残余应力的计算方法技术

本发明专利技术的残余应力的计算方法计算受到塑性变形的金属板的残余应力，其中，包括：应变履历取得工序(S1)，在所述应变履历取得工序(S1)中，测定使金属板塑性变形的变形过程中的该金属板的变形部位的应变，取得应变履历；逐次应力更新工序(S3)，在所述逐次应力更新工序(S3)中，使用根据取得的应变履历算出的取得应变增量和取得应变履历的应变以外的应变且假定变形部位的变形状态而算出的假定应变增量，按照材料本构模型计算变形过程中的变形部位的应力增量，使用算出的应力增量逐次更新变形部位的从变形开始到结束的应力；以及残余应力决定工序(S5)，在所述残余应力决定工序(S5)中，将在逐次应力更新工序(S3)中逐次更新的应力中的变形过程的变形结束时的应力决定为变形部位的残余应力。位的残余应力。位的残余应力。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】残余应力的计算方法


[0001]本专利技术涉及残余应力(residual stress)的计算方法，特别是涉及在受到塑性变形(plastic deformation)的金属板(metal sheet)产生的残余应力的计算方法。

技术介绍

[0002]在冲压成形件(press forming product)(例如汽车用(automotive)的冲压成形件)产生的残余应力会对该冲压成形件的疲劳寿命(fatigue life)、延迟断裂特性(delayed fracture property)造成影响是已知的。因此，掌握成形后在冲压成形件产生的残余应力，在保证使用了冲压成形件的产品的疲劳寿命方面是重要的技术。
[0003]以往，对于在冲压成形件产生的残余应力，进行使用了X射线或超声波的测定、基于有限元分析(finite element analysis)的预测。
[0004]作为使用X射线测定残余应力的技术，例如在专利文献1中公开了如下技术：照射X射线，检测从试样发出的衍射X射线(diffractive X
‑
ray)，基于该衍射X射线的信息以非破坏(non
‑
destructive)的方式测定试样内部的应力。另外，作为使用超声波测定残余应力的技术，例如在专利文献2中公开了如下技术：使塑性变形后的被检查体(subject to be inspected)(例如，金属板等)产生超声波，基于测定出的超声波的音速信息(sound velocity information)以非破坏的方式测定残余应力。
[0005]此外，基于有限元分析的残余应力的预测可以通过一般广泛使用的有限元分析软件来进行。另外，在有限元分析中，材料本构模型(material constitutive model)的高精度化不断发展，例如，非专利文献1中公开的Y
‑
U模型有助于对残余应力的预测很重要的回弹分析的高精度化。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1：日本特开2002
‑
333409号公报
[0009]专利文献2：日本特开2011
‑
196953号公报
[0010]非专利文献
[0011]非专利文献1F.Yoshida and T.Uemori、International Journal of Mechanical Sciences(国际机械科学学报)、45(2003)、1687
‑
1702.

技术实现思路

[0012]专利技术要解决的课题
[0013]但是，专利文献1中公开的利用X射线的残余应力的测定、专利文献2中公开的基于超声波的残余应力的测定，假定在X射线入射或超声波产生的区域内试样(金属板等)是均匀的。对于具有两种以上的相的金属板(例如，DP(Dual Phase：双相)钢板等)，存在难以准确地测定残余应力的课题。
[0014]另外，在通过有限元分析来预测金属板的残余应力的方法中，提供给有限元分析
软件的输入值(形状(shape)、材料特性(material properties)、变形特性(deformation behavior)、边界条件(boundary conditions)等)对残余应力的预测结果有很大影响。因此，为了通过有限元分析准确地预测残余应力，存在如下课题：不仅金属板的材料特性，而且必须使施加塑性变形的工具(tools)的变形特性、金属板与工具的接触条件、滑动特性(sliding properties)这样的边界条件等各种输入值全部成为更准确的值。并且，在伴随着金属板的破坏(destruction)的剪切变形(shear deformation)等情况下，需要将破坏的条件编入有限元分析模型，存在高精度地预测残余应力非常困难的课题。
[0015]本专利技术是鉴于上述课题而完成的，其目的在于提供一种能够准确且容易地算出受到塑性变形的金属板的残余应力的残余应力的计算方法。
[0016]用于解决课题的手段
[0017]本专利技术的残余应力的计算方法计算受到塑性变形的金属板的残余应力，其中，所述残余应力的计算方法包括：应变履历取得工序(strain history acquisition step)，在所述应变履历取得工序中，测定使所述金属板塑性变形的变形过程中的该金属板的变形部位(deformed portion)的应变(strain)，取得该测定出的应变的应变履历；逐次应力更新工序(sequential stress updating process)，在所述逐次应力更新工序中，使用根据该应变履历算出的取得应变增量(acquired strain increment)和取得所述应变履历的应变以外的应变且假定所述变形部位的变形状态而算出的假定应变增量(assumed strain increment)，按照材料本构模型计算所述变形过程中的所述变形部位的应力增量(stress increment)，使用该算出的应力增量逐次更新所述变形部位的从变形开始到结束的应力；以及残余应力决定工序，在所述残余应力决定工序中，将在该逐次应力更新工序中逐次更新的应力中的所述变形过程的变形结束时的所述变形部位的应力决定为所述变形部位的残余应力。
[0018]所述应变履历取得工序可以通过数字图像相关法(digital image correlation method)测定所述变形部位处的面内(in
‑
plane)两个方向的应变的应变履历和面内的剪切应变(shear stress)，取得这些应变履历。
[0019]所述逐次应力更新工序可以根据所述变形部位的变形过程假定变形状态，基于该假定的变形状态下的塑性力学理论(plasticity theory)计算所述假定应变增量。
[0020]所述逐次应力更新工序可以通过所述金属板的变形过程的有限元分析来假定所述变形部位的变形状态，基于该假定的变形状态计算所述假定应变增量。
[0021]专利技术效果
[0022]根据本专利技术的残余应力的计算方法，即使是组成不均匀的金属板、受到伴随着在有限元分析中难以预测的裂纹(fracture)或剪切等断裂的变形的金属板，也能够准确且容易地在受到计算塑性变形的金属板产生的残余应力。
附图说明
[0023]图1是表示本专利技术的实施方式的残余应力的计算方法中的处理流程的流程图。
[0024]图2是说明在实施例中使金属板塑性变形的辊弯曲试验(roller bending test)的图。
[0025]图3是表示在实施例中取得金属板的变形部位处的端面的应变履历来计算残余应
力的评价点位置的图。
[0026]图4是表示在实施例中变形过程中的应变与算出的应力的关系以及变形结束时的残余应力的结果的曲线图。
具体实施方式
[0027]本专利技术的实施方式的残余应力的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种残余应力的计算方法，计算受到塑性变形的金属板的残余应力，其中，所述残余应力的计算方法包括：应变履历取得工序，在所述应变履历取得工序中，测定使所述金属板塑性变形的变形过程中的该金属板的变形部位的应变，取得该测定出的应变的应变履历；逐次应力更新工序，在所述逐次应力更新工序中，使用根据该应变履历算出的取得应变增量和取得所述应变履历的应变以外的应变且假定所述变形部位的变形状态而算出的假定应变增量，按照材料本构模型计算所述变形过程中的所述变形部位的应力增量，使用该算出的应力增量逐次更新所述变形部位的从变形开始到结束的应力；以及残余应力决定工序，在所述残余应力决定工序中，将在该逐次应力更新工序中逐次更新的应力中的所...

【专利技术属性】
技术研发人员：玉城史彬，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：