具体实施方式

在对本发明的实施方式的回弹量偏差主因部位确定方法进行说明之前，先说明达成本发明的经过。

＜达成本发明的经过＞

对于图2中作为一个例子而示出的冲压成形品10的冲压成形，有时会在通过冲压成形前进行的回弹分析(也称为CAE分析)计算出的回弹量与实际冲压成形出的冲压成形品(也称为实际板件)的回弹量之间产生差异(偏差)。成为这样的CAE分析与实际板件之间产生回弹量的偏差的主因的部位有时会与成为产生回弹本身的主因的部位不同。因此，存在这样的问题：即便对成为产生回弹的主因的部位实施某些对策来减少回弹，也无法减小CAE分析与实际板件之间产生的回弹量的偏差。

因此，发明人为了解决这样的问题而进行了认真研究。结果，想到了回弹量的偏差的主因可能是由于CAE分析中的有助于回弹的应力与实际板件中的有助于回弹的应力的不同。

因此，为了验证该构思的妥当性，针对图2所示的帽形剖面形状的冲压成形品10的CAE分析以及实际板件，分别求出有助于回弹的应力(以下，也称为驱动应力分布)，计算CAE分析中的驱动应力分布和实际板件的驱动应力分布的差(以下，也称为应力差分布)，将该应力差分布置换成CAE分析的成形下止点处的应力分布来进行了回弹分析(对于驱动应力计算方法，将在后述的实施方式中详细进行说明)。

作为回弹量，计算长度方向端部的向板宽度方向的位移量即端部摆动量和向成形行程方向的位移量即弹起量(参照图8)，并与CAE分析和实际板件的回弹量之差(偏差量)进行了比较，其结果显示于表1。

[表1]

如表1所示，可知：CAE分析与实际板件的回弹量之差和由设定了应力差分布的回弹分析得到的回弹量成为几乎相同的值。即，得到了如下的见解：可以认为CAE分析与实际板件的驱动应力分布的不同即应力差是回弹量的偏差的原因。

本发明的回弹量偏差主因部位确定方法是通过上述经过完成的，其具体方法将通过以下实施方式来进行说明。

另外，在以下说明中，“下止点”表示冲头和冲模隔着坯料接触的状态(在CAE分析中完成了成形的状态)。“成形下止点”表示通过实际的冲模完成了成形的状态。“分析下止点”表示CAE分析中的完成了成形的状态。

[实施方式1]

本发明的实施方式1的回弹量偏差主因部位确定方法在冲压成形实际板件而得到的冲压成形品与回弹分析的回弹量产生偏差的情况下、确定出成形品形状中的成为该回弹量产生偏差的主因的部位。如图1所示，具备：成形品驱动应力分布取得步骤S1、分析驱动应力分布取得步骤S3、应力差分布设定步骤S5、应力差回弹量取得步骤S7、变更应力差回弹量取得步骤S9、以及、回弹量偏差主因部位确定步骤S11。

以冲压成形图2所示那样的帽形剖面形状的冲压成形品10的情况为例，来对上述各步骤进行说明。

在本实施方式的CAE分析中，如图2所示，实施利用由冲模5和冲头7构成的模具模型3夹着作为被加工材料(钢板)的坯料模型9的冲压成形分析。在冲压成形分析中，如图2所示，在成形过程中利用定位销固定坯料模型9，坯料模型9的要素尺寸大约为1mm，作为分析条件，坯料模型9与模具模型3之间的摩擦系数为0.15，成形下止点位置为上下模具的模型的间隙为1.45mm的位置。被加工材料为板厚1.4mm的980MPa级GA钢板。

另外，本实施方式中的实际板件是在与CAE分析中设定的成形条件相同的条件下进行冲压成形而成形的。

＜成形品驱动应力分布取得步骤＞

成形品驱动应力分布取得步骤S1是取得实际板件的驱动应力分布的步骤。

具体而言，以与上述那样的CAE分析中设定的成形条件相同的条件进行冲压成形来成形实际板件。然后，根据测量该实际板件的脱模后的表面形状而取得的三维形状测量数据，制作冲压成形品模型，进行利用图2所示的模具模型3将该冲压成形品模型夹入至成形下止点的状态下的力学分析，取得图4所示那样的应力分布。

作为上述力学分析，进行弹性有限元分析。通过该弹性有限元分析得到的应力分布相当于实际板件的有助于回弹的应力、即实际板件的驱动应力。

这里，作为实际板件的三维形状的测量、冲压成形品模型的制作以及弹性有限元分析的具体方法，例如能够使用专利文献3所记载的方法。

＜分析驱动应力分布取得步骤＞

分析驱动应力分布取得步骤S3是分别取得CAE分析(回弹分析)中的下止点应力分布以及脱模后的残余应力、并根据这两者的差来取得CAE分析的驱动应力的步骤。

冲压成形品的下止点处的应力会影响回弹的行为，但从模具脱模后的冲压成形品中也残留有应力。即，可以认为，并非脱模前的应力全部都有助于回弹，脱模后的产生了回弹的冲压成形品中残留的应力并不有助于回弹。

为了与在成形品驱动应力分布取得步骤S1取得的驱动应力(有助于回弹的应力)进行正确的比较分析，需要计算CAE分析中的驱动应力。

因此，在分析驱动应力分布取得步骤S3，使用图2所示的模具模型3以及坯料模型9来进行CAE分析，取得脱模前(下止点)的冲压成形品的应力以及脱模后(回弹后)的冲压成形品的残余应力，从下止点的应力减去脱模后的残余应力，由此计算图3所示那样的CAE分析中的驱动应力分布(以下，也简称为应力分布)。

其中，分析驱动应力分布取得步骤S3由计算机进行CAE分析。CAE分析例如能够使用有限元法分析软件。在本实施方式中，通过在计算机上执行作为市售有限元法分析软件的LS－DYNA Ver.971来进行分析，在求解器中应用了动态显式方法。

本发明并不局限于使用图2所示那样的模具模型3或者以帽形剖面形状的冲压成形品10为成形对象，能够根据成形对象来适当设定模具模型、冲压成形品等。

此外，在脱模后的残余应力为几乎可以忽略那样的较小的值的情况下，也可以将分析下止点的应力分布全部视为有助于回弹，将下止点处的应力分布作为分析驱动应力分布。

＜应力差分布设定步骤＞

如图5所示，应力差分布设定步骤S5是这样的步骤：将在分析驱动应力分布取得步骤S3计算出的应力分布(图3、图5的(a))和在成形品驱动应力分布取得步骤S1计算出的应力分布(图4、图5的(b))的差作为应力差分布计算出来(图5的(c))，并将计算出的应力差分布设定为CAE分析的下止点形状的应力分布。

其中，图5所示的各应力分布用颜色的浓淡来表示应力大小的不同。图5的(c)是将颜色显示的范围宽度设定得比图5的(a)及图5的(b)小的图。这样，更容易区分应力差较大的部分(接近黑或者白的部分)与应力差较小的部分(接近图中右侧的灰度中间色的部分)。

＜应力差回弹量取得步骤＞

应力差回弹量取得步骤S7是使用在应力差分布设定步骤S5设定的应力差分布来进行回弹分析、并将在此产生的回弹量计算出来的步骤。

在本实施方式中，对设定了应力差分布的下止点形状的冲压成形品10(图6的(a))进行回弹分析，通过该回弹分析来计算回弹后的位移(图6的(b))。在回弹分析中，如图7所示，将设于成形品的一端侧的三处在固定点固定，计算出了回弹引起的位移。

接着，如图8所示，基于通过回弹分析而计算出的位移，计算出端部摆动量(图8的(a))以及弹起量(图8的(b))。在本实施方式中，如图8的(a)所示，端部摆动量为设于冲压成形品10的另一端侧的两处评价点中的一者的因回弹引起的朝向图中箭头方向的移动量(以箭头的方向为正)，如图8的(b)所示，弹起量为两评价点的中点的成形行程方向的位移量(以离开冲模5的方向为正)。

＜变更应力差回弹量取得步骤＞

变更应力差回弹量取得步骤S9是这样的步骤：在应力差分布设定步骤S5设定的应力差分布中，将冲压成形品10的一部分的某部位的应力差的值变更，根据变更了的应力差分布(变更应力差分布)，来进行回弹分析，并将在此产生的回弹量计算出来。

在本实施方式中，如图9所示，将冲压成形品10分割为多个区域(在长度方向上进行A～F的6分割，在宽度方向上进行1～3的3分割)，并消除各区域的应力差，即，使应力差的值为零。其中，消除应力差的区域并非一定是一个区域，也可以消除多个区域的应力差。

在消除某区域的值之后，进行回弹分析，作为回弹量而分别计算图8所示的端部摆动量和弹起量。

在图10中示出从应力差分布设定步骤S5设定的应力差分布中消除区域1(参照图10的(a))中的应力差(使应力差的值为零)并进行回弹分析而计算出的位移(参照图10的(b))。基于计算出的位移，计算出了回弹量(端部摆动量、弹起量)。对于区域2、区域3，也同样地计算出了回弹量(省略图示)。

同样地，在图11中示出从应力差分布设定步骤S5设定的应力差分布中消除区域A(参照图11的(a))中的应力差(使应力差的值为零)并进行回弹分析而计算出的位移(参照图11的(b))。基于计算出的位移，计算出了回弹量(端部摆动量、弹起量)。对于区域B～F，也同样地计算出了回弹量(省略图示)。

另外，在图12、图13中示出从应力差分布设定步骤S5设定的应力差分布中消除区域A－1、区域A－3(参照图12的(a)、图13的(a))中的应力差(使应力差的值为零)并进行回弹分析而计算出的位移(参照图12的(b)、图13的(b))。基于计算出的位移，计算出了回弹量(端部摆动量、弹起量)。对于区域A－1～区域F－3，也同样地计算出了回弹量(省略图示)。

＜回弹量偏差主因部位确定步骤＞

回弹量偏差主因部位确定步骤S11是这样的步骤：基于在应力差回弹量取得步骤S7以及变更应力差回弹量取得步骤S9计算出的回弹量，确定出成为在CAE分析与实际板件之间回弹量产生偏差的主因的部位。

在图14中示出在应力差回弹量取得步骤S7以及变更应力差回弹量取得步骤S9计算出的端部摆动量的结果。在图14中，基准数是基于没有进行应力消除的应力差分布的端部摆动量，1～3、A～F、A－1～F－3是基于将各区域的应力差消除了的变更应力差分布的端部摆动量。

不变更应力差的情况下的端部摆动量(基准数)是-10.7mm。与此相对地，若观察应力消除区域为区域1～3的端部摆动量，则可知：仅区域2与区域1、3相比，从基准数的变化较大。

同样地，若观察应力消除区域的区域A～F的端部摆动量，则可知：区域D以及区域E与其他区域相比，从基准数开始的变化较大。

接着，若观察作为进一步细分化的区域的区域A－1～区域F－3的应力消除了的情况下的端部摆动量，则可知：与没有进行应力消除的基准数相比，区域D－2以及区域E－2的端部摆动量减小。像这样，某区域由于消除了应力差而端部摆动量减小，这表明该区域对端部摆动量的偏差影响较大。

在上述区域2以及区域D、E中变化也大，由此也能够得出这是妥当的结果，能够确定出区域D－2以及区域E－2是使CAE分析与实际板件的端部摆动量产生偏差的部位。

另外，区域D－2以及区域E－2以外的区域的端部摆动量为与不变更应力差的情况下的端部摆动量(基准数)相同程度，由此能够判断出这些区域是对CAE分析与实际板件的端部摆动量的偏差的影响较小的部位。

关于弹起量，也同样地将计算出的结果显示于图15。

不变更应力差的情况下的弹起量(基准数)为4.2mm。与此相对地，若观察应力消除区域为区域1～3的弹起量，则可知：仅区域2(-8.3mm)与区域1(4.8mm)、区域3(7.5mm)相比，从基准数开始的变化较大。

同样地，若观察应力消除区域为区域A～F的弹起量，则可知：区域D(-2.9mm)以及区域F(-0.9mm)与其他区域相比，从基准数开始的变化较大。

接着，若观察作为进一步细分化的区域的区域A－1～区域F－3的应力消除了的情况下的弹起量，则可知：与没有进行应力消除的基准数相比，区域F－2的弹起量(0.1mm)大幅度减小，几乎没有产生弹起。与端部摆动量同样地，某区域由于消除了应力差而弹起量减小，这表明该区域对弹起量的偏差的影响较大。

在区域2以及区域F中弹起量的变化也大，由此也能够得出这是妥当的结果，能够确定出区域F－2是使CAE分析与实际板件的弹起量产生偏差的部位。

虽然区域2以及区域D从基准数开始的变化也大，但是若观察消除了细分化的区域D－2的应力的情况下的结果，则弹起量为-4.6mm，与没有进行应力消除的基准数的弹起量4.2mm相比，弹起方向变为相反方向，并且，弹起量增加。

这表明：在消除区域D－2的应力差的情况下，该区域是容易使弹起量更容易偏离的部位。即，判断为区域D－2是在有应力差的情况下抑制弹起量的偏差的部位，而不是使偏差产生的部位。

另外，在本实施方式中，如图14、图15所示，计算了细分化的区域A－1～F－3中都消除了应力的情况下的回弹量，但是由于能够如上述那样从区域1～3、区域A～F的结果，挑选出预计影响较大的区域，因此也可以仅对该区域求出进一步细分化的情况下的结果。复杂形状的冲压成形品需要增加分割区域，进一步细分化，在所有的细分化区域求出结果需要时间。因此，从较大的区域分割挑选出可能会影响偏差的部位并进行分析，从而能够缩短到确定出偏差主因部位的时间。

接着，对通过本实施方式的回弹量偏差主因部位确定方法确定出的部位是成为CAE分析与实际板件的回弹量产生偏差的主因的部位这一判断的妥当性进行说明。

如上所述，在成形图2所示的冲压成形品10时，确定出冲压成形品10的区域D－2以及区域E－2是成为CAE分析与实际板件的端部摆动量产生偏差的主因的部位。另外，确定出区域F－2是成为弹起量产生偏差的主因的部位。

因此，将通过CAE分析得到的驱动应力分布(参照图3)中的所述确定出的各部位的驱动应力置换为与之对应的实际板件的各部位的驱动应力分布，并进行回弹分析，验证了回弹量的偏差是否减小。

首先，将CAE分析与实际板件的端部摆动的偏差量是否减小的验证结果显示于图16。

图16是从CAE分析的端部摆动量减去实际板件的端部摆动量的结果(偏差量)的图表，纵轴表示偏差量，横轴表示应力置换区域。横轴中的“无”是没有应力置换区域的情况，在该情况下，偏差量为作为CAE分析与实际板件之差的-11.6mm。另外，“全部”是将CAE分析的驱动应力分布的全部区域都置换为实际板件的驱动应力分布的情况，在该情况下，偏差量几乎为零。

另一方面，仅对在本实施方式中确定出的区域D－2或者区域E－2置换实际板件的应力分布的情况下，如图16的“D－2”“E－2”所示，任何一个都是与实际板件的端部摆动偏差量减小。

此外，如“D－2/E－2”所示，表明：通过对区域D－2、E－2都置换实际板件的应力分布，能够进一步减小与实际板件的端部摆动偏差量。

同样地，将CAE分析与实际板件的弹起的偏差量是否减小的验证结果显示于图17。对于弹起量的偏差，如“F－2”所示，也通过将成形下止点的区域F－2的应力分布置换为实际板件的应力分布，从而与实际板件的弹起偏差量减小。

该结果表明：通过本实施方式的回弹量偏差主因部位确定方法确定出的部位作为成为CAE分析与实际板件的回弹量偏差的主因的部位是妥当的。

如上所述，根据本实施方式的方法，能够高精度地确定出成为CAE分析与实际板件的回弹量偏离的主因的部位。

通过像这样确定出成为回弹量偏差的主因的部位，从而能够高效地进行为了使CAE分析与实际板件的脱模后形状接近而进行的模具、成形条件等的调整作业。

另外，通过以确定出的部位为中心修改CAE分析上的设定、模具形状，从而能够提高回弹分析的再现性，能够确保使用了CAE分析的回弹对策的有用性。

另外，在本实施方式中进行的应力差分布的变更是消除至少某一部分区域的应力差(使所有成分为零)，但是应力差分布的变更方法并不局限于此，针对应力差分布，通过对至少一个方向的成分进行消除、使之成为常数倍、加上常数、乘以常数、置换为被加工材料的板厚方向的平均值、置换为被加工材料的板厚方向的中位数中的任一种进行即可。

[实施方式2]

在实施方式1中说明的回弹量偏差主因部位确定方法能够通过PC(个人计算机)执行预先设定好的程序来实现。在本实施方式中说明这样的装置的一个例子。

本实施方式的回弹量偏差主因部位确定装置11具有图18所示一个例子那样的显示装置13、输入装置15、主存储装置17、辅助存储装置19以及运算处理部21。运算处理部21与显示装置13、输入装置15、主存储装置17以及辅助存储装置19连接，根据运算处理部21的指令来执行各功能。

显示装置13用于执行结果的显示等，由液晶显示器等构成。输入装置15用于操作者进行的输入等，由键盘、鼠标等构成。主存储装置17用于运算处理部21所用数据的临时存储、运算等，由RAM等构成。辅助存储装置19用于数据的存储等，由硬盘等构成。

在辅助存储装置19至少存储有三维形状测量数据23、模具模型25等CAE分析所必要的各种数据。

运算处理部21由PC等的CPU等构成。成形品驱动应力分布取得单元27、分析驱动应力分布取得单元29、应力差分布设定单元31、应力差回弹量取得单元33、变更应力差回弹量取得单元35以及回弹量偏差主因部位确定单元37通过由运算处理部21执行预先设定好的程序来实现。

成形品驱动应力分布取得单元27实现与在实施方式1所说明的成形品驱动应力分布取得步骤S1同样的处理。同样地，分析驱动应力分布取得单元29实现分析驱动应力分布取得步骤S3，应力差分布设定单元31实现应力差分布设定步骤S5，应力差回弹量取得单元33实现应力差回弹量取得步骤S7，变更应力差回弹量取得单元35实现变更应力差回弹量取得步骤S9，回弹量偏差主因部位确定单元37实现回弹量偏差主因部位确定步骤S11。

根据上述那样的本实施方式，能够与实施方式1同样地高精度地确定出成为CAE分析与实际板件的回弹量偏差的主因的部位。

由此，能够基于确定出的部位高效地进行用于使CAE分析与实际板件的脱模后形状接近的各种调整作业，并且能够确保回弹对策的有用性。

本发明并不局限于最终成形品(制品形状)，在将成形工序分阶段进行那样的冲压成形品的情况下也能够适用于中途成形品。另外，在上述实施方式中对以钢板为被加工材料的例子进行了说明，但也能够适用于铝板。

附图标记说明

3...模具模型；5...冲模；7...冲头；9...坯料模型；10...冲压成形品；11...回弹量偏差主因部位确定装置；13...显示装置；15...输入装置；17...主存储装置；19...辅助存储装置；21...运算处理部；23...三维形状测量数据；25...模具模型；27...成形品驱动应力分布取得单元；29...分析驱动应力分布取得单元；31...应力差分布设定单元；33...应力差回弹量取得单元；35...变更应力差回弹量取得单元；37...回弹量偏差主因部位确定单元。