断裂判定装置、断裂判定程序和断裂判定方法制造方法及图纸

技术编号:21281931 阅读:144 留言:0更新日期:2019-06-06 12:15
提供一种能够预测超高强度的钢材的断裂的断裂判定装置。一种断裂判定装置(1),具有:基准成形极限值生成部(22),其基于基准成形极限值信息来生成作为成为基准的单元尺寸的基准单元尺寸下的基准成形极限值;对象成形极限值生成部(23),其使用钢材的抗拉强度,来变更基准成形极限值,预测单元尺寸下的成形极限值,从而生成对象成形极限值;模拟执行部(24),其使用输入信息来执行变形模拟,输出包含各单元的应变的变形信息;主应变确定部(25),其确定变形信息中所包含的各单元的最大主应变以及最小主应变;以及,断裂判定部(26),其基于所确定的各单元的最大主应变以及最小主应变和对象成形极限值,来判定解析模型中的各单元是否断裂。

Fracture Judgment Device, Fracture Judgment Procedure and Fracture Judgment Method

A fracture determination device for predicting the fracture of ultra-high strength steel is provided. A fracture determination device (1) has: a reference forming limit value generating unit (22), which generates a reference forming limit value based on the reference forming limit value information under the reference unit size as the reference unit size; and an object forming limit value generating unit (23), which uses the tensile strength of steel to change the reference forming limit value and to predict the forming limit value under the unit size. The simulation execution unit (24) uses input information to perform deformation simulation and outputs deformation information containing strains of each element; the principal strain determination unit (25) determines the maximum principal strain and the minimum principal strain of each element contained in the deformation information; and the fracture determination unit (26), which is based on the maximum principal strain of each element determined. The minimum principal strain and the forming limit of the object are used to determine whether the elements in the analytical model are broken or not.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】断裂判定装置、断裂判定程序和断裂判定方法
本专利技术涉及断裂判定装置、断裂判定程序和断裂判定方法。
技术介绍
近年来,从碰撞安全性及轻量化的要求出发,高强度钢板向汽车车体的应用正在快速发展。汽车车体所使用的高强度钢板,通过不增加板厚而提高碰撞时的反作用力,能够提高吸收能。然而,随着钢板的高强度化,钢板的延展性降低,由此在冲压成形时以及汽车等车辆碰撞变形时,有可能钢板断裂。为了判定冲压成形时以及碰撞变形时的钢板的状态,而进行基于有限元法(FiniteElementMethod:FEM)的成形模拟以及碰撞变形模拟,对这些模拟中的高精度的断裂判定的需求不断提高。已知:为了评价成形性评价时、碰撞性能评价时的针对断裂的富余度,而使用利用最大主应变与最小主应变的关系来给出断裂极限的成形极限线图(FLD:FormingLimitDiagram)(例如,参照专利文献1及2)。将通过基于FEM模拟冲压成形以及碰撞变形而取得的单元的最大主应变以及最小主应变与成形极限线图所示的成形极限线进行比较,来判定单元的每一个是否断裂。然而,通过基于FEM的模拟而取得的应变,依赖于作为模拟的解析条件之一的解析模型的单元尺寸(计量长度(gaugelongth)、网格尺寸),因此存在断裂判定结果根据单元尺寸的大小而不同的问题。因此,已知:在利用FEM进行冲压成形模拟时,根据单元尺寸来运算断裂极限应变,使用运算出的断裂极限应变来判定单元是否断裂(例如,参照专利文献3)。根据专利文献3所记载的断裂判定方法,在对抗拉强度270MPa级钢板及440MPa级钢板等强度较低的钢板进行冲压成形时,能够预测与单元尺寸相应的钢板的断裂。在先技术文献专利文献专利文献1:日本特开2000-107818号公报专利文献2:日本特开2009-61477号公报专利文献3:日本特开2011-147949号公报
技术实现思路
近年来,开发了一种被称为超高强度的抗拉强度为980MPa以上的超高强度钢板。在专利文献3所记载的断裂判定方法中,对于抗拉强度270MPa级钢板及440MPa级钢板等强度较低的钢材,能够适当地预测与单元尺寸相应的断裂,但对于抗拉强度980MPa以上的超高强度钢材,不能够适当地预测与单元尺寸相应的断裂。因此,本专利技术的目的是提供能够适当地预测也包括抗拉强度980MPa以上的超高强度钢在内的钢材的与单元尺寸相应的断裂的断裂判定装置。用于解决这样的课题的本专利技术,其主旨是以下所记载的断裂判定装置、断裂判定程序、以及断裂判定方法。(1)一种断裂判定装置,其特征在于,具有:存储部,其存储单元的输入信息、和基准成形极限值信息,所述单元的输入信息表示钢材的材料特性和板厚以及在基于有限元法的钢材的变形模拟中使用的解析模型中的单元尺寸,所述基准成形极限值信息表示基准成形极限值,所述基准成形极限值表示基准单元尺寸下的成形极限值,所述基准单元尺寸是成为基准的单元尺寸;基准成形极限值生成部,其基于基准成形极限值信息来生成与输入信息中所包含的材料特性和板厚相应的基准成形极限值;对象成形极限值生成部,其使用钢材的抗拉强度来变更基准成形极限值,预测单元尺寸下的成形极限值,从而生成对象成形极限值;模拟执行部,其使用输入信息来执行变形模拟,从而输出包含各单元的应变的变形信息;主应变确定部,其确定变形信息中所包含的各单元的主应变;和断裂判定部,其基于主应变已被确定的各单元的最大主应变和最小主应变、以及由对象成形极限值规定的对象成形极限线,来判定解析模型中的各单元是否断裂。(2)根据(1)所述的断裂判定装置,对象成形极限值生成部使用单元尺寸和由钢材的抗拉强度得到的第1系数来预测成形极限值。(3)根据(2)所述的断裂判定装置,对象成形极限值生成部使用第1系数、第2系数、和单元尺寸来预测单元尺寸下的最大主应变,所述第2系数包含基准单元尺寸下的最大主应变以及第1系数。(4)根据(3)所述的断裂判定装置,第2系数是基准单元尺寸下的最大主应变以及第1系数的函数。(5)根据(4)所述的断裂判定装置,第2系数与基准单元尺寸下的最大主应变除以第1系数所得到的值的对数成比例。(6)根据(2)~(5)的任一项所述的断裂判定装置,对象成形极限值生成部使用第1系数与以第2系数为指数且以单元尺寸为底的幂运算的运算结果的积来预测单元尺寸下的最大主应变。(7)根据(1)所述的断裂判定装置,对象成形极限值生成部使用单元尺寸和由钢材的抗拉强度得到的第2系数来预测成形极限值。(8)根据(7)所述的断裂判定装置,第2系数是基准单元尺寸下的最大主应变以及第1系数的函数。(9)根据(8)所述的断裂判定装置,第2系数与基准单元尺寸下的最大主应变除以第1系数所得到的值的对数成比例。(10)根据(1)所述的断裂判定装置,对象成形极限值生成部使用成形极限值预测式来生成对象成形极限值,所述成形极限值预测式是单元尺寸以及钢材的抗拉强度的函数,在ρ为应变比,M为表示在基于FEM的模拟中使用的解析模型的单元的大小的单元尺寸,ε1为单元尺寸M下的最大主应变,ε2为单元尺寸M下的最小主应变时,成形极限值预测式由第1系数k1和第2系数k2用下述式:ε1=k1·M-k2ε2=ρε1表示,第1系数k1由钢板的材料的抗拉强度TS、以及系数γ和δ用下述式:k1=γTS+δ表示,第2系数k2由基准单元尺寸下的最大主应变ε1B以及系数η用下述式:k2=-In(ε1B/(γTS+δ))/η=-In(ε1B/k1)/η表示。(11)根据(1)~(10)的任一项所述的断裂判定装置,在确定出的单元的最大主应变以及最小主应变超过由对象成形极限线给出的阈值时,断裂判定部判定为单元断裂。(12)根据(1)~(10)的任一项所述的断裂判定装置,还具有:对象成形极限应力生成部,其变更对象成形极限值来生成对象成形极限应力;和应变应力转换部,其将确定出的各单元的最大主应变以及最小主应变转换成为最大主应力以及最小主应力,在转换成的单元的最大主应力以及最小主应力超过对象成形极限应力时,断裂判定部判定为单元断裂。(13)根据(1)~(12)的任一项所述的断裂判定装置,变形模拟是采用钢材来形成的车辆的碰撞变形模拟。(14)一种断裂判定方法,其特征在于,包括:基于基准成形极限值信息,来生成与单元的输入信息中所包含的钢材的材料特性和板厚相应的基准成形极限值,所述基准成形极限值信息表示与基准单元尺寸下的成形极限线对应的成形极限值,所述基准单元尺寸表示成为基准的单元尺寸,所述单元的输入信息表示在基于有限元法的钢材的变形模拟中使用的解析模型中的单元尺寸;使用单元尺寸和钢材的抗拉强度来变更基准成形极限值,预测单元尺寸下的成形极限值,从而生成对象成形极限值;使用输入信息来执行变形模拟,从而输出包含各单元的应变的变形信息;确定变形信息中所包含的各单元的最大主应变和最小主应变;基于主应变已被确定的各单元的最大主应变和最小主应变、以及由对象成形极限值规定的对象成形极限线,来判定解析模型中的各单元是否断裂。(15)一种断裂判定程序,其特征在于,使计算机执行以下处理:基于基准成形极限值信息,来生成与单元的输入信息中所包含的钢材的材料特性和板厚相应的基准成形极限值,所述基准成形极限值信息表示与基准单元尺寸下的成形极限本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种断裂判定装置,其特征在于,具有:存储部,其存储单元的输入信息、和基准成形极限值信息,所述单元的输入信息表示钢材的材料特性和板厚以及在基于有限元法的所述钢材的变形模拟中使用的解析模型中的单元尺寸,所述基准成形极限值信息表示基准成形极限值,所述基准成形极限值表示基准单元尺寸下的成形极限值,所述基准单元尺寸是成为基准的所述单元尺寸;基准成形极限值生成部,其基于所述基准成形极限值信息来生成与所述输入信息中所包含的所述材料特性和所述板厚相应的所述基准成形极限值;对象成形极限值生成部,其使用所述钢材的抗拉强度来变更所述基准成形极限值,预测所述单元尺寸下的成形极限值,从而生成对象成形极限值;模拟执行部,其使用所述输入信息来执行所述变形模拟,从而输出包含各单元的应变的变形信息;主应变确定部,其确定所述变形信息中所包含的各单元的主应变;和断裂判定部,其基于所述主应变已被确定的各单元的最大主应变和最小主应变、以及由所述对象成形极限值规定的对象成形极限线,来判定所述解析模型中的各单元是否断裂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.05 JP 2016-1974331.一种断裂判定装置,其特征在于,具有:存储部,其存储单元的输入信息、和基准成形极限值信息,所述单元的输入信息表示钢材的材料特性和板厚以及在基于有限元法的所述钢材的变形模拟中使用的解析模型中的单元尺寸,所述基准成形极限值信息表示基准成形极限值,所述基准成形极限值表示基准单元尺寸下的成形极限值,所述基准单元尺寸是成为基准的所述单元尺寸;基准成形极限值生成部,其基于所述基准成形极限值信息来生成与所述输入信息中所包含的所述材料特性和所述板厚相应的所述基准成形极限值;对象成形极限值生成部,其使用所述钢材的抗拉强度来变更所述基准成形极限值,预测所述单元尺寸下的成形极限值,从而生成对象成形极限值;模拟执行部,其使用所述输入信息来执行所述变形模拟,从而输出包含各单元的应变的变形信息;主应变确定部,其确定所述变形信息中所包含的各单元的主应变;和断裂判定部,其基于所述主应变已被确定的各单元的最大主应变和最小主应变、以及由所述对象成形极限值规定的对象成形极限线,来判定所述解析模型中的各单元是否断裂。2.根据权利要求1所述的断裂判定装置,所述对象成形极限值生成部使用所述单元尺寸和由所述钢材的抗拉强度得到的第1系数来预测所述成形极限值。3.根据权利要求2所述的断裂判定装置,所述对象成形极限值生成部使用所述第1系数、第2系数、和所述单元尺寸来预测所述单元尺寸下的最大主应变,所述第2系数包含所述基准单元尺寸下的最大主应变以及所述第1系数。4.根据权利要求3所述的断裂判定装置,所述第2系数是所述基准单元尺寸下的最大主应变以及所述第1系数的函数。5.根据权利要求4所述的断裂判定装置,所述第2系数与所述基准单元尺寸下的最大主应变除以所述第1系数所得到的值的对数成比例。6.根据权利要求2~5的任一项所述的断裂判定装置,所述对象成形极限值生成部使用所述第1系数与以所述第2系数为指数且以所述单元尺寸为底的幂运算的运算结果的积来预测所述单元尺寸下的最大主应变。7.根据权利要求1所述的断裂判定装置,所述对象成形极限值生成部使用所述单元尺寸和由所述钢材的抗拉强度得到的第2系数来预测所述成形极限值。8.根据权利要求7所述的断裂判定装置,所述第2系数是所述基准单元尺寸下的最大主应变以及所述第1系数的函数。9.根据权利要求8所述的断裂判定装置,所述第2系数与所述基准单元尺寸下的最大主应变除以所述第1系数所得到的值的对数成比例。10.根据权利要求1所述的断裂判定装置,所述对象成形极限值生成部使用成形极限值预测式来生成所述对象成形极限值,所述成形极限值预测式是所述单元尺寸以及所述钢材的抗拉强度的函数,在ρ为应变比,M为表示在基于FEM的模拟中使用的解析模型的单元的大小的单元尺寸,ε1为单元尺寸M下的最大主应变,ε2为单元尺寸M下的最小主...

【专利技术属性】
技术研发人员:相藤孝博新田淳綛田良之
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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