(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
検討のための予め定めた形状に対して、金属板の塑性加工性をシミュレートにより評価する塑性加工性評価方法であって、
３次元データ生成手段（２１）が、前記検討のための予め定めた形状を３次元データで記憶手段（５）に格納させるステップと、
断面作成手段（２２）が、該記憶された３次元データに基づく形状に対して断面を平行に複数作成するステップと、
断面周長演算手段（２３）が、作成された各断面の断面周長をそれぞれ演算するステップと、
断面周長差および断面間隔演算手段（２４）が、作成された複数の断面中から２つの断面を選択し、選択された２つの断面の断面周長差および断面間隔を演算するステップと、
判定手段（２５）が、所定形状に塑性加工された金属板の２つの断面の断面周長差と前記２つの断面の断面間隔に対してしわが発生する領域か否かの情報が予め格納されている判定テーブルを判定テーブルメモリ（６）から読み出し、該判定テーブルを参照して、前記演算した断面周長差と断面間隔とに基づきしわが発生する領域にあるか否かによって金属板の塑性加工性の良否を判定するステップと、
出力手段（７）が、判定された良否を提示するステップと、から構成されることを特徴とする塑性加工性評価方法。
【請求項２】
検討のための予め定めた形状に対して、金属板の塑性加工性をシミュレートにより評価する塑性加工性評価装置（１）であって、
所定形状に塑性加工された金属板の２つの断面の断面周長差と前記２つの断面の断面間隔とに対してしわが発生する領域か否かの情報である判定テーブルを格納した判定テーブルメモリ（６）と、
前記検討のための予め定めた形状を３次元データで記憶する記憶手段（５）と、
該記憶された３次元データに基づく形状に対して断面を平行に複数作成する断面作成手段（２２）と、
作成された各断面の断面周長をそれぞれ演算する断面周長演算手段（２３）と、
作成された複数の断面中から２つの断面を選択し、選択された２つの断面の断面周長差および断面間隔を演算する断面周長差および断面間隔演算手段（２４）と、
前記判定テーブルメモリ（６）に格納されている前記判定テーブルを参照して、前記演算した断面周長差と断面間隔とに基づきしわが発生する領域にあるか否かによって金属板の塑性加工性の良否を判定する判定手段（２５）と、
判定された良否を提示する出力手段（７）と、
を備えたことを特徴とする塑性加工性評価装置（１）。
【請求項３】
検討のための予め定めた形状に対して、金属板の塑性加工性をシミュレートにより評価する塑性加工性評価方法であって、
３次元データ生成手段（２１）が、前記検討のための予め定めた形状を３次元データで記憶手段（５）に格納させるステップと、
断面作成手段（２２）が、成形されたスカート部を含む前記記憶された３次元データに基づく形状に対して断面を平行に複数作成するステップと、
断面周長演算手段（２３）が、作成された各断面の断面周長をそれぞれ演算するステップと、
断面周長差および断面間隔演算手段（２４）が、作成された複数の断面中から２つの断面を選択し、選択された２つの断面の断面周長差および断面間隔を演算するステップと、
判定手段（２５）が、母材となる金属板を所定形状に塑性加工した場合におけるダイフェース面に対応する形状に生成されたスカート部を含む金属板の２つの断面の断面周長差と前記２つの断面の断面間隔に対してしわが発生する領域か否かの情報が予め格納されている判定テーブルを判定テーブルメモリ（６）から読み出し、該判定テーブルを参照して、演算した断面周長差と断面間隔とに基づきしわ発生領域にあるか否かによって金属板の塑性加工性の良否を判定するステップと、
出力手段（７）が、判定された良否を提示するステップと、から構成されることを特徴とする塑性加工性評価方法。
【請求項４】
検討のための予め定めた形状に対して、金属板の塑性加工性をシミュレートにより評価する塑性加工性評価装置（１）であって、
母材となる金属板を所定形状に塑性加工した場合におけるダイフェース面に対応する形状に生成されたスカート部を含む金属板の２つの断面の断面周長差と前記２つの断面の断面間隔に対してしわが発生する領域か否かの情報である判定テーブルを格納した判定テーブルメモリ（６）と、
前記検討のための予め定めた形状を３次元データで記憶する記憶手段（５）と、
成形されたスカート部を含む前記記憶された３次元データに基づく形状に対して断面を平行に複数作成する断面作成手段（２２）と、
作成された各断面の断面周長をそれぞれ演算する断面周長演算手段（２３）と、
作成された複数の断面中から２つの断面を選択し、選択された２つの断面の断面周長差および断面間隔を演算する断面周長差および断面間隔演算手段（２４）と、
前記判定テーブルメモリ（６）に格納されている前記判定テーブルを参照して、演算した断面周長差と断面間隔とに基づきしわが発生する領域にあるか否かによって金属板の塑性加工性の良否を判定する判定手段（２５）と、
判定された良否を提示する出力手段（７）と、
を備えたことを特徴とする塑性加工性評価装置（１）。
【請求項５】
請求項１、または３記載の塑性加工性評価方法において、前記断面作成手段（２２）が、塑性加工のためのプレス方向に対して直交する法線を持つ基準平面を設定し、該基準平面に平行する面で前記形状を仮想的に切断した切断面を前記断面とすることを特徴とする塑性加工性評価方法。
【請求項６】
請求項１、または３記載の塑性加工性評価方法において、前記断面作成手段（２２）が、前記断面を指定された範囲内で作成することを特徴とする塑性加工性評価方法。
【請求項７】
請求項１、または３記載の塑性加工性評価方法において、前記断面作成手段（２２）が、前記断面を指定された間隔で作成することを特徴とする塑性加工性評価方法。
【請求項８】
請求項１、または３記載の塑性加工性評価方法において、前記判定テーブルメモリ（６）が、塑性加工される金属板の板厚または素材に応じて複数の判定テーブルを備えていることを特徴とする塑性加工性評価方法。
【請求項９】
請求項２記載の塑性加工性評価装置（１）において、前記断面作成手段（２２）に、塑性加工のためのプレス方向に対して直交する法線を持つ基準平面を設定する基準平面指定手段を備え、該基準平面に平行する面で仮想的に前記形状を切断した切断面を前記断面とすることを特徴とする塑性加工性評価装置（１）。
【請求項１０】
請求項４記載の塑性加工性評価装置（１）において、前記断面作成手段（２２）に、塑性加工のためのプレス方向に対して直交する法線を持つ基準平面を設定する基準平面指定手段を備え、該基準平面に平行する面で仮想的に前記スカート部を含む前記形状を切断した切断面を前記断面とすることを特徴とする塑性加工性評価装置（１）。
【請求項１１】
請求項２、または４記載の塑性加工性評価装置（１）において、前記断面作成手段（２２）には、断面作成範囲指定手段を備え、該断面作成範囲指定手段により前記断面を作成する範囲を指定することを特徴とする塑性加工性評価装置（１）。
【請求項１２】
請求項２、または４記載の塑性加工性評価装置（１）において、前記断面作成手段（２２）には、断面作成間隔指定手段を備え、該断面作成間隔指定手段により作成する断面の間隔を指定することを特徴とする塑性加工性評価装置（１）。
【請求項１３】
請求項２、または４記載の塑性加工性評価装置（１）において、前記判定テーブルメモリ（６）には、塑性加工される金属板の板厚または素材に応じて複数の判定テーブルを備えていることを特徴とする塑性加工性評価装置（１）。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は検討のための予め定めた所望の３次元形状モデルに対し、金属板の塑性加工性をシミュレートにより評価する塑性加工性評価方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、検討のための予め定めた所望の３次元形状モデルに対し、金属板の塑性加工性をシミュレートにより評価する場合、金属板がプレス成形などにより塑性変形する過程を有限要素法で数値シミュレートし、破断限界ひずみデータと算出された各要素のひずみデータとから、各要素の破断余裕度を算出・表示している。
【０００３】
例えば、特開平８−３３９３９６号公報に開示されているように、金属板が塑性変形する過程を有限要素法で数値シミュレートして得られた要素のひずみデータおよび／または応力データと、限界データ記憶部に格納されている破断限界ひずみデータおよび／またはしわ限界データとから各要素の破断余裕度を算出し、算出した破断余裕度データを等高線分布表示することによって、加工不良現象である破断および／またはしわが生ずるおそれを視覚的に把握することを可能にしている。
【０００４】
このように従来では、金属板が塑性変形する過程を有限要素法で数値シミュレートして、得られた各要素のひずみデータから成形性の判定が行われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、有限要素法解析では、より精度の高い解析を行うために、形状を的確かつ詳細な要素（メッシュ）に細分化して演算専用モデルを作成する必要があるうえ、有限要素法を用いるので、その演算には高性能なコンピュータを用いて比較的長時間の演算をさせる必要があり、様々な形状について比較検討をしたい場合に、素早く答えを得ることが困難であるという課題がある。
【０００６】
さらに、製品設計段階で種々の仕様を比較検討したい場合に、従来手法では場合によって数時間から１０数時間かかるため、従来手法をそのまま使用すれば仕様の決定が遅れることになるという課題が生ずる。
【０００７】
本発明は、手軽に利用でき、かつ必要な精度の演算結果を素早く得ることを可能にした塑性加工性評価方法および装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１にかかる塑性加工性評価方法は、検討のための予め定めた形状に対して、金属板の塑性加工性をシミュレートにより評価する塑性加工性評価方法であって、
前記検討のための予め定めた形状に塑性加工された金属板の断面周長と断面間隔とに対してしわ発生領域か否かの情報を予め判定テーブルとして記憶し、
前記検討のための予め定めた形状を３次元データで記憶し、
該記憶された３次元データに基づく形状に対して断面を平行に複数作成し、
作成された各断面の断面周長をそれぞれ演算し、
作成された複数の断面中から２つの断面を選択し、選択された２つの断面の断面周長差および断面間隔を演算し、
判定テーブルを参照して、演算した断面周長差と断面間隔とに基づきしわ発生領域にあるか否かによって金属板の塑性加工性の良否を判定し、
判定された良否を提示することを特徴とする。
【０００９】
本発明の請求項２にかかる塑性加工性評価装置は、検討のための予め定めた形状に対して、金属板の塑性加工性をシミュレートにより評価する塑性加工性評価装置であって、
前記検討のための予め定めた形状の断面周長と断面間隔とに対してしわ発生領域か否かの情報である判定テーブルを格納した判定テーブルメモリと、
前記検討のための予め定めた形状を３次元データで記憶する記憶手段と、
該記憶された３次元データに基づく形状に対して断面を平行に複数作成する断面作成手段と、
作成された各断面の断面周長をそれぞれ演算する断面周長演算手段と、
作成された複数の断面中から２つの断面を選択し、選択された２つの断面の断面周長差および断面間隔を演算する断面周長差演算手段と、
判定テーブルを参照して、演算した断面周長差と断面間隔とに基づきしわ発生領域にあるか否かによって金属板の塑性加工性の良否を判定する判定手段と、
判定された良否を提示する提示手段と、
を備えたことを特徴とする。
【００１０】
本発明の請求項１および２にかかる塑性加工性評価方法および装置によれば、検討のための予め定めた形状が３次元データで記憶され、該記憶された３次元データに基づく形状に対して断面が平行に複数作成され、作成された各断面の断面周長がそれぞれ演算され、作成された複数の断面中から２つの断面が選択され、選択された２つの断面の断面周長差および断面間隔が演算され、判定テーブルが参照されて、演算された断面周長差と断面間隔とに基づきしわ発生領域にあるか否かから金属板の塑性加工性の良否が判定されて、判定された良否が提示される。
【００１１】
したがって、本発明の請求項１および２にかかる塑性加工性評価方法および装置によれば、金属板の塑性変形過程を有限要素法に基づいて解析するのではなく、検討のための予め定めた形状を元に複数の断面が平行に形成され、複数の断面中から２つの断面が選択されて、選択された２つの断面の断面周長差と断面間隔とからの演算によって塑性加工性が求められるので、有限要素法解析のためのモデルを作成する必要はなく、容易に塑性加工性の評価をすることができる。
【００１２】
また、本発明の請求項１および２にかかる塑性加工性評価方法および装置によれば、検討のための予め定めた形状を元に複数の断面を平行に形成し、複数の断面中から選択された２つの断面の断面周長差と断面間隔とから演算によって塑性加工性が求められるために、低性能の演算手段によっても高速に演算ができて、検討のために設けた形状違いの複数の形状に対しても素早く塑性加工性の評価が得られる。
【００１３】
本発明の請求項３記載の塑性加工性評価方法は、検討のための予め定めた形状に対して、金属板の塑性加工性をシミュレートにより評価する塑性加工性評価方法であって、
母材となる金属板を前記検討のための予め定めた形状に塑性加工した場合におけるダイフェース面に対応する形状に生成されたスカート部を含む金属板の断面周長と断面間隔に対してしわの発生領域か否かの情報を予め判定テーブルとして記憶し、
前記検討のための予め定めた形状を３次元データで記憶し、
成形されたスカート部を含む前記記憶された３次元データに基づく形状に対して断面を平行に複数作成し、
作成された各断面の断面周長をそれぞれ演算し、
作成された複数の断面中から２つの断面を選択し、選択された２つの断面の断面周長差および断面間隔を演算し、
判定テーブルを参照して、演算した断面周長差と断面間隔とに基づきしわ発生領域にあるか否かによって金属板の塑性加工性の良否を判定し、
判定された良否を提示することを特徴とする。
【００１４】
本発明の請求項４記載の塑性加工性評価装置は、検討のための予め定めた形状に対して、金属板の塑性加工性をシミュレートにより評価する塑性加工性評価装置であって、
母材となる金属板を前記検討のための予め定めた形状に塑性加工した場合におけるダイフェース面に対応する形状に生成されたスカート部を含む金属板の断面周長と断面間隔に対してしわの発生領域か否かの情報である判定テーブルを格納した記憶手段と、
前記検討のための予め定めた形状を３次元データで記憶する記憶手段と、
成形されたスカート部を含む前記記憶された３次元データに基づく形状に対して断面を平行に複数作成する断面作成手段と、
作成された各断面の断面周長をそれぞれ演算する断面周長演算手段と、
作成された複数の断面中から２つの断面を選択し、選択された２つの断面の断面周長差および断面間隔を演算する断面周長差演算手段と、
判定テーブルを参照して、演算した断面周長差と断面間隔とに基づきしわ発生領域にあるか否かによって金属板の塑性加工性の良否を判定する判定手段と、
判定された良否を提示する提示手段と、
を備えたことを特徴とする。
【００１５】
本発明の請求項３および４にかかる塑性加工性評価方法および装置によれば、本発明の請求項１および２にかかる塑性加工性評価方法および装置による場合に加えて、母材となる金属板から形成する場合におけるスカート部が加えられて、金属板の塑性加工性の良否が判定される。
【００１６】
したがって、本発明の請求項３および４にかかる塑性加工性評価方法および装置によれば、スカート部が加えられているため、検討のための形状に着目しているのみでは不都合で、絞り深さや母材の面積を考慮する必要があるような場合にも塑性加工性が簡単に評価することができる。
【００１７】
本発明の請求項１〜４にかかる塑性加工性評価方法および装置において、塑性加工のためのプレス方向に対して直交する法線を持つ基準平面を設定し、該基準平面に平行する面で前記形状を仮想的に切断した切断面を前記断面としてもよい。
【００１８】
本発明の請求項１〜４にかかる塑性加工性評価方法および装置において、塑性加工のためのプレス方向に対して直交する法線を持つ基準平面を設定し、該基準平面に平行する面で前記形状を仮想的に切断した切断面を前記断面とした場合には、作成する断面位置が指定できるため、プレス方向を加味した方向に断面を形成できて、演算精度の向上が図れ、高精度で塑性加工性の評価をすることができる。
【００１９】
本発明の請求項１〜４にかかる塑性加工性評価方法および装置において、前記断面を指定された範囲内で作成するようにしてもよい。
【００２０】
本発明の請求項１〜４にかかる塑性加工性評価方法および装置において、前記断面を指定された範囲内で作成するようにした場合は、前記断面を作成する範囲を指定することができるために、絞りが深くしわが発生しそうな領域とその近傍だけを指定するといった、限定的な範囲内での演算のみで済み、無用な演算をする必要がなくなって、より素早く塑性加工性を評価することができる。
【００２１】
本発明の請求項１〜４にかかる塑性加工性評価方法および装置において、前記断面を指定された間隔で作成するようにしてもよい。
【００２２】
本発明の請求項１〜４にかかる塑性加工性評価方法および装置において、前記断面を指定された間隔で作成するようにした場合は、前記断面を作成する間隔を指定することができるので、より詳細に確認したい部位に対しては断面間隔を狭くして塑性加工性評価の精度を高めることができると共に、大まかな確認のみでよい部位に対しては断面間隔を広げることにより無用な演算をなくし、より素早く塑性加工性の評価を得ることができる。
【００２３】
本発明の請求項１〜４にかかる塑性加工性評価方法および装置において、判定テーブルを板厚または素材に応じて複数備えるようにしてもよい。
【００２４】
本発明の請求項１〜４にかかる塑性加工性評価方法および装置において、判定テーブルを板厚に応じて複数備えるようにした場合は、板厚または素材に応じて判定テーブルが備えられているため、同一形状のモデルに対し板厚または素材を変更した場合であっても容易にかつ精度よく塑性加工性の評価が可能となる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の塑性加工性評価方法および装置を実施の一形態によって説明する。
【００２６】
図１は本発明の塑性加工性評価方法を実施するための塑性加工性評価装置の構成を示す模式図である。
【００２７】
図１に示す塑性加工性評価装置１はスタンドアロンのコンピュータ、またはエンジニアリングワークステーションからなり、ＣＰＵ２と、干渉チェックがなされた境界表現による、検討するために予め定められた形状の３次元データ、例えば図３に示す自動二輪車における燃料タンク底板の形状の３次元モデル（３次元モデルは、例えばソリッドモデルやサーフェースモデル等を意味し、以下３Ｄモデルとも記す）を指定する３Ｄモデル指定手段３と、検討する形状に形成するため塑性加工される金属板の板厚および素材、プレス方向、断面作成範囲である計算範囲、断面間離等を含む計算パラメータを指示する入力手段４と、入力手段４にて指示された情報および演算結果を格納するテンポラリメモリを構成するＲＡＭ５と、金属板の板厚と素材毎に塑性加工性を判定するための判定テーブルが格納された判定テーブルメモリ６と、判定結果などを提示する提示手段である出力手段７とを備えている。
【００２８】
なお、ここで素材とは、塑性加工される母材となる金属板材料の種類であって、例えば金属板が鋼板の場合でも細かい仕様が相違する鋼板は異なる素材となり、鋼板のみでなくアルミニウム板等の場合も同様である。
【００２９】
判定テーブルメモリ６は、例えば図４に模式的に示すように、金属板の素材ごとに断面間の距離（Ｌｃ）と断面周長差｜Ｌｂ−Ｌａ｜とに基づいて成形性の良否を判定するために、成形によってしわが発生する領域（しわ発生領域）と、成形によってもしわが発生しない領域であるＯＫ領域との情報がテーブルの形で格納されている。判定テーブルは、具体的に、実験的、または経験的に予め定めておくことができる。
【００３０】
入力手段４による計算範囲の指定では、塑性加工のために入力されたプレス方向に対して直交する法線を持つ基準平面を２つ設定する。ここで、入力手段４によって基準平面を指定するのは、仮想的断面作成のために基準平面に平行する面で形状８（図３参照）を仮想的に切断して仮想的断面としたいためであり、単にプレス方向を指定しただけでは、断面を作成するため形状８を仮想的に切断する方向を指定することができないので、入力されたプレス抜き方向に対して直交する法線を持つ基準平面を指定するのである。さらに、基準平面を２つ設定するのは、この２つの基準平面に挟まれた領域を断面作成範囲とするためであって、これによって断面作成範囲が指定される。
【００３１】
入力手段４による計算パラメータの指定においては、前記したように断面間隔の指定の他に、形状８が左右対称か否かの指定、ダイフェース面の指定をするか否かの指示がなされる。断面間隔の指定は仮想的に形状８を切断して断面を生成するときの断面間隔を指定するためであり、形状８が左右対称か否かの指定は断面周長の演算において形状８が幅方向の中心に対して対称のときには中心までの断面周長を演算してその結果を２倍して断面周長とすれば足り、断面周長の演算を簡略化することができるためである。ダイフェース面の指定をするか否かの指示は任意であって必要に応じて選択的に指定すればよい。
【００３２】
ＣＰＵ２は、機能的に、３Ｄモデル指定手段３によって指定された３Ｄモデルに基づく３次元データを生成してＲＡＭ５の３次元データ格納領域に格納させる３次元データ生成部２１と、入力手段４によって指示された断面を作成するため形状８を仮想的に切断する方向に、指示された断面作成範囲内で、かつ指示された断面間隔で、３次元データ生成部２１によりＲＡＭ５の３次元データ格納領域に格納された３次元データにて形成される形状８の断面を仮想的に作成する断面作成部２２と、断面作成部２２において仮想的に作成された断面の断面周長を演算する断面周長演算部２３と、仮想的に作成された断面中から２つの断面を選択し、選択された断面の断面周長差と選択された２つの断面間の距離とを演算する断面周長差演算部２４と、入力手段４によって入力された板厚と素材を参照して、板厚と素材に対する判定テーブルを判定テーブルメモリ６から読み出し、読み出された判定テーブルを参照して、断面周長差演算部２４によって演算した断面間の距離と断面周長とに基づきしわ発生領域内か否かを判定し、かつ判定結果を出力手段７に出力して表示させる成形性判定部２５とを備えている。
【００３３】
上記のように構成された塑性加工性評価装置１の作用を図２に示したフローチャートによって説明する。
【００３４】
塑性加工性評価指示がなされると塑性加工性評価ルーチンに入り、３Ｄモデル指定手段３によって指定された、検討する形状８の３Ｄモデルに基づく３次元データが３次元データ生成部２１によって生成されてＲＡＭ５の３次元データ格納領域に格納され（ステップＳ１）、入力手段４から入力された板厚、素材およびプレス方向が読み込まれ（ステップＳ２）、続いて入力手段４から入力された断面作成範囲が読み込まれ（ステップＳ３）、次いで、入力された断面間隔が読み込まれる（ステップＳ４）。
【００３５】
ステップＳ４に続いて、ステップＳ１においてＲＡＭ５に格納された３次元データに基づく形状８に対して、ステップＳ２、Ｓ３およびＳ４において読み込まれた情報に基づいて、入力されたプレス方向に対して直交する法線を持つ基準平面が２つ設定され、この設定された２つの基準平面が断面作成範囲とされ、該断面作成範囲内において断面作成のために基準平面に平行し、かつ読み込まれた断面間隔隔てた面で形状８が仮想的に切断されることによって複数の断面が作成され、各断面の断面周長が断面周長演算部２３によって演算される（ステップＳ５）。
【００３６】
ステップＳ５における断面周長の演算において、入力手段４によって左右が対称との指定がされているときは、形状８が図３に示すように破線で示した左右の幅方向における中心線９に対して対称のときであって、このときには中心線９までの断面周長を演算し、該演算断面周長を２倍することによって断面周長Ｌａ、Ｌｂが求められて、断面周長の演算が簡単になる。
【００３７】
ステップＳ５に次いで、作成された複数の断面中から２つの断面が選択され（選択された２つの断面を図３において模式的に一点鎖線ａ、ｂにて示してあり、その断面周長はそれぞれＬａ、Ｌｂとする）、選択された２つの断面の各断面周長（Ｌａ、Ｌｂ）の差｜Ｌｂ−Ｌａ｜と、選択された２つの断面間の距離（Ｌｃ）が断面周長差演算部２４によって演算される（ステップＳ６）。
【００３８】
ステップＳ６に続いて、入力手段４によって入力された板厚および素材に対する図４に模式的に示す判定テーブルが読み出されて、読み出された判定テーブルが参照されて、演算された断面周長差｜Ｌｂ−Ｌａ｜と断面間の距離（Ｌｃ）とに基づいてしわ発生領域内か、しわが発生しないＯＫ領域内かによって塑性加工性が判別される（ステップＳ７）。
【００３９】
断面周長差｜Ｌｂ−Ｌａ｜と断面間の距離（Ｌｃ）との交点が図４においてしわ領域内に位置するときには塑性加工によってしわが発生して塑性加工性が悪いと判定され、断面周長差｜Ｌｂ−Ｌａ｜と断面間の距離（Ｌｃ）との交点が図４においてＯＫ領域に位置するときは塑性加工によってしわが発生しない、すなわち、塑性加工性が良好であると成形性判定部２５により判定される。
【００４０】
ステップＳ７に続いて判定結果が出力手段７に出力されて表示される（ステップＳ８）。ステップＳ８における表示に続いて、他の２つの断面が選択されて（ステップＳ９）、全ての組み合わせについて選択が終了したか否かがチェックされる（ステップＳ１０）。ステップＳ１０において全ての組み合わせが選択されていないと判別されたときは、ステップＳ６から再び実行される。
【００４１】
ステップＳ１０において全ての組み合わせが選択されたと判別されたときは、塑性加工性評価ルーチンは終了する。
【００４２】
ステップＳ５において断面がｎ個作成されたときは、ステップＳ１０において、ｎ個の中から２個を選ぶ組合わせnＣ2の回数だけの組み合わせが終了したときに塑性加工性評価ルーチンは終了し、この組み合わせ中の少なくとも１つにおいてしわ領域内であると判別されたときは、塑性加工性が悪いと判別される。
【００４３】
次に、入力手段４による計算パラメータの指定において、断面間隔の指定の他に、形状８が左右対称か否かの指定およびダイフェース面の指定をする旨の指示がなされた場合について説明する。
【００４４】
以下、図３に示す場合と同様に自動二輪車における燃料タンク底板をプレス加工により成形する場合を例に説明する。
【００４５】
ダイおよびポンチによるプレス加工によって燃料タンク底板を成形する場合に、ダイフェース面の指定指示を行うことの理由について説明する。
【００４６】
図５に模式的に示すように、図５（ａ）に示す母材３３を、図５（ｂ）に示す如くポンチ３２とダイ３１との間に挿入し、ポンチ３２の外側に位置するホルダ３７によって母材３３の周縁を押さえプレスすることによって目的物体である燃料タンク底板を成形する。母材３３はプレス加工により、形状８の部分と形状８の部分の周囲に延伸された母材３３からなるスカート部３５の部分とを含む図５（ｃ）に示す半完成品３４が成形される。図５（ｂ）において符号３６はダイフェースを示す。
【００４７】
半完成品３４におけるスカート部３５の部分は、図５（ｄ）に示す如く、最終的には除去されて、完成品である物体の形状８、すなわち燃料タンク底板とされる。なお、図５（ｃ）および図５（ｄ）においては、説明の便宜のために、スカート部３５の部分にしわが生じた場合を誇張して示してある。
【００４８】
このため、塑性加工性を評価する場合には、３Ｄモデルの形状に着目しているのみでは不都合な場合があって、ダイ３１の成型孔の底からダイフェース３６までの距離、すなわち絞り深さや、ダイフェース３６の面が平面なのか曲面なのかを考慮する必要がある。
【００４９】
ダイフェース面の指定指示を行う場合の塑性加工性評価装置１の構成は図１に示す模式図と同じであり、重複を避けるためその説明は省略する。
【００５０】
ダイフェース面の指定指示を行う場合における塑性加工性評価装置１の作用を、図６に示したフローチャートによって説明する。
【００５１】
塑性加工性評価指示がなされると、図６に示す塑性加工性評価ルーチンに入り、３Ｄモデル指定手段３によって指定された、検討する形状８の３Ｄモデルに基づく３次元データが３次元データ生成部２１によって生成されてＲＡＭ５の３次元データ格納領域に格納され（ステップＳ１）、入力手段４から入力された母材３３の板厚および素材（材料）とプレス方向が読み込まれ（ステップＳ２）、続いて入力手段４から入力された断面作成範囲が読み込まれ（ステップＳ３）、次いで、入力された断面間隔が読み込まれる（ステップＳ４）。ステップＳ１からステップＳ４までのステップは図２の場合と同様である。
【００５２】
ここで、ダイフェース面は、３次元ＣＡＤ上でモデル形状から想定し得る任意の平面ダイフェースでも、または曲面ダイフェースでもよく、３次元ＣＡＤ上でモデル形状から想定し得るダイフェースを定義することによって行われる。ダイフェース面を指定する指示により、（１）予め定めたダイフェース面のデータを利用する場合、（２）ダイフェース面が平面とみなされて自動生成される場合、（３）ダイフェースが３次曲面として新たに生成される場合の３通りがある。平面ダイフェースの場合は図７に模式的に示す如くであり、曲面ダイフェースの場合は図８に模式的に示す如くである。ダイフェースの生成については、予めダイフェースを生成しておいてもよく、別途設けたダイフェース作成ルーチンを実行してダイフェースを生成してもよい。
【００５３】
図６に戻って、ステップＳ４に続いて入力手段４によってダイフェース面の指定指示がなされているか否かがチェックされる（ステップＳ４ａ）。ステップＳ４ａにおいて、ダイフェース面の指定指示がなされていないと判別されたときは、デフォルトルールにより、ダイフェースは平面とみなされ、プレス方向を法線とする任意の平面位置に平面ダイフェースが自動生成される（ステップＳ４ｃ）。ステップＳ４ａにおいてダイフェース面の指定指示がなされていると判別されたときは、入力手段４からダイフェース面の指定指示が読み込まれて、判定指示に基づく曲面ダイフェースの生成がなされる（ステップＳ４ｂ）。
【００５４】
ステップＳ４ｂあるいはステップＳ４ｃの実行に続いて、ステップＳ１においてＲＡＭ５に格納された３次元データに基づく形状８に対して、ステップＳ２、Ｓ３およびＳ４において読み込まれた情報に基づいて、入力されたプレス方向に対して直交する法線を持つ基準平面が２つ設定され、この設定された２つの基準平面が断面作成範囲とされ、該断面作成範囲内において断面作成のために基準平面に平行し、かつステップＳ４にて読み込まれた断面間隔隔てた面で形状８およびスカート部３５が仮想的に切断されることによって複数の断面が作成され、各断面の断面周長が断面周長演算部２３によって演算される（ステップＳ５ａ）。
【００５５】
なお、深絞りなどのプレス加工によっては、母材３３の端面形状は絞り深さに対応して微視的に凹凸形状を呈するが、図７および図８においてはこれを無視して計算および表示している。
【００５６】
ステップＳ５ａにおける断面周長の演算において、入力手段４によって左右が対称との指定指示がされているときは、形状８が図３に示した場合と同様に図７および図８において破線で示した左右の幅方向における中心線９に対して対称であって、かつ母材３３の端部が中心線９と平行になるようにガイドされて挿入されるときには、スカート部３５を含んで中心線９までの断面周長を演算し、該演算断面周長を２倍することによって断面周長が求められて、断面周長の演算が簡単になる。
【００５７】
ステップＳ５ａに次いで、作成された複数の断面中から２つの断面が選択され、選択された２つの断面の各断面周長（Ｌａ′、Ｌｂ′）が求められ、求められて各断面周長から求めたその差｜Ｌｂ′−Ｌａ′｜と、選択された２つの断面間の距離（Ｌｃ）が断面周長差演算部２４によって演算される（ステップＳ６ａ）。ここで、選択された２つの断面を図７（ａ）および図８（ａ）において模式的に一点鎖線ａ′、ｂ′にて示してあり、その断面周長をそれぞれＬａ′、Ｌｂ′としている。
【００５８】
ここで、断面周長の演算について説明する。図７（ａ）および図７（ｂ）は平面ダイフェースの場合を示し、図８（ａ）および図８（ｂ）は曲面ダイフェースの場合を示している。図７（ａ）および図８（ａ）において細破線は形状８を形成のためのプレス加工によって折り曲げられる部分の軌跡を模式的に示しており、後記の垂線の足の軌跡でもある。平面ダイフェース面によって生成された半完成品３４上におよび曲面ダイフェースによって生成された半完成品３４上に、二点鎖線で示した端辺を設定する。
【００５９】
図７（ｂ）は形状８とスカート部３５とを図７（ａ）に対応して模式的に示したものであり、図８（ｂ）は形状８とスカート部３５とを図８（ａ）に対応して模式的に示したものである。
【００６０】
スカート部３５および形状８の断面長の演算は平面ダイフェース面の場合も曲面ダイフェース面の場合と同様であるため、図７（ａ）によって説明する。
【００６１】
形状８の断面ａ′（ｂ′）の端点Ｐａ１（Ｐｂ１）からダイフェース面方向に下ろした垂線の足をＰａ２（Ｐｂ２）とし、前記垂線の足Ｐａ２（Ｐｂ２）を断面ａ′（ｂ′）に沿って端辺の方向へ移動させたときにおける前記端辺との交点をＰａ３（Ｐｂ３）としたとき、断面ａ′の断面周長Ｌａ′、断面ｂ′の断面周長Ｌｂ′は、形状８自体の断面ａ′の周長をＬａとし、形状８自体の断面ｂ′の周長をＬｂとすると、（１）式に示す如くである。
【００６２】
断面ａ′のスカート部３５を含む断面周長Ｌａ′、断面ｂ′のスカート部３５を含む断面周長Ｌｂ′が、（１）式に示す如くになるのは、点Ｐａ１（Ｐｂ１）、点Ｐａ２（Ｐｂ２）、点Ｐａ３（Ｐｂ３）に対応して、図７（ａ）の対応する形状８の裏側にも同様に点Ｐａ４（Ｐｂ４）、点Ｐａ５（Ｐｂ５）、点Ｐａ６（Ｐｂ６）が存在するためである。
【００６３】
上記の断面周長の演算については図８に示す曲面ダイフェースの場合も同様である。
【００６４】
【数１】
0004727861.tif 000002
【００６５】
したがって、図４において周長差│Ｌｂ−Ｌａ│に変わって周長差│Ｌｂ′−Ｌａ′│に対して求めてある判定テーブルによって、入力手段４によって入力された板厚および／または素材に対してしわ発生領域内か、しわが発生しないＯＫ領域内かによって塑性加工性が判別される（ステップＳ７ａ）。
【００６６】
断面周長差｜Ｌｂ′−Ｌａ′｜と断面間の距離（Ｌｃ）との交点が図４においてしわ領域内に位置するときには塑性加工によってしわが発生して塑性加工性が悪いと判定され、断面周長差｜Ｌｂ′−Ｌａ′｜と断面間の距離（Ｌｃ）との交点が図４においてＯＫ領域に位置するときは塑性加工によってしわが発生しない、すなわち、塑性加工性が良好であると成形性判定部２５により判定される。
【００６７】
ステップＳ７ａに続いて判定結果が出力手段７に出力されて表示される（ステップＳ８ａ）。ステップＳ８ａにおける判定結果の表示に続いて、他の２つの断面が選択されて（ステップＳ９ａ）、全ての組み合わせについて選択が終了したか否かがチェックされる（ステップＳ１０）。ステップＳ１０において全ての組み合わせが選択されていないと判別されたときは、ステップＳ６ａから再び実行される。
【００６８】
ステップＳ１０において全ての組み合わせが選択されたと判別されたときは、塑性加工性評価ルーチンは終了する。
【００６９】
ステップＳ５ａにおいて断面がｎ個作成されたときは、ステップＳ１０において、ｎ個の中から２個を選ぶ組合わせnＣ2の回数だけの組み合わせが終了したときに塑性加工性評価ルーチンは終了し、この組み合わせ中の少なくとも１つにおいてしわ領域内であると判別されたときは、塑性加工性が悪いと判別される。
【００７０】
かかる判定によって塑性加工性が悪いと判定されたときは、ダイフェース面の一部または全部の形状を修正するなどのダイの修正により、塑性加工性を向上させることができる。
【００７１】
ここで、ダイフェース面の指定指示の有無に関わらず、しわ領域内であると判定されたとき、出力手段７における提示において、表示色を変えて提示するようにしてもよい。
【００７２】
ダイフェース面の指定指示の有無に関わらず、上記において、断面を作成する断面作成範囲の指定ができるようにしたため、絞りが深くしわ発生のおそれがあると想定される領域とその近傍を断面作成範囲として選択することによって、限定的な範囲について塑性加工性を判定することができて、演算量が少なくて済み、より素早く塑性加工性を知ることができる。
【００７３】
さらにダイフェース面の指定指示の有無に関わらず、断面間隔の指定ができるようにしたために、断面間隔を狭く指定したり、広く指定したりすることができて、塑性加工性をより詳細に判定したい部位、例えば絞りが深い部位に対しては断面間隔を狭くして判定精度を高めることができ、大まかな確認でよいような部位については断面間隔を広くして演算回数を減らして、素早く塑性加工性の判定を得ることができる。
【００７４】
さらにまたダイフェース面の指定指示の有無に関わらず、判定テーブルを塑性加工される金属板の板厚および／または素材に対応して設け、塑性加工される板厚および／または素材を指定することによって、指定された板厚の金属板に対する判定テーブルが参照されて、該板厚および／または素材の場合による塑性加工性の判定ができるようにしたために、必要に応じて板厚、または素材を変更して同一形状の判定モデルに対して再度判定を行うことができてきわめて好都合である。このように板厚および／または素材を変更したときにも容易に判定をすることができる。
【００７５】
さらにダイフェース面の指定指示の有無に関わらず、上記において、断面を作成するために仮想的に形状８を切断する方向が指定できて、該方向に切断されて断面が作成されるために、塑性加工性の判定が精度よく行える。
【００７６】
また、ダイフェース面の指定指示の有無に関わらず、プレス方向を入力したうえで、このプレス方向に対して直交する法線を有する基準平面を自動的に指定するようにしたため、断面を得るための切断面が特定されることになる。
【００７７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明にかかる塑性加工性評価方法および装置によれば、塑性加工性を有限要素法等の知識を全く必要とせず簡単に、例えば１秒以下から数秒程度の瞬時に評価することができて、種々の検討のための予め定めた形状に対し、金属板の塑性加工性仕様を比較検討でき、生産性の高い製品を設計することが可能となる。
【００７８】
さらに、本発明にかかる塑性加工性評価方法および装置によれば、金属板の塑性変形過程を有限要素法で解析するのではなく、検討のための予め定めた形状を元にその断面周長と断面間隔とを求めることで済み、有限要素法解析専用のモデル作成が不要で気軽に活用することができる。
【００７９】
さらにまた、本発明にかかる塑性加工性評価方法および装置によれば、断面間隔と断面周長とに基づいて塑性加工性が得られるので、低性能なコンピュータでも高速に演算可能であり、形状が違う数多くの形状に対して演算をするような場合であっても手軽にかつ素早く塑性加工性の評価が得られる。
【００８０】
また、本発明にかかる塑性加工性評価方法および装置によれば、形状に着目しているのみでは不都合で、絞り深さや母材の面積を考慮する必要があるような場合にも塑性加工性を簡単に評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の塑性加工性評価方法を実施するための一形態にかかる塑性加工性評価装置の構成を示す模式図である。
【図２】図１に示す塑性加工性評価装置の作用の説明に供するフローチャートである。
【図３】図１に示す塑性加工性評価装置により評価される形状の一例を示す斜視図である。
【図４】図１に示す塑性加工性評価装置における判定テーブルの一例を示す模式図である。
【図５】本発明の塑性加工性評価方法によって評価される形状成形の説明図である。
【図６】本発明の塑性加工性評価方法においてダイフェース面の指定指示の場合における塑性加工性評価装置の作用の説明に供するフローチャートである。
【図７】ダイフェース面が平面の場合における断面周長演算の模式説明図である。
【図８】ダイフェース面が曲面の場合における断面周長演算の模式説明図である。
【符号の説明】
１…塑性加工性評価装置          ２…ＣＰＵ
３…３Ｄモデル指定手段          ４…入力手段
５…ＲＡＭ                      ６…判定テーブルメモリ
７…出力手段                    ２１…３次元データ生成部
２２…断面作成部                ２３…断面周長演算部
２４…断面周長差演算部          ２５…成形性判定部
３１…ダイ                      ３２…ポンチ
３３…母材                      ３４…半完成品
３５…スカート部                ３６…ダイフェース
【図１】
0004727861.tif 000003
【図２】
0004727861.tif 000004
【図３】
0004727861.tif 000005
【図４】
0004727861.tif 000006
【図５】
0004727861.tif 000007
【図６】
0004727861.tif 000008
【図７】
0004727861.tif 000009
【図８】
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