[发明专利]解析装置以及解析方法

说明书

技术领域

本发明涉及解析装置、解析方法以及计算机程序。

背景技术

根据碰撞安全性和轻量化的要求，汽车的车体等所采用的钢板的抗拉强度超过590MPa级，达到GPa的单位。高强度钢板不使板厚增加就能够提高碰撞时的吸收能量、强度等。与其他轻量化材料相比，采用了高强度钢板的零件加工、组装等不一定需要设备及生产技术的大的变革。因而，可以认为，对采用了高强度钢板的零件加工、组装等的生产成本的负担与其他轻量化材料相比比较小。

但是，在冲压加工的情况下，随着钢板的强度上升，回弹(spring back)、折痕等增加，难以确保零件的尺寸精度。此外，伴随强度上升的延展性降低会提高冲压成形时的破裂的危险性。这样，高强度钢板所带来的性能和生产性的兼顾与以往的软钢板相比并不一定是容易的，伴随着开发工期缩短、制造成本抑制等，大大提高了量产前的加工技术开发的负担。

上述的破裂、折痕以及回弹之中，破裂及折痕是根据零件形状、成形条件等而在采用以往的软钢板的情况下也会发生的问题，至今已积累了大量的知识、对策技术等。另一方面，回弹是采用高强度钢板的情况下特有的问题，尚未被充分研究，广为普及的成形模拟(forming simulation)也不能说可对回弹解析的尺寸精度预测得到充分的实用可靠性。

所谓回弹，是指通过进行将成形品在成形后从模具中取出的作业、对不需要的部分进行修剪的作业等用于缓和零件的限制的作业，残留应力成为驱动力，为了满足新的平衡而在零件中产生的弹性变形。高强度钢板中该回弹大，所以难以确保作为最终制品而要求的尺寸精度。

回弹根据现象而被分类为“角度变化”、“壁翘曲”、“扭转”，“棱线翘曲(面翘曲)”、“冲孔底的回弹”。均作为零件内的残留应力分布作为弯曲或扭转力矩起作用、根据由材料的弹性系数、板厚、零件形状等决定的刚性而零件变形的结果而产生。例如，最常被知晓的回弹的例子是弯曲角度变化、壁翘曲等。这些回弹以板厚方向的应力分布作为驱动力，刚性主要由板厚决定。或者，若将在长度方向上弯曲的帽形截面的梁(beam)拉深成形，则虽产生壁弯曲及扭转，但若弯曲的曲率小则零件刚性提高，壁弯曲变小。

基于该机理，尺寸精度不良的对策方法之一是，变更板厚、零件形状等，提高与回弹的弹性变形模式相应的刚性，增大对回弹的阻力。

对回弹的阻力的增大可靠地使尺寸变化降低。对回弹的阻力是相对于其弹性变形模式的零件的刚性。为了提高零件的刚性，零件的形状是重要因素。零件的形状受性能、布局(layout)等要件制约，因此压边筋(bead)、压纹(emboss)等小的对策是有效的。

针对壁翘曲的压边筋是最典型的刚性增强对策。此外，对于复杂的零件中的3维回弹，发现最佳的刚性增强位置不是容易的。作为新的尝试，提出了将固有振动解析以及最优化并用的方法(参照非专利文献1)。

即，着眼于固有振动数与刚性的平方根成正比并与密度(质量)的平方根成反比这一情况，确定回弹的弹性变形模式，选择与该回弹的弹性变形模式对应的固有振动变形模式，为了使该固有振动变形模式的固有振动数上升，将要素的一部分替换为同密度的高弹性材料，用最优化工具等求出该要素的最佳配置。由此，能够容易地发现最佳的刚性增强位置。

但是，根据该方法，必须手动选择固有振动变形模式，因此存在费事的问题。此外，即使自动选择固有振动变形模式，也由于选择基准不明确，从而不一定能够选择与回弹的弹性变形模式对应的固有振动变形模式，不一定能得到高弹性材料的最佳配置。因此，虽然也可以考虑选择全部的固有振动变形模式、并针对各个固有振动变形模式求出高弹性材料的最佳配置，但是这样会存在过于花费成本的问题。因此，无法容易地进行减少因回弹而发生的部件的变形的解析。

现有技术文献

非专利文献

非专利文献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」，日本钢铁协会创形创质工学部会板成形フォーラム特别演讲会，社团法人日本钢铁协会，2005年1月14日

发明内容

发明要解决的课题

本发明是为了解决这样的以往的课题而做出的，其目的在于，使得能够容易地选择与因回弹而发生的部件的变形对应的固有振动变形模式，容易地进行用于减少因回弹而发生的部件的变形的解析。

用于解决课题的手段