本发明专利技术提供应力‑应变关系模拟方法、回弹量预测方法以及回弹解析装置。对弹塑性材料赋予位移或者负载使之塑性变形而取得应力‑应变关系的实验值，作为表示作为应力以及背应力的函数而定义的弹塑性本构方程中的屈服曲面的随动硬化增量矢量dαij的规定的第1式，计算机使用所取得的实验值来确定弹塑性本构方程所包含的材料常量，基于代入确定出的材料常量的后规定的第1式与所取得的实验值来确定规定的第2式所包含的材料常量，使用代入确定出的材料常量后的上述规定的笫1式、规定的第2式、以及弹塑性本构方程，来模拟弹塑性材料的应力‑应变关系。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及对弹塑性材料（elastic-plastic material)的应力-应变关系进行 评价的应力-应变（stress-strain)关系模拟方法、对冲压成型时的弹塑性材料的回弹量 进行预测的回弹量预测方法以及冲压成型品的回弹解析装置。
技术介绍
冲压成型（press forming)是通过向成型对象的毛还（blank)(金属板）按压金属 模（die)而将金属模的形状转印于毛坯来进行加工的方法。在该冲压成型中，产生在从金 属模取出冲压成型品后施加于毛坯的变形略微复原的所谓的回弹（springback)，从而冲压 成型品有时与所希望的形状不同。因此，在冲压成型中，需要预测冲压成型品的回弹量，并 基于预测结果以回弹后的冲压成型品的形状成为所希望的形状的方式设计金属模的形状。 回弹是由于在从金属模取出了冲压成型品时除去通过加工受到的应力而产生 的。参照图16更详细地对回弹进行说明。图16是以横轴为应变以纵轴为应力的方式表 示材料（material)在冲压成型过程以及回弹过程中受到的应力与应变的关系的图。如该 图16所示，在冲压成型过程中，若对材料赋予外力（eternal force) σ，则材料经由弹性变 形（elastic deformation)区域以屈服点（yield point)A为边界产生塑性变形（plastic deformation)，并且塑性变形进展至与所希望的形状对应的应变量ε2(应力〇 2)即点B。 而且，若从金属模取出材料，贝1J外力被卸载（unload)而应力σ降低，卸载在作用于材料整 体的力相互平衡的应变量ε 1 (应力σ 1)的点C结束。 回弹量由该卸载过程中产生的应变量ε之差、即卸载开始点B的应变量ε 2与 卸载结束点C的应变量ε 1之差△ ε决定。在称为现有的各向同性硬化模型（isotorpic hardening model)的古典数学模型中，从卸载开始点B到应力σ 2的绝对值与卸载开始点 B相等的点D为止均假定为弹性变形区域、即应力与应变的关系成为线性的区域，因此卸载 结束点为点Ε。然而，实际上的多数材料在卸载过程中几乎不存在线性的区域，离开弹性变 形区域，相比点D在相当早期产生屈服现象，应力与应变的关系（应力-应变关系）描绘出 非线性（non-linear)的曲线。 这种应力反向时的早期屈服现象被称为包辛格效应（Bauschinger effect)。为 了再现该包辛格效应，需要考虑随动硬化。随动硬化（kinematic hardening)是指屈服曲 面（yield surface)通过不改变其大小地进行移动而硬化。作为考虑了随动硬化的代表 性的例子，有吉田-上森模型（参照非专利文献1)。在该吉田-上森模型中能够再现包辛 格效应。并且，在吉田-上森模型中，假定加工硬化直线状地产生，从而应力反向（stress reversal)之后不久的非线性的应力-应变关系线性近似（linear approximation)为应力 与应变的表观（apparent)的梯度（表观的杨氏模量（Young' s modulus))。 然而，卸载过程中的非线性的应力-应变关系的行为、与对其进行线性近似而产 生的行为之差较为明显，从而无法通过吉田-上森模型高精度地再现应力-应变关系。根据 这种背景，而在专利文献1中记载有表现在卸载过程的初期产生的包辛格效应的方法。在 该方法中，根据应力相对于应变的梯度（Stress-strain gradient)确定卸载过程中的塑性 变形开始应力，使屈服点A处的应力（屈服应力（yield stress))小于现有技术。即，在该 技术中，减少成为线性的弹性区域，增加非线性的加工硬化(work hardening)区域，由此表 现在卸载过程的初期产生的包辛格效应。 另外，在专利文献1所记载的方法中，为了提高卸载时的再次屈服后的加工硬化 (塑性变形）区域处的精度，而将屈服曲面的随动硬化的收敛（saturation)速度的系数 (parameter)定义为等效塑性应变（equivalent plastic strain)的函数。在该方法中，在 应力相对于应变的梯度中，在应变较小的区域应力骤增的情况下的收敛速度较大，应变较 大且应力几乎不增加的情况下的收敛速度较小。 专利文献1 :日本专利第3809374号公报 非专利文献 I :Yoshida，F.，Uemori，T. : Int. J. Plasticity，18,（2002)，661-686. 然而，在卸载过程中产生的塑性应变量极少，其大小极小，因此即便为了求出塑性 应变量而以相同材料进行试验，在卸载时产生的塑性应变量也容易产生偏差。因此，在专利 文献1记载的方法中，无法高精度地计算屈服曲面的随动硬化的收敛速度的系数，因此无 法高精度地计算应力-应变关系。其结果是，在专利文献1所记载的方法中，难以高精度地 预测冲压成型时的弹塑性材料的回弹量。 在冲压成型过程中，材料受到以从拉伸（tension)向压缩（compression)并从压 缩向拉伸的方式反向的应力而变形（deformation)。因此，模拟材料受到反向的应力的情况 下的应力-应变关系是非常重要的。然而，在上述专利文献1所公开的方法中无法高精度 地进行模拟。以下，对该点进行说明。 图17是表示材料在拉伸变形后被卸载并且受到再次的拉伸变形（再次拉伸变形） 时的应力与应变的关系的图。在卸载（压缩）过程中，如前述那样描绘出非线性的曲线， 并且在再次拉伸时也同样地成为非线性的行为。并且，若拉伸变形进展则与原来的拉伸应 力-应变关系同样地变形。图18是表示受到图17的卸载（压缩）以及再次拉伸变形时的 应力相对于应变的梯度（d〇 /d ε )的变化的图。在该图18中，横轴表示应力（σ )，纵轴表 示梯度（d σ /d ε )。卸载（压缩）时的梯度与再次拉伸时的梯度由于塑性变形而从变形初 期的高值逐渐变小。本专利技术人通过实验意识到该卸载时的梯度与再次拉伸时的梯度以σ3 为边界而对称。即，本专利技术人意识到基于卸载（压缩）与再次拉伸而产生的应力-应变关 系形成为点对称（point symmetry)的滞后现象（hysteresis)。 然而，在专利文献1记载的方法中，若对受到卸载（压缩）以及再次拉伸变形时的 应力-应变关系进行计算，则在卸载与再次拉伸中应力相对于应变的梯度不同，无法描绘 利用实验得到的点对称的滞后现象。换句话说，在专利文献1的方法中，无法高精度地模拟 材料受到反向的应力的情况下的应力-应变关系。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述课题而产生的，目的在于提供能够高精度地模拟弹塑性材料的 应力-应变关系的应力-应变关系模拟方法。另外，本专利技术的另一目的在于提供能够高精 度地预测冲压成型时的弹塑性材料的回弹量的回弹预测方法。另外，本专利技术的又一目的在 于提供能够高精度地解析回弹的回弹解析装置。 本专利技术的应力-应变关系模拟方法包括：实验值取得步骤，在该步骤中，使弹 塑性材料塑性变形而取得应力-应变关系的实验值；第1材料常量确定步骤，在该步骤 中，计算机将作为应力以及背应力的函数而定义的弹塑性本构方程（elastic-plastic cons本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种应力‑应变关系模拟方法，其特征在于，包括：实验值取得步骤，在该步骤中，使弹塑性材料塑性变形而取得应力‑应变关系的实验值；第1材料常量确定步骤，在该步骤中，计算机将作为应力以及背应力的函数而定义的弹塑性本构方程中的屈服曲面的随动硬化增量矢量dαij作为式(1)，使用由所述实验值取得步骤取得的实验值来确定该弹塑性本构方程所包含的材料常量；第2材料常量确定步骤，在该步骤中，计算机基于代入由该第1材料常量确定步骤确定出的材料常量后的所述式(1)、与由所述实验值取得步骤取得的实验值，来确定式(2)所包含的材料常量；以及计算机使用代入确定出的材料常量后的所述式(1)、所述式(2)、以及所述弹塑性本构方程来模拟弹塑性材料的应力‑应变关系的步骤，[数学式1]dαij=[C(aY)(σij-αij)-C0ρXij]dϵpeq...(1)]]>C=C0+CCexp(-XeqnA)...(2)]]>其中a：屈服曲面的移动最大值Y：屈服应力αij：屈服曲面的移动矢量σij：应力矢量Xij：从应力反向开始的屈服曲面随动硬化量(Xeq为其等效值)dεPeq：等效塑性应变增量C0、CC、A、n：材料常量。...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：澄川智史，石渡亮伸，
申请(专利权)人：杰富意钢铁株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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