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      應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系模擬方法、回彈量預(yù)測方法以及回彈解析裝置的制造方法_5

      文檔序號:9401753閱讀:來源:國知局
      厚 I. 2mm的鋼板JSC980Y進(jìn)行了簡單彎曲試驗(simple bending test)。圖12A、圖12B是用 于對簡單彎曲試驗的內(nèi)容進(jìn)行說明的示意圖。在該簡單彎曲試驗中,首先,如圖12A所示, 在沖頭(punch) 21、沖模(die) 23以及襯墊(pad) 25之間配置鋼板27,使沖模23以及襯墊 25沿箭頭Dl方向移動,從而以彎曲角度Θ 1( = 30°~75° )對鋼板27實施了簡單彎曲 成型(一次彎曲(first bending(lst bending)))。接下來,如圖12B所示,以大于彎曲角 度Θ 1的彎曲角度Θ2( = 45°~75° )對鋼板27實施了再次簡單彎曲成型(二次彎曲 (second bending (2nd bending)))。由此,對鋼板27的彎曲部施加了負(fù)載一卸載一再負(fù)載 -再卸載變形。
      [0175] 如圖13所示地定義回彈后的鋼板27的彎曲角度Φ。圖14表示一次彎曲后與二 次彎曲后的彎曲角度Φ中的預(yù)測解析結(jié)果的角度差(預(yù)測解析結(jié)果的回彈量)與實驗結(jié) 果的角度差(實驗結(jié)果的回彈量)之差(回彈量差)。如圖14所示,能夠確認(rèn)到:在一次 彎曲以及二次彎曲中,通過本發(fā)明預(yù)測出的角度差與實驗值的角度差之差均比通過現(xiàn)有的 各向同性硬化模型以及吉田-上森模型預(yù)測出的角度差與實驗值的角度差之差小。由此, 確認(rèn)到:根據(jù)本發(fā)明,能夠高精度地預(yù)測回彈量。
      [0176] 如以上說明那樣,在本發(fā)明的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系模擬方法中,使用彈塑性材料的應(yīng) 力-應(yīng)變關(guān)系的實驗值,來對彈塑性本構(gòu)方程所包含的彈塑性材料的材料常量進(jìn)行計算。 而且,使用計算出的材料常量,來對由式(2)表示的規(guī)定屈服曲面的隨動硬化的收斂速度 的系數(shù)C進(jìn)行計算。并且,通過將計算出的材料常量與系數(shù)C代入彈塑性本構(gòu)方程來對彈 塑性材料的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系進(jìn)行計算。根據(jù)這種應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系模擬方法,規(guī)定屈服曲面 的隨動硬化的收斂速度的系數(shù)C根據(jù)應(yīng)力狀態(tài)而變化,因此能夠高精度地計算彈塑性材料 的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系。另外,在本發(fā)明的回彈量預(yù)測方法中,使用通過本發(fā)明的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān) 系模擬方法計算出的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系,由計算機預(yù)測回彈量,因此能夠高精度地預(yù)測沖壓 成型時的彈塑性材料的回彈量。
      [0177] 另外,在專利文獻(xiàn)1所記載的方法中,對于應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系的表現(xiàn)性僅研究了應(yīng)力 反向的情況。然而,在實際的沖壓成型中,如圖15所示,存在需要在卸載后再次向相同的方 向賦予負(fù)載的變形(正轉(zhuǎn)變形)的情況。因此,在現(xiàn)有的專利文獻(xiàn)1所記載的方法中,存在 包含正轉(zhuǎn)變形的沖壓成型中的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系以及回彈量的預(yù)測精度降低的可能性。與此 相對,在本發(fā)明中,還利用通過拉伸一卸載一再次拉伸試驗得到的彈塑性材料的應(yīng)力-應(yīng) 變關(guān)系的實驗值來決定彈塑性本構(gòu)方程的材料常量。因此,還能夠高精度地預(yù)測包含正轉(zhuǎn) 變形的沖壓成型中的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系以及回彈量。
      [0178] 工業(yè)上的利用可行性
      [0179] 本發(fā)明能夠應(yīng)用于評價彈塑性材料的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系的處理。由此,能夠高精度 地模擬彈塑性材料的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系。
      [0180] 符號說明:
      [0181] 1...回彈解析裝置;3...顯示裝置;5...輸入裝置;7...主存儲裝置;9...輔助 存儲裝置;11...運算處理部;13...沖壓成型解析單元;15...回彈解析單元;21...沖頭; 23...沖模;25...襯墊;27...鋼板。
      【主權(quán)項】
      1. 一種應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系模擬方法,其特征在于,包括: 實驗值取得步驟,在該步驟中,使彈塑性材料塑性變形而取得應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系的實驗 值; 第1材料常量確定步驟,在該步驟中,計算機將作為應(yīng)力以及背應(yīng)力的函數(shù)而定義的 彈塑性本構(gòu)方程中的屈服曲面的隨動硬化增量矢量dau作為式(1),使用由所述實驗值取 得步驟取得的實驗值來確定該彈塑性本構(gòu)方程所包含的材料常量; 第2材料常量確定步驟,在該步驟中,計算機基于代入由該第1材料常量確定步驟確定 出的材料常量后的所述式(1)、與由所述實驗值取得步驟取得的實驗值,來確定式(2)所包 含的材料常量;以及 計算機使用代入確定出的材料常量后的所述式(1)、所述式(2)、以及所述彈塑性本構(gòu) 方程來模擬彈塑性材料的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系的步驟, [數(shù)學(xué)式1]其中 a:屈服曲面的移動最大值Y:屈服應(yīng)力 a1]:屈服曲面的移動矢量 〇i.j:應(yīng)力矢量 x1]:從應(yīng)力反向開始的屈服曲面隨動硬化量(Xq為其等效值)de\q:等效塑性應(yīng)變增量 CQ、Ce、A、n:材料常量。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系模擬方法,其特征在于,所述式(1)、(2)中 的變量L、p、A、n由式(3)表示, [數(shù)學(xué)式2]其中 0 qmiK:假定各向同性硬化時的等效應(yīng)力的最大值atmplj:在應(yīng)力反向的時刻的背應(yīng)力 A"A2、n"n1:材料常量。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系模擬方法,其特征在于, 作為所述實驗值取得步驟中的對彈塑性材料賦予塑性變形的方法,以如下方法中的任 一種方法來進(jìn)行:在沿拉伸方向?qū)λ鰪椝苄圆牧鲜┘討?yīng)力使之塑性變形后進(jìn)行卸載的方 法;在沿拉伸方向?qū)λ鰪椝苄圆牧鲜┘討?yīng)力使之塑性變形后進(jìn)行卸載,并沿壓縮方向施 加應(yīng)力使之塑性變形的方法;或者在沿拉伸方向施加應(yīng)力使之塑性變形后進(jìn)行卸載,并再 次沿拉伸方向施加應(yīng)力使之塑性變形的方法。4. 一種回彈量預(yù)測方法,其特征在于,包括: 實驗值取得步驟,在該步驟中,使彈塑性材料塑性變形而取得應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系的實驗 值; 第1材料常量確定步驟,在該步驟中,計算機將作為應(yīng)力以及背應(yīng)力的函數(shù)而定義的 彈塑性本構(gòu)方程中的屈服曲面的隨動硬化增量矢量dau作為式(1),使用由所述實驗值取 得步驟取得的實驗值來確定該彈塑性本構(gòu)方程所包含的材料常量; 第2材料常量確定步驟,在該步驟中,計算機基于代入由該第1材料常量確定步驟確定 出的材料常量后的所述式(1)、與由所述實驗值取得步驟取得的實驗值,來確定式(2)所包 含的材料常量;以及 計算機使用代入確定出的材料常量后的所述式(1)、所述式(2)、以及所述彈塑性本構(gòu) 方程來預(yù)測回彈量的步驟, [數(shù)學(xué)式3]其中 a:屈服曲面的移動最大值Y:屈服應(yīng)力 a1]:屈服曲面的移動矢量 〇i.j:應(yīng)力矢量 x1]:從應(yīng)力反向開始的屈服曲面隨動硬化量(Xq為其等效值)de\q:等效塑性應(yīng)變增量 CQ、Ce、A、n:材料常量。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的回彈量預(yù)測方法,其特征在于, 所述式(1)、⑵中的變量XlPP、A、n由式(3)表示, [數(shù)學(xué)式4]其中 0 qmiK:假定各向同性硬化時的等效應(yīng)力的最大值atmplj:在應(yīng)力反向的時刻的背應(yīng)力 A"A2、n"n1:材料常量。6. 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的回彈量預(yù)測方法,其特征在于, 作為所述實驗值取得步驟中的對彈塑性材料賦予塑性變形的方法,以如下方法中的任 一種方法來進(jìn)行:在沿拉伸方向?qū)λ鰪椝苄圆牧鲜┘討?yīng)力使之塑性變形后進(jìn)行卸載的方 法;在沿拉伸方向?qū)λ鰪椝苄圆牧鲜┘討?yīng)力使之塑性變形后進(jìn)行卸載,并沿壓縮方向施 加應(yīng)力使之塑性變形的方法;或者在沿拉伸方向施加應(yīng)力使之塑性變形后進(jìn)行卸載,并再 次沿拉伸方向施加應(yīng)力使之塑性變形的方法。7. -種回彈解析裝置,由計算機預(yù)測沖壓成型品的回彈量, 所述回彈解析裝置的特征在于,具有: 沖壓成型解析單元,其通過沖壓成型解析來取得所述沖壓成型品的脫模前的解析的形 狀、殘余應(yīng)力分布以及應(yīng)變分布;和 回彈解析單元,其基于所述沖壓成型品的形狀、殘余應(yīng)力分布以及應(yīng)變分布,通過回彈 解析來取得所述沖壓成型品的脫模后的回彈量, 所述沖壓成型解析單元以及所述回彈解析單元所具有的彈塑性本構(gòu)方程中的屈服曲 面的隨動硬化增量矢量da由式(1)、式⑵表示, [數(shù)學(xué)式5]其中 a:屈服曲面的移動最大值Y:屈服應(yīng)力 a1]:屈服曲面的移動矢量 〇i.j:應(yīng)力矢量 x1]:從應(yīng)力反向開始的屈服曲面隨動硬化量(Xq為其等效值)de\q:等效塑性應(yīng)變增量 CQ、Ce、A、n:材料常量。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所示的回彈解析裝置,其特征在于, 所述式(1)、⑵中的變量XlPP、A、n由式(3)表示, [數(shù)學(xué)式6]其中 0 qmiK:假定各向同性硬化時的等效應(yīng)力的最大值atmplj:在應(yīng)力反向的時刻的背應(yīng)力 A"A2、n"n1:材料常量。
      【專利摘要】本發(fā)明提供應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系模擬方法、回彈量預(yù)測方法以及回彈解析裝置。對彈塑性材料賦予位移或者負(fù)載使之塑性變形而取得應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系的實驗值,作為表示作為應(yīng)力以及背應(yīng)力的函數(shù)而定義的彈塑性本構(gòu)方程中的屈服曲面的隨動硬化增量矢量dαij的規(guī)定的第1式,計算機使用所取得的實驗值來確定彈塑性本構(gòu)方程所包含的材料常量,基于代入確定出的材料常量的后規(guī)定的第1式與所取得的實驗值來確定規(guī)定的第2式所包含的材料常量,使用代入確定出的材料常量后的上述規(guī)定的笫1式、規(guī)定的第2式、以及彈塑性本構(gòu)方程,來模擬彈塑性材料的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系。
      【IPC分類】B21D5/01, B21D22/00, G01N3/00
      【公開號】CN105122033
      【申請?zhí)枴緾N201480013384
      【發(fā)明人】澄川智史, 石渡亮伸
      【申請人】杰富意鋼鐵株式會社
      【公開日】2015年12月2日
      【申請日】2014年2月10日
      【公告號】WO2014141794A1
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