BRPI0613715B1 - Método e aparelho para dimensionar um membro - Google Patents

Abstract

método de projeto de membro, aparelho de projeto de membro, produto de programa de computa- dor e meio de gravação legível por computador. a presente invenção refere-se a uma primeira etapa em que um computador realiza análise de formação de prensa com base em um formato de um produto formado ou um formato de um membro, uma força de suporte de peça bruta, um coeficiente de atrito, uma resistência à tensão de um ma- terial, uma resistência de rendimento, uma relação de tensão-esforço, e uma espessura de folha, como condições de formação da prensa, para calcular a distribuição de espessura de folha e a pós-formação de distribuição de armação do produto formado; e uma segunda etapa em que o computador realiza a análise de desempenho com base na distribuição de espessura de folha, na distribuição de armação de pós-formação, e no formato do produto formado ou no formato do membro, à medida que quantidades de estado do produto formado, para calcular o desempenho do membro são incluídas, em que o computador repete os cálculos realizados no processo a partir da primeira etapa através da segunda etapa um número predeterminado de vezes, em que pelo menos uma das condições de formação da prense é alterada, para emitir uma condição de formação de prensa ótima que fornece um valor máximo ou um valor alvo do desempenho.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para MÉTODO E APARELHO PARA DIMENSIONAR UM MEMBRO.

Campo Técnico [001] A presente invenção refere-se a um método de projeto, a um aparelho de projeto, a um produto de programa de computador e a um meio de gravação que pode ser lido em computador para o projeto de um membro que tem um desempenho superior em energia absorvida de batida, vida sob fadiga e assim por diante.

Antecedente da Técnica [002] No desenvolvimento de veículos, tal como um automóvel, de modo a se lidar com problemas tais como redução de peso, redução de período de desenvolvimento e redução de fabricação de veículo experimental, nos últimos anos, uma predição de cada desempenho com base em análise numérica com o uso de um computador é frequentemente realizada no campo de projeto.

[003] Por exemplo, quanto a uma energia absorvida de batida, de modo a absorver a energia de batida que surge quando o automóvel bate, um membro, tal como um membro de lado dianteiro, é projetado para causar uma flambagem regular na direção longitudinal do mesmo no momento da batida, para absorção da energia de impacto por deformação plástica pela flambagem, de modo que um ocupante do automóvel seja protegido.

[004] No projeto convencional de um membro de absorção de energia de batida, após um formato inicial do membro ser determinado, uma análise de batida é realizada, tal como por um método de elementos finitos, e uma mudança no formato e assim por diante é feita no membro, de modo que a energia absorvida de batida atinja um valor alvo. Após a avaliação pela análise ter obtido o valor alvo, uma confirmação final é feita pela fabricação experimental e pelo experimento, de modo que o projeto seja determinado.

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2/41 [005] Estes membros são fabricados pela realização de um trabalho plástico em folhas, tubos ou barras feitas de aço ou de um outro material e, conforme apropriado, pela junção deles. Para o trabalho plástico, um método de formação, tal como prensagem, hidroformação ou extrusão ou similar é adotado. Também, para a junção, um método tal como soldagem por pontos, soldagem a arco, soldagem a laser ou conexão com rebites ou similar é adotado.

[006] Convencionalmente, uma abordagem referida como análise acoplada atingindo da formação em prensa à análise de batida mostrada na figura 25 é conhecida, e, no Pedido de Patente Japonesa Aberta à inspeção pública N° 2004-50253 (documento de Patente 1), é mostrada uma técnica de simulação na qual, com base nos dados de formato final de uma parte prensada, um dado de formato adicional é preparado e uma análise de formação é realizada depois disso, e uma análise de característica, tal como sobre a capacidade de suportar uma força de batida, é realizada com base no resultado de análise obtido de uma maneira acoplada. Na figura 25, 2501 denota um material não processado, 2502 denota o resultado da análise de formação, 2503 denota o resultado da análise de formação após convertida em dados de entrada para a análise de batida e 2504 denota o resultado da análise de batida.

[007] Contudo, no documento de Patente 1, nenhuma descrição é dada quanto a uma abordagem para apresentar um formato de parte ótimo e uma condição de formação.

[008] É sabido que, quando um metal, tal como um material de aço, é usado como um material, uma variação na espessura de folha é causada devido a um trabalho plástico quando da fabricação do membro e/ou um endurecimento de trabalho é causado devido à deformação plástica, na qual o modo de deformação de flambagem e/ou a energia absorvida de batida varia quando o membro sofre a batida, se

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3/41 comparado com o caso em que nenhuma variação de espessura de folha ou endurecimento de trabalho é causado.

[009] Sob a condição atual, uma vez que nem uma variação de espessura de folha nem um endurecimento de trabalho são levados em consideração no momento da análise, tal como pelo método de elementos finitos ou similar, mesmo se o projeto for realizado com base no valor de avaliação obtido pela análise, um modo de deformação de flambagem desejado e/ou uma energia absorvida de batida não podem ser obtidos na fabricação experimental ou no experimento.

[0010] Ainda, devido a uma flutuação em uma condição de trabalho plástico, quando da fabricação do membro, surge(m) flutuação(ões) também na variação de espessura de folha e/ou no endurecimento de trabalho, finalmente causando a(s) flutuação(ões) no modo de deformação de flambagem e/ou na energia absorvida de batida.

[0011] Ainda, o modo de deformação de flambagem e a energia absorvida de batida variam dependendo de uma posição de linha de solda de topo, quando se usa uma peça básica talhada, e uma condição de junção, quando da junção de uma pluralidade de membros.

[0012] Também, quanto à avaliação de resistência à fadiga para um veículo, as necessidades de desenvolvimento de uma abordagem permitindo uma predição acurada e fácil da vida sob fadiga de uma parte, um membro ou uma estrutura usado para o veículo, objetivando limitar o projeto estão crescendo cada vez mais.

[0013] Neste campo, convencionalmente, uma análise de tensão estática sob a condição de uma carga de fadiga predeterminada por um método de elementos finitos é amplamente usada, e quando da predição da vida sob fadiga usando-se o resultado de análise, uma abordagem na qual um formato inicial é determinado primeiramente e dados de teste de fadiga (diagrama S-N, diagrama E-N) de materiais previamente usados para o membro e da porção de junção são obti

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4/41 dos, um cálculo preditivo é realizado ao mesmo tempo pela verificação cruzada dos diagramas, um valor de análise de tensão ou um valor de análise de deformação para a obtenção de uma vida preditiva e, então, uma mudança é feita no formato do membro, no material, no método de junção ou similar, de modo que a vida sob fadiga calculada se torne o valor alvo, é adotada.

[0014] Após a avaliação pela análise atingir o valor alvo, uma verificação é realizada pela fabricação experimental e pelo experimento para a determinação de uma especificação de projeto. Estes membros são fabricados pela realização de um trabalho plástico em folhas, tubos ou barras feitos de aço ou de um outro material e, conforme apropriado, pela junção deles. Para o trabalho plástico, um método de formação, tal como prensagem, hidroformação ou extrusão ou similar é adotado. Também, para a junção, um método tal como soldagem por pontos, soldagem a arco, soldagem a laser ou conexão com rebites ou similar é adotado. Recentemente, um software de análise de fadiga automaticamente, o qual se refere a um arquivo de resultado de cálculo de tensão obtido pelo método de elementos finitos bem como a dados de teste de fadiga do material previamente usado para o membro e da porção de junção e, desse modo, calculando a vida das respectivas porções, está comercialmente disponível.

[0015] Quando um metal, tal como aço, é usado como o material, devido ao trabalho plástico quando da formação do membro, a variação de espessura de folha e a deformação plástica são causadas, e, ao mesmo tempo, quando o membro é montado, uma tensão residual, devido principalmente à recuperação elástica após a formação do membro, é causada, e aquelas variação de espessura de folha, deformação plástica e tensão residual são conhecidas por afetarem largamente o membro na resistência à fadiga. Ainda, o método de cálculo da tensão residual quando da montagem do membro e o método de

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5/41 quantificação da variação de resistência à fadiga devido à deformação plástica não são claramente definidos, tornando difícil construir um algoritmo de otimização para projeto de fadiga de um membro para a obtenção de um método de trabalho de formação que satisfaça à vida sob fadiga alvo. No método convencional, os efeitos quando da formação e da montagem daqueles não são levados em consideração, e, acima de tudo, nenhum algoritmo de otimização é adotado, de modo que o projeto de fadiga do membro não pode ser realizado de forma acurada e veloz, na verdade.

[0016] No Pedido de Patente Japonesa Aberta à inspeção pública N° 2001-116664 (documento de Patente 2), no método de análise analisando a resistência à fadiga de uma estrutura de soldagem composta por membros plurais, é mostrado um método de análise de resistência à fadiga avaliando a resistência à fadiga, no qual, com base nos formatos e em métodos de soldagem dos dois membros soldados, tendo em vista uma porção de linha de solda, um diagrama de resistência à fadiga na direção paralela à linha de solda e um diagrama de resistência à fadiga na direção vertical com a linha de solda são selecionados, respectivamente, e com o resultado de análise de tensão desta estrutura de soldagem, as tensões nas direções vertical e paralela à linha de solda são obtidas e, então, pela comparação destas tensões com os diagramas de resistência à fadiga, respectivamente, para avaliação da resistência à fadiga.

[0017] Contudo, no método mostrado no documento de Patente 2, a tensão residual surgindo em cada porção após a montagem, a deformação plástica dada quando da formação do membro e a distribuição de espessura de folha pós-formação não são levadas em consideração e que o algoritmo de otimização não é adotado, deixando um problema de a predição de vida sob fadiga não pode ser realizada de forma acurada e veloz.

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6/41 [0018] No Pedido de Patente Japonesa Aberta à inspeção pública N° 2003-149091 (documento de Patente 3), um sistema de avaliação de vida sob fadiga é mostrado, no qual uma relação de concentração de tensão correspondente a um formato soldado (processo de acabamento) de uma porção soldada é reconhecida de antemão para cada tipo de junta por experimento ou similar, para ser armazenada em uma memória em conjunto com dados de predição de vida sob fadiga (diagrama S-N) de uma estrutura dianteira, uma tensão da porção soldada é calculada pela análise de método de elementos finitos, uma tensão de pico em uma extremidade da porção soldada por cordão é calculada pela multiplicação do valor de tensão pela relação de concentração de tensão correspondente ao formato soldado, e a tensão de pico é aplicada ao diagrama S-N para a predição da vida sob fadiga de acordo com o formato soldado.

[0019] No Pedido de Patente Japonesa Aberta à inspeção pública N° 2003-149130 (documento de Patente 4), é mostrado um método, no qual um modelo de casca para uma análise de método de elementos finitos é preparado com respeito a uma estrutura soldada por pontos composta por folhas adaptadas em conjunto; e uma análise linear e elástica pelo método de elementos finitos é realizada, usando-se o modelo de casca preparado para a análise de método de elementos finitos para o cálculo de uma carga compartilhada em uma porção de lente de solda em um centro da porção soldada por pontos bem como uma deflexão sobre e um ângulo de inclinação radial de um círculo desejado em torno da porção de lente de solda e tendo um diâmetro de D; e, então, com base na carga compartilhada calculada e na deflexão sobre e no ângulo de inclinação radial do círculo, uma tensão estrutural nominal na porção de lente de solda é obtida, usando-se a teoria de flexão de placa circular da teoria de elasticidade para predizer a vida sob fadiga da estrutura soldada por pontos usando-se a tensão estruPetição 870190057348, de 21/06/2019, pág. 15/63

7/41 tural nominal.

[0020] Contudo, nos métodos mostrados nos documentos de Patente 3 e 4, a tensão residual surgindo em cada porção após a montagem, a deformação plástica dada quando o membro é formado e a distribuição de espessura de folha pós-formação não são levadas em consideração e que o algoritmo de otimização não é adotado, deixando um problema de o projeto de fadiga não poder ser realizado de forma acurada e veloz.

Sumário da Invenção [0021] Conforme foi declarado, quando o metal, tal como aço, é usado como um material, a variação de espessura de folha é causada pelo trabalho plástico quando da fabricação do membro e o endurecimento de trabalho é causado pela deformação plástica, contudo, no presente, a variação de espessura de folha e o endurecimento de trabalho não são levados em consideração no momento da análise de desempenho pelo método de elementos finitos ou similar.

[0022] Um objetivo da presente invenção é permitir um projeto de membro ótimo para a obtenção de um desempenho desejado incluindo uma condição de formação de prensa enquanto se levam em consideração os efeitos de uma variação de espessura de folha e um endurecimento de trabalho devido a um trabalho plástico quando da fabricação de um membro.

[0023] Mais especificamente, um objetivo da presente invenção é permitir um projeto de membro ótimo para a obtenção de um desempenho de batida desejado incluindo uma condição de formação de prensa enquanto se levam em consideração os efeitos de uma variação de espessura de folha e de um endurecimento de trabalho devido a um trabalho plástico quando da fabricação de um membro.

[0024] Ainda, um objetivo da presente invenção é permitir um projeto de membro ótimo incluindo uma condição de formação de trabalho

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8/41 para satisfação de uma vida sob fadiga desejada enquanto se levam em consideração uma variação de espessura de folha e um endurecimento de trabalho surgindo quando da formação de um membro, bem como uma tensão residual surgindo após a montagem devido principalmente a uma recuperação elástica após a formação do membro. [0025] De modo a se obter o objetivo descrito acima, um método de projeto de membro de acordo com a presente invenção compreende: uma primeira etapa em que um computador realiza uma análise de formação em prensa com base em um formato de um produto formado ou um formato de um membro, uma força de mantenedor de peça básica, um coeficiente de atrito, uma resistência à tração de um material, um limite de escoamento, uma relação tensão - deformação e uma espessura de folha, como condições de formação em prensa, para o cálculo da distribuição de espessura de folha e distribuição de deformação pós-formação do produto formado; e uma segunda etapa, em que o computador realiza uma análise de desempenho com base na distribuição de espessura de folha, na distribuição de deformação pósformação e no formato do produto formado ou no formato do membro, como quantidades de estado do produto formado, para o cálculo do desempenho do membro, no qual o computador repete os cálculos realizados no processo a partir da primeira etapa através da segunda etapa um número predeterminado de vezes, com pelo menos uma das condições de formação em prensa sendo mudada, para a extração de uma condição de formação de prensa ótima que proporcione um valor máximo ou um valor alvo do desempenho.

[0026] Ainda, um aparelho de projeto de membro de acordo com a presente invenção compreende: uma parte de entrada de condição de formação de prensa através da qual um formato de um produto formado ou um formato de um membro, uma força de mantenedor de peça básica, um coeficiente de atrito, uma resistência à tração de um matePetição 870190057348, de 21/06/2019, pág. 17/63

9/41 rial, um limite de escoamento, uma relação tensão - deformação e uma espessura de folha são introduzidos como condições de formação em prensa em um computador; um analisador de formação em prensa que realiza uma análise de formação em prensa com base no formato do produto formado ou no formato do membro, na força de mantenedor de peça básica, no coeficiente de atrito, na resistência à tração do material, no limite de escoamento, na relação tensão - deformação e na espessura de folha os quais são introduzidos através da parte de entrada de condição de formação de prensa, e calcula uma distribuição de espessura de folha e uma distribuição de deformação pós-formação do produto formado; um analisador de desempenho que realiza uma análise de desempenho do produto formado com base na distribuição de espessura de folha, na distribuição de deformação pós-formação e no formato do produto formado ou no formato do membro, como quantidades de estado, e calcula o desempenho do membro; um controlador de cálculo repetitivo que automaticamente executa os cálculos realizados no processo a partir da parte de entrada de condição de formação de prensa através do analisador de desempenho um número predeterminado de vezes, com pelo menos uma das condições de formação em prensa sendo mudada; e uma parte de saída de condição de formação ótima que extrai uma condição de formação de prensa ótima que proporciona um valor máximo ou um valor alvo do desempenho.

[0027] Mais ainda, um produto de programa de computador de acordo com a presente invenção compreende: um código de programa que faz com que um computador realize uma análise de formação em prensa com base em um formato de um produto formado ou um formato de um membro, uma força de mantenedor de peça básica, um coeficiente de atrito, uma resistência à tração de um material, um limite de escoamento, uma relação tensão - deformação e uma espessura de

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10/41 folha como condições de formação em prensa, e calcule uma distribuição de espessura de folha e uma distribuição de deformação pósformação do produto formado; e um código de programa para fazer com que o computador realize uma análise de desempenho do produto formado com base na distribuição de espessura de folha, na distribuição de deformação pós-formação e no formato do produto formado ou no formato do membro, como quantidades de estado do produto formado, e calcule o desempenho do membro, no qual o computador é feito repetir os cálculos um número predeterminado de vezes, com pelo menos uma das condições de formação em prensa sendo mudada, e extraia uma condição de formação de prensa ótima que proporciona um valor máximo ou um valor alvo do desempenho.

[0028] Mais ainda, um meio de gravação que pode ser lido em computador de acordo com a presente invenção grava um programa de computador de acordo com a presente invenção.

[0029] Aqui, um produto formado na presente invenção é definido como um produto parcialmente acabado após uma formação em prensa, e um membro é definido como o(s) produto(s) formado(s) montado(s), especificamente, um produto acabado.

[0030] De acordo com a presente invenção, um projeto de membro ótimo para a obtenção de um desempenho desejado incluindo uma condição de formação de prensa é realizado enquanto se levam em consideração os efeitos de variação de espessura de folha e endurecimento de trabalho devido ao trabalho plástico quando da fabricação do membro.

Breve Descrição dos Desenhos [0031] A figura 1 é um fluxograma para explicação de um fluxo de projeto de membro em uma primeira modalidade;

[0032] A figura 2 é uma vista que mostra uma aparência de um membro formado;

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11/41 [0033] A figura 3 é uma vista característica que mostra um limite de escoamento/relação de tensão - deformação de um material;

[0034] A figura 4 é uma vista que mostra uma distribuição de espessura de folha de um exemplo de análise de formação;

[0035] A figura 5 é uma vista que mostra a distribuição de deformação de um exemplo de análise de formação;

[0036] A figura 6 é uma vista característica que mostra uma relação entre uma força de mantenedor de peça básica e uma resistência de painel;

[0037] A figura 7 é um fluxograma para explicação de um fluxo de projeto de membro em uma segunda modalidade;

[0038] A figura 8 é uma vista que mostra uma distribuição de espessura de folha de um exemplo de análise de formação;

[0039] A figura 9 é uma vista que mostra uma distribuição de deformação de um exemplo de análise de formação;

[0040] A figura 10A é uma vista que mostra um exemplo de análise de batida e um modo de deformação de flambagem bom;

[0041] A figura 10B é uma vista que mostra um exemplo de análise de batida e um modo de deformação de flambagem ruim;

[0042] A figura 11 é uma vista característica que mostra uma relação entre uma condição de formação e uma energia absorvida de batida;

[0043] A figura 12 é uma vista característica que mostra uma relação entre uma condição de formação e a energia absorvida de batida;

[0044] A figura 13 é uma vista que mostra um formato pósformação de um membro de peça básica talhado;

[0045] A figura 14 é uma vista característica que mostra uma relação entre posições de linha de solda da peça básica talhada e a energia absorvida de batida;

[0046] A figura 15 é uma vista que mostra posições soldadas por

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12/41 pontos;

[0047] A figura 16 é uma vista característica que mostra uma relação entre condições de junção e a energia absorvida de batida;

[0048] A figura 17A é uma vista característica que mostra uma relação entre o limite de escoamento/a relação de tensão - deformação de um material para uma placa de aço de uma resistência à tração de grau de 270 MPa;

[0049] A figura 17B é uma vista característica que mostra uma relação entre o limite de escoamento/a relação de tensão - deformação de um material para uma placa de aço de uma resistência à tração de grau de 590 MPa;

[0050] A figura 17C é uma vista característica que mostra uma relação entre o limite de escoamento/a relação de tensão - deformação de um material para uma placa de aço de uma resistência à tração de grau de 980 MPa;

[0051] A figura 18 é um fluxograma para explicação de um fluxo de projeto de membro em uma terceira modalidade;

[0052] A figura 19 é uma vista que mostra um membro de exemplo composto por produtos formados em prensa;

[0053] A figura 20 é uma vista que mostra procedimentos de cálculo de exemplo para a obtenção de uma distribuição de tensão residual;

[0054] A figura 21A é uma vista que mostra um exemplo para a obtenção da distribuição de tensão residual pela realização de uma análise de recuperação elástica após a montagem dos produtos formados no membro;

[0055] A figura 21B é uma vista que mostra um exemplo para a obtenção de uma distribuição de tensão residual pela montagem dos produtos formados no membro após a realização da análise de recuperação elástica dos produtos formados;

[0056] A figura 22 é uma vista característica que mostra um diaPetição 870190057348, de 21/06/2019, pág. 21/63

13/41 grama S-N de exemplo com respeito a pré-deformações;

[0057] A figura 23 é uma vista que mostra um esboço de um teste de resistência à fadiga em um membro que tem um formato de chapéu;

[0058] A figura 24 é um diagrama de blocos que mostra um sistema de computador de exemplo funcionando como um aparelho de projeto; e [0059] A figura 25 é uma vista que mostra um exemplo de análise acoplada convencional no processo de formação e batida.

Descrição Detalhada das Modalidades Preferidas [0060] A partir deste ponto, as modalidades preferidas de acordo com a presente invenção serão descritas com referência aos desenhos.

Primeira Modalidade

1. Alvo de projeto [0061] Como um exemplo da presente invenção, uma condição de formação ótima para um membro tipo de painel será projetada. A figura 1 é um fluxograma que mostra um fluxo de um método de projeto de membro de acordo com a primeira modalidade. A figura 2 mostra uma aparência de um membro formado. O membro tipo de painel é formado por prensagem. O membro recebe uma força local (denominada, a partir deste ponto, uma força) em torno do centro do mesmo e tem uma mossa remanescente após a força ser removida. Uma condição de formação de prensa (força de mantenedor de peça básica = BHF) é otimizada de modo que a força causando uma certa quantidade de mossa, especificamente, uma resistência de painel como um desempenho do membro seja maximizada.

[0062] O membro tipo de painel tem um tamanho de 620 mm em um lado, 70 mm na largura de flange e 0,7 mm em uma espessura de folha. O material é uma placa de aço de uma resistência à tração de

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14/41 grau de 370 MPa.

[0063] Como as outras condições de formação em prensa, um comprimento de curso é definido como de 100 mm, uma força de mantenedor de peça básica (BHF) é definida como de 400 kN, um coeficiente de atrito é definido como de 0,12 e um limite de escoamento / relação de tensão - deformação do material é definida conforme mostrado na figura 3.

2. Análise de formação [0064] Uma análise de formação em prensa é realizada pela introdução das condições de formação em prensa descritas acima com o uso de um programa de análise de elementos finitos PAM-STAMP. A distribuição de espessura de folha e a distribuição de deformação são mostradas na figura 4 e na figura 4, respectivamente.

3. Conversão de dados [0065] O resultado de análise (no caso, por exemplo, de força de mantenedor de peça básica BHF = 200 kN, a espessura de folha = 0,613 mm e a deformação = 0,07557) da espessura de folha e a deformação pela análise de formação em uma posição de referência 21 mostrada na figura 2 são importados em um software de planilha e, então, a deformação (0,07557) é convertida em tensão (375,5 MPa), com base na relação de tensão - deformação na figura 3 para ser introduzida como uma condição de análise de resistência (quantidade de estado).

4. Análise de resistência [0066] Como um método de análise de resistência, uma fórmula Pd = K x t^m x σ (Puresu Seikei Nan-i Hando Bukku (Press Formation Difficulty Handbook, em Inglês, como uma referência), THE NIKKAN KOGYO SHIMBUN LTD., Tókio, 1997) calculando a força causando a certa quantidade de mossa (resistência de painel) no caso em que a força é aplicada à posição de referência 21 é usada. K indica um

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15/41 número constante determinado pelo formato do painel, t indica a espessura de folha, m indica um multiplicador, e σ indica a tensão calculada com base na figura 3, usando-se a deformação obtida pela análise de formação. Aqui, é assumido que K = 1,0 e m = 2, e a análise de resistência é realizada usando-se o software de planilha. Por exemplo, quando a força de mantenedor de peça básica BHF = 200 kN, então, Pd = 1,0 x 0,6132 x 375,5 = 141,2.

5. Avaliação de desempenho de resistência e mudança de condição de formação de prensa [0067] Das condições de formação em prensa descritas acima, a força de mantenedor de peça básica (BHF) é mudada na faixa de 200 kN a 800 kN, e o computador realiza o cálculo a partir da etapa 1 à etapa 7 na figura 1 repetidamente quatro vezes, de modo que a condição de formação de prensa ótima proporcionando o valor máximo da resistência de painel seja buscada.

6. Resultado [0068] O resultado é mostrado na figura 6. No gráfico, o eixo horizontal indica a força de mantenedor de peça básica (BHF) e o eixo vertical indica a resistência de painel (Pd). Com base no resultado, a condição de formação na qual a resistência de painel é maximizada é quando a força de mantenedor de peça básica BHF = de 700 kN a 800 kN e a resistência de painel é de aproximadamente 148.

Segunda Modalidade [0069] Em uma segunda modalidade, a descrição será dada de um projeto de um membro que é um membro de lado dianteiro ou similar de um automóvel, para a absorção de energia batida surgindo no momento da batida de um automóvel.

[0070] A figura 7 é um fluxograma para explicação do fluxo de projeto de membro na segunda modalidade. Em primeiro lugar, como condições de formação em prensa, as respectivas condições 71 sendo

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16/41 o formato do membro, o comprimento de curso, a força de mantenedor de peça básica, a pressão de calço, o coeficiente de atrito, a resistência à tração do material, o limite de escoamento, a relação de tensão deformação, a espessura de folha e uma posição soldada da peça básica talhada são estabelecidas, e o computador realiza a análise de formação (72) pelo programa de análise de formação usando as condições acima como dados de entrada.

[0071] Note que, na presente invenção, a pressão de calço e a posição soldada de peça básica talhada são itens a serem introduzidos conforme requerido. A peça básica talhada significa um material formado por placas de metal soldadas sendo diferentes pelo menos em qualquer um dentre a espessura de folha, a resistência à tração e o limite de escoamento na direção longitudinal. Com a pressão de calço sendo introduzida, efeitos de evitação de uma falha no momento da formação, tal como uma fratura e um enrugamento de um dado endurecimento de trabalho apropriado (deformação) podem ser esperados. Ainda, com a entrada da posição soldada de peça básica talhada, um efeito de melhoria da perfuração descrita mais tarde no momento da batida obtido pelo arranjo de espessuras de folha diferentes e/ou material para os mesmos membros pode ser esperado.

[0072] Subseqüentemente, com base nas condições de formação em prensa 71, o computador realiza a análise de formação em prensa 72, para converter dados de saída (distribuição de espessura de folha, distribuição de deformação e distribuição de tensão) 73 da análise de formação em dados de entrada 75 para análise de batida pelo programa de conversão 74.

[0073] Note que, na presente invenção, a distribuição de tensão do produto formado é um item a ser extraído, se requerido, como resultado da análise de formação. Pela extração da distribuição de tensão do produto formado e pela realização da análise de batida seguinte com

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17/41 base nisso, um efeito de realização de um projeto altamente preciso, no qual uma deformação e/ou fenômeno(s) de distribuição no momento da batida é (são) verdadeiramente duplicados, pode ser esperado. [0074] Subseqüentemente, com base na distribuição de espessura de folha, na distribuição de deformação, na distribuição de tensão, no formato do membro, na condição de junção do membro e em uma força de impacto do produto formado, como condições de análise de batida 75, o computador realiza uma análise de batida 76 por um programa de análise de batida para a extração de dados de saída (energia absorvida de batida e modo de deformação de flambagem) 77 da análise de batida, e os avalia 78.

[0075] Note que, na presente invenção, além das condições de análise de batida, a distribuição de tensão do produto formado é um item a ser introduzido, se requerido, conforme descrito antes. Também, a condição de junção do membro é o item a ser introduzido nas condições de análise de batida, se requerido. As condições de junção são, especificamente, um tipo ou dois tipos ou mais do método de soldagem, uma entrada de calor, uma temperatura de preaquecimento, um número de soldagem(ns) por pontos, um distribuição de lente de solda, a posição soldada e similares. Com as condições de junção do membro sendo introduzidas nas condições de análise de batida, os efeitos de fazer com que o modo de deformação de flambagem no momento da batida seja o modo desejado e de maximização da energia absorvida de batida podem ser esperados.

[0076] Na ancoragem, os cálculos são realizados para a obtenção da energia absorvida de batida e do modo de deformação. O modo de deformação significa um modo de deformação quando o membro recebe um impacto para ser deformado. Especificamente, um modo de deformação no qual o membro é dobrado de uma maneira tipo de acordeão ou um modo de deformação no qual o membro é flexionado

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18/41 na metade do mesmo é causado.

[0077] Quando o desempenho de batida não obtém o valor desejado ou quando da etapa 71 à etapa 77 não foi ainda repetido um número predeterminado de vezes, pelo menos, um tipo ou mais das condições de formação em prensa 71 ou a condição de junção do membro das condições de análise de batida 75 é (são) mudado(s), e o computador realiza os cálculos pela repetição da etapa 71 à etapa 77 um número predeterminado de vezes. O processo pára quando o desempenho de batida atinge o valor desejado pela repetição da etapa 71 à etapa 77. O número predeterminado de vezes preferencialmente é de 10 vezes ou mais, para se buscar o ponto máximo da energia absorvida de batida. A propósito, de modo a se poupar tempo de uma série de análises, 100 vezes ou menos é preferível.

[0078] Com isto, um resultado de projeto ótimo 79 proporcionando o valor máximo ou uma região estável da energia absorvida de batida pode ser obtido.

[0079] Note que a análise de formação e a análise de batida podem ser realizadas por um programa de análise comercialmente disponível pelo método de elementos finitos ou similar ou um programa desenvolvido próprio. Também, a conversão de dados da análise de formação para a análise de batida, a avaliação de desempenho de batida e a mudança no formato e/ou nas condições de processamento são realizadas pelo programa comercialmente disponível ou pelo programa desenvolvido próprio também.

[0080] Conforme declarado acima, o membro ótimo pode ser projetado para fazer com que o modo de deformação de flambagem e/ou a energia absorvida de batida quando o automóvel bater seja(m) o(s) valor(es) desejado(s) e ao se buscar um ponto de projeto (formato de membro, condição de formação de prensa e assim por diante) no qual o desempenho de batida não varia grandemente, mesmo se houver

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19/41 uma flutuação nas condições de processamento quando da fabricação do membro, enquanto se levam em consideração os efeitos da variação de espessura de folha e do endurecimento de trabalho quando da fabricação do membro.

Exemplo 1

1. Alvo de projeto [0081] Como um exemplo 1 da segunda modalidade, as condições de formação ótimas para um membro formado por soldagem por pontos de uma placa de fechamento para um membro tendo uma seção de chapéu são projetadas. A figura 13 mostra uma aparência do membro formado. O membro tendo a seção em formato de chapéu é formado por prensagem. É assumido que o membro seja batido em torno do eixo geométrico na direção longitudinal, quando recebendo uma força de impacto, e uma condição de trabalho em prensa (força de mantenedor de peça básica = BHF) seja otimizada de modo que a energia absorvida de batida naquele momento seja maximizada.

[0082] O tamanho do membro tendo a seção em formato de chapéu é de 300 mm de comprimento, 50 mm na largura de seção transversal, 50 mm na altura de seção transversal, 20 mm na largura de flange e 1,4 mm na espessura de folha. O tamanho da placa de fechamento é de 300 mm de comprimento, 90 mm na largura e 1,4 mm na espessura de folha. O material é uma placa de aço de alta tração de grau de 590 MPa para o membro tendo a seção em formato de chapéu e a placa de fechamento.

[0083] Como as outras condições de formação em prensa, o comprimento de curso é definido como de 50 mm, a força de mantenedor de peça básica inicial (BHF) é definida como de 40 kN, o coeficiente de atrito é definido como de 0,15 e o limite de escoamento / a relação de tensão - deformação do material é definido conforme mostrado na figura 17B.

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20/41

2. Análise de formação [0084] As condições de formação em prensa descritas acima são introduzidas e, então, a análise de formação em prensa é realizada usando-se um programa de análise de elementos finitos comercialmente disponível Hyper Form para o cálculo da distribuição de espessura de folha mostrada na figura 8 e da distribuição de deformação do produto formado mostrada na figura 9.

3. Conversão de dados [0085] O resultado de análise da variação de espessura de folha e a distribuição de deformação pela análise de formação são convertidos para os dados de entrada para a análise de batida usando-se um programa em FORTRAN desenvolvido próprio, e a distribuição de espessura de folha, a distribuição de deformação e o formato do membro do produto formado são introduzidos como condições de análise de batida.

4. Análise de batida [0086] Como uma condição de análise de batida, ainda, a força de impacto igual àquela no caso em que um aço de 553,6 kg de massa é batido a uma velocidade de 6,26 m/s é introduzida, e a análise de batida é realizada usando-se um programa de análise por elementos finitos comercialmente disponível PAM-CRASH. Conforme mostrado nas figura 10A e 10B, a energia absorvida de batida e o modo de deformação são calculados incluindo o caso em que a condição de formação de prensa é mudada, conforme será descrito mais tarde. A figura 10A mostra um modo de deformação de flambagem bom no qual uma deformação de flambagem regular 101 é repetida na direção axial, e a figura 10B mostra um modo de deformação de flambagem ruim no qual uma deformação de flambagem irregular 102 é causada.

5. Avaliação de desempenho de batida e mudança de condição de processamento

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21/41 [0087] Uma ferramenta de otimização comercialmente disponível iSIGHT é usada. De modo a se maximizar e estabilizar a energia absorvida de batida, além das condições de formação em prensa descritas acima, a força de mantenedor de peça básica (BHF) é mudada na faixa de 1 kN a 350 kN, então, o computador realiza um cálculo a partir da etapa 71 à etapa 77 na figura 7 repetidamente 70 vezes, e a condição de formação de prensa ótima proporcionando o valor máximo ou a região estável da energia absorvida de batida é buscada.

6. Resultado [0088] O resultado é mostrado na figura 11. No gráfico, o eixo horizontal indica a força de mantenedor de peça básica (BHF) e o eixo vertical indica a energia absorvida de batida. Com base no resultado, um ponto 111 no qual a energia absorvida de batida é maximizada é quando a força de mantenedor de peça básica BHF = 298 kN, onde a energia absorvida de batida é de 8044 J. Contudo, sob estas condições, se a força de mantenedor de peça básica BHF flutuar, a energia absorvida de batida variará agudamente; portanto, quando um controle de prensa altamente preciso é difícil, é difícil adotar o ponto como o ponto de projeto ótimo.

[0089] Nesse momento, há uma faixa em que a força de mantenedor de peça básica BHF = 200 kN a 250 kN como uma faixa 112 na qual a energia absorvida de batida é estabilizada em um nível mais alto, de modo que é descoberto que o ponto médio da mesma pode ser adotado como o ponto de projeto ótimo.

[0090] Ainda, sob as mesmas condições que do exemplo 1, quando da realização adicional da análise de formação em prensa, a distribuição de tensão do produto formado é calculada (a vista da distribuição de tensão é omitida aqui), então, a análise de batida é realizada pela inclusão desta distribuição de tensão, e os cálculos repetitivos descritos acima são realizados 25 vezes, enquanto se muda a força de

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22/41 mantenedor de peça básica, como resultado, existindo uma faixa em que a força de mantenedor de peça básica BHF = 220 kN a 260 kN, de modo que é encontrado que o ponto médio da mesma pode ser adotado como o ponto de projeto ótimo.

Exemplo 2

1. Alvo de projeto [0091] Como um exemplo 2 da segunda modalidade, as condições de formação ótimas para um membro formado por soldagem por pontos da placa de fechamento ao membro tendo a seção em formato de chapéu são projetadas. O membro tendo a seção em formato de chapéu é formado por prensagem. É assumido que o membro seja batido em torno do eixo geométrico na direção longitudinal ao receber uma força de impacto, e a condição de trabalho em prensa (pressão de calço) é otimizada, de modo que a energia absorvida de batida naquele momento seja maximizada.

[0092] O tamanho do membro tendo a seção em formato de chapéu é de 300 mm de comprimento, 50 mm na largura de seção transversal, 50 mm na altura de seção transversal, 20 mm na largura de flange e 1,4 mm na espessura de folha. O tamanho da placa de fechamento é de 300 mm de comprimento, 90 mm na largura e 1,4 mm na espessura de folha. O material é uma placa de aço de alta tração de grau de 590 MPa para o membro tendo a seção em formato de chapéu e a placa de fechamento.

[0093] Como as outras condições de formação em prensa, o comprimento de curso é definido como de 50 mm, a força de mantenedor de peça básica inicial (BHF) é definida como de 200 kN, o coeficiente de atrito é definido como de 0,15 e o limite de escoamento / a relação de tensão - deformação do material é definido conforme mostrado na figura 17B.

2. Análise de formação

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23/41 [0094] As condições de formação em prensa descritas acima são introduzidas e, então, a análise de formação em prensa usando-se um programa de análise de elementos finitos comercialmente disponível PAM-STAMP é realizada para o cálculo da distribuição de espessura de folha do produto formado similar àquela mostrada na figura 8 e a distribuição de deformação similar àquela mostrada na figura 9 (o desenho é omitido aqui).

3. Conversão de dados [0095] O resultado de análise da variação de espessura de folha e a distribuição de deformação pela análise de formação são convertidos para os dados de entrada para a análise de batida usando-se um programa em FORTRAN desenvolvido próprio, e a distribuição de espessura de folha, a distribuição de deformação e o formato do membro do produto formado são introduzidos como condições de análise de batida.

4. Análise de batida [0096] Como uma condição de análise de batida, ainda, a força de impacto igual àquela no caso em que um aço de 553,6 kg de massa é batido a uma velocidade de 6,26 m/s é introduzida, e a análise de batida é realizada usando-se um programa de análise por elementos finitos comercialmente disponível PAM-CRASH. Incluindo um caso descrito por último em que a condição de pressão de calço é mudada, os mesmos resultados, conforme mostrado nas figura 10A e 10B, são obtidos (os desenhos são omitidos aqui). Quando a pressão de calço é de 18 kN ou mais, o modo de deformação de flambagem, de modo que o membro seja flexionado é mostrado.

5. Avaliação de desempenho de batida e mudança de condição de processamento [0097] Uma ferramenta de otimização comercialmente disponível iSIGHT é usada. De modo a se maximizar e estabilizar a energia abPetição 870190057348, de 21/06/2019, pág. 32/63

24/41 sorvida de batida, além das condições de formação em prensa descritas acima, a pressão de calço é mudada na faixa de 1 kN a 25 kN, então, o computador realiza um cálculo a partir da etapa 71 à etapa 77 na figura 7 repetidamente 13 vezes, e a condição de formação de prensa ótima proporcionando o valor máximo ou a região estável da energia absorvida de batida é buscada.

6. Resultado [0098] O resultado é mostrado na figura 12. No gráfico, o eixo horizontal indica a pressão de calço e o eixo vertical indica a energia absorvida de batida. Com base no resultado, um ponto 1201 no qual a energia absorvida de batida é maximizada é quando a pressão de calço = 16 kN, onde a energia absorvida de batida é de 8300 J.

Exemplo 3

1. Alvo de projeto [0099] Como um exemplo 3 da segunda modalidade, as condições de formação ótimas para um membro formado por soldagem por pontos da placa de fechamento ao membro tendo a seção em formato de chapéu são projetadas. O membro tendo a seção em formato de chapéu é formado por prensagem de um material de peça básica talhado. É assumido que o membro seja batido em torno do eixo geométrico na direção longitudinal ao receber uma força de impacto, e a condição de trabalho em prensa (posição de solda da peça básica talhada) é otimizada, de modo que a energia absorvida de batida naquele momento seja maximizada.

[00100] O tamanho do membro tendo a seção em formato de chapéu é de 300 mm de comprimento, 50 mm na largura de seção transversal, 50 mm na altura de seção transversal, 20 mm na largura de flange e 1,2 mm na espessura de folha. O tamanho da placa de fechamento é de 300 mm de comprimento, 90 mm na largura e 1,2 mm na espessura de folha. Os materiais para o membro tendo a seção em

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25/41 formato de chapéu são placas de aço de grua de 270 MPa, de grua de

980 MPa e de grau de 590 MPa a partir de cima, respectivamente, e que para a placa de fechamento seja uma placa de aço de grau de

590 MPa. A figura 13 mostra uma aparência do membro tendo a seção em formato de chapéu.

[00101] Como as outras condições de formação em prensa, o comprimento de curso é definido como de 50 mm, a força de mantenedor de peça básica inicial (BHF) é definida como de 10 kN e o coeficiente de atrito é definido como de 0,15. As relações de escoamento / tensão - deformação dos materiais são mostradas nas figura 17A, 17B e 17C para os materiais de grau de 270 MPa, de grau de 590 MPa e de grau de 980 MPA, respectivamente.

2. Análise de formação [00102] As condições de formação em prensa descritas acima são introduzidas e, então, a análise de formação em prensa é realizada usando-se um programa de análise de elementos finitos comercialmente disponível Hyper-Form para o cálculo da distribuição de espessura de folha do produto formado similar àquela mostrada na figura 8 e a distribuição de deformação similar àquela mostrada na figura 9 (o desenho é omitido aqui).

3. Conversão de dados [00103] O resultado de análise da variação de espessura de folha e a distribuição de deformação pela análise de formação são convertidos para os dados de entrada para a análise de batida usando-se um programa em FORTRAN desenvolvido próprio, e a distribuição de espessura de folha, a distribuição de deformação e o formato do membro do produto formado são introduzidos como condições de análise de batida.

4. Análise de batida [00104] Como uma condição de análise de batida, ainda, a força de

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26/41 impacto igual àquela no caso em que um aço de 500 kg de massa é batido a uma velocidade de 6 m/s é introduzida, e a análise de batida é realizada usando-se um programa de análise por elementos finitos comercialmente disponível PAM-CRASH. Incluindo um caso descrito por último em que a posição de solda da peça básica talhada é mudada, os mesmos resultados, conforme mostrado nas figura 10A e 10B, são obtidos (os desenhos são omitidos aqui). Quando a posição de solda da peça básica talhada é a > 160 mm, um modo de deformação de flambagem, no qual uma região c de aço de grau de 590 MPa não é dobrada em boa condição, é mostrado.

5. Avaliação de desempenho de batida e mudança de condição de processamento [00105] Uma ferramenta de otimização comercialmente disponível iSIGHT é usada. De modo a se maximizar e estabilizar a energia absorvida de batida, além das condições de formação em prensa descritas acima, uma posição de solda 1304 da peça básica talhada mostrada na figura 13 é mudada na faixa de a = 130 mm a 170 mm, então, o computador realiza cálculos a partir da etapa 71 à etapa 77 na figura 7 repetidamente 50 vezes, e a condição de formação de prensa ótima proporcionando o valor máximo ou a região estável da energia absorvida de batida é buscada. Note que um comprimento 1302 em uma porção central é fixado para ser b = 100 mm, e um comprimento 1303 em uma porção inferior é definido como sendo c = (300 - a - b) mm.

6. Resultado [00106] O resultado é mostrado na figura 14. No gráfico, o eixo horizontal indica a posição de solda da peça básica talhada e o eixo vertical indica a energia absorvida de batida. Com base no resultado, um ponto 1401 no qual a energia absorvida de batida é maximizada é quando a posição de solda da peça básica talhada a = 148 mm, onde

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27/41 a energia absorvida de batida é de 6900 J.

Exemplo 4

1. Alvo de projeto [00107] Como um exemplo 4 da segunda modalidade, as condições de formação ótimas para um membro formado por soldagem por pontos da placa de fechamento ao membro tendo a seção em formato de chapéu são projetadas. O membro tendo a seção em formato de chapéu é formado por prensagem de uma placa de aço. É assumido que o membro seja batido em torno do eixo geométrico na direção longitudinal ao receber uma força de impacto, e a condição de trabalho em prensa (pressão de calço) é otimizada, de modo que a energia absorvida de batida naquele momento seja maximizada. Especificamente, quanto à soldagem por pontos do flange do membro tendo a seção em formato de chapéu e a placa de fechamento, o número de soldagens e o diâmetro de lente de solda são otimizados.

[00108] O tamanho do membro tendo a seção em formato de chapéu é de 300 mm de comprimento, 50 mm na largura de seção transversal, 50 mm na altura de seção transversal, 20 mm na largura de flange e 1,4 mm na espessura de folha. O tamanho da placa de fechamento é de 300 mm de comprimento, 90 mm na largura e 1,4 mm na espessura de folha. O material é uma placa de aço de alta tração de grau de 590 MPa.

[00109] Como as outras condições de formação em prensa, o comprimento de curso é definido como de 50 mm, a força de mantenedor de peça básica inicial (BHF) é definida como de 34 kN e o coeficiente de atrito é definido como de 0,15. O limite de escoamento / a relação de tensão - deformação do material é definido conforme mostrado na figura 17B.

2. Análise de formação [00110] As condições de formação em prensa descritas acima são

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28/41 introduzidas e, então, a análise de formação em prensa é realizada usando-se um programa de análise de elementos finitos comercialmente disponível Hyper-Form para o cálculo da distribuição de espessura de folha do produto formado similar àquela mostrada na figura 8 e a distribuição de deformação similar àquela mostrada na figura 9 (o desenho é omitido aqui).

3. Conversão de dados [00111] O resultado de análise da distribuição de espessura de folha e a distribuição de deformação pela análise de formação são convertidos para os dados de entrada para a análise de batida usando-se um programa em FORTRAN desenvolvido próprio, e a distribuição de espessura de folha, a distribuição de deformação e o formato do membro do produto formado são introduzidos como condições de análise de batida.

4. Análise de batida [00112] Como uma condição de análise de batida, ainda, a força de impacto igual àquela no caso em que um aço de 553,6 kg de massa é batido a uma velocidade de 6,26 m/s é introduzida, e a análise de batida é realizada usando-se um programa de análise por elementos finitos comercialmente disponível PAM-CRASH. Incluindo um caso descrito por último em que o número de soldagem(ns) da soldagem por pontos e o diâmetro do ponto de solda são mudados, os mesmos resultados, conforme mostrado nas figura 10A e 10B, são obtidos (os desenhos são omitidos aqui). Quando o número das soldagens da soldagem por pontos é sete e o diâmetro de lente de solda é de 7 mm, o modo de deformação de flambagem, de modo que o membro seja dobrado de uma maneira de acordeão, e quando o número das soldagens e o diâmetro do ponto de solda são outros além do acima, o modo de deformação de flambagem de modo que o membro seja flexionado no ponto médio do mesmo é mostrado.

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5. Avaliação de desempenho de batida e mudança de condição de processamento [00113] Uma ferramenta de otimização comercialmente disponível iSIGHT é usada. De modo a se maximizar e estabilizar a energia absorvida de batida, além das condições de junção de membro descritas acima, o número de soldagem(ns) por pontos é mudado na faixa de 3 a 10 para um lado, conforme mostrado na figura 15, e o diâmetro de lente de solda da soldagem por pontos é mudado na faixa de 3 mm a 10 mm e, então, o computador realiza um cálculo a partir da etapa 71 à etapa 77 na figura 7 repetidamente 16 vezes, de modo que a condição de formação de prensa ótima ou a condição de junção ótima proporcionando o valor máximo da energia absorvida de batida seja buscada.

6. Resultado [00114] O resultado é mostrado na figura 16. No gráfico, um eixo horizontal 1601 indica o número de soldagens por pontos, um eixo horizontal 1602 indica o diâmetro de lente de solda e um eixo vertical 1603 indica a energia absorvida de batida. Com base no resultado, um ponto 1604 no qual a energia absorvida de batida é maximizada é nove e o diâmetro de lente de solda é de 10 mm, onde a energia absorvida de batida é de 7237 J. Ainda, quando o número de soldagens por pontos é sete e o diâmetro de lente de solda é de 7 mm, há um ponto máximo 1605 que mostra uma energia absorvida de batida de 7125 J, e este pode ser considerado um candidato do ponto de projeto ótimo em consideração do custo de soldagem por pontos.

[00115] Ainda, no caso em que as condições de junção ótimas descritas acima são dadas e como uma condição de formação de prensa, a força de mantenedor de peça básica é mudada e os cálculos repetitivos descritos acima são realizados 13 vezes, a energia absorvida de batida é estabilizada em um nível alto, quando a força de mantenedor

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30/41 de peça básica BHF = 200 kN a 250 kN, e é encontrado que o ponto médio da mesma pode ser adotado como o ponto de projeto ótimo.

Terceira modalidade [00116] Em uma terceira modalidade, uma parte, um membro ou uma estrutura usado em um veículo, especialmente em um veículo industrial, tal como um automóvel, um veículo agrícola e similar é predito tendo em vista a vida sob fadiga em relação a uma carga cíclica surgindo quando se dirige o veículo, e um projeto de condições de formação em prensa ótimas proporcionando um valor máximo da vida sob fadiga ou uma vida sob fadiga alvo será descrito.

[00117] Com referência ao fluxograma na figura 18, um fluxo de projeto de membro de acordo com a terceira modalidade será descrito. Em primeiro lugar, como as condições de formação em prensa, respectivos dados de entrada 1801 sendo o formato de um material antes da formação, o formato do produto formado, um formato de ferramenta, o comprimento de curso, a força de mantenedor de peça básica, o coeficiente de atrito, a resistência à tração do material, o limite de escoamento, a relação de tensão - deformação e a espessura de folha, são regulados, e o computador realiza a análise de formação em prensa (1802) pelo programa de análise de formação usando-se as condições acima como dados de entrada.

[00118] Com base nos dados de entrada 1801 das condições de formação em prensa, o computador realiza a análise de formação em prensa (1802) e extrai a espessura de folha, a distribuição de tensão pós-formação e a distribuição de deformação pós-formação do produto formado como dados de saída 1803 da análise de formação em prensa.

[00119] Subseqüentemente, a distribuição de espessura de folha, a distribuição de tensão pós-formação e o formato do membro dos dados de saída 1803 da análise de formação em prensa são regulados

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31/41 como dados de entrada 1804 das condições de análise de recuperação elástica, e o computador realiza a análise de recuperação elástica (1806) usando o programa de análise de recuperação elástica com base nos dados de entrada 1804 para a extração de uma distribuição de tensão residual do membro como os dados de saída 1808 da análise de recuperação elástica.

[00120] Também, em paralelo a isso, dos dados de saída 1803 da análise de formação em prensa, a distribuição de espessura de folha, o formato do membro e a carga estática são regulados como dados de entrada 1805 para as condições de análise elástica, e o computador realiza a análise elástica (1807) sobre o membro com base nos dados de entrada 1805, usando-se um programa da análise elástica para a extração de uma distribuição de tensão de formação pós-elástica e a distribuição de deformação de deformação pós-elástica como dados de saída 1809 da análise elástica.

[00121] Subseqüentemente, a distribuição de deformação pósformação dos dados de saída 1803 da análise de formação em prensa, a distribuição de tensão residual dos dados de saída 1808 da análise de recuperação elástica e a distribuição de tensão de deformação póselástica e a distribuição de deformação de deformação pós-elástica dos dados de saída 1809 da análise elástica e a carga de fadiga são reguladas como dados de entrada de condição 1810 para uma análise de fadiga e o computador executa a análise de fadiga (1811) baseado nos dados de entrada 1810 usando o programa de análise de fadiga para dar como saída a vida útil de fadiga do membro como os dados de saída 1812 da análise de fadiga e avaliar se a vida sob fadiga satisfaz ou não à vida alvo ou se a vida sob fadiga é ou não o valor máximo (1813).

[00122] Quando a vida sob fadiga do membro atingiu o valor desejado pela repetição da etapa 1801 à etapa 1812, o processo é parado.

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32/41 [00123] Com isto, é possível obter as condições de formação em prensa ótimas 1814 proporcionando o valor máximo da vida sob fadiga ou a vida alvo.

[00124] Note que para a análise de formação em prensa, a análise de recuperação elástica, a análise elástica estática e a análise de vida sob fadiga, um programa de análise comercialmente disponível por método de elementos finitos ou similar ou um programa de desenvolvimento próprio pode ser usado. Como um programa de análise de formação em prensa, há os solucionadores comercialmente disponíveis, tais como o PAM-STAMP, um LS-DYNA, um ABAQUS, e similares, e como aqueles para análise elástica, há solucionadores comercialmente disponíveis usando o método de elementos finitos, tais como um NASTRAN, um MARC, o ABAQUS, e similares. Como um programa de análise de vida sob fadiga, há um software comercialmente disponível, tal como um MSC. Fatigue, um FEMFAT, um Fe-Fatigue ou similares. Ainda, a transferência de dados para/do resultado de análise de formação em prensa ou do resultado de análise de recuperação elástica para/da análise de vida sob fadiga, e uma mudança de condição de análise são realizadas usando-se um programa comercialmente disponível ou um programa de desenvolvimento próprio. Como uma ferramenta de otimização automaticamente mudando a condição de análise e realizando um cálculo repetitivo para a obtenção do resultado ótimo, um software de otimização comercialmente disponível iSIGHT, OPTIMUS, AMDESS e similares são preparados, de modo que o cálculo repetitivo mostrado na figura 18 possa ser automatizado.

[00125] Os dados de entrada 1804, 1805, 1810 podem ser introduzidos a partir de uma parte de entrada externa em cada caso ou podem ser importados automaticamente no programa.

[00126] A figura 19 mostra um membro de exemplo formado por dois produtos formados em prensa 1901, 1902 montados por soldaPetição 870190057348, de 21/06/2019, pág. 41/63

33/41 gens por pontos 1903. Ainda, na figura 20, procedimentos de cálculo de exemplo (correspondentes a 1801, 1802, 1803, 1804, 1806, 1808 na figura 18) para a obtenção da distribuição de tensão residual do membro, em que a análise de formação em prensa do produto formado e a análise de recuperação elástica do membro são realizadas, são mostrados. Com base nos dados de formato 2004 do material antes da formação e nos dados de formato de ferramentas (molde de punção 2005, molde de matriz 2006), um modelo de malha de elementos finitos 2007 é gerado, e uma análise de formação em prensa 2008 é realizada, com base nas condições de formação em prensa para a obtenção da distribuição de espessura de folha em um ponto morto após formado, a distribuição de tensão pós-formação e a distribuição de deformação pós-formação.

[00127] Usando-se o produto formado, no qual a distribuição de espessura de folha e a distribuição de tensão pós-formação obtidas na análise de formação em prensa 2008 são mapeadas, uma montagem de membro 2009 é realizada no computador e, então, uma análise de recuperação elástica 2010 é realizada, de modo que a distribuição de tensão residual do membro seja obtida. Quanto ao cálculo da distribuição de tensão residual, é possível obter a tensão residual gerada em uma porção de junta ou uma porção de material de metal, após a realização da análise de recuperação elástica no produto formado, juntando-se os produtos formados no computador, e montando o membro.

[00128] As figura 21A e 21B mostram dois tipos dos processos descritos acima, nos quais os produtos formados são montados para a obtenção da tensão residual. A figura 21A mostra um exemplo, no qual dois produtos formados 2101, cada um tendo a seção em formato de chapéu, são montados em um membro por uma soldagem por pontos 2103 para a obtenção da distribuição de tensão residual pela realização

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34/41 da análise de recuperação elástica, e a figura 21B mostra um exemplo no qual a análise de recuperação elástica é realizada nos produtos formados, cada um tendo a seção em formato de chapéu, distribuições de deslocamento pela recuperação elástica são calculadas, formatos deformados dos produtos formados são obtidos, e, eles são montados no membro com base nos formatos deformados por uma soldagem por pontos 2102 para a obtenção da distribuição de tensão residual.

[00129] Subseqüentemente, um cálculo de vida sob fadiga de exemplo considerando-se a distribuição de deformação pós-formação e realizado no programa de análise de vida sob fadiga 1811 será mostrado. A distribuição de deformação pós-formação obtida pela análise de formação em prensa é regulada como a distribuição prédeformação do membro e o diagrama S-N e o diagrama E-N são selecionados com base no valor para a realização do cálculo de vida sob fadiga. Aqui, o diagrama E-N indica o diagrama de vida sob fadiga mostrando uma relação entre o valor de deformação e o número de ciclos. Para o diagrama S-N e o diagrama E-N, é possível usar dados comercialmente disponíveis ou dados em um documento conhecido publicamente, e também é possível usar os dados preparados pela realização do teste de fadiga de antemão, usando o mesmo material de aço que o usado no projeto. Geralmente, a resistência à fadiga do material de metal que experimentou uma pré-deformação aumenta na região de ciclo alto.

[00130] A figura 22 é um diagrama S-N que mostra um efeito da pré-deformação com respeito a um material de aço, o qual pode ser obtido ao se proporcionar uma deformação predeterminada a uma amostra de teste de fadiga, e a realização do teste de fadiga. Como um exemplo, em uma posição de um ponto de nó (nó) no modelo de malha de elementos finitos do membro, uma pré-deformação de 30% é dada e uma carga de fadiga é adicionada também, e quando a tensão

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35/41 de 350 MPa surge no ponto de nó, conforme mostrado por uma seta pontilhada nos desenhos, a linha S-N da pré-deformação de 30% é selecionada, e a vida sob fadiga estimada (número de ciclos) no ponto de nó pode ser calculada como sendo de 800 mil vezes. Pelo método de cálculo similar, a vida sob fadiga é calculada para cada ponto de nó no modelo de malha de elementos finitos do membro, e dos resultados de cálculo o valor mínimo é definido como uma vida sob fadiga predita. [00131] Conforme foi descrito, a tensão residual gerada em respectivas porções após uma montagem, a deformação plástica surgindo quando da formação do membro, e a variação de espessura de folha são levadas em consideração, enquanto as condições de formação em prensa fazendo com que a vida sob fadiga sob condições de carga de fadiga em conformidade com o ambiente de uso prático do membro seja obtida de uma maneira acurada e veloz, de modo que o membro ótimo possa ser projetado.

Exemplo

1. Alvo de projeto [00132] Como um exemplo da terceira modalidade, as condições de formação ótimas para um membro tendo uma seção de chapéu formado por soldagem por pontos de uma placa de fechamento 2302 para uma porção de flange de um produto formado 2301 tendo uma seção em formato de chapéu, conforme mostrado na figura 23, são projetadas. Uma placa de fechamento de lado de fixação 2304 é completamente fixada ao membro tendo a seção em formato de chapéu por meio do que o membro tendo a seção em formato de chapéu é posto em um estado em balanço, e uma carga de fadiga à torção é repetidamente adicionada em torno do eixo geométrico longo para a obtenção da condição de formação de prensa ótima (força de mantenedor de peça básica) na qual a vida sob fadiga (número de ciclos) é maximizada. A carga de fadiga cíclica é uma carga de fadiga 2305 de torPetição 870190057348, de 21/06/2019, pág. 44/63

36/41 ção completamente revertida, sendo de 400 Nm.

[00133] O tamanho do membro tendo a seção em formato de chape 2301 é de 300 mm de comprimento, 120 mm na largura de seção transversal, 70 mm na altura de seção transversal, 20 mm na largura de flange e 1,4 mm na espessura de folha. O tamanho de uma placa de fechamento é de 160 mm na largura, 300 mm de comprimento e 1,4 mm na espessura de folha. O tamanho da placa de fechamento de lado de fixação 2304 é de 200 mm de largura, 200 mm de comprimento e 5,0 mm na espessura de folha, respectivamente. Quanto ao tamanho das ferramentas, o lado de formato do molde de punção e o molde de matriz são regulados com base no tamanho de formato do produto formado 2301 tendo a seção em formato de chapéu. O tamanho do material antes da formação é de 300 mm na largura, 300 mm no comprimento e 1,4 mm na espessura de folha.

[00134] Como as outras condições de formação em prensa, o comprimento de curso é definido como de 70 mm, a força de mantenedor de peça básica inicial (BHF) é definida como de 10 kN e o coeficiente de atrito é definido como de 0,15. O limite de escoamento do material é de 340 MPa, a relação de tensão - deformação:

σ = 900 x (ε + 0,0006) ^0Ί7.

[00135] Aqui, σ é uma tensão real e ε é uma deformação real.

2. Análise de formação [00136] As condições de formação em prensa descritas acima são introduzidas e, então, a análise de formação em prensa é realizada no produto formado 2301 tendo a seção em formato de chapéu usandose o programa de método de elementos finitos comercialmente disponível ABAQUS para, desse modo, se calcular a espessura de folha, a distribuição de tensão pós-formação e a distribuição de deformação pós-formação do produto formado.

3. Análise de recuperação elástica

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37/41 [00137] O produto formado 2301 tendo a seção em formato de chapéu e a placa de fechamento 2302 são montados no computador no membro tendo a seção em formato de chapéu, e a análise de recuperação elástica é realizada com base na espessura de folha, na distribuição de tensão pós-formação e na distribuição de deformação pósformação do produto formado 2301 tendo a seção em formato de chapéu como as condições de análise de recuperação elástica pelo uso do programa de método de elementos finitos comercialmente disponível ABAQUS, de modo que a tensão residual do membro seja calculada.

4. Análise elástica [00138] O produto formado 2301 tendo a seção em formato de chapéu, a placa de fechamento 2302, a placa de fechamento de lado de força aplicada 2303 e a placa de fechamento de lado de fixação 2304 são montados no computador no membro tendo a seção em formato de chapéu e, depois disso, a análise elástica é realizada com base na distribuição de espessura de folha do produto formado 2301 tendo a seção em formato de chapéu, no formato do membro e em uma força de torção de 400 Nm como as condições de análise elástica usandose um programa de método de elementos finitos comercialmente disponível NASTRAN, de modo que a distribuição de tensão de deformação pós-elástica e a distribuição de deformação de deformação póselástica do membro sejam calculadas.

5. Análise de fadiga [00139] A vida sob fadiga (número de ciclos) do membro tendo a seção em formato de chapéu quando a carga de fadiga de torção é aplicada é calculada com base na distribuição de deformação pósformação do produto formado 2301 tendo a seção em formato de chapéu calculada na análise de formação em prensa, a distribuição de tensão residual do membro tendo a seção em formato de chapéu cal

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38/41 culada na análise de recuperação elástica, a distribuição de tensão de formação pós-elástica e a distribuição de deformação de deformação pós-elástica do membro tendo a seção em formato de chapéu calculadas na análise elástica, e a força de torção, como condições de análise de fadiga usando-se um programa de análise de fadiga comercialmente disponível FE-Fatigue. Note que o diagrama S-N para soldagem por pontos no software de análise de fadiga comercialmente disponível FE-Fatigue é usado para os dados S-N na porção soldada por pontos, e o diagrama S-N mostrado na figura 22 é usado para os dados S-N da porção de material de metal do membro.

6. Mudança de condição de formação de prensa [00140] Para a ferramenta de otimização, o iSIGHT comercialmente disponível é usado, no qual a força de mantenedor de peça básica é mudada na faixa de 10 kN a 350 kN, e o computador realiza da etapa 1801 à etapa 1812 na figura 18 repetidamente 70 vezes, de modo que as condições de projeto de prensa ótimas maximizando a vida sob fadiga sejam buscadas.

7. Resultado [00141] Como a relação entre a vida sob fadiga e a força de mantenedor de peça básica, uma força de mantenedor de peça básica pequena demais leva a uma recuperação elástica grande, na qual a tensão residual afetando a porção de material de metal e a porção soldada por pontos da estrutura é grande, de modo que a vida sob fadiga cai. A propósito, uma força de mantenedor de peça básica excessivamente grande leva a uma redução grande na espessura de folha do membro, na qual a rigidez à torção (segundo momento da seção) cai para se aumentar a tensão gerada na porção de material de metal e/ou a porção soldada por pontos, tendo uma tendência a reduzir a vida sob fadiga. Ainda, um aumento na força de mantenedor de peça básica causa uma fratura por tração no momento da formação em

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39/41 prensa, tornando a formação às vezes impossível.

[00142] Como resultado da busca pelas condições de formação em prensa ótimas pela realização de cálculos repetitivos de acordo com o método de projeto de fadiga de acordo com a presente invenção, é descoberto que a força de mantenedor de peça básica é de 200 kN e a vida sob fadiga máxima (número de ciclos) é de 850 mil vezes. O membro é fabricado com base no produto formado em prensa formado em prensa sob esta condição, e quando o teste de fadiga é realizado sob as condições: uma carga de fadiga cíclica sendo a força sob uma torção completamente revertida é de 400 Nm, e uma freqüência de carga cíclica é de 5 Hz, usando-se uma máquina de testes de fadiga servo-hidráulica exibindo uma força máxima de 10 kN, é confirmado que, no momento em que o número de ciclos atinge 1050 mil vezes, uma primeira fissura é gerada na porção soldada por pontos na porção central, permitindo que a vida sob fadiga sobre o alvo seja obtida.

[00143] A figura 24 é um diagrama de blocos que mostra um sistema de computador de exemplo servindo como um aparelho de projeto capaz de realizar o método de projeto das respectivas modalidades descritas acima. No desenho, 2400 denota um computador PC. O PC 204 inclui uma CPU 2401 e executa um software de controle de dispositivo gravado em uma ROM 2402 ou um disco rígido (HD) 2411 ou suprido a partir de uma unidade de disco flexível (FD) 2412 para controlar de forma compreensiva os respectivos dispositivos conectados a um barramento de sistema 2404.

[00144] Os respectivos meios funcionais da presente modalidade são compostos por programas gravados na CPU 2401, pela ROM 2402 ou disco rígido (HD) 2411 do PC descrito acima 2400.

[00145] 2403 denota uma RAM e serve como uma memória principal da CPU 2401, uma área de trabalho e assim por diante. 2405 denota um controlador de teclado (KBC) controlando os sinais de en

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40/41 trada introduzidos a partir de um teclado (KB) 2409 no sistema em si. 2406 denota um controlador de exibição (CRTC) que controla uma exibição em um dispositivo de exibição (CRT) 2410. 2407 denota um controlador de disco (DKC) controlando o acesso a um programa de boot (programa de ativação: começa executando um hardware ou um software (de operação) em um computador pessoal), o disco rígido (HD) 2411 gravando uma pluralidade dentre um aplicativo, um arquivo de edição, um arquivo de usuário, um programa de gerenciamento de rede e assim por diante, e o disco flexível (FD) 2412.

[00146] 2408 denota uma placa de interface de rede (NIC) que recebe e envia dados de forma interativa com uma impressora de rede, um outro equipamento de rede ou um outro computador pessoal através de uma LAN 2420.

[00147] Note que a presente invenção é aplicável a um sistema composto por um equipamento plural e um dispositivo composto por um equipamento único.

[00148] Ainda, sem mencionar, o objetivo da presente invenção pode ser obtido pelo suprimento de um meio de gravação, no qual um código de programa de software realizando a função das modalidades descritas acima é gravado, para um sistema ou um dispositivo e pela leitura e execução do código de programa armazenado no meio de gravação pelo computador (CPU ou MPU) do sistema ou do dispositivo.

[00149] Neste caso, o código de programa lido a partir do meio de gravação em si é para a realização das funções das modalidades descritas acima, de modo que o meio de gravação gravando o código de programa componha a presente invenção. Como um meio de gravação para suprimento do código de programa, por exemplo, um disco flexível, um disco rígido, um disco ótico, um disco ótico magnético, um CD-ROM, um CD-R, uma fita magnética, um cartão de memória nãoPetição 870190057348, de 21/06/2019, pág. 49/63

41/41 volátil, uma ROM e similares podem ser usados.

[00150] Acima, a presente invenção foi descrita em conjunto com várias modalidades, embora a presente invenção não esteja limitada a estas modalidades e possa ser mudada e assim por diante no escopo da presente invenção.

Aplicabilidade Industrial [00151] De acordo com a presente invenção, um projeto de membro ótimo para a obtenção de um desempenho desejado incluindo uma condição de formação de prensa é realizado, enquanto se levam em consideração os efeitos de uma variação de espessura de folha e de um endurecimento de trabalho devido a um trabalho plástico quando da fabricação de um membro.

Claims (9)

REIVINDICAÇÕES

1. Método para dimensionar um membro, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de:

executar uma primeira etapa, por meio de um processador, de análise de formação (2) de pressão baseada em uma forma de um produto formado ou uma forma de um membro, uma força de fixação, um coeficiente de fricção, uma força de tração de um material, uma força de recuo, uma relação pressão-tensão e uma espessura de folha, como condições de formação de pressão, para calcular a distribuição de espessura de folha e distribuição de tensão pós-formação de um produto formado, o membro é definido como um ou mais produtos formados montados; e executar uma segunda etapa, por meio do processador, de análise de resistência (6) baseada na distribuição de espessura de folha, distribuição de tensão pós-formação, e a forma do produto formado ou a forma do membro, para calcular o desempenho do membro, em que o processador altera pelo menos uma das condições de conformação da prensa usando uma ferramenta de otimização;

repetir, por meio do processador, os cálculos executados no processo (8) das ditas primeira e segunda etapas através da dita segunda etapa um número predeterminado de vezes ou repetir os cálculos executados até que o desempenho atinja um valor alvo; e emitir, por meio do processador, uma condição de formação de prensa que fornece um valor máximo do desempenho durante a execução dos cálculos um número predeterminado de vezes, uma condição de formação de prensa que gera um valor alvo do desempenho ou uma condição de formação de prensa que gera uma região estável do desempenho, como uma condição ótima de formação de prensa.

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2. Método para dimensionar um membro, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as condições de formação de pressão incluem ainda pelo menos um tipo, ou dois tipos ou mais selecionados a partir de uma forma do material antes da formação, uma forma de ferramenta, e um comprimento de curso.

2/9

3/9 cessador realiza a análise de formação de pressão ainda baseado na posição de linha de solda da peça bruta costurada.

3. Método para dimensionar um membro, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o processador executa a análise de formação de pressão para ainda calcular distribuição de tensão pós-formação, e em que o processador executa a análise de desempenho do produto formado ainda baseada na distribuição de tensão pósformação.

4/9 como condições de análise de fadiga, para definir a vida útil de fadiga com o desempenho do membro

10. Método para dimensionar um membro, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 3, caracterizado pelo fato de que na dita análise de desempenho:

o processador executa a análise de recuperação elástica com base na distribuição da espessura da folha, a distribuição de tensão de pós-formação e o formato do membro para calcular a distribuição de deslocamento do produto formado, a partir daí, o membro é montado no processador com base nos produtos formados e o processador calcula a distribuição de tensão residual do membro e executa a análise elástica com base na distribuição da espessura da folha, no formato do membro e em uma carga estática, como condições de análise elástica, para calcular a distribuição de tensão de deformação pós-elástica e distribuição de esforço de deformação pós-elástica do membro; e o processador executa análise de fadiga com base na distribuição de deformação pós-formação, na distribuição de tensão residual, na distribuição de tensão de deformação pós-elástica do membro, na distribuição de esforço de deformação pós-elástica, e em uma carga de fadiga, como condições de análise de fadiga, para definir a vida útil de fadiga com o desempenho do membro.

11. Aparelho para dimensionar um membro, caracterizado pelo fato de que compreende:

uma parte de entrada de condição de formação de prensa através da qual um formato de um produto formado ou um formato de um membro, uma força para prender a peça a ser trabalhada, um coeficiente de atrito, uma resistência a tração de um material, uma resistência ao escoamento, uma relação tensão-deformação e uma espesPetição 870190057348, de 21/06/2019, pág. 54/63

4. Método para dimensionar um membro, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 3, caracterizado pelo fato de que na dita análise de desempenho, o processador executa análise de colisão do produto formado ainda baseada em uma força de impacto para calcular a energia absorvida na colisão e um modo de deformação, e define a energia absorvida na colisão com o desempenho do membro.

5/9 sura de folha são introduzidas como condições de formação de pressão, o membro é definido como um ou mais produtos formados montados;

um analisador de formação de pressão que realiza uma análise de formação de pressão com base no formato do produto formado ou no formato do membro, em uma força para prender a peça a ser trabalhada, no coeficiente de atrito, na resistência à tração do material, na resistência ao escoamento, na relação tensão-deformação e na espessura da folha que são introduzidas via a dita parte de entrada de condição de formação de prensa, e calcula a distribuição de espessura da folha e a distribuição de deformação pós-formação do produto formado;

um analisador de desempenho que realiza a análise de desempenho do produto formado com base na distribuição de espessura da folha, na distribuição de deformação pós-formação e no formato do produto formado ou no formato do membro, e calcula o desempenho do membro;

um controlador de cálculo repetitivo que altera pelo menos uma das condições de formação de pressão usando uma ferramenta de otimização e repete os cálculos executados no processo desde a referida parte de entrada de condição de formação de prensa através do referido analisador de desempenho um número pré-determinado de vezes, ou repete o cálculo executado até que o desempenho atinja um valor alvo; e uma parte de saída de condição ótima de formação que envia uma condição de formação de prensa que fornece um valor máximo do desempenho durante a execução dos cálculos um número predeterminado de vezes, uma condição de formação de prensa que gera um valor alvo do desempenho ou uma condição de formação de prensa que gera uma região estável do desempenho, como uma condição

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5. Método para dimensionar um membro, de acordo com a qualquer uma das reivindicações de 1 a 4, caracterizado pelo fato de que as condições de formação de prensa ainda incluem uma pressão de placa de uma porção superior de perfuração.

6/9 ótima de formação de prensa.

12. Aparelho para dimensionar um membro, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que compreende uma parte de entrada de formação de pressão através da qual pelo menos um tipo ou dois tipos ou mais selecionadas de um formato do material antes da formação, uma forma de ferramenta, e um comprimento de curso são também introduzidos como as condições de formação de pressão.

13. Aparelho para dimensionar um membro, de acordo com a reivindicação 11 ou 12, caracterizado pelo fato de que o analisador de formação de pressão ainda calcula a distribuição de tensão pós-formada, e onde o analisador de desempenho executa a análise de desempenho do produto formado também baseado na distribuição de tensão pós-formação.

14. Aparelho para dimensionar um membro, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 11 a 13, caracterizado pelo fato de que o analisador de desempenho ainda executa a análise de colisão do produto formado baseado em uma força de impacto para calcular uma energia absorvida de colisão e um modo de deformação, e define a energia absorvida de colisão como o desempenho do membro.

15. Aparelho para dimensionar um membro, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma parte de análise de formação de pressão incluindo ainda uma pressão de placa de uma porção superior de perfuração como uma condição de formação de prensa, e desempenhando análise de formação de pressão baseado no formato do produto ou no formato do membro, na força para prender a peça a ser trabalhada, no coeficiente de atrito, no limite de resistência à tração do material, no limite de es-

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6. Método para dimensionar um membro, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a forma do membro é uma peça bruta costurada e o proPetição 870190057348, de 21/06/2019, pág. 52/63

7/9 coamento, na relação tensão-deformação, na espessura da folha, e na pressão de placa da porção superior de perfuração introduzidos na parte de entrada de condição de formação de prensa para calcular a espessura da folha e a distribuição de deformação do produto formado.

16. Aparelho para dimensionar um membro, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 11 a 15, caracterizado pelo fato de que o formato do membro é uma peça bruta sob medida;

uma posição da linha de solda da peça bruta sob medida é ainda introduzida na parte de entrada de condição de formação de prensa, e o Aparelho para dimensionar um membro ainda compreende uma parte de análise de formação de pressão desempenhando uma análise de formação de pressão baseada no formato do produto formado ou no formato do membro, na força para prender a peça a ser trabalhada, no coeficiente de atrito, no limite de resistência do material à tração, no limite de escoamento, na relação tensão-deformação, na espessura da folha, e na posição da linha de solda da peça bruta sob medida para calcular a distribuição da espessura da folha e a distribuição de deformação do produto formado.

17. Aparelho para dimensionar um membro, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 14 a 16, caracterizado pelo fato de que o analisador de desempenho inclui um analisador de colisão que desempenha a análise de colisão também baseado em uma condição de junção do membro.

18. Aparelho para dimensionar um membro, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que compreende uma parte de emissão de condição de união ótima que emite uma

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7. Método para dimensionar um membro, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 4 a 6, caracterizado pelo fato de que o processador executa análise de colisão ainda com base na condição de junção do membro como uma condição de análise de colisão.

8/9 condição de união ótima do membro no lugar da parte de emissão de condição ótima de formação de prensa, que emite uma condição ótima de formação de prensa.

19. Aparelho para dimensionar um membro, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 11 a 13, caracterizado pelo fato de que o analisador de performance compreende:

um analisador de recuperação elástica, que após o membro ser montado em um processador baseado no produto formado, realiza a análise de recuperação elástica baseado na distribuição de espessura da folha, na distribuição de tensão pós-formação e no formato do membro para calcular a distribuição de tensão residual do membro;

um analisador de elasticidade que realiza análise elástica baseado na distribuição de espessura da folha, no formato do membro e na carga estática como condições de análise elástica, para calcular a distribuição de tensão de deformação pós-elástica e a distribuição de esforço de deformação elástica do membro; e um analisador de fadiga que realiza a análise de fatiga baseado na distribuição de deformação pós-formação calculada pelo analisador de formação de pressão, a distribuição de tensão residual do membro calculada pelo analisador de recuperação elástica, pela distribuição de tensão de deformação pós-elástica e pela distribuição de esforço de deformação pós-elástica do membro calculado pelo dito analisador de elasticidade, e uma carga de fadiga, como condições de análise de fadiga, para calcular a vida útil de fadiga do membro, em que a vida útil de fadiga é definida como o desempenho do membro.

20. Aparelho para dimensionar um membro, de acordo com uma das reivindicações de 11 a 13, caracterizado pelo fato de que o dito analisador de desempenho compreende:

um analisador de recuperação elástica que realiza a análise

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8. Método para dimensionar um membro, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que uma condição ótima de junção do membro é emitida em vez da condição ótima de formação de prensa.

9. Método para dimensionar um membro, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 3, caracterizado pelo fato de que na dita análise de desempenho:

após o membro ser montado no processador com base nos produtos formados, o processador executa a análise de recuperação elástica com base na distribuição da espessura da folha, a distribuição de tensão de pós-formação e o formato do membro para calcular a distribuição de tensão residual do membro;

o processador executa análise elástica com base na distribuição da espessura da folha, no formato do membro e na carga estática, como condições de análise elástica para calcular a distribuição de tensão deformação pós-elástica e distribuição de esforço de deformação pós-elástica do membro; e o processador executa análise de fadiga com base na distribuição de deformação pós-formação, a distribuição de tensão residual, a distribuição de tensão de deformação pós-elástica, a distribuição de esforço de deformação pós-elástica, e uma carga de fadiga,

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9/9 de recuperação elástica baseado na distribuição de espessura da folha, na distribuição de tensão de pós-formação, e na forma do membro para calcular a distribuição de deslocamento do produto formado;

um analisador de elasticidade que monta o membro no processador baseado no produto formado, calcula a distribuição de tensão residual do membro e realiza análise elástica baseada na distribuição de espessura da folha calculada pelo analisador de formação de pressão, a forma do membro, e uma carga estática, como condições de análise elástica, para calcular distribuição de tensão de deformação pós-elástica e distribuição de esforço de deformação póselástica do membro; e um analisador de fadiga que realiza análise de fadiga baseado na distribuição de esforço de pós-formação calculado pelo dito analisador de formação de pressão, a distribuição de tensão residual do membro calculada pelo dito analisador de recuperação elástica, a distribuição de tensão de deformação pós-elástica e a distribuição de esforço de deformação pós-elástica que são calculadas pelo dito analisador de elasticidade, e uma carga de fadiga, como condições de análise de fadiga , para calcular a vida útil de fadiga do membro, em que a vida de fadiga é definida como o desempenho do membro.

em que a vida útil de fadiga é definida como o desempenho do membro.