料温度为600°C。)。在冲压成型方法中,以褶皱按压力45tonf进行拉延成型。平均的冲压成型速度为100mm/S。刚到达下止点后脱模,空冷至室温,形成冲压成型品(以下成为“实际冲压品”)。最后,利用非接触三维形状测定装置测定实际冲压品表面的形状。
[0210]接下来,对应用本发明的冲压成型解析方法实施的模拟解析进行说明。
[0211]与本发明的冲压成型解析方法相同,本模拟解析按顺序进行冲压成型解析步骤、回弹解析步骤、第一形状解析步骤、第二形状解析步骤、以及形状比较步骤。
[0212]以下,按照各解析步骤对输入条件、解析条件等进行说明。
[0213]<冲压成型解析步骤>
[0214]首先,向冲压成型解析单元13输入必要的数据、条件,使用冲压成型解析单元13进行冲压成型解析。以下,示出上述输入的数据、条件的概要。
[0215]对于各材料特性与进行了上述的实际的温热冲压成型的被冲压成型材料相同的钢种,使用在本实验前预先测定的数据。具体而言,使用如下的数据,即,该数据是测定比热容、热传导率、热膨胀系数、杨氏模量、泊松比的温度依赖数据,并以4000C、5000C、600 V实施拉伸试验,并制作应力-应变线图模型而成的数据。
[0216]另外,利用壳单元将被冲压成型材料以在上述的实际的温热冲压成型中使用的初始形状的板厚为中心模型化。金属模使用利用壳单元将在上述的实际的温热冲压成型中使用的金属模的表面模型化而成的金属模。另外,假定被冲压成型材料为变形体,金属模为刚体。
[0217]在冲压成型解析中,在被冲压成型材料表面和金属模表面的距离小于0.0lmm时,视作被冲压成型材料和金属模接触,根据接触热传递计算热通量。另外,在距离为0.0lmm以上时,视作被冲压成型材料被空冷,考虑放射和对流。将被冲压成型材料的放射率设为0.75。
[0218]另外,将被冲压成型材料的初始温度设为600°C恒定。
[0219]<回弹解析步骤〉
[0220]接下来,使用回弹解析单元15进行回弹解析。在回弹解析中,限制冲底的两个节点和翻边的一个节点的动作,使应力从下止点的状态释放。将应力的释放时间设为0.5秒,在该期间被冲压成型材料被空冷,也进行了温度解析。
[0221]图11是表示图10的B-B向视剖面的回弹解析后的被冲压成型材料的温度分布的曲线图。图11的纵轴表示被冲压成型材料温度CC ),横轴是从被冲压成型材料的一端沿剖面测量的距离(_)。如该实线的曲线图所示那样,回弹解析后的被冲压成型材料成为不均匀的温度分布。这样的不均匀的温度分布是在冲压成型的过程中因与金属模接触的时间的差异等引起的。
[0222]<第一形状解析步骤>
[0223]接下来,使用形状解析单元17,基于回弹后的温度分布、形状信息、应力分布以及应变分布对由冷却引起的形状的变化进行
当前第5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