CN107532980A - 剪切边缘能否成型的评价方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供以更高的精度对在预成型后进行剪切的材料边缘能否成型进行评价的技术。通过对预成型后的金属板的扩孔试验，改变剪切边缘处的应变梯度来求出变形极限等效应变量相对于应变梯度的多个数据，由该多个数据和预变形等效应变量求出拉伸凸缘变形极限等效应变相对于应变梯度的关系。根据求得的关系，由上述剪切边缘的成型极限线L和可成型区域R对通过预成型而被施加了预变形的金属板评价剪切边缘能否成型。

Description

剪切边缘能否成型的评价方法

技术领域

本发明涉及在一次成型后进行要被剪切的材料边缘能否成型的评价技术。例如涉及利用FEM(Finite Element Method，有限元法)仿真对汽车用冲压品等的剪切边缘处能否成型进行评价的技术。

背景技术

作为在冲压品的剪切边缘处根据对变形极限的影响度大的剪切边缘附近的变形状态来评价能否成型的方法，例如有专利文献1～3所述的判定方法。

但是，上述的冲压品的剪切边缘处能否成型的判定方法均在未经预变形(一次成型)的条件下对被剪切的材料边缘进行评价，对于在进行预变形后被剪切的材料边缘中的应用未做任何考虑。

根据上述，一直以来，关于经历了一次成型后的剪切边缘处能否成型的判定精度存在问题，存在若非在模具制作后则能否成型并不明确的课题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第4935713号公报

专利文献2：日本专利第5561203号公报

专利文献3：日本专利第5472518号公报

发明内容

发明所要解决的课题

本发明是着眼于上述的问题点而进行的，其目的在于提供以更优良的精度对在预成型后将被剪切的材料边缘能否成型进行评价的技术。

解决课题的手段

为了解决课题，本发明的一个方式涉及一种剪切边缘能否成型的评价方法，评价对金属板进行冲压成型所致的剪切边缘能否成型，其中，该金属板通过预成型而被施加了预变形，该评价方法的特征在于，通过对预成型后的金属板的扩孔试验，求出剪切边缘处的变形极限，利用变形极限等效应变量来表述所求出的剪切边缘处的变形极限量，取得应变梯度不同的多个数据，该数据是由相对于剪切边缘处的径向应变梯度的、通过上述扩孔试验求出的变形极限等效应变量构成的数据；将通过上述预成型施加给上述金属板的等效应变量定义为预变形等效应变量，将该预变形等效应变量与上述预成型后的金属板中的变形极限等效应变量之和定义为拉伸凸缘变形极限等效应变(stretch flange deformationlimit equivalent strain)；根据上述预变形等效应变量和上述多个数据，求出拉伸凸缘变形极限等效应变相对于应变梯度的关系；根据求出的上述关系确定剪切边缘的可成型区域，对通过预成型而被施加了预变形的金属板进行剪切边缘能否成型的评价。

发明效果

根据本发明的一个方式，能够更简便地且以更优良的精度在经一次成型(预成型)和二次成型形成的成型品中对于在预成型后将被剪切的金属板的材料边缘能否成型进行评价。

即，二次成型中拉伸凸缘部处能否成型和成型裕度等评价能够精度良好地进行预测而不必多次制作模具，其结果是能够尽早预防由于产生裂纹所致的不良。

附图说明

图1是示出实验1中应变梯度大的情况下的预变形等效应变与二次变形极限应变之间的关系的图。

图2是示出实验1中应变梯度大的情况下的预变形等效应变与总变形量之间的关系的图。

图3是示出实验1中应变梯度小的情况下的预变形等效应变与二次变形极限应变之间的关系的图。

图4是示出实验1中应变梯度小的情况下的预变形等效应变与总变形量之间的关系的图。

图5是示出实验2中的应变梯度大的情况下的预变形等效应变与二次变形极限应变之间的关系的图。

图6是示出实验2中的应变梯度大的情况下的预变形等效应变与总变形量之间的关系的图。

图7是示出实验2中应变梯度小的情况下的预变形等效应变与二次变形极限应变之间的关系的图。

图8是示出实验2中应变梯度小的情况下的预变形等效应变与总变形量之间的关系的图。

图9是示出实验3中的应变梯度大的情况下的预变形等效应变与二次变形极限应变之间的关系的图。

图10是示出实验3中的应变梯度大的情况下的预变形等效应变与总变形量之间的关系的图。

图11是示出实验3中的应变梯度小的情况下的预变形等效应变与二次变形极限应变之间的关系的图。

图12是示出实验3中的应变梯度小的情况下的预变形等效应变与总变形量之间的关系的图。

图13是说明根据本发明第1实施方式的处理工序的图。

图14是说明根据本发明第1实施方式的成型极限线和可成型区域的图。

图15是说明根据本发明的变形例的成型极限线和可成型区域的图。

图16是说明根据本发明第2实施方式的处理工序的图。

图17是说明根据本发明第2实施方式的成型极限线和可成型区域的图。

具体实施方式

(达成本发明的技术思想)

在基于上述现有技术的、加工所致的剪切边缘能否成型的判定方法的评价中，均假设从未经预变形(一次成型)的状态进行仅关于剪切边缘的变形极限的评价。因此，在进行一次成型后剪切边缘能否成型的判定中是否能够直接推广上述现有技术的评价方法尚不明确。这是由于，剪切所致的损害并不能说不依赖于由预成型产生的一次变形量。

于是，发明人实施了详细调查，以期定量地阐明预变形量(一次变形量)对于二次成型时的变形极限所带来的影响。

以下对其内容进行说明。

在此，使用表1所示的试验材料A～E，对于被赋予了一次成型(预变形)的金属板实施各种扩孔试验。作为扩孔试验，实施了使用圆锥状冲头的圆锥扩孔试验和使用圆筒状冲头的圆筒扩孔试验。

【表1】

试验材料	板厚(mm)	YS(MPa)	TS(MPa)	El(％)	n值	λ值
							A	0.7	166	293	49	0.23	135
B	1.6	318	462	39	0.18	64
							C	2.3	349	470	33	0.17	62
D	2.6	502	618	29	0.12	85
							E	2.6	603	448	32	0.14	113

上述的扩孔试验为下述的试验：对作为对象的金属板施加一次成型而成为圆锥台形状后，以圆锥台的上表面为中心切割出作为试料的部分，对该切割出的试料进行平坦化。其后在试料的中心形成冲孔，利用冲头进行冲孔的扩孔。所使用的圆锥形状的冲头为60度圆锥冲头，圆筒形状的冲头为直径50mm的圆筒冲头。

需要说明的是，半径方向的应变梯度可通过改变所使用的冲头的形状或预成型后的冲孔径来进行调整。

<实验1>

对于由试验材料A构成的金属板进行了圆锥扩孔试验。

并且，以相对于由预成型带来的预变形等效应变的、预成型后的金属板中的二次变形极限应变进行整理，得到了图1所示的结果。另外，以相对于由预成型带来的预变形等效应变的、预变形等效应变与二次变形极限应变之和，即总变形量进行整理，得到了图2所示的结果。

接着，对于由试验材料A构成的金属板进行圆筒扩孔试验。

并且，以相对于由预成型带来的预变形等效应变的、预成型后的金属板中的二次变形极限应变进行整理，得到了图3所示的结果。另外，以相对于由预成型带来的预变形等效应变的、预变形等效应变与二次变形极限应变之和，即总变形量进行整理，得到了图4所示的结果。

其中，在各图中，○为等双轴下的应变，□为非等双轴下的应变，△为平面应变下的应变。

在进行了圆锥扩孔的情况下，与进行圆筒扩孔的情况相比，剪切边缘处的应变梯度增大。

因此，试验材料A在应变梯度大的情况下，由图1可知，随着预变形等效应变量增加，二次变形极限应变减小；由图2可知，随着预变形等效应变量增加，总变形量存在增加的倾向。

另一方面，在剪切边缘处的应变梯度小的情况下，由图3可知，随着预变形等效应变量增加，二次变形极限应变减小；由图4可知，总变形量不怎么依赖于预变形等效应变量，与预变形等效应变量的相关性低。

另外，由图1～图4可知，预变形等效应变量(预变形量、一次变形量)对二次变形极限应变带来的影响不怎么依赖于预变形的变形形态。因此，发现二次变形极限应变能够用等效应变来梳理。

<实验2>

对于试验材料D进行与实验1同样的实验。其结果示于图5～图8。

如图5～图8所示，可知该试验材料D也存在与试验材料A同样的倾向。

<实验3>

对于试验材料E进行与实验1同样的实验。其结果示于图9～图12。

如图9～图12所示，可知该试验材料E也存在与试验材料A类似的倾向，但还具有下述的倾向。

即，在应变梯度大的情况下，在规定的变形区域，二次变形极限几乎不由于预变形量而降低。另一方面，在应变梯度小的情况下，总变形量对于预变形量具有依赖性，随着预变形量的增加而减小。即，赋予预变形会产生相反的效果。

<实验结果总结>

对于试验材料B、C也进行了与实验1同样的实验。

并且，若将上述的结果以(二次成型中的变形极限量的降低量)与预变形量(预变形等效应变量)之比来整理，则得到表2所示的结果。

【表2】

如表2所示，可知与应变梯度小的情况相比，在应变梯度大的情况下，对于预成型后的金属板的成型裕量(成型裕度)可能被估计得过少。并且可知，在被估计得过少的情况下，可能会产生不必要的模具的修正。

<技术思想>

发明人由以上的实验得到了以下的技术思想。

(1)一次变形量对剪切后的变形极限应变的影响度不怎么依赖于剪切后的变形极限应变的变形形态(等双轴、非等双轴、平面应变)，能够用等效应变来梳理。

因此，本发明中，利用等效应变进行评价。

(2)在应变梯度大的情况下，一次变形对仅二次变形的变形极限应变带来的影响小。因此，包括一次变形中的应变在内的材料边缘的最终变形极限随着一次变形量的增加而增加。另一方面，在应变梯度小的情况下，关于上述材料边缘的最终变形极限，随着一次变形量的增加，仅二次变形的变形极限应变不变或大幅减少。

即，由也包括预变形在内的二次成型所致的拉伸凸缘部的最终变形极限应变依赖于一次变形量和应变梯度这两者。

另外，一次变形的依赖性在应变梯度大的情况下和应变梯度小的情况下是不同的。即，对于规定的应变梯度，分为应变梯度小的情况和应变梯度大的情况来对剪切边缘进行评价，这样的方式的评价精度提高。需要说明的是，该倾向对厚度没有依赖性。

本发明是基于以上的新技术思想而进行的。

以下基于该技术思想对各实施方式进行说明。

(第1实施方式)

接着，参照附图对本实施方式的剪切边缘能否成型的评价方法进行说明。

本实施方式的剪切边缘能否成型的评价方法是针对一次成型(预成型)后的金属板评价剪切边缘能否成型的技术。

<构成>

如图13所示，本实施方式的能否成型评价方法具备实验数据取得工序1、预变形等效应变量设定工序2、可成型区域确定工序3、成型规格数据取得工序4以及能否判定工序5。

在实验数据取得工序1中，对于实施了预先设定的预成型的金属板实施扩孔试验。在扩孔试验中，通过改变所使用的冲头形状或者扩径前的冲孔径来实施剪切边缘处的径向应变梯度不同的两种以上的扩孔试验。

为了取得数据而对金属板实施的预成型以及对实施了预成型的金属板的扩孔试验可以利用上述实验1中说明的方法来进行。在这种情况下，若按照施加给进行扩孔的位置的、由预成型所带来的等效应变量为恒定值的方式进行一次成型，则是简便的。

此处，通过各扩孔试验扩径后的孔的应变梯度通过由该试验得到的成型品的分析或者另外实施的成型分析(FEM分析计算)来确定。另外，根据各扩孔试验中的扩孔率求出由二次成型所致的在各孔的剪切边缘发生的变形极限应变量。在本实施方式中，作为所取得的变形极限应变量，采用变形极限等效应变量。

在设冲孔径为d0、扩径后的孔径为d的情况下，扩孔率λ可由下式表示。

λ＝((d-d0)/d0)×100

在本实施方式中，将应变梯度以在自孔边缘起的沿着半径方向的规定区间(例如在自边缘起5mm为止的区间)的最大主应变的平均梯度来表述。需要说明的是，在本实施方式中，应变梯度的值以绝对值来表述。

通过以上的处理，在实验数据取得工序1中取得应变梯度不同的多个数据，该数据为由剪切边缘处的径向应变梯度和上述预成型后的金属板中的变形极限等效应变量构成的数据。取得的位置由使用者确定。

在预变形等效应变量设定工序2中，通过预成型后的成型品或另外实施的成型分析(FEM分析计算)，取得在上述扩孔试验中进行扩孔的部分中的、通过预成型施加给金属板的等效应变量作为预变形等效应变量。预变形等效应变量可以在上述扩孔试验时取得，或者可以设定一次加工条件。

在可成型区域确定工序3中，根据在实验数据取得工序1中取得的应变梯度不同的多个数据和在预变形等效应变量设定工序2中取得的预变形等效应变量，求出拉伸凸缘变形极限等效应变相对于应变梯度的关系。

此处，拉伸凸缘变形极限等效应变为变形极限等效应变量与预变形等效应变量之和。即，将由实验数据取得工序1取得的变形极限等效应变量与由预变形等效应变量设定工序2取得的预变形等效应变量相加，作为拉伸凸缘变形极限等效应变。

由此，能够以关系生成用数据的形式求出将应变梯度和拉伸凸缘变形极限等效应变这两者作为参数(变量)的2个以上的数据。

并且，如图14所示，横轴取应变梯度，纵轴取拉伸凸缘变形极限等效应变，将所得到的多个(应变梯度、拉伸凸缘变形极限等效应变)数据作图，将连结该绘图点得到的线作为成型极限线L。并以该成型极限线L为边界，将其下侧的区域确定为可成型区域R。

此处，若所取得的数据为两个点的数据，则如图14所示，将通过该两个点的直线作为成型极限线L。在这种情况下，优选例如若一个数据的应变梯度小于0.03，则另一数据应变梯度为0.06以上。或者，若要确定在二次成型中可能产生的应变梯度的范围，则可以采用具有该范围的应变梯度的两个数据。在任意情况下，均优选两点的应变梯度间分开0.03以上。

所取得的数据优选为3个数据以上。在这种情况下，优选包含应变梯度为0.03以下的数据、应变梯度为0.06以上的数据和大于0.03且小于0.06的数据这3个数据。这样，能够考虑到应变梯度大的情况和应变梯度小的情况下的倾向的差异来求出成型极限线L。

另外，在绘图的数据为3点以上的情况下，将相邻的各点以直线连结而成的线作为成型极限线L、或将通过该多个数据的曲线作为成型极限线L。

此处，由可成型区域确定工序3求出的成型极限线L也可以作为以(应变梯度、拉伸凸缘变形极限等效应变)为参数的关系式来求出。

上述可成型区域确定工序3可以如下这样构成：输入实验数据取得工序1所取得的应变梯度不同的多个数据、以及预变形等效应变量设定工序2所取得的预变形等效应变量的数据，利用计算机执行上述处理的运算，输出并生成上述成型极限线L和可成型区域R中的至少一方的信息。也可以是，成型极限线L为式子的形式而存储该式子的系数。

此处，实验数据取得工序1的扩孔试验以外的运算处理部分可以使用FEM分析计算等程序利用计算机来执行。

通过以上的处理，用于评价对通过预成型而被施加了预变形的金属板进行冲压成型所致的剪切边缘能否成型的基础信息的取得结束。

在成型规格数据取得工序4中，暂定由一次成型和二次成型的至少2个工序制作的成型品的成型规格，对于该暂定的成型规格进行FEM分析计算，求出对于预成型后的金属板完成成型后的剪切边缘的变形量和应变梯度，并且运算出通过预成型而在上述剪切边缘附近发生的等效应变量，作为预变形等效应变量。在该成型规格数据取得工序4中，除了FEM分析计算以外，还可以根据需要适当进行实验来取得数据。

在此，在成型品的成型规格中，由于预变形等效应变的大小根据预成型中所赋予的形状而不同、并大多根据拉伸凸缘的各位置而不同，因而优选对于每个设定的剪切边缘单独地进行运算。在预成型时各剪切边缘发生的预变形等效应变的幅度狭窄的情况下，可以采用其代表值。

在能否判定工序5中，输出由成型规格数据取得工序4求出的成型完成后的剪切边缘处的总变形量，作为能否成型判定对象部位处的等效应变量。并且判断该总变形量和应变梯度的数据组是否存在于由可成型区域确定工序3的输出信息确定的可成型区域R内。在存在于可成型区域R内的情况下，评价为能够成型；在不是这样的情况下，评价为不能成型。该评价也可以由计算机自动运算。之后在显示部6显示该评价。

此处，暂定的成型规格中的用于剪切边缘评价的取得数据并不限于1处，也可以在多处剪切边缘取得数据，分别进行上述的能否成型的评价。

并且，在存在不能成型的剪切边缘的情况下，重新制定改变了该不能成型的剪切边缘附近的规格后的暂定成型规格(预成型的规格和预成型后的规格)，反复进行上述的成型规格数据取得工序4和能否判定工序5。并且，根据使得所设定的全部的剪切边缘处均能够成型的暂定的成型规格，对预成型后的金属板确定最终的成型规格。

此处，可以按照所使用的金属板的每一钢种求出成型极限线L来使用。

另外，在上述的成型评价中例示出了能否判定，但也可以通过具有何种程度的裕量、变形量超出何种程度来评价。

<本实施方式的效果>

本实施方式发挥出下述的效果。

(1)通过取得多个相对于剪切边缘处的应变梯度的、在预成型后的金属板中的变形极限等效应变量的数据，基于该多个数据求出拉伸凸缘变形极限等效应变相对于应变梯度的关系，根据求得的关系确定成型极限线L，由此来确定剪切边缘的可成型区域R。并且，基于确定出的成型极限线L和可成型区域R，对于根据暂定的成型规格求出的相对于剪切边缘处的应变梯度的总变形量进行能否成型的评价。

利用该构成，在经一次成型(预成型)和二次成型而形成的成型品中，能够更简便地以更好的精度对在预成型后进行剪切的金属板的材料边缘能否成型进行评价。

即，无需多次制作模具，即可精度良好地对二次成型中的拉伸凸缘部能否成型、成型裕度等评价进行预测，其结果是能够尽早预防由裂纹产生所致的不良。

另外，通过利用等效应变来进行评价，也不必考虑应变形态的差异。

<变形例>

在此，在上述的实施方式中，对求出一个连续的成型极限线L的情况进行了说明。与之相对，在本变形例中，在应变梯度为0.03以上且在0.06以下的基准应变梯度范围内设定基准应变梯度，以该基准应变梯度为边界分成2个区域，按照每个分出的区域求出成型极限线L1、L2。

在此，发明者所确认到的是，在应变梯度小的情况下，变形极限等效应变量与预变形等效应变量之和也即拉伸凸缘变形极限等效应变不怎么依赖于预变形等效应变量的大小。另一方面，在应变梯度大的情况下，存在拉伸凸缘变形极限等效应变随着预变形等效应变量的增加而增加的倾向。发明者对该两个应变梯度的边界进行确认，结果确认到边界存在于0.03～0.06之间，因而将基准应变梯度范围设为0.03以上0.06以下。优选为0.04以上0.05以下。

例如，在各种汽车用冲压品中，对于二次成型中的拉伸凸缘能否成型判定存在问题的部位的应变梯度进行了研究，结果大致可分为小于0.03、或0.06以上。

另外，尽管根据孔径而不同，但在多数情况下，在圆锥扩孔试验中应变梯度为0.06以上，在圆筒扩孔试验中应变梯度小于0.03。

根据上述情况，将作为边界的基准应变梯度设为了上述范围。

对本变形例中的评价方法进行详细说明。

首先，从0.03以上且0.06以下的基准应变梯度范围中选择基准应变梯度。在本实施方式中，例如设定0.05作为基准应变梯度。

并且分成应变梯度小于基准应变梯度的第1区域、以及应变梯度为基准应变梯度以上的第2区域这两个区域。

在实验数据取得工序1中，与上述同样地，取得了将剪切边缘处的径向应变梯度和针对上述预成型后的金属板的变形极限等效应变量作为参数的、应变梯度不同的多个数据。但是，作为多个数据，分别取得由小于基准应变梯度的应变梯度构成的两个以上的第1数据、和由大于上述基准应变梯度的应变梯度构成的两个以上的第2数据。

之后对每一第1数据和第2数据实施预变形等效应变量设定工序2以及可成型区域确定工序3。

由此，作为可成型区域确定工序3的输出，得到由将应变梯度小于基准应变梯度的第1区域作为对象的第1成型极限线L1和第1可成型区域R1的至少一方构成的第1信息、以及由将应变梯度为基准应变梯度以上的第2区域作为对象的第2成型极限线L2和第2可成型区域R2中的至少一方构成的第2信息(参照图15)。

之后，在成型规格数据取得工序4中，与上述同样地暂定进行一次成型和二次成型而制作的成型品的成型规格，对于该暂定的成型规格进行FEM分析计算，对于预成型后的金属板求出成型完成后的剪切边缘的变形量和应变梯度，并且运算通过预成型在上述剪切边缘附近发生的等效应变量，作为预变形等效应变量。即，利用成型品或成型分析来估计通过冲压成型而在作为对象的剪切边缘处产生的应变梯度。

之后，在能否判定工序5中，求出由成型规格数据取得工序4求出的成型完成后的剪切边缘的变形量，作为能否成型判定部位处的等效应变量，判定该求出的变形量与应变梯度的数据组是否存在于由可成型区域确定工序3的输出信息确定的可成型区域内。此时，在作为对象的应变梯度为第1区域的情况下，使用第1信息进行能否判定，在作为对象的应变梯度为第2区域的情况下，使用第2信息进行能否判定。

其他构成、处理等与上述第1实施方式相同。

本变形例的评价方法的效果与第1实施方式相同，但根据应变梯度将其分成两个区域进行评价。因此，能够考虑应变梯度大的情况和应变梯度小的倾向上的差异进行评价。

(第2实施方式)

接着，参照附图对第2实施方式进行说明。对于与第1实施方式相同的构成标注相同标号进行说明。

如图16所示，本实施方式的能否成型评价方法具备：无预成型条件下的实验数据取得工序7、无预成型条件下的可成型区域确定工序8、向预成型后转换的转换工序9、成型规格数据取得工序4以及能否判定工序5。

在无预成型条件下的实验数据取得工序7中，对于无预成型条件下的金属板(预成型前的金属板)进行扩孔试验，求出将剪切边缘处的径向应变梯度以及针对上述金属板的变形极限等效应变量作为参数的、应变梯度不同的多个数据。

在无预成型条件下的可成型区域确定工序8中，根据无预成型条件下的实验数据取得工序7中求出的多个数据对无预成型条件下的金属板求出变形极限等效应变量相对于应变梯度的关系。

例如，基于多个数据，如图17所示，横轴取应变梯度，纵轴取变形极限等效应变，将求出的多个(应变梯度、变形极限等效应变)数据作图，将连结该绘图点得到的线作为无预成型条件下的成型极限线L0。

该无预成型条件下的成型极限线L0也可以利用日本专利第4935713号公报中记载的方法求出。由该无预成型条件下的成型极限线L0确定无预成型条件下的可成型区域。

在向预成型后转换的转换工序9中，按照各个区域中的每个区域，将换算值k1或k2与将应变梯度作为参数的上述无预成型条件下的成型极限线L0相加，该换算值k1、k2是将无预成型条件下的变形极限等效应变转换成拉伸凸缘变形极限等效应变的换算值，求出预成型后的金属板中的与拉伸凸缘变形极限等效应变相对于剪切边缘处的应变梯度相对应的、有预成型条件下的成型极限线Lx。

在此，与第1实施方式同样地，将通过预成型被施加给金属板的等效应变量定义为预变形等效应变量，将该预变形等效应变量与预成型后的金属板中的变形极限等效应变量之和定义为拉伸凸缘变形极限等效应变。

之后，将在向预成型后转换的转换工序9中求出的有预变形条件下的成型极限线Lx以下的区域作为可成型区域R。

上述的换算值k1、k2为将应变梯度作为变量的值，将基准应变梯度以上的应变梯度时的换算值k2设定为比小于基准应变梯度的应变梯度时的换算值k1更大。

关于这一点，是基于上述技术思想考虑了，与应变梯度小的情况相比，在应变梯度大的情况下，随着预成型的增加，拉伸凸缘变形极限等效应变存在增加的倾向。

基准应变梯度与上述同样地从0.03以上且0.06以下的基准应变梯度范围内选择。在本实施方式中，例如设定0.05作为基准应变梯度。

在成型规格数据取得工序4中，暂定进行一次成型和二次成型而制作的成型品的成型规格，对于该暂定的成型规格进行FEM分析计算，对于预成型后的金属板求出成型完成后的剪切边缘的变形量和应变梯度，并且运算通过预成型在上述剪切边缘附近产生的变形等效应变量，作为预变形等效应变量。

在能否判定工序5中，求出由成型规格数据取得工序4求出的成型完成后的剪切边缘的变形量，作为能否成型判定部位处的等效应变量，判定该求出的变形量和应变梯度的数据组是否存在于由向预成型后转换的转换工序9的输出信息确定的可成型区域R内。在存在于可成型区域R内的情况下，评价为能够成型；在不是这样的情况下，评价为不能成型。

在此，成型规格数据取得工序4和能否判定工序5的处理可以是与第1实施方式同样的处理。

<关于换算值>

关于该换算值k1、k2，从以基准应变梯度为边界的各应变梯度的区域内任意设定代表点，在该代表点处，利用实验等分别求出无预变形条件下的成型极限值和有预成型条件下的成型极限值，可以将其差值作为各区域的各换算值k1、k2。

接着，对于换算值确定方法的另一示例进行说明。

从成型规格数据取得工序4中取得在进行评价的剪切边缘位置处的由预成型所致的变形等效应变量，同时取得该剪切边缘的应变梯度。

之后，在取得的应变梯度小于基准应变梯度的情况下，将取得的变形等效应变量乘以从α＝-0.5～0.5的范围中选择出的系数，作为换算值。另外，在取得的应变梯度为基准应变梯度以上的情况下，将取得的变形等效应变量乘以从β＝0.5～1.0的范围中选择出的系数，作为换算值。

即，

k1＝α×ε_eq1

k2＝β×ε_eq1。

其中，ε_eq1为预变形等效应变量。

之后，在能否判定工序5中，使用求出的换算值确定有预成型条件下的成型极限值，对于所评价的应变梯度，判定是否存在于可成型区域R内。

此处，在成型品制作时的预成型时的变形等效应变量恒定的情况下，对该预成型时的恒定的变形等效应变量乘以选自α＝-0.5～0.5的范围内的系数，作为针对小于基准应变梯度的应变梯度的换算值；将预成型时的恒定的变形等效应变量乘以选自β＝0.5～1.0的范围内的系数，作为针对基准应变梯度以上的应变梯度的换算值，来预先确定换算值。

本实施方式为简易的评价方法，因而可以从上述范围内选择任意的值来使用，但为了进一步提高精度，可以如下方式进行系数α、β的确定。

此处，α、β可以由下式确定。

α＝1-R

β＝1-R

例如，可以通过表2所示的“二次成型中的变形极限降低量/预变形量”＝R之比来确定上述相乘的系数。在表2中，例如“应变梯度小”的情况相当于所取得的应变梯度小于基准应变梯度的情况，“应变梯度大”的情况相当于所取得的应变梯度为基准应变梯度以上的情况。

在本实施方式中，能够根据在未进行预成型的条件下取得的实验数据简易地评价剪切边缘能否成型。

这种情况下，成型极限线的精度可能低于第1实施方式。

在此，在所有实施方式中，在预成型时的预变形等效应变量能够由成型规格变更的情况下，预变形等效应变量侧也变更，由此能够求出最终的成型规格。

以上，本申请主张优先权的日本专利申请2015-95861(2015年5月8日提交)的全部内容通过参考而构成本公开的一部分。

在此，参照有限数量的实施方式进行了说明，但权利范围并不限定于此，对于本领域技术人员来说，当然可以基于上述的公开内容改变各实施方式。

标号说明

1 实验数据取得工序

2 预变形等效应变量设定工序

3 可成型区域确定工序

4 成型规格数据取得工序

5 能否判定工序

6 显示部

7 无预成型条件下的实验数据取得工序

8 无预成型条件下的可成型区域确定工序

9 向预成型后转换的转换工序

k1、k2 换算值

L 成型极限线

L0 无预成型条件下的成型极限线

L1、L2 成型极限线

Lx 成型极限线

R 可成型区域

R1 可成型区域

R2 可成型区域

Claims (6)

1.一种剪切边缘能否成型的评价方法，评价对金属板进行冲压成型所致的剪切边缘能否成型，其中，该金属板通过预成型而被施加了预变形，该评价方法的特征在于，

通过对预成型后的金属板的扩孔试验，求出剪切边缘处的变形极限，利用变形极限等效应变量来表述所求出的剪切边缘处的变形极限量，取得应变梯度不同的多个数据，该数据是由相对于剪切边缘处的径向应变梯度的、通过上述扩孔试验求出的变形极限等效应变量构成的数据；

将通过上述预成型施加给上述金属板的等效应变量定义为预变形等效应变量，将该预变形等效应变量与上述预成型后的金属板中的变形极限等效应变量之和定义为拉伸凸缘变形极限等效应变；

根据上述预变形等效应变量和上述多个数据，求出拉伸凸缘变形极限等效应变相对于应变梯度的关系；

根据求出的上述关系确定剪切边缘的可成型区域，对通过预成型而被施加了预变形的金属板进行剪切边缘能否成型的评价。

2.一种剪切边缘能否成型的评价方法，评价对金属板进行冲压成型所致的剪切边缘能否成型，其中，该金属板通过预成型而被施加了预变形，该评价方法的特征在于，

通过对预成型后的金属板的扩孔试验，求出剪切边缘处的变形极限，利用变形极限等效应变量来表述所求出的剪切边缘处的变形极限量，取得由相对于剪切边缘处的径向应变梯度的、通过上述扩孔试验求出的变形极限等效应变量构成的多个数据；

上述多个数据具有：由小于预先设定的基准应变梯度的应变梯度构成的两个以上的第1数据、以及由大于上述基准应变梯度的应变梯度构成的两个以上的第2数据；

将通过上述预成型施加给上述金属板的等效应变量定义为预变形等效应变量，将该预变形等效应变量与上述预成型后的金属板中的变形极限等效应变量之和定义为拉伸凸缘变形极限等效应变；

根据上述预变形等效应变量和上述两个以上的第1数据，求出拉伸凸缘变形极限等效应变相对于应变梯度的关系、即第1关系；

根据上述预变形等效应变量和上述两个以上的第2数据，求出拉伸凸缘变形极限等效应变相对于应变梯度的关系、即第2关系；

估计通过上述冲压成型而在作为对象的剪切边缘产生的应变梯度；

在估计出的上述应变梯度小于上述基准应变梯度的情况下，通过上述第1关系确定剪切边缘的第1可成型区域来评价冲压成型所致的剪切边缘能否成型；在估计出的上述应变梯度为上述基准应变梯度以上的情况下，通过上述第2关系确定剪切边缘的第2可成型区域来评价冲压成型所致的剪切边缘能否成型。

3.如权利要求2所述的剪切边缘能否成型的评价方法，其特征在于，上述基准应变梯度选自0.03以上且0.06以下的范围。

4.一种剪切边缘能否成型的评价方法，评价对金属板进行冲压成型所致的剪切边缘能否成型，其中，该金属板通过预成型而被施加了预变形，该评价方法的特征在于，

通过对无预成型条件下的金属板的扩孔试验，求出剪切边缘处的变形极限，利用变形极限等效应变量来表述所求出的剪切边缘处的变形极限量，取得应变梯度不同的多个数据，该数据是由上述无预成型条件下的金属板中的、相对于剪切边缘处的径向应变梯度的、通过上述扩孔试验求出的变形极限等效应变量构成的数据；

根据上述多个数据，求出上述无预成型条件下的金属板中的、无预成型条件下的变形极限等效应变量相对于应变梯度的关系、即无预成型条件下的关系；

将通过预成型施加给上述金属板的等效应变量定义为预变形等效应变量，将该预变形等效应变量与上述预成型后的金属板中的变形极限等效应变量之和定义为拉伸凸缘变形极限等效应变；

将求出的上述无预成型条件下的关系中的变形极限等效应变量与用于将该变形极限等效应变量转换成上述拉伸凸缘变形极限等效应变的换算值相加，求出拉伸凸缘变形极限等效应变相对于应变梯度的关系、即有预成型条件下的关系；

根据求出的上述有预成型条件下的关系确定剪切边缘的可成型区域，对通过预成型而被施加了预变形的金属板进行剪切边缘能否成型的评价。

5.如权利要求4所述的剪切边缘能否成型的评价方法，其特征在于，关于上述换算值，将预先设定的基准应变梯度以上的情况下的换算值设定为比小于上述基准应变梯度的情况下的换算值大的值。

6.如权利要求4或5所述的剪切边缘能否成型的评价方法，其特征在于，

在上述换算值小于预先设定的基准应变梯度的情况下，将选自待评价的剪切边缘处的上述预变形等效应变量的-0.5倍以上且0.5倍以下的范围内的值作为换算值；在上述换算值为上述基准应变梯度以上的情况下，将选自待评价的剪切边缘处的上述预变形等效应变量的0.5倍以上且1.0倍以下的范围内的值作为换算值。