(57)【要約】【課題】プレス成形時の変形解析を短時間で実施可能とする。【解決手段】本発明に係る被プレス材の変形解析方法は、被プレス材をプレス型で型締めした状態から型開きしたときの被プレス材の変形を解析する方法であって、被プレス材に熱荷重を付与した際に被プレス材に生じる応力分布と、熱荷重との相関を取得する相関取得ステップＳ４１と、相関に基づいて、型締め状態で被プレス材に生じる応力分布を熱荷重で代替して被プレス材の解析モデル１０に付与する熱荷重付与ステップＳ４２と、型締め状態から型開き状態としたときの被プレス材の解析モデル１０の変形を解析する変形解析ステップＳ４３とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被プレス材をプレス型で型締めした状態から型開きしたときの前記被プレス材の変形を解析する方法であって、
前記被プレス材に熱荷重を付与した際に前記被プレス材に生じる応力分布と、前記熱荷重との相関を取得する相関取得ステップと、
前記相関に基づいて、前記型締め状態で前記被プレス材に生じる応力分布を前記熱荷重で代替して前記被プレス材の解析モデルに付与する熱荷重付与ステップと、
前記型締め状態から前記型開き状態としたときの前記被プレス材の解析モデルの変形を解析する変形解析ステップとを備えた、被プレス材の変形解析方法。
【請求項２】
前記相関取得ステップにおいて、前記被プレス材の基本形状モデルに熱荷重を付与した際に前記基本形状モデルに生じる応力分布を解析により算出し、前記算出した応力分布と前記熱荷重との相関を取得する請求項１に記載の被プレス材の変形解析方法。
【請求項３】
前記被プレス材の解析モデルを、厚み方向に複数のソリッド要素を有するソリッドモデルで形成する請求項１に記載の被プレス材の変形解析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被プレス材の変形解析方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車ボデーに用いられる鋼板などのパネル状部品の製造工程においては、プレス成形が一般的に用いられている。このようにプレス成形により得られた部品（以後、プレス部品）は、通常、プレス成形時（特に型締め時）に生じた残留応力によって型開き時にスプリングバックを少なからず生じる。このスプリングバックは寸法精度不良の原因となり得るため、ＦＥＭ（有限要素法）などを用いた数値解析により事前にプレス成形時の変形を予測し、対策を検討している（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１９８９２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述のように、プレス成形時の変形を解析する場合、条件によっては、予め所定の応力分布（残留応力分布）が型締め状態の被プレス材に生じるように、解析条件として被プレス材に所定の応力分布を付与することが望ましい場合がある。この場合、被プレス材の解析モデルに対して所定の応力分布を付与する方式としては、変位又は負荷で付与する方式が一般的であるが、変位や負荷だと、大きさに加えて向きの情報も指定する必要があるため、計算量が膨大になる問題がある。
【０００５】
以上の事情に鑑み、本発明では、プレス成形時の変形解析を短時間で実施可能とすることを、解決すべき技術課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題の解決は、本発明に係る被プレス材の変形解析方法によって達成される。すなわち、この解析方法は、被プレス材をプレス型で型締めした状態から型開きしたときの被プレス材の変形を解析する方法であって、被プレス材に熱荷重を付与した際に被プレス材に生じる応力分布と、熱荷重との相関を取得する相関取得ステップと、相関に基づいて、型締め状態で被プレス材に生じる応力分布を熱荷重で代替して被プレス材の解析モデルに付与する熱荷重付与ステップと、型締め状態から型開き状態としたときの被プレス材の解析モデルの変形を解析する変形解析ステップとを備えた点をもって特徴付けられる。
【０００７】
このように、本発明に係る解析方法では、プレス成形の型締め状態において実際にはプレス荷重など熱以外の要因に基づいて生じる応力分布を解析上では熱荷重で代替して被プレス材の解析モデルに付与するようにした。この種のプレス成形において被プレス材に熱荷重を付与した際に、すなわち型締め状態で熱を付与した際に被プレス材に生じる応力分布と、熱荷重との間には一定の相関が認められる。よって、この相関に基づいて、付与すべき所望の応力分布が型締め状態の被プレス材に生じるように、被プレス材の解析モデルに所定の熱荷重を付与するようにした。これにより、熱の大きさのみを指定すれば足りるため、計算量を従来に比べて大幅に減らすことができる。よって、被プレス材の変形解析に要する時間を短縮しつつも、正確な変形解析を行うことができる。
【０００８】
また、本発明に係る被プレス材の変形解析方法においては、相関取得ステップにおいて、被プレス材の基本形状モデルに熱荷重を付与した際に基本形状モデルに生じる応力分布を解析により算出し、算出した応力分布と熱荷重との相関を取得してもよい。
【０００９】
このように、被プレス材の基本形状モデルに熱荷重を付与した際の応力分布であれば、簡単な解析で求めることができる。よって、上述した応力分布と熱荷重との相関を短時間で取得することができ、これにより被プレス材の変形解析に要する時間をさらに短縮することができる。また、上述した解析は、応力分布と熱荷重との相関（傾向）を取得することを目的として成される解析であるから、被プレス材の形状を忠実に再現した解析モデルでなくとも（実際の形状よりも単純化されたモデルであっても）解析精度の面で特に問題は生じない。
【００１０】
また、本発明に係る被プレス材の変形解析方法においては、被プレス材の解析モデルを、厚み方向に複数のソリッド要素を有するソリッドモデルで形成してもよい。
【００１１】
このように、被プレス材の解析モデルを、その厚み方向に複数のソリッド要素を有するソリッドモデルで形成することにより、例えば被プレス材の表面を形成するソリッド要素に熱荷重を付与して、型締め状態において被プレス材に生じる応力分布を再現することができる。よって、被プレス材の厚み方向に正確な応力分布を再現することができ、これにより変形解析の更なる精度向上を図ることが可能となる。もちろん、本発明では、型締めにより被プレス材に生じる応力分布を熱荷重で代替して付与するようにしたので、厚み方向に複数のソリッド要素を有するソリッドモデルを用いた場合であっても、計算時間の増加を抑制しつつ、正確な変形解析を行うことができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように、本発明によれば、プレス成形時の変形解析を短時間で実施することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係るプレス部品の変形要因解析方法並びに設計方法の流れを示すフローチャートである。
【図２】本発明の一実施形態に係るプレス部品の変形解析方法の流れを示すフローチャートである。
【図３】（ａ）は本変形解析の対象となるプレス部品の正寸モデル、（ｂ）〜（ｄ）は、プレス成形によりプレス部品に生じ得る変形モードの具体例である。
【図４】プレス成形により所定形状のプレス部品に生じ得る変形モードの具体例を列挙した図である。
【図５】各変形モードの発生要因となる要因応力分布の具体例を列挙した図である。
【図６】各変形モードの発生要因となる要因応力分布の一例を模式的に示した図である。
【図７】図２に示す正寸モデルをソリッド要素で作成した場合の一例に係る要部斜視図である。
【図８】図７に示す正寸モデルに対し要因応力分布を熱荷重で付与した状態を示す要部正面図である。
【図９】応力分布と熱荷重との相関を示すグラフである。
【図１０】一の変形モードへの各発生要因の寄与度を示すグラフである。
【図１１】他の変形モードへの各発生要因の寄与度を示すグラフである。
【図１２】従来行われていたプレス成形時の応力解析方法の手順を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施形態に係るプレス部品の変形要因解析方法、及びこの解析結果を利用したプレス部品の設計方法の内容を図面に基づき説明する。
【００１５】
図１は、本実施形態に係るプレス部品の設計方法の手順を示している。図３に示すように、この設計方法は、プレス部品の正寸モデルを作成する正寸モデル作成ステップＳ１と、プレス部品に生じ得る複数の変形モードを設定する変形モード設定ステップＳ２と、変形モードの発生要因となる要因応力を設定する要因応力設定ステップＳ３と、要因応力を独立で正寸モデルに付与し、その際の正寸モデルの変形解析を行う変形解析ステップＳ４と、変形解析ステップＳ４で得た変形解析結果に基づき、各変形モードに対する発生要因の影響を評価する評価ステップ、ここでは各変形モードに寄与する発生要因の数及びその寄与度の特定を行う寄与度特定ステップＳ５と、各変形モードに対する発生要因の影響、ここでは各変形モードへの各発生要因の寄与度を正寸モデルに反映させて、プレス部品の設計を行う寄与度反映ステップＳ６とを備える。
【００１６】
また、変形解析ステップＳ４は、図２に示すように、プレス部品に熱荷重を付与した際にプレス部品に生じる応力分布と、熱荷重との相関を取得する相関取得ステップＳ４１と、この相関に基づいて、型締め状態でプレス部品に生じる応力分布を熱荷重で代替してプレス部品の正寸モデルに付与する熱荷重付与ステップＳ４２と、型締め状態から型開き状態としたときのプレス部品の正寸モデルの変形を解析する変形解析ステップＳ４３とを備える。なお、ここでいうプレス部品が本発明に係る被プレス材に相当し、プレス部品の正寸モデルが本発明に係る被プレス材の解析モデルに相当する。以下、各ステップを順に説明する。
【００１７】
（Ｓ１）正寸モデル作成ステップ
このステップでは、変形解析の対象となるプレス部品の正寸モデルを作成する。本実施形態では、プレス部品は、板状部材で構成され、例えば図３（ａ）に示すように断面ハット形状をなす。故に、プレス部品の正寸モデル１０も断面ハット形状をなすように、三次元の解析モデルを作成する。なお、ここでいうプレス部品の正寸モデル１０とは、本解析方法の開始前の時点におけるプレス部品の図面寸法を有する解析モデルをいうものとする。
【００１８】
（Ｓ２）変形モード設定ステップ
このステップでは、プレス成形によりプレス部品に生じ得る複数の変形モードを設定する。ここで、具体的な変形モードの選定に際しては、同一形状で異材質の又は類似形状（単純形状を含む）で同材質のプレス部品のプレス成形に係る過去の知見ないしデータ（応力解析、基礎実験や試作などにより得たものを含む）や、同プレス成形に係る学術的検証結果に基づいて行うのがよい。例えば、図３（ａ）に示すように、断面ハット状をなすプレス部品をプレス成形する場合に生じ得る変形モードとしては、図４に示すように、縦壁部１１の反り（第一の変形モードＭ１）、縦壁部１１の開き（第二の変形モードＭ２）、上壁部１２の反り（第三の変形モードＭ３）、フランジ部１４のはね（第四の変形モードＭ４）などを挙げることができる。
【００１９】
なお、ここでいう、縦壁部１１の反りは、例えば図３（ｂ）に示すように、左右の縦壁部１１が互いに遠ざかる向きに曲げ変形を生じるモードを意味する。また、縦壁部１１の開きは、例えば図３（ｃ）に示すように、縦壁部１１の内面と上壁部１２の内面とがなす角度が増大する向きに、縦壁部１１と上壁部１２とをつなぐ角部（第一角部１３）が変形するモードを意味する。また、上壁部１２の反りは、例えば図３（ｄ）に示すように、左右の縦壁部１１とつながる上壁部１２がその長手方向に沿って曲げ変形を生じるモードを意味する。
【００２０】
もちろん、断面ハット形状をなすプレス部品の形状によっては、例えば図示は省略するが、プレス部品全体のひねり（長手方向に沿った仮想軸線まわりのねじり）や曲げなど、他の変形モードをさらに設定してもよい。
【００２１】
（Ｓ３）要因応力設定ステップ
このステップでは、各変形モードの発生要因となる要因応力、ここでは要因応力分布を変形モードごとに設定する。ここで、具体的な発生要因となる要因応力分布の設定に際しては、変形モードと同様、同一形状で異材質の又は類似形状で同材質のプレス部品のプレス成形に係る過去の知見ないしデータや、同プレス成形に係る学術的検証結果に基づいて行うのがよい。例えば、図４に示すように、断面ハット形状をなすプレス部品をプレス成形する場合に生じ得る複数の変形モードＭ１〜Ｍ４が設定される場合、各変形モードＭ１（Ｍ２〜Ｍ４）の発生要因Ｆ１（Ｆ２〜Ｆ５）となる要因応力分布を設定することができる。具体的には、図５に示すように、縦壁部１１の反りに係る第一の変形モードＭ１に対しては、縦壁部１１の表裏応力差を第一の発生要因Ｆ１（要因応力分布）として挙げることができる。また、縦壁部１１の開きに係る第二の変形モードＭ２に対しては、第一角部１３の表裏応力差を第二の発生要因Ｆ２（要因応力分布）として挙げることができる。また、上壁部１２の反りに係る第三の変形モードＭ３に対しては、上壁部１２の表裏応力差と、上壁部１２とフランジ部１４との応力差をそれぞれ第三及び第四の発生要因Ｆ３，Ｆ４
（要因応力分布）として挙げることができる。また、フランジ部１４のはねに係る第四の変形モードＭ４に対しては、縦壁部１１とフランジ部１４とをつなぐ角部（第二角部１５）の表裏応力差を第五の発生要因Ｆ５（要因応力分布）として挙げることができる。
【００２２】
なお、ここでいう、縦壁部１１の表裏応力差（第一の発生要因Ｆ１）は、例えば図６に示すように、縦壁部１１の中立軸１１ｃに対して外面１１ａ側が長手方向に引張応力σ＋、内面１１ｂ側が長手方向に圧縮応力σ−を生じる応力分布を意味する。他の発生要因Ｆ２〜Ｆ５についても同様の応力分布を意味する。
【００２３】
もちろん、上述のように、断面ハット形状をなすプレス部品に、プレス部品全体のひねりや曲げなど、他の変形モードをさらに設定する場合には、これら他の変形モードの発生要因となる要因応力（要因応力分布）を個別に設定してもよい。
【００２４】
（Ｓ４）変形解析ステップ
このステップでは、各変形モードの発生要因となる要因応力（要因応力分布）を単独で正寸モデル１０に付与したときの正寸モデル１０の変形解析を行う。例えば図４に示す複数の変形モードＭ１〜Ｍ４と図５に示す要因応力分布（発生要因Ｆ１〜Ｆ５）を設定している場合、正寸モデル１０に対して第一の発生要因Ｆ１となる要因応力分布（図６を参照）を単独で付与して、その際の正寸モデル１０の変形を解析する（第一の変形モードＭ１に対する変形解析）。また、第二の発生要因Ｆ２となる要因応力分布（図５を参照）を単独で正寸モデル１０に付与して、その際の正寸モデル１０の変形を解析する（第二の変形モードＭ２に対する変形解析）。また、第三及び第四の発生要因Ｆ３，Ｆ４となる要因応力分布（図５を参照）をそれぞれ単独で正寸モデル１０に付与して、その際の正寸モデル１０の変形を解析する（何れも第三の変形モードＭ３に対する変形解析）。また、第五の発生要因Ｆ５となる要因応力分布（図５を参照）を単独で正寸モデル１０に付与して、その際の正寸モデル１０の変形を解析する（第四の変形モードＭ４に対する変形解析）。要は、ステップＳ２で設定した変形モードの数だけ（一の変形モードに対して二以上の発生要因が設定できる場合にはその発生要因の数だけ）、正寸モデル１０の変形解析を行う。
【００２５】
ここで、本実施形態では、要因応力分布を熱荷重で正寸モデル１０に付与する（熱荷重付与ステップＳ４２）。なお、ここでいう要因応力分布が本発明に係る応力分布に相当する。また、この場合、例えば図７に示すように、解析モデルとしての正寸モデル１０を、その厚み方向に複数のソリッド要素２１〜２３を有するソリッドモデルで形成し、特定のソリッド要素（ここでは、プレス部品の表面を形成する厚み方向表面側のソリッド要素２２，２３）に熱荷重を付与することで、各変形モードＭ１〜Ｍ４の発生要因Ｆ１〜Ｆ５となる要因応力分布を再現する。この際、正寸モデル１０の厚み方向中央側に位置するソリッド要素２１を拘束した状態で、熱荷重を付与してもよい。
【００２６】
具体的には、図８に示すように、プレス成形の型締め状態において、正寸モデル１０の表裏一方の側に位置するソリッド要素２２の節点２２ａに対して正の熱２４を付与（加熱）し、表裏他方の側に位置するソリッド要素２３の節点２３ａに対して負の熱２５を付与（冷却）することで、正寸モデル１０の所定部位に所望の熱荷重を付与して、プレス成形の型締め状態における所定の応力分布（要因応力分布）を再現できる。例えば表裏一方の側に位置するソリッド要素２２が縦壁部１１の内面１１ｂ（図６を参照）を構成し、表裏他方の側に位置するソリッド要素２３が縦壁部１１の外面１１ａ（図６を参照）を構成する場合、ソリッド要素２２の節点２２ａに正の熱２４を付与し、ソリッド要素２３の節点２３ａに負の熱２５を付与することで、型締め状態において図６に示す応力分布（要因応力分布）、すなわち図３（ｂ）に示す第一の変形モードＭ１の第一の発生要因Ｆ１となる要因応力分布（縦壁部１１の表裏応力差）を付与することができる。なお、厚み方向中央側のソリッド要素２１を拘束する場合、このソリッド要素２１の節点２１ａもまた拘束した状態で上述した要因応力分布が付与される。このようにして要因応力分布を付与した後、型締め状態から型開き状態としたときの正寸モデル１０の変形を解析する（変形解析ステップＳ４３）。
【００２７】
なお、この際に付与する熱２４，２５（熱荷重）の大きさは、予め正寸モデル１０もしくは正寸モデル１０をさらに単純化した形状の解析モデル（基本形状モデル）に熱荷重を付与した際の応力分布と、熱荷重との相関を解析で取得しておき（相関取得ステップＳ４１）、当該相関に基づいて設定することができる。この種のプレス成形において、板状部材で構成されるプレス部品に熱荷重を付与した際の応力分布と熱荷重との間には、図９に示すように、線形の相関が認められる傾向にあるので、容易に想定される要因応力分布を熱荷重で代替することが可能となる。
【００２８】
（Ｓ５）寄与度特定ステップ
このステップでは、変形解析ステップＳ４で得た正寸モデル１０の変形解析結果に基づき、各変形モードに寄与する発生要因の数、及び各変形モードへの各発生要因の寄与度を特定する。例えば変形解析ステップＳ４において、図５に示す第一の変形モードＭ１の発生要因Ｆ１となる要因応力分布を型締め状態の正寸モデル１０に付与した場合、型開き状態で正寸モデル１０に上記第一の変形モードＭ１（一次の変形モード）が生じると共に、別の変形モード（例えば第二の変形モードＭ２など二次的な変形モード）、場合によってはさらに別の変形モード（例えば第三の変形モードＭ３など三次的な変形モード）を生じることがある。この場合、各変形モードＭ１〜Ｍ３に係る正寸モデル１０の変形量から、各変形モードＭ１〜Ｍ３の発生要因（例えば第一〜第四の発生要因Ｆ１〜Ｆ４）の寄与度を特定する。具体的には、解析により得られた一つの変形解析結果を、変形モードＭ１〜Ｍ３ごとの変形量に分解し、分解した変形量の大きさに基づいて、対応する各発生要因Ｆ１〜Ｆ４の寄与度を算定する。
【００２９】
同様に、他の変形モードＭ２〜Ｍ４の発生要因Ｆ２〜Ｆ５となる要因応力分布を正寸モデル１０に付与したときの変形解析結果についても、発生が認められた変形モードの発生要因の数、及びその寄与度を特定する。このようにして、全ての発生要因について得られた正寸モデル１０の変形解析結果について、当該変形に寄与した発生要因の数とその寄与度を特定する。例えば図１０に示すある一つの変形モードに対する変形解析結果においては、発生要因Ａの寄与度が最も高く、相対的に発生要因Ｂの寄与度は低い。これに対して、図１１に示す他の変形モードに対する変形解析結果においては、発生要因Ｂの寄与度が最も高く、これに次いで発生要因Ａの寄与度が高いことが分かる。このことから、ある一つの変形モードの発生要因が他の変形モードの発生要因として寄与していること、及びその寄与度が明確に把握できる。また、各々の変形モードに寄与する発生要因の数、及び種類（例えば図１０に示す変形モードでは３種類、図１１に示す変形モードでは４種類）も一目で分かる。以上より、正寸モデル１０に係るプレス部品のプレス成形時の変形メカニズム（の少なくとも傾向）が解明可能となる。なお、図１０及び図１１は、あくまでも変形解析結果に基づく寄与度の分布を表現する方式の一つとして例示したものであり、各発生要因Ａ〜Ｅと、図５に示す発生要因Ｆ１〜Ｆ５との間に、直接的な関係はない。
【００３０】
（Ｓ６）寄与度反映ステップ（再設計ステップ）
このステップでは、以上のステップＳ１〜Ｓ５により得られた各変形モードへの各発生要因の影響（ここでは寄与度）を正寸モデル１０に反映させて、プレス部品の設計（再設計）を行う。具体的には、変形モードごとにその発生要因の寄与度が判明しているので、当該寄与度に応じて、各発生要因となる要因応力分布が極力小さくなるように、正寸モデル１０の対応部位の形状を変更する。形状変更の具体例としては、その変形モードに応じて、座面の追加、ビードの追加などを挙げることができる。あるいは、剛性向上を目的とした板厚の増大化（板状部の重ね合わせなどを含む）などを挙げることができる。
【００３１】
また、複数の発生要因が相互に対応する変形モードに影響を及ぼし合っている場合には、各発生要因の変形モードに対する寄与度に応じて、個々の設計変更を実施するのがよい。これにより、変形を相殺して、プレス成形後の製品（プレス部品）に変形が生じないようにすることも可能となる。
【００３２】
このように、本発明に係るプレス部品の変形解析方法では、プレス成形の型締め状態において実際にはプレス荷重等の外部因子に基づいて生じる応力分布を解析上では熱荷重で代替してプレス部品の解析モデル（正寸モデル１０）に付与するようにした。この種のプレス成形において被プレス材（ここではプレス部品）に熱荷重を付与した際に、すなわち型締め状態で熱を付与した際に被プレス材に生じる応力分布と、熱荷重との間には一定の相関が認められる（図９を参照）。よって、この相関に基づいて、付与すべき所望の応力分布が型締め状態のプレス部品に生じるように、プレス部品の解析モデルとしての正寸モデル１０に所定の熱荷重を付与するようにした。これにより、熱の大きさのみを指定すれば足りるため、計算量を従来に比べて大幅に減らすことができる。よって、プレス部品の変形解析に要する時間を短縮することができる。
【００３３】
また、本実施形態に係るプレス部品の変形要因解析方法では、プレス成形によりプレス部品に生じ得る複数の変形モード（例えば図４に示す第一〜第四の変形モードＭ１〜Ｍ４）と、各変形モードの発生要因（例えば図５に示す第一〜第六の発生要因Ｆ１〜Ｆ５）となる要因応力分布を変形モードごとに設定し、これら要因応力分布を単独でプレス部品の正寸モデル１０に付与したときの正寸モデル１０の変形解析を行って、変形解析結果に基づき、各変形モードに対する発生要因の影響、具体的には各変形モードに寄与する発生要因の数、及び各変形モードへの各発生要因の寄与度を特定するようにした。これにより以下のような作用効果を得ることが可能となる。
【００３４】
すなわち、従来、プレス成形時の変形解析は、例えば図１２に示すように、被プレス材１ａをプレス型２，３の間に配置した状態（図１２（ａ）を参照）から、型締めを行った状態（図１２（ｂ）を参照）、そして型開きを行った状態（図１２（ｃ））までの各ステップの順に、被プレス材１ａ〜１ｃの応力解析を行うことにより、プレス成形後の変形（図１２（ｄ）を参照）を予測していた。そのため、プレス成形後の被プレス材１ｃ（ここではプレス部品）には、型締めにより生じる残留応力分布、及びこの残留応力分布が原因となって生じる型開き後の変形（例えば上述したプレス成形後の形状１ｃと正規形状１ｃ’との差分など）がそれぞれ一つの結果として得られるに過ぎなかった。
【００３５】
これに対して、本実施形態に係る変形要因解析方法では、プレス成形によりプレス部品に生じた変形を、部位ごとの変形あるいは単純な変形（例えば図３（ｂ）〜（ｄ）等に示す複数の変形モードＭ１，Ｍ２…）に分解して評価することにした。また、その評価を定量的に行うために、各変形モードＭ１，Ｍ２…の発生要因となる要因応力分布を、プレス成形前の解析モデル（被プレス材１ａの解析モデル）ではなく、完成品としてのプレス部品の正寸モデル１０（図３（ａ）を参照）に付与し、正寸モデル１０の変形解析を行うことにした。そして、この変形解析結果に基づき、各変形モードＭ１，Ｍ２…に寄与する発生要因の数、及び各変形モードＭ１，Ｍ２…への各発生要因の寄与度を特定した。このように、各変形モードの発生要因となる要因応力分布を付与して、その際の正寸モデル１０の変形解析結果を分析することにより、一の変形モードの発生要因が他の変形モードの発生要因に及ぼす影響（寄与度）を客観的に評価することができる。よって、上述した変形解析をプレス部品の正寸モデル１０の全ての部位及び全ての種類の変形モードに対して行うことで、プレス部品全体の変形要因を系統的に特定、整理して把握（可視化）することができる（図１０及び図１１を参照）。これにより部品種ごとに的確な対策を講じることが可能となる。また、変形モードごとに各発生要因の寄与率が明確になるので、変形モード個々に応じた対策を容易に講じることができる。また、製品図面段階で寸法精度不良の原因となる変形要因が解明できれば、例えば寸法精度不良の対策効果と二次的な不具合が発生するリスクとを、事前に織り込んで正寸モデル１０を再設計することができるので、図面完成度を短期間で高めることが可能となる。従って、低コストにプレス部品の設計を行うことが可能となる。もちろん、プレス成形時の変形要因が解明できていれば、部品種の変更があった場合でも、上述した解析結果に基づく対策を、容易に類似部品に展開することが可能となる。
【００３６】
また、これら要因応力分布は、単純な変形である変形モードに対応しているため、熱荷重の付与による要因応力分布の再現であっても、高い再現精度を得ることができ、これにより正確に解析を行うことが可能となる。もちろん、プレス部品は、板状など薄肉形状に形成されるものであるから、その表裏に正負の熱２４，２５を付与して、所定の応力分布を再現し易い。
【００３７】
また、本実施形態では、解析モデルとしての正寸モデル１０を、その厚み方向に複数のソリッド要素２１〜２３を有するソリッドモデルで形成し、特定のソリッド要素（ここでは、厚み方向表面側のソリッド要素２２，２３）に熱荷重を付与することで、各変形モードＭ１〜Ｍ４の発生要因Ｆ１〜Ｆ５となる要因応力分布を再現するようにした。このように、厚み方向に複数のソリッド要素を有するソリッドモデルで正寸モデル１０を作成することにより、厚み方向に正確な応力分布を再現することができる。もちろん、上記応力分布を熱荷重で代替して正寸モデル１０に付与することにより、計算時間を抑えつつ、正確な変形解析を行うことが可能となる。
【００３８】
以上、本発明の一実施形態について述べたが、本発明に係る被プレス材の変形解析方法は、その趣旨を逸脱しない範囲において、上記以外の構成を採ることも可能である。
【００３９】
例えば上記実施形態では、解析モデルとしての正寸モデル１０を、その厚み方向に３つのソリッド要素２１〜２３を有するソリッドモデルで形成し（図７を参照）、特定のソリッド要素２２，２３に熱荷重を付与する場合を例示したが、もちろんこれ以外の形態をなすソリッドモデルを採用することも可能である。例えば図示は省略するが、正寸モデル１０を、その厚み方向に２つのソリッド要素（節点は３つ）を有するソリッドモデルで形成することもでき、あるいは厚み方向に４つ以上のソリッド要素を有するソリッドモデルで形成することも可能である。ただし、あまりに厚み方向のソリッド要素の数が多すぎると、応力分布を熱荷重で代替することの利点（計算時間の低減化）が失われるおそれがあるため、解析すべき被プレス材の形状、許容可能な計算時間との兼ね合いで、厚み方向のソリッド要素の数を設定するのがよい。もちろん、解析精度の面で特に問題がないのであれば、ソリッドモデルに代えてシェルモデルを採用してもかまわない。
【００４０】
また、上記実施形態では、プレス部品として、断面ハット形状をなすものを解析対象とした場合を説明したが（図３等を参照）、もちろん、断面ハット形状以外の形態をなすプレス部品（被プレス材）に対しても本発明を適用することは可能である。すなわち、プレス成形可能な限りにおいて任意の形状の被プレス材に対して本発明に係る変形解析方法を適用することが可能である。
【００４１】
また、上記実施形態では、プレス成形時の変形要因解析方法の変形解析ステップＳ４において、プレス部品の正寸モデル１０に対し、各変形モードの発生要因となる要因応力分布を熱（熱荷重）で代替して付与する場合を例示したが、もちろんこれ以外の変形解析方法にも本発明を適用することが可能である。すなわち、型締め状態で被プレス材に生じる応力分布である限りにおいて、要因応力分布以外の応力分布を本発明に係る熱荷重で代替して解析モデルに付与することも可能である。
【００４２】
また、プレス成形の種類も特に問わず、例えば冷間プレス成形の他、温間プレス成形や熱間プレス成形など加熱された状態のワーク（被プレス材）にプレス成形を施す場合にも、本発明を適用できることはもちろんである。
【符号の説明】
【００４３】
１ａ〜１ｃ  被プレス材
２，３  プレス型
１０    プレス部品の正寸モデル
１１    縦壁部
１１ｃ  中立軸
１２    上壁部
１３    第一角部
１４    フランジ部
１５    第二角部
２１〜２３  ソリッド要素
２１ａ〜２３ａ  節点
Ｆ１-Ｆ５，Ａ〜Ｅ  発生要因
Ｍ１〜Ｍ４  変形モード
Ｓ１    正寸モデル作成ステップ
Ｓ２    変形モード設定ステップ
Ｓ３    要因応力設定ステップ
Ｓ４    変形解析ステップ
Ｓ４１  相関取得ステップ
Ｓ４２  熱荷重付与ステップ
Ｓ４３  変形解析ステップ
Ｓ５    寄与度特定ステップ（評価ステップ）
Ｓ６    寄与度反映ステップ（再設計ステップ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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