CN104582868A - 回弹抑制对策部件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是对冲压成形加工金属板毛坯件成形的冲压成形品采取用于抑制回弹的单元而构成的回弹抑制对策部件，其通过设定使上述冲压成形品的分析模型的各要素产生回弹的应力状态并进行形状优化分析、检测贡献刚性多的部位、并根据该检测出的部位在上述冲压成形品的特定部位采取用于刚性提高的单元而冲压成形加工形成。

Description

回弹抑制对策部件及其制造方法
技术领域
本发明涉及在对金属板(毛坯件；blank sheet)进行冲压成形加工而成形并应用于汽车部件等的冲压成形品采取用于抑制回弹(springback)的单元而构成的回弹抑制对策部件及其制造方法。
背景技术
近些年，特别是在汽车工业中，环境问题引起的车体的轻型化(weight reduction of automotive body)被推进，必须既减薄在车体上使用的金属板原材料的板厚，又确保其强度刚性。因此，作为金属原材料，采用高张力钢板(high-strength steel sheet)。
然而，在使用高张力钢板的情况下，成形时产生的回弹现象变得明显。在回弹量大的情况下，称为形状不良，成为无法通过接合等进行组装的状态。因此回弹抑制对策是极其重要的技术，各种方法被研究出。
作为回弹抑制对策的一个例子，例如存在专利文献1。该文献公开了一种进行如下工序的冲压金属模(die of press forming)：弯曲加工工序，在该工序中，将金属原材料加工成帽状截面而不进行深冲加工(deepdrawing)；以及纵壁部压缩工序，在该工序中，在弯曲加工结束之后对金属板原材料的纵壁部施加压缩力。通过上述弯曲加工工序与纵壁部压缩工序来抑制冲压成形加工时的残余应力的产生，从而抑制回弹。
专利文献1：日本特开2005-254279号公报
然而，能够应用专利文献1那样的冲压金属模的部件的形状仅限于能够应用弯曲加工工序与纵壁部压缩工序的形状。例如是像帽状截面部件那样具有纵壁部与凸缘部的形状。因此，存在能够通过专利文献1的冲压金属模制造的部件形状极其受限的问题。
发明内容
本发明是为了解决上述课题而完成的，其目的在于提供能够采取不依赖部件形状的回弹抑制对策的各种各样的部件。
发明人并不是基于通过抑制上述现有的冲压成形加工时的残余应力(residual stress)的产生来抑制回弹的想法，而是基于通过提高部件本身的特定部位的刚性来抑制回弹的想法来进行了深入研究。其结果是获得了本发明。
本发明具体是由以下结构构成的。
(1)本发明所涉及的回弹抑制对策部件是对冲压成形加工金属板毛坯件而成形的冲压成形品采取用于抑制回弹的单元而构成的，
所述回弹抑制对策部件通过设定使上述冲压成形品的分析模型的各要素产生回弹的应力状态并进行形状优化分析(optimization analysisfor shape)、检测贡献刚性多的部位、并根据该检测出的部位在上述冲压成形品的特定部位采取用于刚性提高的单元并进行冲压成形加工而形成。
(2)另外，在上述(1)所记载的回弹抑制对策部件的基础上，作为上述用于刚性提高的单元，其通过使用赋予上述毛坯件的特定部位凸形状以及/或凹形状的金属模进行冲压成形加工。
(3)另外，在上述(1)所记载的回弹抑制对策部件的基础上，作为上述用于刚性提高的单元，其使上述毛坯件的特定部位的板厚比该毛坯件的其他部位的板厚更厚。
(4)另外，在上述(1)所记载的回弹抑制对策部件的基础上，作为上述用于刚性提高的单元，其使上述毛坯件的特定部位的杨氏模量比该毛坯件的其他部位的杨氏模量更高。
(5)另外，在上述(1)所记载的回弹抑制对策部件的基础上，作为上述用于刚性提高的单元，其在上述毛坯件的特定部位粘贴其他板。
(6)本发明所涉及的回弹抑制对策部件的制造方法是制造上述(1)～(5)所记载的回弹抑制对策部件的方法，
其具备如下工序：分析模型生成工序，在该工序中，使用平面要素以及/或立体要素生成上述冲压成形品的分析模型；应力状态设定工序，在该工序中，设定使上述生成的分析模型的各要素产生回弹的应力状态；刚性贡献部位检测工序，在该工序中，对在上述应力状态设定工序中设定好应力状态的上述分析模型进行形状优化分析，并检测贡献刚性多的部位；刚性提高工序，在该工序中，根据在上述刚性贡献部位检测工序中检测出的部位而在上述毛坯件的特定部位采取用于刚性提高的单元；以及冲压成形加工工序，在该工序中，对毛坯件进行冲压成形加工。
(7)另外，在上述(6)所记载的回弹抑制对策部件的方法的基础上，上述刚性提高工序的用于刚性提高的单元是制作赋予上述毛坯件的特定部位凸形状以及/或凹形状的金属模的单元。
(8)另外，在上述(6)所记载的回弹抑制对策部件的制造方法的基础上，上述刚性提高工序是切除上述毛坯件的特定部位，并且在该切除后的部位嵌入板厚比上述毛坯件的特定部位的板厚更厚的部件并使该部件与上述毛坯件一体化的工序。
(9)另外，在上述(6)所记载的回弹抑制对策部件的制造方法的基础上，上述刚性提高工序是切除上述毛坯件的特定部位，并且在该切除后的部位嵌入杨氏模量比上述毛坯件的特定部位的杨氏模量更高的部件并使该部件与上述毛坯件一体化的工序。
(10)另外，在上述(6)所记载的回弹抑制对策部件的制造方法的基础上，上述刚性提高工序是在作为冲压成形品的材料的毛坯件的特定部位粘贴其他板的工序。
本发明的回弹抑制对策部件通过设定使冲压成形品的分析模型的各要素产生回弹的应力状态并进行形状优化分析、检测贡献刚性多的部位、并根据该检测出的部位在冲压成形品的特定部位采取用于刚性提高的单元而冲压成形加工成形。由此，能够抑制回弹。
另外，对本发明的回弹抑制对策部件的制造方法而言，根据该方法，能够获得在哪个部位采取刚性提高的单元即可的见解，从而根据该见解进行冲压成形加工即可。冲压成形加工方法可以是任何方法，由此，并不存在冲压成形品的形状被冲压成形加工方法限定的情况。
另外，在回弹抑制对策部件为汽车部件的情况下，通过使每个部件的刚性提高，也具有车体的刚性提高的效果。
附图说明
图1是对制造本发明的实施方式1所涉及的回弹抑制对策部件的方法的流程进行说明的流程图。
图2是对在图1的回弹抑制对策部件的制造方法中使用的分析装置进行说明的说明图。
图3是对图1的回弹抑制对策部件的制造方法的对策对象的部件进行说明的说明图。
图4是对图1的回弹抑制对策部件的制造方法的要素的使用例进行说明的说明图。
图5是对图1的回弹抑制对策部件的制造方法的应力状态设定工序进行说明的说明图(其一)。
图6是对图1的回弹抑制对策部件的制造方法的应力状态设定工序进行说明的说明图(其二)。
图7是对图1的回弹抑制对策部件的制造方法的刚性贡献部位检测工序的实施结果进行说明的说明图(其一)。
图8是对图1的回弹抑制对策部件的制造方法的刚性贡献部位检测工序的实施结果进行说明的说明图(其二)。
图9是对图1的回弹抑制对策部件的制造方法的刚性贡献部位检测工序的实施结果进行说明的说明图(其三)。
图10是对本发明的实施方式2所涉及的回弹抑制对策部件的制造方法的刚性提高方法的一个例子进行说明的说明图。
图11是对除图10的刚性提高方法之外的例子进行说明的说明图。
图12是对除图10、图11的刚性提高方法之外的例子进行说明的说明图。
图13是说明对本发明的实施方式2所涉及的回弹抑制对策部件的制造方法的A立柱(pillar)的刚性贡献部位检测工序的结果的说明图。
图14是根据图13所示的刚性贡献部位检测工序的结果对刚性提高方法的一个例子进行说明的说明图(其一)。
图15是根据图13所示的刚性贡献部位检测工序的结果对刚性提高方法的一个例子进行说明的说明图(其二)。
图16是根据图13所示的刚性贡献部位检测工序的结果对刚性提高方法的一个例子进行说明的说明图(其三)。
图17是根据图13所示的刚性贡献部位检测工序的结果对刚性提高方法的一个例子进行说明的说明图(其四)。
图18是根据图13所示的刚性贡献部位检测工序的结果对刚性提高方法的一个例子进行说明的说明图(其五)。
图19是根据图13所示的刚性贡献部位检测工序的结果对刚性提高方法的一个例子进行说明的说明图(其六)。
图20是根据图13所示的刚性贡献部位检测工序的结果对刚性提高方法的一个例子进行说明的说明图(其七)。
图21是对本发明的实施方式2所涉及的回弹抑制对策部件的制造方法的B立柱、和针对该B立柱的刚性贡献部位检测工序的结果进行说明的说明图。
图22是根据图21所示的刚性贡献部位检测工序的结果对刚性提高方法的一个例子进行说明的说明图(其一)。
图23是根据图21所示的刚性贡献部位检测工序的结果对刚性提高方法的一个例子进行说明的说明图(其二)。
图24是根据图21所示的刚性贡献部位检测工序的结果对刚性提高方法的一个例子进行说明的说明图(其三)。
图25是根据图21所示的刚性贡献部位检测工序的结果对刚性提高方法的一个例子进行说明的说明图(其四)。
图26是根据图21所示的刚性贡献部位检测工序的结果对刚性提高方法的一个例子进行说明的说明图(其五)。
图27是根据图21所示的刚性贡献部位检测工序的结果对刚性提高方法的一个例子进行说明的说明图(其六)。
图28是对本发明的实施方式2所涉及的回弹抑制对策部件的制造方法的加强件RF(reinforcement)、对该加强件RF的刚性贡献部位检测工序的结果进行说明的说明图。
图29是根据图28所示的刚性贡献部位检测工序的结果对刚性提高方法的一个例子进行说明的说明图(其一)。
图30是根据图28所示的刚性贡献部位检测工序的结果对刚性提高方法的一个例子进行说明的说明图(其二)。
图31是根据图28所示的刚性贡献部位检测工序的结果对刚性提高方法的一个例子进行说明的说明图(其三)。
图32是根据图28所示的刚性贡献部位检测工序的结果对刚性提高方法的一个例子进行说明的说明图(其四)。
图33是根据图28所示的刚性贡献部位检测工序的结果对刚性提高方法的一个例子进行说明的说明图(其五)。
图34是根据图28所示的刚性贡献部位检测工序的结果对刚性提高方法的一个例子进行说明的说明图(其六)。
图35是对本发明的实施例1所涉及的回弹抑制对策方法的刚性提高工序进行说明的说明图。
图36是对用于确认图35的刚性提高工序所带来的效果的比较对象进行说明的图。
图37是对本发明的实施例2所涉及的回弹抑制对策进行说明的说明图。
图38图示出为了确认图37的回弹抑制对策的效果而制成的金属模。
图39是对图38的金属模进行说明的说明图，是沿图37中的A-A线的剖视图以及B-B线的剖视图。
图40是对图37的回弹抑制对策的实施结果进行说明的说明图(其一)。
图41是对图37的回弹抑制对策的实施结果的评价方法进行说明的说明图。
图42是对图37的回弹抑制对策的实施结果进行说明的说明图(其二)。
图43是用于确认本发明的实施例3所涉及的回弹抑制对策的效果的图，是对比较对象进行说明的说明图。
图44是用于对本发明的实施例3所涉及的回弹抑制对策的效果进行说明的说明图。
图45是用于对本发明的实施例4所涉及回弹抑制对策部件(B立柱、加强件RF)进行说明的说明图。
图46是对确认图45所示的回弹抑制对策部件的刚性提高率的实验进行说明的说明图，是对供部件安装的车体进行说明的说明图。
图47是对用于确认图45所示的B立柱的刚性提高率的实验进行说明的说明图。
图48是对使用图47说明过的实验的实验结果进行说明的说明图(其一)。
图49是对使用图47说明过的实验的实验结果进行说明的说明图(其二)。
图50是对用于确认图45所示的B立柱的刚性提高率且与使用图47说明过的实验不同的实验进行说明的说明图。
图51是对确认图45所示的加强件RF的刚性提高率的实验进行说明的说明图。
图52是对使用图51说明过的实验的实验结果进行说明的说明图(其一)。
图53是对使用图51说明过的实验的实验结果进行说明的说明图(其二)。
图54是对用于确认图45所示的加强件RF的刚性提高率且与使用图51说明过的实验不同的实验进行说明的说明图。
具体实施方式
〔实施方式1〕
本发明的一实施方式所涉及的回弹抑制对策部件通过设定使冲压成形品的分析模型的各要素发生回弹的应力状态并进行形状优化分析、检测贡献刚性多的部位(刚性贡献部位)。然后根据该检测出的刚性贡献部位在冲压成形品的特定部位采取用于刚性提高的单元而冲压成形加工制造而成的。
根据图1所示的流程图对制造回弹抑制对策部件的方法(回弹抑制对策部件的制造方法)进行概述。
首先，进行如下工序：分析模型生成工序S1，在该工序中，使用平面要素以及/或立体要素生成上述冲压成形品的分析模型；应力状态设定工序S3，在该工序中，设定使上述生成的分析模型的各要素产生回弹的应力状态；以及刚性贡献部位检测工序S5，在该工序中，对在上述应力状态设定工序S3中设定好应力状态的上述分析模型进行形状优化分析，并检测贡献刚性多的部位。
接下来，进行刚性提高工序S7，在该工序中，根据在刚性贡献部位检测工序S5中检测出的部位而在特定部位采取用于刚性提高的单元。
接下来，进行冲压成形加工工序S9，在该工序中，对毛坯件进行冲压成形加工。
上述分析模型生成工序S1、应力状态设定工序S3、刚性贡献部位检测工序S5借助使用有限元法(finite element method)的分析装置1来进行，因此在下文中首先根据图2～图4对分析装置1详细地进行说明。
本实施方式所涉及的分析装置1由PC(personal computer)等构成，如图2所示，具有显示装置3、输入装置5、主存储装置7、辅助存储装置9以及运算处理部11。
另外，显示装置3、输入装置5、主存储装置7以及辅助存储装置9与运算处理部11连接，并根据运算处理部11的指令发挥各功能。显示装置3用于计算结果的显示等，由液晶显示器等构成。输入装置5用于来自操作人员的输入等，由键盘、鼠标等构成。主存储装置7用于在运算处理部11中所使用的数据的暂时保存、运算等，由RAM(random-access memory)等构成。辅助存储装置9用于数据的存储等，由硬盘等构成。
运算处理部11由PC等的CPU(central processing unit)等构成，在运算处理部11内具有分析模型生成单元13、应力状态设定单元15以及刚性贡献部位检测单元17。上述单元通过CPU等执行规定的程序来实现。以下对上述单元进行说明。
<分析模型生成单元>
分析模型生成单元13使用平面要素(壳要素)、立体要素(体要素)或平面要素与立体要素双方生成部件的分析模型。图4表示平面要素与立体要素的使用方法的例子。图4是针对平面形状生成分析模型的图。图4(a)是仅使用平面要素生成的分析模型。图4(b)是仅使用立体要素生成的分析模型。图4(c)是使用平面要素与立体要素双方生成的分析模型，通过在平面要素的上表面配置立体要素而生成。
通过图4(a)与图4(b)的使用方法制成的分析模型若通过执行形状优化分析(详细内容稍后叙述)去掉不需要的要素，则在该部位什么也不会留下。通过图4(c)的使用方法制成的分析模型若进行形状优化分析，则仅平面要素的上表面的立体要素被去掉。
此外，在本发明中可以采用上述任一种使用方法。
<应力状态设定单元>
应力状态设定单元15设定使由分析模型生成单元13生成的分析模型的各要素产生回弹的应力状态。
作为应力状态的设定方法，例如，约束分析模型的一部分，对其他部分施加弯曲载荷(bending load)、扭曲载荷(torsional load)或弯曲载荷与扭曲载荷双方等各种载荷。存在由此使分析模型产生应力状态、从而对分析模型的各要素设定该应力状态的方法。除此之外，还存在将另外获得的应力状态(例如，进行冲压成形分析而将下止点(bottomdead centre)状态(脱模前的状态)等应力状态)直接转印(映射)至各要素来进行设定的方法等。
<刚性贡献部位检测单元>
刚性贡献部位检测单元17对由应力状态设定单元15设定好应力状态的分析模型进行形状优化分析，从而检测贡献刚性多的部位。
作为形状优化分析的方法，例如进行拓扑优化分析(topologyoptimization analysis)。拓扑优化分析是在构成对象的部件的分析模型中，进行留下为满足所给予的分析条件(应力状态、载荷、约束、体积率等)所需要的最小要素的分析，并将仅由该所需要的最小要素构成的部位设为最佳部位的分析方法。分析条件例如为“赋予一定载荷约束条件的情况下对刚性的贡献最大的部位并且部位整体的体积率为初始形状的20％”。于是，在分析模型中，为了满足分析条件，去掉不需要的要素至余留的部位的体积率变为初始状态的20％，最终余留仅由所需要的最小要素构成的部位。具体而言，例如，对假设去掉构成分析模型的各要素时的变形量进行研究，从在去掉前后进行比较的变形量的增大较小的要素开始依次去掉相应的要素。实施该操作至余留的部位的体积率变为初始状态的20％。这样一来，余留的部位是刚性贡献度高的部位(刚性贡献部位)。
此外，作为形状优化分析的方法，除拓扑优化分析以外，还可以使用形貌优化分析、数值优化分析等。
接下来，根据图1所示的流程图并适当地参照需要的图对制造使用上述分析装置1的回弹抑制对策部件的方法的工序的流程进行说明。
此外，在以下的记载中，作为构成分析对象的部件的一个例子，对在图3所示的构成车体165(参照图46)的一个部件即A立柱21进行回弹抑制对策的情况进行说明。图3(a)是A立柱21的俯视图，图3(b)是A立柱21的立体图。如图3所示，A立柱21具有帽截面形状。
因回弹而产生的变形主要是弯曲变形(bending deformation)以及扭曲变形(torsional deformation)。因此，在本实施方式中，作为回弹的例子，假定弯曲变形、扭曲变形、弯曲与扭曲的合成变形这3种。因此，在本实施方式的回弹抑制对策部件的制造方法中，针对与弯曲变形对应的回弹、与扭曲变形对应的回弹、以及与弯曲和扭曲的合成变形对应的回弹这3种回弹来制造回弹抑制对策部件。
以下，根据图5～图9对上述回弹抑制对策方法的各工序(分析模型生成工序S1、应力状态设定工序S3、刚性贡献部位检测工序S5、刚性提高工序S7、冲压成形加工工序S9)详细地进行说明。
<分析模型生成工序>
首先，在分析模型生成工序S1中，使用分析模型生成单元13生成构成分析对象的部件即A立柱21(图3)的分析模型23(图5)。在本实施方式中，作为例子，分析模型23针对每个上述假定回弹的种类、且针对每个上述在图4中说明过的3种要素的使用方法共生成9种。
<应力状态设定工序>
接下来，在应力状态设定工序S3中，使用应力状态设定单元15对上述生成的分析模型23的各要素设定应力状态。
作为应力状态的设定方法，作为例子，约束分析模型23的一部分并对其他部分施加弯曲载荷以及/或扭曲载荷。对以此使分析模型23的各要素产生应力状态、从而对分析模型23的各要素设定该应力状态的方法进行说明。
对约束条件而言，在任一分析模型23中，均如图5所示，约束A立柱21的一端的上表面(图5中由虚线包围的区域)。
载荷条件以如下方式进行设定。若通过冲压成形加工对部件进行成形，则决定了每个部件向哪个方向产生什么样的回弹。因此，对部件进行冲压成形分析以及回弹分析，预先对产生什么样的回弹进行确认，从而根据该确认的回弹产生的方向来设定载荷条件。在本实施方式中，在弯曲变形的情况下，如图6(a)所示，载荷条件为施加使约束的另一端向上方弯曲的弯曲载荷。在扭曲变形的情况下，如图6(b)所示，载荷条件为对约束的另一端施加沿A立柱21的长度方向扭曲的扭曲载荷。在弯曲与扭曲的合成变形的情况下，如图6(c)所示，载荷条件为合成图6(a)以及图6(b)双方的载荷来施加。
此外，在上述例子中，回弹为假定弯曲变形、扭曲变形、以及弯曲与扭曲的合成变形之类的简单的回弹。另外，除此之外，还能够假定实际的回弹变形来进行分析。
另外，在上述内容中，载荷条件为施加弯曲载荷、扭曲载荷、以及弯曲与扭曲的合成载荷。单独进行冲压成形分析，还能够将成形下止点的应力分布映射至部件形状的各要素，且将其作为边界条件。并且，还能够合成上述分析条件(约束、载荷)来使用。
<刚性贡献部位检测工序>
接下来，在刚性贡献部位检测工序S5中，对在应力状态设定工序S3设定好应力状态的分析模型23进行形状优化分析，从而检测刚性贡献部位。在本实施方式中，余留的体积率为初始形状的20％。
形状优化分析的结果如图7～图9所示。
图7是对仅使用平面要素的分析模型23进行过分析的结果。图7(a)是相对于弯曲变形(弯曲载荷)的形状优化分析结果，图7(b)是相对于扭曲变形(扭曲载荷)的形状优化分析结果，图7(c)是相对于弯曲与扭曲的合成变形(弯曲与扭曲的合成载荷)的形状优化分析结果。作为优化分析的结果，用浅灰色表示余留的要素(刚性贡献部位)。
观察图7，在任一载荷条件下，余留部(刚性贡献部位)均为网眼状。观察图7(a)，可知使用图5进行过说明的约束位置的附近余留得多。在图7(b)中，在穿孔23b的附近余留得多。在图7(c)中，与图7(a)和图7(b)相比，刚性贡献部位在整体分布。
图8是对仅使用立体要素的分析模型23进行了分析的结果。与图7相同，图8(a)是相对于弯曲变形(弯曲载荷)的形状优化分析结果，图8(b)是相对于扭曲变形(扭曲载荷)的形状优化分析结果，图8(c)是相对于弯曲与扭曲的合成变形(弯曲与扭曲的合成载荷)的形状优化分析结果。在图8中，用深灰色表示刚性贡献部位。
图9是对使用平面要素与立体要素双方的分析模型23进行了分析的结果。与图7以及图8相同，图9(a)是相对于弯曲变形(弯曲载荷)的形状优化分析结果，图9(b)是相对于扭曲变形(扭曲载荷)的形状优化分析结果，图9(c)是相对于弯曲与扭曲的合成变形(弯曲与扭曲的合成载荷)的形状优化分析结果。在图9中，浅灰色的部位表示仅由平面要素构成的部位，深灰色的部位表示刚性贡献部位。刚性贡献部位是在平面要素的上表面余留有立体要素的部分。
观察图9，可知：与图7以及图8的情况相比，刚性贡献部位以不成为网眼状的方式余留。
<刚性提高工序>
接下来，在刚性提高工序S7中，根据在刚性贡献部位检测工序S5中检测出的刚性贡献部位采取用于A立柱21的刚性提高的单元。
作为用于刚性提高的单元，具体而言，例如存在使用赋予毛坯件的特定部位凸形状以及/或凹形状的金属模的方法。
凸形状以及/或凹形状也可以保持原状地使用刚性贡献部位的轮廓形状。在保持轮廓形状原状过于复杂的情况下，也可以使用轮廓形状的大致形状。这样一来，能够提高赋予形状的部位的刚性。另外，在赋予凸形状以及/或凹形状的情况下，当刚性贡献部位的范围宽广时，可以在刚性贡献部位的轮廓形状的内侧另外设置沿载荷的方向延伸的波形补强筋(bead)。
<冲压成形加工工序>
接下来，在冲压成形加工工序S9中，根据在刚性提高工序S7所采取的刚性提高单元，并使用例如在上述内容中说明过的、赋予毛坯件的特定部位凸形状以及/或凹形状的金属模，冲压成形加工毛坯件来制造回弹抑制对策部件。
因此，本发明是一种采取用于抑制冲压成形加工毛坯件而成形的冲压成形品的回弹的单元而构成的金属模的制作方法，也可以作为回弹抑制对策金属模的制作方法来实施，即设定使上述冲压成形品的分析模型的各要素产生回弹的应力状态并进行形状优化分析，从而检测贡献刚性多的部位，根据该检测出的部位，在冲压成形加工上述毛坯件时以使其具有赋予该毛坯件的特定部位凸形状以及/或凹形状的形状的方式进行制作。
如上所述，在本发明的实施方式1所涉及的回弹抑制对策部件中，设定使冲压成形品(A立柱21)的分析模型23的各要素产生回弹的应力状态，并进行形状优化分析，从而检测贡献刚性多的部位(刚性贡献部位)。而且，根据该检测出的刚性贡献部位而在冲压成形品的特定部位采取用于刚性提高的单元，通过冲压成形加工来进行制造。由此，能够提高刚性贡献部位的刚性，从而能够抑制A立柱21的回弹。
另外，由于A立柱21的刚性提高，所以通过将A立柱安装于作为构造体的车体，能够提高车体的刚性。
〔实施方式2〕
在上述内容中，对作为用于刚性提高的单元而使用赋予毛坯件的特定部位凸形状以及/或凹形状的金属模的方法进行了说明。然而，在本发明中，实现刚性提高的方法并不限定于该方法。
作为其他方法，例如，也可以是基于如下思想的方法。
冲压成形品是对从构成原材料的平板取得冲压成形品的展开形状(毛坯形状)而得到的毛坯件进行冲压成形加工制造的。因此，能够通过提高毛坯件的特定部位的刚性来提高冲压成形品的该特定部位的刚性。在毛坯件中，构成刚性提高的对象的特定部位也可以是与冲压成形后的冲压成形品的刚性贡献部位保持原状对应的部位。在保持原状过于复杂的情况下，也可以将与刚性贡献部位的大致形状对应的部位作为特定部位。
作为提高毛坯件的特定部位的刚性的方法，例如，存在增加该特定部位的板厚、使该特定部位的杨氏模量提高、或在该特定部位粘贴其他板等方法。以下，根据图10～图12并以长方形的板材为毛坯件41对上述方法详细地进行说明。
在增加毛坯件41的特定部位41a的板厚的方法中，例如，使用所谓的拼焊毛坯件(tailored blank sheet)45(参照图10(c))，其通过如下方式形成：对毛坯件41的特定部位41a(参照图10(a))进行镂空来形成镂空孔41b，在该镂空孔41b嵌入将其他厚板材制造成与特定部位41a具有相同的形状的板材43(参照图10(b))，并通过激光焊接等进行接合。若使用这样制成的拼焊毛坯件45来进行冲压成形加工，则能够增加冲压成形品的特定部位41a的板厚，从而能够提高该特定部位41a的刚性。
在使毛坯件41的特定部位41a的杨氏模量提高的方法中，例如，使用拼焊毛坯件49(参照图11(c))，其通过如下方式形成：与上述增加板厚的情况相同，对毛坯件41的特定部位41a(参照图11(a))进行镂空来形成镂空孔41b，在该镂空孔41b嵌入将其他高杨氏模量的板材47制造成与特定部位41a具有相同的形状的部件(参照图11(b))，并通过激光焊接等进行接合。若使用这样制成的拼焊毛坯件49来进行冲压成形加工，则能够提高冲压成形品的特定部位41a的杨氏模量，从而能够提高该特定部位41a的刚性。
在毛坯件41的特定部位41a粘贴其他板的方法中，使用加强毛坯件53(参照图12(c))，其通过如下方式形成：通过焊接进行接合或通过粘合剂进行粘合等(参照图12(b))来将加工其他板材而形成为与特定部位41a具有相同的形状的板材51粘贴在毛坯件41的特定部位41a(参照图12(a))。若使用这样制成的加强毛坯件53来进行冲压成形加工，则能够加强特定部位41a，从而能够获得刚性提高了的冲压成形品。
此外，提高上述毛坯件41的特定部位41a的刚性的方法也可以适当地选择上述方法中的多个进行组合来实施。例如也可以将板厚较厚且高杨氏模量的板材粘贴在特定部位41a。而且，也可以使用赋予这样获得的毛坯件(拼焊毛坯件、加强毛坯件)的特定部位41a凸形状以及/或凹形状的金属模来进行冲压成形加工。
如上所述，在欲提高冲压成形品的刚性贡献部位的刚性的情况下，提高毛坯件的刚性贡献部位的刚性即可。
冲压成形品的展开形状即毛坯形状能够通过将冲压成形品展开为平板状态的所谓的逆成形分析(analysis of reverse press forming)来求得。另外，在逆成形分析中，能够求出分析前的形状的哪个部位相当于分析后的形状的哪个部位。即，通过对冲压成形品进行逆成形分析，能够求出冲压成形品的刚性贡献部位相当于毛坯件的哪个部位。
只要提高这样获得的毛坯件的刚性贡献部位的刚性，就能够提高冲压成形后的冲压成形品的刚性贡献部位的刚性。
因此，本发明是一种采取用于抑制冲压成形加工而成形的冲压成形品的回弹的单元而构成的毛坯件的制造方法，也可以作为回弹抑制对策毛坯件的制造方法来实施，即设定使上述冲压成形品的分析模型的各要素产生回弹的应力状态并进行形状优化分析，从而检测贡献刚性多的部位，根据该检测出的部位，在上述毛坯件的特定部位采取用于刚性提高的单元。
另外，在上述情况中，上述用于刚性提高的单元也可以以如下方式来实施：使上述毛坯件的特定部位的板厚比该毛坯件的其他部位的板厚更厚、使上述毛坯件的特定部位的杨氏模量比该毛坯件的其他部位的杨氏模量更高、在上述毛坯件的特定部位粘贴其他板。
举出实施提高上述毛坯件的特定部位的刚性的方法的例子，并根据图13～图34对具体的部件进行说明。作为部件，以在上述实施方式1说明过的A立柱21为例，作为构成车体165(参照图50以及图54)的其他部件的例子，以B立柱61(参照图21(a))，加强件RF63(参照图28(a))为例。
首先，针对A立柱21，制成使用平面要素与立体要素双方的分析模型23，并对该分析模型23进行相对于弯曲与扭曲的合成变形(弯曲与扭曲的合成载荷)的形状优化分析。根据图13～图20对提高其取得结果的刚性贡献部位的刚性的情况进行说明。
上述形状优化分析结果如图13所示。图13(a)是刚性贡献部位检测工序S5实施后的分析模型23的俯视图(与上述图9(c)所图示的内容相同)，图13(b)是如图3(b)那样从斜侧方观察，并放大图示图13(a)中由四边形包围的部分的图。刚性贡献部位用深灰色表示。
对分析模型23进行逆成形分析而将其展开为平板状态的状态(毛坯件71)如图14所示。毛坯件71中由线围起的部位是毛坯件71的刚性贡献部位71a。此外，在图14中，毛坯件71的刚性贡献部位71a的形状与分析模型23的刚性贡献部位的轮廓形状对应。另外，毛坯件71的板厚为1.4mm。
以下，对将通过在上述内容中说明过的增加板厚的方法、使杨氏模量提高的方法、以及粘贴其他板的方法来提高刚性的方法应用于这样取得的毛坯件71的刚性贡献部位71a的情况进行说明。
在增加板厚的方法的情况下，如图15(a)所示，对毛坯件71的刚性贡献部位71a进行镂空。从而制成在由此形成的镂空孔71b嵌入并焊接有与刚性贡献部位71a形状相同且板厚为毛坯件71的2倍的板厚(1.4mm×2＝2.8mm)的板材73的拼焊毛坯件75(参照图15(b))。
对这样制成的拼焊毛坯件75进行冲压成形而得到的冲压成形品77如图16所示。图16(c)是冲压成形品77的俯视图，图16(d)是冲压成形品77的仰视图，图16(e)是从图16(c)中的箭头所示的方向观察的立体图。对冲压成形品77而言，如图16(e)所示，沿着刚性贡献部位71a的轮廓形状能够观察到因毛坯件71与板材73的板厚的差异而形成的阶梯差。
在使杨氏模量提高的方法的情况下，如图17(a)所示，制成在毛坯件71的镂空孔71b嵌入并焊接有与刚性贡献部位71a形状相同且板厚与毛坯件71相等的高杨氏模量的板材81的拼焊毛坯件83(参照图17(b))。
对这样制成的拼焊毛坯件83进行冲压成形而得到的冲压成形品85如图18所示。图18(c)是冲压成形品85的俯视图，图18(d)是冲压成形品85的仰视图，图18(e)是从图18(c)中的箭头所示的方向观察的立体图。对冲压成形品85而言，如图18(e)所示，毛坯件71与板材81的板厚相同，因此图16(e)中无可见的阶梯差。
在粘贴其他板的方法的情况下，如图19(a)所示，制成在毛坯件71的刚性贡献部位71a粘贴有与该部位形状相同且板厚、杨氏模量与毛坯件71均相同的板材91的加强毛坯件93(参照图19(b))。
对这样制成的加强毛坯件93进行冲压成形而得到的冲压成形品95如图20所示。图20(c)是冲压成形品95的俯视图，图20(d)是冲压成形品95的仰视图，图20(e)是从图20(c)中的箭头所示的方向观察的立体图。对冲压成形品95而言，如图20(e)所示，能够观察到因在毛坯件71粘贴板材91而形成的阶梯差。
接下来，B立柱61以及加强件RF63也与上述A立柱21的情况相同，制成使用平面要素与立体要素双方的分析模型101、分析模型131，并对上述各分析模型进行形状优化分析，从而对提高其取得结果的刚性贡献部位的刚性的情况进行说明。
首先，根据图21～图27对B立柱61进行说明。对图21(a)所示的B立柱61的分析模型101进行的形状优化分析的结果如图21(b)以及图21(c)所示。图21(b)是刚性贡献部位检测工序S5实施后的分析模型101的俯视图，图21(c)是从图21(b)的箭头所示的方向观察的立体图。刚性贡献部位101a用深灰色表示。
接下来，对上述获得分析模型101进行逆成形分析而将其展开为平板状态，返回毛坯件103的形状。此外，毛坯件103的板厚为2.0mm。
以下，对通过在上述内容中说明过的增加板厚的方法、使杨氏模量提高的方法、以及粘贴其他板的方法来提高这样取得的毛坯件103的刚性贡献部位的刚性的情况进行说明。
在增加板厚的方法的情况下，与上述A立柱21的情况相同，对毛坯件103的刚性贡献部位进行镂空。从而制成在该镂空孔103b嵌入并焊接有与刚性贡献部位形状相同并板厚为毛坯件103的2倍的板厚(2.0mm×2＝4.0mm)的板材105(参照图22(a))的拼焊毛坯件107(参照图22(b))。
对这样制成的拼焊毛坯件107进行冲压成形而得到的冲压成形品109如图23所示。图23(c)是冲压成形品109的俯视图，图23(d)是冲压成形品109的仰视图，图23(e)是从图23(c)中的箭头所示的方向观察的立体图。
在使杨氏模量提高的方法的情况下，如图24(a)所示，制成在毛坯件103的镂空孔103b嵌入并焊接有与刚性贡献部位形状相同且板厚与毛坯件103相等的高杨氏模量的板材111的拼焊毛坯件113(参照图24(b))。
对这样制成的拼焊毛坯件113进行冲压成形而得到的冲压成形品115如图25所示。图25(c)是冲压成形品115的俯视图，图25(d)是冲压成形品115的仰视图，图25(e)是从图25(c)中的箭头所示的方向观察的立体图。
在粘贴其他板的方法的情况下，如图26(a)所示，制成在毛坯件103的刚性贡献部位粘贴有与该部位形状相同且板厚、杨氏模量均与毛坯件103相同的板材121的加强毛坯件123(参照图26(b))。
对这样制成的加强毛坯件123进行冲压成形而得到的冲压成形品125如图27所示。图27(c)是冲压成形品125的俯视图，图27(d)是冲压成形品125的仰视图，图27(e)是从图27(c)中的箭头所示的方向观察的立体图。
接下来，根据图28～图34对加强件RF63进行说明。对图28(a)所示的加强件RF63的分析模型131进行形状优化分析的结果如图28(b)以及图28(c)所示。图28(b)是刚性贡献部位检测工序S5实施后的分析模型131的俯视图，图28(c)是从图28(b)的箭头所示的方向观察的立体图。刚性贡献部位用深灰色表示。如图28(b)以及图28(c)所示，在多个部分余留有刚性贡献部位。这样一来，在本发明中，刚性贡献部位分散在多个部分也能够应用。
接下来，对上述获得的分析模型131进行逆成形分析而将其展开为平板状态，返回毛坯件133的形状。此外，毛坯件133的板厚为0.7mm。
以下，对以与上述的A立柱21以及B立柱61的情况相同通过增加板厚的方法、使杨氏模量提高的方法、以及粘贴其他板的方法来提高这样取得的毛坯件133的刚性贡献部位的刚性的情况进行说明。
对增加板厚的方法而言，制成在对毛坯件133的刚性贡献部位进行镂空而形成的镂空孔133b嵌入并焊接有与刚性贡献部位形状相同且板厚为毛坯件133的2倍的板厚(0.7mm×2＝1.4mm)的板材135(参照图29(a))的拼焊毛坯件137(参照图29(b))。
此外，刚性贡献部位也可以不是闭合形状。在刚性贡献部位不是闭合形状的情况下，例如，如图29(a)的毛坯件133的图中左上部的镂空孔133b那样，也可以以切去毛坯件133的一部分的方式进行镂空(切除)。这样一来，即便刚性贡献部位不是闭合形状，也能够应用本发明。
对这样制成的拼焊毛坯件137进行冲压成形而得到的冲压成形品139如图30所示。图30(c)是冲压成形品139的俯视图，图30(d)是冲压成形品139的仰视图，图30(e)是从图30(c)中的箭头所示的方向观察的立体图。
在使杨氏模量提高的方法的情况下，如图31(a)所示，制成在毛坯件133的镂空孔133b嵌入并焊接有与刚性贡献部位形状相同且板厚与毛坯件133相等的高杨氏模量的板材141的拼焊毛坯件143(参照图31(b))。
对这样制成的拼焊毛坯件143进行冲压成形而得到的冲压成形品145如图32所示。图32(c)是冲压成形品145的俯视图，图32(d)是冲压成形品145的仰视图，图32(e)是从图32(c)中的箭头所示的方向观察的立体图。
在粘贴其他板的方法的情况下，如图33(a)所示，制成在毛坯件133的刚性贡献部位粘贴有与该部位形状相同且板厚、杨氏模量与毛坯件133均相同的板材151的加强毛坯件153(参照图33(b))。
对这样制成的加强毛坯件153进行冲压成形而得到的冲压成形品155如图34所示。图34(c)是冲压成形品155的俯视图，图34(d)是冲压成形品155的仰视图，图34(e)是从图34(c)中的箭头所示的方向观察的立体图。
如上所述，本发明的实施方式2所涉及的回弹抑制对策部件(冲压成形品77(图16)、冲压成形品85(图18)、冲压成形品95(图20)，冲压成形品109(图23)、冲压成形品115(图25)、冲压成形品125(图27)、冲压成形品139(图30)、冲压成形品145(图32)以及冲压成形品155(图34))在毛坯件的特定部位即刚性贡献部位嵌入板厚的较厚的部件、杨氏模量高的部件、或在上述部位粘贴其他板，从而能够提高刚性贡献部位的刚性。由此，能够抑制成形后的回弹。
另外，通过将这样制造的回弹抑制对策部件安装于作为构造体的车体能够提高车体的刚性。
实施例1
用于确认本发明所涉及的回弹抑制对策部件的回弹抑制效果的实验在计算机模拟上进行，因此对其结果进行说明。
首先对实验内容进行说明。在本实施例中，将在上述实施方式1以及实施方式2中处理的A立柱21作为分析对象。而且，如图35所示，根据在刚性贡献部位检测工序S5中检测出的刚性贡献部位(参照图35(b)。与图9(c)图示的相同)，对A立柱21的初始形状(参照图35(a))采取用于刚性提高的单元。
作为用于刚性提高的单元，如在实施方式2中说明过的那样，假定使用刚性贡献部位的板厚变为2倍的拼焊毛坯件来制造回弹抑制对策部件的情况。因此，如图35(c)所示，制成刚性贡献部位的板厚为2倍的A立柱21的分析模型23(发明例1)。
接下来，在计算机模拟上，对图35(c)所示的刚性提高对策后的分析模型23(发明例1)与图35(a)所示的刚性提高对策前的分析模型23(比较例1)施加弯曲与扭曲的合成载荷。而且，进行产生弯曲与扭曲的合成变形的回弹的回弹分析。
作为分析结果，Z方向的最大位移差(mm，最大位移与最小位移的差)如表1所示。另外，在表1中，作为比较例2，示出根据人类的直觉对分析模型23的顶部23a的板厚为2倍的情况(参照图36)也以相同方式进行分析的结果。
[表1]
发明例1 比较例1 比较例2
最大位移量(mm) 8.2 17.4 10.6
如表1所示，对通过模拟获得的扭曲量而言，比较例1(刚性提高对策前，参照图35(a))的情况为17.4mm，发明例1(刚性提高对策后，参照图35(c))的情况为8.2mm，比较例2(参照图36)的情况为10.6mm。在实施对策的发明例1与比较例2双方中，扭曲量减少，但发明例1这一方扭曲量大幅度减少。
另外，在对比较例1以及发明例1进行弯曲刚性分析时发现，与比较例1相比，发明例1的弯曲刚性提高了17.3％。另外，以同样的方式对比较例1以及发明例1进行扭曲刚性分析时发现，与比较例1相比，发明例1的扭曲刚性提高了7.8％。从上述情况可知，A立柱21的刚性提高。因此，能够通过将A立柱21安装于车体来提高车体的刚性。
如上所述，在本实施例中，证实了如下内容：检测A立柱21的分析模型23的刚性贡献部位，从而能够根据该刚性贡献部位实现A立柱21的刚性提高，能够抑制回弹。另外，通过提高A立柱21的刚性还具有车体的刚性提高的附加效果。
实施例2
进行了与用于确认本发明所涉及的回弹抑制对策部件的回弹抑制效果的上述实施例1不同的实验，因此对其结果进行说明。
在上述实施例1中，作为刚性提高的单元，示出根据在刚性贡献部位检测工序S5中检测出的刚性贡献部位来增加A立柱21的分析模型23的板厚的例子。与此相对，在本实施例中，对根据刚性贡献部位赋予A立柱21的分析模型23凹形状来实现刚性提高的例子进行说明。
凹形状使用大致为刚性贡献部位的轮廓形状的形状。图37(b)示出赋予凹形状的下金属模25(对策后)，图37(a)示出为了进行比较而不赋予凹形状的下金属模27(对策前)。
此外，一般地，赋予凸形状的部件比赋予凹形状的部件的高度高，因此能够更有效地实现刚性提高。然而，根据部件的形状，若欲赋予凸形状，则存在部件的一部分具有俯角(angle of depression)的情况，这种情况不适于冲压成形加工。在A立柱21中，若赋予凸形状，则成为具有俯角的部分的情况，因此在本实施例中，采用赋予凹形状的金属模。
在本实施例中，实际制成图37(b)所示的用于对A立柱21进行冲压成形加工的下金属模25(参照图38)以及与下金属模25对应的上金属模26来进行冲压成形加工，从而成形出冲压成形品29(图40)。下金属模25的凹部的深度H以及凹部的缘R的形状设定为在不产生破裂的范围内最大幅度地获得回弹量减少效果。具体而言，凹部的深度H为4mm，是恒定的，凹部的缘R的半径设定为3mm(参照图39(a))。另外，图39(b)示出了图37的B-B箭头方向的剖视图的冲压成形加工时的下金属模25、毛坯件28以及上金属模26。
图40表示实际进行冲压成形加工的结果。材料使用板厚为1.4mm的440MPa级钢板。图40是为了表示回弹的结果而示出将冲压成形品与下金属模25重叠而观察冲压成形品的情况的图。具体而言，图示出从A立柱21的左侧观察图3(a)所示的A立柱21的纸面左上侧的端部的情况。图40(a)是为了进行比较而图示出通过使用对策前的下金属模27、以及与下金属模27对应的未图示的上金属模的冲压成形加工获得的冲压成形品31的图(比较例3)。图40(b)是图示出使用对策后的下金属模25以及上金属模26而获得的冲压成形品29的图(发明例2)。如图41所示，假设上述端部的上侧的角为角A，下侧的角为角B。在使用对策前的下金属模27以及与下金属模27对应的上金属模的冲压成形品31(比较例3)中，如图40(a)中的箭头所示，角B与下金属模27相距2mm(弯曲变形量2mm)。与此相对地，在冲压成形品29(发明例2)中，如图40(b)所示，角B与下金属模25抵接，不产生角B的弯曲变形。
另外，使用上述两种金属模(下金属模25以及上金属模26、下金属模27以及与下金属模27对应的上金属模)、且材料使用更高强度的980MPa级钢板(板厚为1.4mm)来实际进行冲压成形加工的结果如图42所示。图42(a)图示出使用下金属模27以及与下金属模27对应的上金属模而获得的冲压成形品35(比较例4)。图42(b)示出使用下金属模25以及上金属模26获得的冲压成形品33(发明例3)。图42图示出将冲压成形品(冲压成形品33、冲压成形品35)与图40同样地与下金属模(下金属模25、下金属模27)重叠来从与图40相同的视点观察冲压成形品的情况。
观察图42(a)，在冲压成形品35(比较例4)中，角A以及角B均大幅度远离下金属模27而弯曲变形。特别在角B处，弯曲变形量为19mm。另外，如图42(a)中的箭头所示，角A的弯曲变形量与角B的弯曲变形量并不相同。从上述内容可知，还产生扭曲变形。另一方面，在冲压成形品33(发明例3)中，如图42(b)所示，角B远离下金属模25，但其分开量(弯曲变形量)为8mm那么小。从该结果可知，与比较例4的情况相比，弯曲变形大幅度减少。另外，如图42(b)中的箭头所示，角A的弯曲变形量与角B的弯曲变形量大致相同。从上述内容可知，不产生扭曲变形。
另外，对比较例4与发明例3进行回弹的CAE(Computer AidedEngineering)分析。作为其结果，表2示出总结比较例4与发明例3的角A以及角B相对于金属模(下金属模25、下金属模27)的弯曲变形量与扭曲变形量的结果。扭曲变形量表示角B以角A为基准的弯曲程度，从角B的弯曲变形量减去角A的弯曲变形量求得。对扭曲变形量而言，值越接近0意味着扭曲变形越小。
[表2]
如表2所示，对CAE分析结果而言，发明例3与比较例4比较，角B的弯曲变形也得到改善。另外，在发明例3中不产生扭曲变形，能够获得与上述实验结果相同的结果。这意味着本发明的回弹抑制对策方法在CAE分析中也能够获得正确的结果。
实施例3
在上述实施例2中，示出了作为刚性提高对策而如图37(b)所示地赋予A立柱21的分析模型23凹形状的情况(发明例2以及发明例3)与如图37(a)所示地不实施刚性提高对策的情况(比较例3以及比较例4)的比较结果。
在本实施例中，为了确认在刚性贡献部位检测工序S5中检测出的部位适当，对与根据人类的直觉进行刚性提高对策的情况比较的结果进行说明。
本发明的刚性提高对策与实施例2(参照图37(b))相同，进行凹形状的赋予(发明例4)。对基于直觉的刚性提高对策而言，采取以下两种方法：如图43(a)所示，赋予分析模型23的顶部23a直线状的凹形状(比较例5)，和如图43(b)所示，将图43(a)的凹形状在长度方向上分割为6个区域的形状(比较例6)。
对上述发明例4、比较例5以及比较例6进行回弹的CAE分析的结果如图44所示。图44是将各发明例4、比较例5以及比较例6基于上述角A以及角B的Z方向位移的扭曲变形量图表化的图。另外，为了进行比较，图44也一同记载了作为比较例7而不实施刚性提高对策的情况的CAE结果。
如图44所示，在不实施对策的比较例7中，扭曲变形量为10.5mm，相对于此，在实施对策的比较例5中减少至5.5mm，在比较例6中减少至2.0mm，但发生扭曲变形。与此相对地，可知在发明例4中，不产生扭曲变形，成为非常好的结果。
如上所述，根据本发明所涉及的回弹抑制对策方法，能够确认如下内容：检测部件的刚性贡献部位，从而能够通过根据刚性贡献部位提高部件的刚性来大幅度抑制回弹。
实施例4
在上述实施例1、实施例2以及实施例3中，对A立柱21采取刚性提高单元的情况进行了研究。在本实施例中，根据上述取得的各刚性贡献部位(参照图21(b)、(c)以及图28(b)、(c))对在上述实施方式2中说明过的B立柱61的分析模型101以及加强件RF63的分析模型131采取刚性提高单元。而且，进行了与不实施刚性提高单元的情况比较来确认刚性的变化的实验。
在刚性提高工序S7中，作为用于刚性提高的单元，对B立柱61采取赋予刚性贡献部位凸形状的金属模的方法，对加强件RF63采取使用赋予刚性贡献部位凹形状的金属模的方法。
B立柱61的采取上述刚性提高单元进行冲压成形加工而得到的冲压成形品161如图45(a)-1所示。图45(a)-2是沿图45(a)-1中的C-C箭头方向的剖视图。图45(a)-2中的实线表示冲压成形品161，虚线是为了进行比较而图示出不实施对策的情况的B立柱61的形状。
另外，加强件RF63的采取上述刚性提高单元来进行冲压成形加工而得到的冲压成形品163如图45(b)所示。此外，B立柱61使用板厚为2.0mm的590MPa级钢板，加强件RF63使用板厚为0.7mm的270MPa级钢板。
作为刚性的确认方法，对每个部件(冲压成形品161、冲压成形品163)进行刚性分析，并与不采取刚性提高单元的情况的刚性分析结果进行比较来取出刚性提高率。这里，刚性提高率可以用下式(1)来表达。
刚性提高率(％)
＝[(刚性提高对策后的刚性值-刚性提高对策前的刚性值)
/刚性提高对策前的刚性值]×100  …(1)
另外，各部件(冲压成形品161、冲压成形品163)安装于车体165的状态(参照图50以及图54)的车体整体的刚性提高率也以与求每个部件的刚性提高率相同的方式求出。
如图46所示，车体整体的刚性分析是对车体165的图中的4处三角号的位置(支承车体165的线圈支承部)施加约束4个位置中的3个位置并对剩余的1个位置施加载荷的车体扭曲载荷、并改变施加载荷的位置进行4次的分析。而且，将取得的全部刚性值进行平均来用于刚性提高率的计算。
首先，对B立柱61的情况进行说明。
对冲压成形品161的刚性分析而言，进行如下两种分析，即施加图47(A)中的箭头所示的扭曲载荷的分析和施加图47(B)所示的弯曲载荷条件的分析。扭曲刚性分析结果如图48所示，弯曲刚性分析结果如图49所示。另外，作为比较例，制成不采取刚性提高单元的冲压成形品171，并以相同的方式进行扭曲刚性分析以及弯曲刚性分析。
图48(a)是对采取本发明的对策的冲压成形品161进行的扭曲刚性分析的结果，图48(b)是对不采取刚性提高单元的冲压成形品171进行的扭曲刚性分析的结果。冲压成形品161与冲压成形品171相比，刚性提高率为11.0％。
图49(a)是对冲压成形品161进行的弯曲刚性分析的结果，图49(b)是对冲压成形品171进行的弯曲刚性分析的结果。冲压成形品161与冲压成形品171相比，刚性提高率为7.4％。
车体整体的刚性分析在将冲压成形品161、171如图50所示地安装于车体165的状态下，如使用上述图46进行说明的那样求出对车体扭曲载荷的刚性值的平均。车体整体的平均刚性值在安装不采取刚性提高单元的冲压成形品171的情况下为29.1kN·m/deg，相对于此，在安装采取本发明的对策的冲压成形品161的情况下为29.4kN·m/deg。刚性提高率大幅度提高了0.9％。
接下来，对加强件RF63的情况进行说明。
对冲压成形品163的刚性分析而言，与上述B立柱61的情况相同，进行如下两种分析，即施加图51(A)所示的扭曲载荷的分析和施加图51(B)所示的弯曲载荷条件的分析。扭曲刚性分析结果如图52所示，弯曲刚性分析结果如图53所示。另外，作为比较例，制成不采取刚性提高单元的冲压成形品173，并以相同的方式进行扭曲刚性分析以及弯曲刚性分析。
图52(a)是对采取本发明的对策的冲压成形品163的扭曲刚性分析的结果，图52(b)是对不采取刚性提高单元的冲压成形品173的扭曲刚性分析的结果。冲压成形品163与冲压成形品173相比，刚性提高率为31.8％。
图53(a)是对冲压成形品163的弯曲刚性分析的结果，图53(b)是对冲压成形品173的弯曲刚性分析的结果。冲压成形品163与冲压成形品173相比，刚性提高率为37.8％。
车体整体的刚性分析在将采取本发明的对策的冲压成形品163如图54所示地安装于车体165的状态下，如使用上述图46进行说明的那样求出对车体扭曲载荷的刚性值的平均。另外，作为比较例，将不采取刚性提高单元的冲压成形品173以相同的方式安装于车体165来进行刚性分析，求出刚性值的平均。
车体整体的平均刚性值在安装冲压成形品173的情况下为29.1kN·m/deg，相对于此，在安装冲压成形品163的情况下为30.0kN·m/deg。刚性提高率非常大幅度地提高了3.0％。
如上所述，根据本发明所涉及的回弹抑制对策方法，检测部件(B立柱61、加强件RF63)的刚性贡献部位，从而能够根据刚性贡献部位大幅度地提高部件(B立柱61、加强件RF63)的刚性。部件的刚性如上所述地提高意味着能够抑制回弹。
另外，还能够确认如下内容：通过上述部件的刚性提高，在各部件安装于车体165时，能够大幅度提高车体整体的刚性。
附图标记的说明
A、B...角；H...深度；R...缘；1...分析装置；3...显示装置；5...输入装置；7...主存储装置；9...辅助存储装置；11...运算处理部；13...分析模型生成单元；15...应力状态设定单元；17...刚性贡献部位检测单元；19...刚性提高单元；21A...立柱；23...分析模型；23a...顶部；23b...穿孔；25...下金属模；26...上金属模；27...下金属模；28...毛坯件；29、31、33、35...冲压成形品；41...毛坯件；41a...特定部位；41b...镂空孔；43...板材；45...拼焊毛坯件；47...板材；49...拼焊毛坯件；51...板材；53...加强毛坯件；61B...立柱；63...加强件RF；71...毛坯件；71a...刚性贡献部位；71b...镂空孔；73...板材；75...拼焊毛坯件；77...冲压成形品；81...板材；83...拼焊毛坯件；85...冲压成形品；91...板材；93...加强毛坯件；95冲压成形品；101...分析模型；101a...刚性贡献部位；103...毛坯件；103b...镂空孔；105...板材；107...拼焊毛坯件；109冲压成形品；111...板材；113...拼焊毛坯件；115...冲压成形品；121...板材；123...加强毛坯件；125...冲压成形品；131分析模型；133...毛坯件；133b...镂空孔；135...板材；137...拼焊毛坯件；139...冲压成形品；141...板材；143...拼焊毛坯件；145...冲压成形品；151...板材；153...加强毛坯件；155...冲压成形品；161...采取本发明的对策的冲压成形品；163...采取本发明的对策的冲压成形品；165...车体；171...不采取刚性提高单元的冲压成形品；173...不采取刚性提高单元的冲压成形品。

Claims (10)

1.一种回弹抑制对策部件，其是对冲压成形加工金属板毛坯件而成形的冲压成形品采取用于抑制回弹的单元而构成的，
其通过设定使所述冲压成形品的分析模型的各要素产生回弹的应力状态并进行形状优化分析、检测贡献刚性多的部位、并根据该检测出的部位在所述冲压成形品的特定部位采取用于刚性提高的单元并进行冲压成形加工而形成。
2.根据权利要求1所述的回弹抑制对策部件，
作为所述用于刚性提高的单元，其通过使用赋予所述毛坯件的特定部位凸形状以及/或凹形状的金属模进行冲压成形加工。
3.根据权利要求1所述的回弹抑制对策部件，
作为所述用于刚性提高的单元，其使所述毛坯件的特定部位的板厚比该毛坯件的其他部位的板厚更厚。
4.根据权利要求1所述的回弹抑制对策部件，
作为所述用于刚性提高的单元，其使所述毛坯件的特定部位的杨氏模量比该毛坯件的其他部位的杨氏模量更高。
5.根据权利要求1所述的回弹抑制对策部件，
作为所述用于刚性提高的单元，其在所述毛坯件的特定部位粘贴其他板。
6.一种回弹抑制对策部件的制造方法，其是制造权利要求1～5中任一项所述的回弹抑制对策部件的方法，
该回弹抑制对策部件的制造方法具备如下工序：
分析模型生成工序，在该工序中，使用平面要素以及/或立体要素生成所述冲压成形品的分析模型；应力状态设定工序，在该工序中，设定使所述生成的分析模型的各要素产生回弹的应力状态；刚性贡献部位检测工序，在该工序中，对在所述应力状态设定工序中设定好应力状态的所述分析模型进行形状优化分析，并检测贡献刚性多的部位；刚性提高工序，在该工序中，根据在所述刚性贡献部位检测工序中检测出的部位而在所述毛坯件的特定部位采取用于刚性提高的单元；以及冲压成形加工工序，在该工序中，对毛坯件进行冲压成形加工。
7.根据权利要求6所述的回弹抑制对策部件的制造方法，所述刚性提高工序的用于刚性提高的单元是制作赋予所述毛坯件的特定部位凸形状以及/或凹形状的金属模的单元。
8.根据权利要求6所述的回弹抑制对策部件的制造方法，所述刚性提高工序是切除所述毛坯件的特定部位，并且在该切除后的部位嵌入板厚比该毛坯件的特定部位的板厚更厚的部件并使该部件与所述毛坯件一体化的工序。
9.根据权利要求6所述的回弹抑制对策部件的制造方法，所述刚性提高工序是切除所述毛坯件的特定部位，并且在该切除后的部位嵌入杨氏模量比该毛坯件的特定部位的杨氏模量更高的部件并使该部件与所述毛坯件一体化的工序。
10.根据权利要求6所述的回弹抑制对策部件的制造方法，所述刚性提高工序是在所述毛坯件的特定部位粘贴其他板的工序。
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