(57)【要約】【課題】プレス成形時の変形メカニズムを解明することにより、プレス部品の設計精度を汎用的にかつ容易に高める。【解決手段】本発明に係るプレス部品の変形要因解析方法は、プレス部品の正寸モデル１０を作成する正寸モデル作成ステップＳ１と、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Ｍ１〜Ｍ４を設定する変形モード設定ステップＳ２と、各変形モードＭ１（Ｍ２〜Ｍ４）の発生要因Ｆ１（Ｆ２〜Ｆ５）となる要因応力を変形モードＭ１（Ｍ２〜Ｍ４）ごとに設定する要因応力設定ステップＳ３と、要因応力を単独で正寸モデル１０に付与したときの正寸モデル１０の変形解析を行う変形解析ステップＳ４とを備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プレス成形により得られるプレス部品の変形要因解析方法であって、
前記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と、
前記プレス成形により前記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と、
前記各変形モードの発生要因となる要因応力を前記変形モードごとに設定する要因応力設定ステップと、
前記要因応力を単独で前記正寸モデルに付与したときの前記正寸モデルの変形解析を行う変形解析ステップとを備えた、プレス部品の変形要因解析方法。
【請求項２】
請求項１に記載の変形要因解析方法により得た変形解析結果を前記正寸モデルに反映させて、前記プレス部品の設計を行う、プレス部品の設計方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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（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）などの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】
このように、事前にプレス成形時の変形を予測する場合、従来は、正規形状（図面通りの形状）と予測形状との差分に基づき、プレス部品又は金型（プレス型）の設計変更を行っていた。しかしながら、この際の変更箇所や変更量は、主に作業者の経験則に基づいて設定されており、プレス成形によるプレス部品の変形メカニズムを把握した上での適切な設計変更と言えるものではなかった。そのため、例えば近年の軽量化への対策として、超ハイテンなどの高張力鋼を適用することを検討した場合、これまで培ってきたプレス成形時の変形に関する知見やデータをそのまま高張力鋼に転用することは難しく、基礎実験や従来通りの応力解析などを繰り返し行って、上記変形に関する知見やデータを一から収集する手間が生じる。
【０００５】
以上の事情に鑑み、本発明では、プレス成形時の変形メカニズムを解明することにより、プレス部品の設計精度を汎用的にかつ容易に高めることを、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、本発明に係るプレス部品の変形要因解析方法によって達成される。すなわち、この解析方法は、プレス成形により得られる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と、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変形モード設定ステップと、各変形モードの発生要因となる要因応力を変形モードごとに設定する要因応力設定ステップと、要因応力を単独で正寸モデルに付与したときの正寸モデルの変形解析を行う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。なお、ここでいうプレス部品の正寸モデルとは、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。
【０００７】
従来、プレス成形時の変形解析は、例えば図１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１（ａ）を参照）から、型締めを行った状態（図１（ｂ）を参照）、そして型開きを行った状態（図１（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１（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（すなわちプレス部品）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。
【０００８】
これに対して、本発明では、従来のように時系列的な手順とは異なる手順を経て、スプリングバックなどの変形の要因を特定するようにした。すなわち、本発明では、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２（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２（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。このように、各変形モードの発生要因となる要因応力を付与して、その際の正寸モデルの変形解析結果を分析することにより、例えば一の変形モードの発生要因が上記正寸モデルにおける当該変形モードに及ぼす影響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。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、変形モードごとに発生要因の影響が明確になるので、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。
【０００９】
また、本発明に係るプレス部品の変形要因解析方法は、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をさらに備えてもよい。また、その場合、例えば各変形モードに寄与する発生要因の寄与度を特定することで、上記影響を評価してもよく、あるいは、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ことで、上記影響を評価してもよい。
【００１０】
このように寄与度を用いて評価することにより、例えば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を具体的かつ客観的に評価することができる。よって、プレス部品の変形要因をより一層明確に系統的に特定、整理して把握（可視化）することが可能となる。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように、本発明によれば、プレス成形時の変形メカニズムを解明することにより、プレス部品の設計精度を汎用的にかつ容易に高めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】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。
【図２】本発明の一実施形態に係るプレス部品の変形要因解析手法の概念を示す模式図で、（ａ）は解析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３】本発明の一実施形態に係るプレス部品の設計方法の流れを示すフローチャートである。
【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で付与した状態を示す要部正面図である。
【図９】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１０】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。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。
【００１４】
図３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。このうち、正寸モデル作成ステップＳ１から寄与度特定ステップ（評価ステップ）Ｓ５までの各ステップが、本発明に係るプレス部品の変形要因解析方法を構成している。なお、以下では、図２等に示すように、断面ハット形状をなすプレス部品に対して、プレス成形時の変形要因解析を施す場合を例にとって説明する。
【００１５】
（Ｓ１）正寸モデル作成ステップ
このステップでは、解析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２（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。
【００１６】
（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２（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。
【００１７】
なお、ここでいう、縦壁部１１の反りは、例えば図２（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２（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２（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。
【００１８】
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。
【００１９】
（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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
（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。
【００２３】
なお、正寸モデル１０に対する要因応力分布の付与の手法は任意であり、一般的な荷重、変位、応力（初期応力）などを付与することができる。例えば本実施形態では、熱（熱荷重）で要因応力分布を正寸モデル１０に付与する。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。
【００２４】
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２（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。
【００２５】
なお、この際に付与する熱２４，２５（熱荷重）の大きさは、例えば予め正寸モデル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、当該相関に基づいて設定することが可能である。
【００２６】
（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、各変形モードに対する発生要因の影響、ここで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。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。
【００２７】
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９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１０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９に示す変形モードでは３種類、図１０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９及び図１０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。
【００２８】
（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。
【００２９】
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。
【００３０】
このように、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９及び図１０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。
【００３１】
また、本実施形態では、プレス成形の型拘束状態（型締め状態）において正寸モデル１０に要因応力分布を熱で付与するようにした。この種の応力解析においては、応力分布は、変位又は通常の荷重で付与するのが一般的であるが、変位や通常の荷重だと、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。これに対して、本実施形態では、実際には熱ではなくプレス荷重に起因する要因応力分布を解析上では敢えて熱で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、解析時間を短縮することができる。
【００３２】
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を付与して、所定の応力分布を再現し易い。
【００３３】
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。通常、パネル状部品など板状をなす部品の応力解析においては、計算時間の短縮のために、シェル要素など厚み方向にソリッド要素が一つとなる解析モデルを用いることが一般的であるが、本実施形態のように、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、本実施形態では、当該応力分布を熱荷重で代替して正寸モデル１０に付与するようにしたので、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。
【００３４】
以上、本発明の一実施形態について述べたが、本発明に係るプレス部品の変形要因解析方法及びプレス部品の設計方法は、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。
【００３５】
例えば上記実施形態では、評価ステップとして、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ことで、各変形モードに対する発生要因の影響を評価する場合を説明したが、もちろんこれには限定されない。各変形モードに対する発生要因の影響が何らかの形態で評価され得る限りにおいて、他の評価項目を採用することも可能である。
【００３６】
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２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プレス部品に対して本発明に係る変形要因解析方法及びその解析結果を利用した設計方法を適用することが可能である。また、この場合、プレス部品の形状応じて複数の変形モードを設定し、かつその発生要因となる要因応力分布を設定することが可能である。
【００３７】
また、上記実施形態では、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）で付与する場合を例示したが、計算時間が許す限りにおいて、他の項目（変位、荷重、初期応力など）で正寸モデル１０に要因応力分布を付与してもかまわない。
【符号の説明】
【００３８】
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
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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