[发明专利]变形解析装置、变形解析方法及程序

说明书

具备：存储部(12)，将材料的解析数据存储；状态变量计算部(152)，基于解析数据，计算材料的变形的各时刻的上述材料的各要素的应力及其他状态变量；断裂判定部(153)，基于计算出的状态变量，根据预先对上述材料求出的断裂极限应力线，判定在材料的各要素中是否发生了断裂；应力修正部(154)，对于材料的各要素中的被判定为发生了断裂的要素，不将该要素去除，设σ为考虑了刚性降低的应力，D为连续体损伤力学中的损伤变量(其中，0≦D≦1)，以及σ’为没有考虑刚性降低的应力，通过下式使σ减小，σ＝(1－D)σ’，从而使该要素的刚性降低，并将解析数据更新。

技术领域

本发明涉及变形解析装置、变形解析方法及程序。

背景技术

在材料的变形、例如板材的冲压成形中，已知如果成形条件不适当则会在成形品上发生成形破裂。因此，使用计算机通过各种各样的成形条件进行板材的冲压成形的模拟、并基于其结果判断成形条件的妥当性的方法被采用(例如专利文献1)。

这样的方法通常是将

(1)通过设定的成形条件进行冲压成形的模拟，使用其模拟结果依次计算材料各部的应变；

(2)基于计算出的应变是否超过在预先按照每个材料准备的成形极限线图(Forming Limit Diagram，FLD)中描绘的成形极限线(Forming Limit Curve，FLC)，进行关于成形破裂的发生的判定；

(3)在判定为发生成形破裂的情况下，修正认为是成形破裂发生的原因的部分的成形条件；

这三个步骤反复执行，直到能够得到不发生成形破裂且也满足其他要求(例如，制品的低重量化、薄型化等)那样的适当的成形条件。

如此这样的参照成形极限线图通过冲压成形的模拟来探索适当的成形条件的方法在实现制品设计阶段中的成本削减和设计期间的缩短方面非常有用。

但是，以往的方法是单纯参照应变的方向总为一定的、所谓比例变形的情况下的成形极限线图(比例变形FLD)来判定是否发生成形破裂的，如果应用到伴随着复杂的变形的实际的冲压成形中，不能完成适当的成形条件的探索的情况也较多。换言之，以往的方法其变形路径依存性较强，对于发生复杂的变形的碰撞等的现象不能适用。

所以，近年来，开发了代替应变而使用应力来判定是否发生成形破裂的方法(应力FLD)。例如，在专利文献2中公开了以下方法：以比例负荷路径推测应变空间的断裂极限线，将应变空间的断裂极限线变换为应力空间的断裂极限线(断裂极限应力线)，利用断裂极限应力线计算断裂危险度，根据计算出的断裂危险度进行断裂判定。通过这样的方法，能够进行包括一个以上的变形路径变化的过程中的断裂判定对象部位的断裂判定。换言之，这样的方法其变形路径依存性较弱，对于发生复杂的变形的碰撞等的现象也能够适用。

可是，在以往的方法中，在某个要素中发生了断裂的情况下，通过将该要素去除来表现断裂状态。如果某个要素被去除，则作用在该要素上的应力分散作用到其周边的要素。因而，如果被去除的要素的尺寸较小，则作用在其周边的要素上的应力也较小，龟裂逐渐发展，而如果被去除的要素的尺寸较大，则作用在其周边的要素上的应力也变大，模拟中的龟裂容易以实际以上的程度发展。因而，在以往的方法中，有难以预测发生断裂后的动态的情况。

例如，在专利文献3中公开了以下方法：在将筒状体使轴线相互平行地集合而构成的冲击吸收体通过有限单元法而模型化、使其与通过有限单元法而模型化的被碰撞体规定地碰撞来进行碰撞解析的碰撞解析装置中，在用上述模型化的冲击吸收体的压缩时的应力与应变的关系表示的整体的抗力特性超过预先设定的应变的值的区域中，设定抑制应力上升的修正特性。更具体地讲，公开了在应变ε超过ε1的区域中、随着应变ε的增加而应力σ降低的修正特性。通过这样的方法，在应力－应变控制的幅度较宽的特性区域中能够将碰撞自然而精度良好地再现并解析。

但是，在专利文献3中，关于修正特性的具体的设定的方式没有被公开。