(57)【要約】【課題】応力方向とひずみ方向とが異なる塑性変形であっても、鍛造品の割れを正確に予測することができる鍛造割れ予測方法を提供する。【解決手段】本発明の鍛造割れ予測方法は、金型により素材を鍛造成形して鍛造品を製造する際の鍛造品の割れを変形解析により予測する鍛造割れ予測方法であって、素材の有限要素モデルの各要素について、モデルの座標系における各方向の応力成分とひずみ増分成分とを計算するステップ（Ｓ１０１）と、同一方向の応力成分とひずみ増分成分とを乗算して、鍛造品の割れを予測するための予測値を方向毎に算出するステップ（Ｓ１０３）と、方向毎に算出された予測値を利用して、鍛造品の割れを予測するステップ（Ｓ１０７）と、を有する。【選択図】図３
2015223613.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型により素材を鍛造成形して鍛造品を製造する際の前記鍛造品の割れを変形解析により予測する鍛造割れ予測方法であって、
前記素材の有限要素モデルの各要素について、前記モデルの座標系における各方向の応力成分とひずみ増分成分とを計算するステップ（ａ）と、
同一方向の前記応力成分と前記ひずみ増分成分とを乗算して、前記鍛造品の割れを予測するための予測値を前記方向毎に算出するステップ（ｂ）と、
前記方向毎に算出された前記予測値を利用して、前記鍛造品の割れを予測するステップ（ｃ）と、
を有する鍛造割れ予測方法。
【請求項２】
前記予測値の累積値が所定の閾値を超える場合、前記ステップ（ｃ）において前記鍛造品に割れが発生すると判断され、
前記閾値は、前記素材の種類、前記素材に施される前処理の内容、および前記素材の鍛造成形時の温度のうち少なくとも１つの鍛造条件と対応付けられており、前記鍛造条件に応じて異なる前記閾値が用いられる請求項１に記載の鍛造割れ予測方法。
【請求項３】
前記閾値は、特定部分の寸法が互いに異なる複数の鍛造品を実際に製造して得られた結果と、前記複数の鍛造品についてそれぞれ算出された複数の前記予測値の各累積値とに基づいて決定される請求項２に記載の鍛造割れ予測方法。
【請求項４】
前記ステップ（ｃ）において前記鍛造品に割れが発生すると判断された場合、前記金型の仕様を変更するステップ（ｄ）と、
変更された前記金型の仕様を適用して、前記ステップ（ａ）〜前記ステップ（ｃ）を繰り返すステップ（ｅ）と、をさらに有する請求項１〜３のいずれか１項に記載の鍛造割れ予測方法。
【請求項５】
前記鍛造品は、円筒状の素材を金型に押し込んで前記素材の径を変化させる前方押出し成形により製造される請求項１〜４のいずれか１項に記載の鍛造割れ予測方法。
【請求項６】
前記鍛造品は、金型内の素材を第１方向に押圧して、前記第１方向とは異なる第２方向に前記素材の一部を突出させる側方押出し成形により製造される請求項１〜４のいずれか１項に記載の鍛造割れ予測方法。
【請求項７】
金型により素材を鍛造成形して鍛造品を製造する際の前記鍛造品の割れを変形解析により予測するための鍛造割れ予測プログラムであって、
前記素材の有限要素モデルの各要素について、前記モデルの座標系における各方向の応力成分とひずみ増分成分とを計算する手順（ａ）と、
同一方向の前記応力成分と前記ひずみ増分成分とを乗算して、前記鍛造品の割れを予測するための予測値を前記方向毎に算出する手順（ｂ）と、
前記方向毎に算出された前記予測値を利用して、前記鍛造品の割れを予測する手順（ｃ）と、
をコンピュータに実行させる鍛造割れ予測プログラム。
【請求項８】
前記予測値の累積値が所定の閾値を超える場合、前記手順（ｃ）において前記鍛造品に割れが発生すると判断され、
前記閾値は、前記素材の種類、前記素材に施される前処理の内容、および前記素材の鍛造成形時の温度のうち少なくとも１つの鍛造条件と対応付けられており、前記鍛造条件に応じて異なる前記閾値が用いられる請求項７に記載の鍛造割れ予測プログラム。
【請求項９】
前記閾値は、特定部分の寸法が互いに異なる複数の鍛造品を実際に製造して得られた結果と、前記複数の鍛造品についてそれぞれ算出された複数の前記予測値の各累積値とに基づいて決定される請求項８に記載の鍛造割れ予測プログラム。
【請求項１０】
前記手順（ｃ）において前記鍛造品に割れが発生すると判断された場合、前記金型の仕様を変更する手順（ｄ）と、
変更された前記金型の仕様を適用して、前記手順（ａ）〜前記手順（ｃ）を繰り返す手順（ｅ）と、をさらに前記コンピュータに実行させる請求項７〜９のいずれか１項に記載の鍛造割れ予測プログラム。
【請求項１１】
前記鍛造品は、円筒状の素材を金型に押し込んで前記素材の径を変化させる前方押出し成形により製造される請求項７〜１０のいずれか１項に記載の鍛造割れ予測プログラム。
【請求項１２】
前記鍛造品は、金型内の素材を第１方向に押圧して、前記第１方向とは異なる第２方向に前記素材の一部を突出させる側方押出し成形により製造される請求項７〜１０のいずれか１項に記載の鍛造割れ予測プログラム。
【請求項１３】
請求項７〜１２のいずれか１項に記載の鍛造割れ予測プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鍛造割れ予測方法、鍛造割れ予測プログラム、および記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
金型により素材を成形して鍛造品を製造する金型鍛造では、素材の塑性変形が限界を超えると、鍛造品の表面または内部に割れが発生する。
【０００３】
これに関連して、下記の特許文献１には、有限要素法を用いた成形シミュレーションを行って、鍛造品の割れを予測する方法が提案されている。この方法によれば、鍛造品の割れを机上の検討により予測できるため、製品開発にかかる時間およびコストを削減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１９１０９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の方法では、素材内の応力に相当ひずみ増分を乗じた評価式を用いて、割れの発生が予測される。このため、上記の方法では、応力方向とひずみ方向とが異なる塑性変形の場合、鍛造品の割れを正確に予測することができないという問題がある。
【０００６】
本発明は、上述した問題を解決するためになされたものである。したがって、本発明の目的は、応力方向とひずみ方向とが異なる塑性変形であっても、鍛造品の割れを正確に予測することができる鍛造割れ予測方法、鍛造割れ予測プログラム、および記録媒体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の上記目的は、下記の手段によって達成される。
【０００８】
本発明は、金型により素材を鍛造成形して鍛造品を製造する際の前記鍛造品の割れを変形解析により予測する。本発明は、前記素材の有限要素モデルの各要素について、前記モデルの座標系における各方向の応力成分とひずみ増分成分とを計算し、同一方向の前記応力成分と前記ひずみ増分成分とを乗算して、前記鍛造品の割れを予測するための予測値を前記方向毎に算出する。本発明は、前記方向毎に算出された前記予測値を利用して、前記鍛造品の割れを予測する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、同一方向の応力成分とひずみ増分成分とを乗算して得られる予測値を利用して、鍛造品の割れが評価されるため、応力方向とひずみ方向とが異なる塑性変形であっても、鍛造品の割れを正確に予測することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係る鍛造割れ予測方法が適用される解析装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図２（Ａ）は、金型により鍛造成形される素材の一例を示す図であり、図２（Ｂ）は、金型により素材を鍛造成形して得られる鍛造品の一例を示す図である。
【図３】解析装置により実行される鍛造割れ予測処理の手順を示すフローチャートである。
【図４】データベースに格納されている閾値の一例を示す図である。
【図５】鍛造割れ予測処理の解析結果を示す図である。
【図６】鍛造時に割れが発生した鍛造品の写真である。
【図７】一般的な鍛造割れ予測処理の手順を示すフローチャートである。
【図８】変形例に係る鍛造割れ予測処理の手順を示すフローチャートである。
【図９】割れ予測値の累積値の推移を示す図である。
【図１０】トリポード型等速ジョイントの一例を示す図である。
【図１１】等速ジョイントの鍛造成形に用いられる金型の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
【００１２】
図１は、本発明の一実施形態に係る鍛造割れ予測方法が適用される解析装置１の概略構成を示すブロック図である。
【００１３】
図１に示すとおり、解析装置１は、本体部１０、表示部２０、および入力部３０を備える。表示部２０および入力部３０は、本体部１０に電気的に接続されている。解析装置１は、たとえば、一般的なコンピュータである。
【００１４】
本体部１０は、演算処理部１１および記憶部１２を備える。演算処理部１１は、ＣＰＵ等から構成され、モデル生成部１１１、解析部１１２、および表示情報演算部１１３を備える。記憶部１２は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、およびハードディスク等から構成され、金型により鍛造成形される素材の形状データ等の各種データおよび鍛造割れ予測プログラム等の各種プログラムを記憶する。また、記憶部１２には、鍛造品の割れの有無を判定する際に参照される閾値を格納したデータベース１２１が設けられている。
【００１５】
モデル生成部１１１は、金型により鍛造成形される素材の有限要素モデルを生成する。解析部１１２は、素材の有限要素モデルを用いた塑性変形解析を行い、鍛造品の割れを予測する。表示情報演算部１１３は、表示部２０に解析結果を表示するための処理を行う。モデル生成部１１１、解析部１１２、および表示情報演算部１１３の機能は、記憶部１２に記憶されている各種プログラムをＣＰＵが実行することによって発揮される。
【００１６】
表示部２０は、たとえば、液晶ディスプレイであり、各種の情報を表示する。入力部３０は、たとえば、マウス等のポインティングデバイスやキーボードであり、各種の情報を入力するために用いられる。
【００１７】
以上のとおり構成される解析装置１は、金型により素材を鍛造成形して鍛造品を製造する際の鍛造品の割れを変形解析により予測する。以下、図２〜図１１を参照して、本実施形態に係る鍛造割れ予測方法について説明する。
【００１８】
まず、図２を参照して、解析装置１が割れを予測する鍛造品について説明する。図２（Ａ）は、金型３００により鍛造成形される素材２００の一例を示す図であり、図２（Ｂ）は、金型３００により素材２００を鍛造成形して得られる鍛造品の一例を示す図である。
【００１９】
図２（Ａ）に示すとおり、素材２００は、円筒形状（管形状）を有している。そして、図２（Ｂ）に示すとおり、鍛造品は、円筒状の素材２００を金型３００に押し込んで素材２００の径を縮小する前方押出し成形により製造される。
【００２０】
このような前方押出し成形では、円筒状の素材２００の中心軸方向に応力が生じる一方で、素材２００の周方向に圧縮ひずみが生じる。解析装置１は、応力方向とひずみ方向とが異なる塑性変形について、鍛造品の割れを予測する。
【００２１】
図３は、解析装置１により実行される鍛造割れ予測処理の手順を示すフローチャートである。鍛造割れ予測処理では、素材２００の有限要素モデルの各要素の応力およびひずみ増分を微小時間間隔で計算する塑性変形解析を行い、鍛造品の割れを予測する。なお、図３のフローチャートにより示されるアルゴリズムは、解析装置１の記憶部１２にプログラムとして記憶されており、ＣＰＵによって実行される。
【００２２】
まず、解析装置１は、有限要素モデルの各要素について、有限要素モデルの座標系における各方向の応力成分σｉおよびひずみ増分成分ｄεｉを計算する（ステップＳ１０１）。具体的には、解析装置１は、素材２００の有限要素モデルを用いた変形解析を行い、有限要素モデルの各要素について、微小時間における極座標系の各方向ｉ（径方向ｒ、周方向θ、高さ方向ｚ）の応力成分σｉとひずみ増分成分ｄεｉとをそれぞれ計算する。なお、有限要素モデルを用いた変形解析において各要素の応力成分およびひずみ増分成分を計算する技術自体は、公知の技術であるため、詳細な説明は省略する。
【００２３】
次に、解析装置１は、相当応力σを計算する（ステップＳ１０２）。具体的には、解析装置１は、ステップＳ１０１に示す処理で計算した極座標系の３つの方向ｒ，θ，ｚの応力成分σｉから、相当応力σを計算する。なお、極座標系の各方向の応力成分から相当応力を計算する技術自体も、公知の技術であるため、詳細な説明は省略する。
【００２４】
次に、解析装置１は、各方向の割れ予測値ｄＤｉを算出する（ステップＳ１０３）。具体的には、解析装置１は、極座標系の３つの方向ｒ，θ，ｚのそれぞれについて、ステップＳ１０１に示す処理で計算した応力成分σｉとひずみ増分成分ｄεｉとを乗算して、鍛造品の割れを予測するための割れ予測値ｄＤｉを算出する。より具体的には、解析装置１は、下記（１）式に示すとおり、ステップＳ１０１に示す処理で計算した応力成分σｉとひずみ増分成分ｄεｉとの積を、ステップＳ１０２に示す処理で計算した相当応力σで除して、割れ予測値ｄＤｉを算出する。
【００２５】
【数１】
2015223613.tif 000003
【００２６】
ここで、σｉは方向ｉの応力成分、σは相当応力、ｄεｉは方向ｉのひずみ増分成分であり、ｉは、極座標系における径方向ｒ、周方向θ、および高さ方向ｚである。
【００２７】
次に、解析装置１は、各方向の割れ予測値ｄＤｉの累積値Ｄｉを算出する（ステップＳ１０４）。具体的には、解析装置１は、極座標系の３つの方向ｒ，θ，ｚのそれぞれについて、ステップＳ１０３に示す処理で算出した割れ予測値ｄＤｉを累積値Ｄｉに加算して、割れ予測値ｄＤｉの累積値Ｄｉを更新する。言い換えれば、解析装置１は、下記（２）式に示すとおり、割れ予測値ｄＤｉの時間積分値を算出する。
【００２８】
【数２】
2015223613.tif 000004
【００２９】
次に、解析装置１は、ステップが終了したか否かを判断する（ステップＳ１０５）。具体的には、解析装置１は、解析単位の微小時間に相当するステップが、最終ステップまで到達したか否かを判断する。
【００３０】
ステップが終了していないと判断する場合（ステップＳ１０５：ＮＯ）、解析装置１は、ステップＳ１０１の処理に戻る。そして、ステップが終了するまで、解析装置１は、ステップＳ１０１〜Ｓ１０４の処理を繰り返す。
【００３１】
一方、ステップが終了したと判断する場合（ステップＳ１０５：ＹＥＳ）、解析装置１は、データベース１２１を参照する（ステップＳ１０６）。具体的には、解析装置１は、データベース１２１を参照して、データベース１２１に格納されている閾値を読み取る。
【００３２】
図４は、データベース１２１に格納されている閾値の一例を示す図である。データベース１２１には、複数の閾値が格納されており、各閾値は、素材２００の種類および素材２００に施される前処理の内容（焼準処理等）と対応付けられている。解析装置１は、データベース１２１に格納されている複数の閾値の中から、解析に用いられる素材の種類および前処理の内容と対応付けられている閾値を読み取る。たとえば、素材２００の種類が種類Ｃで前処理の内容が処理Ａの場合、解析装置１は、閾値０．４３を読み取る。
【００３３】
そして、解析装置１は、割れの有無、方向、および位置を判断し（ステップＳ１０７）、処理を終了する。具体的には、解析装置１は、ステップＳ１０４に示す処理で算出した各方向の割れ予測値ｄＤｉの累積値Ｄｉを、ステップＳ１０６に示す処理で読み取った閾値と比較して、割れの発生の有無を判断する。本実施形態では、極座標系の３つの方向ｒ，θ，ｚについてそれぞれ算出された３つの累積値Ｄｉのうち、少なくとも１つの累積値が閾値を超えている場合、解析装置１は、割れが発生すると判断する。また、解析装置１は、閾値を超えた累積値を示す要素の有限要素モデル内の位置から、鍛造品における割れの発生位置を判断する。さらに、解析装置１は、３つの方向ｒ，θ，ｚの累積値Ｄｉを比較することにより、割れの方向を判断する。
【００３４】
以上のとおり、図３に示されるフローチャートの処理によれば、微小時間毎に、極座標系の３つの方向ｒ，θ，ｚのそれぞれについて、各要素の応力成分とひずみ増分成分とが計算される。そして、同一方向の応力成分とひずみ増分成分とが乗算されることにより、各方向の割れ予測値ｄＤｉが算出される。そして、各方向の割れ予測値ｄＤｉの累積値Ｄｉが所定の閾値と比較され、割れの発生の有無が判断される。同時に、割れが発生する位置および割れの方向も判断される。
【００３５】
図５は、鍛造割れ予測処理の解析結果を示す図であり、図６は、鍛造時に割れが発生した鍛造品の写真である。
【００３６】
図５（Ａ）は、本実施形態の鍛造割れ予測処理により算出される割れ予測値の累積値Ｄθの分布を示す図である。また、図５（Ｂ）は、比較例として、図７のフローチャートに示すような一般的な鍛造割れ予測処理により算出される割れ予測値の累積値Ｄの分布を示す図である。
【００３７】
上述したとおり、本実施形態の鍛造割れ予測処理では、極座標系の３つの方向ｒ，θ，ｚのそれぞれについて解析が行われる。図５（Ａ）は、３つの方向の解析結果のうち、周方向θについての解析結果を示す。図５（Ａ）に示すとおり、極座標系の周方向θの解析結果を参照すれば、閾値を超える累積値Ｄθを示す要素が鍛造品の先端部（図５（Ａ）の太丸で囲まれた部分）に存在している。
【００３８】
したがって、本実施形態の鍛造割れ予測処理によれば、円筒状の素材２００の先端部から、周方向に裂けるように割れが発生することが予測される。そして、この予測結果は、図６に示す実際の鍛造品に生じた割れの傾向と一致している。つまり、本実施形態の鍛造割れ予測処理によれば、鍛造品の割れを正確に予測することができる。
【００３９】
一方、図５（Ｂ）に示すとおり、一般的な鍛造割れ予測処理では、円筒状の素材２００の先端部の要素は、閾値以下の累積値Ｄを示し、円筒状の素材２００の先端部に割れが発生することは予測されない。したがって、一般的な鍛造割れ予測処理では、鍛造品の割れを正確に予測することができない。
【００４０】
なお、図７のフローチャートに示す一般的な鍛造割れ予測処理では、まず、有限要素モデルの各要素について、極座標系における各方向の応力成分σｉおよびひずみ増分成分ｄεｉが計算される（ステップＳ２０１）。続いて、各方向の応力成分σｉおよびひずみ増分成分ｄεｉから、最大主応力σｍａｘ、相当応力σ、および相当ひずみ増分ｄεが計算される（ステップＳ２０２）。そして、下記（３）式に示すとおり、最大主応力σｍａｘと相当ひずみ増分ｄεとの積を相当応力σで除した値が、割れ予測値ｄＤとして算出される（ステップＳ２０３）。
【００４１】
【数３】
2015223613.tif 000005
【００４２】
そして、下記（４）式に示すとおり、割れ予測値ｄＤの累積値Ｄが算出され（ステップＳ２０４）、割れ予測値ｄＤの累積値Ｄの大小に基づいて、割れが発生する位置が判断される（ステップＳ２０６）。
【００４３】
【数４】
2015223613.tif 000006
【００４４】
以上のとおり、一般的な鍛造割れ予測処理では、最大主応力と相当ひずみ増分とを乗じた計算式を用いて割れの発生が予測される。このため、一般的な鍛造割れ予測処理によれば、応力と相当ひずみ増分の方向が異なるような塑性変形の場合、鍛造品の割れの有無や割れの発生位置を正確に予測することができない。また、相当ひずみ増分は方向性のないスカラー量であるため、一般的な鍛造割れ予測処理によれば、鍛造品の割れの方向を予測することができない。
【００４５】
一方、本実施形態の鍛造割れ予測処理では、同一方向の応力成分とひずみ増分成分とを乗じた計算式を用いて割れの発生が予測される。このため、応力方向とひずみ方向とが異なる塑性変形であっても、鍛造品の割れの有無、割れの発生位置、および割れの方向を正確に予測することができる。
【００４６】
さらに、本実施形態の鍛造割れ予測処理によれば、割れの予測結果を金型の設計にフードバックすることにより、金型の仕様を決定することができる。
【００４７】
図８は、変形例に係る鍛造割れ予測処理の手順を示すフローチャートである。
【００４８】
ステップＳ１０１〜Ｓ１０７は、図３に示すフローチャートの処理と同様であるため、説明は省略する。
【００４９】
ステップＳ１０７に示す処理で割れの有無を判断した後、解析装置１は、割れがないか否かを判断する（ステップＳ１０８）。割れがないと判断する場合（ステップＳ１０８：ＹＥＳ）、解析装置１は、処理を終了する。
【００５０】
一方、割れがあると判断する場合（ステップＳ１０８：ＮＯ）、解析装置１は、金型３００の仕様を変更し（ステップＳ１０９）、ステップＳ１０１の処理に戻る。具体的には、解析装置１は、まず、解析に用いられる金型３００の形状モデルについて、素材２００の径を絞るための傾斜部の傾斜角度および角部の丸み（アール）等の仕様を変更する。そして、解析装置１は、ステップＳ１０１の処理に戻り、金型３００の新たな形状モデルを適用して、ステップＳ１０１〜Ｓ１０７の処理を繰り返す。
【００５１】
このような構成によれば、試行錯誤的に金型を製作することなく、鍛造品に割れが発生しない金型３００を容易に設計することができる。
【００５２】
次に、図９を参照して、割れの有無を判定する際に参照される閾値の決定方法について説明する。本実施形態では、絞り率が異なる複数の鍛造品を実際に製造して得られた結果と、複数の鍛造品についてそれぞれ算出した複数の割れ予測値の各累積値とに基づいて、閾値を決定する。
【００５３】
図９は、割れ予測値の累積値Ｄの推移を示す図である。図９の横軸は成形時間であり、縦軸は割れ予測値の累積値Ｄである。図９では、素材２００の絞り率を３段階に変更して解析を行っている。同時に、実際に前方押出し成形を行って鍛造品を製造し、製造した鍛造品に割れが生じたか否かを確認している。
【００５４】
図９に示すとおり、割れ予測値の累積値Ｄは、素材２００の絞り率が大きいほど増大する。そして、鍛造品を実際に製造した結果から、割れ予測値の累積値Ｄが０．４である鍛造品については割れが発生せず、割れ予測値の累積値Ｄが０．４を超える鍛造品については割れが発生することが分かる。したがって、閾値を０．４に設定すれば、割れの有無を正しく判断することができる。
【００５５】
そして、本実施形態では、素材の種類と素材に施す前処理の内容とを変更して、上記の閾値決定手順を繰り返すことにより、素材の種類および前処理の内容に応じて異なる複数の閾値を決定する。複数の閾値は、素材の種類および前処理の内容と対応付けてデータベース１２１に格納される。
【００５６】
このような構成によれば、すべての鍛造品に共通の閾値を決定することができる。したがって、鍛造品毎に解析結果と試作結果とを対比して、閾値を決定するコリレーション作業を省略することができる。
【００５７】
以上のとおり、上述した実施形態では、円筒状の素材を金型に押し込んで素材の径を縮小する前方押出し成形について、鍛造品の割れを予測する場合を説明した。しかしながら、本発明は、円筒状の素材の径を拡大する前方押出し成形にも適用され得る。あるいは、本発明は、側方押出し成形にも適用され得る。
【００５８】
図１０は、自動車のトリポード型等速ジョイント４００の一例を示す図である。図１０に示すとおり、等速ジョイント４００は、太鼓状の本体部４１０と、本体部４１０から側方に突出する３つの突出部４２０を有する。
【００５９】
図１１は、トリポード型等速ジョイント４００の鍛造成形に用いられる金型５００の一例を示す図である。等速ジョイント４００は、ダイス５１０内に配置された素材をパンチ５２０により上下から押圧して、素材の一部を側方に突出させることにより製造される。このような側方押出し成形では、鍛造品の形状によっては、素材の変形量が大きくなり、鍛造品の内部に割れが発生するおそれがある。
【００６０】
本実施形態の鍛造割れ予測処理によれば、トリポード型等速ジョイントのような側方押出し成形により製造される鍛造品についても、割れを正確に予測することができる。
【００６１】
以上のとおり、説明した本実施形態は、以下の効果を奏する。
【００６２】
（ａ）同一方向の応力成分とひずみ増分成分とを乗算して得られる予測値を利用して、鍛造品の割れが評価されるため、応力方向とひずみ方向とが異なる塑性変形であっても、鍛造品の割れを正確に予測することができる。具体的には、割れの発生の有無、割れの発生位置、および割れの方向を正確に予測することができる。その結果、金型の設計変更等の対策を行い易くなる。
【００６３】
（ｂ）閾値が、素材の種類および素材に施される前処理の内容に対応付けられており、素材の種類および前処理の内容に応じて異なる閾値が用いられるため、鍛造品の割れをより正確に判断することができる。
【００６４】
（ｃ）閾値が、絞り率が異なる複数の鍛造品を実際に製造して得られた結果と、複数の鍛造品について算出された割れ予測値の累積値とに基づいて決定されるため、鍛造品毎に解析結果と試作結果とを対比して、閾値を決定するコリレーション作業を省略できる。
【００６５】
（ｄ）鍛造品の割れが発生すると予測された場合、金型の仕様を変更して解析が繰り返されるため、試行錯誤的な金型試作を省略することができる。
【００６６】
（ｅ）前方押出し成形により製造される鍛造品の割れを正確に予測することができるため、前方押出し成形により製造される鍛造品の開発にかかる時間およびコストを削減することができる。
【００６７】
（ｆ）側方押出し成形により製造される鍛造品の割れを正確に予測することができるため、側方押出し成形により製造される鍛造品の開発にかかる時間およびコストを削減することができる。
【００６８】
以上のとおり、説明した実施形態において、本発明の鍛造割れ予測方法および鍛造割れ予測プログラムを説明した。しかしながら、本発明は、その技術思想の範囲内において当業者が適宜に追加、変形、および省略することができることはいうまでもない。
【００６９】
たとえば、上述した実施形態では、割れ予測値の累積値が算出され、割れ予測値の累積値から、割れが発生するか否かが判断された。しかしながら、割れ予測値の累積値は必ずしも算出される必要はなく、たとえば、割れ予測値から、割れが発生するか否かが直接的に判断されてもよい。
【００７０】
また、上述した実施形態では、閾値は、素材の種類と素材に施される前処理の内容とに対応付けられ、素材の種類および前処理の内容に応じて異なる閾値が用いられた。しかしながら、閾値が対応付けられる鍛造条件は、素材の種類および前処理の内容に限定されるものではなく、閾値は、素材の鍛造成形時の温度と対応付けられてもよい。
【００７１】
また、上述した実施形態では、閾値を決定する際、円筒状の素材の絞り率を３段階に変更して、解析結果と試作結果とを対比した。しかしながら、円筒状の素材の肉厚を複数段階に変更して、解析結果と試作結果とを対比してもよい。
【００７２】
また、上述した実施形態では、割れ予測値の算出時、同一方向の応力成分とひずみ増分成分との積が相当応力で除され、応力成分が無次元化された。しかしながら、応力成分は、無次元化されなくてもよい。
【００７３】
また、上述した実施形態では、極座標系を用いて塑性変形解析を行う場合を例に挙げて説明した。しかしながら、塑性変形解析に用いられる座標系は、極座標系に限定されるものではなく、ＸＹＺ直交座標系であってもよい。この場合、Ｘ方向、Ｙ方向、およびＺ方向のそれぞれについて、各要素の応力成分およびひずみ増分成分が計算される。
【００７４】
上述した実施形態に係る解析装置における各種処理を行う手段は、専用のハードウエア回路、またはプログラムされたコンピュータのいずれによっても実現することが可能である。上記プログラムは、たとえば、ＣＤ−ＲＯＭ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体によって提供されてもよいし、インターネット等のネットワークを介してオンラインで提供されてもよい。この場合、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されたプログラムは、通常、ハードディスク等の記憶部に転送され記憶される。
【符号の説明】
【００７５】
１  解析装置、
１０  本体部、
１１  演算処理部、
１２  記憶部、
２０  表示部、
３０  入力部、
１１１  モデル生成部、
１１２  解析部、
１１３  表示情報演算部、
１２１  データベース、
２００  素材、
３００，５００  金型、
４００  トリポード型等速ジョイント。
【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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