(57)【要約】【課題】テーラードブランク材について特性を高めつつ設計時間を短縮することが可能なテーラードブランク材の設計方法、テーラードブランク材の設計装置、テーラードブランク材の設計プログラム及び記録媒体を提供する。【解決手段】テーラードブランク材の設計装置１０は、仮接合線Ｌ１を用いて仮のテーラードブランク材モデル１ａを作成する第一のテーラードブランク材モデル設計手段１４と、仮のテーラードブランク材モデル１ａを成形製品形状にプレス成形した成形製品形状モデル３を作成する解析モデル作成手段１２と、成形製品形状モデル３について変形試験を行い、変形量６を算出する変形解析手段１３と、変形量６が予め設定された範囲内となるように仮接合線Ｌ１を修正して接合線Ｌを設定する第二のテーラードブランク材モデル設計手段１５とを有する。【選択図】図１
2008246542.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板厚及び材質のうち少なくとも一方が異なる複数のブランク材を所定の接合線で接合して形成され、プレス成形により成形製品形状に成形されるテーラードブランク材について、有限要素法を用いて前記接合線の設定を行うテーラードブランク材の設計方法であって、
予め設定された仮接合線を用いて仮のテーラードブランク材モデルを作成する工程と、
作成された前記仮のテーラードブランク材モデルについて有限要素法によるプレス成形解析を行い、前記仮のテーラードブランク材モデルを前記成形製品形状にプレス成形した成形製品形状モデルを作成する工程と、
作成された前記成形製品形状モデルについて有限要素法による所定の変形試験を行い、前記成形製品形状モデルの変形量を算出する工程と、
算出された前記変形量が予め設定された範囲内となるように、前記仮接合線を修正して前記接合線を設定する工程とを有することを特徴とするテーラードブランク材の設計方法。
【請求項２】
板厚及び材質のうち少なくとも一方が異なる複数のブランク材を所定の接合線で接合して形成され、プレス成形により成形製品形状に成形されるテーラードブランク材について、有限要素法を用いて前記接合線の設定を行うテーラードブランク材の設計方法であって、
予め設定された仮接合線を用いて仮のテーラードブランク材モデルを作成する工程と、
作成された前記仮のテーラードブランク材モデルについて有限要素法によるプレス成形解析を行い、前記仮のテーラードブランク材モデルを前記成形製品形状にプレス成形した成形製品形状モデルを作成する工程と、
作成された前記成形製品形状モデルについて有限要素法による所定の変形試験を行い、前記成形製品形状モデルの変形量を算出する工程と、
算出された前記変形量を予め設定された範囲内としつつ、前記成形製品形状モデルを最も軽量化することが可能となるように、前記仮接合線を修正して前記接合線を設定する工程とを有することを特徴とするテーラードブランク材の設計方法。
【請求項３】
板厚及び材質のうち少なくとも一方が異なる複数のブランク材を接合して形成され、プレス成形により成形製品形状に成形されるテーラードブランク材について、有限要素法を用いて前記各ブランク材の板厚の設定を行うテーラードブランク材の設計方法であって、
予め仮の板厚が設定された前記各ブランク材を接合して仮のテーラードブランク材モデルを作成する工程と、
作成された前記仮のテーラードブランク材モデルについて有限要素法によるプレス成形解析を行い、前記仮のテーラードブランク材モデルを前記成形製品形状にプレス成形した成形製品形状モデルを作成する工程と、
作成された前記成形製品形状モデルについて有限要素法による所定の変形試験を行い、前記成形製品形状モデルの変形量を算出する工程と、
算出された前記変形量が予め設定された範囲内となるように、接合される前記ブランク材のうち少なくとも一のブランク材の前記仮の板厚を修正して前記各ブランク材の板厚を設定する工程とを有することを特徴とするテーラードブランク材の設計方法。
【請求項４】
板厚及び材質のうち少なくとも一方が異なる複数のブランク材を接合して形成され、プレス成形により成形製品形状に成形されるテーラードブランク材について、有限要素法を用いて前記各ブランク材の板厚の設定を行うテーラードブランク材の設計方法であって、
予め仮の板厚が設定された前記各ブランク材を接合して仮のテーラードブランク材モデルを作成する工程と、
作成された前記仮のテーラードブランク材モデルについて有限要素法によるプレス成形解析を行い、前記仮のテーラードブランク材モデルを前記成形製品形状にプレス成形した成形製品形状モデルを作成する工程と、
作成された前記成形製品形状モデルについて有限要素法による所定の変形試験を行い、前記成形製品形状モデルの変形量を算出する工程と、
算出された前記変形量を予め設定された範囲内としつつ、前記成形製品形状モデルを最も軽量化することが可能となるように、接合される前記ブランク材のうち少なくとも一のブランク材の前記仮の板厚を修正して前記各ブランク材の板厚を設定する工程とを有することを特徴とするテーラードブランク材の設計方法。
【請求項５】
板厚及び材質のうち少なくとも一方が異なる複数のブランク材を所定の接合線で接合して形成され、プレス成形により成形製品形状に成形されるテーラードブランク材について、有限要素法を用いて前記接合線及び前記各ブランク材の板厚の設定の設定を行うテーラードブランク材の設計方法であって、
予め設定された仮接合線を用いて、予め仮の板厚が設定された前記各ブランク材を接合して仮のテーラードブランク材モデルを作成する工程と、
作成された前記仮のテーラードブランク材モデルについて有限要素法によるプレス成形解析を行い、前記仮のテーラードブランク材モデルを前記成形製品形状にプレス成形した成形製品形状モデルを作成する工程と、
作成された前記成形製品形状モデルについて有限要素法による所定の変形試験を行い、前記成形製品形状モデルの変形量を算出する工程と、
算出された前記変形量を予め設定された範囲内としつつ、前記成形製品形状モデルを最も軽量化することが可能となるように、前記仮接合線の修正及び接合される前記ブランク材のうち少なくとも一のブランク材の前記仮の板厚の修正のうち少なくとも一方を行い、前記接合線及び前記各ブランク材の板厚を設定する工程とを有することを特徴とするテーラードブランク材の設計方法。
【請求項６】
板厚及び材質のうち少なくとも一方が異なる複数のブランク材を所定の接合線で接合して形成され、プレス成形により成形製品形状に成形されるテーラードブランク材について、有限要素法を用いて前記接合線の設定を行うテーラードブランク材の設計方法であって、
予め設定された仮接合線を用いて仮のテーラードブランク材モデルを作成する工程と、
作成された前記仮のテーラードブランク材モデルについて有限要素法によるプレス成形解析を行い、前記仮のテーラードブランク材モデルを前記成形製品形状にプレス成形した成形製品形状モデルを作成する工程と、
作成された前記成形製品形状モデルについて有限要素法による所定の変形試験を行い、前記成形製品形状モデルの変形量を算出する工程と、
算出された前記変形量を予め設定された範囲内としつつ、前記成形製品形状モデルを最も軽量化することが可能となるように、前記成形製品形状モデルの各メッシュ要素に板厚を設定する工程と、
前記各メッシュ要素について板厚が設定された前記成形製品形状モデルについて、設定された板厚に差がある前記メッシュ要素間の境界線を結んで前記接合線を設定する工程とを有することを特徴とするテーラードブランク材の設計方法。
【請求項７】
板厚及び材質のうち少なくとも一方が異なる複数のブランク材を所定の接合線で接合して形成され、プレス成形により成形製品形状に成形されるテーラードブランク材について、有限要素法を用いて前記接合線の設定を行うテーラードブランク材の設計装置であって、
予め設定された仮接合線を用いて仮のテーラードブランク材モデルを作成する第一のテーラードブランク材モデル設計手段と、
前記第一のテーラードブランク材モデル設計手段により作成された前記仮のテーラードブランク材モデルについて有限要素法によるプレス成形解析を行い、前記仮のテーラードブランク材モデルを前記成形製品形状にプレス成形した成形製品形状モデルを作成する解析モデル作成手段と、
前記解析モデル作成手段により作成された前記成形製品形状モデルについて有限要素法による所定の変形試験を行い、前記成形製品形状モデルの変形量を算出する変形解析手段と、
前記変形解析手段により算出された前記変形量が予め設定された範囲内となるように、前記仮接合線を修正して前記接合線を設定する第二のテーラードブランク材モデル設計手段とを有することを特徴とするテーラードブランク材の設計装置。
【請求項８】
板厚及び材質のうち少なくとも一方が異なる複数のブランク材を所定の接合線で接合して形成され、プレス成形により成形製品形状に成形されるテーラードブランク材について、有限要素法を用いて前記接合線の設定を行うテーラードブランク材の設計装置であって、
予め設定された仮接合線を用いて仮のテーラードブランク材モデルを作成する第一のテーラードブランク材モデル設計手段と、
前記第一のテーラードブランク材モデル設計手段により作成された前記仮のテーラードブランク材モデルについて有限要素法によるプレス成形解析を行い、前記仮のテーラードブランク材モデルを前記成形製品形状にプレス成形した成形製品形状モデルを作成する解析モデル作成手段と、
前記解析モデル作成手段により作成された前記成形製品形状モデルについて有限要素法による所定の変形試験を行い、前記成形製品形状モデルの変形量を算出する変形解析手段と、
前記変形解析手段により算出された前記変形量を予め設定された範囲内としつつ、前記成形製品形状モデルを最も軽量化することが可能となるように、前記仮接合線を修正して前記接合線を設定する第二のテーラードブランク材モデル設計手段とを有することを特徴とするテーラードブランク材の設計装置。
【請求項９】
板厚及び材質のうち少なくとも一方が異なる複数のブランク材を接合して形成され、プレス成形により成形製品形状に成形されるテーラードブランク材について、有限要素法を用いて前記各ブランク材の板厚の設定を行うテーラードブランク材の設計装置であって、
予め仮の板厚が設定された前記各ブランク材を接合して仮のテーラードブランク材モデルを作成する第一のテーラードブランク材モデル設計手段と、
前記第一のテーラードブランク材モデル設計手段により作成された前記仮のテーラードブランク材モデルについて有限要素法によるプレス成形解析を行い、前記仮のテーラードブランク材モデルを前記成形製品形状にプレス成形した成形製品形状モデルを作成する解析モデル作成手段と、
前記解析モデル作成手段により作成された前記成形製品形状モデルについて有限要素法による所定の変形試験を行い、前記成形製品形状モデルの変形量を算出する変形解析手段と、
前記変形解析手段により算出された前記変形量が予め設定された範囲内となるように、接合される前記ブランク材のうち少なくとも一のブランク材の前記仮の板厚を修正して前記各ブランク材の板厚を設定する第二のテーラードブランク材モデル設計手段とを有することを特徴とするテーラードブランク材の設計装置。
【請求項１０】
板厚及び材質のうち少なくとも一方が異なる複数のブランク材を接合して形成され、プレス成形により成形製品形状に成形されるテーラードブランク材について、有限要素法を用いて前記各ブランク材の板厚の設定を行うテーラードブランク材の設計装置であって、
予め仮の板厚が設定された前記各ブランク材を接合して仮のテーラードブランク材モデルを作成する第一のテーラードブランク材モデル設計手段と、
前記第一のテーラードブランク材モデル設計手段により作成された前記仮のテーラードブランク材モデルについて有限要素法によるプレス成形解析を行い、前記仮のテーラードブランク材モデルを前記成形製品形状にプレス成形した成形製品形状モデルを作成する解析モデル作成手段と、
前記解析モデル作成手段により作成された前記成形製品形状モデルについて有限要素法による所定の変形試験を行い、前記成形製品形状モデルの変形量を算出する変形解析手段と、
前記変形解析手段により算出された前記変形量を予め設定された範囲内としつつ、前記成形製品形状モデルを最も軽量化することが可能となるように、接合される前記ブランク材のうち少なくとも一のブランク材の前記仮の板厚を修正して前記各ブランク材の板厚を設定する第二のテーラードブランク材モデル設計手段とを有することを特徴とするテーラードブランク材の設計装置。
【請求項１１】
板厚及び材質のうち少なくとも一方が異なる複数のブランク材を所定の接合線で接合して形成され、プレス成形により成形製品形状に成形されるテーラードブランク材について、有限要素法を用いて前記接合線及び前記各ブランク材の板厚の設定の設定を行うテーラードブランク材の設計装置であって、
予め設定された仮接合線を用いて、予め仮の板厚が設定された前記各ブランク材を接合して仮のテーラードブランク材モデルを作成する第一のテーラードブランク材モデル設計手段と、
前記第一のテーラードブランク材モデル設計手段により作成された前記仮のテーラードブランク材モデルについて有限要素法によるプレス成形解析を行い、前記仮のテーラードブランク材モデルを前記成形製品形状にプレス成形した成形製品形状モデルを作成する解析モデル作成手段と、
前記解析モデル作成手段により作成された前記成形製品形状モデルについて有限要素法による所定の変形試験を行い、前記成形製品形状モデルの変形量を算出する変形解析手段と、
前記変形解析手段により算出された前記変形量を予め設定された範囲内としつつ、前記成形製品形状モデルを最も軽量化することが可能となるように、前記仮接合線の修正及び接合される前記ブランク材のうち少なくとも一のブランク材の前記仮の板厚の修正のうち少なくとも一方を行い、前記接合線及び前記各ブランク材の板厚を設定する第二のテーラードブランク材モデル設計手段とを有することを特徴とするテーラードブランク材の設計装置。
【請求項１２】
板厚及び材質のうち少なくとも一方が異なる複数のブランク材を所定の接合線で接合して形成され、プレス成形により成形製品形状に成形されるテーラードブランク材について、有限要素法を用いて前記接合線の設定を行うテーラードブランク材の設計装置であって、
予め設定された仮接合線を用いて仮のテーラードブランク材モデルを作成する第一のテーラードブランク材モデル設計手段と、
前記第一のテーラードブランク材モデル設計手段により作成された前記仮のテーラードブランク材モデルについて有限要素法によるプレス成形解析を行い、前記仮のテーラードブランク材モデルを前記成形製品形状にプレス成形した成形製品形状モデルを作成する解析モデル作成手段と、
前記解析モデル作成手段により作成された前記成形製品形状モデルについて有限要素法による所定の変形試験を行い、前記成形製品形状モデルの変形量を算出する変形解析手段と、
前記変形解析手段により算出された前記変形量を予め設定された範囲内としつつ、前記成形製品形状モデルを最も軽量化することが可能となるように、前記成形製品形状モデルの各メッシュ要素に板厚を設定するとともに、前記各メッシュ要素について板厚が設定された前記成形製品形状モデルについて、設定された板厚に差がある前記メッシュ要素間の境界線を結んで前記接合線を設定する第二のテーラードブランク材モデル設計手段とを有することを特徴とするテーラードブランク材の設計装置。
【請求項１３】
板厚及び材質のうち少なくとも一方が異なる複数のブランク材を所定の接合線で接合して形成され、プレス成形により成形製品形状に成形されるテーラードブランク材について、有限要素法を用いて前記接合線の設定を行うテーラードブランク材の設計プログラムであって、
コンピュータに、
予め設定された仮接合線を用いて仮のテーラードブランク材モデルを作成するステップと、
作成された前記仮のテーラードブランク材モデルについて有限要素法によるプレス成形解析を行い、前記仮のテーラードブランク材モデルを前記成形製品形状にプレス成形した成形製品形状モデルを作成するステップと、
作成された前記成形製品形状モデルについて有限要素法による所定の変形試験を行い、前記成形製品形状モデルの変形量を算出するステップと、
算出された前記変形量が予め設定された範囲内となるように、前記仮接合線を修正して前記接合線を設定するステップとを実行させることを特徴とするテーラードブランク材の設計プログラム。
【請求項１４】
板厚及び材質のうち少なくとも一方が異なる複数のブランク材を所定の接合線で接合して形成され、プレス成形により成形製品形状に成形されるテーラードブランク材について、有限要素法を用いて前記接合線の設定を行うテーラードブランク材の設計プログラムであって、
コンピュータに、
予め設定された仮接合線を用いて仮のテーラードブランク材モデルを作成するステップと、
作成された前記仮のテーラードブランク材モデルについて有限要素法によるプレス成形解析を行い、前記仮のテーラードブランク材モデルを前記成形製品形状にプレス成形した成形製品形状モデルを作成するステップと、
作成された前記成形製品形状モデルについて有限要素法による所定の変形試験を行い、前記成形製品形状モデルの変形量を算出するステップと、
算出された前記変形量を予め設定された範囲内としつつ、前記成形製品形状モデルを最も軽量化することが可能となるように、前記仮接合線を修正して前記接合線を設定するステップとを実行させることを特徴とするテーラードブランク材の設計プログラム。
【請求項１５】
板厚及び材質のうち少なくとも一方が異なる複数のブランク材を接合して形成され、プレス成形により成形製品形状に成形されるテーラードブランク材について、有限要素法を用いて前記各ブランク材の板厚の設定を行うテーラードブランク材の設計プログラムであって、
コンピュータに、
予め仮の板厚が設定された前記各ブランク材を接合して仮のテーラードブランク材モデルを作成するステップと、
作成された前記仮のテーラードブランク材モデルについて有限要素法によるプレス成形解析を行い、前記仮のテーラードブランク材モデルを前記成形製品形状にプレス成形した成形製品形状モデルを作成するステップと、
作成された前記成形製品形状モデルについて有限要素法による所定の変形試験を行い、前記成形製品形状モデルの変形量を算出するステップと、
算出された前記変形量が予め設定された範囲内となるように、接合される前記ブランク材のうち少なくとも一のブランク材の前記仮の板厚を修正して前記各ブランク材の板厚を設定するステップとを実行させることを特徴とするテーラードブランク材の設計プログラム。
【請求項１６】
板厚及び材質のうち少なくとも一方が異なる複数のブランク材を接合して形成され、プレス成形により成形製品形状に成形されるテーラードブランク材について、有限要素法を用いて前記各ブランク材の板厚の設定を行うテーラードブランク材の設計プログラムであって、
コンピュータに、
予め仮の板厚が設定された前記各ブランク材を接合して仮のテーラードブランク材モデルを作成するステップと、
作成された前記仮のテーラードブランク材モデルについて有限要素法によるプレス成形解析を行い、前記仮のテーラードブランク材モデルを前記成形製品形状にプレス成形した成形製品形状モデルを作成するステップと、
作成された前記成形製品形状モデルについて有限要素法による所定の変形試験を行い、前記成形製品形状モデルの変形量を算出するステップと、
算出された前記変形量を予め設定された範囲内としつつ、前記成形製品形状モデルを最も軽量化することが可能となるように、接合される前記ブランク材のうち少なくとも一のブランク材の前記仮の板厚を修正して前記各ブランク材の板厚を設定するステップとを実行させることを特徴とするテーラードブランク材の設計プログラム。
【請求項１７】
板厚及び材質のうち少なくとも一方が異なる複数のブランク材を所定の接合線で接合して形成され、プレス成形により成形製品形状に成形されるテーラードブランク材について、有限要素法を用いて前記接合線及び前記各ブランク材の板厚の設定の設定を行うテーラードブランク材の設計プログラムであって、
コンピュータに、
予め設定された仮接合線を用いて、予め仮の板厚が設定された前記各ブランク材を接合して仮のテーラードブランク材モデルを作成するステップと、
作成された前記仮のテーラードブランク材モデルについて有限要素法によるプレス成形解析を行い、前記仮のテーラードブランク材モデルを前記成形製品形状にプレス成形した成形製品形状モデルを作成するステップと、
作成された前記成形製品形状モデルについて有限要素法による所定の変形試験を行い、前記成形製品形状モデルの変形量を算出するステップと、
算出された前記変形量を予め設定された範囲内としつつ、前記成形製品形状モデルを最も軽量化することが可能となるように、前記仮接合線の修正及び接合される前記ブランク材のうち少なくとも一のブランク材の前記仮の板厚の修正のうち少なくとも一方を行い、前記接合線及び前記各ブランク材の板厚を設定するステップとを実行させることを特徴とするテーラードブランク材の設計プログラム。
【請求項１８】
板厚及び材質のうち少なくとも一方が異なる複数のブランク材を所定の接合線で接合して形成され、プレス成形により成形製品形状に成形されるテーラードブランク材について、有限要素法を用いて前記接合線の設定を行うテーラードブランク材の設計プログラムであって、
コンピュータに、
予め設定された仮接合線を用いて仮のテーラードブランク材モデルを作成するステップと、
作成された前記仮のテーラードブランク材モデルについて有限要素法によるプレス成形解析を行い、前記仮のテーラードブランク材モデルを前記成形製品形状にプレス成形した成形製品形状モデルを作成するステップと、
作成された前記成形製品形状モデルについて有限要素法による所定の変形試験を行い、前記成形製品形状モデルの変形量を算出するステップと、
算出された前記変形量を予め設定された範囲内としつつ、前記成形製品形状モデルを最も軽量化することが可能となるように、前記成形製品形状モデルの各メッシュ要素に板厚を設定するステップと、
前記各メッシュ要素について板厚が設定された前記成形製品形状モデルについて、設定された板厚に差がある前記メッシュ要素間の境界線を結んで前記接合線を設定するステップとを実行させることを特徴とするテーラードブランク材の設計プログラム。
【請求項１９】
請求項１３乃至１８のうちいずれか１項記載のテーラードブランク材の設計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、テーラードブランク材の設計方法、テーラードブランク材の設計装置、テーラードブランク材の設計プログラム及び記録媒体に関し、特に、異なる種類のブランク材を接合して形成されるテーラードブランク材について、接合線及び接合される各ブランク材の板厚を設定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車の安全性の確保と対環境性能に対する要請の高まりにより、自動車ボディについて、強度の向上と軽量化とを両立させつつコストを下げることが要求されている。
このような要求に応えるため、一枚の素材のうち高い強度の必要な部分にだけ、部分的に、板厚の厚いもの又は高強度の材質のものを用いて形成されたテーラードブランク材が開発され、注目されている。
【０００３】
テーラードブランク材によれば、異なる種類の金属板（ブランク材）を接合することにより一枚の素材の中の特性を部分的に変えることができ、部品点数の削減及び軽量化を図ることが可能となる。
ここで、従来から使用されている一枚のブランク材でも、割れ等の欠陥が発生する場合があった。したがって、複数のブランク材を接合して一枚の素材としたテーラードブランク材では、さらに欠陥が発生し易くなる。
【０００４】
そのため、テーラードブランク材における割れ等の欠陥の発生を低減又は管理する方法として、従来から多くの技術が開発されている。
例えば、ブランク材を溶接してテーラードブランク材として需要家に出荷する過程における欠陥の発生を低減及び管理する方法として、テーラードブランク材の素材情報及び溶接加工情報を関連付けた識別記号をレーザマーキング手段によってテーラードブランク材に記録する方法が開示されている（特許文献１参照）。かかる方法によれば、需要家でのプレス加工を経た後のテーラードブランク材の欠陥の発生時に、テーラードブランク材に記録された識別記号に基づき溶接加工からプレス加工に至るまでの欠陥の発生原因を究明することが可能となる。また、テーラードブランク材に記録された識別記号に基づき需要家がテーラードブランク材のプレス加工を行う際のプレス条件を管理することができ、プレス加工時の欠陥の発生を低減することが可能となる。
【０００５】
また、ブランク材を溶接してテーラードブランク材を形成する際における欠陥の発生を検査する方法として、入熱方向下流側の板面から突出する溶接ビードの先端までの突出高さを非破壊で測定し、当該突出高さから溶接の良否を判断する方法が開示されている（特許文献２参照）。一方、溶接時における欠陥の発生を低減する方法として、溶接されるブランク材が固定される冶具ベースに、ブランク材の溶接部に形成される溶接ビードに相対する位置に凹部を設ける方法が開示されている（特許文献３参照）。かかる方法によれば、冶具ベースに設けられた凹部により、溶融した溶接部及び溶接ビードが冶具ベースに溶着することを防ぐことができるとともに、溶接部にシール用ガスを流通させることができるため、溶接部における欠陥の発生を低減することが可能となる。
【０００６】
また、テーラードブランク材をプレス成形する際におけるテーラードブランク材の接合部での欠陥の発生を低減する方法として、テーラードブランク材の接合部の近傍に、周長が伸びる方向に変形する凹部を形成する方法が開示されている（特許文献４参照）。
さらに、テーラードブランク材の接合部の材料特性は、素材となったブランク材の材料特性と比較して低下するため、テーラードブランク材のプレス成形時に接合部で欠陥が発生し易くなる。かかる状況に鑑み、テーラードブランク材をプレス成形する際におけるテーラードブランク材の接合部での欠陥の発生を低減する方法として、残留オーステナイト分率が２体積％未満で強度が６５０ＭＰａ以上である高強度鋼板と、残留オーステナイトが２％以上の変態誘起塑性型鋼板との異種材料を接合してテーラードブランク材を形成する方法が開示されている（特許文献５参照）。
【特許文献１】特開２００６−６５４９０号公報
【特許文献２】特開２００５−２７９６５３号公報
【特許文献３】特開２００５−２７９６８８号公報
【特許文献４】特開２００５−１５２９７５号公報
【特許文献５】特開２００４−２１１１３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、テーラードブランク材をプレス成形して得られる成形製品の特性は、テーラードブランク材における接合線の設定及び接合される各ブランク材の板厚の設定により、非常に大きな影響を受けることとなる。
しかしながら、従来においては、テーラードブランク材を形成する際のテーラードブランク材における接合線の設定及び接合される各ブランク材の板厚の設定は、技術者の経験に基づいて行われていた。
【０００８】
すなわち、テーラードブランク材の形成に際しては、技術者の経験によるテーラードブランク材における接合線及び各ブランク材の板厚の設定と、かかる設定に基づいて実際に形成されたテーラードブランク材についての解析とをトライアンドエラーで繰り返し、プレス成形可能な設定まで落とし込んでいくことが業界標準となっている。
【０００９】
ここで、従来の、技術者の経験に基づいて接合線及び各ブランク材の板厚を設定してテーラードブランク材を形成する方法であっても、問題のないテーラードブランク材を形成することは可能である。
しかしながら、技術者の経験に基づいて接合線及び各ブランク材の板厚を設定してテーラードブランク材を形成する方法では、接合線及び各ブランク材の板厚の設定に多くの時間が必要となるとともに、テーラードブランク材の特性を高めつつ軽量化を図ることが困難であるという問題がある。
【００１０】
本発明は上記した従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、テーラードブランク材について特性を高めつつ設計時間を短縮することが可能なテーラードブランク材の設計方法、テーラードブランク材の設計装置、テーラードブランク材の設計プログラム及び記録媒体を提供することにある。
また、本発明の別の目的は、テーラードブランク材について特性を高めつつ軽量化を図ることが可能なテーラードブランク材の設計方法、テーラードブランクの材設計装置、テーラードブランク材の設計プログラム及び記録媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のうち請求項１記載のテーラードブランク材の設計方法は、板厚及び材質のうち少なくとも一方が異なる複数のブランク材を所定の接合線で接合して形成され、プレス成形により成形製品形状に成形されるテーラードブランク材について、有限要素法を用いて前記接合線の設定を行うテーラードブランク材の設計方法であって、
予め設定された仮接合線を用いて仮のテーラードブランク材モデルを作成する工程と、
作成された前記仮のテーラードブランク材モデルについて有限要素法によるプレス成形解析を行い、前記仮のテーラードブランク材モデルを前記成形製品形状にプレス成形した成形製品形状モデルを作成する工程と、
作成された前記成形製品形状モデルについて有限要素法による所定の変形試験を行い、前記成形製品形状モデルの変形量を算出する工程と、
算出された前記変形量が予め設定された範囲内となるように、前記仮接合線を修正して前記接合線を設定する工程とを有することを特徴とする。
【００１２】
本発明のうち請求項２記載のテーラードブランク材の設計方法は、板厚及び材質のうち少なくとも一方が異なる複数のブランク材を所定の接合線で接合して形成され、プレス成形により成形製品形状に成形されるテーラードブランク材について、有限要素法を用いて前記接合線の設定を行うテーラードブランク材の設計方法であって、
予め設定された仮接合線を用いて仮のテーラードブランク材モデルを作成する工程と、
作成された前記仮のテーラードブランク材モデルについて有限要素法によるプレス成形解析を行い、前記仮のテーラードブランク材モデルを前記成形製品形状にプレス成形した成形製品形状モデルを作成する工程と、
作成された前記成形製品形状モデルについて有限要素法による所定の変形試験を行い、前記成形製品形状モデルの変形量を算出する工程と、
算出された前記変形量を予め設定された範囲内としつつ、前記成形製品形状モデルを最も軽量化することが可能となるように、前記仮接合線を修正して前記接合線を設定する工程とを有することを特徴とする。
【００１３】
本発明のうち請求項３記載のテーラードブランク材の設計方法は、板厚及び材質のうち少なくとも一方が異なる複数のブランク材を接合して形成され、プレス成形により成形製品形状に成形されるテーラードブランク材について、有限要素法を用いて前記各ブランク材の板厚の設定を行うテーラードブランク材の設計方法であって、
予め仮の板厚が設定された前記各ブランク材を接合して仮のテーラードブランク材モデルを作成する工程と、
作成された前記仮のテーラードブランク材モデルについて有限要素法によるプレス成形解析を行い、前記仮のテーラードブランク材モデルを前記成形製品形状にプレス成形した成形製品形状モデルを作成する工程と、
作成された前記成形製品形状モデルについて有限要素法による所定の変形試験を行い、前記成形製品形状モデルの変形量を算出する工程と、
算出された前記変形量が予め設定された範囲内となるように、接合される前記ブランク材のうち少なくとも一のブランク材の前記仮の板厚を修正して前記各ブランク材の板厚を設定する工程とを有することを特徴とする。
【００１４】
本発明のうち請求項４記載のテーラードブランク材の設計方法は、板厚及び材質のうち少なくとも一方が異なる複数のブランク材を接合して形成され、プレス成形により成形製品形状に成形されるテーラードブランク材について、有限要素法を用いて前記各ブランク材の板厚の設定を行うテーラードブランク材の設計方法であって、
予め仮の板厚が設定された前記各ブランク材を接合して仮のテーラードブランク材モデルを作成する工程と、
作成された前記仮のテーラードブランク材モデルについて有限要素法によるプレス成形解析を行い、前記仮のテーラードブランク材モデルを前記成形製品形状にプレス成形した成形製品形状モデルを作成する工程と、
作成された前記成形製品形状モデルについて有限要素法による所定の変形試験を行い、前記成形製品形状モデルの変形量を算出する工程と、
算出された前記変形量を予め設定された範囲内としつつ、前記成形製品形状モデルを最も軽量化することが可能となるように、接合される前記ブランク材のうち少なくとも一のブランク材の前記仮の板厚を修正して前記各ブランク材の板厚を設定する工程とを有することを特徴とする。
【００１５】
本発明のうち請求項５記載のテーラードブランク材の設計方法は、板厚及び材質のうち少なくとも一方が異なる複数のブランク材を所定の接合線で接合して形成され、プレス成形により成形製品形状に成形されるテーラードブランク材について、有限要素法を用いて前記接合線及び前記各ブランク材の板厚の設定の設定を行うテーラードブランク材の設計方法であって、
予め設定された仮接合線を用いて、予め仮の板厚が設定された前記各ブランク材を接合して仮のテーラードブランク材モデルを作成する工程と、
作成された前記仮のテーラードブランク材モデルについて有限要素法によるプレス成形解析を行い、前記仮のテーラードブランク材モデルを前記成形製品形状にプレス成形した成形製品形状モデルを作成する工程と、
作成された前記成形製品形状モデルについて有限要素法による所定の変形試験を行い、前記成形製品形状モデルの変形量を算出する工程と、
算出された前記変形量を予め設定された範囲内としつつ、前記成形製品形状モデルを最も軽量化することが可能となるように、前記仮接合線の修正及び接合される前記ブランク材のうち少なくとも一のブランク材の前記仮の板厚の修正のうち少なくとも一方を行い、前記接合線及び前記各ブランク材の板厚を設定する工程とを有することを特徴とする。
【００１６】
本発明のうち請求項６記載のテーラードブランク材の設計方法は、板厚及び材質のうち少なくとも一方が異なる複数のブランク材を所定の接合線で接合して形成され、プレス成形により成形製品形状に成形されるテーラードブランク材について、有限要素法を用いて前記接合線の設定を行うテーラードブランク材の設計方法であって、
予め設定された仮接合線を用いて仮のテーラードブランク材モデルを作成する工程と、
作成された前記仮のテーラードブランク材モデルについて有限要素法によるプレス成形解析を行い、前記仮のテーラードブランク材モデルを前記成形製品形状にプレス成形した成形製品形状モデルを作成する工程と、
作成された前記成形製品形状モデルについて有限要素法による所定の変形試験を行い、前記成形製品形状モデルの変形量を算出する工程と、
算出された前記変形量を予め設定された範囲内としつつ、前記成形製品形状モデルを最も軽量化することが可能となるように、前記成形製品形状モデルの各メッシュ要素に板厚を設定する工程と、
前記各メッシュ要素について板厚が設定された前記成形製品形状モデルについて、設定された板厚に差がある前記メッシュ要素間の境界線を結んで前記接合線を設定する工程とを有することを特徴とする。
【００１７】
本発明のうち請求項７記載のテーラードブランク材の設計装置は、板厚及び材質のうち少なくとも一方が異なる複数のブランク材を所定の接合線で接合して形成され、プレス成形により成形製品形状に成形されるテーラードブランク材について、有限要素法を用いて前記接合線の設定を行うテーラードブランク材の設計装置であって、
予め設定された仮接合線を用いて仮のテーラードブランク材モデルを作成する第一のテーラードブランク材モデル設計手段と、
前記第一のテーラードブランク材モデル設計手段により作成された前記仮のテーラードブランク材モデルについて有限要素法によるプレス成形解析を行い、前記仮のテーラードブランク材モデルを前記成形製品形状にプレス成形した成形製品形状モデルを作成する解析モデル作成手段と、
前記解析モデル作成手段により作成された前記成形製品形状モデルについて有限要素法による所定の変形試験を行い、前記成形製品形状モデルの変形量を算出する変形解析手段と、
前記変形解析手段により算出された前記変形量が予め設定された範囲内となるように、前記仮接合線を修正して前記接合線を設定する第二のテーラードブランク材モデル設計手段とを有することを特徴とする。
【００１８】
本発明のうち請求項８記載のテーラードブランク材の設計装置は、板厚及び材質のうち少なくとも一方が異なる複数のブランク材を所定の接合線で接合して形成され、プレス成形により成形製品形状に成形されるテーラードブランク材について、有限要素法を用いて前記接合線の設定を行うテーラードブランク材の設計装置であって、
予め設定された仮接合線を用いて仮のテーラードブランク材モデルを作成する第一のテーラードブランク材モデル設計手段と、
前記第一のテーラードブランク材モデル設計手段により作成された前記仮のテーラードブランク材モデルについて有限要素法によるプレス成形解析を行い、前記仮のテーラードブランク材モデルを前記成形製品形状にプレス成形した成形製品形状モデルを作成する解析モデル作成手段と、
前記解析モデル作成手段により作成された前記成形製品形状モデルについて有限要素法による所定の変形試験を行い、前記成形製品形状モデルの変形量を算出する変形解析手段と、
前記変形解析手段により算出された前記変形量を予め設定された範囲内としつつ、前記成形製品形状モデルを最も軽量化することが可能となるように、前記仮接合線を修正して前記接合線を設定する第二のテーラードブランク材モデル設計手段とを有することを特徴とする。
【００１９】
本発明のうち請求項９記載のテーラードブランク材の設計装置は、板厚及び材質のうち少なくとも一方が異なる複数のブランク材を接合して形成され、プレス成形により成形製品形状に成形されるテーラードブランク材について、有限要素法を用いて前記各ブランク材の板厚の設定を行うテーラードブランク材の設計装置であって、
予め仮の板厚が設定された前記各ブランク材を接合して仮のテーラードブランク材モデルを作成する第一のテーラードブランク材モデル設計手段と、
前記第一のテーラードブランク材モデル設計手段により作成された前記仮のテーラードブランク材モデルについて有限要素法によるプレス成形解析を行い、前記仮のテーラードブランク材モデルを前記成形製品形状にプレス成形した成形製品形状モデルを作成する解析モデル作成手段と、
前記解析モデル作成手段により作成された前記成形製品形状モデルについて有限要素法による所定の変形試験を行い、前記成形製品形状モデルの変形量を算出する変形解析手段と、
前記変形解析手段により算出された前記変形量が予め設定された範囲内となるように、接合される前記ブランク材のうち少なくとも一のブランク材の前記仮の板厚を修正して前記各ブランク材の板厚を設定する第二のテーラードブランク材モデル設計手段とを有することを特徴とする。
【００２０】
本発明のうち請求項１０記載のテーラードブランク材の設計装置は、板厚及び材質のうち少なくとも一方が異なる複数のブランク材を接合して形成され、プレス成形により成形製品形状に成形されるテーラードブランク材について、有限要素法を用いて前記各ブランク材の板厚の設定を行うテーラードブランク材の設計装置であって、
予め仮の板厚が設定された前記各ブランク材を接合して仮のテーラードブランク材モデルを作成する第一のテーラードブランク材モデル設計手段と、
前記第一のテーラードブランク材モデル設計手段により作成された前記仮のテーラードブランク材モデルについて有限要素法によるプレス成形解析を行い、前記仮のテーラードブランク材モデルを前記成形製品形状にプレス成形した成形製品形状モデルを作成する解析モデル作成手段と、
前記解析モデル作成手段により作成された前記成形製品形状モデルについて有限要素法による所定の変形試験を行い、前記成形製品形状モデルの変形量を算出する変形解析手段と、
前記変形解析手段により算出された前記変形量を予め設定された範囲内としつつ、前記成形製品形状モデルを最も軽量化することが可能となるように、接合される前記ブランク材のうち少なくとも一のブランク材の前記仮の板厚を修正して前記各ブランク材の板厚を設定する第二のテーラードブランク材モデル設計手段とを有することを特徴とする。
【００２１】
本発明のうち請求項１１記載のテーラードブランク材の設計装置は、板厚及び材質のうち少なくとも一方が異なる複数のブランク材を所定の接合線で接合して形成され、プレス成形により成形製品形状に成形されるテーラードブランク材について、有限要素法を用いて前記接合線及び前記各ブランク材の板厚の設定の設定を行うテーラードブランク材の設計装置であって、
予め設定された仮接合線を用いて、予め仮の板厚が設定された前記各ブランク材を接合して仮のテーラードブランク材モデルを作成する第一のテーラードブランク材モデル設計手段と、
前記第一のテーラードブランク材モデル設計手段により作成された前記仮のテーラードブランク材モデルについて有限要素法によるプレス成形解析を行い、前記仮のテーラードブランク材モデルを前記成形製品形状にプレス成形した成形製品形状モデルを作成する解析モデル作成手段と、
前記解析モデル作成手段により作成された前記成形製品形状モデルについて有限要素法による所定の変形試験を行い、前記成形製品形状モデルの変形量を算出する変形解析手段と、
前記変形解析手段により算出された前記変形量を予め設定された範囲内としつつ、前記成形製品形状モデルを最も軽量化することが可能となるように、前記仮接合線の修正及び接合される前記ブランク材のうち少なくとも一のブランク材の前記仮の板厚の修正のうち少なくとも一方を行い、前記接合線及び前記各ブランク材の板厚を設定する第二のテーラードブランク材モデル設計手段とを有することを特徴とする。
【００２２】
本発明のうち請求項１２記載のテーラードブランク材の設計装置は、板厚及び材質のうち少なくとも一方が異なる複数のブランク材を所定の接合線で接合して形成され、プレス成形により成形製品形状に成形されるテーラードブランク材について、有限要素法を用いて前記接合線の設定を行うテーラードブランク材の設計装置であって、
予め設定された仮接合線を用いて仮のテーラードブランク材モデルを作成する第一のテーラードブランク材モデル設計手段と、
前記第一のテーラードブランク材モデル設計手段により作成された前記仮のテーラードブランク材モデルについて有限要素法によるプレス成形解析を行い、前記仮のテーラードブランク材モデルを前記成形製品形状にプレス成形した成形製品形状モデルを作成する解析モデル作成手段と、
前記解析モデル作成手段により作成された前記成形製品形状モデルについて有限要素法による所定の変形試験を行い、前記成形製品形状モデルの変形量を算出する変形解析手段と、
前記変形解析手段により算出された前記変形量を予め設定された範囲内としつつ、前記成形製品形状モデルを最も軽量化することが可能となるように、前記成形製品形状モデルの各メッシュ要素に板厚を設定するとともに、前記各メッシュ要素について板厚が設定された前記成形製品形状モデルについて、設定された板厚に差がある前記メッシュ要素間の境界線を結んで前記接合線を設定する第二のテーラードブランク材モデル設計手段とを有することを特徴とする。
【００２３】
本発明のうち請求項１３記載のテーラードブランク材の設計プログラムは、板厚及び材質のうち少なくとも一方が異なる複数のブランク材を所定の接合線で接合して形成され、プレス成形により成形製品形状に成形されるテーラードブランク材について、有限要素法を用いて前記接合線の設定を行うテーラードブランク材の設計プログラムであって、
コンピュータに、
予め設定された仮接合線を用いて仮のテーラードブランク材モデルを作成するステップと、
作成された前記仮のテーラードブランク材モデルについて有限要素法によるプレス成形解析を行い、前記仮のテーラードブランク材モデルを前記成形製品形状にプレス成形した成形製品形状モデルを作成するステップと、
作成された前記成形製品形状モデルについて有限要素法による所定の変形試験を行い、前記成形製品形状モデルの変形量を算出するステップと、
算出された前記変形量が予め設定された範囲内となるように、前記仮接合線を修正して前記接合線を設定するステップとを実行させることを特徴とする。
【００２４】
本発明のうち請求項１４記載のテーラードブランク材の設計プログラムは、板厚及び材質のうち少なくとも一方が異なる複数のブランク材を所定の接合線で接合して形成され、プレス成形により成形製品形状に成形されるテーラードブランク材について、有限要素法を用いて前記接合線の設定を行うテーラードブランク材の設計プログラムであって、
コンピュータに、
予め設定された仮接合線を用いて仮のテーラードブランク材モデルを作成するステップと、
作成された前記仮のテーラードブランク材モデルについて有限要素法によるプレス成形解析を行い、前記仮のテーラードブランク材モデルを前記成形製品形状にプレス成形した成形製品形状モデルを作成するステップと、
作成された前記成形製品形状モデルについて有限要素法による所定の変形試験を行い、前記成形製品形状モデルの変形量を算出するステップと、
算出された前記変形量を予め設定された範囲内としつつ、前記成形製品形状モデルを最も軽量化することが可能となるように、前記仮接合線を修正して前記接合線を設定するステップとを実行させることを特徴とする。
【００２５】
本発明のうち請求項１５記載のテーラードブランク材の設計プログラムは、板厚及び材質のうち少なくとも一方が異なる複数のブランク材を接合して形成され、プレス成形により成形製品形状に成形されるテーラードブランク材について、有限要素法を用いて前記各ブランク材の板厚の設定を行うテーラードブランク材の設計プログラムであって、
コンピュータに、
予め仮の板厚が設定された前記各ブランク材を接合して仮のテーラードブランク材モデルを作成するステップと、
作成された前記仮のテーラードブランク材モデルについて有限要素法によるプレス成形解析を行い、前記仮のテーラードブランク材モデルを前記成形製品形状にプレス成形した成形製品形状モデルを作成するステップと、
作成された前記成形製品形状モデルについて有限要素法による所定の変形試験を行い、前記成形製品形状モデルの変形量を算出するステップと、
算出された前記変形量が予め設定された範囲内となるように、接合される前記ブランク材のうち少なくとも一のブランク材の前記仮の板厚を修正して前記各ブランク材の板厚を設定するステップとを実行させることを特徴とする。
【００２６】
本発明のうち請求項１６記載のテーラードブランク材の設計プログラムは、板厚及び材質のうち少なくとも一方が異なる複数のブランク材を接合して形成され、プレス成形により成形製品形状に成形されるテーラードブランク材について、有限要素法を用いて前記各ブランク材の板厚の設定を行うテーラードブランク材の設計プログラムであって、
コンピュータに、
予め仮の板厚が設定された前記各ブランク材を接合して仮のテーラードブランク材モデルを作成するステップと、
作成された前記仮のテーラードブランク材モデルについて有限要素法によるプレス成形解析を行い、前記仮のテーラードブランク材モデルを前記成形製品形状にプレス成形した成形製品形状モデルを作成するステップと、
作成された前記成形製品形状モデルについて有限要素法による所定の変形試験を行い、前記成形製品形状モデルの変形量を算出するステップと、
算出された前記変形量を予め設定された範囲内としつつ、前記成形製品形状モデルを最も軽量化することが可能となるように、接合される前記ブランク材のうち少なくとも一のブランク材の前記仮の板厚を修正して前記各ブランク材の板厚を設定するステップとを実行させることを特徴とする。
【００２７】
本発明のうち請求項１７記載のテーラードブランク材の設計プログラムは、板厚及び材質のうち少なくとも一方が異なる複数のブランク材を所定の接合線で接合して形成され、プレス成形により成形製品形状に成形されるテーラードブランク材について、有限要素法を用いて前記接合線及び前記各ブランク材の板厚の設定の設定を行うテーラードブランク材の設計プログラムであって、
コンピュータに、
予め設定された仮接合線を用いて、予め仮の板厚が設定された前記各ブランク材を接合して仮のテーラードブランク材モデルを作成するステップと、
作成された前記仮のテーラードブランク材モデルについて有限要素法によるプレス成形解析を行い、前記仮のテーラードブランク材モデルを前記成形製品形状にプレス成形した成形製品形状モデルを作成するステップと、
作成された前記成形製品形状モデルについて有限要素法による所定の変形試験を行い、前記成形製品形状モデルの変形量を算出するステップと、
算出された前記変形量を予め設定された範囲内としつつ、前記成形製品形状モデルを最も軽量化することが可能となるように、前記仮接合線の修正及び接合される前記ブランク材のうち少なくとも一のブランク材の前記仮の板厚の修正のうち少なくとも一方を行い、前記接合線及び前記各ブランク材の板厚を設定するステップとを実行させることを特徴とする。
【００２８】
本発明のうち請求項１８記載のテーラードブランク材の設計プログラムは、板厚及び材質のうち少なくとも一方が異なる複数のブランク材を所定の接合線で接合して形成され、プレス成形により成形製品形状に成形されるテーラードブランク材について、有限要素法を用いて前記接合線の設定を行うテーラードブランク材の設計プログラムであって、
コンピュータに、
予め設定された仮接合線を用いて仮のテーラードブランク材モデルを作成するステップと、
作成された前記仮のテーラードブランク材モデルについて有限要素法によるプレス成形解析を行い、前記仮のテーラードブランク材モデルを前記成形製品形状にプレス成形した成形製品形状モデルを作成するステップと、
作成された前記成形製品形状モデルについて有限要素法による所定の変形試験を行い、前記成形製品形状モデルの変形量を算出するステップと、
算出された前記変形量を予め設定された範囲内としつつ、前記成形製品形状モデルを最も軽量化することが可能となるように、前記成形製品形状モデルの各メッシュ要素に板厚を設定するステップと、
前記各メッシュ要素について板厚が設定された前記成形製品形状モデルについて、設定された板厚に差がある前記メッシュ要素間の境界線を結んで前記接合線を設定するステップとを実行させることを特徴とする。
【００２９】
本発明のうち請求項１９記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、請求項１３乃至１８のうちいずれか１項記載のテーラードブランク材の設計プログラムを記録したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００３０】
本願請求項１乃至５のうちいずれか１項に係るテーラードブランク材の設計方法、請求項７乃至１１のうちいずれか１項に係るテーラードブランク材の設計装置又は請求項１３乃至１７のうちいずれか１項に係るテーラードブランク材の設計プログラムによれば、設計されるテーラードブランク材の特性を高めつつ設計時間を短縮することが可能となる。また、設計されるテーラードブランク材について特性を高めつつ軽量化を図ることが可能となる。
また、本願請求項６に係るテーラードブランク材の設計方法、請求項１２に係るテーラードブランク材の設計装置又は請求項１８に係るテーラードブランク材の設計プログラムによれば、テーラードブランク材の設計時間をさらに短縮することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
テーラードブランク材とは、板厚及び材質のうち少なくとも一方が異なる複数のブランク材を接合して形成されたプレス素材をいう。
ここで、ブランク材同士の接合方法としては、種々の接合方法を用いることが可能であるが、テーラードブランク材の成形性等の観点から、一般的に溶接が用いられる。また、溶接方法としては、レーザ溶接、マッシュシーム溶接、プラズマ溶接等を用いることが可能である。
そして、テーラードブランク材は、接合対象となるブランク材の端面を所定の接合線（接合線）で突き合わせ、接合線に沿って両ブランク材を溶接することにより形成される。
【００３２】
ブランク材としては、一般的な冷延鋼板、熱延鋼板に限定されず、亜鉛などのめっき鋼板、ステンレス鋼板、さらには、アルミニウム板、アルミニウム合金板、マグネシウム板等の非鉄金属も含む板が用いられる。
そして、テーラードブランク材は、プレス成形により所望の成形製品形状に成形されて自動車の車体、部品等の成形製品とされる。また、テーラードブランク材は、自動車産業分野のみならず、プレス成形により製品を形成する電気、電子等の他産業分野にも広く応用が可能である。
【００３３】
次に、本発明の第一実施形態に係るテーラードブランク材の設計装置１０を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の第一実施形態に係るテーラードブランク材の設計装置の概略構成図である。図２は、図１に示すテーラードブランク材の設計装置における処理を説明する図である。図３は、図１に示すテーラードブランク材の設計装置における処理の流れを説明するフローチャートである。
テーラードブランク材の設計装置１０は、図１に示すように、第一の解析モデル作成手段１１と、第二の解析モデル作成手段（解析モデル作成手段）１２と、変形解析手段１３と、第一のテーラードブランク材モデル設計手段１４と、第二のテーラードブランク材モデル設計手段１５とを備えている。
【００３４】
なお、テーラードブランク材の設計装置１０は、第一の解析モデル作成手段１１、第二の解析モデル作成手段１２、変形解析手段１３、第一のテーラードブランク材モデル設計手段１４、第二のテーラードブランク材モデル設計手段１５などの各機能をコンピュータソフトウェア上で、すなわちコンピュータ読み取り可能なシミュレーションプログラムを実行することで実現するためのコンピュータシステムである。そして、コンピュータが、ハードウェアに予め記憶された各種専用のコンピュータプログラムを、あるいは、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）などの記録媒体を介して、またはインターネットなどの通信ネットワークを介して、ハードウェアにインストールされた各種専用のコンピュータプログラムを実行することにより、前述したような各部の機能をソフトウェア上で実現できるようになっている。
【００３５】
第一の解析モデル作成手段１１は、予め設定された仮接合線Ｌ１（図２（ａ）（１）参照）を用いて、仮のテーラードブランク材モデル１ａ（図２（ａ）（１）参照）を作成する。ここで、第一の解析モデル作成手段１１には、予め、テーラードブランク材を形成するブランク材の板厚、特性等の情報、形成されるテーラードブランク材の形状情報等が入力される。仮接合線Ｌ１は、成形製品の特性等に基づいて予め任意に設定される。また、仮のテーラードブランク材モデル１ａを形成する各ブランク材モデル２ａ，２ｂ（図２（ａ）（１）参照）の選択、各ブランク材モデル２ａ，２ｂの板厚及び各ブランク材モデル２ａ，２ｂの配置は、成形製品の特性等に基づいて予め任意に設定される。そして、仮のテーラードブランク材モデル１ａは、仮接合線Ｌ１を用いてブランク材モデル２ａとブランク材モデル２ｂとを接合して形成される。
【００３６】
第二の解析モデル作成手段（解析モデル作成手段）１２は、第一の解析モデル作成手段１１により形成された仮のテーラードブランク材モデル１ａを成形製品の形状にプレス成形した場合についての有限要素法によるプレス成形解析を行い、成形製品形状モデル３（図２参照）を作成する。ここで、第二の解析モデル作成手段１２には、予め、成形製品の金型情報、テーラードブランク材を成形製品形状にプレス成形する場合のプレス条件情報等が入力される。また、第二の解析モデル作成手段１２は、後述する仮接合線設定部１４ｂにより形成された仮のテーラードブランク材モデル１ａを成形製品の形状にプレス成形した場合についての有限要素法によるプレス成形解析をも行い、成形製品形状モデル３を作成する。
【００３７】
変形解析手段１３は、第二の解析モデル作成手段１２により作成された成形製品形状モデル３について有限要素法による所定の変形試験を行い、成形製品形状モデル３の変形量を算出する。所定の変形試験は、撓み試験、ねじれ試験、振動試験等いずれの試験であっても構わない。変形量は、撓み試験の場合には撓み量、ねじれ試験の場合にはねじれ量、振動試験の場合には共振周波数として算出される。
【００３８】
第一のテーラードブランク材モデル設計手段１４は、判定部１４ａと、仮接合線設定部１４ｂとを備えている。
判定部１４ａは、変形解析手段１３により算出された成形製品形状モデル３の変形量が、予め設定された範囲内となっているか否かを判定する。ここで、予め設定された範囲内とは、通常は、弾性限界内を意味しており、全ての変形が弾性限界内となるようにその範囲を設定する。
【００３９】
以下に、図２（ａ）（３）を参照して、成形製品形状モデル３の変形量について、ヒンジ部４、荷重部５及び撓み量６を考えた場合の例に基づいて説明する。この場合、後述するように、自動車のドア部分に使用されるテーラードブランク材モデル１を設計する場合について検討を実施しているため、ヒンジ部４は、自動車の車体に固定された状態で完全固定（平進移動及び回転を考慮しない）しているものとする。また、荷重部５への荷重は、垂直方向のみの印加とし、５００Ｎを印加している。その際に、撓み量６の範囲は、ドアの長さ７をＷとし、撓み量６をＪとした場合に、Ｊ／Ｗ≦０．００５となるように予め設定している。すなわち、この例では、上記予め設定された範囲内とは、撓みに換算して０．００５以下をいう。また、他の場合においても、基準長さに対して、弾性限界内にて、撓み量が０．００５以下となるようにする。ただし、目的によっては、さらに厳しい場合、緩い場合等があり、それぞれの目的に応じて適宜設定範囲を検討し、適用するものとする。
【００４０】
仮接合線設定部１４ｂは、変形解析手段１３により算出された変形量を前記予め設定された範囲内としつつ、成形製品形状モデル３を最も軽量化することが可能となる仮接合線Ｌ１を再設定する。すなわち、仮接合線設定部１４ｂは、判定部１４ａにより成形製品形状モデル３の変形量が前記予め設定された範囲内となっていないと判定された場合に、成形製品形状モデル３において、算出された変形量を前記予め設定された範囲内としつつ、成形製品形状モデル３を最も軽量化することが可能な仮接合線Ｌ１を再設定する。また、仮接合線設定部１４ｂは、判定部１５ｂにより成形製品形状モデル３の重量が後記予め定められた重量以下となっていないと判定された場合に、成形製品形状モデル３において、算出された変形量を前記予め設定された範囲内としつつ、成形製品形状モデル３を最も軽量化することが可能な仮接合線Ｌ１を再設定する。仮接合線設定部１４ｂによる仮接合線Ｌ１の再設定は、再設定される前の仮接合線Ｌ１を移動することにより行われる。この場合、仮接合線Ｌ１は、成形製品の製造条件に基づき移動範囲が設定され、かかる範囲内で自由に移動可能となっている。そして、仮接合線設定部１４ｂは、成形製品形状モデル３を展開した状態の仮接合線Ｌ１を用いてブランク材モデル２ａと別のブランク材モデル２ｂとを接合し、仮のテーラードブランク材モデル１ａを再形成する。
【００４１】
第二のテーラードブランク材モデル設計手段１５は、重量算出部１５ａと、判定部１５ｂと、接合線設定部１５ｃとを備えている。
重量算出部１５ａは、判定部１４ａにより成形製品形状モデル３の変形量が前記予め設定された範囲内となっていると判定された場合に、成形製品形状モデル３の重量を算出する。ここで、製品形状モデル３の重量とは、製品形状モデル３に基づいて実際に成形製品を形成した場合の、かかる成形製品の重量をいう（以下、同様）。
【００４２】
判定部１５ｂは、重量算出部１５ａにより算出された成形製品形状モデル３の重量が、予め定められた重量以下となっているか否かを判定する。ここで、予め定められた重量は、本実施形態では、成形製品形状モデル３を両ブランク材モデル２ａ，２ｂのうち重量が大きい方のみにより形成した場合の重量の８０〜８５％に設定される。
接合線設定部１５ｃは、判定部１５ｂにより成形製品形状モデル３の重量が前記予め定められた重量以下となっていると判定された場合に、成形製品形状モデル３を展開した状態の仮接合線Ｌ１をテーラードブランク材モデル１（図２参照）における接合線Ｌ（図２参照）に設定する。そして、接合線設定部１５ｃは、設定された接合線Ｌを用いてブランク材モデル２ａと別のブランク材モデル２ｂとを接合し、テーラードブランク材モデル１を形成する。
【００４３】
次に、テーラードブランク材の設計装置１０によりテーラードブランク材モデル１を設計する際の処理の流れを説明する。
本実施形態では、自動車のドア部分に使用されるテーラードブランク材モデル１を設計する場合を例にして説明する。
テーラードブランク材の設計装置１０によりテーラードブランク材モデル１を設計する際には、図２（ａ）（１）及び図３に示すように、まず、第一の解析モデル作成手段１１が、仮接合線Ｌ１を用いてブランク材モデル２ａとブランク材モデル２ｂとを接合して、仮のテーラードブランク材モデル１ａを作成する（ステップＳ１０１）。この場合、本実施形態では、ドアの開閉のためのヒンジが接続される側に、ブランク材モデル２ａと比較して板厚が大きいブランク材モデル２ｂが配置される。
【００４４】
次に、図２（ａ）（２）に示すように、第二の解析モデル作成手段１２が、第一の解析モデル作成手段１１により形成された仮のテーラードブランク材モデル１ａを成形製品の形状にプレス成形した場合についてのプレス成形解析を行い、成形製品形状モデル３を作成する（ステップＳ１０２）。
そして、図２（ａ）（３）に示すように、変形解析手段１３が、第二の解析モデル作成手段１２により作成された成形製品形状モデル３について所定の変形試験を行い、成形製品形状モデル３の変形量を算出する（ステップＳ１０３）。
【００４５】
所定の変形試験として、本実施形態では、成形製品形状モデル３について撓み試験を行っている。すなわち、図２（ａ）（３）に示すように、成形製品形状モデル３のブランク材モデル２ｂ側の側面にヒンジ部４を２箇所設定するとともに、成形製品形状モデル３の上面のブランク材モデル２ａ側に荷重部５を設定する。そして、両ヒンジ部４を固定した状態で、荷重部５に荷重を加えたときの成形製品形状モデル３の撓み量６を算出している。
【００４６】
次に、第一のテーラードブランク材モデル設計手段１４の判定部１４ａが、変形解析手段１３により算出された成形製品形状モデル３の撓み量６が予め設定された範囲内となっているか否かを判定する（ステップＳ１０４）。
そして、判定部１４ａにより成形製品形状モデル３の撓み量６が予め設定された範囲内となっていないと判定された場合には、第一のテーラードブランク材モデル設計手段１４の仮接合線設定部１４ｂが、仮接合線Ｌ１を再設定する（ステップＳ１０５）。
【００４７】
また、図２（ｂ）（１）に示すように、仮接合線設定部１４ｂが、成形製品形状モデル３を展開した状態の仮接合線Ｌ１を用いてブランク材モデル２ａと別のブランク材モデル２ｂとを接合し、仮のテーラードブランク材モデル１ａを再形成する（ステップＳ１０６）。
そして、図２（ｂ）（２）に示すように、再びステップＳ１０２の処理に戻され、第二の解析モデル作成手段１２が、仮接合線設定部１４ｂにより再形成された仮のテーラードブランク材モデル１ａを成形製品の形状にプレス成形した場合についてのプレス成形解析を行い、成形製品形状モデル３を作成する。
【００４８】
そして、ステップＳ１０４で判定部１４ａにより成形製品形状モデル３の撓み量６が予め設定された範囲内となっていると判定されるまでステップＳ１０２からステップＳ１０６を繰り返す。
一方、判定部１４ａにより成形製品形状モデル３の撓み量６が予め設定された範囲内となっていると判定された場合には、第二のテーラードブランク材モデル設計手段１５の重量算出部１５ａが、成形製品形状モデル３の重量を算出する（ステップＳ１０７）。
【００４９】
また、第二のテーラードブランク材モデル設計手段１５の判定部１５ｂが、重量算出部１５ａにより算出された成形製品形状モデル３の重量が予め定められた重量以下となっているか否かを判定する（ステップＳ１０８）。
そして、判定部１５ａにより成形製品形状モデル３の重量が予め定められた重量以下となっていないと判定された場合には、ステップＳ１０５の処理に移行し、仮接合線設定部１４ｂが、仮接合線Ｌ１を再設定する。
【００５０】
一方、判定部１５ａにより成形製品形状モデル３の重量が予め定められた重量以下となっていると判定された場合には、第二のテーラードブランク材モデル設計手段１５の接合線設定部１５ｃが、成形製品形状モデル３を展開した状態の仮接合線Ｌ１をテーラードブランク材モデル１における接合線Ｌに設定する（ステップＳ１０９）。
そして、図２（ｃ）に示すように、接合線設定部１５ｃが、設定された接合線Ｌを用いてブランク材モデル２ａと別のブランク材モデル２ｂとを接合し、テーラードブランク材モデル１を形成する（ステップＳ１１０）。
これにより、テーラードブランク材の設計装置１０によるテーラードブランク材モデル１の設計が完了する。
【００５１】
なお、ステップＳ１０２からステップＳ１０８を繰り返しても、初期に設定された成形製品の特性より必要となる条件を満たす接合線Ｌが設定されない場合には、最適な接合線Ｌとしての解がないものとして、成形製品の再設計を実施する必要がある。
このように、テーラードブランク材の設計装置１０によれば、設計されるテーラードブランク材モデル１の特性を高めつつ設計時間を短縮することが可能となる。また、テーラードブランク材の設計装置１０によれば、設計されるテーラードブランク材モデル１について特性を高めつつ軽量化を図ることが可能となる。
【００５２】
ここで、本実施形態における計算方法としては、オリジナルの計算ソフト、汎用の計算ソフト又はオリジナルの計算ソフトと汎用の計算ソフトとを組み合わせたものを用いることができる。
また、設定される仮接合線Ｌ１及び接合線Ｌはテーラードブランク材の加工性より直線又は多直線で構成されることが好ましいが、これに限定されるものではなく、曲線又は曲線を含む接合線若しくは多直線で構成しても構わない。
【００５３】
なお、本実施形態においては、第二のテーラードブランク材モデル設計手段１５の判定部１５ｂが、重量算出部１５ａにより算出された成形製品形状モデル３の重量が予め定められた重量以下となっているか否かを判定する構成となっている。しかしながら、判定部１５ｂの替わりにカウンタ手段（図示せず）を備える構成とし、上記ステップＳ１０８で、カウンタ手段が予め定められた数をカウント（本実施形態では、例えば、３０回程度）するまでステップＳ１０５の処理に移行し、カウンタ手段が予め定められた数をカウントした場合にステップＳ１０９に移行する構成としても構わない。
【００５４】
また、ステップＳ１０２からステップＳ１０８を繰り返す回数を予め設定しておき、設定された回数に繰り返し回数が到達した場合には、最適な接合線Ｌとしての解がないものとして、成形製品の再設計を実施する構成としても構わない。
次に、本発明の第二実施形態に係るテーラードブランク材の設計装置２０を図面を参照して説明する。図４は、本発明の第二実施形態に係るテーラードブランク材の設計装置の概略構成図である。図５は、図４に示すテーラードブランク材の設計装置における処理を説明する図である。図６は、図４に示すテーラードブランク材の設計装置における処理の流れを説明するフローチャートである。
【００５５】
テーラードブランク材の設計装置２０の基本構成は、テーラードブランク材の設計装置１０と同様であるため、同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
テーラードブランク材の設計装置２０は、図４に示すように、テーラードブランク材の設計装置１０の構成において、第一の解析モデル作成手段１１に替えて第一の解析モデル作成手段２１を、第一のテーラードブランク材モデル設計手段１４の仮接合線設定部１４ｂに替えて仮板厚設定部２４を、第二のテーラードブランク材モデル設計手段１５の接合線設定部１５ｃに替えて板厚設定部２５を備えてなる。
【００５６】
第一の解析モデル作成手段２１は、予め設定された接合線Ｌ（図５（ａ）（１）参照）を用いて、仮の板厚Ｔａ１に設定されたブランク材モデル２ａ（図５（ａ）（１）参照）と仮の板厚Ｔｂ１に設定されたブランク材モデル２ｂ（図５（ａ）（１）参照）とを接合して、仮のテーラードブランク材モデル１ａ（図５（ａ）（１）参照）を作成する。ここで、第一の解析モデル作成手段２１には、予め、テーラードブランク材を形成するブランク材の板厚、特性等の情報、形成されるテーラードブランク材の形状情報等が入力される。この場合、ブランク材モデル２ａの仮の板厚Ｔａ１及びブランク材モデル２ｂの仮の板厚Ｔｂ１は、成形製品の特性等に基づいて予め任意に設定される。また、接合線Ｌは、成形製品の特性等に基づいて予め任意に設定される。さらに、仮のテーラードブランク材モデル１ａを形成する各ブランク材モデル２ａ，２ｂの選択及び各ブランク材モデル２ａ，２ｂの配置は、成形製品の特性等に基づき、予め任意に設定される。
【００５７】
仮板厚設定部２４は、変形解析手段１３により算出された変形量を前記予め設定された範囲内としつつ、成形製品形状モデル３（図５（ａ）（３）参照）を最も軽量化することが可能となるように、ブランク材モデル２ａの仮の板厚Ｔａ１及びブランク材モデル２ｂの仮の板厚Ｔｂ１のうち少なくとも一方を再設定する。すなわち、仮板厚設定部２４は、判定部１４ａにより成形製品形状モデル３の変形量が前記予め設定された範囲内となっていないと判定された場合に、算出された変形量を前記予め設定された範囲内としつつ、成形製品形状モデル３を最も軽量化することが可能となるように、ブランク材モデル２ａの仮の板厚Ｔａ１及びブランク材モデル２ｂの仮の板厚Ｔｂ１のうち少なくとも一方を再設定する。また、仮板厚設定部２４は、判定部１５ｂにより成形製品形状モデル３の重量が前記予め定められた重量以下となっていないと判定された場合に、算出された変形量を前記予め設定された範囲内としつつ、成形製品形状モデル３を最も軽量化することが可能となるように、ブランク材モデル２ａの仮の板厚Ｔａ１及びブランク材モデル２ｂの仮の板厚Ｔｂ１のうち少なくとも一方を再設定する。ここで、ブランク材モデル２ａの仮の板厚Ｔａ１及びブランク材モデル２ｂの仮の板厚Ｔｂ１を再設定は、各仮の板厚Ｔａ１，Ｔｂ１を所定量ずつ（例えば、本実施形態では、０．１ｍｍずつ）増減することにより行う構成としても構わない。そして、仮板厚設定部２４は、再設定された仮の板厚Ｔａ１のブランク材モデル２ａと再設定された仮の板厚Ｔｂ１のブランク材モデル２ｂとを接合し、仮のテーラードブランク材モデル１ａを再形成する。
【００５８】
板厚設定部２５は、判定部１５ｂにより成形製品形状モデル３の重量が前記予め定められた重量以下となっていると判定された場合に、成形製品形状モデル３を形成するブランク材モデル２ａの仮の板厚Ｔａ１を板厚Ｔａに設定するとともに、ブランク材モデル２ｂの仮の板厚Ｔｂ１を板厚Ｔｂに設定する。そして、板厚設定部２５は、板厚Ｔａのブランク材モデル２ａと板厚Ｔｂのブランク材モデル２ｂとを接合してテーラードブランク材モデル１（図５参照）を形成する。
【００５９】
次に、テーラードブランク材の設計装置２０によりテーラードブランク材モデル１を設計する際の処理の流れを説明する。
本実施形態では、自動車のドア部分に使用されるテーラードブランク材モデル１を設計する場合を例にして説明する。
テーラードブランク材の設計装置２０によりテーラードブランク材モデル１を設計する際には、図５（ａ）（１）及び図６に示すように、まず、第一の解析モデル作成手段２１が、予め設定された接合線Ｌを用いて、仮の板厚Ｔａ１に設定されたブランク材モデル２ａと仮の板厚Ｔｂ１に設定されたブランク材モデル２ｂとを接合して、仮のテーラードブランク材モデル１ａを作成する。（ステップＳ２０１）。この場合、ドアの開閉のためのヒンジが接続される側に、ブランク材モデル２ａと比較して板厚が大きいブランク材モデル２ｂが配置される。
【００６０】
次に、図５（ａ）（２）に示すように、第二の解析モデル作成手段１２が、第一の解析モデル作成手段１１により形成された仮のテーラードブランク材モデル１ａを成形製品の形状にプレス成形した場合についてのプレス成形解析を行い、成形製品形状モデル３を作成する（ステップＳ２０２）。
そして、図５（ａ）（３）に示すように、変形解析手段１３が、第二の解析モデル作成手段１２により作成された成形製品形状モデル３について所定の変形試験を行い、成形製品形状モデル３の撓み量６を算出する（ステップＳ２０３）。
【００６１】
次に、第一のテーラードブランク材モデル設計手段１４の判定部１４ａが、変形解析手段１３により算出された成形製品形状モデル３の撓み量６が予め設定された範囲内となっているか否かを判定する（ステップＳ２０４）。
そして、判定部１４ａにより成形製品形状モデル３の撓み量６が予め設定された範囲内となっていないと判定された場合には、図５（ａ）（３）に示すように、第一のテーラードブランク材モデル設計手段１４の仮板厚設定部２４が、ブランク材モデル２ａの仮の板厚Ｔａ１及びブランク材モデル２ｂの仮の板厚Ｔｂ１のうち少なくとも一方を再設定する（ステップＳ２０５）。
【００６２】
そして、図５（ｂ）（１）に示すように、仮板厚設定部２４が、再設定された仮の板厚Ｔａ１のブランク材モデル２ａと再設定された仮の板厚Ｔｂ１のブランク材モデル２ｂとを接合し、仮のテーラードブランク材モデル１ａを再形成する（ステップＳ２０６）。
そして、図５（ｂ）（２）に示すように、再びステップＳ２０２の処理に戻され、第二の解析モデル作成手段１２が、仮板厚設定部２４により再形成された仮のテーラードブランク材モデル１ａを成形製品の形状にプレス成形した場合についてのプレス成形解析を行い、成形製品形状モデル３を作成する。
【００６３】
そして、ステップＳ２０４で判定部１４ａにより成形製品形状モデル３の撓み量６が予め設定された範囲内となっていると判定されるまでステップＳ２０２からステップＳ２０６を繰り返す。
一方、判定部１４ａにより成形製品形状モデル３の撓み量６が予め設定された範囲内となっていると判定された場合には、第二のテーラードブランク材モデル設計手段１５の重量算出部１５ａが、成形製品形状モデル３の重量を算出する（ステップＳ２０７）。
【００６４】
また、第二のテーラードブランク材モデル設計手段１５の判定部１５ｂが、重量算出部１５ａにより算出された成形製品形状モデル３の重量が予め定められた重量以下となっているか否かを判定する（ステップＳ２０８）。
そして、判定部１５ａにより成形製品形状モデル３の重量が予め定められた重量以下となっていないと判定された場合には、ステップＳ２０５の処理に移行し、仮板厚設定部２４が、ブランク材モデル２ａの仮の板厚Ｔａ１及びブランク材モデル２ｂの仮の板厚Ｔｂ１のうち少なくとも一方を再設定する。
【００６５】
一方、判定部１５ａにより成形製品形状モデル３の重量が予め定められた重量以下となっていると判定された場合には、第二のテーラードブランク材モデル設計手段１５の板厚設定部２５が、成形製品形状モデル３を形成するブランク材モデル２ａの仮の板厚Ｔａ１を板厚Ｔａに設定するとともに、ブランク材モデル２ｂの仮の板厚Ｔｂ１を板厚Ｔｂに設定する（ステップＳ２０９）。
そして、図５（ｃ）に示すように、板厚設定部２５が、板厚Ｔａのブランク材モデル２ａと板厚Ｔｂのブランク材モデル２ｂとを接合してテーラードブランク材モデル１を形成する（ステップＳ２１０）。
これにより、テーラードブランク材の設計装置２０によるテーラードブランク材モデル１の設計が完了する。
【００６６】
なお、ステップＳ２０２からステップＳ２０８を繰り返しても、初期に設定された成形製品の特性より必要となる条件を満たす板厚Ｔａ及び板厚Ｔｂが設定されない場合には、最適な板厚Ｔａ及び板厚Ｔｂとしての解がないものとして、成形製品の再設計を実施する必要がある。
ここで、本発明の第一実施形態と同様に、ステップＳ２０２からステップＳ２０８を繰り返す回数を予め設定しておき、設定された回数に繰り返し回数が到達した場合には、最適な板厚Ｔａ及び板厚Ｔｂとしての解がないものとして、成形製品の再設計を実施する構成としても構わない。
【００６７】
このように、テーラードブランク材の設計装置２０によれば、設計されるテーラードブランク材モデル１の特性を高めつつ設計時間を短縮することが可能となる。また、テーラードブランク材の設計装置２０によれば、設計されるテーラードブランク材モデル１について特性を高めつつ軽量化を図ることが可能となる。
ここで、本実施形態における計算方法としては、オリジナルの計算ソフト、汎用の計算ソフト又はオリジナルの計算ソフトと汎用の計算ソフトとを組み合わせたものを用いることができる。
【００６８】
次に、本発明の第三実施形態に係るテーラードブランク材の設計装置３０を図面を参照して説明する。
図７は、本発明の第三実施形態に係るテーラードブランク材の設計装置の概略構成図である。図８は、図７に示すテーラードブランク材の設計装置における処理を説明する図である。図９は、図７に示すテーラードブランク材の設計装置における処理の流れを説明するフローチャートである。
テーラードブランク材の設計装置３０は、図７に示すように、第一の解析手段３１と、第二の解析手段３２とを備えている。
【００６９】
なお、テーラードブランク材の設計装置３０は、第一の解析手段３１、第二の解析手段３２などの各機能をコンピュータソフトウェア上で、すなわちコンピュータ読み取り可能なシミュレーションプログラムを実行することで実現するためのコンピュータシステムである。そして、コンピュータが、ハードウェアに予め記憶された各種専用のコンピュータプログラムを、あるいは、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）などの記録媒体を介して、またはインターネットなどの通信ネットワークを介して、ハードウェアにインストールされた各種専用のコンピュータプログラムを実行することにより、前述したような各部の機能をソフトウェア上で実現できるようになっている。
【００７０】
第一の解析手段３１は、図７に示すように、第一の解析モデル作成手段３３と、第二の解析モデル作成手段（解析モデル作成手段）３４と、変形解析手段３５と、第一のテーラードブランク材モデル設計手段３６と、第二のテーラードブランク材モデル設計手段３７とを備えている。
第一の解析モデル作成手段３３は、予め設定された仮接合線Ｌ１（図８（ａ）（１）参照）を用いて、仮の板厚Ｔａ１に設定されたブランク材モデル２ａと仮の板厚Ｔｂ１に設定されたブランク材モデル２ｂとを接合して、仮のテーラードブランク材モデル１ａを作成する。ここで、第一の解析モデル作成手段３０には、予め、テーラードブランク材を形成するブランク材の板厚、特性等の情報、形成されるテーラードブランク材の形状情報等が入力される。この場合、仮接合線Ｌ１は、成形製品の特性等に基づいて予め任意に設定される。また、ブランク材モデル２ａの仮の板厚Ｔａ１及びブランク材モデル２ｂの仮の板厚Ｔｂ１は、成形製品の特性等に基づいて予め任意に設定される。さらに、仮のテーラードブランク材モデル１ａを形成する各ブランク材モデル２ａ，２ｂの選択及び各ブランク材モデル２ａ，２ｂの配置は、成形製品の特性等に基づき、予め任意に設定される。そして、仮のテーラードブランク材モデル１ａは、仮接合線Ｌ１を用いてブランク材モデル２ａとブランク材モデル２ｂとを接合して形成される。
【００７１】
第二の解析モデル作成手段（解析モデル作成手段）３４は、第一の解析モデル作成手段３３により形成された仮のテーラードブランク材モデル１ａを成形製品の形状にプレス成形した場合についての有限要素法によるプレス成形解析を行い、成形製品形状モデル３（図８（ａ）（２）参照）を作成する。ここで、第二の解析モデル作成手段３４には、予め、成形製品の金型情報、テーラードブランク材を成形製品形状にプレス成形する場合のプレス条件情報等が入力される。また、第二の解析モデル作成手段３４は、後述する仮設計部３６ｂにより形成された仮のテーラードブランク材モデル１ａを成形製品の形状にプレス成形した場合についての有限要素法によるプレス成形解析を行い、成形製品形状モデル３を作成する。
【００７２】
変形解析手段３５は、第二の解析モデル作成手段３４により作成された成形製品形状モデル３について有限要素法による所定の変形試験を行い、成形製品形状モデル３の変形量を算出する。変形解析手段３５による所定の変形試験は、変形解析手段１３と同様の方法により行われる。
第一のテーラードブランク材モデル設計手段３６は、判定部３６ａと、仮設計部３６ｂとを備えている。
判定部３６ａは、変形解析手段３５により算出された成形製品形状モデル３の変形量が、予め設定された範囲内となっているか否かを判定する。ここで、予め設定された範囲内とは、第一実施形態で説明した範囲内をいう。
【００７３】
仮設計部３６ｂは、変形解析手段３５により算出された変形量を前記予め設定された範囲内としつつ、成形製品形状モデル３を最も軽量化することが可能となるように、仮接合線Ｌ１、ブランク材モデル２ａの仮の板厚Ｔａ１及びブランク材モデル２ｂの仮の板厚Ｔｂ１のうち少なくとも一つを再設定する。すなわち、仮設計部３６ｂは、判定部３６ａにより成形製品形状モデル３の変形量が前記予め設定された範囲内となっていないと判定された場合に、算出された変形量を前記予め設定された範囲内としつつ、成形製品形状モデル３を最も軽量化することが可能となるように、仮接合線Ｌ１、ブランク材モデル２ａの仮の板厚Ｔａ１及びブランク材モデル２ｂの仮の板厚Ｔｂ１のうち少なくとも一つを再設定する。また、仮設計部３６ｂは、判定部３７ｂにより成形製品形状モデル３の重量が予め定められた重量以下となっていないと判定された場合に、算出された変形量を前記予め設定された範囲内としつつ、成形製品形状モデル３を最も軽量化することが可能となるように、仮接合線Ｌ１、ブランク材モデル２ａの仮の板厚Ｔａ１及びブランク材モデル２ｂの仮の板厚Ｔｂ１のうち少なくとも一つを再設定する。仮設計部３６ｂによる仮接合線Ｌ１の再設定は、仮接合線設定部１４ｂと同様の方法により行われる。また、仮設計部３６ｂによるブランク材モデル２ａの仮の板厚Ｔａ１及びブランク材モデル２ｂの仮の板厚Ｔｂ１を再設定は、仮板厚設定部２４と同様の方法により行われる。そして、仮設計部３６ｂは、成形製品形状モデル３を展開した状態の再設定された仮接合線Ｌ１を用いて、再設定された仮の板厚Ｔａ１のブランク材モデル２ａと再設定された仮の板厚Ｔｂ１のブランク材モデル２ｂとを接合し、仮のテーラードブランク材モデル１ａを再形成する。
【００７４】
第二のテーラードブランク材モデル設計手段３７は、重量算出部３７ａと、判定部３７ｂと、設計部３７ｃとを備えている。
重量算出部３７ａは、判定部３６ａにより成形製品形状モデル３の変形量が前記予め設定された範囲内となっていると判定された場合に、成形製品形状モデル３の重量を算出する。
判定部３７ｂは、重量算出部３７ａにより算出された成形製品形状モデル３の重量が、予め定められた重量以下となっているか否かを判定する。ここで、予め定められた重量は、本実施形態では、成形製品形状モデル３を両ブランク材モデル２ａ，２ｂのうち重量が大きい方のみにより形成した場合の重量の８０〜８５％に設定される。
【００７５】
設計部３７ｃは、判定部３７ｂにより成形製品形状モデル３の重量が予め定められた重量以下となっていると判定された場合に、成形製品形状モデル３を展開した状態の仮接合線Ｌ１を仮接合線Ｌ２（図８参照）に設定する。また、設計部３７ｃは、成形製品形状モデル３を形成するブランク材モデル２ａの仮の板厚Ｔａ１を板厚Ｔａに設定するとともに、ブランク材モデル２ｂの仮の板厚Ｔｂ１を板厚Ｔｂに設定する。そして、設計部３７ｃは、設定された仮接合線Ｌ２を用いて、板厚Ｔａのブランク材モデル２ａと板厚Ｔｂのブランク材モデル２ｂとを接合し、仮のテーラードブランク材モデル１ｂ（図８参照）を形成する。
【００７６】
第二の解析手段３２は、図７に示すように、プレス成系解析部３２ａと、判定部３２ｂと、接合線設定部３２ｃと、仮接合線設定部３２ｄとを備える。
プレス成系解析部３２ａは、設計部３７ｃにより形成された仮のテーラードブランク材１ｂを成形製品の形状にプレス成形した場合についての有限要素法によるプレス成形解析を行い、プレス成形された仮のテーラードブランク材モデル１ｂにおける欠陥発生危険部位を算出する。また、プレス成系解析部３２ａは、仮接合線設定部３２ｄにより形成された仮のテーラードブランク材モデル１ｂを成形製品の形状にプレス成形した場合についての有限要素法によるプレス成形解析を行い、プレス成形された仮のテーラードブランク材モデル１ｂにおける欠陥発生危険部位を算出する。ここで、欠陥とは、割れ、ネッキング、シワ等をいうが、本実施形態においては主として割れをいう。そして、プレス成系解析部３２ａによる欠陥発生危険部位の算出は、板厚減少率、相当応力、塑性歪及び成形限界図（以下、ＦＬＤという）における最大主歪み方向における破断限界までのひずみ余裕量のうち１つ以上を基準にして、所定の閾値との対比において算出される。ここで、相当応力とは、塑性域に入ったときの応力をいう。
【００７７】
判定部３２ｂは、プレス成系解析部３２ａにより算出された欠陥発生危険部位に基づき、仮のテーラードブランク材モデル１ｂの仮接合線Ｌ２付近における欠陥発生危険部位の算出を判定する。判定部３２ｂによる仮のテーラードブランク材モデル１ｂの仮接合線Ｌ２付近における欠陥発生危険部位の算出の判定は、仮接合線Ｌ２から所定の範囲内にあるメッシュに欠陥発生危険部位が算出されたか否かにより行われる。ここで、仮接合線Ｌ２から所定の範囲内とは、仮のテーラードブランク材モデル１ｂの板厚をｔとした場合の、１０ｔ〜２０ｔの範囲内いう。
【００７８】
接合線設定部３２ｃは、判定部３２ｂにより仮接合線Ｌ２付近において欠陥発生危険部位が算出されないと判定された場合に、仮接合線Ｌ２をテーラードブランク材モデル１における接合線Ｌ（図８参照）に設定する。そして、接合線設定部３２ｃは、接合線Ｌを用いて、板厚Ｔａのブランク材モデル２ａと板厚Ｔｂのブランク材モデル２ｂとを接合し、テーラードブランク材モデル１（図８参照）を形成する。
【００７９】
仮接合線設定部３２ｄは、判定部３２ｂにより仮接合線Ｌ２付近における欠陥発生危険部位が算出されたと判定された場合に、プレス成形された仮のテーラードブランク材モデル１ｂにおいて、算出された欠陥発生危険部位を避けることが可能となる仮接合線Ｌ２を再設定する。仮接合線設定部３２ｄによる仮接合線Ｌ２の再設定は、板厚減少率、相当応力又は塑性歪の値が最小となるメッシュ要素の代表点又は境界を通るように行われる。また、仮接合線設定部３２ｄによる仮接合線Ｌ２の再設定は、ＦＬＤにおける最大主歪み方向における破断限界までのひずみ余裕量が最大となるメッシュ要素の代表点又は境界を通るように行っても構わない。なお、仮接合線設定部３２ｄによる仮接合線Ｌ２の再設定は、成形製品の特性より必要な条件を満たすように行われる。そして、仮接合線設定部３２ｄは、プレス成形された仮のテーラードブランク材モデル１ｂを展開した状態の仮接合線Ｌ２を用いて、板厚Ｔａのブランク材モデル２ａと板厚Ｔｂのブランク材モデル２ｂとを接合し、仮のテーラードブランク材モデル１ｂを再形成する。
【００８０】
次に、テーラードブランク材の設計装置３０によりテーラードブランク材モデル１を設計する際の処理の流れを説明する。
本実施形態では、自動車のドア部分に使用されるテーラードブランク材モデル１を設計する場合を例にして説明する。
テーラードブランク材の設計装置３０によりテーラードブランク材モデル１を設計する際には、図８（ａ）（１）及び図９に示すように、まず、第一の解析モデル作成手段３３が、仮接合線Ｌ１を用いて、仮の板厚Ｔａ１に設定されたブランク材モデル２ａと仮の板厚Ｔｂ１に設定されたブランク材モデル２ｂとを接合して、仮のテーラードブランク材モデル１ａを作成する（ステップＳ３０１）。この場合、ドアの開閉のためのヒンジが接続される側に、ブランク材モデル２ａと比較して板厚が大きいブランク材モデル２ｂが配置される。
【００８１】
次に、図８（ａ）（２）に示すように、第二の解析モデル作成手段３４が、第一の解析モデル作成手段３３により形成された仮のテーラードブランク材モデル１ａを成形製品の形状にプレス成形した場合についてのプレス成形解析を行い、成形製品形状モデル３を作成する（ステップＳ３０２）。
そして、図８（ａ）（３）に示すように、変形解析手段３５が、第二の解析モデル作成手段３４により作成された成形製品形状モデル３について所定の変形試験を行い、成形製品形状モデル３の撓み量６を算出する（ステップＳ３０３）。
【００８２】
次に、第一のテーラードブランク材モデル設計手段３６の判定部３６ａが、変形解析手段３５により算出された成形製品形状モデル３の撓み量６が予め設定された範囲内となっているか否かを判定する（ステップＳ３０４）。
そして、判定部３６ａにより成形製品形状モデル３の撓み量６が予め設定された範囲内となっていないと判定された場合には、図８（ａ）（３）に示すように、第一のテーラードブランク材モデル設計手段３６の仮設計部３６ｂが、仮接合線Ｌ１、ブランク材モデル２ａの仮の板厚Ｔａ１及びブランク材モデル２ｂの仮の板厚Ｔｂ１のうち少なくとも一つを再設定する（ステップＳ３０５）。
【００８３】
また、図８（ｂ）（１）に示すように、仮設計部３６ｂが、成形製品形状モデル３を展開した状態の再設定された仮接合線Ｌ１を用いて、再設定された仮の板厚Ｔａ１のブランク材モデル２ａと再設定された仮の板厚Ｔｂ１のブランク材モデル２ｂとを接合し、仮のテーラードブランク材モデル１ａを再形成する（ステップＳ３０６）。
そして、図８（ｂ）（２）に示すように、再びステップＳ３０２の処理に戻され、第二の解析モデル作成手段３４が、仮設計部３６ｂにより再形成された仮のテーラードブランク材モデル１ａを成形製品の形状にプレス成形した場合についてのプレス成形解析を行い、成形製品形状モデル３を作成する。
【００８４】
そして、ステップＳ３０４で判定部３６ａにより成形製品形状モデル３の撓み量６が予め設定された範囲内となっていると判定されるまでステップＳ３０２からステップＳ３０６を繰り返す。
一方、判定部３６ａにより成形製品形状モデル３の撓み量６が予め設定された範囲内となっていると判定された場合には、第二のテーラードブランク材モデル設計手段３７の重量算出部３７ａが、成形製品形状モデル３の重量を算出する（ステップＳ３０７）。
【００８５】
また、第二のテーラードブランク材モデル設計手段３７の判定部３７ｂが、重量算出部３７ａにより算出された成形製品形状モデル３の重量が予め定められた重量以下となっているか否かを判定する（ステップＳ３０８）。
そして、判定部３７ａにより成形製品形状モデル３の重量が予め定められた重量以下となっていないと判定された場合には、ステップＳ３０５の処理に移行し、仮設計部３６ｂが、仮接合線Ｌ１を再設定する。
【００８６】
一方、判定部３７ａにより成形製品形状モデル３の重量が予め定められた重量以下となっていると判定された場合には、第二のテーラードブランク材モデル設計手段３７の設計部３７ｃが、成形製品形状モデル３を展開した状態の仮接合線Ｌ１を仮接合線Ｌ２に設定する。また、設計部３７ｃが、成形製品形状モデル３を形成するブランク材モデル２ａの仮の板厚Ｔａ１を板厚Ｔａに設定するとともに、ブランク材モデル２ｂの仮の板厚Ｔｂ１を板厚Ｔｂに設定する（ステップＳ３０９）。
【００８７】
そして、図８（ｃ）に示すように、設計部３７ｃが、設定された仮接合線Ｌ２を用いて、板厚Ｔａのブランク材モデル２ａと板厚Ｔｂのブランク材モデル２ｂとを接合し、仮のテーラードブランク材モデル１ｂを形成する（ステップＳ３１０）。
なお、ステップＳ３０２からステップＳ３０８を繰り返しても、初期に設定された成形製品の特性より必要となる条件を満たす仮接合線Ｌ２、板厚Ｔａ及び板厚Ｔｂが設定されない場合には、最適な仮接合線Ｌ２、板厚Ｔａ及び板厚Ｔｂとしての解がないものとして、成形製品の再設計を実施する必要がある。
【００８８】
ここで、本発明の第一実施形態と同様に、ステップＳ３０２からステップＳ３０８を繰り返す回数を予め設定しておき、設定された回数に繰り返し回数が到達した場合には、最適な仮接合線Ｌ２、板厚Ｔａ及び板厚Ｔｂとしての解がないものとして、成形製品の再設計を実施する構成としても構わない。
次に、第二の解析手段３２のプレス成系解析部３２ａが、設計部３７ｃにより形成された仮のテーラードブランク材１ｂを成形製品の形状にプレス成形した場合についてのプレス成形解析を行い、プレス成形された仮のテーラードブランク材１ｂにおける欠陥発生危険部位を算出する（ステップＳ３１１）。
【００８９】
また、第二の解析手段３２の判定部３２ｂが、プレス成系解析部３２ａにより算出された欠陥発生危険部位に基づき、仮のテーラードブランク材１ｂの仮接合線Ｌ２付近における欠陥発生危険部位の算出を判定する（ステップＳ３１２）。
そして、判定部３２ｂにより仮接合線Ｌ２付近における欠陥発生危険部位が算出されたと判定された場合には、第二の解析手段３２の仮接合線設定部３２ｄが、プレス成形された仮のテーラードブランク材１ｂにおいて、仮接合線Ｌ２を再設定する（ステップＳ３１３）。
【００９０】
また、仮接合線設定部３２ｄが、プレス成形された仮のテーラードブランク材モデル１ｂを展開した状態の仮接合線Ｌ２を用いて、板厚Ｔａのブランク材モデル２ａと板厚Ｔｂのブランク材モデル２ｂとを接合し、仮のテーラードブランク材モデル１ｂを再形成する（ステップＳ３１４）。
そして、再びステップＳ３１１の処理に戻され、プレス成系解析部３２ａが、仮接合線設定部３２ｄにより再形成されたテーラードブランク材１ｂを成形製品の形状にプレス成形した場合についてのプレス成形解析を行い、プレス成形されたテーラードブランク材１ｂにおける欠陥発生危険部位を算出する。
そして、ステップＳ３１２で判定部３２ｂにより仮接合線Ｌ２付近における欠陥発生危険部位が算出されないと判定されるまでステップＳ３１１からステップＳ３１４を繰り返す。
【００９１】
一方、判定部３２ｂにより仮接合線Ｌ２付近における欠陥発生危険部位が算出されないと判定された場合には、第二の解析手段３２の接合線設定部３２ｃが、仮接合線Ｌ２をテーラードブランク材モデル１における接合線Ｌに設定する（ステップＳ３１５）。
そして、接合線設定部３２ｃが、接合線Ｌを用いて、板厚Ｔａのブランク材モデル２ａと板厚Ｔｂのブランク材モデル２ｂとを接合し、テーラードブランク材モデル１を形成する（ステップＳ３１６）。
これにより、テーラードブランク材の設計装置３０によるテーラードブランク材モデル１の設計が完了する。
【００９２】
なお、ステップＳ３１１からステップＳ３１４を繰り返しても、初期に設定された成形製品の特性より必要となる条件を満たす接合線Ｌが設定されない場合には、最適な接合線Ｌとしての解がないものとして、成形製品の再設計を実施する必要がある。
なお、接合線Ｌを移動させる場合、大きく移動させてしまうと、特性が異なり、ステップＳ３０２より再度実施する必要があるため、接合線Ｌは、１０ｔ〜２０ｔ（板厚をｔとした場合）の範囲を移動させるものとする。
【００９３】
このように、テーラードブランク材の設計装置３０によれば、設計されるテーラードブランク材モデル１の特性を高めつつ設計時間を短縮することが可能となる。また、テーラードブランク材の設計装置３０によれば、設計されるテーラードブランク材モデル１について特性を高めつつ軽量化を図ることが可能となる。
ここで、本実施形態における計算方法としては、オリジナルの計算ソフト、汎用の計算ソフト又はオリジナルの計算ソフトと汎用の計算ソフトとを組み合わせたものを用いることができる。
【００９４】
なお、本実施形態においては、テーラードブランク材の設計装置３０は、第一の解析手段３１と第二の解析手段３２とを備える構成となっているが、テーラードブランク材の設計装置３０を第一の解析手段３１のみにより構成しても構わない。この場合、上記ステップＳ３０９でテーラードブランク材モデル設計手段３７の設計部３７ｃが設定する仮接合線Ｌ２が、接合線Ｌとなる。そして、上記ステップＳ３１０において、設計部３７ｃが、設定された接合線Ｌを用いて、板厚Ｔａのブランク材モデル２ａと板厚Ｔｂのブランク材モデル２ｂとを接合し、テーラードブランク材モデル１を形成することとなる。
【００９５】
また、本実施形態においては、第二のテーラードブランク材モデル設計手段３７の判定部３７ｂが、重量算出部３７ａにより算出された成形製品形状モデル３の重量が予め定められた重量以下となっているか否かを判定する構成となっている。しかしながら、判定部３７ｂの替わりにカウンタ手段（図示せず）を備える構成とし、上記ステップＳ３０８で、カウンタ手段が予め定められた数をカウント（本実施形態では、例えば、３０回程度）するまでステップＳ３０５の処理に移行し、カウンタ手段が予め定められた数をカウントした場合にステップＳ３０９に移行する構成としても構わない。
【００９６】
次に、本発明の第四実施形態に係るテーラードブランク材の設計装置４０を図面を参照して説明する。図１０は、本発明の第四実施形態に係るテーラードブランク材の設計装置の概略構成図である。図１１は、図１０に示すテーラードブランク材の設計装置における処理を説明する図である。図１２は、図１０に示すテーラードブランク材の設計装置における処理の流れを説明するフローチャートである。
【００９７】
テーラードブランク材の設計装置４０の基本構成は、テーラードブランク材の設計装置３０と同様であるため、同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
テーラードブランク材の設計装置４０は、図１０に示すように、テーラードブランク材の設計装置３０の構成において、第一のテーラードブランク材モデル設計手段３６の仮設計部３６ｂに替えて、仮設計部４１を備えてなる。
【００９８】
仮設計部４１は、変形解析手段３５により算出された変形量を前記予め設定された範囲内としつつ、成形製品形状モデル３を最も軽量化することが可能となるように、成形製品形状モデル３（図１１（ａ）（３）参照）の各メッシュ要素について最適な板厚を設定する。そして、仮設計部４１は、各メッシュ要素について最適な板厚が設定された成形製品形状モデル３について、設定された板厚に差があるメッシュ要素間の境界線を結んで仮接合線Ｌ１（図１１（ａ）（３）参照）を再設定する。また、仮設計部４１は、仮接合線Ｌ１を介して設定された各メッシュ要素の板厚を、ブランク材モデル２ａ（図１１（ａ）（３）参照）の仮の板厚Ｔａ１、ブランク材モデル２ｂ（図１１（ａ）（３）参照）の仮の板厚Ｔｂ１として再設定する。すなわち、仮設計部４１は、判定部３６ａにより成形製品形状モデル３の変形量が前記予め設定された範囲内となっていないと判定された場合に、算出された変形量を前記予め設定された範囲内としつつ、成形製品形状モデル３を最も軽量化することが可能となるように、仮接合線Ｌ１、ブランク材モデル２ａの仮の板厚Ｔａ１及びブランク材モデル２ｂの仮の板厚Ｔｂ１を再設定する。また、仮設計部４１は、判定部３７ｂにより成形製品形状モデル３の重量が前記予め定められた重量以下となっていないと判定された場合に、算出された変形量を前記予め設定された範囲内としつつ、成形製品形状モデル３を最も軽量化することが可能となるように、仮接合線Ｌ１、ブランク材モデル２ａの仮の板厚Ｔａ１及びブランク材モデル２ｂの仮の板厚Ｔｂ１を再設定する。そして、仮設計部４１は、成形製品形状モデル３を展開した状態の再設定された仮接合線Ｌ１を用いて、再設定された仮の板厚Ｔａ１のブランク材モデル２ａと再設定された仮の板厚Ｔｂ１のブランク材モデル２ｂとを接合し、仮のテーラードブランク材モデル１ａ（図１１（ｂ）（１）参照）を再形成する。
【００９９】
次に、テーラードブランク材の設計装置４０によりテーラードブランク材モデル１を設計する際の処理の流れを説明する。
本実施形態では、自動車のドア部分に使用されるテーラードブランク材モデル１を設計する場合を例にして説明する。
テーラードブランク材の設計装置４０によりテーラードブランク材モデル１を設計する際には、図１１（ａ）（１）及び図１２に示すように、まず、第一の解析モデル作成手段３３が、仮接合線Ｌ１を用いて、仮の板厚Ｔａ１に設定されたブランク材モデル２ａと仮の板厚Ｔｂ１に設定されたブランク材モデル２ｂとを接合して、仮のテーラードブランク材モデル１ａを作成する（ステップＳ４０１）。この場合、ドアの開閉のためのヒンジが接続される側に、ブランク材モデル２ａと比較して板厚が大きいブランク材モデル２ｂが配置される。
【０１００】
次に、図１１（ａ）（２）に示すように、第二の解析モデル作成手段３４が、第一の解析モデル作成手段３３により形成された仮のテーラードブランク材モデル１ａを成形製品の形状にプレス成形した場合についてのプレス成形解析を行い、成形製品形状モデル３を作成する（ステップＳ４０２）。
そして、図１１（ａ）（３）に示すように、変形解析手段３５が、第二の解析モデル作成手段３４により作成された成形製品形状モデル３について所定の変形試験を行い、成形製品形状モデル３の撓み量６を算出する（ステップＳ４０３）。
【０１０１】
次に、第一のテーラードブランク材モデル設計手段３６の判定部３６ａが、変形解析手段３５により算出された成形製品形状モデル３の撓み量６が予め設定された範囲内となっているか否かを判定する（ステップＳ４０４）。
そして、図１１（ａ）（３）に示すように、判定部３６ａにより成形製品形状モデル３の撓み量６が予め設定された範囲内となっていないと判定された場合には、第一のテーラードブランク材モデル設計手段３６の仮設計部４１が、仮接合線Ｌ１、ブランク材モデル２ａの仮の板厚Ｔａ１及びブランク材モデル２ｂの仮の板厚Ｔｂ１を再設定する（ステップＳ４０５）。
【０１０２】
また、図１１（ｂ）（１）に示すように、仮設計部４１が、成形製品形状モデル３を展開した状態の再設定された仮接合線Ｌ１を用いて、再設定された仮の板厚Ｔａ１のブランク材モデル２ａと再設定された仮の板厚Ｔｂ１のブランク材モデル２ｂとを接合し、仮のテーラードブランク材モデル１ａを再形成する（ステップＳ４０６）。
そして、図１１（ｂ）（２）に示すように、再びステップＳ４０２の処理に戻され、第二の解析モデル作成手段３４が、仮設計部３６ｂにより再形成された仮のテーラードブランク材モデル１ａを成形製品の形状にプレス成形した場合についてのプレス成形解析を行い、成形製品形状モデル３を作成する。
【０１０３】
そして、ステップＳ４０４で判定部３６ａにより成形製品形状モデル３の撓み量６が予め設定された範囲内となっていると判定されるまでステップＳ４０２からステップＳ４０６を繰り返す。
一方、判定部３６ａにより成形製品形状モデル３の撓み量６が予め設定された範囲内となっていると判定された場合には、第二のテーラードブランク材モデル設計手段３７の重量算出部３７ａが、成形製品形状モデル３の重量を算出する（ステップＳ４０７）。
【０１０４】
また、第二のテーラードブランク材モデル設計手段３７の判定部３７ｂが、重量算出部３７ａにより算出された成形製品形状モデル３の重量が予め定められた重量以下となっているか否かを判定する（ステップＳ４０８）。
そして、判定部３７ａにより成形製品形状モデル３の重量が予め定められた重量以下となっていないと判定された場合には、ステップＳ４０５の処理に移行し、仮設計部４１が、仮接合線Ｌ１を再設定する。
【０１０５】
一方、判定部３７ａにより成形製品形状モデル３の重量が予め定められた重量以下となっていると判定された場合には、第二のテーラードブランク材モデル設計手段３７の設計部３７ｃが、成形製品形状モデル３を展開した状態の仮接合線Ｌ１を仮接合線Ｌ２に設定する。また、設計部３７ｃが、成形製品形状モデル３を形成するブランク材モデル２ａの仮の板厚Ｔａ１を板厚Ｔａに設定するとともに、ブランク材モデル２ｂの仮の板厚Ｔｂ１を板厚Ｔｂに設定する（ステップＳ４０９）。
【０１０６】
そして、図１１（ｃ）に示すように、設計部３７ｃが、設定された仮接合線Ｌ２を用いて、板厚Ｔａのブランク材モデル２ａと板厚Ｔｂのブランク材モデル２ｂとを接合し、仮のテーラードブランク材モデル１ｂを形成する（ステップＳ４１０）。
なお、ステップＳ４０２からステップＳ４０８を繰り返しても、初期に設定された成形製品の特性より必要となる条件を満たす仮接合線Ｌ２、板厚Ｔａ及び板厚Ｔｂが設定されない場合には、最適な仮接合線Ｌ２、板厚Ｔａ及び板厚Ｔｂとしての解がないものとして、成形製品の再設計を実施する必要がある。
【０１０７】
ここで、本発明の第一実施形態と同様に、ステップＳ４０２からステップＳ４０８を繰り返す回数を予め設定しておき、設定された回数に繰り返し回数が到達した場合には、最適な仮接合線Ｌ２、板厚Ｔａ及び板厚Ｔｂとしての解がないものとして、成形製品の再設計を実施する構成としても構わない。
次に、第二の解析手段３２のプレス成系解析部３２ａが、設計部３７ｃにより形成された仮のテーラードブランク材１ｂを成形製品の形状にプレス成形した場合についてのプレス成形解析を行い、プレス成形された仮のテーラードブランク材１ｂにおける欠陥発生危険部位を算出する（ステップＳ４１１）。
【０１０８】
また、第二の解析手段３２の判定部３２ｂが、プレス成系解析部３２ａにより算出された欠陥発生危険部位に基づき、仮のテーラードブランク材１ｂの仮接合線Ｌ２付近における欠陥発生危険部位の算出を判定する（ステップＳ４１２）。
そして、判定部３２ｂにより仮接合線Ｌ２付近における欠陥発生危険部位が算出されたと判定された場合には、第二の解析手段３２の仮接合線設定部３２ｄが、プレス成形された仮のテーラードブランク材１ｂにおいて、仮接合線Ｌ２を再設定する（ステップＳ４１３）。
【０１０９】
また、仮接合線設定部３２ｄが、プレス成形された仮のテーラードブランク材モデル１ｂを展開した状態の仮接合線Ｌ２を用いて、板厚Ｔａのブランク材モデル２ａと板厚Ｔｂのブランク材モデル２ｂとを接合し、仮のテーラードブランク材モデル１ｂを再形成する（ステップＳ４１４）。
そして、再びステップＳ４１１の処理に戻され、プレス成系解析部３２ａが、仮接合線設定部３２ｄにより再形成されたテーラードブランク材１ｂを成形製品の形状にプレス成形した場合についてのプレス成形解析を行い、プレス成形されたテーラードブランク材１ｂにおける欠陥発生危険部位を算出する。
【０１１０】
そして、ステップＳ４１２で判定部３２ｂにより仮接合線Ｌ２付近における欠陥発生危険部位が算出されないと判定されるまでステップＳ４１１からステップＳ４１４を繰り返す。
一方、判定部３２ｂにより仮接合線Ｌ２付近における欠陥発生危険部位が算出されないと判定された場合には、第二の解析手段３２の接合線設定部３２ｃが、仮接合線Ｌ２をテーラードブランク材モデル１における接合線Ｌに設定する（ステップＳ４１５）。
【０１１１】
そして、接合線設定部３２ｃが、接合線Ｌを用いて、板厚Ｔａのブランク材モデル２ａと板厚Ｔｂのブランク材モデル２ｂとを接合し、テーラードブランク材モデル１を形成する（ステップＳ４１６）。
これにより、テーラードブランク材の設計装置４０によるテーラードブランク材モデル１の設計が完了する。
【０１１２】
なお、ステップＳ４１１からステップＳ４１４を繰り返しても、初期に設定された成形製品の特性より必要となる条件を満たす接合線Ｌが設定されない場合には、最適な接合線Ｌとしての解がないものとして、成形製品の再設計を実施する必要がある。
このように、テーラードブランク材の設計装置４０によれば、設計されるテーラードブランク材モデル１の特性を高めつつ設計時間をさらに短縮することが可能となる。また、テーラードブランク材の設計装置４０によれば、設計されるテーラードブランク材モデル１について特性を高めつつ軽量化を図ることが可能となる。
ここで、本実施形態における計算方法としては、オリジナルの計算ソフト、汎用の計算ソフト又はオリジナルの計算ソフトと汎用の計算ソフトとを組み合わせたものを用いることができる。
【０１１３】
なお、本実施形態においては、テーラードブランク材の設計装置４０は、第一の解析手段３１と第二の解析手段３２とを備える構成となっているが、テーラードブランク材の設計装置４０を第一の解析手段３１のみにより構成しても構わない。この場合、上記ステップＳ４０９でテーラードブランク材モデル設計手段３７の設計部３７ｃが設定する仮接合線Ｌ２が、接合線Ｌとなる。そして、上記ステップＳ４１０において、設計部３７ｃが、設定された接合線Ｌを用いて、板厚Ｔａのブランク材モデル２ａと板厚Ｔｂのブランク材モデル２ｂとを接合し、テーラードブランク材モデル１を形成することとなる。
【０１１４】
また、本実施形態においては、第二のテーラードブランク材モデル設計手段３７の判定部３７ｂが、重量算出部３７ａにより算出された成形製品形状モデル３の重量が予め定められた重量以下となっているか否かを判定する構成となっている。しかしながら、判定部３７ｂの替わりにカウンタ手段（図示せず）を備える構成とし、上記ステップＳ４０８で、カウンタ手段が予め定められた数をカウント（本実施形態では、例えば、３０回程度）するまでステップＳ４０５の処理に移行し、カウンタ手段が予め定められた数をカウントした場合にステップＳ４０９に移行する構成としても構わない。
【実施例】
【０１１５】
次に、本発明の実施例に係るテーラードブランク材の設計方法を用いてテーラードブランク材を設計した場合と、比較例に係る経験と成形製品の特性に基づいた技術者の勘とによりテーラードブランク材を設計する方法（以下、従来方法という）を用いてテーラードブランク材を設計した場合とを比較してその効果を説明する。
図１３（ａ）は本実施例で使用した各ブランク材モデルの特性を示す図である。図１３（ｂ）から図１３（ｄ）は本発明の実施例に係るテーラードブランク材の設計方法を用いて設計されたテーラードブランク材モデルの特性と、比較例に係る従来方法を用いて設計されたテーラードブランク材モデルの特性との比較を示す図である。
【０１１６】
以下に説明する実施例では、図１３（ａ）に特性を示した鋼板を用いて検討を行った。すなわち、０．７ｍｍ厚の冷延鋼板（記号１）をモデル化したブランク材２ａと、１．２ｍｍ厚の冷延鋼板（記号２）をモデル化したブランク材２ｂとを用いてテーラードブランク材モデル１の設計を行った。
また、プレス成形解析は、ドローのみ（トリムから、リストライク成形までは実施せず）で実施した。また、プレス成形時のブランクホルダーの圧力は５８８ｋＮに設定し、シングルアクションでプレス成形を実施した。さらに、丸ビード相当の数値ビートを用いて流入調整を行った。
【０１１７】
また、テーラードブランク材モデル１は、シート形状を１２００×１０５０ｍｍに設定し、変形の高さの最大は１００ｍｍに設定した。
変形解析手段３５による変形試験は、成形製品形状モデル３のブランク材モデル２ｂ側の側面にヒンジ部４を２箇所設定するとともに、成形製品形状モデル３の上面のブランク材モデル２ａ側に荷重部５を設定し、両ヒンジ部４を固定した状態で、荷重部５に荷重を加えたときの成形製品形状モデル３の撓み量６を算出した。この場合、変形解析手段３５による変形試験は、捩りがないように純粋に撓みのみを算出した。算出された撓み量６は、荷重部５における撓みとして算出している。
また、判定部３６ａにより判定される成形製品形状モデル３の撓み量６の許容値は、０．５ｍｍに設定した。
さらに、各ブランク材モデル２ａ，２ｂの板厚の再設定は、０．７ｍｍから１．２ｍｍの間で０．１ｍｍ刻みで行った。
【０１１８】
まず、本発明の第一実施例を図面を参照して説明する。
本発明の第一実施例に係るテーラードブランク材の設計方法（以下、第一実施例に係る方法という）では、上記本発明の第三実施形態に係るテーラードブランク材の設計装置３０によりテーラードブランク材モデル１を設計した。
本実施例では、仮設計部３６ｂが仮のテーラードブランク材モデル１ａを再形成する毎にメッシュを再度作成している。
図１３（ｂ）に示すように、第一実施例に係る方法を用いて設計されたテーラードブランク材モデル１（記号Ｂ１）及び従来方法を用いて設計されたテーラードブランク材モデル（記号Ｂ２）は、共に必要な特性を満たしている。
【０１１９】
しかしながら、第一実施例に係る方法を用いて設計されたテーラードブランク材モデル１の重量は、従来方法を用いて設計されたテーラードブランク材モデルの重量に対して３０％程度軽くなっている。
また、従来方法によるテーラードブランク材モデルの設計時間は８時間であるのに対して、第一実施例に係る方法による設計時間は５時間となっており、第一実施例に係る方法によれば設計時間を短縮することが可能となっている。
【０１２０】
次に、本発明の第二実施例を図面を参照して説明する。
本発明の第二実施例に係るテーラードブランク材の設計方法（以下、第二実施例に係る方法という）では、上記本発明の第三実施形態に係るテーラードブランク材の設計装置３０によりテーラードブランク材モデル１を設計した。
本実施例では、仮設計部３６ｂが仮のテーラードブランク材モデル１ａを再形成する毎にメッシュを再度作成せずにテーラードブランク材モデル１の設計を行った。すなわち、メッシュの各ノードを金型のサーフェイスに従属させ、第一のテーラードブランク材モデル設計手段３６の仮設計部４１による仮接合線Ｌ１の再設定を、仮接合線Ｌ１を金型のサーフェイスに沿わせて移動することにより行う構成としている。
【０１２１】
図１３（ｃ）に示すように、第二実施例に係る方法を用いて設計されたテーラードブランク材モデル１（記号Ｃ１）及び従来方法を用いて設計されたテーラードブランク材モデル（記号Ｂ２）は、共に必要な特性を満たしている。
しかしながら、第二実施例に係る方法を用いて設計されたテーラードブランク材モデル１の重量は、従来方法を用いて設計されたテーラードブランク材モデルの重量に対して３０％程度軽くなっている。
また、従来方法によるテーラードブランク材モデルの設計時間は８時間であるのに対して、第二実施例に係る方法による設計時間は３時間となっており、第二実施例に係る方法によれば設計時間をさらに短縮することが可能となっている。
【０１２２】
次に、本発明の第三実施例を図面を参照して説明する。
本発明の第三実施例に係るテーラードブランク材の設計方法（以下、第三実施例に係る方法という）では、上記本発明の第四実施形態に係るテーラードブランク材の設計装置によりテーラードブランク材モデル１を設計した。
図１３（ｄ）に示すように、第三実施例に係る方法を用いて設計されたテーラードブランク材モデル１（記号Ｄ１）及び従来方法を用いて設計されたテーラードブランク材モデル（記号Ｂ２）は、共に必要な特性を満たしている。
【０１２３】
しかしながら、第三実施例に係る方法を用いて設計されたテーラードブランク材モデル１の重量は、従来方法を用いて設計されたテーラードブランク材モデルの重量に対して３０％程度軽くなっている。
また、従来方法によるテーラードブランク材モデルの設計時間は８時間であるのに対して、第三実施例に係る方法による設計時間は２．６時間となっており、第三実施例に係る方法によれば設計時間をさらに短縮することが可能となっている。
【図面の簡単な説明】
【０１２４】
【図１】本発明の第一実施形態に係るテーラードブランク材の設計装置の概略構成図である。
【図２】図１に示すテーラードブランク材の設計装置における処理を説明する図である。
【図３】図１に示すテーラードブランク材の設計装置における処理の流れを説明するフローチャートである。
【図４】本発明の第二実施形態に係るテーラードブランク材の設計装置の概略構成図である。
【図５】図４に示すテーラードブランク材の設計装置における処理を説明する図である。
【図６】図４に示すテーラードブランク材の設計装置における処理の流れを説明するフローチャートである。
【図７】本発明の第三実施形態に係るテーラードブランク材の設計装置の概略構成図である。
【図８】図７に示すテーラードブランク材の設計装置における処理を説明する図である。
【図９】図７に示すテーラードブランク材の設計装置における処理の流れを説明するフローチャートである。
【図１０】本発明の第四実施形態に係るテーラードブランク材の設計装置の概略構成図である。
【図１１】図１０に示すテーラードブランク材の設計装置における処理を説明する図である。
【図１２】図１０に示すテーラードブランク材の設計装置における処理の流れを説明するフローチャートである。
【図１３】本発明の実施例に係るテーラードブランク材の設計方法を用いて設計されたテーラードブランク材モデルの特性と、比較例に係る従来方法を用いて設計されたテーラードブランク材モデルの特性との比較を示す図である。
【符号の説明】
【０１２５】
１  テーラードブランク材モデル
１ａ  仮のテーラードブランク材モデル
１ｂ  仮のテーラードブランク材モデル
２ａ  ブランク材モデル
２ｂ  ブランク材モデル
３  成形製品形状モデル
Ｌ１  仮接合線
Ｌ２  仮接合線
４  ヒンジ部
５  荷重部
６  撓み量
７  ドアの長さ
１０  テーラードブランク材の設計装置
１１  第一の解析モデル作成手段
１２  第二の解析モデル作成手段
１３  変形解析手段
１４  第一のテーラードブランク材モデル設計手段
１４ａ  判定部
１４ｂ  仮接合線設定部
１５  第二のテーラードブランク材モデル設計手段
１５ａ  重量算出部
１５ｂ  判定部
１５ｃ  接合線設定部
２０  テーラードブランク材の設計装置
２１  第一の解析モデル作成手段
２４  仮板厚設定部
２５  板厚設定部
３０  テーラードブランク材の設計装置
３１  第一の解析手段
３２  第二の解析手段
３２ａ  プレス成系解析部
３２ｂ  判定部
３２ｃ  接合線設定部
３２ｄ  仮接合線設定部
３３  第一の解析モデル作成手段
３４  第二の解析モデル作成手段
３５  変形解析手段
３６  第一のテーラードブランク材モデル設計手段
３６ａ  判定部
３６ｂ  仮設計部
３７  第二のテーラードブランク材モデル設計手段
３７ａ  重量算出部
３７ｂ  判定部
３７ｃ  設計部
４０  テーラードブランク材の設計装置
４１  仮設計部
【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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【図１３】
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