(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
湾曲部を有するレール成形品のプレス成形方法であって、
ねじれ抑制等価ドロービードの特定箇所における抵抗値をプレスシミュレーションにより得る手順と、
前記手順により得られたねじれ抑制等価ドロービードに対応するねじれ抑制実ドロービードをダイフェースに形成する手順と、
前記ねじれ抑制実ドロービードがダイフェースに形成されたダイスを用いてレール成形品をプレス成形する手順
とを含み、
前記プレスシミュレーションが、単位ビート抵抗値を設計変数に取り、ねじれ評価関数を目的関数に取り、破断危険度を制約条件として、最適化アルゴリズムによりなされることを特徴とするプレス成形方法。
【請求項２】
ねじれ抑制等価ドロービードをレール成形品の中心線から所定距離オフセットさせて帯状に形成してプレスシミュレーションをすることを特徴とする請求項１記載のプレス成形方法。
【請求項３】
ねじれ抑制実ドロービードを、ブランクのレール成形品から切除される箇所に位置させてダイフェースに形成することを特徴とする請求項１記載のプレス成形方法。
【請求項４】
湾曲部を有するレール成形品のプレス成形システムであって、
最適条件探索部と最適化処理部とを備え、
前記最適条件探索部は、ねじれ抑制等価ドロービードの特定箇所における抵抗値をプレスシミュレーションにより得るよう構成され、
前記最適化処理部は、得られたねじれ抑制等価ドロービードに対応するねじれ抑制実ドロービードをダイフェースに形成し、該ねじれ抑制実ドロービードをダイフェースに有するダイスによりレール成形品のプレス成形をなすものとされ、
前記プレスシミュレーションが、単位ビート抵抗値を設計変数に取り、ねじれ評価関数を目的関数に取り、破断危険度を制約条件として、最適化アルゴリズムによりなされることを特徴とするプレス成形システム。
【請求項５】
湾曲部を有するレール成形品のプレス成形システムに用いられるダイスであって、
ねじれ抑制実ドロービードをダイフェースに有し、
前記ねじれ抑制実ドロービードが、
ねじれ抑制等価ドロービードの特定箇所における抵抗値をプレスシミュレーションにより得る手順と、前記手順により得られたねじれ抑制等価ドロービードに対応するねじれ抑制実ドロービードをダイフェースに形成する手順とを含む成形方法により形成され、
前記プレスシミュレーションが、単位ビート抵抗値を設計変数に取り、ねじれ評価関数を目的関数に取り、破断危険度を制約条件として、最適化アルゴリズムによりなされる
ことを特徴とするダイス。
【請求項６】
ねじれ抑制実ドロービードが、プレス成形品の中心線から所定距離オフセットされて帯状に形成されてなることを特徴とする請求項５記載のダイス。
【請求項７】
ねじれ抑制実ドロービードが、ブランクのレール成形品から切除される箇所に位置させてダイフェースに形成されてなることを特徴とする請求項５記載のダイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はプレス成形方法およびプレス成形システムに関する。さらに詳しくは、超高張力鋼などの難成形材におけるレール成形に適するプレス成形方法およびプレス成形システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動車用部品においては、板の一部を山形状に突出させ、あるいは谷状に陥没させた、いわゆるレール成形がなされた部品（以下、レール成形品という）が用いられている。その成形板材として、近年、自動車の軽量化および強度向上を図るため、１ＧＰａ級の超高張力鋼が利用され始めている。
【０００３】
しかるに、超高張力鋼を用いたレール成形品においては、図１０に示すように、超高張力鋼の有するスプリングバック特性に起因するねじれが生ずるという不具合が成形品に発生する。
【０００４】
この不具合の解消は、従来、プレス成形後における矯正プレスによりなされたり、プレス成形金型をねじれを見込んだ形状に予め形成しておくことによりなされたりしている。
【０００５】
しかしながら、前者においては、工程の増加を招来するため、レール成形品のコスト上昇および納期の長期化を招来するという問題がある。
【０００６】
一方、後者においては、金型を試行錯誤により製作しなければならず、前者と同様に成形品のコスト上昇および納期の長期化を招来するという問題があるばかりでなく、ねじれの方向によっては、それを解消するための金型形状が得られないという問題もある。
【０００７】
そのため、関係者より超高張力鋼を用いてレール成形を成形品にねじれがなく成形がなし得るプレス成形方法およびプレス成形システムの出現が熱望されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明はかかる従来技術の課題に鑑みなされたものであって、レール成形品にねじれを生じさせることなくプレス成形がなし得るプレス成形方法およびプレス成形システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者等はかかる従来技術の課題に対し、鋭意研究した結果、曲線部に隣接する直線部に対応する成形材が、金型の成形部に回転しながら流入する結果，スプリングバックによって解放される曲げモーメントが部材の左右で異なってくるために、レール成形品にねじれが生じることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
すなわち、本発明のプレス成形方法は、湾曲部を有するレール成形品のプレス成形方法であって、ねじれ抑制等価ドロービードの特定箇所における抵抗値をプレスシミュレーションにより得る手順と、前記手順により得られたねじれ抑制等価ドロービードに対応するねじれ抑制実ドロービードをダイフェースに形成する手順と、前記ねじれ抑制実ドロービードがダイフェースに形成されたダイスを用いてレール成形品をプレス成形する手順とを含み、前記プレスシミュレーションが、単位ビート抵抗値を設計変数に取り、ねじれ評価関数を目的関数に取り、破断危険度を制約条件として、最適化アルゴリズムによりなされることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明のプレス成形方法においては、ねじれ抑制等価ドロービードをレール成形品の中心線から所定距離オフセットさせて帯状に形成してプレスシミュレーションをするのが好ましい。
【００１３】
さらに、本発明のプレス成形方法においては、ねじれ抑制実ドロービードを、ブランクのレール成形品から切除される箇所に位置させてダイフェースに形成するのが好ましい。
【００１４】
本発明のプレス成形システムは、湾曲部を有するレール成形品のプレス成形システムであって、最適条件探索部と最適化処理部とを備え、前記最適条件探索部は、ねじれ抑制等価ドロービードの特定箇所における抵抗値をプレスシミュレーションにより得るよう構成され、前記最適化処理部は、得られたねじれ抑制等価ドロービードに対応するねじれ抑制実ドロービードをダイフェースに形成し、該ねじれ抑制実ドロービードをダイフェースに有するダイスによりレール成形品のプレス成形をなすものとされ、前記プレスシミュレーションが、単位ビート抵抗値を設計変数に取り、ねじれ評価関数を目的関数に取り、破断危険度を制約条件として、最適化アルゴリズムによりなされることを特徴とする。
【００１５】
本発明のダイスは、湾曲部を有するレール成形品のプレス成形システムに用いられるダイスであって、ねじれ抑制実ドロービードをダイフェースに有し、前記ねじれ抑制実ドロービードが、ねじれ抑制等価ドロービードの特定箇所における抵抗値をプレスシミュレーションにより得る手順と、前記手順により得られたねじれ抑制等価ドロービードに対応するねじれ抑制実ドロービードをダイフェースに形成する手順とを含む成形方法により形成され、前記プレスシミュレーションが、単位ビート抵抗値を設計変数に取り、ねじれ評価関数を目的関数に取り、破断危険度を制約条件として、最適化アルゴリズムによりなされることを特徴とする。
【００１６】
本発明のダイスにおいては、ねじれ抑制実ドロービードが、プレス成形品の中心線から所定距離オフセットされて帯状に形成されてなるのが好ましい。
【００１７】
また、本発明のダイスにおいては、ねじれ抑制実ドロービードが、ブランクのレール成形品から切除される箇所に位置させてダイフェースに形成されてなるのが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は前記の如く構成されているので、ねじれのないレール成形品をプレス成形できるという優れた効果が得られる。
【００１９】
また、プレス成形に用いられる金型形状をプレスシミュレーションにより最適な形状としているので、金型を試行錯誤により製作する必要がなく、レール成形品の製作期間を短縮できるとともに、そのコスト低減が図られるという優れた効果も得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、添付図面を参照しながら本発明を実施形態に基づいて説明するが、本発明はかかる実施形態のみに限定されるものではない。
【００２１】
本発明の一実施形態に係る板材のプレス成形システムＵを図１にブロック図で示す。図２に、最適条件探索部の詳細構成を示す。図３に、最適化計算条件設定部の詳細を示す。
【００２２】
プレス成形システムＵは、図１に示すように、最適条件探索部ＵＳと、最適条件探索部ＵＳにより探索された最適成形条件となるようプレス成形金型（以下、単に金型ということもある）を最適化してプレス成形する最適化処理部ＵＴとを含むものとされる。なお、プレス成形システムＵは、コンピュータを中心として構成される。
【００２３】
最適条件探索部ＵＳは、図２に示すように、最適化計算条件設定部１、最適化計算部２および最適解出力部３を備えてなるものとされる。
【００２４】
最適化計算条件設定部１は、達成したい設計目標を表す目的関数ｆ（ｘ）と、目的関数ｆ（ｘ）を所望の値に近づけるように最適化すべきパラメータである設計変数ｘｉ（i：i＝１，２，・・・，Ｎ）と、設計変数ｘｉを最適化するに際して守るべき条件を表す制約関数ｇ（ｘ）とを、オペレータにより設定させるための処理を実行するものであり、これら各計算条件に対応した設定部である設計変数設定部２１、目的関数設定部２２および制約関数設定部２３を含むものとされる（図３参照）。
【００２５】
そして、最適化計算条件設定部１は、スプリングバックに起因して発生する反りやねじれが問題となるレール成形品において、形状誤差評価対象たる前記ねじれの大きさ（後掲のねじれ角で定義される）を目的関数ｆ（ｘ）とし、制約関数ｇ（ｘ）つまり破断危険度評価が所定範囲に収まる条件の下で、前記目的関数ｆ（ｘ）を最小とするように設計変数ｘｉを、後掲の最適化アルゴリズムにしたがって最適化するものとされる。
【００２６】
図４に、スプリングバックに起因するねじれが問題となるレール成形品の一例を斜視図にて示す。図５に、前記レール成形品の上面図を示す。図６に、レール成形に用いられる金型の一般的な構造を断面図で示す。
【００２７】
図４に示すように、レール成形品ＵＰは、ハット形断面を有し、Ｓ字状に湾曲された、つまり蛇行したレール形状部品（以下、そのような形状部品をＳレールと称する）である。Ｓレールのようなレール成形品ＵＰにおいては、断面ハット形状の開度の誤差（型の形状よりも断面ハット形状の開度が大きくなる）のみならず、ねじれがスプリングバックに起因して発生する、ということが問題となる。
【００２８】
すなわち、最適化計算条件設定部１は、スプリングバックに起因して発生する、レール成形品ＵＰにおけるねじれを抑える金型形状を、試行錯誤によらずいわゆる最適化アルゴリズムを適用して、最適な金型形状を短期間の内に探索するものである。なお、スプリングバックによるねじれが問題となる成形品形状には、Ｓレールのほかに、自動車用部品であるフロントサイドフレームやリアサイドフレームといったものがある。
【００２９】
前述したように、Ｓレールのようなレール成形品ＵＰにおいては、湾曲部分ＵＷ（図５参照）の内側のフランジ部ＵＨ（図４参照）と、外側のフランジ部ＵＨの、前記ダイキャビティへの流入抵抗が異なるために、湾曲部分ＵＷの外側（開口端側）に位置する直線状部分にあるフランジ部ＵＨがダイフェース上をわずかに回転しながらダイキャビティに流入し、その結果、スプリングバックによって解放される曲げモーメントが左右で異なるため、レール成形品ＵＰにねじれが発生する。
【００３０】
それ故、プレス成形システムＵにおいては、ドロービード（以下、単にビードとも言う。図６参照）による抵抗力を場所に応じて調整し、これにより、ブランクにおける前記直線状部分のフランジ部ＵＨの回転流入を抑制し、ないしは前記スプリングバックによって解放される曲げモーメントの左右のアンバランスを解消し、発生するねじれを抑制するものとされている。つまり、本実施形態におけるドロービードは、レール成形品のねじれを抑制する機能を有するものとされる。また、このドロービードを設ける位置は、成形品にドロービード痕が残らないようにするため、成形後に切除される箇所に設けるのが好ましい。
【００３１】
本明細書では、前記機能を有するドロービードを「ねじれ抑制ドロービード」と定義することにする。
【００３２】
なお、ドロービードは、一般的には、しわの発生につながる材料の過剰な型内への流入を抑えるために、ダイフェースに設けられる突起を意味する（例えば、プレス加工辞典、１３６頁参照）。
【００３３】
かかる事情を考慮して、プレス成形システムＵにおいては、ねじれ抑制ドロービードによる抵抗力に関するパラメータである単位長さあたりの抵抗値（以下、単位ビード抵抗値と称する）が、設計変数ｘｉとして選定されている。
【００３４】
ところで、プレスシミュレーションにおけるドロービードの設定の仕方には、線要素に流入抵抗値を与えて簡易にドロービードを設定する等価ドロービード方式と、ダイフェースやホルダーといったツール形状に凹凸を持たせドロービードを設定する方式があるが、本実施形態では、設定の容易さや演算処理の容易さを考慮して等価ドロービード方式を採用している。なお、実際の金型における単位ビード抵抗値の調整は、ドロービード（実ドロービード）の高さや断面形状を変えることによりなされる。
【００３５】
しかして、本実施形態では、図７に示すように、レール成形品ＵＰの中心線から所定距離オフセットした位置において、両側に帯状にねじれ抑制等価ドロービードＵＢを設けるものとし、さらに、そのねじれ抑制等価ドロービードＵＢを、その属性に応じて区分するものとしている。例えば、湾曲部分ＵＷ（図５参照）の外側に対応するビードＵＢ７、ビードＵＢ８と、湾曲部分ＵＷの内側に対応するねじれ抑制等価ドロービードＵＢ１、ねじれ抑制等価ドロービードＵＢ２と、湾曲部分ＵＷを含まない直線状部分に対応するねじれ抑制等価ドロービードＵＢ３、ねじれ抑制等価ドロービードＵＢ４、ねじれ抑制等価ドロービードＵＢ５、ねじれ抑制等価ドロービードＵＢ６とに区分している。
【００３６】
ここで、湾曲部分ＵＷ外側に対応するねじれ抑制等価ドロービードＵＢ７、ねじれ抑制等価ドロービードＵＢ８の単位ビード抵抗値Ｔ７、Ｔ８は実際のプレス成形条件から決まる、あらかじめ与えられた値に設定するものとし、残余のねじれ抑制等価ドロービード（ＵＢ１、ＵＢ２、ＵＢ３、ＵＢ４、ＵＢ５、ＵＢ６）の単位ビード抵抗値（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６）をプレス成形品ＵＰのねじれ角が最小となるように最適化するものとされる。
【００３７】
また、前記残余のねじれ抑制等価ドロービード（ＵＢ１、ＵＢ２、ＵＢ３、ＵＢ４、ＵＢ５、ＵＢ６）のうち、２つの湾曲部分ＵＷの間に挟まれた直線状部分に対応するねじれ抑制等価ドロービード（ＵＢ５、ＵＢ６）については、その単位ビード抵抗値Ｔ５、Ｔ６は、それを挟む両隣の湾曲部分ＵＷと対応するねじれ抑制等価ドロービード（ＵＢ１、ＵＢ７とＵＢ２、ＵＢ８）の単位ビード抵抗値の算術平均と等しい値に設定するものとしている。すなわち、下記等式１、２により単位ビード抵抗値を設定するものとしている。
【００３８】
Ｔ５＝（Ｔ１＋Ｔ７）／２                       （１）
Ｔ６＝（Ｔ２＋Ｔ８）／２                       （２）
これは、本発明者等の検討によれば、ねじれ抑制等価ドロービードＵＢ２とねじれ抑制等価ドロービードＵＢ４、およびねじれ抑制等価ドロービードＵＢ３とねじれ抑制等価ドロービードＵＢ５の隣接するねじれ抑制等価ドロービード間での流入抵抗値の差は少ないため、ねじれ抑制等価ドロービードＵＢのつなぎ目において流入抵抗値が急激に変化することがないのに対し、ねじれ抑制等価ドロービードＵＢ１とねじれ抑制等価ドロービードＵＢ７、およびねじれ抑制等価ドロービードＵＢ２とねじれ抑制等価ドローＵＢ８のねじれ抑制等価ドロービードＵＢ間での流入抵抗値の差が大きくなり、ねじれ抑制等価ドロービードＵＢ５およびねじれ抑制等価ドロービードＵＢ６は流入抵抗値がつなぎ目で急激に変化するので、それを避けるために補間の意味合いを持たせて算術平均値を単位ビード抵抗値として採用しているものである。
【００３９】
したがって、プレス成形システムＵにおいて最適化するパラメータは、ビードＵＢ１、ビードＵＢ２、ビードＵＢ３およびビードＵＢ４のそれぞれの単位ビード抵抗値Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４であることになる。すなわち、単位ビード抵抗値Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４が、設計変数ｘ１、ｘ２、ｘ３、ｘ４として設定される。
【００４０】
また、プレス成形システムＵにおいては、レール成形品ＵＰに割れを生じさせないという観点から、レール成形品ＵＰの最小板厚が制約関数ｇ（ｘ）として設定され、この制約関数ｇ（ｘ）が所定値を下回らないことを条件として設計変数ｘ１、ｘ２、ｘ３、ｘ４の最適化がなされる。
【００４１】
かかる最適化計算条件設定部１の機能を実現するため、設計変数設定部２１、目的関数設定部２２および制約関数設定部２３は、次のように構成されている。
【００４２】
すなわち、設計変数設定部２１は、板プレス成形において頻繁に利用される代表的な成形条件のそれぞれについて、予め規定された１または数種類のパラメータを設計変数としてオペレータにより指定させ、かつその設計変数の上限値および下限値をオペレータに適切に設定させるように支援する機能を有するものとされる。
【００４３】
また、設計変数設定部２１は、オペレータが設計変数ｘｉの入力を容易になし得るよう各種設定画面等を表示する表示手段、例えばＧＵＩ（グラフィカル・ユーザ・インタフェース）としての機能も有するものとされる。
【００４４】
しかして、このような設計変数設定部２１により前記単位ビード抵抗値Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４を、設計変数ｘ１、ｘ２、ｘ３、ｘ４として設定する場合には、後掲の成形シミュレーション手段５（図２参照）によりダイフェースのモデルを表示させ、ダイフェースにおいてねじれ抑制等価ドロービードＵＢを設けるべき位置に詳細は図示しない作図機能により、曲線や直線で表されるねじれ抑制等価ドロービードＵＢのデータを作成して描画し、描画されたねじれ抑制等価ドロービードＵＢを前掲のように区分し、設計変数ｘ１、ｘ２、ｘ３、ｘ４として各ねじれ抑制等価ドロービードＵＢ１、ＵＢ２、ＵＢ３、ＵＢ４の単位ビード抵抗値Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４を選定し、その上限値下限値を設定するといった操作が行われる。なお、ダイフェース等のモデルの表示機能、作図機能を有する成形シミュレーション手段５の一例として、日本イーエスアイ株式会社のＰＡＭ−ＳＴＡＭＰ  ２Ｇ（登録商標）等がある。
【００４５】
目的関数設定部２２は、板プレス成形において頻繁に利用される代表的な設計目標のそれぞれについて、予め規定された数種類のパラメータｆ(ｘ)の内の一つをオペレータにより目的関数として指定させ、かつその評価対象範囲をオペレータに適切に設定させるよう支援する機能を有するものとされる。
【００４６】
このような目的関数設定部２２により前記ねじれ角を目的関数ｆ（ｘ）として設定した場合におけるその値の算出は、以下のようにしてなされる。なお、以下の手順は、成形シミュレーション手段５によるシミュレーション結果を用いてなされる。
【００４７】
手順１：レール成形品ＵＰを長手方向に例えば等間隔で所定数ｎに分割するように分割線ＵＤ１、ＵＤ２、・・・、ＵＤｎ（図８参照）を設定する。
【００４８】
手順２：分割線ＵＤ１、ＵＤ２、・・・、ＵＤｎによる各ハット形断面の頭頂部分のパンチアール止まりより少し内側の２点Ｐ１、Ｐ２（図８参照）を通る直線Ｌを、その断面の傾きを表す代表線として定義する。
【００４９】
手順３：手順２で決められた断面のうち、レール成形品ＵＰの長手方向中央の断面（中央基準断面）について定義された代表線を基準線として、前記基準線に対する相対角度（正負の値を取り得る）を算出する。
【００５０】
手順４：手順３で算出された相対角度の最大値と最小値との差をレール成形品ＵＰのねじれ角と定義し、このねじれ角を目的関数ｆ（ｘ）の値として算出する。すなわち、後掲のように、所定の最適化アルゴリズムに従い、繰り返し行われる最適化計算のそれぞれにおいて、これら手順１、２、３、４により目的関数ｆ（ｘ）の値が算出される。
【００５１】
制約関数設定部２３は、板プレス成形において頻繁に利用される代表的な制約関数、つまり所定の設計目標を達成するに際して守られるべき条件のそれぞれについて、１または数種類のパラメータｇ（ｘ）を制約関数としてオペレータにより指定させ、かつその条件値をオペレータに適切に設定させるように支援する機能を有するものとされる。ここでは、破断危険度評価関数が制約関数として設定される。
【００５２】
次に、最適化計算部２を説明する。
【００５３】
最適化計算部２は、最適化計算実行手段４と、成形シミュレーション手段５と、シミュレーション実行ファイル作成手段６と、シミュレーション応答ファイル作成手段７とから構成される。
【００５４】
最適化計算実行手段４は、各種最適化アルゴリズムに基づく最適化計算プログラムを用いて最適解を探索する処理をなす機能を有するものであり、オペレータが、各最適化アルゴリズムの中でいずれの最適化アルゴリズムに基づく最適化計算プログラムにより最適解を探索するかを指定できるインタフェースを含む。
【００５５】
最適化計算実行手段４は、具体的には、選択された最適化アルゴリズムに基づく最適化計算プログラムにより、設定された設計変数ｘｉに対する成形シミュレーション手段５の応答である目的関数ｆ(ｘ)および制約関数ｇ(ｘ)を評価し、その評価結果により設計変数ｘｉの探索方向を定め、その定めた探索方向に設計変数ｘｉの値を調節し、値が調節された設計変数ｘｉにより再度シミュレーションを実行するようにシミュレーション実行ファイル作成手段６を介して成形シミュレーション手段５に設計変数ｘｉを出力する、といった手順で最適な設計変数ｘｉを探索する。
【００５６】
成形シミュレーション手段５は、板プレス成形解析ソフトウエア（ソルバーともいう）を備え、成形の対象となるブランクの形状データとその物性値データを用い、設定された金型によりプレス成形を実行した場合の成形結果をシミュレーションにより予測し、出力する機能を有するものである。なお、板プレス成形解析ソフトウエアとしては、前掲のＰＡＭ−ＳＴＡＭＰ  ２Ｇ（登録商標）等がある。
【００５７】
シミュレーション実行ファイル作成手段６は、最適化計算実行手段４により指示された設計変数ｘｉを用いて、成形シミュレーション手段５がシミュレーションを実行できるように、最適化計算実行手段４が出力した設計変数ｘｉに基づき所定のシミュレーション実行ファイルを自動作成する機能を有する。
【００５８】
例えば、シミュレーション実行ファイル作成手段６は、設計変数ｘｉに合わせてねじれ抑制等価ドロービードの形状やその抵抗値を成形シミュレーション手段５が実行可能な形式に変換し、それをシミュレーション実行ファイルに書き込んでそれを成形シミュレーション手段５に送出する。
【００５９】
シミュレーション応答ファイル作成手段７は、成形シミュレーション手段５によるシミュレーション結果に基づき、目的関数ｆ(ｘ)および制約関数ｇ(ｘ)を自動計算し、指示された設計変数ｘｉへの応答として最適化計算実行手段４に出力する機能を有する。
【００６０】
なお、板プレス成形解析ソフトウエアは種々のものが市販されており、シミュレーション実行ファイル作成手段６およびシミュレーション応答ファイル作成手段７を適宜調整することにより、各種ソフトウエアに適用可能である。
【００６１】
次に、最適化処理部ＵＴについて説明する。
【００６２】
最適化処理部ＵＴは、最適条件探索部ＵＳにより探索されたねじれ抑制等価ドロービードの形状およびその位置、ならびに単位ビード抵抗値に基づいて、ねじれ抑制実ドロービードをダイスのダイフェースに形成し、そのダイスを含む金型によりレール成形をなす。
【００６３】
ここで、単位ビード抵抗値を実現するねじれ抑制実ドロービードの形成は、公知の各種手法を用いてなすことができ、特に限定はない。その一例をあげれば、凸状に形成されたねじれ抑制実ドロービードに対応させてホルダーに形成された凹部を基準形状に形成する一方、凸状に形成されたねじれ抑制実ドロービードの突出高さを調整することにより、所定の抵抗値を有するねじれ抑制実ドロービードをダイフェースに形成できる。
【００６４】
また、そのねじれ抑制実ドロービードが形成されたダイスを含む金型を用いたレール成形も、公知の板材のプレス成形と同様になし得る。
【００６５】
このように、本実施形態によれば、ダイフェースに形成したねじれ抑制実ドロービードにより、ブランクにおける湾曲部の外側における直線状部分のフランジ部ＵＨの回転流入を抑制し、ないしはスプリングバックによって解放される曲げモーメントの左右のアンバランスを解消し、発生するねじれを抑制するものとしているので、ねじれのないレール成形品を得ることができる。
【００６６】
また、ダイフェースに形成するねじれ抑制実ドロービードの形状・位置およびその抵抗値を、最適化アルゴリズムを用いた最適化計算によるシミュレーションにより得ているので、金型を試行錯誤により製作する必要がなく、短期間で所望の金型を得ることができる。そのため、レール成形における製作期間を短縮できるとともに、製作コストの低減も図られる。
【実施例】
【００６７】
図９に、レール成形品ＵＰについて、前記単位ビード抵抗値の最適化を行った実施例と、単位ビード抵抗値を均一とした比較例とにおける断面位置とそのねじれ角との関係をグラフで示す。
【００６８】
ここで、実施例および比較例においては、分割線ＵＤによる分割数ｎを値１１としている。すなわちレール成形品ＵＰを中央基準断面を基準とし、その両側をそれぞれ５個のセクションに分割、つまり合計１０個のセクションに分割している。また、レール成形品ＵＰの最小板厚である制約関数ｇ（ｘ）は、素材が延性が低い特性を有するところから割れが生じないようにするために、素材板厚１ｍｍに対し０．８７ｍｍ以上を維持することを条件として、前記あらかじめ与えられる、前記湾曲部分ＵＷ外側に対応するねじれ抑制等価ドロービードＵＢ７、ねじれ抑制等価ドロービードＵＢ８の単位ビード抵抗値Ｔ７、Ｔ８は、０．２２５２ｋＮ／ｍｍに設定している。
【００６９】
なお、ねじれ角の計算には、前記ＰＡＭ−ＳＴＡＭＰ  ２Ｇを用い、最適化計算には、逐次近似応答曲面法であるＨＹＰＥＲ  ＯＰＴ（Ａｌｔａｉｒ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｒｉｎｇ社の登録商標）を用いた。
【００７０】
最適化計算１回あたりの所要時間は１．５時間であり、最適解は１９回目の最適化計算により得られた。その最適解は、単位ビード抵抗値Ｔ１＝０．０７１、Ｔ２＝０．１８２、Ｔ３＝０．０７２、Ｔ４＝０．２０４（単位はいずれもｋＮ／ｍｍ）であり、また、そのときのねじれ角は０．３２９度であった。このねじれ角の値は、実用上、問題のないものである。
【００７１】
一方、比較例においては、図９に示すように、ねじれが生じておりそのねじれ角は、約５度であった。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明は、湾曲部を有するレール成形に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の一実施形態に係るプレス成形システムの全体構成を示すブロック図である。
【図２】同プレス成形システムの最適条件探索部の詳細を示すブロック図である。
【図３】最適化計算条件設定部の詳細を示すブロック図である。
【図４】レール成形品の一例を示す斜視図である。
【図５】同レール成形品の平面図である。
【図６】金型の一例を示す模式図である。
【図７】ねじれ抑制等価ドロービードの一配置例を示す平面図である。
【図８】プレスシミュレーションにおける分割の一例を示す概略図である。
【図９】本発明による最適化の実施例を比較例とともに示すグラフ図である。
【図１０】ねじれが生じたレール成形品の一例を示すコンピュータグラフィック図である。
【符号の説明】
【００７４】
１      最適化計算条件設定部
２      最適化計算部
３      最適解出力部
４      最適化計算実行手段
５      成形シミュレーション手段
６      シミュレーション実行ファイル作成手段
７      シミュレーション応答ファイル作成手段
２１      設計変数設定部
２２      目的関数設定部
２３      制約関数設定部
Ｕ      プレス成形システム
ＵＳ      最適条件探索部
ＵＴ      最適化処理部
ＵＢ      ねじれ抑制等価ドロービード
【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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