[发明专利]压制成型解析方法

说明书

技术领域

本发明涉及压制成型解析方法，特别涉及在将加热后的被压制成型材料压制成型的情况下对冷却后的被压制成型材料的形状进行预测的压制成型解析方法。

背景技术

压制成型(press forming)是指下述方法：对作为其对象物的金属材料的被压制成型材料(press forming metallic sheet)按压模具，从而将模具的形状转印至被压制成型材料，由此进行加工。在该压制成型中，经常发生下述问题：将压制成型品从模具取出(脱模(mould release))后，该压制成型品发生回弹(spring back)(弹性形变(elastic deformation))，与所期望的形状不同。

已知这种回弹起因于脱模前的成型对象物的残余应力(residual stress)，以往使用有限元方法(finite element method)等数值解析(numerical analysis)方法进行解析从而进行回弹后的形状的预测、和其原因的解析等。

作为涉及回弹的主要原因分析(factorical experiment)的现有例，存在有专利文献1公开的“压制成型解析方法”。专利文献1公开的“压制成型解析方法”包括下述处理：对脱模前的压制成型品的形状等的数据进行计算的处理；基于脱模前的数据，计算出脱模后的压制成型品的形状等的数据，并计算出涉及回弹的被进行了某种定义的量的处理；变更脱模前的压制成型品中的某一区域的残余应力分布，基于该变更后的数据，计算出脱模后的压制成型品的形状等的数据，对于某一区域计算出涉及残余应力分布变更后的回弹的被进行了某种定义的量的处理；和某一区域的残余应力分布变更的前后，计算出被进行了某种定义的量如何变化的处理。专利文献1公开的“压制成型解析方法”中，短时间且准确地预测压制成型后且脱模前的压制成型品中哪一区域的残余应力对回弹有何种影响，从而进行回弹对策的研究。

以下，在本说明书中，压制成型解析方法包括：压制成型解析，其中，将被压制成型材料成型然后进行解析直至脱模前的状态为止；回弹解析，其中，对脱模后的回弹进行解析；和冷却解析，其中，对回弹后的因温度变化产生的形状变化、应力变化等进行解析。

在现有的回弹解析方法中，如上述的专利文献1所代表的那样，以冷压制成型作为对象，该冷压制成型中，在不将被压制成型材料加热的情况下进行压制成型。

然而，最近为了实现兼备燃料效率(fuel efficiency)提高和碰撞安全性能(collision safety)，作为用于汽车部件的钢板，高张力钢板(high-tensile steel sheet)的比率正在提高。高张力钢板因变形抗力(flow stress)大，因此高张力钢板存在冷压制成型时模具寿命下降的问题。另外，高张力钢板的伸长率不充分而容易破裂，因此高张力钢板存在受限于如下加工的问题：成型无法为拉深成型(deep-drawing)或高拉伸翻边成型(stretch-flanging)这样的强加工。

因此，为了避免这种问题，将所谓的温热压制成型适用于高张力钢板，该温热压制成型中，将被压制成型材料加热至特定温度后进行压制成型。温热压制成型为下述技术：通过在高于冷压制成型的温度下进行成型，从而可以降低高张力钢板的变形抗力而提高变形能(formability)，防止压制破裂等不良情况。这种温热压制成型技术例如公开于专利文献2。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-229724号公报

专利文献2：日本特开2001-314923号公报

发明内容

发明要解决的问题

发明人为了研究高张力钢板的温热压制成型后的形状不良，利用有限元方法实施了脱模后的回弹解析。将由回弹解析得到的形状与实际温热压制成型得到的压制成型品的形状比较，结果观察到了很大的不同。由此可知，在温热压制成型后，脱模不久后的压制成型品的温度高且具有温度分布，因此若不考虑冷却中的热收缩(thermal contraction)，则无法解析最终形状为何种形状、或者解析形状与实际形状的不同(形状不良)的原因在于何处。

但是，在利用压制成型解析和回弹解析对形状不良对策进行研究的现有技术中，以冷压制成型为前提，因此并未考虑被压制成型材料中所发生的温度分布，无法用于温热压制成型中的形状不良对策的研究。