CN104106067B - 解析装置以及解析方法 - Google Patents

Abstract

解析装置(1)根据有限要素模型数据、材料物性数据以及应力分布数据，生成表示因回弹而产生的部件的位移分布的第1位移分布数据，根据有限要素模型数据以及材料物性数据，生成表示各固有振动变形模式下的部件的位移分布的第2位移分布数据，求出第1位移分布数据与各第2位移分布数据之间的一致度，根据该一致度选择一个或多个固有振动变形模式。

Description

解析装置以及解析方法

技术领域

本发明涉及解析装置、解析方法以及计算机程序。

背景技术

根据碰撞安全性和轻量化的要求，汽车的车体等所采用的钢板的抗拉强度超过590MPa级，达到GPa的单位。高强度钢板不使板厚增加就能够提高碰撞时的吸收能量、强度等。与其他轻量化材料相比，采用了高强度钢板的零件加工、组装等不一定需要设备及生产技术的大的变革。因而，可以认为，对采用了高强度钢板的零件加工、组装等的生产成本的负担与其他轻量化材料相比比较小。

但是，在冲压加工的情况下，随着钢板的强度上升，回弹(spring back)、折痕等增加，难以确保零件的尺寸精度。此外，伴随强度上升的延展性降低会提高冲压成形时的破裂的危险性。这样，高强度钢板所带来的性能和生产性的兼顾与以往的软钢板相比并不一定是容易的，伴随着开发工期缩短、制造成本抑制等，大大提高了量产前的加工技术开发的负担。

上述的破裂、折痕以及回弹之中，破裂及折痕是根据零件形状、成形条件等而在采用以往的软钢板的情况下也会发生的问题，至今已积累了大量的知识、对策技术等。另一方面，回弹是采用高强度钢板的情况下特有的问题，尚未被充分研究，广为普及的成形模拟(forming simulation)也不能说可对回弹解析的尺寸精度预测得到充分的实用可靠性。

所谓回弹，是指通过进行将成形品在成形后从模具中取出的作业、对不需要的部分进行修剪的作业等用于缓和零件的限制的作业，残留应力成为驱动力，为了满足新的平衡而在零件中产生的弹性变形。高强度钢板中该回弹大，所以难以确保作为最终制品而要求的尺寸精度。

回弹根据现象而被分类为“角度变化”、“壁翘曲”、“扭转”，“棱线翘曲(面翘曲)”、“冲孔底的回弹”。均作为零件内的残留应力分布 作为弯曲或扭转力矩起作用、根据由材料的弹性系数、板厚、零件形状等决定的刚性而零件变形的结果而产生。例如，最常被知晓的回弹的例子是弯曲角度变化、壁翘曲等。这些回弹以板厚方向的应力分布作为驱动力，刚性主要由板厚决定。或者，若将在长度方向上弯曲的帽形截面的梁(beam)拉深成形，则虽产生壁弯曲及扭转，但若弯曲的曲率小则零件刚性提高，壁弯曲变小。

基于该机理，尺寸精度不良的对策方法之一是，变更板厚、零件形状等，提高与回弹的弹性变形模式相应的刚性，增大对回弹的阻力。

对回弹的阻力的增大可靠地使尺寸变化降低。对回弹的阻力是相对于其弹性变形模式的零件的刚性。为了提高零件的刚性，零件的形状是重要因素。零件的形状受性能、布局(layout)等要件制约，因此压边筋(bead)、压纹(emboss)等小的对策是有效的。

针对壁翘曲的压边筋是最典型的刚性增强对策。此外，对于复杂的零件中的3维回弹，发现最佳的刚性增强位置不是容易的。作为新的尝试，提出了将固有振动解析以及最优化并用的方法(参照非专利文献1)。

即，着眼于固有振动数与刚性的平方根成正比并与密度(质量)的平方根成反比这一情况，确定回弹的弹性变形模式，选择与该回弹的弹性变形模式对应的固有振动变形模式，为了使该固有振动变形模式的固有振动数上升，将要素的一部分替换为同密度的高弹性材料，用最优化工具等求出该要素的最佳配置。由此，能够容易地发现最佳的刚性增强位置。

但是，根据该方法，必须手动选择固有振动变形模式，因此存在费事的问题。此外，即使自动选择固有振动变形模式，也由于选择基准不明确，从而不一定能够选择与回弹的弹性变形模式对应的固有振动变形模式，不一定能得到高弹性材料的最佳配置。因此，虽然也可以考虑选择全部的固有振动变形模式、并针对各个固有振动变形模式求出高弹性材料的最佳配置，但是这样会存在过于花费成本的问题。因此，无法容易地进行减少因回弹而发生的部件的变形的解析。

现有技术文献

非专利文献

非专利文献1：樋渡俊二、外1名，「高強度鋼板の成形課題への包 括的取組み」，日本钢铁协会创形创质工学部会板成形フォーラム特别演讲会，社团法人日本钢铁协会，2005年1月14日

发明内容

发明要解决的课题

本发明是为了解决这样的以往的课题而做出的，其目的在于，使得能够容易地选择与因回弹而发生的部件的变形对应的固有振动变形模式，容易地进行用于减少因回弹而发生的部件的变形的解析。

用于解决课题的手段

本发明的解析装置是进行用于减少因回弹而发生的部件的变形的解析的解析装置，具有：冲压成形解析部，取得表示部件的形状的有限要素模型数据、表示上述部件的材料物性的材料物性数据、以及表示上述部件上产生的应力分布的应力分布数据；回弹解析部，基于上述有限要素模型数据、上述材料物性数据以及上述应力分布数据，通过有限要素法求出上述有限要素模型数据的节点的位移，从而生成表示因上述回弹而产生的上述部件的位移分布的第1位移分布数据；固有振动解析部，基于上述有限要素模型数据以及上述材料物性数据，针对各固有振动变形模式，通过有限要素法求出上述有限要素模型数据的节点的位移，从而生成表示上述各固有振动变形模式下的上述部件的位移分布的第2位移分布数据；模式分解部，求出上述第1位移分布数据与上述各固有振动变形模式下的各个上述第2位移分布数据之间的一致度；以及模式选择部，基于上述一致度，选择一个或多个固有振动变形模式。

此外，本发明的解析装置，优选的是，还具有压边筋配置部，该压边筋配置部，以使一个或多个固有振动变形模式之中的至少一部分的固有振动数上升的方式，对有限要素模型数据配置压边筋，基于由上述压边筋配置部配置的压边筋，决定上述部件的形状。

此外，本发明的解析装置，优选的是，模式选择部按一致度从大到小的顺序，选择规定数量的固有振动变形模式。

此外，本发明的解析装置，优选的是，模式选择部选择一致度比规定的阈值大的一个或多个固有振动变形模式。

本发明的解析方法，是利用解析装置进行用于减小因回弹而发生的部件的变形的解析，至少进行以下工序：冲压成形解析工序，取得表示上述部件的形状的有限要素模型数据、表示上述部件的材料物性的材料物性数据、以及表示上述部件上产生的应力分布的应力分布数据；回弹解析工序，基于上述有限要素模型数据、上述材料物性数据以及上述应力分布数据，通过有限要素法求出上述有限要素模型数据的节点的位移，从而生成表示因上述回弹而产生的上述部件的位移分布的第1位移分布数据；固有振动解析工序，基于上述有限要素模型数据以及上述材料物性数据，针对各固有振动变形模式，通过有限要素法求出上述有限要素模型数据的节点的位移，从而生成表示上述各固有振动变形模式下的上述部件的位移分布的第2位移分布数据；模式分解工序，求出上述第1位移分布数据与上述各固有振动变形模式下的各个上述第2位移分布数据之间的一致度；以及模式选择工序，基于上述一致度，选择一个或多个固有振动变形模式。

此外，本发明的解析方法，优选的是，还进行压边筋配置工序，该压边筋配置工序中，以使上述一个或多个固有振动变形模式之中的至少一部分的固有振动数上升的方式，对上述有限要素模型数据配置压边筋，基于由上述压边筋配置工序配置的压边筋决定上述部件的形状。

此外，本发明的解析方法，优选的是，上述模式选择工序按上述一致度从大到小的顺序，选择规定数量的固有振动变形模式。

此外，本发明的解析方法，优选的是，上述模式选择工序选择上述一致度比规定的阈值大的一个或多个固有振动变形模式。

本发明的计算机程序，是使计算机执行用于减少因回弹而发生的部件的变形的解析的计算机程序，使计算机执行以下工序：利用解析装置进行用于减小因回弹而发生的部件的变形的解析，其特征在于，至少进行以下工序：冲压成形解析工序，取得表示上述部件的形状的有限要素模型数据、表示上述部件的材料物性的材料物性数据、以及表示上述部件上产生的应力分布的应力分布数据；回弹解析工序，基于上述有限要素模型数据、上述材料物性数据以及上述应力分布数据，通过有限要素法求出上述有限要素模型数据的节点的位移，从而生成表示因上述部件的回弹而产生的上述部件的位移分布的第1位移分布数据；固有振动解析工序，基于上述有限 要素模型数据以及上述材料物性数据，针对各固有振动变形模式，通过有限要素法求出上述有限要素模型数据的节点的位移，从而生成表示上述各固有振动变形模式下的上述部件的位移分布的第2位移分布数据；模式分解工序，求出上述第1位移分布数据与上述各固有振动变形模式下的各个上述第2位移分布数据之间的一致度；以及模式选择工序，基于上述一致度，选择一个或多个固有振动变形模式。

发明效果

根据本发明，基于表示因回弹而发生的部件的位移分布的第1位移分布数据、和表示各固有振动变形模式下的部件的位移分布的各个第2位移分布数据之间的一致度，选择包含与因回弹而发生的变形相对应的固有振动变形模式在内的1个或多个固有振动变形模式。由此，用户能够容易地选择与因回弹而发生的部件的变形对应的固有振动变形模式。因而，能够容易地进行用于减少因回弹而发生的部件的变形的解析。

附图说明

图1是说明解析装置的动作的一例的流程图。

图2A是表示分割为要素前的部件的一例的示意图。

图2B是表示分割为要素后的部件的一例的示意图。

图3是表示被示出冲压成形后的应力分布的部件的一例的示意图。

图4是表示被示出基于第1位移数据的位移分布的部件的一例的示意图。

图5A是表示被示出基于2次固有振动模式下的第2位移分布数据的位移分布的部件的一例的示意图。

图5B是表示被示出基于8次固有振动模式下的第2位移分布数据的位移分布的部件的一例的示意图。

图5C是表示被示出基于12次固有振动模式下的第2位移分布数据的位移分布的部件的一例的示意图。

图6A是表示针对{8次}固有振动变形模式所求出的压边筋的配置的一例的示意图。

图6B是表示针对{8次、2次、12次}固有振动变形模式的组合所求 出的压边筋的配置的一例的示意图。

图7A是表示进行针对{8次}固有振动变形模式所求出的压边筋的配置之后的部件的位移分布的一例的示意图。

图7B是表示进行针对{8次、2次、12次}固有振动变形模式的组合所求出的压边筋的配置之后的部件的位移分布的一例的示意图。

图8是表示相对于部件的实际的压边筋的配置的一例的示意图。

图9是表示塑性变形区域中的应变与应力之间的关系的一例的图。

图10是表示固有振动变形模式的次数与一致度之间的关系的一例的图。

图11是表示解析装置的功能结构的一例的框图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的各种实施方式进行说明。但是，本发明的技术范围不限于这些实施方式，而是延及到权利要求书所记载的发明及其等同物。

图1是说明解析装置1的动作的一例的流程图。另外，图1所示的处理流程，主要由解析装置1的处理部13根据事先在图11所示的解析装置1的存储部12中存储的程序，与解析装置1的各要素协同动作而被执行。另外，关于解析装置1的构成在后面叙述。

首先，处理部13根据在存储部12中存储的「CAD模型数据以及生成条件数据」，将部件的形状分割为特定的形状及大小的多个要素，由此生成有限要素模型数据(步骤S101)。此外，处理部13将所生成的有限要素模型数据保存在存储部12中。另外，在有限要素模型的生成处理中，利用作为市售的应用程序的HyperMesh。但是，也可以利用其他应用程序(ANSA等)。

图2A是表示分割为要素前的部件的一例的示意图(立体图)。图2B是表示分割为要素后的部件的一例的示意图(立体图)。图2A所示的部件201若被处理部13分割为四边形的多个要素，则成为图2B所示的部件211那样。

接着，处理部13根据在存储部12中存储的有限要素模型数据、材料 物性数据以及冲压成形条件数据，通过有限要素法求出部件的各要素上产生的应力，由此生成部件的应力分布数据(步骤S102)。这样，在部件的应力分布数据中，包含表示部件的各要素上产生的应力的信息。此外，处理部13将所生成的应力分布数据保存在存储部12中。另外，在冲压成形的解析处理中，利用作为市售的应用程序的HyperForm。但是，也可以利用其他应用程序(LS－DYNA，PAM－STAMP等)。

图3是表示被示出冲压成形后的应力分布的部件的一例的示意图(立体图)。图3中，通过颜色的深浅来表现由处理部13求出的应力的大小，大致表示出0.000～1.000×10³MPa的范围的应力。例如，在部分301、302等处产生大的应力。

接着，处理部13根据在存储部12中存储的有限要素模型数据、应力分布数据、材料物性数据以及边界条件数据，通过有限要素法求出回弹后的部件的各节点的位移，由此生成部件的第1位移分布数据(步骤S103)。这样，在第1位移分布数据中，包含表示部件的各节点的位移的信息。此外，处理部13将所生成的第1位移分布数据保存在存储部12中。另外，在回弹的解析处理中，利用作为市售的应用程序的LS－DYNA。但是，也可以利用其他应用程序(PAM－STAMP等)。

图4是表示被示出基于第1位移数据的位移分布的部件的一例的示意图(平面图)。图4中，通过颜色的深浅来表现由处理部13求出的位移的大小，大致表示出0.00～1.40mm的范围的位移。例如，部分401～404等较大地位移，最大位移了1.45mm(参照图4的“Max＝1.45”)。

接着，处理部13根据在存储部12中保存的有限要素模型数据、材料物性数据以及边界条件数据，通过有限要素法针对各固有振动变形模式求出部件的各节点的位移，由此生成部件的第2位移分布数据(步骤S104)。这样，在第2位移分布数据中，包含表示部件的各节点的位移的信息。此外，处理部13将所生成的第2位移分布数据分别保存在存储部12中。另外，在固有振动的解析处理中，利用作为市售的应用程序的OptiStruct。但是，也可以利用其他应用程序(Nastran等)。

图5是表示被示出基于各固有振动变形模式下的第2位移分布数据的位移分布的部件的一例的示意图(立体图)。具体而言，图5A、图5B、 图5C分别是表示被示出基于由处理部13求出的2次、8次、12次的固有振动变形模式下的第2位移分布数据的位移分布的部件的一例的示意图(立体图)。此外，图5A～图5C中，通过颜色的深浅来表现位移的大小，例如，图5A中，示出了大概1.868～1.447×10²(量纲为1的量)的范围的位移。例如，2次固有振动变形模式下，部分501、502等较大地位移，8次固有振动变形模式下，部分511、512等较大地位移，12次固有振动变形模式下，部分521～532等较大地位移。

接着，处理部13针对在存储部12中存储的「基于因回弹而产生的变形的第1位移分布数据、和各固有振动变形模式下的各个第2位移分布数据」的各组合，求出部件的各节点的位移的一致度，由此求出位移分布数据间的一致度(步骤S105)。处理部13针对部件的各节点，求出各固有振动变形模式下的位移与基于因回弹而产生的变形的位移具有何种程度的关联性，由此求出位移分布数据间的一致度。具体而言，处理部13通过求解如下的(1)式所示的联立线性方程式，求出位移分布数据间的一致度。这里，u_ij表示i次固有振动变形模式下的节点j的位移，u_SBj表示回弹变形下的节点j的位移，a_i表示i次固有振动变形模式与回弹变形的一致度。另外，a_i的大小越大表示位移分布数据间的一致度越高。

[数学式1]

或者，处理部13也可以通过求出部件的各节点的位移后的位置的差分，来求出位移分布数据间的一致度。具体而言，处理部13也可以通过对如下的(2)式或(3)式所示的数学式进行计算，来求出位移分布数据间的一致度。这里，u_ij表示i次固有振动变形模式下的节点j的位移，u_SBj表示回弹变形下的节点j的位移，b_i、c_i表示i次固有振动变形模式与回弹变形的一致度。另外，b_i、c_i的大小越大则表示位移分布数据间的一致度越高。

[数学式2]

$b_i=\frac{1}{\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}|u_{\mathrm{ij}}-u_{\mathrm{SBj}}|}...\left(2\right)$

$c_i=\frac{1}{\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{(u_{\mathrm{ij}}-u_{\mathrm{SBj}})}^2}...\left(3\right)$

处理部13将求出的位移分布数据间的一致度分别保存在存储部12中。另外，本说明书中，以使用了i次固有振动变形模式和回弹变形的一致度a_i、b_i、c_i之中的a_i的情况为例进行说明。

接着，处理部13根据在存储部12中存储的各个位移分布数据间的一致度，选择一个或多个(少量)固有振动变形模式(步骤S106)。处理部13按位移分布数据间的一致度从大到小的顺序，选择规定数量(例如三个)的固有振动变形模式。或者，处理部13也可以选择位移分布数据间的一致度比规定的阈值大、或者在规定的阈值以上的一个或多个固有振动变形模式。这样，处理部13根据位移分布数据间的一致度选择固有振动变形模式。因此，尽管选择少量的固有振动变形模式，但与因回弹而产生的部件的变形相对应的固有振动变形模式被选择的可能性提高。并且，处理部13将所选择的固有振动变形模式的次数保存在存储部12中。

接着，处理部13根据在存储部12中存储的次数的固有振动变形模式，生成使固有振动数同时上升的模式的组合。处理部13按位移分布数据间的一致度从大到小的顺序，一个一个地将固有振动变形模式累加，由此根据m个固有振动变形模式(例如8次、2次以及12次)生成n个组合(例如{8次}、{8次，2次}以及{8次，2次，12次})(m、n是1以上的整数，可以是相同的数也可以是不同的数)。或者，处理部13也可以按位移分布数据间的一致度从大到小的顺序，两个两个地将固有振动变形模式累加。此外，处理部13针对所生成的固有振动变形模式的各个组合，以该组合所包含的固有振动变形模式的固有振动数的至少一个上升的方式，根据在存储部12中存储的材料物性数据、边界条件数据以及配置条件数据， 对在存储部12中存储的有限要素模型数据配置压边筋(步骤S107)。

这里，对有限要素模型数据配置压边筋意思是指，对属于有限要素模型数据所包含的要素的部件的表面添加凹凸。这样，本发明中的压边筋意味着对部件的表面添加凹凸，是还包含压纹等的概念。此外，上述组合所包含的固有振动变形模式是多个的情况下，优选的是使该多个固有振动变形模式的全部的固有振动数上升。但是，根据该组合所包含的固有振动变形模式，有无法这样做的情况。因而，在这样的情况下，使该多个固有振动变形模式的固有振动数的至少一个上升。

并且，处理部13将配置了压边筋后的有限要素模型数据分别保存在存储部12中。另外，在压边筋的配置处理中，利用作为市售的应用程序的OptiStruct。此外，在压边筋的配置处理时，能够指定压边筋配置面积相对于部件面积的比例。这里，部件面积是指部件的面中的可配置压边筋的面的面积。压边筋配置面积是指部件的面中的配置压边筋的部分的面积。若使该比例过大，则在部件的大部分区域配置压边筋。但是，根据部件的形状、部件的安装部位以及与其他部件的关系等，有对配置压边筋的区域加以限制的情况。此外，有希望仅将对抑制因回弹而产生的部件的变形带来较大贡献的区域设为配置压边筋的区域、从而使部件的设计容易的情况。从这样的观点出发，用户通过对操作部14进行操作，适当地指定压边筋配置面积相对于部件面积的比例。

图6是表示针对固有振动变形模式的各个组合，由处理部13求出的压边筋的配置的一例的示意图(立体图)。具体而言，图6A、图6B分别是表示针对{8次}、{8次，2次，12次}的固有振动变形模式的组合，由处理部13求出的压边筋的配置的示意图(立体图)。图6A、图6B中，通过颜色的深浅来表现压边筋的高度，表示出大概0.00～3.00mm的范围的压边筋的高度。例如，对于{8次}，对部分601～603等分别配置高的压边筋(赋予大的凹陷)，对于{8次，2次，12次}，对部分611～614等分别配置高的压边筋(赋予大的凹陷)。

接着，处理部13根据在存储部12中存储的「配置压边筋后的各有限要素模型数据、材料物性数据以及冲压成形条件数据」，通过有限要素法求出在部件的各要素上产生的应力，从而更新部件的应力分布数据(步骤 S108)。此外，处理部13将这样生成的「配置压边筋后的应力分布数据」保存在存储部12中。另外，在冲压成形的解析处理中，利用作为市售的应用程序的HyperForm。但是，也可以利用其他应用程序(LS－DYNA，PAM－STAMP等)。

接着，处理部13针对在存储部12中存储的「配置压边筋后的各有限要素模型数据」，将在存储部12中存储的「更新后的应力分布数据」向该有限要素模型数据进行映射(步骤S109)。并且，处理部13根据映射了该更新后的应力分布数据的有限要素模型数据、和在存储部12中存储的「材料物性数据以及边界条件数据」，通过有限要素法求出部件的各节点的位移，从而生成部件的第1位移分布数据(步骤S109)。此外，处理部13将这样生成的「配置压边筋后的第1位移分布数据」保存在存储部12中。另外，在回弹的解析处理中，利用作为市售的应用程序的LS－DYNA。但是，也可以利用其他应用程序(PAM－STAMP等)。

接着，处理部13判断根据配置压边筋后的第1位移分布数据而决定的部件形状与该部件的目标形状之差是否在规定的范围内(步骤S109)。该判断例如能够通过判断各要素的节点的位移后的多个位置与和该位置对应的目标形状的位置之差的全部是否在规定的范围内来实现。

该判断的结果是为根据配置压边筋后的第1位移分布数据而决定的部件形状与该部件的目标形状之差不在规定的范围内的情况下，返回步骤S104。并且，利用在存储部12中存储的「配置压边筋后的(最新的)各有限要素模型数据」，反复进行步骤S104～S110的处理，直到根据配置压边筋后的第1位移分布数据而决定的部件形状与该部件的目标形状之差达到规定的范围内。并且，若根据配置压边筋后的第1位移分布数据而决定的部件形状与该部件的目标形状之差达到规定的范围内，则处理部13使显示部15显示用于确定回弹后的部件形状与目标形状之差达到规定的范围内的压边筋的配置(步骤S107所得到的最新的压边筋的配置)的信息等。例如，显示用于确定图6B所示的压边筋的配置的信息。然后，结束图1的流程图的处理。作为确定压边筋的配置的信息，例如除了图6B所示的图像以外，还能够包含压边筋的位置、形状、高度(深度)等的信息。此外，也可以使显示部15显示：表示回弹后的部件形状与目标形状之差达到规定的范围 内时所选择的固有振动变形模式(步骤S106所得到的最新的固有振动变形模式)的信息。

图7是表示针对固有振动变形模式的各个组合，进行了由处理部13求出的压边筋的配置后的部件的位移分布的一例的示意图(平面图)。具体而言，图7A、图7B分别是表示针对{8次}、{8次，2次，12次}的固有振动模式的组合，进行了由处理部13求出的压边筋的配置后的部件的位移分布的示意图(平面图)。此外，图7A、图7B中，通过颜色的深浅来表现位移的大小，表示出大概0.00～1.40mm的范围的位移。例如，针对{8次}，部分701、702等较大地位移，针对{8次，2次，12次}，部分711～714等较大地位移。位移的大小在前者中最大位移1.27mm，在后者中最大位移1.44mm(参照图7A的「Max＝1.27」，图7B的「Max＝1.44」)。

另一方面，固有振动数的最大值按图4、图7B以及图7A的顺序变大，与位移的最大值相对应。因而，若在多个固有振动模式的组合的压边筋配置的候选中，分别求出固有振动数，选择固有振动数的最大值最大的固有振动模式的组合的压边筋配置，则能够大幅降低部件的位移。

如上述那样，在步骤S111的处理中，例如显示用来确定图6B所示的压边筋的配置的信息。但是，图6B所示的压边筋的形状复杂。因而，如图6B所示那样对部件配置压边筋是不容易的。因此，用户根据图6B所示的压边筋的配置、和部件的形状及安装位置、以及与其他部件的关系等，决定对部件的实际的压边筋的配置(即部件的形状)。

图8是表示对部件的实际的压边筋的配置的一例的示意图(立体图)。图8是根据图6B所示的压边筋的配置而得到的。

这样，解析装置1的处理部13对有限要素模型数据执行冲压成形解析、回弹解析、固有振动解析等。此外，处理部13根据与回弹变形的一致度来选择少量的固有振动变形模式，针对他们的各组合，以使该组合所包含的固有振动变形模式的固有振动数上升的方式，对有限要素模型数据配置压边筋。并且，处理部13对配置压边筋后的有限要素模型数据再次执行冲压成形解析以及回弹解析。并且，反复进行压边筋的配置、冲压成形解析、回弹解析，直到回弹解析后的部件形状与目标形状之差达到规定的范围内。由此，用户能够容易地选择与回弹变形对应的固有振动变形模式。

另外，图1的流程图中，也可以不进行步骤S108、S110的处理。这样的情况下，在步骤S109中，对于在存储部12中存储的「配置压边筋后的各有限要素模型数据」，映射步骤S102中生成并存储在存储部12中的「部件的应力分布数据」。

接着，对本实施方式的一实施例进行说明。

本实施例中，将图2所示的形状、即帽型的部件作为解析的对象。作为部件的尺寸，设长度为300mm，剖面为58×36～46×26mm，凸缘宽度为26mm。设部件的板厚为1.2mm。此外，设构成部件的材料为钢板。作为钢板的物性，设拉伸弹性模量为206GPa，泊松比为0.3，比重为7.8。此外，设塑性变形区域中的应变与应力之间的关系如图9所示。进而，设钢板的摩擦系数为0.12。

在以上的条件下，执行冲压成形解析、回弹解析、固有振动解析以及模式分解，则如图10所示，得到固有振动变形模式的次数与位移分布数据间的一致度之间的关系。这里，横轴表示固有振动变形模式的次数。纵轴表示位移分布数据间(基于回弹变形的第1位移分布数据与各固有振动变形模式下的第2位移分布数据之间)的一致度。根据该关系可知，按8次、2次、12次、9次以及11次的顺序，位移分布数据间的一致度大。

因此，选择8次、2次以及12次的固有振动变形模式，作为使固有振动数同时上升的模式的组合，选择{8次}以及{8次，2次，12次}，设压边筋的高度的上限为3mm，设压边筋配置面积的比例的上限为部件面积的100％及30％。

在以上的条件下，执行压边筋的配置以及回弹解析，则如表1所示，得到各固有振动变形模式的固有振动频率以及部件的最大位移。

[表1]

根据表1可知，在8次固有振动变形模式下，在将部件面积的30％作为上限而配置压边筋的情况下，固有振动数的最大值最大，部件的最大位移从1.45mm降低到1.27mm，改善12.4％。此外，这里，将部件面积的30％作为上限而配置压边筋时，能够仅在对抑制因回弹而产生的部件的变形带来较大贡献的区域配置压边筋。像这样，若将部件面积的30％作为上限而配置压边筋时，则固有振动数的最大值越高，部件的最大位移变得越小。

最后，对本实施方式的解析装置1的硬件构成进行说明。图11是表示解析装置1的功能结构的一例的框图。

解析装置1执行已安装的程序，参照在存储部12中存储的数据以及/

或者在其他装置中存储的数据，执行各种处理。此外，解析装置1按照从用户经由操作部14所输入的指示来执行各种处理，将其结果经由显示部15提示给用户。因此，解析装置1具有通信部11、存储部12、处理部13、操作部14和显示部15。

通信部11具有将解析装置1与未图示的网络进行连接的通信接口电路。通信部11将从没有图示的其他装置经由网络接收到的数据传递给处理部13。此外，通信部11将从处理部13接收到的数据经由网络向其他装置发送。

存储部12例如具有半导体存储器、磁盘装置或光盘装置中的至少某一种。存储部12对在处理部13的处理中使用的应用程序、数据等进行存储。存储部12中例如作为应用程序而存储有限要素模型生成程序、冲压成形解析程序、回弹解析程序、固有振动解析程序、模式分解程序、模式选择程序、压边筋配置程序等。

此外，存储部12中作为预先设定的初始设定数据而存储以下的数据等。

作为第一初始设定数据，存储部12存储表示部件的位置、大小、形状的CAD(Computer Aided Design：计算机辅助设计)模型数据。作为第二初始设定数据，存储部12存储表示部件的材料物性(尺寸、板厚、材料、拉伸弹性模量、泊松比、质量密度、应力与应变的关系等)的材料物性数据。作为第三初始设定数据，存储部12存储表示有限要素模型的生成条件(要素的形状、大小等)的生成条件数据。作为第四初始设定数据，存储部12存储表示冲压成形条件(摩擦系数、部件凸缘按压力等)的冲压成形条件数据。作为第五初始设定数据，存储部12存储表示边界条件(部件上的固定点等)的边界条件数据。作为第六初始设定数据，存储部12存储表示压边筋的配置条件(高度、配置面积等)的配置条件数据等。

此外，存储部12中作为由处理部13生成的中间数据而存储以下的数据等。

即，作为第一中间数据，存储部12存储与CAD模型数据对应的有限要素模型数据(各要素的位置、形状、大小等)。作为第二中间数据，存储部12存储表示部件的应力分布的应力分布数据。作为第三中间数据，存储部12存储表示因回弹而产生的部件的位移分布的第1位移分布数据。作为第四中间数据，存储部12存储表示各固有振动变形模式下的部件的位移分布的第2位移分布数据。作为第五中间数据，存储部12存储位移分布数据间的一致度。作为第六中间数据，存储部12存储固有振动变形模式的选择次数。作为第七中间数据，存储部12存储配置压边筋后的有限要素模型数据。作为第八中间数据，存储部12存储表示配置压边筋后的位移分布的位移分布数据。

进而，存储部12也可以暂时存储与规定的处理有关的临时数据。

处理部13具有1个或多个处理器及其周边电路。处理部13是总括性地控制解析装置1的整体动作的处理部，例如是CPU(Central Processing Unit)。即，处理部13对通信部11、显示部15等的动作进行控制，以使得解析装置1的各种处理根据操作部14的操作、存储部12所存储的程序等而按适当的顺序被执行。处理部13根据在存储部12中存储的程序(操作***程序、应用程序等)执行处理。此外，处理部13能够并行地执行多 个程序(应用程序等)。

处理部13具有：执行图1中的步骤S101的处理的有限要素模型生成部131；执行步骤S102以及S108的处理的冲压成形解析部132；执行步骤S103以及S109的处理的回弹解析部133；执行步骤S104的处理的固有振动解析部134；执行步骤S105的处理的模式分解部135；执行步骤S106的处理的模式选择部136；执行步骤S107的处理的压边筋配置部137；执行步骤S110的处理的形状判定部138；以及执行步骤S111的处理的数据描绘部139。这些处理部13所具有的各部是通过在处理部13所具有的处理器上执行的程序而被安装的功能模块。或者，这些处理部13所具有的这些各部也可以作为固件而被安装在解析装置1中。

数据描绘部139执行数据的描绘处理。即，对从有限要素模型生成部131、冲压成形解析部132、回弹解析部133、固有振动解析部134、模式分解部135、模式选择部136以及压边筋配置部137提供的数据进行解析，将这些数据用规定的形式(例如，轮廓(contour)图)绘制，生成其描绘数据。并且，数据描绘部139将生成的描绘数据向显示部15等输出。这样的情况下，显示部15作为输出部发挥功能。但是，并不一定需要这样。例如，在通信部11将从有限要素模型生成部131、冲压成形解析部132、回弹解析部133、固有振动解析部134、模式分解部135、模式选择部136以及压边筋配置部137提供的数据向外部装置发送的情况下，通信部11作为输出部发挥功能。

操作部14只要是能进行解析装置1的操作则可以是任何设备，例如是键盘、触摸面板等。用户能够利用该设备输入选择等的指示。操作部14若被用户进行操作，则产生与该操作对应的信号。并且，所产生的信号作为用户的指示而被输入到处理部13。

显示部15只要是能够显示影像、图像等则可以是任何设备，例如，是液晶显示器、有机EL(Electro－Luminescence)显示器等。显示部15显示与从处理部13供给的描绘数据相应的影像、图像等。

如以上说明的那样，根据本实施方式，根据因回弹而产生的部件的第1位移分布数据与各固有振动变形模式下的部件的各个第2位移分布数据之间的一致度，选择包含与因回弹而产生的部件变形相对应的固有振动变形 模式在内的少量的固有振动变形模式。由此，用户能够容易地选择与因回弹而产生的部件变形相对应的固有振动变形模式。由此，能够容易地进行用于减少因回弹而发生的部件变形的解析。

另外，本发明不限于本实施方式。例如，根据本实施方式，解析装置1具有图11所示的各部，但其一部分也可以由未图示的服务器装置所具有。服务器装置例如可以是，具有与解析装置1的存储部12相当的存储部，将存储部所存储的程序、数据等提供给解析装置1，使解析装置1执行解析处理。这样的情况下，解析装置1的处理部13从服务器装置经由通信部11取得程序、数据等。另一方面，在解析装置1的存储部12中存储程序、数据等的情况下，处理部13从存储部12取得程序、数据等。

此外，服务器装置也可以是，具有与解析装置1的存储部12以及处理部13相当的存储部以及处理部，利用在存储部中存储的程序、数据等执行解析处理，仅将其结果提供给解析装置1。

此外，用于使计算机实现解析装置1的处理部13所具有的各功能的程序可以通过被记录在磁记录介质或光记录介质这样的计算机可读取的记录介质中的形式来提供。

即，以上说明的本发明的实施方式能够通过由计算机执行程序来实现。此外，用于将程序向计算机供给的机构、例如记录有该程序的CD－ROM等计算机可读取的记录介质、或者传送该程序的传送介质也能够作为本发明的实施方式来应用。此外，记录有上述程序的计算机可读取的记录介质等的程序产品也能够作为本发明的实施方式来应用。上述的程序、计算机可读取的记录介质、传送介质以及程序产品包含在本发明的范畴中。

此外，以上说明的本发明的实施方式都只不过表示实施本发明时的具体化的例子，不应根据他们来限定性地解释本发明的技术范围。即，本发明能够在不脱离其技术思想或其主要特征的范围内以各种形式实施。

工业实用性

本发明能够利用于例如汽车的车体等所采用的部件的成形。

Claims (8)

1.一种解析装置，进行用于减少因回弹而发生的部件的变形的解析，其特征在于，具有：

冲压成形解析部，取得表示部件的形状的有限要素模型数据、表示上述部件的材料物性的材料物性数据、以及表示上述部件上产生的应力分布的应力分布数据；

回弹解析部，基于上述有限要素模型数据、上述材料物性数据以及上述应力分布数据，通过有限要素法求出上述有限要素模型数据的节点的位移，从而生成表示因上述回弹而产生的上述部件的位移分布的第1位移分布数据；

固有振动解析部，基于上述有限要素模型数据以及上述材料物性数据，针对各固有振动变形模式，通过有限要素法求出上述有限要素模型数据的节点的位移，从而生成表示上述各固有振动变形模式下的上述部件的位移分布的第2位移分布数据；

模式分解部，求出上述第1位移分布数据与上述各固有振动变形模式下的各个上述第2位移分布数据之间的一致度；以及

模式选择部，基于上述一致度，选择一个或多个固有振动变形模式。

2.如权利要求1记载的解析装置，其特征在于，

还具有压边筋配置部，该压边筋配置部以使上述一个或多个固有振动变形模式之中的至少一部分的固有振动数上升的方式，对上述有限要素模型数据配置压边筋；

基于由上述压边筋配置部配置的压边筋，决定上述部件的形状。

3.如权利要求1记载的解析装置，其特征在于，

上述模式选择部按上述一致度从大到小的顺序，选择规定数量的固有振动变形模式。

4.如权利要求1记载的解析装置，其特征在于，

上述模式选择部选择上述一致度比规定的阈值大的一个或多个固有振动变形模式。

5.一种解析方法，利用解析装置进行用于减小因回弹而发生的部件的变形的解析，其特征在于，至少进行以下工序：

冲压成形解析工序，取得表示上述部件的形状的有限要素模型数据、表示上述部件的材料物性的材料物性数据、以及表示上述部件上产生的应力分布的应力分布数据；

回弹解析工序，基于上述有限要素模型数据、上述材料物性数据以及上述应力分布数据，通过有限要素法求出上述有限要素模型数据的节点的位移，从而生成表示因上述回弹而产生的上述部件的位移分布的第1位移分布数据；

固有振动解析工序，基于上述有限要素模型数据以及上述材料物性数据，针对各固有振动变形模式，通过有限要素法求出上述有限要素模型数据的节点的位移，从而生成表示上述各固有振动变形模式下的上述部件的位移分布的第2位移分布数据；

模式分解工序，求出上述第1位移分布数据与上述各固有振动变形模式下的各个上述第2位移分布数据之间的一致度；以及

模式选择工序，基于上述一致度，选择一个或多个固有振动变形模式。

6.如权利要求5记载的解析方法，其特征在于，

还进行压边筋配置工序，该压边筋配置工序中，以使上述一个或多个固有振动变形模式之中的至少一部分的固有振动数上升的方式，对上述有限要素模型数据配置压边筋；

根据由上述压边筋配置工序配置的压边筋，决定上述部件的形状。

7.如权利要求5记载的解析方法，其特征在于，

上述模式选择工序中，按上述一致度从大到小的顺序，选择规定数量的固有振动变形模式。

8.如权利要求5记载的解析方法，其特征在于，

上述模式选择工序中选择上述一致度比规定的阈值大的一个或多个固有振动变形模式。