断裂预测方法及装置、以及程序及记录介质制造方法及图纸

技术编号:19075003 阅读:4 留言:0更新日期:2018-09-29 17:28
在用点焊接接合的部件的变形仿真中,在部件(10)的设置有点焊接部(14)的平坦面(13a)中,每隔规定的时间间隔计算有效宽度,所述有效宽度是以点焊接部(14)为中心的与载荷的方向正交的方向的宽度,与载荷的变化对应而变化;使用计算出的有效宽度预测点焊接部(14)的断裂。通过该结构,例如在计算机上进行汽车部件的碰撞变形预测的情况下,能够正确地进行将点焊接模型化的点焊接部的断裂预测。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】断裂预测方法及装置、以及程序及记录介质
本专利技术涉及断裂预测方法及装置、以及程序及记录介质。
技术介绍
近年来,汽车业界中,能够减轻碰撞时的冲击的车体构造的开发成为紧急的课题。在此情况下,通过汽车的构造部件使冲击能量吸收是重要的。使汽车的碰撞时的冲击能量吸收的主要结构为在通过压力成形等将部件成形后、通过点焊接使部件闭截面化的构造。点焊接部在碰撞时的复杂的变形状态、负荷条件下也不会容易地断裂,需要确保能够维持部件的闭截面那样的强度。现有技术文献专利文献专利文献1:日本专利第4150383号公报专利文献2:日本专利第4133956号公报专利文献3:日本专利第4700559号公报专利文献4:日本专利第4418384号公报专利文献5:日本专利第5370456号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题作为测量点焊接部的断裂强度的方法,采用使用剪切接头型、十字接头型、L字接头型的试验片的拉伸试验。剪切接头型试验是测量在试验片上主要施加剪切力而达到断裂的情况下的强度的试验,十字接头型试验是测量在试验片上主要施加轴力而达到断裂的情况下的强度的试验,L字接头型试验是测量在试验片上主要施加力矩而达到断裂的情况下的强度的试验。在专利文献1~4中,研究了预测各个输入形态下的点焊接部的断裂的方法。具体而言,提出了考虑到在部件中点焊接部承受输入载荷的平坦面的宽度(以下称作有效宽度)等构造的影响的、预测点焊接部的断裂强度的方法。作为有效宽度,例如在由多个点焊接部形成的帽部件中,选择在与输入载荷方向正交的方向上点焊接部接收有输入载荷的平坦面的宽度,例如选择凸缘宽度或相邻的焊点间隔。在帽部件的情况下,将有效宽度、材料强度、板厚、熔核径等的固定值作为预测条件值提供给断裂强度预测。但是,例如在考虑到汽车的整车模型的碰撞变形的情况下,对于部件施加各种各样的输入载荷,进行复杂的变形。可以考虑到在部件的变形途中输入载荷的方向变化。图1是表示部件的熔核径d与有效宽度W的比(d/W)和应力集中系统α之间的关系的特性图。应力集中系统α是与点焊接部的断裂极限载荷(达到断裂基准的载荷)成反比例的值,为评价断裂极限载荷时的指标。如上述那样,在考虑到汽车的碰撞变形的情况下,可以想到在部件的变形途中输入载荷的方向会变化,随之可以想到有效宽度的值也变化。由于熔核径d是大致一定,所以随着有效宽度的值的变化,如图示那样,应力集中系统α变化。即,断裂极限载荷变化。因此,对于在变形途中输入载荷的方向变化那样的部件,如果将有效宽度作为固定值求出断裂极限载荷而进行预测,则在输入载荷的方向变化的时候,在预测到的断裂极限载荷中发生偏差,难以进行正确的断裂预测。本专利技术是鉴于上述课题而做出的,目的是提供一种例如在计算机上进行汽车部件的碰撞变形预测的情况下、能够以高精度正确地进行将点焊接模型化的点焊接部的断裂预测的断裂预测方法及装置、以及程序及记录介质。用来解决课题的手段本专利技术的断裂预测方法,是关于以点焊接接合的部件、通过在点焊接部上施加载荷而达到断裂的情况下的上述点焊接部的断裂预测方法。具体而言,在上述部件的设置有上述点焊接部的平坦面中,取得包含上述点焊接部、与上述载荷的方向正交的方向的有效宽度;每规定的时间间隔计算与上述载荷的变化对应而变化的上述有效宽度;使用计算出的上述有效宽度,预测上述点焊接部的断裂。本专利技术的断裂预测装置,是关于以点焊接接合的部件、通过对点焊接部施加载荷而达到断裂的情况下的上述点焊接部的断裂预测装置。具体而言,包括:计算机构,在上述部件的设置有上述点焊接部的平坦面中,每规定的时间间隔计算有效宽度,所述有效宽度是包含上述点焊接部、与上述载荷的方向正交的方向的有效宽度,且对应于上述载荷方向的变化而变化;以及预测机构,使用上述有效宽度预测上述点焊接部的断裂。本专利技术的程序,是关于以点焊接接合的部件、通过对点焊接部施加载荷而达到断裂的情况下的预测上述点焊接部的断裂的程序。具体而言,用来使计算机执行:第1步骤,在上述部件的设置有上述点焊接部的平坦面中,每隔规定的时间间隔计算有效宽度,所述有效宽度是包含上述点焊接部且与上述载荷的方向正交的方向的有效宽度,且对应于上述载荷方向的变化而变化;以及第2步骤,使用上述有效宽度预测上述点焊接部的断裂。专利技术效果根据本专利技术,例如在计算机上进行汽车部件的碰撞变形预测的情况下,能够以高精度进行将点焊接模型化的点焊接部的断裂预测。附图说明图1是表示部件的熔核径d与有效宽度W的比(d/W)、和应力集中系数α的关系的特性图。图2是表示第1实施方式的断裂预测装置的概略结构的示意图。图3是以步骤顺序表示第1实施方式的断裂预测方法的流程图。图4是表示在本实施方式中作为被测量对象物使用的帽型部件的概略立体图。图5是详细地表示第1实施方式的断裂预测方法的步骤S2的流程图。图6A是用来说明在第1实施方式中在有效宽度的计算中应用椭圆法则的情况的概略立体图。图6B是用来说明在第1实施方式中在有效宽度的计算中应用椭圆法则的情况的概略平面图。图7A是用来说明在第1实施方式中在有效宽度的计算中应用菱形法则的情况的概略立体图。图7B是用来说明在第1实施方式中在有效宽度的计算中应用菱形法则的情况的概略平面图。图8是用来说明在第1实施方式中不使用椭圆法则或菱形法则等而决定有效宽度的情况的概略平面图。图9A是表示在第1实施方式的实施例中使用的帽型部件及3点弯曲试验的状况的概略侧视图。图9B是表示在第1实施方式的实施例中使用的帽型部件及3点弯曲试验的状况的概略平面图。图10是表示在第1实施方式的实施例中、将3点弯曲试验后的各点焊接部的断裂发生的有无总结的结果的表。图11A是用来说明以往技术的问题点的帽型部件的概略立体图。图11B是用来说明以往技术的问题点的帽型部件的概略剖视图。图12A是用来说明第2实施方式的基本结构的帽型部件的概略剖视图。图12B是用来说明第2实施方式的基本结构的帽型部件的概略立体图。图13A是用来说明第2实施方式的基本结构的帽型部件的概略立体图。图13B是用来说明第2实施方式的基本结构的帽型部件的概略剖视图。图14A是用来说明第2实施方式的基本结构的帽型部件的概略立体图。图14B是用来说明第2实施方式的基本结构的帽型部件的概略剖视图。图15是表示第2实施方式的条件取得装置的概略结构的示意图。图16是以步骤顺序表示第2实施方式的条件取得方法的流程图。图17A是表示在第2实施方式的实施例中使用的帽型部件的概略侧视图。图17B是表示在第2实施方式的实施例中使用的帽型部件的概略剖视图。图18A是表示在第2实施方式的实施例中使用的帽型部件及3点弯曲试验的状况的概略侧视图。图18B是表示在第2实施方式的实施例中使用的帽型部件及3点弯曲试验的状况的概略平面图。图19是表示在第2实施方式的实施例中将3点弯曲试验后的各点焊接部的断裂发生的有无总结的结果的表。图20是表示个人用户终端装置的内部结构的示意图。具体实施方式以下,参照附图对断裂预测方法及装置、以及程序及记录介质的各实施方式详细地进行说明。(第1实施方式)在本实施方式中,将通过点焊接接合的部件作为被测量对象物,进行通过有限要素法(FEM)的变形仿真,预测该部件的点焊接部的断裂。图2是表示第1实施方式的断裂预测装置的概本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种断裂预测方法,是关于用点焊接接合的部件、通过对点焊接部施加载荷而达到断裂的情况下的上述点焊接部的断裂预测方法,其特征在于,在上述部件的设置有上述点焊接部的平坦面中,取得包含上述点焊接部且与上述载荷的方向正交的方向的有效宽度;每规定的时间间隔计算与上述载荷的变化对应而变化的上述有效宽度;使用计算出的上述有效宽度,预测上述点焊接部的断裂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.05 JP 2016-021170;2016.02.10 JP 2016-023821.一种断裂预测方法,是关于用点焊接接合的部件、通过对点焊接部施加载荷而达到断裂的情况下的上述点焊接部的断裂预测方法,其特征在于,在上述部件的设置有上述点焊接部的平坦面中,取得包含上述点焊接部且与上述载荷的方向正交的方向的有效宽度;每规定的时间间隔计算与上述载荷的变化对应而变化的上述有效宽度;使用计算出的上述有效宽度,预测上述点焊接部的断裂。2.如权利要求1所述的断裂预测方法,其特征在于,使用相邻的上述点焊接部间的焊点距离和上述平坦面的与上述焊点距离的方向正交的方向的宽度的函数,计算上述有效宽度。3.如权利要求1或2所述的断裂预测方法,其特征在于,在最初制作出的上述函数上应用每规定的时间间隔的上述载荷计算上述有效宽度。4.如权利要求1~3中任一项所述的断裂预测方法,其特征在于,使上述载荷投影在上述平坦面上,并计算与被投影的上述载荷的方向正交的方向的上述有效宽度。5.如权利要求1~4中任一项所述的断裂预测方法,其特征在于,上述部件具有通过点焊接接合的第1母材及第2母材;关于上述第1母材及上述第2母材,分别取得邻接的壳要素的法线方向的角度差;基于上述角度差而按照结构面进行分类;按照上述结构面将属于该结构面的上述点焊接部分类;按照上述结构面,取得相邻的上述点焊接部间的距离作为第1宽度。6.如权利要求5所述的断裂预测方法,其特征在于,取得与上述第1宽度正交的方向的上述结构面的宽度作为第2宽度。7.如权利要求5或6所述的断裂预测方法,其特征在于,上述部件具有通过点焊接与上述第1母材接合的第3母材;在上述第1母材中通过着眼的上述点焊接部与上述第1母材接合的上述第2母材或上述第3母材、和通过与着眼的上述点焊接部最接近的上述点焊接部接合的上述第2母材或上述第3母材是同一个的情况下,关于着眼的上述点焊接部取得上述第1宽度。8.一种断裂预测装置,是关于用点焊接接合的部件、通过对点焊接部施加载荷而达到断裂的情况下的上述点焊接部的断裂预测装置,其特征在于,包括:计算机构,在上述部件的设置有上述点焊接部的平坦面中,每隔规定的时间间隔计算有效宽度,所述有效宽度是包含上述点焊接部、与上述载荷的方向正交的方向的有效宽度,对应于上述载荷的变化而变化;以及预测机构,使用上述有效宽度预测上述点焊接部的断裂。9.如权利要求8所述的断裂预测装置,其特征在于,上述计算机构使用相邻的上述点焊接部间的焊点距离和与上述焊点距离的方向正交的方向的平坦部宽度的函数,计算上述有效宽度。10.如权利要求8或9所述的断裂预测装置,其特征在于,在最初制作出的上述函数上应用每隔规定的时间间隔的上述载荷计算上述有效宽度。11.如权利要求8~10中任一项所述的断裂预测装置,其特征在于,上述计算机构使上述载荷投影在上述平坦面上,并计算与被投影的上述载荷的方向正交的方向的上述有效宽度。12.如权利要求8~10中任一项所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:相藤孝博丹羽俊之忍田良之摩庭伸行
申请(专利权)人:新日铁住金株式会社
类型:发明
国别省市:日本,JP

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