【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車や産業機器およびそれらに装着される電気・電子機器の電気信号や電源からの電力を供給する電線を接続するための端子であって、特に曲げ加工によって作製される端子の強度を予測する際に用いられる加工硬化データの取得方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、端子の設計においては、端子材料の電気的性質はもとより機械的特性についても十分な評価を行う必要があった。これは、端子の強度が低いと安定した接触抵抗を得るための十分な接触圧力が得られない反面、端子材料の強度が高すぎると曲げ加工が困難になるからである。
【０００３】
従って、加工性に優れた材料を使用しつつも作製された端子の強度がある程度高くなるように、素材の選択、加工手法の両面から端子の設計・開発を行う必要があった。このときに、設計した端子について逐一実物を作製して強度等の機械的特性の評価を行っていたのでは端子設計に多大な費用と時間とを要することになる。
【０００４】
このため、端子設計においては一般に、ＣＡＥ（ｃｏｍｐｕｔｅｒ−ａｉｄｅｄ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）を用いた構造解析により端子の強度を予測し、その予測結果の良好なものについて実際に端子を作製し、端子強度を確認するという手法が用いられている。
【０００５】
ＣＡＥを用いてコンピュータにより構造解析を行うときには、端子を構成する材料（例えば、銅合金）に関するデータを入力する必要がある。具体的には、端子を構成する材料の応力−歪み特性に関するデータ等を入力する必要がある。ここで、従来においては、端子を構成する材料のＪＩＳ５号試験片を引張試験機により引っ張り、それによって得られた応力−歪み特性に関するデータを使用していた。
【０００６】
しかしながら、引張試験によって得られた応力−歪み特性に関するデータを使用してＣＡＥ解析を行うと、その解析結果は実測値（実際に端子を作製して測定された値）と大きく異なる場合があった。
【０００７】
このような解析結果と実測値との乖離の要因の一つは、曲げ加工によって生じる加工硬化の影響を考慮せずに解析を行ったためであることが分かった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、曲げ加工によりどのような加工硬化が生じるのかについてのデータ取得を行う必要がある。
【０００９】
本発明は、種々の曲げ態様の曲げ加工部について加工硬化データの取得が可能な加工硬化データの取得方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための技術的手段は、端子の強度予測に用いられる加工硬化データの取得方法であって、端子を構成する際に用いられる材料を複数用意し、その各材料に対して互いに異なる複数の曲げ態様で曲げ加工を施し、その各材料の曲げ加工部における硬度分布を測定し、その測定した硬度分布に基づいて前記各材料の曲げ加工部における強度特性を示す第１の強度情報を導出し、その導出した第１の強度情報を用いて加工硬化についての情報を構成することを特徴とする。
【００１１】
好ましくは、前記各材料の曲げ加工部における測定した前記硬度分布に基づいて、その曲げ加工部における曲げ加工により硬化した加工硬化部を導出し、前記曲げ加工部におけるその導出した加工硬化部の分布状況に基づいて前記各材料の曲げ加工部における弾性限界を導出し、その導出した弾性限界に基づいて前記各材料の曲げ加工部における前記第１の強度情報を導出するのがよい。
【００１２】
また、好ましくは、曲げ加工を施した前記各材料の曲げ加工部における弾性限界を実際に測定し、その測定した弾性限界に基づいて前記各材料の曲げ加工部における強度特性を示す第２の強度情報を導出し、その導出した第２の強度情報と前記第１の強度情報とを相補的に用いて前記加工硬化についての情報を構成するのがよい。
【００１３】
＜用語に関する記載＞
なお、本明細書中において、「端子の強度」とは、端子に所定の変位が与えられたときに、その変位に対する反力を示す指標である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施形態に係る加工硬化データの取得方法が適用された端子の強度予測方法の手順を示すフローチャートである。まず、図１を参照しつつ本実施形態に係る端子の強度予測方法の概略説明を行う。
【００１５】
図１のステップＳ１で、端子を構成する材料について、その材料の曲げ加工による加工硬化のデータベースを準備する。使用する材料としては、既に行われている加工度（冷間加工度）の予め分かっているものを採用する。この加工硬化のデータベースは、端子構成材料に実際の端子製造時と同様の曲げ加工が施されて加工硬化が生じたときの機械的性質を示すデータによって構築されるものである。この機械的性質を示すデータの取得方法の詳細な内容については後述する。
【００１６】
この曲げ加工による加工硬化のデータベースを準備するのと併せて、ステップＳ２で、端子を構成する材料についての応力−歪み特性のデータを引張試験により取得する。ここでは、ＪＩＳ等の規格に基づいた引張試験により端子構成材料についての応力と歪みとの相関関係（いわゆる応力歪み曲線）を取得する。
【００１７】
なお、規格に基づいた引張試験によって得られる応力と歪みとの相関関係は、その材料に固有のものであるため、既存のデータがある場合にはそれをそのまま使用するようにしてもよい。その際、端子構成材料の加工度に応じて、その端子構成材料の応力と歪みとの相関関係を示す既存のデータを修正を加えて使用してもよい。
【００１８】
続いてステップＳ３で、端子構成材料についての曲げ加工による加工硬化のデータベース及び引張試験によって得られた応力歪み相関関係から、加工硬化が生じた後の端子構成材料についての応力−歪み特性モデルを作成する。このモデル作成は、データ変換プログラムを組み込んだコンピュータが引張試験によって得られた応力歪み相関関係のデータを曲げ加工による加工硬化のデータベースを用いて変換することにより行われる。図２は、加工硬化が生じた後の端子構成材料についての応力−歪み特性モデルを示す図である。同図において横軸は歪みを、縦軸は応力を示している。
【００１９】
図２中のＳＳ１は、引張試験によって得られた端子構成材料の応力歪み特性に基づいて作成された応力歪み曲線、すなわち曲げ加工による加工硬化が生じていない端子構成材料の応力歪み相関関係（あるいは、加工硬化の影響を考慮していない応力−歪み特性モデル）を示している。加工硬化のデータベースを加味して、曲げ加工によって生じる曲げ加工部の加工硬化の度合い（加工硬化による曲げ加工部の弾性限界が拡大した分）等に応じて、応力歪み曲線ＳＳ１を変換することにより（具体的には、例えば応力歪み曲線ＳＳ１の弾性限界を図中の矢印Ａ１で示すように延長することにより）、図中のＳＳ２に示されるような加工硬化が生じた後の端子構成材料についての応力−歪み特性モデルを得ることができる。
【００２０】
続いてステップＳ４で、上記のようにして得られた応力−歪み特性モデルＳＳ２に基づいて、その材料によって作製される端子の強度を解析する。この解析はいわゆる有限要素解析であり、有限要素法プログラムを組み込んだコンピュータによって実行される。
【００２１】
次に、本実施形態に係る加工硬化のデータベースの取得方法について説明する。まず、端子を構成する端子構成材料である複数の板材１（図３参照）を用意し、その各板材１に対して端子形成時の曲げ態様の種類に応じた互いに異なる複数の曲げ態様（例えば、異なる曲げ半径Ｒ（図３参照）及び曲げ角度）で曲げ加工を施しておく、なお、この曲げ加工は板材１の一部のみを曲げるものであであり、曲げ加工時の曲げ速度は実際の端子を作成する曲げ速度と同程度にしておくのが望ましい。また、板厚の異なる複数種類の板材１を使用する場合には、施された曲げ態様の異なる複数の板材１を各板厚の種類ごとに用意しておく。
【００２２】
そして、その曲げ加工の施された各板材１を用いて、その曲げ加工部１ａ（図３参照）における強度特性を示す強度情報（第１又は第２の強度情報）を導出し、その導出した強度情報を加工硬化についての情報として加工効果のデータベースに蓄積する。
【００２３】
この強度情報の取得の具体的方法としては、曲げ加工部１ａの硬度分布を測定し、その測定結果に基づいて強度情報を取得する第２の取得方法と、曲げ加工部１ｂの弾性限界を実際に測定し、その測定結果に基づいて強度情報を取得する第２の取得方法とがあり、この第１及び第２の取得方法が相補的に用いられて強度情報が取得される。
【００２４】
第１の取得方法では、所定の曲げ半径Ｒ（例えば、０．２ｍｍ）及び曲げ角度（例えば、９０度曲げ）の曲げ加工が施された所定板厚の各板材１の曲げ加工部１ａについて、例えばＪＩＳ Ｂ ７７３４−１９８３（微小硬さ試験機）、ＪＩＳ Ｚ ２２５１−１９８０（微小硬さ試験方法）で規定されるように、規定された所定の荷重で板材１に圧子を押し込んだときにつく痕（圧痕）の圧痕サイズを測定することにより硬度分布を測定する。より詳細には、図３に示すように、板材１の曲げ加工部１ａの側面（曲げ方向と平行な面）に、複数の測定ポイントを設定する。この測定ポイントは、曲げ加工部１ａの側面に互いに直交するように設定される複数の第１の仮想線Ｌ１〜Ｌ５と複数の第２の仮想線Ｍ１〜Ｍ１０との交点に設定される。第１の仮想線Ｌ１〜Ｌ５は、曲げ加工部１ａの延設方向と平行に、かつ曲げ半径Ｒ方向について所定間隔をあけて設けられ、第２の仮想線Ｍ１〜Ｍ１０は、曲げ加工部１ａの延設方向に所定間隔をあけて曲げ半径Ｒに沿って設けられている。
【００２５】
そして、各測定ポイントの圧痕サイズに基づいて例えば図４に示すようなグラフを作成し、そのグラフに基づいて曲げ加工部１ａにおける曲げ加工によって硬化した加工硬化部１ｂ（破線ハッチングを施した部分）を推定して導出する。同図のグラフにおいて縦軸は圧痕サイズであり、横軸は曲げ加工部１ａの側面部における第２の仮想線Ｍ１〜Ｍ１０に対応する位置を示しており、５本の折れ線グラフにより各第１の仮想線Ｌ１〜Ｌ５上の測定ポイントの圧痕サイズを示しており、グラフ中の圧痕サイズが９．７μｍ（例示）の位置に設けられた横線Ｎは板材１の曲げ加工が施されてない部分の圧痕サイズを示している。このグラフより、圧痕サイズが９．７μｍよりも小さくなっている部分が加工硬化部１ｂとして推定される。図３に示す例では、曲げ加工部１ａの外側部分には厚さＴ（例えば、０．１ｍｍ）で加工硬化部１ｂが生じている。なお、図３では曲げ加工部１ａの外側部分に生じた加工硬化部１ｂについてのみ図示しているが、曲げ加工部１ａの内側部分にも加工硬化部が生じている。
【００２６】
続いて、このように導出された曲げ加工部１ａにおける加工硬化部１ｂの分布状況と、板材１の加工硬化が生じていない部分の硬度に基づいて各板材１の曲げ加工部１ａにおける弾性限界を導出し、その導出した弾性限界に基づいて各板材１の曲げ加工部１ａにおける強度特性を示す強度情報を導出する。弾性限界と硬度との相関は既に詳細に調べられているため、その既存のデータを参照することにより、板材１の加工硬化が生じていない部分の硬度と加工硬化が生じている部部の分布状況に基づいて、曲げ加工部１ａの弾性限界を導出することができる。より詳細には、曲げ加工部１ａにおける加工硬化部１ｂの割合、加工硬化部１ｂ内の各部における加工硬化の進んだ度合い、曲げ加工部１ａにおける加工硬化部１ｂの位置などを考慮して、曲げ加工部１ａの弾性限界を予測して導出する。
【００２７】
ここでは、各板材１の曲げ加工部１ａにおける弾性限界を示す情報を強度情報として用いている。その際、導出した弾性限界を曲げ加工部１ａにおける硬度分布又は加工硬化部１ｂの分布状況等と関連づけてデータベースに保存するようにしてもよい。あるいは、曲げ加工部１ａの各部における曲げ加工により生じた歪み量を算出し、その算出した歪み量を導出した弾性限界に関連づけてデータベースに保存するようにしてもよい。
【００２８】
第２の取得方法では、図５に示すように、所定の曲げ半径及び曲げ角度（例えば、９０度曲げ）の曲げ加工が施された所定板厚の各板材１の直線部分（曲げられていない部分）のうち一方側を拘束部材２によって拘束・固定するとともに、他方側を押圧部材３によって拘束・押圧する。すると、板材１は矢印Ａ２にて示すように変形する。このときに板材１の直線部分については拘束されているため、変形を受けているのは板材１の曲げ加工部１ａ、すなわち加工硬化が生じている部分である。
【００２９】
そして、変形を受けている板材１の変位と反力との相関関係を測定することにより、板材１の曲げ加工部１ａの弾性限界を測定する。板材１の変位は、押圧部材３によって押圧されている直線部分の移動距離または変形角度をマイクロメータ等によって測定することにより取得する。また、反力は、フォースゲージ４によって押圧部材３が板材１から受ける力を測定することにより取得する。
【００３０】
このような第１及び第２の取得方法を相補的に用いて、材質（板材１の材料等）、板厚及び曲げ態様の異なる種々の板材１の曲げ加工部１ａについて弾性限界を示す情報を強度情報として取得し、取得した強度情報を板材１の材質、板厚、曲げ態様について分類しつつコンピュータの記憶装置内に蓄積し、加工硬化のデータベースを構築する。
【００３１】
第１及び第２の取得方法の相補的な用い方の具体例としては、例えば、板材１の曲げ加工部１ａの弾性限界を実際に測定可能な場合には第２の取得方法を用い、曲げ加工部１ａの弾性限界を実際に測定することが困難な場合（例えば、微細な曲げ加工部１ａや複雑な曲げ加工部１ａなどの場合）には第１の取得方法を用いる。
【００３２】
図６は、有限要素解析の解析結果を示す図である。同図は、端子についての変位と反力との相関関係を示しており、横軸には変位を、縦軸には反力を示している。図６において、グラフＲ１は、実際に作製された端子についての変位と反力とを測定したものである。それ以外のグラフＲ２，Ｒ３にて示しているものは解析によって得られた計算結果である。これらの解析結果のうちグラフＲ２は、曲げ加工により生ずる加工硬化の影響を考慮していない端子構成材料の応力歪み相関関係に基づいて解析を行った結果である。その解析結果であるグラフＲ２は実際の端子についての測定結果であるグラフＲ１から大きく乖離している。
【００３３】
一方、グラフＲ３は、図２に示すように加工硬化による弾性限界の拡大を考慮した応力−歪み特性モデルＳＳ２に基づいて解析を行った結果を示すものである。図６に示すように、グラフＲ３は、グラフＲ２に比較して実際の端子についての測定結果であるグラフＲ１に近いものとなっている。
【００３４】
以上のように、本実施形態によれば、端子を構成する端子構成材料における加工硬化についての情報を加味して端子の強度を算定しているため、曲げ加工によって加工硬化が生じた端子の強度を正確に予測でき、実測値との乖離を少なくすることができる。
【００３５】
また、端子構成材料である各板材１の曲げ加工部１ａにおける硬度分布を測定し、その測定結果に基づいて各板材１の曲げ加工部１ａにおける強度特性を示す強度情報を導出するため、曲げ加工部１ａの弾性限界を実際に測定して強度特性を導出することが困難な場合であっても、曲げ加工部１ａにおける強度特性を示す強度情報を導出することができる。
【００３６】
さらに、曲げ加工部１ａの硬度分布を測定して強度情報を導出する第１の取得方法と、曲げ加工部１ａの弾性限界を実際に測定して強度情報を導出する第２の取得方法とを相補的に用いて加工硬化についての情報を取得するため、曲げ加工部１ａの弾性限界を実際に測定して強度特性を導出することが可能な場合には、第２の取得方法により曲げ加工部１ａにおける強度特性を示す正確な強度情報を取得することができ、曲げ加工部１ａの弾性限界を実際に測定することが困難な場合には、第１の取得方法により曲げ加工部１ａの強度特性を示す強度情報を取得することができる。
【００３７】
次に、上記実施形態の変形例について記載する。図７は、上記の端子の強度予測方法の変形例の手順を示すフローチャートである。なお、図７のフローチャートにおいてステップＳ１１，Ｓ１２での処理内容は、上述の図１のステップＳ１，Ｓ２での処理内容と同一である。
【００３８】
まず、ステップＳ１１で、端子を構成する材料についての曲げ加工による加工硬化のデータベースを予め準備しておく。このステップＳ１１でのデータベース作成に、板材１の曲げ加工部１ａの強度情報を取得するための上述の第１及び第２の取得方法が相補的に用いられる。また、ステップＳ１での曲げ加工による加工硬化のデータベースを準備するのと併せて、ステップＳ１２で、端子を構成する材料についての応力−歪み特性のデータを引張試験により取得する。
【００３９】
続いて、ステップＳ１３で、引張試験によって得られた応力と歪みとの相関関係に基づいて、その材料によって作製される端子の強度を解析する。この解析はいわゆる有限要素解析であり、有限要素法プログラムを組み込んだコンピュータによって実行される。なお、ステップＳ１２およびステップＳ１３の工程は、従来より行われているＣＡＥ解析の手法と同じであり、ステップＳ１３の段階で得られる解析結果も従来と同様の結果である。
【００４０】
続いて、ステップＳ１４で、引張試験によって得られた応力と歪みとの相関関係に基づいて得られた解析結果に対して、端子構成材料についての曲げ加工による加工硬化のデータベースを用いた変換・修正を行う。この変換・修正は、データ変換プログラムを組み込んだコンピュータが引張試験によって得られた応力歪み相関関係に基づく解析結果を曲げ加工による加工硬化のデータベースのうち作製すべき端子の板厚、曲げ角度、曲げ半径に対応するデータを用いて変換することにより行われる。そして、当該コンピュータが変換・修正後のデータを表示することによって、曲げ加工が施された端子の強度の解析結果が出力されるのである。
【００４１】
【発明の効果】
請求項１ないし３に記載の発明によれば、各材料の曲げ加工部における硬度分布を測定し、その測定結果に基づいて各材料の曲げ加工部における強度特性を示す第１の強度情報を導出するため、曲げ加工部の弾性限界を実際に測定して強度特性を導出することが困難な場合（例えば、微細な曲げ加工部や複雑な曲げ加工部などの場合）であっても、曲げ加工部における強度特性を示す第１の強度情報を導出して加工硬化についての情報を構成することができる。その結果、種々の曲げ態様の曲げ加工部について加工硬化データの取得が可能である。
【００４２】
請求項３に記載の発明によれば、曲げ加工部の硬度分布を測定して導出した第１の強度情報と、曲げ加工部の弾性限界を実際に測定して導出した第２の強度情報とを相補的に用いて加工硬化についての情報を構成するため、曲げ加工部の弾性限界を実際に測定して強度特性を導出することが可能な場合には、その測定した弾性限界に基づいて各材料の曲げ加工部における強度特性を示す第２の強度情報を取得することにより曲げ加工部における強度特性を示すより正確な強度情報を取得することができ、曲げ加工部の弾性限界を実際に測定して強度特性を導出することが困難な場合には、曲げ加工部の硬度分布を測定し、その測定結果に基づいて曲げ加工部の強度特性を示す強度情報を取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る加工硬化データの取得方法が適用された端子の強度予測方法の手順を示すフローチャートである。
【図２】加工硬化が生じた後の端子構成材料についての応力歪み特性モデルを示す図である。
【図３】板材の曲げ加工部について硬度分布を測定する際の説明図である。
【図４】図３の曲げ加工部の硬度分布を示す図である。
【図５】板材の曲げ加工部の強度情報を取得する第２の取得方法の説明図である。
【図６】有限要素解析の解析結果を示す図である。
【図７】図１の端子の強度予測方法に係る変形例の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ 板材
１ａ 曲げ加工部
１ｂ 加工硬化部
２ 拘束部材
３ 押圧部材
４ フォースゲージ
ＳＳ１ 応力歪み曲線
ＳＳ２ 応力−歪み特性モデル
Ｒ１ 測定結果を示すグラフ
Ｒ２，Ｒ３ 解析結果を示すグラフ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a terminal for connecting an electric wire for supplying electric power from a power supply or an electric signal of an automobile or an industrial device and an electric / electronic device mounted on the terminal, and in particular, the strength of the terminal manufactured by bending. And a method of acquiring work hardening data used in predicting the work hardening data.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in designing a terminal, it has been necessary to sufficiently evaluate not only the electrical properties of the terminal material but also the mechanical properties. This is because if the strength of the terminal is low, a sufficient contact pressure for obtaining a stable contact resistance cannot be obtained, but if the strength of the terminal material is too high, bending becomes difficult.
[0003]
Therefore, it has been necessary to design and develop the terminal from both the selection of the material and the processing method so that the strength of the manufactured terminal is increased to some extent while using a material excellent in workability. At this time, if the designed terminal is manufactured one by one and the mechanical characteristics such as strength are evaluated, a large cost and time are required for the terminal design.
[0004]
For this reason, in the terminal design, generally, the terminal strength is predicted by structural analysis using computer-aided engineering (CAE), the terminal is actually manufactured for a good prediction result, and the terminal strength is confirmed. A technique is used.
[0005]
When performing a structural analysis by a computer using CAE, it is necessary to input data on a material (for example, a copper alloy) constituting a terminal. Specifically, it is necessary to input data relating to the stress-strain characteristics of the material constituting the terminal. Here, conventionally, a JIS No. 5 test piece of a material constituting a terminal is pulled by a tensile tester, and data on a stress-strain characteristic obtained thereby is used.
[0006]
However, when the CAE analysis is performed using the data on the stress-strain characteristics obtained by the tensile test, the analysis result sometimes greatly differs from the actually measured value (the value measured by actually manufacturing the terminal). .
[0007]
It was found that one of the factors of the discrepancy between the analysis result and the actually measured value was that the analysis was performed without considering the influence of work hardening caused by bending.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, it is necessary to obtain data on what kind of work hardening occurs due to bending.
[0009]
An object of the present invention is to provide a method for obtaining work hardening data that can obtain work hardening data for bent portions having various bending modes.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The technical means for achieving the above object is a method of obtaining work hardening data used for predicting the strength of the terminal, and preparing a plurality of materials used when configuring the terminal, and mutually Bending is performed in a plurality of different bending modes, a hardness distribution of each material is measured in a bent portion, and first strength information indicating strength characteristics of the material in the bent portion based on the measured hardness distribution. Is derived, and information on work hardening is configured using the derived first strength information.
[0011]
Preferably, based on the hardness distribution measured in the bent portion of each material, to derive a work hardened portion hardened by bending in the bent portion, distribution of the derived work hardened portion in the bent portion. It is preferable to derive the elastic limit of each material in the bent portion, and derive the first strength information of each material in the bent portion based on the derived elastic limit.
[0012]
Further, preferably, a second strength indicating a strength characteristic in the bent portion of each material based on the measured elastic limit is obtained by actually measuring an elastic limit of the bent material in the bent portion. It is preferable to derive information and compose the information about the work hardening using the derived second intensity information and the first intensity information complementarily.
[0013]
<Description of terms>
Note that, in this specification, the “strength of the terminal” is an index indicating a reaction force to a predetermined displacement when the terminal is given a predetermined displacement.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is a flowchart illustrating a procedure of a terminal strength prediction method to which a method for acquiring work hardening data according to an embodiment of the present invention is applied. First, a method for estimating the strength of a terminal according to the present embodiment will be briefly described with reference to FIG.
[0015]
In step S1 of FIG. 1, a database of work hardening due to bending of the material for the material constituting the terminal is prepared. As a material to be used, a material having a known working degree (a degree of cold working) already known is employed. The work hardening database is constructed from data indicating the mechanical properties when the work hardening occurs when the terminal forming material is subjected to the same bending process as in the actual manufacturing of the terminal. The details of the method of acquiring the data indicating the mechanical properties will be described later.
[0016]
In addition to preparing a database of work hardening due to the bending, in step S2, data of stress-strain characteristics of the material constituting the terminal is obtained by a tensile test. Here, a correlation (a so-called stress-strain curve) between the stress and the strain of the terminal component material is obtained by a tensile test based on a standard such as JIS.
[0017]
The correlation between the stress and the strain obtained by the tensile test based on the standard is specific to the material, and if there is existing data, it may be used as it is. At this time, existing data indicating the correlation between the stress and the strain of the terminal constituent material may be modified and used according to the degree of processing of the terminal constituent material.
[0018]
Subsequently, in step S3, a stress-strain characteristic model for the terminal component material after the work hardening is created from the database of the work hardening of the terminal component material by bending and the stress-strain correlation obtained by the tensile test. I do. The model creation is performed by a computer incorporating a data conversion program converting data of stress-strain correlation obtained by a tensile test using a database of work hardening by bending. FIG. 2 is a diagram illustrating a stress-strain characteristic model of a terminal constituent material after work hardening has occurred. In the figure, the horizontal axis represents strain, and the vertical axis represents stress.
[0019]
SS1 in FIG. 2 is a stress-strain curve created based on the stress-strain characteristic of the terminal component material obtained by the tensile test, that is, the stress-strain correlation of the terminal component material in which work hardening does not occur due to bending (or , A stress-strain characteristic model in which the influence of work hardening is not taken into account. By taking into account the database of work hardening, the stress-strain curve SS1 is converted according to the degree of work hardening of the bent portion caused by bending (the elastic limit of the bent portion is increased by work hardening) and the like. (Specifically, for example, by extending the elastic limit of the stress-strain curve SS1 as shown by the arrow A1 in the figure), the terminal constituent material after the work hardening as shown by SS2 in the figure Can be obtained.
[0020]
Subsequently, in step S4, the strength of the terminal made of the material is analyzed based on the stress-strain characteristic model SS2 obtained as described above. This analysis is a so-called finite element analysis, and is executed by a computer incorporating a finite element method program.
[0021]
Next, a method of acquiring a work hardening database according to the present embodiment will be described. First, a plurality of plate members 1 (refer to FIG. 3), which are terminal constituent materials constituting the terminal, are prepared, and a plurality of different bend modes (for example, different bend modes (for example, The bending process is performed with different bending radii R (see FIG. 3) and bending angles. Note that this bending process is to bend only a part of the plate material 1, and the bending speed during the bending process is It is desirable that the bending speed is approximately equal to the bending speed at which the terminal is formed. When a plurality of types of plate materials 1 having different thicknesses are used, a plurality of plate materials 1 having different bending modes are prepared for each type of thickness.
[0022]
Then, using each of the bent plate materials 1, strength information (first or second strength information) indicating strength characteristics in the bent portion 1a (see FIG. 3) is derived and derived. The strength information is stored in the database of the working effect as information on work hardening.
[0023]
As a specific method of acquiring the strength information, a second acquisition method of measuring the hardness distribution of the bending portion 1a and acquiring the strength information based on the measurement result and an actual measurement of the elastic limit of the bending portion 1b are performed. And a second acquisition method for acquiring intensity information based on the measurement result. The first and second acquisition methods are used complementarily to acquire intensity information.
[0024]
In the first acquisition method, a bent portion 1a of each plate 1 having a predetermined thickness subjected to bending at a predetermined bending radius R (for example, 0.2 mm) and a bending angle (for example, bending at 90 degrees) is provided. For example, as described in JIS B 7732-1983 (microhardness tester) and JIS Z2251-1980 (microhardness test method), it is generated when an indenter is pressed into the plate 1 with a specified predetermined load. The hardness distribution is measured by measuring the size of the impression (impression). More specifically, as shown in FIG. 3, a plurality of measurement points are set on a side surface (a surface parallel to the bending direction) of the bent portion 1 a of the plate 1. This measurement point is set at the intersection of the plurality of first virtual lines L1 to L5 and the plurality of second virtual lines M1 to M10, which are set to be orthogonal to the side surface of the bent portion 1a. The first imaginary lines L1 to L5 are provided in parallel with the extending direction of the bending portion 1a and at predetermined intervals in the bending radius R direction, and the second imaginary lines M1 to M10 are formed in the bending portion 1a. Are provided along the bending radius R at a predetermined interval in the extending direction of.
[0025]
Then, a graph as shown in FIG. 4, for example, is created based on the size of the indentation at each measurement point, and a work hardened portion 1b hardened by bending in the bending portion 1a based on the graph (a portion hatched with a broken line). Is estimated and derived. In the graph of FIG. 5, the vertical axis indicates the size of the indentation, and the horizontal axis indicates the position corresponding to the second imaginary lines M1 to M10 on the side surface of the bent portion 1a. Indicate the indentation size of the measurement points on the virtual lines L1 to L5. The indentation size is shown. From this graph, a portion where the indentation size is smaller than 9.7 μm is estimated as the work hardened portion 1b. In the example shown in FIG. 3, a work hardened portion 1b having a thickness T (for example, 0.1 mm) is formed outside the bent portion 1a. Although FIG. 3 shows only the work hardened portion 1b generated outside the bent portion 1a, the work hardened portion also occurs inside the bent portion 1a.
[0026]
Subsequently, based on the distribution state of the work hardened portion 1b in the bent portion 1a derived in this way and the hardness of the portion of the plate material 1 where the work hardening does not occur, the elastic limit in the bent portion 1a of each plate material 1 is determined. Then, based on the derived elastic limit, strength information indicating strength characteristics in the bent portion 1a of each plate material 1 is derived. Since the correlation between the elastic limit and the hardness has already been examined in detail, by referring to the existing data, the hardness of the portion of the plate material 1 where the work hardening has not occurred and the distribution of the portion where the work hardening has occurred are shown. The elastic limit of the bent portion 1a can be derived based on the situation. More specifically, bending is performed in consideration of the ratio of the work hardening portion 1b in the bending portion 1a, the degree of progress of work hardening in each part in the work hardening portion 1b, the position of the work hardening portion 1b in the bending portion 1a, and the like. The elastic limit of the processed part 1a is predicted and derived.
[0027]
Here, information indicating the elastic limit in the bent portion 1a of each plate 1 is used as strength information. At this time, the derived elastic limit may be stored in a database in association with the hardness distribution in the bending portion 1a or the distribution state of the work hardening portion 1b. Alternatively, the amount of strain generated by bending in each part of the bending portion 1a may be calculated, and the calculated amount of strain may be stored in a database in association with the derived elastic limit.
[0028]
In the second acquisition method, as shown in FIG. 5, a straight portion (not bent) of each plate material 1 having a predetermined plate thickness and having been subjected to a bending process at a predetermined bending radius and bending angle (for example, 90-degree bending). One of the parts is restrained and fixed by the restraining member 2, and the other side is restrained and pressed by the pressing member 3. Then, the plate 1 is deformed as shown by the arrow A2. At this time, since the straight portion of the plate 1 is constrained, the bent portion 1a of the plate 1, that is, the portion where the work hardening occurs, is deformed.
[0029]
Then, the elastic limit of the bent portion 1a of the plate 1 is measured by measuring the correlation between the displacement of the plate 1 undergoing deformation and the reaction force. The displacement of the plate 1 is obtained by measuring the moving distance or the deformation angle of the linear portion pressed by the pressing member 3 with a micrometer or the like. Further, the reaction force is obtained by measuring the force that the pressing member 3 receives from the plate 1 using the force gauge 4.
[0030]
By using the first and second acquisition methods in a complementary manner, information indicating the elastic limit of the bent portions 1a of various plate materials 1 having different materials (such as the material of the plate material 1), plate thicknesses and bending modes is obtained. The strength information is acquired, and the acquired strength information is accumulated in the storage device of the computer while classifying the material, the thickness, and the bending mode of the plate material 1 to construct a work hardening database.
[0031]
As a specific example of the complementary use of the first and second acquisition methods, for example, when the elastic limit of the bent portion 1a of the plate material 1 can be actually measured, the second acquisition method is used. When it is difficult to actually measure the elastic limit of the processed part 1a (for example, in the case of a fine bent part 1a or a complicated bent part 1a), the first acquisition method is used.
[0032]
FIG. 6 is a diagram illustrating an analysis result of the finite element analysis. This figure shows the correlation between the displacement of the terminal and the reaction force, with the horizontal axis representing the displacement and the vertical axis representing the reaction force. In FIG. 6, a graph R1 is obtained by measuring the displacement and the reaction force of the actually manufactured terminal. The other graphs R2 and R3 show the calculation results obtained by the analysis. Among these analysis results, a graph R2 is a result of an analysis performed based on the stress-strain correlation of the terminal component material without considering the effect of work hardening caused by bending. The graph R2, which is the analysis result, greatly deviates from the graph R1, which is the measurement result of the actual terminal.
[0033]
On the other hand, the graph R3 shows the result of analysis based on the stress-strain characteristic model SS2 in which the expansion of the elastic limit due to work hardening is considered, as shown in FIG. As shown in FIG. 6, the graph R3 is closer to the graph R1 which is a measurement result of an actual terminal as compared to the graph R2.
[0034]
As described above, according to the present embodiment, since the strength of the terminal is calculated in consideration of the information on the work hardening of the terminal constituent material constituting the terminal, the strength of the terminal that has been hardened by the bending process Can be accurately predicted, and the deviation from the actually measured value can be reduced.
[0035]
Further, the bending process is performed to measure the hardness distribution in the bent portion 1a of each plate material 1 which is a terminal constituent material, and to derive strength information indicating strength characteristics in the bent portion 1a of each plate material 1 based on the measurement result. Even when it is difficult to derive the strength characteristic by actually measuring the elastic limit of the part 1a, it is possible to derive the strength information indicating the strength characteristic in the bending part 1a.
[0036]
Further, a first acquisition method for measuring the hardness distribution of the bent portion 1a to derive the strength information and a second acquisition method for actually measuring the elastic limit of the bent portion 1a to derive the strength information are described. In order to acquire information on work hardening in a complementary manner, if it is possible to derive the strength characteristic by actually measuring the elastic limit of the bent portion 1a, the second acquisition method is used. If it is difficult to actually measure the elastic limit of the bent portion 1a, it is possible to acquire accurate strength information indicating the strength characteristics of the bent portion 1a. Can be obtained.
[0037]
Next, a modified example of the above embodiment will be described. FIG. 7 is a flowchart showing a procedure of a modified example of the above-described terminal strength prediction method. In the flowchart of FIG. 7, the processing contents in steps S11 and S12 are the same as the processing contents in steps S1 and S2 in FIG.
[0038]
First, in step S11, a database of work hardening by bending for a material forming a terminal is prepared in advance. The above first and second acquisition methods for acquiring the strength information of the bent portion 1a of the plate material 1 are used complementarily to create the database in step S11. In addition to preparing a database of work hardening due to bending in step S1, in step S12, data of stress-strain characteristics of the material constituting the terminal is acquired by a tensile test.
[0039]
Subsequently, in step S13, the strength of the terminal made of the material is analyzed based on the correlation between the stress and the strain obtained by the tensile test. This analysis is a so-called finite element analysis, and is executed by a computer incorporating a finite element method program. Steps S12 and S13 are the same as the CAE analysis method conventionally performed, and the analysis result obtained in the step S13 is the same as the conventional one.
[0040]
Subsequently, in step S14, conversion / correction of the analysis result obtained based on the correlation between the stress and the strain obtained by the tensile test using the database of the work hardening of the terminal constituent material by bending. I do. This conversion / correction is based on the analysis results based on the stress-strain correlation obtained by the tensile test performed by the computer incorporating the data conversion program. The conversion is performed by using data corresponding to the radius. Then, the computer displays the converted / corrected data, so that the analysis result of the strength of the bent terminal is output.
[0041]
【The invention's effect】
According to the first to third aspects of the present invention, the hardness distribution of each material in the bent portion is measured, and the first strength information indicating the strength characteristics of each material in the bent portion is derived based on the measurement result. Therefore, even when it is difficult to derive the strength characteristics by actually measuring the elastic limit of the bent portion (for example, in the case of a fine bent portion or a complicated bent portion), the bending process is performed. The first strength information indicating the strength characteristics of the part can be derived to constitute the information about work hardening. As a result, it is possible to acquire work hardening data for bending portions having various bending modes.
[0042]
According to the third aspect of the present invention, the first strength information derived by measuring the hardness distribution of the bent portion and the second strength information derived by actually measuring the elastic limit of the bent portion are provided. In order to compose the information about work hardening using complementarily, if it is possible to derive the strength characteristics by actually measuring the elastic limit of the bent part, each of them is based on the measured elastic limit. By obtaining the second strength information indicating the strength characteristics of the bent portion of the material, more accurate strength information indicating the strength characteristics of the bent portion can be obtained, and the elastic limit of the bent portion is actually measured. When it is difficult to derive the strength characteristics, the hardness distribution of the bent portion is measured, and strength information indicating the strength characteristics of the bent portion can be obtained based on the measurement result.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart illustrating a procedure of a terminal strength prediction method to which a method for acquiring work hardening data according to an embodiment of the present invention is applied.
FIG. 2 is a diagram showing a stress-strain characteristic model of a terminal constituent material after work hardening has occurred.
FIG. 3 is an explanatory diagram when a hardness distribution is measured for a bent portion of a plate material.
FIG. 4 is a diagram showing a hardness distribution of a bent portion in FIG. 3;
FIG. 5 is an explanatory diagram of a second acquisition method for acquiring strength information of a bent portion of a plate material.
FIG. 6 is a diagram showing an analysis result of the finite element analysis.
FIG. 7 is a flowchart showing a procedure of a modified example of the terminal strength prediction method of FIG. 1;
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS LIST 1 sheet material 1a bending portion 1b work hardening portion 2 restraining member 3 pressing member 4 force gauge SS1 stress-strain curve SS2 stress-strain characteristic model R1 graphs showing measurement results R2, R3 graphs showing analysis results
