JP4727861B2

JP4727861B2 - Method and apparatus for evaluating plastic workability

Info

Publication number: JP4727861B2
Application number: JP2001239206A
Authority: JP
Inventors: 孝荻野; 正二桑原; 弘之鴨; 友之田上
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2001-01-17
Filing date: 2001-08-07
Publication date: 2011-07-20
Anticipated expiration: 2021-08-07
Also published as: JP2002288238A; FR2819607A1; FR2819607B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は検討のための予め定めた所望の３次元形状モデルに対し、金属板の塑性加工性をシミュレートにより評価する塑性加工性評価方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、検討のための予め定めた所望の３次元形状モデルに対し、金属板の塑性加工性をシミュレートにより評価する場合、金属板がプレス成形などにより塑性変形する過程を有限要素法で数値シミュレートし、破断限界ひずみデータと算出された各要素のひずみデータとから、各要素の破断余裕度を算出・表示している。
【０００３】
例えば、特開平８−３３９３９６号公報に開示されているように、金属板が塑性変形する過程を有限要素法で数値シミュレートして得られた要素のひずみデータおよび／または応力データと、限界データ記憶部に格納されている破断限界ひずみデータおよび／またはしわ限界データとから各要素の破断余裕度を算出し、算出した破断余裕度データを等高線分布表示することによって、加工不良現象である破断および／またはしわが生ずるおそれを視覚的に把握することを可能にしている。
【０００４】
このように従来では、金属板が塑性変形する過程を有限要素法で数値シミュレートして、得られた各要素のひずみデータから成形性の判定が行われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、有限要素法解析では、より精度の高い解析を行うために、形状を的確かつ詳細な要素（メッシュ）に細分化して演算専用モデルを作成する必要があるうえ、有限要素法を用いるので、その演算には高性能なコンピュータを用いて比較的長時間の演算をさせる必要があり、様々な形状について比較検討をしたい場合に、素早く答えを得ることが困難であるという課題がある。
【０００６】
さらに、製品設計段階で種々の仕様を比較検討したい場合に、従来手法では場合によって数時間から１０数時間かかるため、従来手法をそのまま使用すれば仕様の決定が遅れることになるという課題が生ずる。
【０００７】
本発明は、手軽に利用でき、かつ必要な精度の演算結果を素早く得ることを可能にした塑性加工性評価方法および装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１にかかる塑性加工性評価方法は、検討のための予め定めた形状に対して、金属板の塑性加工性をシミュレートにより評価する塑性加工性評価方法であって、
前記検討のための予め定めた形状に塑性加工された金属板の断面周長と断面間隔とに対してしわ発生領域か否かの情報を予め判定テーブルとして記憶し、
前記検討のための予め定めた形状を３次元データで記憶し、
該記憶された３次元データに基づく形状に対して断面を平行に複数作成し、
作成された各断面の断面周長をそれぞれ演算し、
作成された複数の断面中から２つの断面を選択し、選択された２つの断面の断面周長差および断面間隔を演算し、
判定テーブルを参照して、演算した断面周長差と断面間隔とに基づきしわ発生領域にあるか否かによって金属板の塑性加工性の良否を判定し、
判定された良否を提示することを特徴とする。
【０００９】
本発明の請求項２にかかる塑性加工性評価装置は、検討のための予め定めた形状に対して、金属板の塑性加工性をシミュレートにより評価する塑性加工性評価装置であって、
前記検討のための予め定めた形状の断面周長と断面間隔とに対してしわ発生領域か否かの情報である判定テーブルを格納した判定テーブルメモリと、
前記検討のための予め定めた形状を３次元データで記憶する記憶手段と、
該記憶された３次元データに基づく形状に対して断面を平行に複数作成する断面作成手段と、
作成された各断面の断面周長をそれぞれ演算する断面周長演算手段と、
作成された複数の断面中から２つの断面を選択し、選択された２つの断面の断面周長差および断面間隔を演算する断面周長差演算手段と、
判定テーブルを参照して、演算した断面周長差と断面間隔とに基づきしわ発生領域にあるか否かによって金属板の塑性加工性の良否を判定する判定手段と、
判定された良否を提示する提示手段と、
を備えたことを特徴とする。
【００１０】
本発明の請求項１および２にかかる塑性加工性評価方法および装置によれば、検討のための予め定めた形状が３次元データで記憶され、該記憶された３次元データに基づく形状に対して断面が平行に複数作成され、作成された各断面の断面周長がそれぞれ演算され、作成された複数の断面中から２つの断面が選択され、選択された２つの断面の断面周長差および断面間隔が演算され、判定テーブルが参照されて、演算された断面周長差と断面間隔とに基づきしわ発生領域にあるか否かから金属板の塑性加工性の良否が判定されて、判定された良否が提示される。
【００１１】
したがって、本発明の請求項１および２にかかる塑性加工性評価方法および装置によれば、金属板の塑性変形過程を有限要素法に基づいて解析するのではなく、検討のための予め定めた形状を元に複数の断面が平行に形成され、複数の断面中から２つの断面が選択されて、選択された２つの断面の断面周長差と断面間隔とからの演算によって塑性加工性が求められるので、有限要素法解析のためのモデルを作成する必要はなく、容易に塑性加工性の評価をすることができる。
【００１２】
また、本発明の請求項１および２にかかる塑性加工性評価方法および装置によれば、検討のための予め定めた形状を元に複数の断面を平行に形成し、複数の断面中から選択された２つの断面の断面周長差と断面間隔とから演算によって塑性加工性が求められるために、低性能の演算手段によっても高速に演算ができて、検討のために設けた形状違いの複数の形状に対しても素早く塑性加工性の評価が得られる。
【００１３】
本発明の請求項３記載の塑性加工性評価方法は、検討のための予め定めた形状に対して、金属板の塑性加工性をシミュレートにより評価する塑性加工性評価方法であって、
母材となる金属板を前記検討のための予め定めた形状に塑性加工した場合におけるダイフェース面に対応する形状に生成されたスカート部を含む金属板の断面周長と断面間隔に対してしわの発生領域か否かの情報を予め判定テーブルとして記憶し、
前記検討のための予め定めた形状を３次元データで記憶し、
成形されたスカート部を含む前記記憶された３次元データに基づく形状に対して断面を平行に複数作成し、
作成された各断面の断面周長をそれぞれ演算し、
作成された複数の断面中から２つの断面を選択し、選択された２つの断面の断面周長差および断面間隔を演算し、
判定テーブルを参照して、演算した断面周長差と断面間隔とに基づきしわ発生領域にあるか否かによって金属板の塑性加工性の良否を判定し、
判定された良否を提示することを特徴とする。
【００１４】
本発明の請求項４記載の塑性加工性評価装置は、検討のための予め定めた形状に対して、金属板の塑性加工性をシミュレートにより評価する塑性加工性評価装置であって、
母材となる金属板を前記検討のための予め定めた形状に塑性加工した場合におけるダイフェース面に対応する形状に生成されたスカート部を含む金属板の断面周長と断面間隔に対してしわの発生領域か否かの情報である判定テーブルを格納した記憶手段と、
前記検討のための予め定めた形状を３次元データで記憶する記憶手段と、
成形されたスカート部を含む前記記憶された３次元データに基づく形状に対して断面を平行に複数作成する断面作成手段と、
作成された各断面の断面周長をそれぞれ演算する断面周長演算手段と、
作成された複数の断面中から２つの断面を選択し、選択された２つの断面の断面周長差および断面間隔を演算する断面周長差演算手段と、
判定テーブルを参照して、演算した断面周長差と断面間隔とに基づきしわ発生領域にあるか否かによって金属板の塑性加工性の良否を判定する判定手段と、
判定された良否を提示する提示手段と、
を備えたことを特徴とする。
【００１５】
本発明の請求項３および４にかかる塑性加工性評価方法および装置によれば、本発明の請求項１および２にかかる塑性加工性評価方法および装置による場合に加えて、母材となる金属板から形成する場合におけるスカート部が加えられて、金属板の塑性加工性の良否が判定される。
【００１６】
したがって、本発明の請求項３および４にかかる塑性加工性評価方法および装置によれば、スカート部が加えられているため、検討のための形状に着目しているのみでは不都合で、絞り深さや母材の面積を考慮する必要があるような場合にも塑性加工性が簡単に評価することができる。
【００１７】
本発明の請求項１〜４にかかる塑性加工性評価方法および装置において、塑性加工のためのプレス方向に対して直交する法線を持つ基準平面を設定し、該基準平面に平行する面で前記形状を仮想的に切断した切断面を前記断面としてもよい。
【００１８】
本発明の請求項１〜４にかかる塑性加工性評価方法および装置において、塑性加工のためのプレス方向に対して直交する法線を持つ基準平面を設定し、該基準平面に平行する面で前記形状を仮想的に切断した切断面を前記断面とした場合には、作成する断面位置が指定できるため、プレス方向を加味した方向に断面を形成できて、演算精度の向上が図れ、高精度で塑性加工性の評価をすることができる。
【００１９】
本発明の請求項１〜４にかかる塑性加工性評価方法および装置において、前記断面を指定された範囲内で作成するようにしてもよい。
【００２０】
本発明の請求項１〜４にかかる塑性加工性評価方法および装置において、前記断面を指定された範囲内で作成するようにした場合は、前記断面を作成する範囲を指定することができるために、絞りが深くしわが発生しそうな領域とその近傍だけを指定するといった、限定的な範囲内での演算のみで済み、無用な演算をする必要がなくなって、より素早く塑性加工性を評価することができる。
【００２１】
本発明の請求項１〜４にかかる塑性加工性評価方法および装置において、前記断面を指定された間隔で作成するようにしてもよい。
【００２２】
本発明の請求項１〜４にかかる塑性加工性評価方法および装置において、前記断面を指定された間隔で作成するようにした場合は、前記断面を作成する間隔を指定することができるので、より詳細に確認したい部位に対しては断面間隔を狭くして塑性加工性評価の精度を高めることができると共に、大まかな確認のみでよい部位に対しては断面間隔を広げることにより無用な演算をなくし、より素早く塑性加工性の評価を得ることができる。
【００２３】
本発明の請求項１〜４にかかる塑性加工性評価方法および装置において、判定テーブルを板厚または素材に応じて複数備えるようにしてもよい。
【００２４】
本発明の請求項１〜４にかかる塑性加工性評価方法および装置において、判定テーブルを板厚に応じて複数備えるようにした場合は、板厚または素材に応じて判定テーブルが備えられているため、同一形状のモデルに対し板厚または素材を変更した場合であっても容易にかつ精度よく塑性加工性の評価が可能となる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の塑性加工性評価方法および装置を実施の一形態によって説明する。
【００２６】
図１は本発明の塑性加工性評価方法を実施するための塑性加工性評価装置の構成を示す模式図である。
【００２７】
図１に示す塑性加工性評価装置１はスタンドアロンのコンピュータ、またはエンジニアリングワークステーションからなり、ＣＰＵ２と、干渉チェックがなされた境界表現による、検討するために予め定められた形状の３次元データ、例えば図３に示す自動二輪車における燃料タンク底板の形状の３次元モデル（３次元モデルは、例えばソリッドモデルやサーフェースモデル等を意味し、以下３Ｄモデルとも記す）を指定する３Ｄモデル指定手段３と、検討する形状に形成するため塑性加工される金属板の板厚および素材、プレス方向、断面作成範囲である計算範囲、断面間離等を含む計算パラメータを指示する入力手段４と、入力手段４にて指示された情報および演算結果を格納するテンポラリメモリを構成するＲＡＭ５と、金属板の板厚と素材毎に塑性加工性を判定するための判定テーブルが格納された判定テーブルメモリ６と、判定結果などを提示する提示手段である出力手段７とを備えている。
【００２８】
なお、ここで素材とは、塑性加工される母材となる金属板材料の種類であって、例えば金属板が鋼板の場合でも細かい仕様が相違する鋼板は異なる素材となり、鋼板のみでなくアルミニウム板等の場合も同様である。
【００２９】
判定テーブルメモリ６は、例えば図４に模式的に示すように、金属板の素材ごとに断面間の距離（Ｌｃ）と断面周長差｜Ｌｂ−Ｌａ｜とに基づいて成形性の良否を判定するために、成形によってしわが発生する領域（しわ発生領域）と、成形によってもしわが発生しない領域であるＯＫ領域との情報がテーブルの形で格納されている。判定テーブルは、具体的に、実験的、または経験的に予め定めておくことができる。
【００３０】
入力手段４による計算範囲の指定では、塑性加工のために入力されたプレス方向に対して直交する法線を持つ基準平面を２つ設定する。ここで、入力手段４によって基準平面を指定するのは、仮想的断面作成のために基準平面に平行する面で形状８（図３参照）を仮想的に切断して仮想的断面としたいためであり、単にプレス方向を指定しただけでは、断面を作成するため形状８を仮想的に切断する方向を指定することができないので、入力されたプレス抜き方向に対して直交する法線を持つ基準平面を指定するのである。さらに、基準平面を２つ設定するのは、この２つの基準平面に挟まれた領域を断面作成範囲とするためであって、これによって断面作成範囲が指定される。
【００３１】
入力手段４による計算パラメータの指定においては、前記したように断面間隔の指定の他に、形状８が左右対称か否かの指定、ダイフェース面の指定をするか否かの指示がなされる。断面間隔の指定は仮想的に形状８を切断して断面を生成するときの断面間隔を指定するためであり、形状８が左右対称か否かの指定は断面周長の演算において形状８が幅方向の中心に対して対称のときには中心までの断面周長を演算してその結果を２倍して断面周長とすれば足り、断面周長の演算を簡略化することができるためである。ダイフェース面の指定をするか否かの指示は任意であって必要に応じて選択的に指定すればよい。
【００３２】
ＣＰＵ２は、機能的に、３Ｄモデル指定手段３によって指定された３Ｄモデルに基づく３次元データを生成してＲＡＭ５の３次元データ格納領域に格納させる３次元データ生成部２１と、入力手段４によって指示された断面を作成するため形状８を仮想的に切断する方向に、指示された断面作成範囲内で、かつ指示された断面間隔で、３次元データ生成部２１によりＲＡＭ５の３次元データ格納領域に格納された３次元データにて形成される形状８の断面を仮想的に作成する断面作成部２２と、断面作成部２２において仮想的に作成された断面の断面周長を演算する断面周長演算部２３と、仮想的に作成された断面中から２つの断面を選択し、選択された断面の断面周長差と選択された２つの断面間の距離とを演算する断面周長差演算部２４と、入力手段４によって入力された板厚と素材を参照して、板厚と素材に対する判定テーブルを判定テーブルメモリ６から読み出し、読み出された判定テーブルを参照して、断面周長差演算部２４によって演算した断面間の距離と断面周長とに基づきしわ発生領域内か否かを判定し、かつ判定結果を出力手段７に出力して表示させる成形性判定部２５とを備えている。
【００３３】
上記のように構成された塑性加工性評価装置１の作用を図２に示したフローチャートによって説明する。
【００３４】
塑性加工性評価指示がなされると塑性加工性評価ルーチンに入り、３Ｄモデル指定手段３によって指定された、検討する形状８の３Ｄモデルに基づく３次元データが３次元データ生成部２１によって生成されてＲＡＭ５の３次元データ格納領域に格納され（ステップＳ１）、入力手段４から入力された板厚、素材およびプレス方向が読み込まれ（ステップＳ２）、続いて入力手段４から入力された断面作成範囲が読み込まれ（ステップＳ３）、次いで、入力された断面間隔が読み込まれる（ステップＳ４）。
【００３５】
ステップＳ４に続いて、ステップＳ１においてＲＡＭ５に格納された３次元データに基づく形状８に対して、ステップＳ２、Ｓ３およびＳ４において読み込まれた情報に基づいて、入力されたプレス方向に対して直交する法線を持つ基準平面が２つ設定され、この設定された２つの基準平面が断面作成範囲とされ、該断面作成範囲内において断面作成のために基準平面に平行し、かつ読み込まれた断面間隔隔てた面で形状８が仮想的に切断されることによって複数の断面が作成され、各断面の断面周長が断面周長演算部２３によって演算される（ステップＳ５）。
【００３６】
ステップＳ５における断面周長の演算において、入力手段４によって左右が対称との指定がされているときは、形状８が図３に示すように破線で示した左右の幅方向における中心線９に対して対称のときであって、このときには中心線９までの断面周長を演算し、該演算断面周長を２倍することによって断面周長Ｌａ、Ｌｂが求められて、断面周長の演算が簡単になる。
【００３７】
ステップＳ５に次いで、作成された複数の断面中から２つの断面が選択され（選択された２つの断面を図３において模式的に一点鎖線ａ、ｂにて示してあり、その断面周長はそれぞれＬａ、Ｌｂとする）、選択された２つの断面の各断面周長（Ｌａ、Ｌｂ）の差｜Ｌｂ−Ｌａ｜と、選択された２つの断面間の距離（Ｌｃ）が断面周長差演算部２４によって演算される（ステップＳ６）。
【００３８】
ステップＳ６に続いて、入力手段４によって入力された板厚および素材に対する図４に模式的に示す判定テーブルが読み出されて、読み出された判定テーブルが参照されて、演算された断面周長差｜Ｌｂ−Ｌａ｜と断面間の距離（Ｌｃ）とに基づいてしわ発生領域内か、しわが発生しないＯＫ領域内かによって塑性加工性が判別される（ステップＳ７）。
【００３９】
断面周長差｜Ｌｂ−Ｌａ｜と断面間の距離（Ｌｃ）との交点が図４においてしわ領域内に位置するときには塑性加工によってしわが発生して塑性加工性が悪いと判定され、断面周長差｜Ｌｂ−Ｌａ｜と断面間の距離（Ｌｃ）との交点が図４においてＯＫ領域に位置するときは塑性加工によってしわが発生しない、すなわち、塑性加工性が良好であると成形性判定部２５により判定される。
【００４０】
ステップＳ７に続いて判定結果が出力手段７に出力されて表示される（ステップＳ８）。ステップＳ８における表示に続いて、他の２つの断面が選択されて（ステップＳ９）、全ての組み合わせについて選択が終了したか否かがチェックされる（ステップＳ１０）。ステップＳ１０において全ての組み合わせが選択されていないと判別されたときは、ステップＳ６から再び実行される。
【００４１】
ステップＳ１０において全ての組み合わせが選択されたと判別されたときは、塑性加工性評価ルーチンは終了する。
【００４２】
ステップＳ５において断面がｎ個作成されたときは、ステップＳ１０において、ｎ個の中から２個を選ぶ組合わせ_nＣ₂の回数だけの組み合わせが終了したときに塑性加工性評価ルーチンは終了し、この組み合わせ中の少なくとも１つにおいてしわ領域内であると判別されたときは、塑性加工性が悪いと判別される。
【００４３】
次に、入力手段４による計算パラメータの指定において、断面間隔の指定の他に、形状８が左右対称か否かの指定およびダイフェース面の指定をする旨の指示がなされた場合について説明する。
【００４４】
以下、図３に示す場合と同様に自動二輪車における燃料タンク底板をプレス加工により成形する場合を例に説明する。
【００４５】
ダイおよびポンチによるプレス加工によって燃料タンク底板を成形する場合に、ダイフェース面の指定指示を行うことの理由について説明する。
【００４６】
図５に模式的に示すように、図５（ａ）に示す母材３３を、図５（ｂ）に示す如くポンチ３２とダイ３１との間に挿入し、ポンチ３２の外側に位置するホルダ３７によって母材３３の周縁を押さえプレスすることによって目的物体である燃料タンク底板を成形する。母材３３はプレス加工により、形状８の部分と形状８の部分の周囲に延伸された母材３３からなるスカート部３５の部分とを含む図５（ｃ）に示す半完成品３４が成形される。図５（ｂ）において符号３６はダイフェースを示す。
【００４７】
半完成品３４におけるスカート部３５の部分は、図５（ｄ）に示す如く、最終的には除去されて、完成品である物体の形状８、すなわち燃料タンク底板とされる。なお、図５（ｃ）および図５（ｄ）においては、説明の便宜のために、スカート部３５の部分にしわが生じた場合を誇張して示してある。
【００４８】
このため、塑性加工性を評価する場合には、３Ｄモデルの形状に着目しているのみでは不都合な場合があって、ダイ３１の成型孔の底からダイフェース３６までの距離、すなわち絞り深さや、ダイフェース３６の面が平面なのか曲面なのかを考慮する必要がある。
【００４９】
ダイフェース面の指定指示を行う場合の塑性加工性評価装置１の構成は図１に示す模式図と同じであり、重複を避けるためその説明は省略する。
【００５０】
ダイフェース面の指定指示を行う場合における塑性加工性評価装置１の作用を、図６に示したフローチャートによって説明する。
【００５１】
塑性加工性評価指示がなされると、図６に示す塑性加工性評価ルーチンに入り、３Ｄモデル指定手段３によって指定された、検討する形状８の３Ｄモデルに基づく３次元データが３次元データ生成部２１によって生成されてＲＡＭ５の３次元データ格納領域に格納され（ステップＳ１）、入力手段４から入力された母材３３の板厚および素材（材料）とプレス方向が読み込まれ（ステップＳ２）、続いて入力手段４から入力された断面作成範囲が読み込まれ（ステップＳ３）、次いで、入力された断面間隔が読み込まれる（ステップＳ４）。ステップＳ１からステップＳ４までのステップは図２の場合と同様である。
【００５２】
ここで、ダイフェース面は、３次元ＣＡＤ上でモデル形状から想定し得る任意の平面ダイフェースでも、または曲面ダイフェースでもよく、３次元ＣＡＤ上でモデル形状から想定し得るダイフェースを定義することによって行われる。ダイフェース面を指定する指示により、（１）予め定めたダイフェース面のデータを利用する場合、（２）ダイフェース面が平面とみなされて自動生成される場合、（３）ダイフェースが３次曲面として新たに生成される場合の３通りがある。平面ダイフェースの場合は図７に模式的に示す如くであり、曲面ダイフェースの場合は図８に模式的に示す如くである。ダイフェースの生成については、予めダイフェースを生成しておいてもよく、別途設けたダイフェース作成ルーチンを実行してダイフェースを生成してもよい。
【００５３】
図６に戻って、ステップＳ４に続いて入力手段４によってダイフェース面の指定指示がなされているか否かがチェックされる（ステップＳ４ａ）。ステップＳ４ａにおいて、ダイフェース面の指定指示がなされていないと判別されたときは、デフォルトルールにより、ダイフェースは平面とみなされ、プレス方向を法線とする任意の平面位置に平面ダイフェースが自動生成される（ステップＳ４ｃ）。ステップＳ４ａにおいてダイフェース面の指定指示がなされていると判別されたときは、入力手段４からダイフェース面の指定指示が読み込まれて、判定指示に基づく曲面ダイフェースの生成がなされる（ステップＳ４ｂ）。
【００５４】
ステップＳ４ｂあるいはステップＳ４ｃの実行に続いて、ステップＳ１においてＲＡＭ５に格納された３次元データに基づく形状８に対して、ステップＳ２、Ｓ３およびＳ４において読み込まれた情報に基づいて、入力されたプレス方向に対して直交する法線を持つ基準平面が２つ設定され、この設定された２つの基準平面が断面作成範囲とされ、該断面作成範囲内において断面作成のために基準平面に平行し、かつステップＳ４にて読み込まれた断面間隔隔てた面で形状８およびスカート部３５が仮想的に切断されることによって複数の断面が作成され、各断面の断面周長が断面周長演算部２３によって演算される（ステップＳ５ａ）。
【００５５】
なお、深絞りなどのプレス加工によっては、母材３３の端面形状は絞り深さに対応して微視的に凹凸形状を呈するが、図７および図８においてはこれを無視して計算および表示している。
【００５６】
ステップＳ５ａにおける断面周長の演算において、入力手段４によって左右が対称との指定指示がされているときは、形状８が図３に示した場合と同様に図７および図８において破線で示した左右の幅方向における中心線９に対して対称であって、かつ母材３３の端部が中心線９と平行になるようにガイドされて挿入されるときには、スカート部３５を含んで中心線９までの断面周長を演算し、該演算断面周長を２倍することによって断面周長が求められて、断面周長の演算が簡単になる。
【００５７】
ステップＳ５ａに次いで、作成された複数の断面中から２つの断面が選択され、選択された２つの断面の各断面周長（Ｌａ′、Ｌｂ′）が求められ、求められて各断面周長から求めたその差｜Ｌｂ′−Ｌａ′｜と、選択された２つの断面間の距離（Ｌｃ）が断面周長差演算部２４によって演算される（ステップＳ６ａ）。ここで、選択された２つの断面を図７（ａ）および図８（ａ）において模式的に一点鎖線ａ′、ｂ′にて示してあり、その断面周長をそれぞれＬａ′、Ｌｂ′としている。
【００５８】
ここで、断面周長の演算について説明する。図７（ａ）および図７（ｂ）は平面ダイフェースの場合を示し、図８（ａ）および図８（ｂ）は曲面ダイフェースの場合を示している。図７（ａ）および図８（ａ）において細破線は形状８を形成のためのプレス加工によって折り曲げられる部分の軌跡を模式的に示しており、後記の垂線の足の軌跡でもある。平面ダイフェース面によって生成された半完成品３４上におよび曲面ダイフェースによって生成された半完成品３４上に、二点鎖線で示した端辺を設定する。
【００５９】
図７（ｂ）は形状８とスカート部３５とを図７（ａ）に対応して模式的に示したものであり、図８（ｂ）は形状８とスカート部３５とを図８（ａ）に対応して模式的に示したものである。
【００６０】
スカート部３５および形状８の断面長の演算は平面ダイフェース面の場合も曲面ダイフェース面の場合と同様であるため、図７（ａ）によって説明する。
【００６１】
形状８の断面ａ′（ｂ′）の端点Ｐａ１（Ｐｂ１）からダイフェース面方向に下ろした垂線の足をＰａ２（Ｐｂ２）とし、前記垂線の足Ｐａ２（Ｐｂ２）を断面ａ′（ｂ′）に沿って端辺の方向へ移動させたときにおける前記端辺との交点をＰａ３（Ｐｂ３）としたとき、断面ａ′の断面周長Ｌａ′、断面ｂ′の断面周長Ｌｂ′は、形状８自体の断面ａ′の周長をＬａとし、形状８自体の断面ｂ′の周長をＬｂとすると、（１）式に示す如くである。
【００６２】
断面ａ′のスカート部３５を含む断面周長Ｌａ′、断面ｂ′のスカート部３５を含む断面周長Ｌｂ′が、（１）式に示す如くになるのは、点Ｐａ１（Ｐｂ１）、点Ｐａ２（Ｐｂ２）、点Ｐａ３（Ｐｂ３）に対応して、図７（ａ）の対応する形状８の裏側にも同様に点Ｐａ４（Ｐｂ４）、点Ｐａ５（Ｐｂ５）、点Ｐａ６（Ｐｂ６）が存在するためである。
【００６３】
上記の断面周長の演算については図８に示す曲面ダイフェースの場合も同様である。
【００６４】
【数１】

【００６５】
したがって、図４において周長差│Ｌｂ−Ｌａ│に変わって周長差│Ｌｂ′−Ｌａ′│に対して求めてある判定テーブルによって、入力手段４によって入力された板厚および／または素材に対してしわ発生領域内か、しわが発生しないＯＫ領域内かによって塑性加工性が判別される（ステップＳ７ａ）。
【００６６】
断面周長差｜Ｌｂ′−Ｌａ′｜と断面間の距離（Ｌｃ）との交点が図４においてしわ領域内に位置するときには塑性加工によってしわが発生して塑性加工性が悪いと判定され、断面周長差｜Ｌｂ′−Ｌａ′｜と断面間の距離（Ｌｃ）との交点が図４においてＯＫ領域に位置するときは塑性加工によってしわが発生しない、すなわち、塑性加工性が良好であると成形性判定部２５により判定される。
【００６７】
ステップＳ７ａに続いて判定結果が出力手段７に出力されて表示される（ステップＳ８ａ）。ステップＳ８ａにおける判定結果の表示に続いて、他の２つの断面が選択されて（ステップＳ９ａ）、全ての組み合わせについて選択が終了したか否かがチェックされる（ステップＳ１０）。ステップＳ１０において全ての組み合わせが選択されていないと判別されたときは、ステップＳ６ａから再び実行される。
【００６８】
ステップＳ１０において全ての組み合わせが選択されたと判別されたときは、塑性加工性評価ルーチンは終了する。
【００６９】
ステップＳ５ａにおいて断面がｎ個作成されたときは、ステップＳ１０において、ｎ個の中から２個を選ぶ組合わせ_nＣ₂の回数だけの組み合わせが終了したときに塑性加工性評価ルーチンは終了し、この組み合わせ中の少なくとも１つにおいてしわ領域内であると判別されたときは、塑性加工性が悪いと判別される。
【００７０】
かかる判定によって塑性加工性が悪いと判定されたときは、ダイフェース面の一部または全部の形状を修正するなどのダイの修正により、塑性加工性を向上させることができる。
【００７１】
ここで、ダイフェース面の指定指示の有無に関わらず、しわ領域内であると判定されたとき、出力手段７における提示において、表示色を変えて提示するようにしてもよい。
【００７２】
ダイフェース面の指定指示の有無に関わらず、上記において、断面を作成する断面作成範囲の指定ができるようにしたため、絞りが深くしわ発生のおそれがあると想定される領域とその近傍を断面作成範囲として選択することによって、限定的な範囲について塑性加工性を判定することができて、演算量が少なくて済み、より素早く塑性加工性を知ることができる。
【００７３】
さらにダイフェース面の指定指示の有無に関わらず、断面間隔の指定ができるようにしたために、断面間隔を狭く指定したり、広く指定したりすることができて、塑性加工性をより詳細に判定したい部位、例えば絞りが深い部位に対しては断面間隔を狭くして判定精度を高めることができ、大まかな確認でよいような部位については断面間隔を広くして演算回数を減らして、素早く塑性加工性の判定を得ることができる。
【００７４】
さらにまたダイフェース面の指定指示の有無に関わらず、判定テーブルを塑性加工される金属板の板厚および／または素材に対応して設け、塑性加工される板厚および／または素材を指定することによって、指定された板厚の金属板に対する判定テーブルが参照されて、該板厚および／または素材の場合による塑性加工性の判定ができるようにしたために、必要に応じて板厚、または素材を変更して同一形状の判定モデルに対して再度判定を行うことができてきわめて好都合である。このように板厚および／または素材を変更したときにも容易に判定をすることができる。
【００７５】
さらにダイフェース面の指定指示の有無に関わらず、上記において、断面を作成するために仮想的に形状８を切断する方向が指定できて、該方向に切断されて断面が作成されるために、塑性加工性の判定が精度よく行える。
【００７６】
また、ダイフェース面の指定指示の有無に関わらず、プレス方向を入力したうえで、このプレス方向に対して直交する法線を有する基準平面を自動的に指定するようにしたため、断面を得るための切断面が特定されることになる。
【００７７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明にかかる塑性加工性評価方法および装置によれば、塑性加工性を有限要素法等の知識を全く必要とせず簡単に、例えば１秒以下から数秒程度の瞬時に評価することができて、種々の検討のための予め定めた形状に対し、金属板の塑性加工性仕様を比較検討でき、生産性の高い製品を設計することが可能となる。
【００７８】
さらに、本発明にかかる塑性加工性評価方法および装置によれば、金属板の塑性変形過程を有限要素法で解析するのではなく、検討のための予め定めた形状を元にその断面周長と断面間隔とを求めることで済み、有限要素法解析専用のモデル作成が不要で気軽に活用することができる。
【００７９】
さらにまた、本発明にかかる塑性加工性評価方法および装置によれば、断面間隔と断面周長とに基づいて塑性加工性が得られるので、低性能なコンピュータでも高速に演算可能であり、形状が違う数多くの形状に対して演算をするような場合であっても手軽にかつ素早く塑性加工性の評価が得られる。
【００８０】
また、本発明にかかる塑性加工性評価方法および装置によれば、形状に着目しているのみでは不都合で、絞り深さや母材の面積を考慮する必要があるような場合にも塑性加工性を簡単に評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の塑性加工性評価方法を実施するための一形態にかかる塑性加工性評価装置の構成を示す模式図である。
【図２】図１に示す塑性加工性評価装置の作用の説明に供するフローチャートである。
【図３】図１に示す塑性加工性評価装置により評価される形状の一例を示す斜視図である。
【図４】図１に示す塑性加工性評価装置における判定テーブルの一例を示す模式図である。
【図５】本発明の塑性加工性評価方法によって評価される形状成形の説明図である。
【図６】本発明の塑性加工性評価方法においてダイフェース面の指定指示の場合における塑性加工性評価装置の作用の説明に供するフローチャートである。
【図７】ダイフェース面が平面の場合における断面周長演算の模式説明図である。
【図８】ダイフェース面が曲面の場合における断面周長演算の模式説明図である。
【符号の説明】
１…塑性加工性評価装置２…ＣＰＵ
３…３Ｄモデル指定手段４…入力手段
５…ＲＡＭ６…判定テーブルメモリ
７…出力手段２１…３次元データ生成部
２２…断面作成部２３…断面周長演算部
２４…断面周長差演算部２５…成形性判定部
３１…ダイ３２…ポンチ
３３…母材３４…半完成品
３５…スカート部３６…ダイフェース[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a plastic workability evaluation method and apparatus for evaluating the plastic workability of a metal plate by simulating a predetermined desired three-dimensional shape model for examination.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, when the plastic workability of a metal plate is evaluated by simulating against a predetermined desired three-dimensional shape model for examination, numerical simulation of the process of plastic deformation of the metal plate by press forming or the like is performed by a finite element method. The fracture margin of each element is calculated and displayed from the fracture limit strain data and the calculated strain data of each element.
[0003]
For example, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 8-339396, element strain data and / or stress data obtained by numerically simulating the process of plastic deformation of a metal plate by a finite element method, and limit data By calculating the rupture margin of each element from the rupture limit strain data and / or wrinkle limit data stored in the storage unit, and displaying the calculated rupture margin data as a contour distribution, rupture and breakage phenomenon that is a processing defect phenomenon It is possible to visually grasp the risk of wrinkles.
[0004]
Thus, conventionally, the process of plastic deformation of a metal plate is numerically simulated by the finite element method, and formability is determined from the obtained strain data of each element.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the finite element method analysis, in order to perform a more accurate analysis, it is necessary to subdivide the shape into precise and detailed elements (mesh) and create a calculation dedicated model, and since the finite element method is used, The calculation needs to be performed for a relatively long time using a high-performance computer, and there is a problem that it is difficult to obtain an answer quickly when it is desired to compare and examine various shapes.
[0006]
Furthermore, when various specifications are to be compared and examined at the product design stage, the conventional method takes several hours to 10 to several hours depending on the case. Therefore, if the conventional method is used as it is, the determination of the specification is delayed.
[0007]
An object of the present invention is to provide a plastic workability evaluation method and apparatus that can be easily used and that can quickly obtain a calculation result with a required accuracy.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The plastic workability evaluation method according to claim 1 of the present invention is a plastic workability evaluation method for evaluating the plastic workability of a metal plate by simulating a predetermined shape for examination,
Information as to whether or not a wrinkle generation region is stored in advance as a determination table with respect to the cross-sectional peripheral length and cross-sectional interval of the metal plate plastically processed into a predetermined shape for the examination,
Storing a predetermined shape for the examination as three-dimensional data;
Creating a plurality of cross sections parallel to the shape based on the stored three-dimensional data;
Calculate the cross-sectional circumference of each created cross-section,
Select two cross-sections from the created cross-sections, calculate the cross-section circumference difference and cross-section interval between the two selected cross-sections,
Referring to the determination table, whether the metal plate is plastic writable or not is determined by whether or not the wrinkle generation region is based on the calculated cross-sectional circumference difference and cross-sectional interval,
The determined quality is presented.
[0009]
The plastic workability evaluation apparatus according to claim 2 of the present invention is a plastic workability evaluation apparatus that evaluates the plastic workability of a metal plate by simulating a predetermined shape for examination,
A determination table memory storing a determination table that is information on whether or not a wrinkle generation region with respect to a cross-sectional circumference and a cross-sectional interval of a predetermined shape for the examination;
Storage means for storing a predetermined shape for the examination as three-dimensional data;
Cross-section creating means for creating a plurality of cross-sections in parallel with respect to the shape based on the stored three-dimensional data;
A cross-section circumference calculating means for calculating the cross-section circumference of each created cross-section,
A cross-section circumference difference calculating means for selecting two cross-sections from a plurality of created cross sections and calculating a cross-section circumference difference and a cross-section interval between the two selected cross-sections;
With reference to the determination table, determination means for determining whether the plastic workability of the metal plate is good or not based on whether or not it is in the wrinkle generation region based on the calculated cross-section circumference difference and cross-section interval;
A presenting means for presenting the determined quality,
It is provided with.
[0010]
According to the plastic workability evaluation method and apparatus according to

claims

1 and 2 of the present invention, a predetermined shape for examination is stored as three-dimensional data, and a shape based on the stored three-dimensional data is stored. Multiple cross-sections are created in parallel, the cross-sectional perimeter of each cross-section created is calculated, two cross-sections are selected from the created cross-sections, and the cross-section perimeter difference and cross-section of the two selected cross-sections The interval is calculated, the determination table is referenced, and the plastic workability of the metal plate is determined based on whether or not it is in the wrinkle generation region based on the calculated cross-sectional circumference difference and the cross-sectional interval. Pass or fail is presented.
[0011]
Therefore, according to the plastic workability evaluation method and apparatus according to

claims

1 and 2 of the present invention, rather than analyzing the plastic deformation process of the metal plate based on the finite element method, a predetermined shape for examination is used. Based on the above, a plurality of cross sections are formed in parallel, two cross sections are selected from the plurality of cross sections, and plastic workability is calculated by calculating from the difference in cross section circumference between the two selected cross sections and the cross section interval. Therefore, it is not necessary to create a model for finite element method analysis, and plastic workability can be easily evaluated.
[0012]
According to the plastic workability evaluation method and apparatus according to

claims

1 and 2 of the present invention, a plurality of cross sections are formed in parallel based on a predetermined shape for examination, and selected from the plurality of cross sections. In addition, since plastic workability is required by calculation from the difference in cross-sectional circumference between two cross-sections and the cross-section interval, it can be calculated at high speed even by low-performance calculation means, and a plurality of shape differences provided for examination can be obtained. The plastic workability can be quickly evaluated for the shape.
[0013]
The plastic workability evaluation method according to claim 3 of the present invention is a plastic workability evaluation method for evaluating the plastic workability of a metal plate by simulation with respect to a predetermined shape for examination,
When the metal plate as a base material is plastic-worked into a predetermined shape for the above examination, wrinkles are made with respect to the cross-sectional peripheral length and cross-sectional interval of the metal plate including the skirt portion generated in a shape corresponding to the die face surface. Information as to whether or not it is an occurrence region, is stored in advance as a determination table,
Storing a predetermined shape for the examination as three-dimensional data;
Creating a plurality of cross sections parallel to the shape based on the stored three-dimensional data including the shaped skirt,
Calculate the cross-sectional circumference of each created cross-section,
Select two cross-sections from the created cross-sections, calculate the cross-section circumference difference and cross-section interval between the two selected cross-sections,
Referring to the determination table, whether the metal plate is plastic writable or not is determined by whether or not the wrinkle generation region is based on the calculated cross-sectional circumference difference and cross-sectional interval,
The determined quality is presented.
[0014]
The plastic workability evaluation apparatus according to claim 4 of the present invention is a plastic workability evaluation apparatus that evaluates the plastic workability of a metal plate by simulating a predetermined shape for examination,
When the metal plate as a base material is plastic-worked into a predetermined shape for the above examination, wrinkles are made with respect to the cross-sectional peripheral length and cross-sectional interval of the metal plate including the skirt portion generated in a shape corresponding to the die face surface. Storage means for storing a determination table which is information on whether or not the occurrence area
Storage means for storing a predetermined shape for the examination as three-dimensional data;
A cross-section creating means for creating a plurality of cross-sections in parallel with respect to the shape based on the stored three-dimensional data including the molded skirt portion;
A cross-section circumference calculating means for calculating the cross-section circumference of each created cross-section,
A cross-section circumference difference calculating means for selecting two cross-sections from a plurality of created cross sections and calculating a cross-section circumference difference and a cross-section interval between the two selected cross-sections;
With reference to the determination table, determination means for determining whether the plastic workability of the metal plate is good or not based on whether or not it is in the wrinkle generation region based on the calculated cross-section circumference difference and cross-section interval;
A presenting means for presenting the determined quality,
It is provided with.
[0015]
According to the plastic workability evaluation method and apparatus according to

claims

3 and 4 of the present invention, in addition to the case of the plastic workability evaluation method and apparatus according to

claims

1 and 2 of the present invention, a metal plate as a base material The skirt portion in the case of forming from is added, and the quality of the plastic workability of the metal plate is determined.
[0016]
Therefore, according to the plastic workability evaluation method and apparatus according to

claims

3 and 4 of the present invention, since the skirt portion is added, it is inconvenient only to pay attention to the shape for examination. Even when it is necessary to consider the area of the base material, the plastic workability can be easily evaluated.
[0017]
In the plastic workability evaluation method and apparatus according to claims 1 to 4 of the present invention, a reference plane having a normal line orthogonal to the pressing direction for plastic working is set, and the plane parallel to the reference plane is set as the reference plane. A cross section obtained by virtually cutting the shape may be the cross section.
[0018]
In the plastic workability evaluation method and apparatus according to claims 1 to 4 of the present invention, a reference plane having a normal line orthogonal to the pressing direction for plastic working is set, and the plane parallel to the reference plane is set as the reference plane. When the cut surface virtually cut in shape is the cross section, the position of the cross section to be created can be specified, so the cross section can be formed in a direction that takes the press direction into account, and the calculation accuracy can be improved. The plastic workability can be evaluated.
[0019]
In the plastic workability evaluation method and apparatus according to claims 1 to 4 of the present invention, the cross section may be created within a specified range.
[0020]
In the plastic workability evaluation method and apparatus according to claims 1 to 4 of the present invention, when the cross section is created within a designated range, a range for creating the cross section can be designated. , It is only necessary to perform calculations within a limited range, such as specifying only the area where the aperture is deep and wrinkles are likely to occur, and it is unnecessary to perform unnecessary calculations, so that plastic workability can be evaluated more quickly. Can do.
[0021]
In the plastic workability evaluation method and apparatus according to claims 1 to 4 of the present invention, the cross section may be created at specified intervals.
[0022]
In the plastic workability evaluation method and apparatus according to claims 1 to 4 of the present invention, when the cross section is created at a specified interval, an interval for creating the cross section can be specified. The accuracy of the plastic workability evaluation can be increased by narrowing the cross-section interval for the part to be checked in detail, and unnecessary calculation is eliminated by increasing the cross-section interval for the part that only needs to be checked roughly. The evaluation of plastic workability can be obtained more quickly.
[0023]
In the plastic workability evaluation method and apparatus according to claims 1 to 4 of the present invention, a plurality of determination tables may be provided according to the plate thickness or the material.
[0024]
In the plastic workability evaluation method and apparatus according to claims 1 to 4 of the present invention, when a plurality of determination tables are provided according to the plate thickness, the determination tables are provided according to the plate thickness or material. Even when the thickness or material of the same shape model is changed, the plastic workability can be easily and accurately evaluated.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the plastic workability evaluation method and apparatus of the present invention will be described with reference to an embodiment.
[0026]
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a plastic workability evaluation apparatus for carrying out the plastic workability evaluation method of the present invention.
[0027]
The plastic workability evaluation apparatus 1 shown in FIG. 1 is composed of a stand-alone computer or an engineering workstation. The CPU 2 and three-dimensional data having a predetermined shape for examination based on a boundary expression subjected to interference check, for example, FIG. 3D model designating means 3 for designating a 3D model of the shape of the fuel tank bottom plate in the motorcycle shown in FIG. 3 (3D model means, for example, a solid model, a surface model, etc., and hereinafter also referred to as a 3D model) In the input means 4 for instructing calculation parameters including the plate thickness and material of the metal plate that is plastically processed to form the shape to be formed, the pressing direction, the calculation range that is the cross-section creation range, the cross-section separation, and the like RAM 5 constituting a temporary memory for storing instructed information and calculation results, and plate thickness of the metal plate Includes a determination table memory 6 the determination table is stored for determining the plastic workability for each material, and an output unit 7 is a presenting means for presenting the like determination result.
[0028]
Here, the material is a kind of metal plate material that is a base material to be plastically processed. For example, even if the metal plate is a steel plate, a steel plate with a different detailed specification is a different material, not only a steel plate but also an aluminum plate. The same applies to the case of the above.
[0029]
For example, as schematically illustrated in FIG. 4, the determination table memory 6 determines whether the formability is good or not based on the distance (Lc) between the cross sections and the cross section circumferential difference | Lb−La | for each material of the metal plate. For this purpose, information on an area where wrinkles are generated by molding (wrinkle generation area) and an OK area which is an area where no wrinkles are generated by molding is stored in the form of a table. Specifically, the determination table can be determined in advance experimentally or empirically.
[0030]
In the designation of the calculation range by the input means 4, two reference planes having normals orthogonal to the press direction input for plastic working are set. Here, the reason why the reference plane is designated by the input means 4 is to create a virtual section by virtually cutting the shape 8 (see FIG. 3) on a plane parallel to the reference plane in order to create a virtual section. Yes, simply by specifying the pressing direction, it is not possible to specify the direction in which the shape 8 is virtually cut in order to create a cross section, so a reference plane having a normal perpendicular to the input pressing direction Is specified. Further, two reference planes are set in order to set a region between the two reference planes as a cross-section creation range, and the cross-section creation range is designated by this.
[0031]
In specifying the calculation parameters by the input means 4, in addition to the cross-sectional interval, as described above, it is instructed whether or not the shape 8 is bilaterally symmetric and whether or not the die face surface is specified. The designation of the cross-sectional interval is for designating the cross-sectional interval when the shape 8 is virtually cut to generate the cross section, and the designation of whether the shape 8 is symmetric or not is the width of the shape 8 in the calculation of the cross-sectional circumference. This is because when it is symmetric with respect to the center of the direction, it is sufficient to calculate the cross-sectional perimeter to the center and double the result to obtain the cross-sectional perimeter, and the calculation of the cross-sectional perimeter can be simplified. The instruction as to whether or not to designate the die face surface is arbitrary and may be selectively designated as necessary.
[0032]
The CPU 2 functionally designates the 3D data generation unit 21 that generates 3D data based on the 3D model specified by the 3D model specifying means 3 and stores it in the 3D data storage area of the RAM 5, and the input means 4. In the direction of virtually cutting the shape 8 in order to create the cross section, the three-dimensional data generation unit 21 stores the three-dimensional data storage area of the RAM 5 in the designated cross-section creation range and at the designated cross-section interval. A cross-section creation unit 22 that virtually creates a cross-section of the shape 8 formed by the stored three-dimensional data, and a cross-sectional circumference calculation that calculates the cross-sectional circumference of the cross-section virtually created by the cross-section creation unit 22 Section 23 and a section circumference difference calculating section 24 for selecting two sections from virtually created sections and calculating a section circumference difference of the selected sections and a distance between the two selected sections. The determination table for the plate thickness and the material is read from the determination table memory 6 with reference to the plate thickness and the material input by the input unit 4, and the sectional circumference difference calculation unit 24 is referred to with reference to the read determination table. And a formability determination unit 25 that determines whether or not the region is within the wrinkle generation region based on the distance between the cross sections calculated by the above and the circumferential length of the cross section, and outputs the determination result to the output means 7 for display.
[0033]
The operation of the plastic workability evaluation apparatus 1 configured as described above will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
[0034]
When the plastic workability evaluation instruction is given, the plastic workability evaluation routine is entered, and the 3D data generation unit 21 generates 3D data based on the 3D model of the shape 8 to be examined, which is specified by the 3D model specifying means 3. Stored in the three-dimensional data storage area of the RAM 5 (step S1), the plate thickness, material, and pressing direction input from the input means 4 are read (step S2), and then the cross-section creation range input from the input means 4 is obtained. It is read (step S3), and then the input cross section interval is read (step S4).
[0035]
Subsequent to step S4, the shape 8 based on the three-dimensional data stored in the RAM 5 in step S1 is orthogonal to the input press direction based on the information read in steps S2, S3 and S4. Two reference planes having normal lines are set, and the two set reference planes are set as the cross-section creation range, and the cross-section interval read in parallel to the reference plane for cross-section creation within the cross-section creation range A plurality of cross sections are created by virtually cutting the shape 8 on the separated surfaces, and the cross section perimeter of each cross section is calculated by the cross section perimeter calculator 23 (step S5).
[0036]
In the calculation of the cross-sectional circumference in step S5, when the input means 4 specifies that the left and right are symmetrical, the shape 8 corresponds to the center line 9 in the left and right width direction indicated by the broken line as shown in FIG. In this case, the sectional circumference to the center line 9 is calculated, and the calculated sectional sectional length is doubled to obtain the sectional circumferential lengths La and Lb. It will be easy.
[0037]
Following step S5, two cross-sections are selected from the created cross-sections (the two selected cross-sections are schematically indicated by dashed lines a and b in FIG. La, Lb), the difference | Lb-La | between the respective section circumferences (La, Lb) of the two selected sections, and the distance (Lc) between the two selected sections are calculated as a section circumference difference calculation. Calculated by the unit 24 (step S6).
[0038]
Subsequent to step S6, the determination table schematically shown in FIG. 4 for the plate thickness and material input by the input means 4 is read, and the calculated determination is made by referring to the read determination table. Based on the difference | Lb−La | and the distance (Lc) between the cross sections, the plastic workability is determined depending on whether it is in the wrinkle generation region or in the OK region where no wrinkle is generated (step S7).
[0039]
When the intersection between the cross-section circumferential length difference | Lb−La | and the distance (Lc) between the cross-sections is located in the wrinkle region in FIG. 4, it is determined that plastic work causes wrinkles and the plastic workability is poor. When the intersection of the length difference | Lb−La | and the distance (Lc) between the cross sections is located in the OK region in FIG. 4, wrinkles are not generated by the plastic working, that is, the moldability is determined as good plastic workability. Determined by the unit 25.
[0040]
Subsequent to step S7, the determination result is output and displayed on the output means 7 (step S8). Following the display in step S8, the other two cross sections are selected (step S9), and it is checked whether or not the selection has been completed for all the combinations (step S10). If it is determined in step S10 that all combinations have not been selected, the process is executed again from step S6.
[0041]
When it is determined in step S10 that all combinations have been selected, the plastic workability evaluation routine ends.
[0042]
When n cross-sections are created in step S5, in step S10, two combinations are selected from the n cross-sections. _n C ₂ The plastic workability evaluation routine is finished when the combination of the number of times is finished, and when it is judged that it is in the wrinkle region in at least one of the combinations, it is judged that the plastic workability is poor.
[0043]
Next, in the designation of calculation parameters by the input means 4, a case will be described in which, in addition to the designation of the cross section interval, an instruction to designate whether or not the shape 8 is bilaterally symmetric and to designate a die face surface is given.
[0044]
Hereinafter, a case where a fuel tank bottom plate in a motorcycle is formed by press working as in the case shown in FIG. 3 will be described as an example.
[0045]
The reason for designating the die face surface when the fuel tank bottom plate is formed by press working with a die and a punch will be described.
[0046]
As schematically shown in FIG. 5, the base material 33 shown in FIG. 5A is inserted between the punch 32 and the die 31 as shown in FIG. 5B, and the holder is located outside the punch 32. The fuel tank bottom plate, which is the target object, is formed by pressing and pressing the peripheral edge of the base material 33 with 37. The base material 33 is formed by pressing to form a semi-finished product 34 shown in FIG. 5C including a shape 8 portion and a skirt portion 35 made of the base material 33 extending around the shape 8 portion. The In FIG. 5B, reference numeral 36 denotes a die face.
[0047]
The part of the skirt portion 35 in the semi-finished product 34 is finally removed as shown in FIG. 5 (d) to form the shape 8 of the finished object, that is, the fuel tank bottom plate. 5C and 5D, the case where wrinkles are generated in the skirt portion 35 is exaggerated for convenience of explanation.
[0048]
For this reason, in evaluating plastic workability, it may be inconvenient if only focusing on the shape of the 3D model, and the distance from the bottom of the molding hole of the die 31 to the die face 36, that is, the drawing depth, It is necessary to consider whether the surface of the die face 36 is a flat surface or a curved surface.
[0049]
The configuration of the plastic workability evaluation apparatus 1 in the case of designating a die face surface is the same as the schematic diagram shown in FIG. 1, and a description thereof is omitted to avoid duplication.
[0050]
The operation of the plastic workability evaluation apparatus 1 in the case of designating the die face surface will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
[0051]
When the plastic workability evaluation instruction is issued, the plastic workability evaluation routine shown in FIG. 6 is entered, and the 3D data based on the 3D model of the shape 8 to be examined designated by the 3D model designating unit 3 is generated. 21 and stored in the three-dimensional data storage area of the RAM 5 (step S1), and the thickness, material (material) and pressing direction of the base material 33 input from the input means 4 are read (step S2), and then Then, the cross section creation range input from the input means 4 is read (step S3), and then the input cross section interval is read (step S4). Steps from step S1 to step S4 are the same as in FIG.
[0052]
Here, the die face may be any plane die face that can be assumed from the model shape on the three-dimensional CAD, or may be a curved die face, and the die face that can be assumed from the model shape on the three-dimensional CAD is defined. Is done by. According to an instruction for designating a die face surface, (1) When using data of a predetermined die face surface, (2) When the die face surface is regarded as a plane and automatically generated, (3) The die face is 3 There are three cases when a new curved surface is newly generated. The planar die face is as schematically shown in FIG. 7, and the curved die face is schematically shown in FIG. Regarding the generation of the die face, the die face may be generated in advance, or the die face may be generated by executing a separately provided die face creation routine.
[0053]
Returning to FIG. 6, following step S4, it is checked whether or not a designation of the die face surface has been made by the input means 4 (step S4a). If it is determined in step S4a that the die face surface designation instruction has not been given, the die face is regarded as a plane according to the default rule, and the plane die face is automatically set at an arbitrary plane position whose normal is the press direction. It is generated (step S4c). When it is determined in step S4a that a die face surface designation instruction has been made, a die face surface designation instruction is read from the input means 4, and a curved surface die face is generated based on the determination instruction (step S4b). ).
[0054]
Following the execution of step S4b or step S4c, the press direction input based on the information read in steps S2, S3 and S4 for the shape 8 based on the three-dimensional data stored in the RAM 5 in step S1. Two reference planes having normals orthogonal to the two are set, and the two set reference planes are set as a cross-section creation range, and are parallel to the reference plane for cross-section creation within the cross-section creation range, and A plurality of cross sections are created by virtually cutting the shape 8 and the skirt portion 35 on the planes separated by the cross section interval read in step S4, and the cross section perimeter of each cross section is calculated by the cross section perimeter calculator 23. (Step S5a).
[0055]
Depending on the press working such as deep drawing, the end surface shape of the base material 33 is microscopically uneven corresponding to the drawing depth, but in FIG. 7 and FIG. is doing.
[0056]
In the calculation of the cross-sectional circumference in step S5a, when the input means 4 designates left-right symmetry, the shape 8 is indicated by a broken line in FIGS. 7 and 8 as in the case shown in FIG. When being inserted so as to be symmetrical with respect to the center line 9 in the left-right width direction and to be guided and inserted so that the end of the base material 33 is parallel to the center line 9, the center line 9 including the skirt portion 35 is included. The cross-sectional perimeter is obtained by calculating the cross-sectional perimeter and doubling the calculated cross-sectional perimeter, and the cross-sectional perimeter is easily calculated.
[0057]
Following step S5a, two cross-sections are selected from the created cross-sections, and the respective cross-sectional perimeters (La ′, Lb ′) of the two selected cross-sections are determined and obtained from each cross-section perimeter. The obtained difference | Lb′−La ′ | and the distance (Lc) between the two selected cross sections are calculated by the cross section circumferential length difference calculating section 24 (step S6a). Here, the two selected cross sections are schematically indicated by alternate long and short dash lines a ′ and b ′ in FIGS. 7A and 8A, and the circumferential lengths of the cross sections are denoted by La ′ and Lb ′, respectively. Yes.
[0058]
Here, calculation of the cross-sectional circumference will be described. FIGS. 7A and 7B show the case of a planar die face, and FIGS. 8A and 8B show the case of a curved die face. 7 (a) and 8 (a), the thin broken line schematically shows the trajectory of the portion that is bent by the press working for forming the shape 8, and is also the trajectory of the perpendicular foot described later. Edges indicated by two-dot chain lines are set on the semi-finished product 34 generated by the planar die face and on the semi-finished product 34 generated by the curved die face.
[0059]
FIG. 7B schematically shows the shape 8 and the skirt portion 35 corresponding to FIG. 7A, and FIG. 8B shows the shape 8 and the skirt portion 35 in FIG. ) Is schematically shown correspondingly.
[0060]
The calculation of the cross-sectional length of the skirt portion 35 and the shape 8 is the same as that of the flat die face surface and that of the curved die face surface, and will be described with reference to FIG.
[0061]
The perpendicular foot drawn from the end point Pa1 (Pb1) of the cross section a ′ (b ′) of the shape 8 toward the die face surface is defined as Pa2 (Pb2), and the perpendicular foot Pa2 (Pb2) is defined as the cross section a ′ (b ′). When the crossing point with the end side when moved in the direction of the end side along Pa3 is Pa3 (Pb3), the cross-sectional peripheral length La 'of the cross-section a' and the cross-sectional peripheral length Lb 'of the cross-section b' Assuming that the circumference of the cross section a ′ of 8 itself is La and the circumference of the cross section b ′ of the shape 8 itself is Lb, it is as shown in equation (1).
[0062]
The cross-sectional peripheral length La ′ including the skirt portion 35 of the cross-section a ′ and the cross-sectional peripheral length Lb ′ including the skirt portion 35 of the cross-section b ′ are as shown in the equation (1) at points Pa1 (Pb1), Corresponding to Pa2 (Pb2) and Pa3 (Pb3), there are also points Pa4 (Pb4), Pa5 (Pb5), and Pa6 (Pb6) on the back side of the corresponding shape 8 in FIG. It is to do.
[0063]
The calculation of the cross-sectional circumference is the same for the curved die face shown in FIG.
[0064]
[Expression 1]

[0065]
Therefore, the plate thickness and / or material inputted by the input means 4 is determined by the determination table obtained for the circumference difference | Lb′−La ′ | in place of the circumference difference | Lb−La | in FIG. On the other hand, the plastic workability is determined depending on whether it is in the wrinkle generation region or the OK region in which no wrinkle is generated (step S7a).
[0066]
When the intersection between the cross-section circumferential length difference | Lb′−La ′ | and the distance (Lc) between the cross-sections is located in the wrinkle region in FIG. 4, it is determined that plastic work causes wrinkles and the plastic workability is poor. When the intersection between the cross-section circumferential length difference | Lb′−La ′ | and the distance (Lc) between the cross-sections is located in the OK region in FIG. 4, wrinkles are not generated by plastic working, that is, plastic workability is good. Is determined by the moldability determination unit 25.
[0067]
Subsequent to step S7a, the determination result is output and displayed on the output means 7 (step S8a). Following the display of the determination result in step S8a, the other two cross sections are selected (step S9a), and it is checked whether or not the selection has been completed for all the combinations (step S10). If it is determined in step S10 that all combinations have not been selected, the process is executed again from step S6a.
[0068]
When it is determined in step S10 that all combinations have been selected, the plastic workability evaluation routine ends.
[0069]
When n cross sections are created in step S5a, a combination of selecting two of the n cross sections in step S10 _n C ₂ The plastic workability evaluation routine is finished when the combination of the number of times is finished, and when it is judged that it is in the wrinkle region in at least one of the combinations, it is judged that the plastic workability is poor.
[0070]
If it is determined that the plastic workability is poor by such determination, the plastic workability can be improved by correcting the die such as correcting the shape of part or all of the die face surface.
[0071]
Here, when it is determined that it is within the wrinkle region regardless of whether there is a designation instruction for the die face surface, the display in the output means 7 may be presented with a different display color.
[0072]
Regardless of whether or not there is an instruction to specify the die face surface, the section creation range for creating the section can be specified in the above, so the section is created in the vicinity of the area where there is a risk that wrinkles may occur due to the deep aperture. By selecting as the range, the plastic workability can be determined for a limited range, the amount of calculation is small, and the plastic workability can be known more quickly.
[0073]
Furthermore, since the cross-section interval can be specified regardless of whether the die face surface is specified, the cross-section interval can be specified narrowly or widely, and plastic workability can be determined in more detail. The accuracy of the judgment can be improved by narrowing the cross-sectional interval for the part you want to do, for example, the part where the diaphragm is deep, and for the part that can be roughly checked, the cross-sectional interval is widened to reduce the number of calculations and quickly plasticize A determination of workability can be obtained.
[0074]
Furthermore, regardless of whether or not there is an instruction to specify the die face surface, a judgment table is provided corresponding to the thickness and / or material of the metal plate to be plastic processed, and the thickness and / or material to be plastic processed is specified. By referring to the determination table for the metal plate having the specified plate thickness, it is possible to determine the plastic workability according to the plate thickness and / or the material. It is very convenient that the determination can be performed again on the determination model having the same shape after changing. Thus, it is possible to easily determine when the plate thickness and / or the material is changed.
[0075]
Furthermore, regardless of whether there is a designation instruction for the die face surface, in the above, the direction in which the shape 8 is virtually cut to create a cross section can be specified, and the cross section is created by cutting in that direction. The plastic workability can be accurately determined.
[0076]
In addition, in order to obtain a cross-section, a reference plane having a normal perpendicular to the press direction is automatically specified after inputting the press direction regardless of whether or not a die face surface is designated. The cut surface is specified.
[0077]
【The invention's effect】
As described above, according to the plastic workability evaluation method and apparatus according to the present invention, the plastic workability is easily evaluated instantaneously, for example, from 1 second or less to several seconds without requiring any knowledge such as the finite element method. Therefore, it is possible to compare and study the plastic workability specifications of the metal plate against predetermined shapes for various studies, and to design a product with high productivity.
[0078]
Furthermore, according to the plastic workability evaluation method and apparatus according to the present invention, the plastic deformation process of the metal plate is not analyzed by the finite element method, but the cross-sectional circumference is calculated based on a predetermined shape for examination. It is only necessary to obtain the cross-sectional interval, and it is not necessary to create a model dedicated to the finite element method analysis and can be used easily.
[0079]
Furthermore, according to the plastic workability evaluation method and apparatus according to the present invention, the plastic workability can be obtained based on the cross-sectional interval and the cross-sectional circumference, so that even a low-performance computer can calculate at high speed and the shape is Even in cases where calculations are performed on a number of different shapes, it is possible to easily and quickly evaluate plastic workability.
[0080]
Further, according to the plastic workability evaluation method and apparatus according to the present invention, it is inconvenient to focus attention only on the shape, and even if it is necessary to consider the drawing depth and the area of the base material, the plastic workability is improved. Can be easily evaluated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a plastic workability evaluation apparatus according to an embodiment for carrying out a plastic workability evaluation method of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart for explaining the operation of the plastic workability evaluation apparatus shown in FIG. 1;
FIG. 3 is a perspective view showing an example of a shape evaluated by the plastic workability evaluation apparatus shown in FIG. 1;
4 is a schematic diagram showing an example of a determination table in the plastic workability evaluation apparatus shown in FIG. 1. FIG.
FIG. 5 is an explanatory view of shape forming evaluated by the plastic workability evaluation method of the present invention.
FIG. 6 is a flowchart for explaining the operation of the plastic workability evaluation apparatus in the case of designating a die face surface in the plastic workability evaluation method of the present invention.
FIG. 7 is a schematic explanatory diagram of calculation of a cross-sectional circumference when the die face surface is a plane.
FIG. 8 is a schematic explanatory diagram of calculation of a cross-sectional circumference when the die face surface is a curved surface.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Plastic workability evaluation apparatus 2 ... CPU
3 ... 3D model designation means 4 ... Input means
5 ... RAM 6 ... Judgment table memory
7 ... Output means 21 ... Three-dimensional data generator
22 ... Section preparation section 23 ... Section circumference calculation section
24 ... Sectional circumference difference calculation unit 25 ... Formability determination unit
31 ... Die 32 ... Punch
33 ... Base material 34 ... Semi-finished product
35 ... Skirt part 36 ... Die face

Claims

A plastic workability evaluation method for evaluating the plastic workability of a metal plate by simulating a predetermined shape for examination,
A step in which the three-dimensional data generating means (21) stores the predetermined shape for the examination in the storage means (5) as three-dimensional data;
A section creating means (22) creating a plurality of sections in parallel with respect to the shape based on the stored three-dimensional data;
A step of calculating a cross-sectional perimeter of each cross-section created by the cross-section perimeter calculating means (23) ;
A step of calculating a cross-sectional circumference difference and a cross-section interval calculating means (24), selecting two cross-sections from the created cross-sections, and calculating a cross-section circumference difference and a cross-section interval between the two selected cross-sections;
The determination means (25) stores in advance information on whether or not the cross section circumferential length difference between the two cross sections of the metal plate plastic-worked into a predetermined shape and whether the wrinkles are generated in the cross section interval between the two cross sections. reads the decision table are from the determination table memory (6), said with reference to the determination table, plasticity of the metal plate by whether the area where wrinkles on the basis of said calculated cross-sectional circumferential length difference and a cross-sectional distance a step of determining the processability of the quality,
A method for evaluating plastic workability, characterized in that the output means (7) comprises a step of presenting the determined quality.

A plastic workability evaluation apparatus (1) for evaluating a plastic workability of a metal plate by simulation with respect to a predetermined shape for examination,
A determination table memory storing a determination table which is information indicating whether or not a wrinkle generation region is generated with respect to a difference in cross- sectional circumference between two cross sections of a metal plate plastically processed into a predetermined shape and a cross- section interval between the two cross sections. (6) and
Storage means (5) for storing a predetermined shape for the examination as three-dimensional data;
A cross-section creating means (22) for creating a plurality of cross-sections in parallel with respect to the shape based on the stored three-dimensional data;
A cross-section circumference calculating means (23) for calculating the cross-section circumference of each created cross-section,
A cross-section circumference difference and cross- section interval calculation means (24) for selecting two cross-sections from the created plurality of cross sections and calculating a cross-section circumference difference and a cross-section interval between the two selected cross sections;
The judgment table memory with reference to the determination table stored in (6), plastic working of the metal plate by whether the area where wrinkles on the basis of said calculated cross-sectional circumferential length difference and a cross-sectional distance Determining means (25) for determining the quality of the
An output means (7) for presenting the determined quality,
An apparatus for evaluating plastic workability (1) .

A plastic workability evaluation method for evaluating the plastic workability of a metal plate by simulating a predetermined shape for examination,
A step in which the three-dimensional data generating means (21) stores the predetermined shape for the examination in the storage means (5) as three-dimensional data;
A section creating means (22) creating a plurality of sections in parallel with respect to the shape based on the stored three-dimensional data including the shaped skirt portion;
A step of calculating a cross-sectional perimeter of each cross-section created by the cross-section perimeter calculating means (23) ;
A step of calculating a cross-sectional circumference difference and a cross-section interval calculating means (24), selecting two cross-sections from the created cross-sections, and calculating a cross-section circumference difference and a cross-section interval between the two selected cross-sections;
When the determination means (25) plastically processes the metal plate as a base material into a predetermined shape, the difference in cross-sectional circumference between two cross sections of the metal plate including the skirt portion generated in a shape corresponding to the die face surface A determination table in which information indicating whether or not wrinkles are generated in the section interval between two sections is read from the determination table memory (6), and the section length calculated by referring to the determination table a step of determining the plastic workability of the quality of the metal plate by whether wrinkle generation region based on the difference between the cross-sectional distance,
A method for evaluating plastic workability, characterized in that the output means (7) comprises a step of presenting the determined quality.

A plastic workability evaluation apparatus (1) for evaluating a plastic workability of a metal plate by simulation with respect to a predetermined shape for examination,
When the metal plate as a base material is plastically processed into a predetermined shape, the difference in the circumferential length of the two cross sections of the metal plate including the skirt portion generated in the shape corresponding to the die face surface and the cross sectional distance between the two cross sections. A determination table memory (6) that stores a determination table that is information on whether or not the region is wrinkled;
Storage means (5) for storing a predetermined shape for the examination as three-dimensional data;
A cross-section creating means (22) for creating a plurality of cross-sections in parallel with respect to the shape based on the stored three-dimensional data including the shaped skirt portion;
A cross-section circumference calculating means (23) for calculating the cross-section circumference of each created cross-section,
A cross-section circumference difference and cross- section interval calculation means (24) for selecting two cross-sections from the created plurality of cross sections and calculating a cross-section circumference difference and a cross-section interval between the two selected cross sections;
With reference to the determination table stored in the determination table memory (6), the plastic workability of the metal plate depends on whether or not it is in the region where wrinkles are generated based on the calculated cross-sectional circumference difference and cross-sectional interval. A determination means (25) for determining pass / fail;
An output means (7) for presenting the determined quality,
An apparatus for evaluating plastic workability (1) .

The plastic workability evaluation method according to claim 1 or 3, wherein the cross-section creating means (22) sets a reference plane having a normal line orthogonal to a press direction for plastic working, and the reference plane is set to the reference plane. A plastic workability evaluation method, characterized in that a cut surface obtained by virtually cutting the shape with a parallel surface is defined as the cross section.

The plastic workability evaluation method according to claim 1 or 3, wherein the cross-section creating means (22) creates the cross-section within a specified range.

The plastic workability evaluation method according to claim 1 or 3, wherein the cross-section creating means (22) creates the cross-section at a specified interval.

The plastic workability evaluation method according to claim 1 or 3, wherein the determination table memory (6) includes a plurality of determination tables according to a plate thickness or a material of a metal plate to be plastic processed. To evaluate the plastic workability.

The plastic workability evaluation apparatus (1) according to claim 2, wherein a reference plane designating means for setting a reference plane having a normal line perpendicular to a press direction for plastic working is provided in the cross-section creating means (22). A plastic workability evaluation apparatus (1) characterized in that a cut surface obtained by virtually cutting the shape along a plane parallel to the reference plane is the cross section.

5. The plastic workability evaluation apparatus (1) according to claim 4, wherein a reference plane designating means for setting a reference plane having a normal line perpendicular to the pressing direction for plastic working is provided in the cross-section creating means (22). A plastic workability evaluation apparatus (1) comprising: a cut surface obtained by virtually cutting the shape including the skirt portion in a plane parallel to the reference plane as the cross section.

The plastic workability evaluation apparatus (1) according to claim 2 or 4, wherein the cross-section creating means (22) includes a cross-section creating range designating means, and a range in which the cross-section is created by the cross-section creating range designating means. A plastic workability evaluation apparatus (1) characterized by specifying.

5. The plastic workability evaluation apparatus (1) according to claim 2 or 4, wherein the cross-section creating means (22) includes a cross-section creating interval designating means, and the cross-section interval created by the cross-section creating interval designating means is designated. An apparatus for evaluating plastic workability (1) .

5. The plastic workability evaluation apparatus (1) according to claim 2 or 4, wherein the determination table memory (6) includes a plurality of determination tables according to a plate thickness or a material of a metal plate to be plastic processed. An apparatus for evaluating plastic workability (1) .