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JP7541241B2 - Press forming simulation method - Google Patents
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JP7541241B2 JP2021018149A JP2021018149A JP7541241B2 JP 7541241 B2 JP7541241 B2 JP 7541241B2 JP 2021018149 A JP2021018149 A JP 2021018149A JP 2021018149 A JP2021018149 A JP 2021018149A JP 7541241 B2 JP7541241 B2 JP 7541241B2
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Description

本発明は、プレス成形シミュレーション方法に関する。 The present invention relates to a press molding simulation method.

従来、プレス成形時におけるプレス金型に見込まれる変形をプレス金型の設計に反映させるため、プレス金型の局所の変形を実測する方法があった。
しかしながら、従来の方法は、特定のプレス金型を使用した場合の、その特定のプレス金型の局所の変形を実測する方法であり、プレス金型の設計にプレス機の剛性を見込んだ方法ではなかった。
Conventionally, there has been a method of actually measuring local deformation of a press die in order to reflect the deformation expected in the press die during press forming in the design of the press die.
However, the conventional method was a method of actually measuring the local deformation of a specific press die when that specific press die was used, and was not a method that took into account the rigidity of the press machine when designing the press die.

特開2011-145247号公報JP 2011-145247 A

本発明は、上記背景技術の問題点に鑑み、計算負荷を抑えて精度良くプレス成形を再現できるプレス成形シミュレーション方法を提供することを課題とする。 In view of the problems in the background art described above, the present invention aims to provide a press forming simulation method that can accurately reproduce press forming while reducing the calculation load.

本発明の要旨は以下の通りである。 The gist of the present invention is as follows:

(1)本発明の一態様に係るプレス成形シミュレーション方法は、プレス金型を備えたプレス機によってワークを所定の荷重でプレス加工してプレス成形品を成形する際におけるワークの物理量の変化を予測するプレス成形シミュレーション方法であって、前記プレス機を、前記プレス金型を弾性支持する弾性支持部と、前記弾性支持部を剛体支持する剛体支持部に分類する分類工程と、前記剛体支持部を剛体としてモデル化し、前記弾性支持部を前記剛体支持部で支持された弾性体としてモデル化した解析モデルを準備する解析モデル準備工程と、前記弾性支持部の平面領域を有限個に分割した各分割領域における変位の分布である離散化変位分布を、前記各分割領域における初期線形ばね定数の分布である初期線形ばね定数分布と前記荷重との積で表した離散化たわみモデルを準備する離散化たわみモデル準備工程と、前記解析モデルによるプレス成形シミュレーション結果又は前記プレス機によるプレス成形試験における実測結果に基づく、前記各分割領域における変位の分布である参照変位分布を準備する参照モデル準備工程と、前記参照変位分布と前記離散化変位分布との差分に基づいて、前記初期線形ばね定数分布を補正して、有限個の線形ばね定数の分布である線形ばね定数分布を計算する線形ばね定数分布計算工程と、を含む。
(2)上記(1)において、前記弾性支持部は、前記プレス金型に直接接するスライド又はボルスタを含んでよい。
(3)上記(1)又は(2)において、前記剛体支持部は、クラウンを含んでよい。
(4)上記(1)から(3)のいずれかにおいて、前記線形ばね定数分布と前記荷重との積で表された修正離散化たわみモデルによって前記ワークをモデル化したワークモデルに前記荷重を作用させた際の前記ワークモデルの弾塑性解析を行う弾塑性解析工程と、を含んでよい。
(1) A press-molding simulation method according to one aspect of the present invention is a press-molding simulation method for predicting changes in physical quantities of a workpiece when the workpiece is pressed under a predetermined load by a press machine equipped with a press die to form a press-molded product, the method including a classification step of classifying the press machine into an elastic support portion that elastically supports the press die and a rigid support portion that rigidly supports the elastic support portion; an analytical model preparation step of preparing an analytical model in which the rigid support portion is modeled as a rigid body and the elastic support portion is modeled as an elastic body supported by the rigid support portion; and a calculation step of estimating a change in a physical quantity of a workpiece when the workpiece is pressed under a predetermined load by a press machine equipped with a press die. the discretized displacement model preparation step of preparing a discretized deflection model in which a discretized displacement distribution, which is a distribution, is expressed as a product of an initial linear spring constant distribution, which is a distribution of initial linear spring constants in each of the divided regions, and the load; a reference model preparation step of preparing a reference displacement distribution, which is a distribution of displacement in each of the divided regions, based on press forming simulation results using the analytical model or actual measurement results in a press forming test using the press; and a linear spring constant distribution calculation step of correcting the initial linear spring constant distribution based on a difference between the reference displacement distribution and the discretized displacement distribution, to calculate a linear spring constant distribution, which is a distribution of a finite number of linear spring constants.
(2) In the above (1), the elastic support portion may include a slide or a bolster that is in direct contact with the press die.
(3) In the above (1) or (2), the rigid support portion may include a crown.
(4) In any of (1) to (3) above, the method may include an elastic-plastic analysis process for performing an elastic-plastic analysis of a work model in which the work is modeled using a modified discretized deflection model expressed as the product of the linear spring constant distribution and the load, when the load is applied to the work model.

本発明によれば、計算負荷を抑えて精度良くプレス成形を再現できるプレス成形シミュレーション方法を提供できる。 The present invention provides a press molding simulation method that can accurately reproduce press molding while reducing the calculation load.

プレス機とプレス金型とを備えたプレス成形装置の説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of a press molding apparatus including a press machine and a press die. 解析モデルの説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of an analysis model. 離散化たわみモデルを示す説明図である。(A)は平面視における分割領域を示す説明図である。(B)は正面視における離散化たわみモデルを示す説明図である。1A is a diagram illustrating a discrete deflection model in a plan view, and FIG. 1B is a diagram illustrating a discrete deflection model in a front view; プレス成形シミュレーション方法のフロー図である。FIG. 1 is a flow diagram of a press-molding simulation method. 弾性支持部モデルの説明図である。FIG. 13 is an explanatory diagram of an elastic support part model. 線形ばね定数分布の概念図である。FIG. 1 is a conceptual diagram of a linear spring constant distribution. 線形ばね定数分布計算工程のフロー図である。FIG. 13 is a flow diagram of a linear spring constant distribution calculation process.

図1は、プレス機10とプレス金型20とを備えたプレス成形装置1の説明図である。
図1に示すように、プレス成形装置1は、被加工体となるワークW(例えば、金属材料である。ブランクともいう。)に強い圧力を加え、ワークWをプレス金型の形状に変形させてプレス成形品を製造する機械である。一般的に、プレス成形装置1は、プレス機10と、プレス機10に取り付けられたプレス金型20とを備えている。
FIG. 1 is an explanatory diagram of a press molding apparatus 1 including a press machine 10 and a press die 20.
1, the press forming apparatus 1 is a machine that applies strong pressure to a workpiece W (e.g., a metal material, also called a blank) to be processed, and deforms the workpiece W into the shape of a press die to manufacture a press-formed product. In general, the press forming apparatus 1 includes a press machine 10 and a press die 20 attached to the press machine 10.

プレス機10は、下金型21が上部に取り付けられるボルスタ11と、上金型22が下部に取り付けられるスライド12と、ボルスタ11とスライド12とを近づけたり遠ざけたりするように駆動する駆動装置13と、スライド12を支持するクラウン14と、ボルスタ11を支持するベッド15と、を含んでいる。 The press 10 includes a bolster 11 to which a lower die 21 is attached at the top, a slide 12 to which an upper die 22 is attached at the bottom, a drive unit 13 that drives the bolster 11 and the slide 12 to move closer to or farther apart, a crown 14 that supports the slide 12, and a bed 15 that supports the bolster 11.

プレス金型20は、下金型21及び上金型22を含んでいる。 The press die 20 includes a lower die 21 and an upper die 22.

プレス機10の構造は、そのプレス機10のプレス能力、仕様、設計コンセプト等によって異なる。プレス能力、仕様、設計コンセプト等が同じであっても、プレス機10の構造には、製造誤差等に起因する、機体差がある。また、プレス機10に取り付けられるプレス金型20の構造は、製造するプレス成形品の仕様により異なる。したがって、プレス機10の構造、プレス金型20の構造の相違により、プレス荷重が同じであっても、プレス機10の剛性が異なるので、プレス機10の変形の状態は異なる。 The structure of the press machine 10 differs depending on the press capacity, specifications, design concept, etc. of the press machine 10. Even if the press capacity, specifications, design concept, etc. are the same, there are differences in the structure of the press machine 10 due to manufacturing errors, etc. Furthermore, the structure of the press die 20 attached to the press machine 10 differs depending on the specifications of the press-molded product to be manufactured. Therefore, even if the press load is the same, the rigidity of the press machine 10 differs due to differences in the structure of the press machine 10 and the structure of the press die 20, and the deformation state of the press machine 10 differs.

ところで、プレス成形によってプレス成形品を精度良く製造するため、プレス成形品の被加工体となるワークWに接する成形面を含むプレス金型20の形状に、あらかじめプレス機10のたわみω(鉛直方向の変位の平面分布を意味する。以下、変位又は変形という場合もある。)を見込んでおくことが必要となる場合がある。この場合は、荷重F(プレス荷重)とプレス機10のたわみωとの関係であるプレス機10の剛性を把握しておくことが好ましい。
しかしながら、プレス機10の剛性を把握するため、プレス機10のたわみωを精度良く実測するには、測定点が多くなるので、相応の設備等のコストを要する。また、プレス機10の剛性を、FEM等により計算しても、実際の剛性との乖離があったり、計算の負荷が過大となったりする。
Incidentally, in order to manufacture a press-molded product with high accuracy by press molding, it may be necessary to estimate in advance the deflection ω (meaning the planar distribution of vertical displacement; hereinafter, sometimes referred to as displacement or deformation) of the press machine 10 for the shape of the press die 20, including the molding surface that contacts the workpiece W that is the workpiece of the press-molded product. In this case, it is preferable to grasp the rigidity of the press machine 10, which is the relationship between the load F (press load) and the deflection ω of the press machine 10.
However, in order to accurately measure the deflection ω of the press machine 10 in order to grasp the rigidity of the press machine 10, a large number of measurement points are required, which requires a corresponding cost for equipment, etc. Furthermore, even if the rigidity of the press machine 10 is calculated using FEM or the like, there may be a deviation from the actual rigidity, or the calculation load may be excessive.

そこで、本発明は、プレス金型を備えたプレス機によってワークを所定の荷重でプレス加工してプレス成形品を成形する際におけるワークの物理量の変化を予測するプレス成形シミュレーション方法である。そして、本発明のプレス成形シミュレーション方法は、プレス機を、プレス金型を弾性支持する弾性支持部と、弾性支持部を剛体支持する剛体支持部に分類する分類工程を含む。また、本発明のプレス成形シミュレーション方法は、剛体支持部を剛体としてモデル化し、プレス金型及び弾性支持部を剛体支持部で支持された弾性体としてモデル化した解析モデルを準備する解析モデル準備工程を含む。また、本発明のプレス成形シミュレーション方法は、弾性支持部の平面領域を有限個に分割した各分割領域における変位の分布である離散化変位分布を、各分割領域における初期線形ばね定数と荷重との積で表した離散化たわみモデルを準備する離散化たわみモデル準備工程を含む。また、本発明のプレス成形シミュレーション方法は、解析モデルによるプレス成形シミュレーション結果又はプレス機によるプレス成形試験における実測結果に基づく、各分割領域における変位の分布である参照変位分布を準備する参照モデル準備工程を含む。また、本発明のプレス成形シミュレーション方法は、参照変位分布と離散化変位分布との差分に基づいて、初期線形ばね定数分布を補正して、有限個の線形ばね定数の分布である線形ばね定数分布を計算する線形ばね定数分布計算工程を含む。このように、本発明のプレス成形シミュレーションによれば、有限個の線形ばね定数の分布で表された、簡略化された離散化たわみモデルで実際のプレス成形装置を模擬するので、計算負荷を小さくでき、しかも、実際のプレス成形装置1の剛性に十分近いモデルを作成することができる。よって、計算負荷を抑えて精度良くプレス成形をシミュレーションできる。
以下、本発明の実施形態を詳細に説明する。
Therefore, the present invention is a press molding simulation method for predicting a change in a physical quantity of a workpiece when a press machine equipped with a press die presses the workpiece with a predetermined load to form a press-formed product. The press molding simulation method of the present invention includes a classification step of classifying the press machine into an elastic support part that elastically supports the press die and a rigid support part that rigidly supports the elastic support part. The press molding simulation method of the present invention also includes an analysis model preparation step of preparing an analysis model in which the rigid support part is modeled as a rigid body and the press die and the elastic support part are modeled as elastic bodies supported by the rigid support part. The press molding simulation method of the present invention also includes a discretized deflection model preparation step of preparing a discretized displacement distribution, which is a distribution of displacement in each divided region obtained by dividing the planar region of the elastic support part into a finite number of regions, expressed as a product of an initial linear spring constant and a load in each divided region. The press molding simulation method of the present invention also includes a reference model preparation step of preparing a reference displacement distribution, which is a distribution of displacement in each divided region, based on a press molding simulation result by an analysis model or an actual measurement result in a press molding test by a press machine. The press forming simulation method of the present invention also includes a linear spring constant distribution calculation step of correcting the initial linear spring constant distribution based on the difference between the reference displacement distribution and the discretized displacement distribution to calculate a linear spring constant distribution, which is a distribution of a finite number of linear spring constants. In this way, according to the press forming simulation of the present invention, since an actual press forming device is simulated by a simplified discretized deflection model represented by a distribution of a finite number of linear spring constants, the calculation load can be reduced, and a model sufficiently close to the rigidity of the actual press forming device 1 can be created. Therefore, the calculation load can be reduced and the press forming can be accurately simulated.
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail.

(実施形態)
図2は、解析モデル100Mの説明図である。図3は、離散化たわみモデルMを示す説明図である。図3(A)は平面視における分割領域Aを示す説明図である。図3(B)は正面視における離散化たわみモデルMを示す説明図である。図4は、プレス成形シミュレーション方法のフロー図である。図5は、弾性支持部モデル10AMの説明図である。図6は、線形ばね定数分布K(i,j)disの概念図である。図7は、線形ばね定数分布計算工程S5のフロー図である。
以下、本実施形態に係るプレス成形シミュレーション方法を、主に、図4に示すフロー図に沿って説明する。
(Embodiment)
FIG. 2 is an explanatory diagram of an analysis model 100M. FIG. 3 is an explanatory diagram showing a discrete deflection model M. FIG. 3(A) is an explanatory diagram showing a divided region A n in a plan view. FIG. 3(B) is an explanatory diagram showing a discrete deflection model M in a front view. FIG. 4 is a flow diagram of a press forming simulation method. FIG. 5 is an explanatory diagram of an elastic support part model 10AM. FIG. 6 is a conceptual diagram of a linear spring constant distribution K (i,j)dis . FIG. 7 is a flow diagram of a linear spring constant distribution calculation process S5.
Hereinafter, the press-forming simulation method according to this embodiment will be described mainly with reference to the flow chart shown in FIG.

(プレス成形シミュレーション方法)
本実施形態に係るプレス成形シミュレーション方法は、プレス金型20を備えたプレス機10によってワークWを所定の荷重でプレス加工してプレス成形品を成形する際におけるワークWの物理量の変化を予測するプレス成形シミュレーション方法である。
図4に示すように、本実施形態に係るプレス成形シミュレーション方法は、分類工程S1と、解析モデル準備工程S2と、離散化たわみモデル準備工程S3と、参照モデル準備工程S4と、線形ばね定数分布計算工程S5と、を含んでいる。
また、線形ばね定数分布計算工程S5で計算した線形ばね定数分布K(i,j)disに基づいて離散化たわみモデル準備工程S3で準備した離散化たわみモデルMを修正して線形ばね定数分布K(i,j)disと荷重Fとの積で表された修正離散化たわみモデルMMを作成する修正離散化たわみモデル作成工程S6を含んでよい。
また、線形ばね定数分布と荷重Fとの積で表された修正離散化たわみモデルMMによってワークWに荷重Fを作用させた際のワークWの弾塑性解析を行う弾塑性解析工程S7を含んでよい。
以下、プレス成形シミュレーション方法の各工程を個別に説明する。以下の各工程において、特に説明のない限り、分類工程S1において、プレス機10のスライド12及びボルスタ11を弾性支持部10Aとし、その他の部分を剛体支持部10Bとして分類した場合で説明する。
(Press molding simulation method)
The press molding simulation method of this embodiment is a press molding simulation method that predicts changes in the physical quantities of a workpiece W when the workpiece W is pressed at a predetermined load using a press machine 10 equipped with a press die 20 to form a press-molded product.
As shown in FIG. 4, the press forming simulation method according to this embodiment includes a classification process S1, an analysis model preparation process S2, a discretized deflection model preparation process S3, a reference model preparation process S4, and a linear spring constant distribution calculation process S5.
The method may also include a modified discretized deflection model creation step S6 of modifying the discretized deflection model M prepared in the discretized deflection model preparation step S3 based on the linear spring constant distribution K (i,j)dis calculated in the linear spring constant distribution calculation step S5, to create a modified discretized deflection model MM expressed as the product of the linear spring constant distribution K (i,j)dis and the load F.
It may also include an elastic-plastic analysis process S7 in which an elastic-plastic analysis of the workpiece W is performed when a load F is applied to the workpiece W using a modified discretized deflection model MM expressed as the product of a linear spring constant distribution and a load F.
Each step of the press molding simulation method will be described below. Unless otherwise specified, each step will be described assuming that the slide 12 and the bolster 11 of the press 10 are classified as the elastic support portion 10A and the other parts are classified as the rigid support portion 10B in the classification step S1.

(分類工程)
まず、プレス機10を、プレス金型20を弾性支持する弾性支持部10Aと、弾性支持部10Aを剛体支持する剛体支持部10Bに分類する(分類工程S1)。
(Classification process)
First, the press machine 10 is classified into an elastic support portion 10A that elastically supports the press die 20 and a rigid support portion 10B that rigidly supports the elastic support portion 10A (classification step S1).

詳細には、例えば、弾性支持部10Aは、プレス金型20に直接接するスライド12又はボルスタ11を含んでよい。これにより、プレス金型20の変形に影響を及ぼすプレス機10の範囲を部分的に弾性体としてモデル化できる。よって、プレス成形シミュレーション方法の計算負荷を軽減できる。なお、弾性支持部10Aに、ボルスタ11を支持するベッド15を含めてもよい。
具体的には、例えば、プレス機10のスライド12及びボルスタ11を、弾性支持部10Aに分類し、その他の部分を、剛体支持部10Bに分類する。
In detail, for example, the elastic support portion 10A may include the slide 12 or the bolster 11 that directly contacts the press die 20. This allows the range of the press machine 10 that affects the deformation of the press die 20 to be partially modeled as an elastic body. This reduces the calculation load of the press molding simulation method. Note that the elastic support portion 10A may also include a bed 15 that supports the bolster 11.
Specifically, for example, the slide 12 and bolster 11 of the press 10 are classified as an elastic support portion 10A, and the other portions are classified as a rigid support portion 10B.

また、例えば、剛体支持部10Bは、クラウン14を含んでよい。これにより、プレス金型20の変形にほとんど影響を及ぼさないことが見込まれるプレス機10の範囲を部分的に剛体としてモデル化できる。よって、プレス成形シミュレーション方法の計算負荷を軽減できる。 Furthermore, for example, the rigid support portion 10B may include a crown 14. This allows the area of the press 10 that is expected to have little effect on the deformation of the press die 20 to be partially modeled as a rigid body. This reduces the calculation load of the press molding simulation method.

(解析モデル準備工程)
次に、図2に示すように、剛体支持部10Bを剛体としてモデル化し、弾性支持部10Aを剛体支持部10Bで支持された弾性体としてモデル化した解析モデル100Mを準備する(解析モデル準備工程S2)。
詳細には、弾性支持部10Aを、例えば、ソリッド等の3次元要素、シェル等の2次元要素又はばね等の1次元要素の弾性体としてモデル化し、弾性支持部モデル10AMとしてよい。
また、剛体支持部10Bを、弾性支持部モデル10AMの境界における変位を拘束する(例えば、ヤング率を無限大とした)境界条件としてモデル化し、剛体支持部モデル10BMとしてよい。剛体支持部モデル10BMは、弾性支持部モデル10AMに力が作用する部分において、弾性支持部モデル10AMの変形を拘束しつつ、弾性支持部モデル10AMのその部分の移動(変位)に伴って移動(変位)する剛体としてモデル化されたものであってよい。剛体支持部モデル10BMは、弾性支持部モデル10AMとの境界に接し、荷重が作用しても変形しない剛体として設定されたソリッド等の3次元要素としてモデル化されたものであってよい。
なお、図2に示すように、解析モデル100Mは、弾性支持部モデル10AMを、プレス金型20を、例えば、弾性体としてモデル化したプレス金型モデル20Mで支持されたものとしてよい。解析モデル100Mは、プレス金型モデル20Mの上下両側を解析モデル100Mで支持されたものとして、同時に、上側の解析モデル100Mでスライド12を再現し、下側の解析モデル100Mでボルスタ11を再現してよい。
(Analysis model preparation process)
Next, as shown in FIG. 2, an analytical model 100M is prepared in which the rigid support portion 10B is modeled as a rigid body and the elastic support portion 10A is modeled as an elastic body supported by the rigid support portion 10B (analysis model preparation step S2).
In detail, the elastic support portion 10A may be modeled as an elastic body of, for example, three-dimensional elements such as a solid, two-dimensional elements such as a shell, or one-dimensional elements such as a spring, and may be used as the elastic support portion model 10AM.
In addition, the rigid support 10B may be modeled as a boundary condition that constrains the displacement at the boundary of the elastic support model 10AM (for example, the Young's modulus is set to infinity), and may be used as the rigid support model 10BM. The rigid support model 10BM may be modeled as a rigid body that moves (displaces) in accordance with the movement (displacement) of the elastic support model 10AM at a portion where a force acts on the elastic support model 10AM, while constraining the deformation of the elastic support model 10AM. The rigid support model 10BM may be modeled as a three-dimensional element such as a solid that is in contact with the boundary with the elastic support model 10AM and is set as a rigid body that does not deform even when a load is applied.
2, the analytical model 100M may be configured such that the elastic support part model 10AM is supported by a press die model 20M in which the press die 20 is modeled as, for example, an elastic body. The analytical model 100M may be configured such that both the upper and lower sides of the press die model 20M are supported by the analytical model 100M, and at the same time, the slide 12 may be reproduced by the upper analytical model 100M and the bolster 11 may be reproduced by the lower analytical model 100M.

(離散化たわみモデル準備工程)
次に、弾性支持部10Aの平面領域Aを有限個nに分割した各分割領域Aにおける変位ω(i,j)の平面的な分布である離散化変位分布ω(i,j)disを、分割領域Aごとの初期線形ばね定数Kinit(i,j)の平面的な分布である初期線形ばね定数分布Kinit(i,j)disと荷重Fとの積で表した離散化たわみモデルMを準備する(離散化たわみモデル準備工程S3)。
(Discrete deflection model preparation process)
Next, a discretized deflection model M is prepared in which the discretized displacement distribution ω(i ,j )dis, which is the planar distribution of the displacement ω(i,j ) in each divided region A n obtained by dividing the planar region A of the elastic support part 10A into a finite number n, is expressed as the product of the initial linear spring constant distribution Kinit (i,j )dis, which is the planar distribution of the initial linear spring constant Kinit(i,j) for each divided region A n, and the load F (discretized deflection model preparation step S3).

図3は、離散化たわみモデルMを示す説明図である。図3(A)は、平面視における分割領域を示す説明図である。図3(B)は正面視における離散化たわみモデルMを示す説明図である。
詳細には、図3(A)に示すように、弾性支持部10Aの平面領域Aを有限個nに分割した各分割領域Aにおける変位ω(i,j)の分布である離散化変位分布ω(i,j)disを、図3(B)に示すように、分割領域Aごとの初期線形ばね定数Kinit(i,j)の分布である初期線形ばね定数分布Kinit(i,j)disと荷重Fとの積で表した離散化たわみモデルMを準備する。なお、図3(A)において、交差する直線同士で囲まれる矩形の領域が分割領域Anを表している。
例えば、離散化たわみモデルMは、次のような関数で表すことができる。
F/n=Kinit(i,j)*ω(i,j)
F=Kinit(i,j)dis*ω(i,j)dis
3A and 3B are explanatory diagrams showing the discretized deflection model M. Fig. 3A is an explanatory diagram showing divided regions in a plan view, and Fig. 3B is an explanatory diagram showing the discretized deflection model M in a front view.
In detail, as shown in Fig. 3(A), a discrete displacement distribution ω (i,j)dis, which is the distribution of the displacement ω(i,j) in each divided region An obtained by dividing the planar region A of the elastic support part 10A into a finite number n , is prepared, and as shown in Fig. 3(B), a discrete deflection model M is prepared in which the discrete displacement distribution ω( i,j )dis is expressed as the product of the initial linear spring constant distribution Kinit (i,j)dis, which is the distribution of the initial linear spring constant Kinit(i,j) for each divided region An, and the load F. Note that in Fig. 3(A), a rectangular region surrounded by intersecting straight lines represents the divided region An.
For example, the discretized deflection model M can be expressed by the following function:
F/n=K init(i,j)(i,j)
F=K init(i,j)dis(i,j)dis

(参照モデル準備工程)
次に、解析モデル100Mによるプレス成形シミュレーション結果又はプレス機10によるプレス成形試験における実測結果に基づく、弾性支持部10Aの平面領域Aを有限個に分割した各分割領域Aにおける変位ωref(i,j)の分布である参照変位分布ωref(i,j)disを準備する(参照モデル準備工程S4)。以下、荷重Fと参照変位分布ωref(i,j)disとの関係を表す関数を、参照モデルMrefという場合がある。
参照モデル準備工程S4は、離散化たわみモデル準備工程S3と並行して実施してよい。
(Reference model preparation process)
Next, a reference displacement distribution ωref(i,j)dis is prepared, which is a distribution of the displacement ωref(i,j) in each divided region A n obtained by dividing the planar region A of the elastic support portion 10A into a finite number of regions, based on the results of a press molding simulation using the analysis model 100M or the results of actual measurements in a press molding test using the press machine 10 (reference model preparation step S4). Hereinafter, the function representing the relationship between the load F and the reference displacement distribution ωref(i,j)dis may be referred to as a reference model Mref .
The reference model preparation step S4 may be performed in parallel with the discretized deflection model preparation step S3.

詳細には、解析モデル準備工程S2で準備した解析モデル100Mを用いて、プレス成形シミュレーションを行い、その結果に基づいて、弾性支持部10Aの平面領域Aを有限個に分割した各分割領域Aにおける変位ωref(i,j)の分布である参照変位分布ωref(i,j)disを計算する。
例えば、解析モデル100Mに基づいて、図5に示すように、プレス機10のスライド12及びボルスタ11を弾性体としてモデル化して、スライドモデル12AM及びボルスタモデル11AMで構成された弾性支持部モデル10AMとした参照モデルMrefを作成する。なお、この際、弾性支持部モデル10AMを、例えば、実際のスライド12及びボルスタ11の形状を模擬した、3次元要素で構成されたソリッドモデルにしてよい。この解析モデル100Mに基づいて作成した参照モデルMrefにおいて、スライド12の下面にプレス金型モデル20Mの上金型モデル22Mを取り付けた状態にする。また、この解析モデル100Mに基づいて作成した参照モデルMrefにおいて、ボルスタ11の下面にプレス金型モデル20Mの下金型モデル21Mを取り付けた状態にする。この解析モデル100Mに基づいて作成した参照モデルMrefにおいて、上金型モデル22Mと下金型モデル21Mとの間に、ワークモデルWMを挟んだ状態にする。
そして、実際のプレス機10を模擬できるように、上方から下方に向けて、スライドモデル12AMの上面に、荷重Fを作用させる。そして、スライドモデル12AMとボルスタモデル11AMとの相対的な距離を徐々に短縮して、ワークモデルWMに荷重Fを作用させて、実際のプレス成形を模擬する。この際、荷重Fと、スライドモデル12AM又はボルスタモデル11AMの変位との関係から、各分割領域Aにおける変位ωref(i,j)の分布である参照変位分布ωref(i,j)disを計算する。
In detail, a press molding simulation is performed using the analytical model 100M prepared in the analytical model preparation process S2, and based on the results of the simulation, a reference displacement distribution ω ref(i, j) dis is calculated, which is the distribution of the displacement ω ref(i, j ) in each divided area An obtained by dividing the planar area A of the elastic support part 10A into a finite number of areas.
For example, as shown in FIG. 5, based on the analytical model 100M, the slide 12 and the bolster 11 of the press machine 10 are modeled as elastic bodies, and a reference model M ref is created with an elastic support part model 10AM composed of a slide model 12AM and a bolster model 11AM. In this case, the elastic support part model 10AM may be, for example, a solid model composed of three-dimensional elements that simulates the shapes of the actual slide 12 and the bolster 11. In the reference model M ref created based on this analytical model 100M, the upper die model 22M of the press die model 20M is attached to the lower surface of the slide 12. In addition, in the reference model M ref created based on this analytical model 100M, the lower die model 21M of the press die model 20M is attached to the lower surface of the bolster 11. In the reference model M ref created based on this analytical model 100M, the workpiece model WM is sandwiched between the upper die model 22M and the lower die model 21M.
Then, a load F is applied from above to below on the upper surface of the slide model 12AM so as to simulate an actual press machine 10. Then, the relative distance between the slide model 12AM and the bolster model 11AM is gradually shortened, and the load F is applied to the workpiece model WM to simulate an actual press forming. At this time, a reference displacement distribution ω ref(i, j )dis, which is a distribution of the displacement ω ref(i, j ) in each divided region A n , is calculated from the relationship between the load F and the displacement of the slide model 12AM or the bolster model 11AM.

また、詳細には、上述の解析モデル100Mに基づいて作成した参照モデルMrefによるプレス成形シミュレーション結果に基づく方法に換えて、実際のプレス機10によるプレス成形試験において、プレス機10の変位を実測し、その実測結果に基づいて、弾性支持部10Aの平面領域Aを有限個に分割した各分割領域Aにおける変位ωref(i,j)の分布である参照変位分布ωref(i,j)disを計算してもよい。例えば、ワークWを挟むプレス金型20を取り付けた実際のプレス機10に荷重Fを作用させるプレス成形試験において、荷重Fが作用した際の、プレス機10におけるスライド12又はボルスタ11の鉛直方向の変位を、平面的に散らされた複数の点で、例えば、変位計を用いて実測する。そして、荷重Fとそれらの複数点での変位との関係から、各分割領域Aにおける変位ωref(i,j)の分布である参照変位分布ωref(i,j)disを計算してもよい。 In detail, instead of the method based on the press molding simulation result using the reference model M ref created based on the above-mentioned analysis model 100M, the displacement of the press machine 10 may be actually measured in a press molding test using the actual press machine 10, and a reference displacement distribution ω ref (i, j) dis , which is a distribution of the displacement ω ref (i, j ) in each divided area A n obtained by dividing the planar area A of the elastic support part 10A into a finite number of areas, may be calculated based on the actual measurement result. For example, in a press molding test in which a load F is applied to an actual press machine 10 to which a press die 20 that sandwiches a workpiece W is attached, the vertical displacement of the slide 12 or the bolster 11 in the press machine 10 when the load F is applied is actually measured at a plurality of points scattered in a plane, for example, using a displacement meter. Then, a reference displacement distribution ω ref (i, j) dis , which is a distribution of the displacement ω ref (i, j) in each divided area A n , may be calculated based on the relationship between the load F and the displacement at the plurality of points.

(線形ばね定数分布計算工程)
そして、参照変位分布ωref(i,j)disと離散化変位分布ω(i,j)disとの差分に基づいて、初期線形ばね定数分布Kinit(i,j)disを補正して、有限個の線形ばね定数の分布である線形ばね定数分布K(i,j)disを計算する(線形ばね定数分布計算工程S5)。
詳細には、例えば、離散化変位分布ω(i,j)disから参照変位分布ωref(i,j)disを差し引いた値がゼロに近づくように、離散化たわみモデルMの初期線形ばね定数分布Kinit(i,j)disを修正する。具体的には、例えば、後述する勾配法による収束計算により線形ばね定数分布K(i,j)disを計算してよい。これにより、図6に示すような、分割領域Aごとにおける線形ばね定数(Z軸)のXY平面的な分布となる線形ばね定数分布K(i,j)disを計算できる。
(Linear spring constant distribution calculation process)
Then, based on the difference between the reference displacement distribution ω ref(i, j) dis and the discretized displacement distribution ω (i, j) dis , the initial linear spring constant distribution K init(i, j) dis is corrected to calculate the linear spring constant distribution K (i, j) dis , which is a distribution of a finite number of linear spring constants (linear spring constant distribution calculation step S5).
In detail, for example, the initial linear spring constant distribution K init (i,j)dis of the discretized deflection model M is corrected so that the value obtained by subtracting the reference displacement distribution ω ref(i,j)dis from the discretized displacement distribution ω (i,j) dis approaches zero. Specifically, for example, the linear spring constant distribution K (i,j)dis may be calculated by a convergence calculation using a gradient method described later. This makes it possible to calculate the linear spring constant distribution K (i,j)dis, which is the XY planar distribution of the linear spring constant (Z axis) in each divided region A n as shown in FIG. 6.

(勾配法による収束計算)
線形ばね定数分布計算工程S5における線形ばね定数分布K(i,j)disは、以下に説明するような、勾配法による収束計算によって求めることができる。
(1)図7に示すように、まず、分割領域Aごとの初期線形ばね定数分布Kinit(i,j)disを仮設定する(初期線形ばね定数仮設定工程S51)。
(2)次に、参照モデル準備工程S4で準備した参照モデルMrefにより参照変位分布ωref(i,j)disを計算する(参照変位分布計算工程S52)。
(3)参照変位分布計算工程S52と並行して、離散化たわみモデル準備工程S3で準備した離散化たわみモデルMにより離散化変位分布ω(i,j)disを計算する(離散化変位分布計算工程S53)。
(4)離散化変位分布ω(i,j)disと参照変位分布ωref(i,j)disとの差分の絶対値が、閾値tolを超えるか否かを判定する(閾値判定工程S54)。
離散化変位分布ω(i,j)disと参照変位分布ωref(i,j)disとの差分の絶対値である誤差分布e(i,j)disが、閾値tolを超える場合(例えば、分割領域Anごとの変位ω(i,j)と分割領域Anごとの参照変位ωref(i,j)との差分の絶対値である、分割領域Anごとの誤差e(i,j)が、閾値tolを超える場合)、分割領域Anごとの誤差e(i,j)に任意の補正係数を乗じた値を、その分割領域Aでの初期線形ばね定数Kinit(i,j)に対して(2回目以降は修正された線形ばね定数K(i,j)に対して)加減して、分割領域Aでの修正された線形ばね定数K(i,j)を得る。そして、分割領域Anごとの修正された線形ばね定数K(i,j)の集合となる、修正された線形ばね定数分布K(i,j)disを得る。続いて、参照変位分布計算工程S52及び離散化変位分布計算工程S53を再び実施する。
離散化変位分布ω(i,j)disと参照変位分布ωref(i,j)disとの差分の絶対値である誤差分布e(i,j)disが、閾値tol以下となった場合、後述の修正離散化たわみモデル作成工程S6に移行する。
(5)これらの工程を、離散化変位分布ω(i,j)disと参照変位分布ωref(i,j)disとの差分の絶対値である誤差分布e(i,j)disが、閾値tol以下となるまで繰り返す。そして、閾値tol以下となった際の修正された線形ばね定数分布K(i,j)disが、求める線形ばね定数分布K(i,j)disとなる。よって、実際のプレス機10の剛性を、有限個の線形ばね定数の平面的な分布である線形ばね定数分布K(i,j)disを含む離散化たわみモデルMで表すことができる。
(Convergence calculation using gradient method)
The linear spring constant distribution K (i,j)dis in the linear spring constant distribution calculation step S5 can be obtained by convergence calculation using a gradient method as described below.
(1) As shown in FIG. 7, first, an initial linear spring constant distribution K init(i,j)dis for each divided region A n is provisionally set (initial linear spring constant provisional setting step S51).
(2) Next, a reference displacement distribution ω ref(i,j)dis is calculated using the reference model M ref prepared in the reference model preparation step S4 (reference displacement distribution calculation step S52).
(3) In parallel with the reference displacement distribution calculation step S52, the discretized displacement distribution ω (i,j)dis is calculated using the discretized deflection model M prepared in the discretized deflection model preparation step S3 (discretized displacement distribution calculation step S53).
(4) It is determined whether or not the absolute value of the difference between the discretized displacement distribution ω (i, j) dis and the reference displacement distribution ω ref(i, j) dis exceeds a threshold value tol (threshold value determination step S54).
When the error distribution e (i,j)dis, which is the absolute value of the difference between the discretized displacement distribution ω(i,j)dis and the reference displacement distribution ωref(i,j) dis , exceeds the threshold value tol (for example, when the error e(i ,j) for each divided area An, which is the absolute value of the difference between the displacement ω(i, j) for each divided area An and the reference displacement ωref (i,j) for each divided area An, exceeds the threshold value tol), the error e (i,j) for each divided area An is multiplied by an arbitrary correction coefficient, and the resultant value is added or subtracted from the initial linear spring constant Kinit (i,j) in that divided area An (from the second time onwards, to the corrected linear spring constant K (i,j) ) to obtain the corrected linear spring constant K (i,j) in the divided area An . Then, a corrected linear spring constant distribution K (i,j )dis is obtained, which is a set of corrected linear spring constants K(i,j) for each divided region An. Next, the reference displacement distribution calculation step S52 and the discretized displacement distribution calculation step S53 are performed again.
When the error distribution e( i,j) dis , which is the absolute value of the difference between the discretized displacement distribution ω(i,j)dis and the reference displacement distribution ωref(i,j) dis, becomes equal to or smaller than the threshold value tol, the process proceeds to a modified discretized deflection model creation process S6 described later.
(5) These steps are repeated until the error distribution e( i,j)dis, which is the absolute value of the difference between the discretized displacement distribution ω(i, j )dis and the reference displacement distribution ωref (i,j)dis, becomes equal to or less than the threshold value tol. Then, the corrected linear spring constant distribution K (i,j)dis when it becomes equal to or less than the threshold value tol becomes the desired linear spring constant distribution K (i,j)dis . Therefore, the stiffness of the actual press machine 10 can be represented by a discretized deflection model M including the linear spring constant distribution K (i,j)dis , which is a planar distribution of a finite number of linear spring constants.

(修正離散化たわみモデル作成工程)
次に、線形ばね定数分布計算工程S5で計算された線形ばね定数分布K(i,j)disと荷重Fとの積で表された修正離散化たわみモデルMMを作成する(修正離散化たわみモデル作成工程S6)。
このようにして、修正離散化たわみモデルMMを作成できる。したがって、プレス機10を、離散化たわみモデルMで表すことができるので、計算負荷を低減できるとともに、実際のプレス機10の変形状態をより正確に再現できる。よって、プレス金型20の設計、プレス成形品の設計等に、計算負荷を抑制しつつ、プレス機10の剛性の影響を見込むことができる。
(Modified discrete deflection model creation process)
Next, a modified discretized deflection model MM expressed as the product of the linear spring constant distribution K (i,j)dis calculated in the linear spring constant distribution calculation step S5 and the load F is created (modified discretized deflection model creation step S6).
In this manner, the modified discretized deflection model MM can be created. Therefore, since the press 10 can be represented by the discretized deflection model M, the calculation load can be reduced and the deformation state of the actual press 10 can be reproduced more accurately. Therefore, the effect of the rigidity of the press 10 can be anticipated in the design of the press die 20, the design of the press-molded product, etc., while suppressing the calculation load.

(弾塑性解析工程)
修正離散化たわみモデル作成工程S6で作成した、修正離散化たわみモデルMMにより、ワークWをモデル化したワークモデルWMに対して弾塑性解析を行う(弾塑性解析工程S7)。
詳細には、線形ばね定数分布K(i,j)disと荷重Fとの積で表された修正離散化たわみモデルMMによって、弾塑性体としてモデル化されたワークモデルWMに荷重Fを作用させた際のワークモデルWMの弾塑性解析を行う。
これにより、ワークモデルWMの変形に、計算負荷を抑制しつつ、プレス機10の剛性の影響を見込むことができる。よって、精度良くプレス成形品を成形できるプレス金型20を設計でき、精度良くプレス成形品を設計できる。
(Elastic-plastic analysis process)
Using the modified discretized deflection model MM created in the modified discretized deflection model creation step S6, an elastic-plastic analysis is performed on the workpiece model WM that models the workpiece W (elastic-plastic analysis step S7).
In detail, an elastic-plastic analysis of the work model WM is performed when a load F is applied to the work model WM, which is modeled as an elastic-plastic body, using a modified discretized deflection model MM expressed as the product of a linear spring constant distribution K(i,j)dis and a load F.
This makes it possible to anticipate the effect of the rigidity of the press 10 on the deformation of the workpiece model WM while suppressing the calculation load. Therefore, it is possible to design the press die 20 that can form a press-formed product with high precision, and to design the press-formed product with high precision.

(プレス成形シミュレーションプログラム)
次に、上述のプレス成形シミュレーション方法を、コンピュータに実行させるプレス成形シミュレーションプログラムについて説明する。
プレス成形シミュレーションプログラムは、コンピュータに、参照変位分布ωref(i,j)disと離散化変位分布ω(i,j)disとの差分に基づいて、有限個nの線形ばね定数K(i,j)の分布である線形ばね定数分布K(i,j)disを計算する線形ばね定数分布計算ステップを実行させるものである。なお、参照変位分布ωref(i,j)dis及び離散化変位分布ω(i,j)disのデータは、プレス成形シミュレーションプログラムの実行時に呼び出せるように、事前にメモリに記憶しておく。
このように、プレス成形シミュレーションプログラムは、有限個nの線形ばね定数K(i,j)の分布である線形ばね定数分布K(i,j)disを計算できるので、CAEに利用でき、計算負荷を抑制しつつ、プレス機10の変形を見込んでプレス金型20を設計できる。よって、プレス機10の変形を見込んで設計されたプレス金型20により、プレス成形品を精度良く製造できる。
(Press molding simulation program)
Next, a press-molding simulation program for causing a computer to execute the above-mentioned press-molding simulation method will be described.
The press forming simulation program causes a computer to execute a linear spring constant distribution calculation step of calculating a linear spring constant distribution K( i,j)dis , which is a distribution of a finite number n of linear spring constants K (i,j) , based on the difference between the reference displacement distribution ωref (i,j)dis and the discretized displacement distribution ω(i,j)dis. Note that data of the reference displacement distribution ωref(i,j)dis and the discretized displacement distribution ω (i,j)dis are stored in advance in a memory so that they can be called up when the press forming simulation program is executed.
In this way, the press molding simulation program can calculate the linear spring constant distribution K (i,j )dis, which is the distribution of a finite number n of linear spring constants K(i,j) , and can therefore be used in CAE, making it possible to design the press die 20 in anticipation of deformation of the press machine 10 while suppressing the calculation load. Therefore, the press die 20 designed in anticipation of deformation of the press machine 10 can manufacture press-molded products with high precision.

(プレス成形シミュレーション装置)
次に、上述のプレス成形シミュレーションプログラムを搭載した、プレス成形シミュレーション装置について説明する。
プレス成形シミュレーション装置は、一般的なコンピュータと同様に、ストレージ、プロセッサ、メモリ、インタフェース及び出力装置を備えている。
詳細には、プレス成形シミュレーション装置は、有限個nの線形ばね定数K(i,j)の分布である線形ばね定数分布K(i,j)disを表示する出力装置を備えている。
このように、プレス成形シミュレーション装置は、有限個nの線形ばね定数K(i,j)の分布である線形ばね定数分布K(i,j)disを表示する出力装置を備えているので、CAEに利用でき、プレス機10の変形を見込んでプレス金型20を設計できる。よって、プレス機10の変形を見込んで設計されたプレス金型20により、プレス成形品を精度良く製造できる。
(Press molding simulation device)
Next, a press-molding simulation device equipped with the above-mentioned press-molding simulation program will be described.
The press forming simulation device, like a general computer, is equipped with a storage device, a processor, a memory, an interface, and an output device.
In detail, the press forming simulation device is provided with an output device that displays a linear spring constant distribution K (i,j )dis, which is a distribution of a finite number n of linear spring constants K(i,j) .
In this way, since the press molding simulation device is equipped with an output device that displays the linear spring constant distribution K (i,j) dis, which is the distribution of a finite number n of linear spring constants K(i,j) , it can be used in CAE and can design the press die 20 in anticipation of deformation of the press machine 10. Therefore, the press die 20 designed in anticipation of deformation of the press machine 10 can manufacture press-molded products with high precision.

(その他の実施形態)
以上、図面を参照して実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、様々な設計変更等をすることが可能である。
Other Embodiments
Although the embodiment has been described in detail above with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to the above, and various design modifications and the like are possible.

本実施形態に係るプレス成形シミュレーション方法は、プレス金型20を備えたプレス機10によってワークWを所定の荷重Fでプレス加工してプレス成形品を成形する際におけるワークWの物理量の変化を予測するプレス成形シミュレーション方法である。プレス成形シミュレーション方法は、プレス機10を、プレス金型20を弾性支持する弾性支持部10Aと、弾性支持部10Aを剛体支持する剛体支持部10Bに分類する分類工程S1と、剛体支持部10Bを剛体としてモデル化し、弾性支持部10Aを剛体支持部10Bで支持された弾性体としてモデル化した解析モデル100Mを準備する解析モデル準備工程S2と、弾性支持部10Aの平面領域Aを有限個nに分割した各分割領域Aにおける変位の分布である離散化変位分布ω(i,j)disを、分割領域Aごとの初期線形ばね定数Kinit(i,j)の分布である初期線形ばね定数分布Kinit(i,j)disと荷重Fとの積で表した離散化たわみモデルMを準備する離散化たわみモデル準備工程S3と、解析モデル100Mによるプレス成形シミュレーション結果又はプレス機10によるプレス成形試験における実測結果に基づく、各分割領域Aにおける変位の分布である参照変位分布ωref(i,j)disを準備する参照モデル準備工程S4と、参照変位分布ωref(i,j)disと離散化変位分布ω(i,j)disとの差分に基づいて、初期線形ばね定数分布Kinit(i,j)disを補正して、有限個nの線形ばね定数の分布である線形ばね定数分布K(i,j)disを計算する線形ばね定数分布計算工程S5と、を含む。これにより、有限個nの線形ばね定数K(i,j)の分布で表された、簡略化された離散化たわみモデルMで実際のプレス成形装置1を模擬するので、計算負荷を小さくでき、しかも、実際のプレス成形装置1の剛性に十分近いモデルを作成することができる。よって、計算負荷を抑えて精度良くプレス成形を再現できるプレス成形シミュレーション方法を提供できる。 The press-forming simulation method according to this embodiment is a press-forming simulation method for predicting a change in a physical quantity of a workpiece W when the workpiece W is pressed with a predetermined load F by a press machine 10 equipped with a press die 20 to form a press-formed product. The press-forming simulation method includes a classification step S1 of classifying the press machine 10 into an elastic support portion 10A that elastically supports the press die 20 and a rigid support portion 10B that rigidly supports the elastic support portion 10A, an analytical model preparation step S2 of preparing an analytical model 100M in which the rigid support portion 10B is modeled as a rigid body and the elastic support portion 10A is modeled as an elastic body supported by the rigid support portion 10B, and an analytical model preparation step S3 of preparing an analytical model 100M in which a discretized displacement distribution ω(i,j)dis, which is a distribution of displacement in each divided region A n obtained by dividing a planar region A of the elastic support portion 10A into a finite number n, is calculated as an initial linear spring constant distribution K (i,j) which is a distribution of an initial linear spring constant Kinit (i,j) for each divided region A n . the step of preparing a discretized deflection model M expressed as the product of the load F and the analytical model preparation step S4 of preparing a reference displacement distribution ω ref(i, j ) dis , which is a distribution of displacement in each divided region A n , based on the results of a press forming simulation using the analytical model 100M or the results of actual measurement in a press forming test using the press machine 10; and the step of calculating a linear spring constant distribution K init( i, j) dis , which is a distribution of a finite number n of linear spring constants, by correcting the initial linear spring constant distribution K init( i, j) dis based on the difference between the reference displacement distribution ω ref(i, j) dis and the discretized displacement distribution ω (i, j) dis. As a result, the actual press forming apparatus 1 is simulated by a simplified discrete deflection model M represented by the distribution of a finite number n of linear spring constants K (i,j) , so that the calculation load can be reduced and a model that is sufficiently close to the rigidity of the actual press forming apparatus 1 can be created. Therefore, a press forming simulation method that can accurately reproduce press forming while reducing the calculation load can be provided.

1 プレス成形装置
10 プレス機
10A 弾性支持部
10AM 弾性支持部モデル
10BM 剛体支持部モデル
11 ボルスタ
11AM ボルスタモデル
12 スライド
12AM スライドモデル
13 駆動装置
14 クラウン
15 ベッド
20 プレス金型
20M プレス金型モデル
21 下金型
21M 下金型モデル
22 上金型
22M 上金型モデル
100M 解析モデル
A 平面領域
An 分割領域
F 荷重
M 離散化たわみモデル
Mref 参照モデル
S1 分類工程
S2 解析モデル準備工程
S3 モデル準備工程
S4 参照モデル準備工程
S5 定数分布計算工程
S6 モデル作成工程
S7 弾塑性解析工程
S51 初期線形ばね定数仮設定工程
S52 参照変位分布計算工程
S53 離散化変位分布計算工程
S54 閾値判定工程
W ワーク
WM ワークモデル
1 Press molding device 10 Press machine 10A Elastic support part 10AM Elastic support part model 10BM Rigid support part model 11 Bolster 11AM Bolster model 12 Slide 12AM Slide model 13 Drive device 14 Crown 15 Bed 20 Press die 20M Press die model 21 Lower die 21M Lower die model 22 Upper die 22M Upper die model 100M Analysis model A Planar region An Divided region F Load M Discrete deflection model Mref Reference model S1 Classification process S2 Analysis model preparation process S3 Model preparation process S4 Reference model preparation process S5 Constant distribution calculation process S6 Model creation process S7 Elastic-plastic analysis process S51 Initial linear spring constant provisional setting process S52 Reference displacement distribution calculation process S53 Discrete displacement distribution calculation process S54 Threshold judgment process W Work WM Work model

Claims (4)

プレス金型を備えたプレス機によってワークを所定の荷重でプレス加工してプレス成形品を成形する際におけるワークの物理量の変化を予測するプレス成形シミュレーション方法であって、
前記プレス機を、前記プレス金型を弾性支持する弾性支持部と、前記弾性支持部を剛体支持する剛体支持部に分類する分類工程と、
前記剛体支持部を剛体としてモデル化し、前記弾性支持部を前記剛体支持部で支持された弾性体としてモデル化した解析モデルを準備する解析モデル準備工程と、
前記弾性支持部の平面領域を有限個に分割した各分割領域における変位の分布である離散化変位分布を、前記各分割領域における初期線形ばね定数の分布である初期線形ばね定数分布と前記荷重との積で表した離散化たわみモデルを準備する離散化たわみモデル準備工程と、
前記解析モデルによるプレス成形シミュレーション結果又は前記プレス機によるプレス成形試験における実測結果に基づく、前記各分割領域における変位の分布である参照変位分布を準備する参照モデル準備工程と、
前記参照変位分布と前記離散化変位分布との差分に基づいて、前記初期線形ばね定数分布を補正して、有限個の線形ばね定数の分布である線形ばね定数分布を計算する線形ばね定数分布計算工程と、
を含むことを特徴とするプレス成形シミュレーション方法。
A press molding simulation method for predicting a change in a physical quantity of a workpiece when the workpiece is pressed at a predetermined load by a press machine equipped with a press die to form a press-formed product, comprising:
a classification step of classifying the press machine into an elastic support part that elastically supports the press die and a rigid support part that rigidly supports the elastic support part;
an analysis model preparation step of preparing an analysis model in which the rigid support portion is modeled as a rigid body and the elastic support portion is modeled as an elastic body supported by the rigid support portion;
a discretized deflection model preparation step of preparing a discretized deflection model in which a discretized displacement distribution, which is a distribution of displacement in each divided region obtained by dividing a planar region of the elastic support part into a finite number of regions, is expressed as a product of an initial linear spring constant distribution, which is a distribution of an initial linear spring constant in each divided region, and the load;
A reference model preparation process for preparing a reference displacement distribution, which is a distribution of displacement in each of the divided regions, based on a press molding simulation result using the analysis model or an actual measurement result in a press molding test using the press;
a linear spring constant distribution calculation step of correcting the initial linear spring constant distribution based on a difference between the reference displacement distribution and the discretized displacement distribution to calculate a linear spring constant distribution that is a distribution of a finite number of linear spring constants;
A press molding simulation method comprising:
前記弾性支持部は、前記プレス金型に直接接するスライド又はボルスタを含む
ことを特徴とする請求項1に記載のプレス成形シミュレーション方法。
The press-molding simulation method according to claim 1 , wherein the elastic support portion includes a slide or a bolster that is in direct contact with the press die.
前記剛体支持部は、クラウンを含む
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のプレス成形シミュレーション方法。
The press-molding simulation method according to claim 1 or 2, wherein the rigid support portion includes a crown.
前記線形ばね定数分布と前記荷重との積で表された修正離散化たわみモデルによって前記ワークをモデル化したワークモデルに前記荷重を作用させた際の前記ワークモデルの弾塑性解析を行う弾塑性解析工程と、を含む
ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のプレス成形シミュレーション方法。
The press forming simulation method according to any one of claims 1 to 3, further comprising an elastic-plastic analysis process for performing an elastic-plastic analysis of a work model in which the work is modeled using a modified discretized deflection model expressed as a product of the linear spring constant distribution and the load, when the load is applied to the work model.
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