JP6003498B2 - Creating a stress-strain curve for the sizing process - Google Patents
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Description
本発明は、ワークの密度毎に応力−ひずみ曲線を作成するサイジング工程の応力−ひずみ曲線の作成方法に関する。 The present invention relates to a method for creating a stress-strain curve in a sizing process for creating a stress-strain curve for each workpiece density.
従来から、焼結体によって構成されるワークに対しては、ワークをインナーコアおよびダイ等からなる型に入れて成形するサイジング工程が行われている。このような型は、ワークの狙い寸法を達成できるまで、その寸法を微調整しながら何度も作り直される。
すなわち、サイジング工程においては、狙い寸法を達成できるような型を、一回で作成できない。
2. Description of the Related Art Conventionally, a sizing process is performed on a workpiece constituted by a sintered body by placing the workpiece in a mold including an inner core and a die. Such a mold is re-made many times while fine-tuning the dimensions until the desired dimensions of the workpiece can be achieved.
That is, in the sizing process, it is not possible to create a mold that can achieve the target dimensions at one time.
狙い寸法を達成できる型を一回で作成するための手段としては、例えば、コンピュータ支援エンジニアリング(Computer Aided Engineering(CAE))を用いて、サイジング工程の予測技術を作ることが考えられる。
CAEを用いたサイジング工程の予測技術には、サイジング工程後のワークの寸法を決めるための情報として、ワークの密度毎に応力−ひずみ曲線を作成する必要がある。
As a means for creating a mold that can achieve a target dimension at one time, for example, it is conceivable to use a computer aided engineering (CAE) to create a sizing process prediction technique.
In the sizing process prediction technique using CAE, it is necessary to create a stress-strain curve for each work density as information for determining the dimensions of the work after the sizing process.
応力−ひずみ曲線は、一般的に、ワーク(試験片)に対して引張試験を行い、ワークに対する荷重とワークの伸びとを測定し、前記測定結果に基づいて作成される(例えば、特許文献1参照)。 The stress-strain curve is generally created based on the measurement result obtained by performing a tensile test on a workpiece (test piece), measuring the load on the workpiece and the elongation of the workpiece (for example, Patent Document 1). reference).
焼結体は不均一な密度分布となるため、CAEを用いたサイジング工程の予測技術においては、異なる密度毎に応力−ひずみ曲線を作成する必要がある。また、特許文献1にあるような引張試験で応力−ひずみ曲線を作成する場合には、ある程度の信頼性を得るために、一種類の密度毎に複数回(例えば、三回程度)引張試験を行う必要がある。
従って、サイジング工程の応力−ひずみ曲線、つまり、CAEを用いたサイジング工程の予測技術に必要な密度毎の応力−ひずみ曲線を作成するためには、密度の種類と引張試験の回数とを積算した回数だけ引張試験を行う必要がある。
すなわち、従来技術においては、非常に多い回数の引張試験を行う必要があるため、サイジング工程の応力−ひずみ曲線を短時間で作成できなかった。
Since the sintered body has a non-uniform density distribution, it is necessary to create a stress-strain curve for each different density in the sizing process prediction technique using CAE. Further, when creating a stress-strain curve by a tensile test as described in
Therefore, to create a stress-strain curve for the sizing process, that is, a stress-strain curve for each density necessary for the prediction technique of the sizing process using CAE, the density type and the number of tensile tests are integrated. It is necessary to perform a tensile test as many times as necessary.
That is, in the prior art, since it is necessary to perform a very large number of tensile tests, the stress-strain curve of the sizing process cannot be created in a short time.
また、引張試験は、均一な密度分布となる(密度が一定である)焼結体に対して行う必要がある。その一方で、金属の粉末等を加圧成形した圧粉体を焼き固めて焼結体が成形される都合上、均一な密度分布を得ることは困難である。
従って、引張試験では、例えば、大きな形状の焼結体の一部を切り出したものを用いる必要があった。
すなわち、従来技術においては、密度が均一な焼結体を得るための工程を行う必要があるため、サイジング工程の応力−ひずみ曲線を簡易的に作成できなかった。
Further, the tensile test needs to be performed on a sintered body having a uniform density distribution (constant density). On the other hand, it is difficult to obtain a uniform density distribution due to the fact that a sintered compact is formed by baking and compacting a green compact obtained by pressing metal powder or the like.
Therefore, in the tensile test, for example, it is necessary to use a part of a large-shaped sintered body cut out.
That is, in the prior art, since it is necessary to perform a process for obtaining a sintered body having a uniform density, a stress-strain curve of the sizing process cannot be easily created.
本発明は、以上の如き状況を鑑みてなされたものであり、密度毎の応力−ひずみ曲線を短時間で簡易的に作成できるサイジング工程の応力−ひずみ曲線の作成方法を提供するものである。 The present invention has been made in view of the above situation, and provides a method for creating a stress-strain curve in a sizing process that can easily create a stress-strain curve for each density in a short time.
請求項1においては、ワークの密度毎に応力−ひずみ曲線を作成するサイジング工程の応力−ひずみ曲線の作成方法であって、前記ワークを型に入れて所定の形状に成形するサイジング工程前後の、前記ワークの形状を多点測定する工程と、前記ワークの測定箇所に対応する位置における、前記型の隙間を測定する工程と、前記サイジング工程前のワークの測定結果および前記型の隙間の測定結果に基づいて、前記ワークの測定箇所における最大ひずみ量を算出する工程と、前記型の隙間の測定結果および前記サイジング工程後のワークの測定結果に基づいて、前記ワークの測定箇所における弾性ひずみ量を算出する工程と、前記ワークの測定箇所における密度を測定する工程と、前記ワークの測定箇所におけるヤング率を測定する工程と、前記ワークの測定箇所における密度の測定結果に対応する密度の応力−ひずみ曲線のひずみの軸上に、前記ワークの測定箇所毎に、前記最大ひずみ量の算出結果に基づいて第一の頂点を設定するとともに、前記弾性ひずみ量の算出結果に基づいて第二の頂点を設定する工程と、前記ワークの測定箇所毎に、前記第一の頂点から、応力の軸方向に沿って延出する第一の仮想線を引くとともに、前記第二の頂点から、前記応力の軸方向に対して前記ヤング率の測定結果に対応する傾きに沿って延出する第二の仮想線を引き、前記各仮想線の交点を第三の頂点として設定する工程と、前記ワークの測定箇所における密度の測定結果に対応する密度毎に、前記第三の頂点を繋いで応力−ひずみ曲線を作成する工程と、を行う、ものである。
In
請求項2においては、前記ワークの測定箇所における密度の測定結果に基づいて、前記ワークの測定箇所におけるヤング率を測定する、ものである。 In the present invention, the Young's modulus at the measurement location of the workpiece is measured based on the measurement result of the density at the measurement location of the workpiece.
本発明は、密度毎の応力−ひずみ曲線を短時間で簡易的に作成できる、という効果を奏する。 The present invention has an effect that a stress-strain curve for each density can be easily created in a short time.
以下では、本実施形態のサイジング工程の応力−ひずみ曲線の作成方法(以下、「応力−ひずみ曲線の作成方法」と表記する)について説明する。 Hereinafter, a method for creating a stress-strain curve in the sizing process of the present embodiment (hereinafter referred to as “method for creating a stress-strain curve”) will be described.
応力−ひずみ曲線の作成方法は、ワークWに対してサイジング工程を行った結果に基づいて、ワークWの密度毎に応力−ひずみ曲線Gを作成するものである(図25参照)。 The stress-strain curve creation method creates a stress-strain curve G for each density of the workpiece W based on the result of performing the sizing process on the workpiece W (see FIG. 25).
まず、図1および図2を参照してサイジング工程について説明する。
図1に示すように、サイジング工程は、ワークWをインナーコア11およびダイ12によって構成される型10に入れて所定の形状に成形し、ワークWの寸法精度を高めるためのものである。
First, the sizing process will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the sizing process is for putting the workpiece W into a
ワークWは、金属の粉末等を加圧成形した圧粉体を焼き固めて製造される焼結体である。 The workpiece W is a sintered body manufactured by baking and compacting a green compact obtained by press-molding a metal powder or the like.
サイジング工程では、型10にワークWをセットする。
そして、サイジング工程では、上パンチ20によってワークWを下方向に押圧し、型10にワークWを入れる(図1に示す下方向への矢印参照)。つまり、サイジング工程では、上パンチ20によってワークWをしごく。
これにより、サイジング工程では、型10と上パンチ20とによってワークWに対して荷重をかけ、ワークWをつぶす。
In the sizing process, the workpiece W is set on the
In the sizing process, the workpiece W is pressed downward by the
As a result, in the sizing process, a load is applied to the workpiece W by the
このとき、図2に示すように、サイジング工程では、ワークWに対して、ワークWの応力−ひずみ曲線Gにおける弾性域を超える荷重をかける(図2に示す符号M・P3参照)。 At this time, as shown in FIG. 2, in the sizing step, a load exceeding the elastic range in the stress-strain curve G of the workpiece W is applied to the workpiece W (see the symbol M · P3 shown in FIG. 2).
その後、図1に示すように、サイジング工程では、下パンチ30によってワークWを上方向に押圧し、型10からワークWを抜き出す(図1に示す上方向への矢印参照)。
すなわち、サイジング工程では、ワークWを型10から抜き出して、ワークWに対する荷重を除荷する。
Thereafter, as shown in FIG. 1, in the sizing step, the workpiece W is pressed upward by the
That is, in the sizing process, the workpiece W is extracted from the
このとき、図2に示すように、ワークWに発生していた応力は、ワークWの応力−ひずみ曲線Gにおける弾性域の傾きに対して平行に下降する。
従って、ワークWは、型10に入れたときのひずみよりも少ない量だけ弾性回復し、一定量のひずみが残る(図2に示す符号P3・N参照)。
At this time, as shown in FIG. 2, the stress generated in the workpiece W falls in parallel to the inclination of the elastic region in the stress-strain curve G of the workpiece W.
Therefore, the work W is elastically recovered by an amount smaller than the strain when it is placed in the
これにより、図1および図2に示すように、サイジング工程では、ワークWを弾性回復させ、ワークWを所定の形状に成形する(図1および図2のワークWに示す左右方向の矢印参照)。 As a result, as shown in FIGS. 1 and 2, in the sizing process, the workpiece W is elastically recovered and the workpiece W is formed into a predetermined shape (see the left and right arrows shown in the workpiece W in FIGS. 1 and 2). .
このようなサイジング工程を行うための型10を一回で作成するためには、例えば、コンピュータ支援エンジニアリング(Computer Aided Engineering(CAE))を用いて、サイジング工程の予測技術を作ることが考えられる。
In order to create the
ワークWの密度分布は、粉末を加圧成形してワークWが成形される都合上、均一なものではない。すなわち、ワークWの密度は、その位置によって異なるものとなる。
従って、CAEを用いたサイジング工程の予測技術には、サイジング工程後のワークWの寸法を決めるための情報として、ワークWの密度毎に応力−ひずみ曲線Gを作成する必要がある。
The density distribution of the workpieces W is not uniform because the workpieces W are molded by pressing the powder. That is, the density of the workpieces W varies depending on the position.
Therefore, in the sizing process prediction technique using CAE, it is necessary to create a stress-strain curve G for each density of the work W as information for determining the dimensions of the work W after the sizing process.
本実施形態の応力−ひずみ曲線の作成方法は、このようなCAEを用いたサイジング工程の予測技術を作成できる程度の密度範囲において、ワークWの密度毎に応力−ひずみ曲線Gを作成するものである。 The stress-strain curve creation method according to the present embodiment creates a stress-strain curve G for each density of the workpiece W within a density range in which a sizing process prediction technique using CAE can be created. is there.
前述のように、サイジング工程では、ワークWを成形させる、つまり、応力−ひずみ曲線における弾性域を超える荷重をワークWに対して与える。
すなわち、サイジング工程の応力−ひずみ曲線の作成方法では、サイジング工程で必要となるひずみ範囲(弾性域よりも大きい範囲、かつ、破断点よりも小さい範囲)における、ワークWの応力−ひずみ曲線Gを作成する。
As described above, in the sizing step, the workpiece W is formed, that is, a load exceeding the elastic range in the stress-strain curve is applied to the workpiece W.
That is, in the method of creating the stress-strain curve in the sizing process, the stress-strain curve G of the workpiece W in the strain range required for the sizing process (the range larger than the elastic region and smaller than the breaking point) is obtained. create.
以下では、本実施形態の応力−ひずみ曲線の作成方法の手順について説明する。 Below, the procedure of the preparation method of the stress-strain curve of this embodiment is demonstrated.
応力−ひずみ曲線の作成方法では、サイジング工程の結果に基づいて、応力−ひずみ曲線Gの座標上に、応力およびひずみの関係を示す点を点在させ、当該作成した点を繋ぐことで応力−ひずみ曲線Gを作成する(図5に示す符号P3参照)。 In the stress-strain curve creation method, based on the result of the sizing process, points indicating the relationship between stress and strain are interspersed on the coordinates of the stress-strain curve G, and the created points are connected to generate stress- A strain curve G is created (see symbol P3 shown in FIG. 5).
まず、図2に示すように、応力−ひずみ曲線の作成方法では、サイジング工程前(ワークWを型10に入れる前)とサイジング工程中(ワークWが型10に入れたとき)との間におけるひずみ量Mを算出する。 First, as shown in FIG. 2, in the stress-strain curve creation method, before the sizing process (before the work W is put into the mold 10) and during the sizing process (when the work W is put into the mold 10). The amount of strain M is calculated.
サイジング工程前のワークWは、ひずみがない状態である。サイジング工程中のワークWは、上パンチ20によってつぶされて最もひずんでいる状態である。
The workpiece W before the sizing process is in a state without distortion. The workpiece W in the sizing process is in a state where it is crushed by the
以下では、このようなサイジング工程前とサイジング工程中との間におけるひずみ量Mを「最大ひずみ量M」と表記する。 Hereinafter, the strain amount M before and during the sizing process will be referred to as “maximum strain amount M”.
このような最大ひずみ量Mは、図3に示すように、応力−ひずみ曲線のひずみの軸上において、応力−ひずみ曲線の原点(ひずみ0の位置)から最大ひずみ量Mだけ、ひずみの軸方向に沿って移動した位置に対応する。
応力−ひずみ曲線の作成方法では、このような応力−ひずみ曲線の原点から最大ひずみ量Mだけ、ひずみの軸方向に沿って移動した位置を、第一の頂点P1として設定する。
As shown in FIG. 3, such a maximum strain amount M is the strain axial direction of the maximum strain amount M from the origin of the stress-strain curve (position of strain 0) on the strain axis of the stress-strain curve. Corresponds to the position moved along.
In the method of creating the stress-strain curve, a position moved along the strain axial direction by the maximum strain amount M from the origin of such a stress-strain curve is set as the first vertex P1.
第一の頂点P1を設定した後で、図2に示すように、応力−ひずみ曲線の作成方法では、サイジング工程中とサイジング工程後との間におけるひずみ量Nを算出する。 After setting the first vertex P1, as shown in FIG. 2, the stress-strain curve creation method calculates the strain amount N between the sizing process and after the sizing process.
サイジング工程後のワークWは、型10から抜き出されて弾性回復している状態である。
The workpiece W after the sizing process is in a state of being elastically recovered by being extracted from the
以下では、このようなサイジング工程中とサイジング工程後との間におけるひずみ量Nを「弾性ひずみ量N」と表記する。 Hereinafter, the strain amount N during and after such a sizing process is referred to as “elastic strain amount N”.
このような弾性ひずみ量Nは、図3に示すように、応力−ひずみ曲線のひずみの軸上において、第一の頂点P1から弾性ひずみ量Nだけ、ひずみの軸方向に沿って移動した位置に対応する。
応力−ひずみ曲線の作成方法では、このような第一の頂点P1から弾性ひずみ量Nだけ、ひずみの軸方向に沿って移動した位置を、第二の頂点P2として設定する。
As shown in FIG. 3, such an elastic strain amount N is located on the strain axis of the stress-strain curve at a position moved along the strain axial direction by the elastic strain amount N from the first vertex P1. Correspond.
In the method for creating the stress-strain curve, the position moved along the strain axial direction by the elastic strain amount N from the first vertex P1 is set as the second vertex P2.
前述のように、ワークWを型10から出したとき、応力は、弾性域の傾きに対して平行に下降する。このような弾性域の傾きは、ワークWのヤング率によって決定する。
そこで、応力−ひずみ曲線の作成方法では、第一の頂点P1と、第二の頂点P2と、ヤング率とに基づいて、弾性回復したときの応力の変化を逆算し、応力およびひずみの関係を示す点を設定する。
As described above, when the workpiece W is taken out of the
Therefore, in the method of creating the stress-strain curve, based on the first vertex P1, the second vertex P2, and the Young's modulus, the change in stress when elastically recovered is calculated back to obtain the relationship between stress and strain. Set the point to show.
具体的には、図4に示すように、応力−ひずみ曲線の作成方法では、第一の頂点P1を通るとともに応力の軸方向に対して平行な第一の仮想線L1を引く。 Specifically, as shown in FIG. 4, in the stress-strain curve creation method, a first imaginary line L1 that passes through the first vertex P1 and is parallel to the axial direction of the stress is drawn.
そして、応力−ひずみ曲線の作成方法では、ワークWのヤング率を測定し、第二の頂点P2から、応力の軸方向に対して測定したヤング率に対応する傾きに沿って傾斜する第二の仮想線L2を引く。 Then, in the stress-strain curve creation method, the Young's modulus of the workpiece W is measured, and the second slope inclined along the slope corresponding to the Young's modulus measured with respect to the axial direction of the stress from the second vertex P2. A virtual line L2 is drawn.
これにより、応力−ひずみ曲線の作成方法では、各仮想線L1・L2とひずみの軸とからなる三角形Tを作成する。
応力−ひずみ曲線の作成方法では、このような応力およびひずみの関係を示す点である各仮想線L1・L2の交点を、第三の頂点P3として設定する。
Thus, in the stress-strain curve creation method, a triangle T composed of the virtual lines L1 and L2 and the strain axis is created.
In the method of creating the stress-strain curve, the intersection of the virtual lines L1 and L2, which are points indicating the relationship between stress and strain, is set as the third vertex P3.
サイジング工程において、最大ひずみ量Mおよび弾性ひずみ量Nは、ワークWの位置によってかかる荷重が異なること等に起因して、ワークWの位置によって異なる値となる。従って、三角形Tは、ワークWの位置に応じて異なるものとなる。 In the sizing process, the maximum strain amount M and the elastic strain amount N have different values depending on the position of the workpiece W due to different loads applied depending on the position of the workpiece W. Therefore, the triangle T differs depending on the position of the workpiece W.
そこで、図5に示すように、応力−ひずみ曲線の作成方法では、ワークWの形状を複数箇所から測定(多点測定)し、複数の三角形Tを作成する。そして、応力−ひずみ曲線の作成方法では、各三角形Tの第三の頂点P3を繋ぎ、応力−ひずみ曲線Gを作成する。
このとき、応力−ひずみ曲線の作成方法では、ワークWを測定した位置の密度と同一の密度の応力−ひずみ曲線の座標上に、ワークWを測定した位置毎に、三角形Tを作成し、第三の頂点P3を繋いで密度毎に応力−ひずみ曲線Gを作成する(図25参照)。
Therefore, as shown in FIG. 5, in the stress-strain curve creation method, the shape of the workpiece W is measured from a plurality of locations (multi-point measurement), and a plurality of triangles T is created. In the stress-strain curve creation method, the third vertex P3 of each triangle T is connected to create the stress-strain curve G.
At this time, in the stress-strain curve creation method, a triangle T is created for each position where the workpiece W is measured on the coordinates of the stress-strain curve having the same density as the density of the location where the workpiece W is measured. A stress-strain curve G is created for each density by connecting the three vertices P3 (see FIG. 25).
以下では、ワークWがVVTハウジングであるものとして、応力−ひずみ曲線Gを作成するための手順について具体的に説明する。 Hereinafter, the procedure for creating the stress-strain curve G will be specifically described on the assumption that the workpiece W is a VVT housing.
図6に示すように、ワークWは、略筒状に形成され、内周面が部分的に径方向内側に突出する(本実施形態では、突出部分が4箇所に形成されている)。ワークWは、図6(a)に示すような断面形状を維持した状態で、ワークWの高さ方向一端部から高さ方向他端部まで延出する。
このようなワークWは、略円弧状に形成される部分、つまり、前記突出部分以外の部分がリブW1〜W4として形成される。
As shown in FIG. 6, the workpiece W is formed in a substantially cylindrical shape, and the inner peripheral surface partially protrudes radially inward (in the present embodiment, four protruding portions are formed). The workpiece W extends from one end in the height direction of the workpiece W to the other end in the height direction while maintaining the cross-sectional shape as shown in FIG.
In such a workpiece W, portions formed in a substantially arc shape, that is, portions other than the protruding portions are formed as ribs W1 to W4.
まず、図7に示すように、応力−ひずみ曲線の作成方法では、サイジング工程前のワークWの形状を多点測定する工程を行う(図7に示す矢印参照)。このとき、応力−ひずみ曲線の作成方法では、密度毎に応力−ひずみ曲線Gを作成できる程度の測定ピッチにて、ワークWを多点測定する。
つまり、応力−ひずみ曲線の作成方法では、ワークWの周方向およびワークWの高さ方向に沿った一定のピッチ毎に、リブW1〜W4の厚みを測定する。
First, as shown in FIG. 7, in the stress-strain curve creation method, a step of measuring the shape of the workpiece W before the sizing step is performed at multiple points (see arrows shown in FIG. 7). At this time, in the stress-strain curve creation method, the workpiece W is measured at multiple points at a measurement pitch that can create the stress-strain curve G for each density.
That is, in the stress-strain curve creation method, the thicknesses of the ribs W1 to W4 are measured for each constant pitch along the circumferential direction of the workpiece W and the height direction of the workpiece W.
本実施形態のようにワークWがVVTハウジングである場合、応力−ひずみ曲線の作成方法では、リブW1〜W4の厚みを多点測定する。 When the workpiece W is a VVT housing as in the present embodiment, the thickness of the ribs W1 to W4 is measured at multiple points in the stress-strain curve creation method.
なお、本実施形態では、三つのワークWのリブW1〜W4の厚みを測定するものとする(図8に示すワーク1〜ワーク3参照)。
In the present embodiment, the thicknesses of the ribs W1 to W4 of the three workpieces W are measured (see the
このとき、図8(a)および図8(b)に示すように、応力−ひずみ曲線の作成方法では、例えば、三次元測定器(Coordinate Measuring Machine(CMM))によって、リブW1〜W4の外半径および内半径を測定する。
そして、図8(c)に示すように、応力−ひずみ曲線の作成方法では、外半径の測定結果から内半径の測定結果を減算して、リブW1〜W4の厚みを測定する。
At this time, as shown in FIG. 8A and FIG. 8B, in the stress-strain curve creation method, for example, the outside of the ribs W1 to W4 is detected by a three-dimensional measuring device (Coordinated Measuring Machine (CMM)). Measure the radius and inner radius.
And as shown in FIG.8 (c), in the preparation method of a stress-strain curve, the measurement result of an inner radius is subtracted from the measurement result of an outer radius, and the thickness of rib W1-W4 is measured.
なお、図8では、リブW1〜W4の測定結果のみを示しており、各リブW1〜W4の測定結果の間を直線で繋いでいる。すなわち、図8は、ワークWの突出部分の形状が反映されていない。
また、図8では、横軸を図6(a)に記載する角度(ワークWの位相)に対応させた形で表記するとともに、所定の高さ位置におけるリブW1〜W4の測定結果のみを記載している。つまり、応力−ひずみ曲線の作成方法では、実際には、高さ方向に沿った測定ピッチ毎に、図8に示すようなリブW1〜W4の厚みの測定結果を取得している。
これは、図9、図11、図13、図14、図17、図18、および図20においても同様である。
In FIG. 8, only the measurement results of the ribs W1 to W4 are shown, and the measurement results of the ribs W1 to W4 are connected by a straight line. That is, FIG. 8 does not reflect the shape of the protruding portion of the workpiece W.
Further, in FIG. 8, the horizontal axis is represented in a form corresponding to the angle (phase of the workpiece W) illustrated in FIG. 6A, and only the measurement results of the ribs W1 to W4 at a predetermined height position are illustrated. doing. That is, in the stress-strain curve creation method, the measurement results of the thicknesses of the ribs W1 to W4 as shown in FIG. 8 are actually obtained for each measurement pitch along the height direction.
This also applies to FIGS. 9, 11, 13, 14, 17, 18, and 20.
サイジング工程前のワークWを多点測定した後で、応力−ひずみ曲線の作成方法では、ワークWに対してサイジング工程を行う(図1参照)。 After the workpiece W before the sizing process is measured at multiple points, the sizing process is performed on the workpiece W in the stress-strain curve creation method (see FIG. 1).
サイジング工程を行った後で、図7および図9に示すように、応力−ひずみ曲線の作成方法では、サイジング工程前のワークWを多点測定する場合と同じ要領で、サイジング工程後のワークWの形状を多点測定する工程を行う。
すなわち、応力−ひずみ曲線の作成方法では、サイジング工程後のリブW1〜W4の外半径の測定結果から内半径の測定結果を減算して、サイジング工程後のリブW1〜W4の厚みを測定する。
After performing the sizing process, as shown in FIG. 7 and FIG. 9, in the stress-strain curve creation method, the work W after the sizing process is performed in the same manner as when the work W before the sizing process is measured at multiple points. The step of measuring the shape of the multipoint is performed.
That is, in the stress-strain curve creation method, the thickness of the ribs W1 to W4 after the sizing process is measured by subtracting the measurement result of the inner radius from the measurement result of the outer radii of the ribs W1 to W4 after the sizing process.
ここで、図10に示すように、ワークWは、その加工精度の都合上、サイジング工程前後のいずれにおいても、高さ方向から見たときに略楕円状に形成されている。従って、リブW1〜W4は、サイジング工程前後のいずれにおいても、略楕円に対応する円弧状となっている。
つまり、サイジング工程前後に測定したリブW1〜W4の外半径および内半径は、ワークWの位相によって大きくなったり小さくなったりしている。
Here, as shown in FIG. 10, the workpiece W is formed in a substantially elliptical shape when viewed from the height direction, before and after the sizing process, for convenience of processing accuracy. Therefore, the ribs W1 to W4 have an arc shape corresponding to an approximately ellipse before and after the sizing process.
That is, the outer radius and the inner radius of the ribs W1 to W4 measured before and after the sizing process are increased or decreased depending on the phase of the workpiece W.
そこで、応力−ひずみ曲線の作成方法では、サイジング工程後のワークWの形状を多点測定した後で、サイジング工程前後のワークWの形状を矯正する(図10に示す矢印参照)。
すなわち、応力−ひずみ曲線の作成方法では、測定ピッチ毎に真円の円筒に対応する円弧状となるように、リブW1〜W4の形状を矯正する。
Therefore, in the stress-strain curve creation method, the shape of the workpiece W after the sizing process is corrected at multiple points, and then the shape of the workpiece W before and after the sizing process is corrected (see the arrow shown in FIG. 10).
That is, in the stress-strain curve creation method, the shape of the ribs W1 to W4 is corrected so as to have an arc shape corresponding to a perfect circular cylinder for each measurement pitch.
具体的には、図11に示すように、応力−ひずみ曲線の作成方法では、測定ピッチ毎にリブW1〜W4の体積を算出する。
そして、図12に示すように、応力−ひずみ曲線の作成方法では、体積を算出した部分を、体積不変のまま真円の円筒を測定ピッチ毎に分割したものに変形し、変形時の外半径および内半径を算出する。
Specifically, as shown in FIG. 11, in the stress-strain curve creation method, the volumes of the ribs W1 to W4 are calculated for each measurement pitch.
Then, as shown in FIG. 12, in the stress-strain curve creation method, the volume-calculated portion is deformed into a circular cylinder divided into each measurement pitch without changing the volume, and the outer radius at the time of deformation is changed. And calculate the inner radius.
このとき、応力−ひずみ曲線の作成方法では、以下の式に基づいて、外半径および内半径を算出する。
x=S*360/θ*1/π*1/4r*1/h
ここで、xは中立面C(真円の円筒の厚みの中心部分)から真円の円筒の外周面および内周面までの径方向に沿った距離、Sは真円の円筒を測定ピッチ毎に分割したものの体積、θは真円の円筒を測定ピッチ毎に分割したものの中心角、πは円周率、rは中立面Cの半径、hは測定ピッチの高さ方向に沿った距離である。
At this time, in the method of creating the stress-strain curve, the outer radius and the inner radius are calculated based on the following equations.
x = S * 360 / θ * 1 / π * 1 / 4r * 1 / h
Here, x is the distance along the radial direction from the neutral plane C (the central portion of the thickness of the perfect circular cylinder) to the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the perfect circular cylinder, and S is the measurement pitch of the perfect circular cylinder. The volume of each divided part, θ is the central angle of a perfect circular cylinder divided for each measurement pitch, π is the circumference, r is the radius of the neutral plane C, and h is along the height direction of the measurement pitch. Distance.
図13および図14に示すように、応力−ひずみ曲線の作成方法では、前記式によって算出した外半径および内半径を、サイジング工程前後のリブW1〜W4の外半径および内半径とする。
応力−ひずみ曲線の作成方法では、このようにしてサイジング工程前後のリブW1〜W4の外半径および内半径を矯正する。
As shown in FIGS. 13 and 14, in the stress-strain curve creation method, the outer radius and the inner radius calculated by the above equations are the outer radius and the inner radius of the ribs W1 to W4 before and after the sizing process.
In the method of creating the stress-strain curve, the outer radius and the inner radius of the ribs W1 to W4 before and after the sizing process are corrected in this way.
応力−ひずみ曲線の作成方法では、矯正したサイジング工程前後のリブW1〜W4の外半径および内半径より、サイジング工程前後のリブW1〜W4の厚みを測定する(図18参照)。 In the stress-strain curve creation method, the thickness of the ribs W1 to W4 before and after the sizing process is measured from the outer radius and the inner radius of the ribs W1 to W4 before and after the corrected sizing process (see FIG. 18).
これによれば、応力−ひずみ曲線の作成方法は、ワークWの位相に関わらず、サイジング工程前後のリブW1〜W4の正確な外半径および内半径を取得できる。
すなわち、応力−ひずみ曲線の作成方法は、リブW1〜W4の厚みを正確に測定できるため、応力−ひずみ曲線Gを高精度に作成できる。
According to this, the stress-strain curve creation method can acquire the accurate outer radius and inner radius of the ribs W1 to W4 before and after the sizing process regardless of the phase of the workpiece W.
That is, since the stress-strain curve creation method can accurately measure the thicknesses of the ribs W1 to W4, the stress-strain curve G can be created with high accuracy.
サイジング工程前後のワークWを矯正した後で、図15に示すように、応力−ひずみ曲線の作成方法では、サイジング工程において用いられる型10の隙間を測定する(図15に示す矢印参照)。つまり、応力−ひずみ曲線の作成方法では、サイジング工程中のリブW1〜W4の厚みを測定する。
このとき、応力−ひずみ曲線の作成方法では、例えば、CMMによってインナーコア11の外半径およびダイ12の内半径を測定し、測定したダイ12の内半径からインナーコア11の外半径を減算して型10の隙間を算出する。
After correcting the workpiece W before and after the sizing process, as shown in FIG. 15, in the method for creating the stress-strain curve, the gap of the
At this time, in the stress-strain curve creation method, for example, the outer radius of the
なお、応力−ひずみ曲線の作成方法は、少なくともワークWの測定箇所に対応する位置における型10の隙間を測定すれればよい。
In addition, the preparation method of a stress-strain curve should just measure the clearance gap of the type |
このように、応力−ひずみ曲線の作成方法では、ワークW(リブW1〜W4)の測定箇所に対応する位置における、型10の隙間を測定する工程を行う。
As described above, in the method of creating the stress-strain curve, a step of measuring the gap of the
ここで、図16に示すように、インナーコア11は、ワークWの密度分布が不均一であること等に起因して、サイジング工程中に部分的に高い荷重が作用し、その位置がワークWの径方向に沿ってずれる可能性がある。
つまり、サイジング工程中の型10の隙間は、均一なものではなく、ワークWの位相によって変動する可能性がある。
Here, as shown in FIG. 16, the
That is, the gap of the
そこで、図17に示すように、応力−ひずみ曲線の作成方法では、サイジング工程中のインナーコア11のずれ量を予測して、予測結果に基づいて型10の隙間の測定結果を補正する。このとき、応力−ひずみ曲線の作成方法では、例えば、CAEを用いてインナーコア11のずれ量を予測する。
Therefore, as shown in FIG. 17, in the stress-strain curve creation method, the deviation amount of the
具体的には、応力−ひずみ曲線の作成方法では、図13に示すようなリブW1〜W4の厚みの測定結果等に基づいてワークWの三次元モデルを作成し、作成したワークWの三次元モデルに対してサイジング工程を仮想的に行う。
そして、応力−ひずみ曲線の作成方法では、仮想的に行ったサイジング工程の結果が、図14に示すようなリブW1〜W4の厚みの測定結果となるような、サイジング工程中のインナーコア11の位置(つまり、ずれ量)を予測する。
Specifically, in the stress-strain curve creation method, a three-dimensional model of the workpiece W is created based on the measurement results of the thicknesses of the ribs W1 to W4 as shown in FIG. A sizing process is virtually performed on the model.
And in the creation method of a stress-strain curve, the result of the sizing process performed virtually becomes the measurement result of the thickness of ribs W1-W4 as shown in FIG. Predict the position (that is, the amount of deviation).
これによれば、応力−ひずみ曲線の作成方法は、型10の隙間の測定結果にサイジング工程中のインナーコア11のずれを反映できる。
すなわち、応力−ひずみ曲線の作成方法は、型10の隙間を正確に測定できるため、応力−ひずみ曲線Gを高精度に作成できる。
According to this, the stress-strain curve creation method can reflect the deviation of the
That is, the stress-strain curve creation method can accurately measure the gap of the
これにより、図18に示すように、応力−ひずみ曲線の作成方法では、サイジング工程前後のワークWの形状(矯正後のリブW1〜W4の厚み)の測定結果、および型10の隙間(補正後の型10の隙間)の測定結果を取得する。
Accordingly, as shown in FIG. 18, in the stress-strain curve creation method, the measurement result of the shape of the workpiece W (the thickness of the ribs W1 to W4 after correction) before and after the sizing process, and the gap (after correction) of the
応力−ひずみ曲線の作成方法では、このようなサイジング工程前後のワークWの形状の測定結果、および型10の隙間の測定結果から、ワークWを型10に入れたときのひずみ量(最大ひずみ量M)、およびワークWを型10から出したときのひずみ量(弾性ひずみ量N)を算出する。
In the stress-strain curve creation method, the amount of strain (maximum strain amount) when the workpiece W is placed in the
すなわち、応力−ひずみ曲線の作成方法では、図18に示すサイジング工程前のワークWの形状(矯正後のリブW1〜W4の厚み)の測定結果、および型10の隙間(補正後の型10の隙間)の測定結果に基づいて、最大ひずみ量Mを算出する工程を行う。 That is, in the method for creating the stress-strain curve, the measurement result of the shape of the workpiece W (the thickness of the ribs W1 to W4 after correction) before the sizing step shown in FIG. A step of calculating the maximum strain amount M is performed based on the measurement result of the (gap).
このとき、応力−ひずみ曲線の作成方法では、サイジング工程前のワークWの形状の測定結果を図19に示す符号Lとし、型10の隙間の測定結果を図19に示す符号L0として真ひずみを算出することで、最大ひずみ量Mを算出する。
図20に示すように、応力−ひずみ曲線の作成方法では、このような真ひずみの算出をリブW1〜W4の測定箇所毎に行って、ワークW(リブW1〜W4)の測定箇所における最大ひずみ量Mを算出する(図20に白塗りで示す四角形、ひし形、および丸参照)。
At this time, in the stress-strain curve creation method, the measurement result of the shape of the workpiece W before the sizing process is denoted by reference symbol L shown in FIG. 19, and the measurement result of the gap of the
As shown in FIG. 20, in the stress-strain curve creation method, the true strain is calculated for each measurement location of the ribs W1 to W4, and the maximum strain at the measurement location of the workpiece W (ribs W1 to W4). The amount M is calculated (see squares, rhombuses, and circles shown in white in FIG. 20).
これにより、応力−ひずみ曲線の作成方法では、第一の頂点P1(図3参照)および第一の仮想線L1(図4参照)を設定するための情報を複数取得する(図20に示す上方向への矢印参照)。
すなわち、図20においては、ひずみ0の位置から最大ひずみ量M(図20に白塗りで示す四角形、ひし形、および丸)の位置までの距離が、図3における応力−ひずみ曲線の原点から第一の頂点P1までの距離に対応する。
Thereby, in the stress-strain curve creation method, a plurality of pieces of information for setting the first vertex P1 (see FIG. 3) and the first virtual line L1 (see FIG. 4) are acquired (the upper portion shown in FIG. 20). See arrow for direction).
That is, in FIG. 20, the distance from the position of
また、応力−ひずみ曲線の作成方法では、型10の隙間(補正後の型10の隙間)の測定結果、およびサイジング工程後のワークW(矯正後のリブW1〜W4の厚み)の測定結果に基づいて真ひずみを算出することで、弾性ひずみ量Nを算出する工程を行う。 In the stress-strain curve creation method, the measurement result of the gap of the mold 10 (gap of the corrected mold 10) and the measurement result of the workpiece W (the thickness of the ribs W1 to W4 after correction) after the sizing process are used. The step of calculating the elastic strain amount N is performed by calculating the true strain on the basis.
このとき、応力−ひずみ曲線の作成方法では、型10の隙間の測定結果を図19に示す符号Lとし、サイジング工程後のワークWの測定結果を図19に示す符号L0として真ひずみを算出することで、弾性ひずみ量Nを算出する。
図20に示すように、応力−ひずみ曲線の作成方法では、このような弾性ひずみ量Nの算出をリブW1〜W4の測定箇所毎に行って、ワークW(リブW1〜W4)の測定箇所における弾性ひずみ量Nを算出する(図20に黒塗りで示す四角形、ひし形、および丸参照)。
At this time, in the method for creating the stress-strain curve, the true strain is calculated with the measurement result of the gap of the
As shown in FIG. 20, in the stress-strain curve creation method, the elastic strain amount N is calculated for each measurement location of the ribs W1 to W4, and the measurement location of the workpiece W (ribs W1 to W4) is measured. The elastic strain amount N is calculated (see squares, rhombuses, and circles shown in black in FIG. 20).
これにより、応力−ひずみ曲線の作成方法では、第二の頂点P2(図3参照)を設定するための情報を複数取得する(図20に示す下方向への矢印参照)。
すなわち、図20においては、最大ひずみ量M(図20に白塗りで示す四角形、ひし形、および丸)の位置から弾性ひずみ量N(図20に黒塗りで示す四角形、ひし形、および丸)の位置までの距離が、図3における第一の頂点P1から第二の頂点P2までの距離に対応する。
Thereby, in the stress-strain curve creation method, a plurality of pieces of information for setting the second vertex P2 (see FIG. 3) is acquired (see the downward arrow shown in FIG. 20).
That is, in FIG. 20, from the position of the maximum strain amount M (rectangle, rhombus, and circle shown in white in FIG. 20) to the position of elastic strain amount N (square, rhombus, and circle shown in black in FIG. 20). Corresponds to the distance from the first vertex P1 to the second vertex P2 in FIG.
本実施形態では、CMMによる測定誤差の影響等で、サイジング工程後にリブW1〜W4の厚みが厚くなっている部分がある(図20(a)および図20(b)において、四角で囲んだ部分参照)。
応力−ひずみ曲線の作成方法では、このようなサイジング工程後にリブW1〜W4の厚みが厚くなっている部分を、測定誤差が発生した部分であると判断し、応力−ひずみ曲線Gの作成において使用しない。
In the present embodiment, there are portions where the thicknesses of the ribs W1 to W4 are increased after the sizing process due to the influence of measurement errors caused by the CMM (the portions surrounded by the squares in FIGS. 20 (a) and 20 (b)). reference).
In the method for creating the stress-strain curve, the portion where the ribs W1 to W4 are thick after such a sizing process is determined to be the portion where the measurement error has occurred, and is used in creating the stress-strain curve G. do not do.
最大ひずみ量Mおよび弾性ひずみ量Nを算出した後で、応力−ひずみ曲線の作成方法では、図21に示すように、ワークW(リブW1〜W4)の測定箇所における密度を測定する工程を行う。
本実施形態の応力−ひずみ曲線の作成方法では、サイジング工程後のワークWを高さ方向に沿って切断してワークWをリブW1〜W4毎に分割し、当該分割したリブW1〜W4を入れたときの水の変化から、リブW1〜W4の密度を測定している。
After calculating the maximum strain amount M and the elastic strain amount N, in the stress-strain curve creation method, as shown in FIG. 21, a step of measuring the density at the measurement location of the workpiece W (ribs W1 to W4) is performed. .
In the stress-strain curve creation method of the present embodiment, the workpiece W after the sizing process is cut along the height direction to divide the workpiece W into ribs W1 to W4, and the divided ribs W1 to W4 are inserted. The density of the ribs W1 to W4 is measured from the change in water when the water is discharged.
なお、図21では、一つのワークWのリブW1〜W4の密度を測定した結果だけを記載しているが、実際には、三つのワークWのリブW1〜W4の密度を測定している。 In FIG. 21, only the result of measuring the density of the ribs W1 to W4 of one workpiece W is shown, but actually the density of the ribs W1 to W4 of the three workpieces W is measured.
密度を測定した後で、応力−ひずみ曲線の作成方法では、ワークW(リブW1〜W4)の測定箇所におけるヤング率を測定する工程を行う。 After measuring the density, the stress-strain curve creation method includes a step of measuring the Young's modulus at the measurement location of the workpiece W (ribs W1 to W4).
図22に示すように、ヤング率は、リブW1〜W4の密度との間に相関がある。
そこで、応力−ひずみ曲線の作成方法では、このようなヤング率とリブW1〜W4の密度との相関を予め取得している。応力−ひずみ曲線の作成方法では、リブW1〜W4の測定箇所における密度の測定結果と、前記相関とに基づいて、リブW1〜W4の測定箇所におけるヤング率を算出する。
As shown in FIG. 22, the Young's modulus has a correlation with the density of the ribs W1 to W4.
Therefore, in the stress-strain curve creation method, the correlation between the Young's modulus and the density of the ribs W1 to W4 is acquired in advance. In the stress-strain curve creation method, the Young's modulus at the measurement points of the ribs W1 to W4 is calculated based on the measurement result of the density at the measurement points of the ribs W1 to W4 and the correlation.
なお、図22では、一つのワークWのリブW1〜W4のヤング率を算出した結果だけを記載しているが、実際には、三つのワークWのリブW1〜W4のヤング率を算出している。 In FIG. 22, only the result of calculating the Young's modulus of the ribs W1 to W4 of one workpiece W is shown, but actually the Young's modulus of the ribs W1 to W4 of the three workpieces W is calculated. Yes.
これによれば、応力−ひずみ曲線の作成方法は、リブW1〜W4の測定箇所における密度を測定するだけで、リブW1〜W4の測定箇所におけるヤング率を測定できる。つまり、応力−ひずみ曲線の作成方法は、別途リブW1〜W4の測定箇所におけるヤング率を測定することなく、ヤング率を測定できる。
従って、応力−ひずみ曲線の作成方法は、短時間で簡易的にリブW1〜W4の測定箇所におけるヤング率を測定できる。このため、応力−ひずみ曲線の作成方法は、短時間で簡易的に応力−ひずみ曲線Gを作成できる。
According to this, the stress-strain curve creation method can measure the Young's modulus at the measurement points of the ribs W1 to W4 only by measuring the density at the measurement points of the ribs W1 to W4. That is, the stress-strain curve creation method can measure the Young's modulus without measuring the Young's modulus at the measurement points of the ribs W1 to W4 separately.
Therefore, the stress-strain curve creation method can easily measure the Young's modulus at the measurement points of the ribs W1 to W4 in a short time. For this reason, the stress-strain curve creation method can easily create the stress-strain curve G in a short time.
このように、応力−ひずみ曲線の作成方法では、ワークW(リブW1〜W4)の測定箇所における密度の測定結果に基づいて、ワーク(リブW1〜W4)の測定箇所におけるヤング率を測定する。 As described above, in the stress-strain curve creation method, the Young's modulus at the measurement location of the workpiece (ribs W1 to W4) is measured based on the measurement result of the density at the measurement location of the workpiece W (ribs W1 to W4).
これにより、応力−ひずみ曲線の作成方法では、第二の仮想線L2(図4参照)を設定するための情報を複数取得する。 Thus, in the stress-strain curve creation method, a plurality of pieces of information for setting the second virtual line L2 (see FIG. 4) are acquired.
ヤング率を測定した後で、応力−ひずみ曲線の作成方法では、図20および図23に示すように、最大ひずみ量Mの算出結果に基づいて第一の頂点P1を設定する。
つまり、応力−ひずみ曲線の作成方法では、応力−ひずみ曲線の原点から最大ひずみ量Mだけ、ひずみの軸方向に沿って移動した位置を、第一の頂点P1として設定する。
After measuring the Young's modulus, in the stress-strain curve creation method, the first vertex P1 is set based on the calculation result of the maximum strain amount M as shown in FIGS.
That is, in the stress-strain curve creation method, a position moved along the strain axial direction by the maximum strain amount M from the origin of the stress-strain curve is set as the first vertex P1.
このとき、応力−ひずみ曲線の作成方法では、リブW1〜W4の密度に対応する密度の応力−ひずみ曲線のひずみの軸上に、第一の頂点P1を設定する。
また、応力−ひずみ曲線の作成方法では、このような第一の頂点P1の設定を、リブW1〜W4の測定箇所毎に行う。
At this time, in the stress-strain curve creation method, the first vertex P1 is set on the strain axis of the stress-strain curve having a density corresponding to the density of the ribs W1 to W4.
In the stress-strain curve creation method, the first vertex P1 is set for each measurement location of the ribs W1 to W4.
なお、図23では、一つのワークWのリブW1〜W4の密度の測定結果から、第一の頂点P1を設定する様子を記載しているが、実際には、三つのワークWのリブW1〜W4の密度の測定結果から、第一の頂点P1を設定する。 In FIG. 23, a state in which the first vertex P1 is set based on the measurement result of the density of the ribs W1 to W4 of one workpiece W is described, but actually, the ribs W1 to W3 of the three workpieces W are set. From the measurement result of the density of W4, the first vertex P1 is set.
第一の頂点P1を設定した後で、応力−ひずみ曲線の作成方法では、第一の頂点P1を設定した場合と同じ要領で、弾性ひずみ量Nの算出結果に基づいて第二の頂点P2を設定する(図3、図20、および図23参照)。
つまり、応力−ひずみ曲線の作成方法では、第一の頂点P1を設定した場合と同じ要領で、第一の頂点P1から弾性ひずみ量Nだけ、ひずみの軸方向に沿って移動した位置を、第二の頂点P2として設定する。
After setting the first vertex P1, in the stress-strain curve creation method, the second vertex P2 is set based on the calculation result of the elastic strain amount N in the same manner as when the first vertex P1 is set. Set (see FIGS. 3, 20 and 23).
That is, in the method of creating the stress-strain curve, the position moved along the strain axial direction by the elastic strain amount N from the first vertex P1 in the same manner as when the first vertex P1 is set, Set as the second vertex P2.
このように、応力−ひずみ曲線の作成方法では、ワークW(リブW1〜W4)の測定箇所における密度の測定結果に対応する密度の応力−ひずみ曲線のひずみの軸上に、ワークW(リブW1〜W4)の測定箇所毎に、第一の頂点P1および第二の頂点P2を設定する工程を行う。 As described above, in the method of creating the stress-strain curve, the workpiece W (rib W1) is placed on the strain axis of the stress-strain curve of the density corresponding to the density measurement result at the measurement location of the workpiece W (ribs W1 to W4). The step of setting the first vertex P1 and the second vertex P2 is performed for each measurement location of .about.W4).
第二の頂点P2を設定した後で、応力−ひずみ曲線の作成方法では、第一の頂点P1を設定した場合と同じ要領で、第一の頂点P1から応力の軸方向に沿って延出する第一の仮想線L1を引く(図4および図23参照)。 After the second vertex P2 is set, the stress-strain curve creation method extends from the first vertex P1 along the axial direction of the stress in the same manner as when the first vertex P1 is set. The first virtual line L1 is drawn (see FIGS. 4 and 23).
第一の仮想線L1を引いた後で、応力−ひずみ曲線の作成方法では、第一の頂点P1を設定した場合と同じ要領で、第二の頂点P2から、応力の軸方向に対してヤング率の測定結果に対応する傾きに沿って延出する第二の仮想線L2を引く(図4および図23参照)。 After drawing the first imaginary line L1, the stress-strain curve creation method is the same as the case where the first vertex P1 is set. A second imaginary line L2 extending along an inclination corresponding to the rate measurement result is drawn (see FIGS. 4 and 23).
これにより、図24に示すように、応力−ひずみ曲線の作成方法では、各仮想線L1・L2およびひずみの軸からなる複数の三角形Tを、密度が異なる複数の応力−ひずみ曲線の座標上に、リブW1〜W4の測定箇所に応じてそれぞれ作成する。
応力−ひずみ曲線の作成方法では、このようにして密度が異なる複数の応力−ひずみ曲線の座標上に、各仮想線L1・L2の交点である第三の頂点P3を点在させる。
Thus, as shown in FIG. 24, in the stress-strain curve creation method, a plurality of triangles T composed of virtual lines L1 and L2 and a strain axis are placed on the coordinates of a plurality of stress-strain curves having different densities. The ribs W1 to W4 are created according to the measurement locations.
In the stress-strain curve creation method, the third vertex P3, which is the intersection of the virtual lines L1 and L2, is dotted on the coordinates of the plurality of stress-strain curves having different densities.
なお、図24では、一つのワークWのリブW1〜W4の密度の測定結果から、第三の頂点P3を点在させる様子を記載しているが、実際には、三つのワークWのリブW1〜W4の密度の測定結果から、第三の頂点P3を点在させる。 In FIG. 24, a state in which the third vertex P3 is scattered from the measurement result of the density of the ribs W1 to W4 of one workpiece W is illustrated, but in reality, the ribs W1 of the three workpieces W are illustrated. From the measurement result of the density of ˜W4, the third vertex P3 is scattered.
このように、応力−ひずみ曲線の作成方法では、ワークW(リブW1〜W4)の測定箇所毎に、第一の仮想線L1を引くとともに第二の仮想線L2を引き、各仮想線L1・L2の交点を第三の頂点P3として設定する工程を行う。 As described above, in the stress-strain curve creation method, the first virtual line L1 is drawn and the second virtual line L2 is drawn for each measurement location of the workpiece W (ribs W1 to W4). A step of setting the intersection of L2 as the third vertex P3 is performed.
第二の仮想線L2を引いた後で、図25に示すように、応力−ひずみ曲線の作成方法では、ワークW(リブW1〜W4)の測定箇所における密度の測定結果に対応する密度毎に、第三の頂点P3を繋いで応力−ひずみ曲線Gを作成する工程を行う。 After drawing the second virtual line L2, as shown in FIG. 25, in the stress-strain curve creation method, for each density corresponding to the density measurement result at the measurement location of the workpiece W (ribs W1 to W4). The step of creating the stress-strain curve G by connecting the third vertex P3 is performed.
なお、図25では、一つのワークWのリブW1〜W4の密度の測定結果から、応力−ひずみ曲線Gを密度毎に作成する様子を記載しているが、実際には、三つのワークWのリブW1〜W4の密度の測定結果から、応力−ひずみ曲線Gを密度毎に作成する。 In FIG. 25, a state in which a stress-strain curve G is created for each density from the measurement results of the density of the ribs W <b> 1 to W <b> 4 of one workpiece W is described. From the measurement results of the density of the ribs W1 to W4, a stress-strain curve G is created for each density.
また、本実施形態の応力−ひずみ曲線の作成方法では、ヤング率の測定結果に基づいて原点から弾性域に対応する直線を引き、当該弾性域に対応する直線の原点とは反対側の端部と、ひずみが最も小さい第三の頂点P3とを繋いでいる。
ただし、応力−ひずみ曲線の作成方法では、必ずしもこのような弾性域に対応する直線を作成する必要はない。
In the stress-strain curve creation method of the present embodiment, a straight line corresponding to the elastic region is drawn from the origin based on the measurement result of the Young's modulus, and the end of the straight line corresponding to the elastic region on the opposite side from the origin. Are connected to the third vertex P3 having the smallest distortion.
However, in the method for creating the stress-strain curve, it is not always necessary to create a straight line corresponding to such an elastic region.
これによれば、応力−ひずみ曲線の作成方法は、ワークWに対してサイジング工程を行うだけで、密度毎に応力−ひずみ曲線Gを作成できる。
従って、応力−ひずみ曲線の作成方法は、多くの引張試験を行うことなく、CAEを用いたサイジング工程の予測技術を作成できる程度に、ワークWの密度毎の応力−ひずみ曲線Gを作成できる。
According to this, the stress-strain curve creation method can create the stress-strain curve G for each density only by performing the sizing process on the workpiece W.
Therefore, the stress-strain curve creation method can create the stress-strain curve G for each density of the workpiece W to such an extent that a sizing process prediction technique using CAE can be created without performing many tensile tests.
仮に、従来技術にあるような引張試験によって一つの(ある密度である)応力−ひずみ曲線Gを作成するためには、ある程度の信頼性を得るために、複数回(例えば、三回程度)の引張試験を行う必要がある。
つまり、従来技術にあるような引張試験によって密度毎に応力−ひずみ曲線Gを作成する場合、密度の種類(応力−ひずみ曲線Gを作成する数)と引張試験の回数(例えば、三回)とを積算した回数だけ、引張試験を行う必要がある。
If a single stress-strain curve G (with a certain density) is created by a tensile test as in the prior art, a plurality of times (for example, about three times) are required in order to obtain a certain degree of reliability. It is necessary to conduct a tensile test.
That is, when a stress-strain curve G is created for each density by a tensile test as in the prior art, the type of density (number of stress-strain curves G created) and the number of tensile tests (for example, three times) It is necessary to perform a tensile test as many times as the number of times accumulated.
一方、本実施形態の応力−ひずみ曲線の作成方法では、密度毎に一回サイジング工程を行うだけで、密度が異なる複数の応力−ひずみ曲線Gを作成できる。
このため、応力−ひずみ曲線の作成方法は、短時間でワークWの密度毎の応力−ひずみ曲線Gを作成できる。
On the other hand, in the method for creating a stress-strain curve of the present embodiment, a plurality of stress-strain curves G having different densities can be created only by performing a sizing process once for each density.
For this reason, the stress-strain curve creation method can create the stress-strain curve G for each density of the workpiece W in a short time.
また、応力−ひずみ曲線の作成方法は、密度が均一な焼結体を用いることなくワークWの密度毎の応力−ひずみ曲線Gを作成できる。
従って、応力−ひずみ曲線の作成方法は、容易に準備可能なワークWを用いて応力−ひずみ曲線Gを作成できるため、簡易的にワークWの密度毎の応力−ひずみ曲線Gを作成できる。
Further, the stress-strain curve creation method can create the stress-strain curve G for each density of the workpiece W without using a sintered body having a uniform density.
Therefore, the stress-strain curve creation method can create the stress-strain curve G using the workpiece W that can be easily prepared. Therefore, the stress-strain curve G for each density of the workpiece W can be easily created.
つまり、応力−ひずみ曲線の作成方法は、サイジング工程の予測技術に必要な応力−ひずみ曲線Gを短時間で簡易的に作成できる。
このため、応力−ひずみ曲線の作成方法は、サイジング工程の予測技術を作成するまでの時間を短縮できるとともに、サイジング工程の予測技術を作成するために必要な情報を簡易的に作成できる。
That is, the stress-strain curve creation method can easily create the stress-strain curve G required for the sizing process prediction technique in a short time.
For this reason, the method for creating the stress-strain curve can shorten the time required to create the prediction technique for the sizing process, and can easily create information necessary for creating the prediction technique for the sizing process.
仮に、異なる粉種、つまり、複数の粉種毎にワークWの応力−ひずみ曲線Gを作成する場合、応力−ひずみ曲線の作成方法では、異なる粉種のワークWに対してサイジング工程を行って、異なる粉種毎、かつ、異なる密度毎に応力−ひずみ曲線Gを作成する。
この場合、応力−ひずみ曲線の作成方法では、ヤング率と粉種と密度との相関を予め取得しておき、ワークWの粉種と密度の測定結果と前記相関とに基づいて、ワークWの測定箇所におけるヤング率を算出する。
これによれば、応力−ひずみ曲線の作成方法では、短時間で簡易的に、異なる粉種毎、かつ、異なる密度毎に応力−ひずみ曲線Gを作成できる。すなわち、応力−ひずみ曲線の作成方法では、粉種と密度の種類と引張試験の回数とを積算した回数だけ引張試験を行うことなく、異なる粉種毎、かつ、異なる密度毎に応力−ひずみ曲線Gを作成できる。
If the stress-strain curve G of the workpiece W is created for different powder types, that is, for each of a plurality of powder types, the sizing process is performed on the workpiece W of different powder types in the stress-strain curve creation method. A stress-strain curve G is created for each different powder type and each different density.
In this case, in the method for creating the stress-strain curve, the correlation between the Young's modulus, the powder type, and the density is acquired in advance, and the measurement result of the powder type and density of the workpiece W and the correlation are used to determine the workpiece W. The Young's modulus at the measurement location is calculated.
According to this, in the stress-strain curve creation method, the stress-strain curve G can be created easily for each different powder type and for each different density in a short time. That is, in the stress-strain curve creation method, the stress-strain curve is obtained for each different powder type and for each different density without performing the tensile test as many times as the number of times of the powder type, density type, and tensile test. G can be created.
応力−ひずみ曲線の作成方法では、必ずしも真ひずみを算出することで最大ひずみ量Mおよび弾性ひずみ量Nを算出する必要はない。すなわち、応力−ひずみ曲線の作成方法は、公称ひずみを算出することで最大ひずみ量Mおよび弾性ひずみ量Nを算出しても構わない。 In the method of creating the stress-strain curve, it is not always necessary to calculate the maximum strain amount M and the elastic strain amount N by calculating the true strain. That is, the stress-strain curve creation method may calculate the maximum strain amount M and the elastic strain amount N by calculating the nominal strain.
本実施形態の応力−ひずみ曲線の作成方法は、ワークWを高さ方向に沿って切断し、リブW1〜W4毎に密度を測定したが、これに限定されるものでない。
すなわち、応力−ひずみ曲線の作成方法は、ワークWを測定ピッチ毎に切断し、当該切断したものの密度を測定しても構わない。また、応力−ひずみ曲線の作成方法は、ワークWの密度分布の傾向(例えば、ワークWの高さ方向における両端部と中途部とで密度が異なりやすい等)に応じて、ワークWを切断しても構わない。
In the method for creating the stress-strain curve of the present embodiment, the workpiece W is cut along the height direction and the density is measured for each of the ribs W1 to W4. However, the method is not limited to this.
That is, the method for creating the stress-strain curve may be to cut the workpiece W at every measurement pitch and measure the density of the cut piece. In addition, the stress-strain curve is created by cutting the workpiece W according to the tendency of the density distribution of the workpiece W (for example, the density is likely to be different between the end portion and the middle portion in the height direction of the workpiece W). It doesn't matter.
本実施形態の応力−ひずみ曲線の作成方法は、密度の測定結果に基づいてヤング率を算出したが、これに限定されるものでない。
すなわち、応力−ひずみ曲線の作成方法は、ワークWの測定箇所に対してレーザを照射して、ワークWの測定箇所におけるヤング率を測定しても構わない。
The stress-strain curve creation method of the present embodiment calculates the Young's modulus based on the density measurement results, but is not limited to this.
That is, the stress-strain curve creation method may measure the Young's modulus at the measurement location of the workpiece W by irradiating the measurement location of the workpiece W with laser.
10 型
G 応力−ひずみ曲線
L1 第一の仮想線
L2 第二の仮想線
M 最大ひずみ量
N 弾性ひずみ量
P1 第一の頂点
P2 第二の頂点
P3 第三の頂点
W ワーク
10 type G stress-strain curve L1 first virtual line L2 second virtual line M maximum strain amount N elastic strain amount P1 first vertex P2 second vertex P3 third vertex W work
Claims (2)
前記ワークを型に入れて所定の形状に成形するサイジング工程前後の、前記ワークの形状を多点測定する工程と、
前記ワークの測定箇所に対応する位置における、前記型の隙間を測定する工程と、
前記サイジング工程前のワークの測定結果および前記型の隙間の測定結果に基づいて、前記ワークの測定箇所における最大ひずみ量を算出する工程と、
前記型の隙間の測定結果および前記サイジング工程後のワークの測定結果に基づいて、前記ワークの測定箇所における弾性ひずみ量を算出する工程と、
前記ワークの測定箇所における密度を測定する工程と、
前記ワークの測定箇所におけるヤング率を測定する工程と、
前記ワークの測定箇所における密度の測定結果に対応する密度の応力−ひずみ曲線のひずみの軸上に、前記ワークの測定箇所毎に、前記最大ひずみ量の算出結果に基づいて第一の頂点を設定するとともに、前記弾性ひずみ量の算出結果に基づいて第二の頂点を設定する工程と、
前記ワークの測定箇所毎に、前記第一の頂点から、応力の軸方向に沿って延出する第一の仮想線を引くとともに、前記第二の頂点から、前記応力の軸方向に対して前記ヤング率の測定結果に対応する傾きに沿って延出する第二の仮想線を引き、前記各仮想線の交点を第三の頂点として設定する工程と、
前記ワークの測定箇所における密度の測定結果に対応する密度毎に、前記第三の頂点を繋いで応力−ひずみ曲線を作成する工程と、
を行う、
サイジング工程の応力−ひずみ曲線の作成方法。 A method for creating a stress-strain curve in a sizing process for creating a stress-strain curve for each workpiece density,
A step of measuring the shape of the workpiece in multiple points before and after a sizing step of putting the workpiece into a mold and molding the workpiece into a predetermined shape;
Measuring the gap of the mold at a position corresponding to the measurement location of the workpiece;
Based on the measurement result of the workpiece before the sizing step and the measurement result of the gap of the mold, calculating the maximum strain amount at the measurement location of the workpiece;
Based on the measurement result of the mold gap and the measurement result of the workpiece after the sizing step, calculating the amount of elastic strain at the measurement location of the workpiece;
Measuring the density at the measurement location of the workpiece;
Measuring the Young's modulus at the measurement location of the workpiece;
On the strain axis of the stress-strain curve of the density corresponding to the density measurement result at the measurement location of the workpiece, a first vertex is set for each measurement location of the workpiece based on the calculation result of the maximum strain amount. And setting a second vertex based on the calculation result of the elastic strain amount,
For each measurement location of the workpiece, a first imaginary line extending along the stress axial direction is drawn from the first vertex, and from the second vertex to the stress axial direction. a step of pulling the second virtual line that gives extending along a slope, sets the intersection of each of the imaginary line as a third vertex of which corresponds to the measurement result of Young's modulus,
For each density corresponding to the density measurement result at the measurement location of the workpiece, connecting the third vertex and creating a stress-strain curve;
I do,
A method for creating a stress-strain curve in a sizing process.
請求項1に記載のサイジング工程の応力−ひずみ曲線の作成方法。 Based on the measurement result of the density at the measurement location of the workpiece, measure the Young's modulus at the measurement location of the workpiece,
A method for creating a stress-strain curve in the sizing process according to claim 1.
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