冲压成形品的形状变化预测方法技术

本发明专利技术的冲压成形品的形状变化预测方法预测从模具脱模回弹的冲压成形品(1)的伴随时间单位经过的形状变化，其中，包括：刚回弹之后的形状/残留应力取得工序(S1)，通过冲压成形品(1)的回弹解析，取得刚回弹之后的冲压成形品(1)的形状及残留应力；残留应力缓和减少设定工序(S3)，对于刚回弹之后的冲压成形品(1)，设定比冲压成形品(1)的残留应力缓和减少的残留应力的值；及形状解析工序(S5)，关于对残留应力的值进行了缓和减少设定的冲压成形品(1)，求出力的力矩平衡的形状。求出力的力矩平衡的形状。求出力的力矩平衡的形状。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】冲压成形品的形状变化预测方法


[0001]本专利技术涉及冲压成形品(press formed part)的形状变化预测(shape change prediction)方法，特别是涉及预测从模具(die)脱模(die release)而回弹(springback)之后的冲压成形品的形状变化的冲压成形品的形状变化预测方法。

技术介绍

[0002]冲压成形是能够低成本且短时间地制造金属部件的制造方法，在较多的汽车部件(automotive part)的制造中使用。近年来，为了同时实现汽车的碰撞安全性能(collision safety)的提高和车身的轻量化(weight reduction of automotive body)，将更高强度(high
‑
strength)的金属板(metal sheet)在汽车部件的冲压成形中利用。
[0003]对高强度的金属板进行冲压成形时的主要的课题之一是回弹引起的尺寸精度的恶化。在通过冲压成形使金属板变形时在冲压成形品产生的残留应力(residual stress)成为驱动力(driving force)，将从模具脱模的冲压成形品如弹簧那样要瞬间地返回冲压成形前的金属板的形状的现象称为回弹。
[0004]越是高强度的金属板(例如，高张力钢板(high
‑
tensile steel sheet))，则通过冲压成形产生的残留应力越大，因此回弹引起的形状变化也增大。因此，越是高强度的金属板，越难以使回弹后的形状收敛于规定的尺寸内。因此，高精度地预测回弹引起的冲压成形品的形状变化的技术至关重要。
[0005]在回弹引起的形状变化的预测中，通常利用基于有限要素法(finite element method)的冲压成形模拟。作为该冲压成形模拟中的次序，分为：首先进行将金属板冲压成形至成形下止点(bottom dead center)的过程的冲压成形解析，预测在冲压成形品产生的残留应力的第一步骤(例如专利文献1)；进行从模具取出的冲压成形品因回弹而形状变化的回弹解析，预测取得力的力矩(moment of force)与残留应力的平衡的形状的第二步骤(例如专利文献2)。
[0006]在先技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1：日本专利5795151号公报
[0009]专利文献2：日本专利5866892号公报
[0010]专利文献3：日本特开2013
‑
113144号公报

技术实现思路

[0011]专利技术的概要
[0012]专利技术要解决的课题
[0013]到目前为止，通过进行前述的将第一步骤的冲压成形解析与第二步骤的回弹解析合并的冲压成形模拟，能够预测从模具脱模而回弹的冲压成形品的形状。然而，专利技术者们在将通过冲压成形模拟预测的冲压成形品的形状与实际被冲压成形的冲压成形品的形状进
行了比较时，发现了存在基于冲压成形模拟的形状预测精度降低的冲压成形品的情况。
[0014]因此，在研究了基于冲压成形模拟的形状预测精度下降的原因时，发现了即使是相同的冲压成形品，在刚冲压成形之后(刚脱模、回弹之后)与经过几天后形状也会不同的情况。
[0015]作为一例，图5示出测定了图4所示的具有顶板部(top portion)23和一对纵壁部(side wall portion)25而成的
コ
字型(U
‑
shape)的截面形状(cross
‑
sectional shape)的冲压成形品21的时间经过引起的形状变化的结果。如图5所示，以从模具脱模而纵壁部25瞬间打开的刚回弹之后的冲压成形品21的打开量(opening amount)为基准时，可知由于冲压成形品21的纵壁部25的打开量逐渐增加的每增加量，每时间例如30分钟、10小时等时间单位的经过而产生形状变化的情况。
[0016]这样的冲压成形品的伴随时间单位经过的形状变化可认为与如蠕变现象(creep phenomenon)那样从外部持续接受高的载荷(press load)的结构构件(structural member)逐渐变形的现象(例如专利文献3)类似，但是在图5所示那样的从外部未接受载荷的冲压成形品中产生的形状的变化到目前为止还未知。
[0017]此外，以往的冲压成形模拟中的第二步骤(回弹解析)是预测从模具取出的瞬间刚回弹之后的冲压成形品的形状的步骤，因此关于本申请目标的预测回弹的冲压成形品例如经过几天之后的形状变化的情况，到目前为止未作任何研讨。而且，回弹的冲压成形品的时间单位的经过引起的形状变化如前所述是未受到来自外部的载荷而产生的形状变化。因此，即使以预测冲压成形品的时间单位的经过引起的形状变化的方式进行了尝试，也无法适用处理基于蠕变现象的形状变化的解析方法。
[0018]本专利技术是为了解决上述那样的课题而作出的专利技术，其目的在于提供一种预测从由模具脱模的瞬间回弹之后基于时间单位的经过的冲压成形品的形状变化的冲压成形品的形状变化预测方法。
[0019]用于解决课题的方案
[0020]本专利技术具体而言由以下的结构构成。
[0021]本专利技术的冲压成形品的形状变化预测方法预测在从模具脱模的瞬间回弹的冲压成形品的之后的伴随时间单位经过的形状变化，其中，包括：刚回弹之后的形状/残留应力取得工序(shape/residual stress acquisition process)，通过所述冲压成形品的回弹解析，取得刚回弹之后的所述冲压成形品的形状及残留应力；残留应力缓和减少设定工序(residual stress reduction setting process)，对于该取得的刚回弹之后的冲压成形品，设定比所述冲压成形品的残留应力缓和减少的残留应力的值；及形状解析工序(shape analysis process)，关于对该残留应力的值进行了缓和减少设定的所述冲压成形品，求出力的力矩平衡的形状。
[0022]在上述形状变化预测方法中，所述残留应力缓和减少设定工序对于所述刚回弹之后的冲压成形品整体使所述冲压成形品的残留应力以规定的比例减少。
[0023]在上述形状变化预测方法中，所述残留应力缓和减少设定工序对于所述刚回弹之后的冲压成形品，算出其残留应力与供于该冲压成形品的冲压成形的坯料(blank)的抗拉强度(tensile strength)之比，仅使该算出的比为规定值以上的部位的残留应力以规定的比例减少。
[0024]在上述形状变化预测方法中，所述残留应力缓和减少设定工序对于所述刚回弹之后的冲压成形品，算出其残留应力与供于该冲压成形品的冲压成形的坯料的抗拉强度之比，在该算出的比为规定值以上的部位和小于该规定值的部位以不同的比例使所述各部位的残留应力减少。
[0025]在上述形状变化预测方法中，供于所述冲压成形品的冲压成形的坯料是抗拉强度为150MPa级以上且2000MPa级以下的金属板。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种冲压成形品的形状变化预测方法，预测在从模具脱模的瞬间回弹的冲压成形品的之后的伴随时间单位经过的形状变化，其中，包括：刚回弹之后的形状/残留应力取得工序，通过所述冲压成形品的回弹解析，取得刚回弹之后的所述冲压成形品的形状及残留应力；残留应力缓和减少设定工序，对于该取得的刚回弹之后的冲压成形品，设定比所述冲压成形品的残留应力缓和减少的残留应力的值；及形状解析工序，关于对该残留应力的值进行了缓和减少设定的所述冲压成形品，求出力的力矩平衡的形状。2.根据权利要求1所述的冲压成形品的形状变化预测方法，其中，所述残留应力缓和减少设定工序对于所述刚回弹之后的冲压成形品整体使所述冲压成形品的残留应力以规定的比例减少。3.根据权利要求1所述的冲压成形品的形状变...

【专利技术属性】
技术研发人员：藤井祐辅，卜部正树，飞田隼佑，
申请(专利权)人：杰富意钢铁株式会社，
类型：发明
国别省市：