JP2011141237A - Method and for system predicting breakage, program and recording medium - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、金属材料からなる薄板の破断を予測する破断予測方法、破断予測システム、プログラム及び記録媒体に関する。 The present invention relates to a fracture prediction method, a fracture prediction system, a program, and a recording medium for predicting a fracture of a thin plate made of a metal material.
金属材料からなる薄板の破断に対する余裕度は、一般に、板厚減少率や成形限界線図(ＦＬＤ)を用いて判断される。ＦＬＤは破断限界を与える最大主歪みを最小主歪み毎に示した図であり、衝突解析で用いることもできる。 In general, the margin for fracture of a thin plate made of a metal material is determined using a plate thickness reduction rate or a forming limit diagram (FLD). FLD is a diagram showing a maximum principal strain that gives a fracture limit for each minimum principal strain, and can also be used in a collision analysis.
実験によるＦＬＤを測定する手法としては、一般に、予め金属板の表面にエッチング等によりサークル状或いは格子状の模様を描いておき、液圧成形や剛体工具での張出し成形で破断させた後に、当該模様の変形量から破断限界歪みを測定する。破断限界線（ＦＬＣ）は、様々な面内歪み比について金属板を比例負荷し、それぞれの歪み比における破断限界歪みを主歪み軸上にプロットして結線することで得られる。
理論的にＦＬＤを予測する手法としては、Hillの局部くびれモデルとSwiftの拡散くびれモデルの併用、Marciniak-Kuczynski法、シュテーレン−ライスモデル等があり、Keelerの経験則で板厚の影響を補正することで得られる。
As a method for measuring the FLD by experiment, generally, a circle-like or grid-like pattern is drawn in advance on the surface of a metal plate by etching or the like, and after being broken by hydraulic forming or overhang forming with a rigid tool, The fracture limit strain is measured from the deformation amount of the pattern. The fracture limit line (FLC) is obtained by proportionally loading a metal plate for various in-plane strain ratios, plotting the fracture limit strain at each strain ratio on the main strain axis, and connecting them.
Theoretically predicting FLD includes the combined use of Hill's local constriction model and Swift's diffusion constriction model, the Marciniak-Kuczynski method, the Stären-Rice model, and the effect of plate thickness is corrected by Keeler's rule of thumb. Can be obtained.
従来の破断評価方法では、上記のように実験的又は理論的に得られた破断限界線と、塑性変形過程の有限要素法によるシミュレーションの結果から得られる各部位の歪み状態との位置関係を比較することで評価する。この場合、変形過程の歪みがこの限界歪みに達したときに破断すると判断するか、若しくはその危険性が高いと判断する。 The conventional fracture evaluation method compares the positional relationship between the fracture limit line obtained experimentally or theoretically as described above and the strain state of each part obtained from the simulation results of the plastic deformation process by the finite element method. To evaluate. In this case, when the strain in the deformation process reaches the limit strain, it is determined that the fracture occurs, or it is determined that the risk is high.
従来のＦＬＤを用いた破断予測方法に対して、特許文献１では、変形経路が変化しても割れ予測が可能となるような工夫をしているが、大きな曲げ変形に起因する割れの場合には予測が困難である。
In contrast to the conventional fracture prediction method using the FLD,
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、比較的簡素な構成により、金属材料からなる薄板の破断限界線を用いた正確な破断予測を可能とする破断予測方法、破断予測システム、プログラム及び記録媒体を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and has a relatively simple configuration and a fracture prediction method and a fracture prediction system that enable accurate fracture prediction using a fracture limit line of a thin plate made of a metal material. An object of the present invention is to provide a program and a recording medium.
本発明の破断予測方法は、金属材料からなる薄板の破断を予測する方法であって、試料の板厚中心における第１の破断限界線を取得する工程と、試料に曲げ変形を与え、破断が発生した際の表面歪量を算出する工程と、前記破断が発生した際の表面歪量と、前記第１の破断限界線における平面歪量との差分値を算出し、前記差分値を前記第１の破断限界線に加算して第２の破断限界線を取得する工程と、前記薄板の表面歪量を算出する工程と、
算出された前記薄板の表面歪量に基づき、前記第２の破断限界線を基準として前記薄板の破断の有無を予測する工程とを含む。
The fracture prediction method of the present invention is a method for predicting the fracture of a thin plate made of a metal material, a step of obtaining a first fracture limit line at the center of the thickness of the sample, a bending deformation to the sample, Calculating a difference value between a step of calculating a surface strain amount when it occurs, a surface strain amount when the fracture occurs, and a plane strain amount at the first fracture limit line; Adding a first fracture limit line to obtain a second fracture limit line, calculating a surface strain amount of the thin plate,
A step of predicting whether or not the thin plate is broken based on the calculated surface strain amount of the thin plate based on the second breaking limit line.
本発明の破断予測方法の一態様において、前記第１の破断限界線を取得する工程では、単軸引張試験から得られる応力-歪み曲線の近似式である式（１）と、
σeq＝Ｃεeq n ・・・（１）
局所くびれモデルである式（２）と、
In one aspect of the fracture prediction method of the present invention, in the step of obtaining the first fracture limit line, Formula (1), which is an approximate expression of a stress-strain curve obtained from a uniaxial tensile test,
σ eq = Cε eq n (1)
Formula (2) which is a local constriction model,
拡散くびれモデルである式（３）或いはシュテーレン−ライスモデルである式（３）'とを併用して前記第１の破断限界線を求める。 The first fracture limit line is obtained by using together the expression (3) which is a diffusion constriction model or the expression (3) ′ which is a Stären-Rice model.
本発明の破断予測方法の一態様において、前記薄板の表面歪量を算出する工程では、有限要素法を用い、前記試料の曲面部分を５要素以上に分割する。 In one aspect of the fracture prediction method of the present invention, in the step of calculating the surface strain amount of the thin plate, the curved surface portion of the sample is divided into five or more elements using a finite element method.
本発明の破断予測システムは、金属材料からなる薄板の破断を予測するシステムであって、試料の板厚中心における第１の破断限界線を取得する第１の破断限界線取得部と、
試料に曲げ変形を与え、破断が発生した際の表面歪量を算出する第１の表面歪量算出部と、前記破断が発生した際の表面歪量と、前記第１の破断限界線における平面歪量との差分値を算出し、前記差分値を前記第１の破断限界線に加算して第２の破断限界線を取得する第２の破断限界線取得部と、前記薄板の表面歪量を算出する第２の表面歪量算出部と、
前記第２の表面歪量算出部で算出された前記薄板の表面歪量に基づき、前記第２の破断限界線を基準として前記薄板の破断の有無を予測する破断予測部とを含む。
The fracture prediction system of the present invention is a system for predicting the fracture of a thin plate made of a metal material, and includes a first fracture limit line acquisition unit that acquires a first fracture limit line at the thickness center of a sample,
A first surface strain amount calculation unit that applies a bending deformation to the sample and calculates a surface strain amount when the fracture occurs, a surface strain amount when the fracture occurs, and a plane at the first fracture limit line A second fracture limit line acquisition unit that calculates a difference value from the strain amount, adds the difference value to the first fracture limit line to obtain a second fracture limit line, and a surface strain amount of the thin plate A second surface strain amount calculation unit for calculating
A fracture prediction unit that predicts whether or not the thin plate is broken based on the second fracture limit line based on the surface strain amount of the thin plate calculated by the second surface strain amount calculation unit.
本発明の破断予測システムの一態様では、前記第１の破断限界線取得部は、前記第１の破断限界線を取得する際に単軸引張試験から得られる応力-歪み曲線の上記の式（１）と、局所くびれモデルである上記の式（２）と、拡散くびれモデルである上記の式（３）或いはシュテーレン−ライスモデルである上記の式（３）'とを併用して前記第１の破断限界線を求める。 In one aspect of the fracture prediction system of the present invention, the first fracture limit line acquisition unit obtains the above formula (1) of the stress-strain curve obtained from a uniaxial tensile test when acquiring the first fracture limit line. 1) is combined with the above equation (2), which is a local constriction model, and the above equation (3), which is a diffusion constriction model, or the above equation (3) ′, which is a Stären-Rice model. Determine the fracture limit line.
本発明の破断予測システムの一態様では、前記第２の表面歪量算出部は、前記薄板の表面歪量を算出する際に、有限要素法を用い、前記試料の曲面部分を５要素以上に分割する。 In one aspect of the fracture prediction system of the present invention, the second surface strain amount calculation unit uses a finite element method when calculating the surface strain amount of the thin plate, and the curved surface portion of the sample is made to have five or more elements. To divide.
本発明のプログラムは、金属材料からなる薄板の破断を予測するためのプログラムであって、試料の板厚中心における第１の破断限界線を取得する工程と、試料に曲げ変形を与え、破断が発生した際の表面歪量を算出する工程と、前記破断が発生した際の表面歪量と、前記第１の破断限界線における平面歪量との差分値を算出し、前記差分値を前記第１の破断限界線に加算して第２の破断限界線を取得する工程と、前記薄板の表面歪量を算出する工程と、算出された前記薄板の表面歪量に基づき、前記第２の破断限界線を基準として前記薄板の破断の有無を予測する工程とをコンピュータに実行させるためのものである。 The program of the present invention is a program for predicting a fracture of a thin plate made of a metal material, a step of obtaining a first fracture limit line at the center of the thickness of the sample, a bending deformation to the sample, and Calculating a difference value between a step of calculating a surface strain amount when it occurs, a surface strain amount when the fracture occurs, and a plane strain amount at the first fracture limit line; Adding the first fracture limit line to obtain a second fracture limit line; calculating the surface strain amount of the thin plate; and calculating the second fracture amount based on the calculated surface strain amount of the thin plate. And causing the computer to execute a step of predicting whether or not the thin plate is broken based on a limit line.
本発明のプログラムの一態様において、前記第１の破断限界線を取得する工程では、前記第１の破断限界線を取得する際に単軸引張試験から得られる応力-歪み曲線の上記の式（１）と、局所くびれモデルである上記の式（２）と、拡散くびれモデルである上記の式（３）或いはシュテーレン−ライスモデルである上記の式（３）'とを併用して前記第１の破断限界線を求める。 In one aspect of the program of the present invention, in the step of obtaining the first break limit line, the above-described formula of the stress-strain curve obtained from a uniaxial tensile test when obtaining the first break limit line ( 1) is combined with the above equation (2), which is a local constriction model, and the above equation (3), which is a diffusion constriction model, or the above equation (3) ′, which is a Stären-Rice model. Determine the fracture limit line.
本発明のプログラムの一態様において、前記薄板の表面歪量を算出する工程では、有限要素法を用い、前記試料の曲面部分を５要素以上に分割する。 In one aspect of the program of the present invention, in the step of calculating the surface strain amount of the thin plate, the curved surface portion of the sample is divided into five or more elements using a finite element method.
本発明の記録媒体は、上記のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能なものである。 The recording medium of the present invention is a computer-readable medium on which the above program is recorded.
本発明によれば、比較的簡素な構成により、金属材料からなる薄板の破断限界線を用いた正確な破断予測が実現する。本発明により、プレス成形や衝突時の破断の危険性を正確に評価することができ、材料、工法及び構造を同時に考慮した自動車車体の効率的で高精度な開発が可能となる。 According to the present invention, accurate fracture prediction using a fracture limit line of a thin plate made of a metal material is realized with a relatively simple configuration. According to the present invention, it is possible to accurately evaluate the risk of press forming and fracture at the time of collision, and it is possible to efficiently and highly accurately develop an automobile body considering the material, construction method and structure at the same time.
本発明者は、金属材料からなる薄板の曲げ変形による影響を考慮し、簡易な構成で正確な破断予測を実現する手法に想到した。
図１は、本実施形態による破断予測システムの概略構成を示すブロック図である。
図２は、本実施形態による破断予測方法を工程順に示すフロー図である。
図３は、本実施形態の基本骨子を説明するための、最小主歪（ε2）と最大主歪（ε1）との関係を示す特性図である。
The inventor of the present invention has come up with a technique for realizing accurate fracture prediction with a simple configuration in consideration of the influence of bending deformation of a thin plate made of a metal material.
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a fracture prediction system according to the present embodiment.
FIG. 2 is a flowchart showing the fracture prediction method according to this embodiment in the order of steps.
FIG. 3 is a characteristic diagram showing the relationship between the minimum principal strain (ε 2 ) and the maximum principal strain (ε 1 ) for explaining the basic outline of the present embodiment.
本実施形態による破断予測システムは、図１に示すように、第１の破断限界線取得部１、第１の表面歪量算出部２、第２の破断限界線取得部３、第２の表面歪量算出部４、破断予測部５、及び記録部６を備えて構成されている。記録部６は、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ、光磁気ディスク、不揮発性メモリカード等の記憶媒体を有している。
以下、この破断予測システムについて、図２に示す破断予測方法と共に説明する。
As shown in FIG. 1, the fracture prediction system according to the present embodiment includes a first fracture limit
Hereinafter, this fracture prediction system will be described together with the fracture prediction method shown in FIG.
先ず、所期の金属材料からなる薄板の試料について、第１の破断限界線取得部１は、当該試料の板厚中心における歪みによる破断限界を表す第１の破断限界線を取得する（ステップＳ１）。ここで、板厚中心における歪みとは、試料である薄板の厚み方向の中央部分に生じる歪みである。得られた第１の破断限界線のデータは、記録部６に格納される。
本実施形態では、第１の破断限界線は、第１の破断限界線取得部１により、金属材料の機械的特性値からの理論的推定に基づいて求められる。
First, for a thin plate sample made of a desired metal material, the first break limit
In the present embodiment, the first break limit line is obtained by the first break limit
金属材料の機械的特性値に基づいて理論的に歪み空間のＦＬＣを第１の破断限界線として取得する手法について説明する。
第１の破断限界線取得部１は、例えば、単軸引張試験から得られる応力-歪み曲線の近似式と、Hillの局所くびれモデルと、Swiftの拡散くびれモデル或いはシュテーレン−ライスモデルとを併用して第１の破断限界線を求める。
A method for theoretically obtaining the FLC of the strain space as the first fracture limit line based on the mechanical property value of the metal material will be described.
The first fracture limit
ＦＬＣの理論的推定方法としては、Hillの局部くびれモデルとSwiftの拡散くびれモデルの併用、シュテーレン−ライスモデル（1975、J.Mech.Phys.Solids、23、421）などがあり、Keelerの経験則で板厚の影響を補正することで得られる。以下に、具体的な計算方法を説明する。先ず、以下の式（４）を求めるためのデータを採取するが、試験方法としては単軸引張試験が簡便であり好ましい。
σeq＝ｆ（εeq） ・・・（４）
The theoretical estimation methods of FLC include the combined use of Hill's local constriction model and Swift's diffusion constriction model, and the Stären-Rice model (1975, J. Mech. Phys. Solids, 23, 421). Is obtained by correcting the influence of the plate thickness. A specific calculation method will be described below. First, data for obtaining the following formula (4) is collected. As a test method, a uniaxial tensile test is simple and preferable.
σ eq = f (ε eq ) (4)
単軸引張試験から得られる応力―歪み曲線から、式（４）として適当な材料パラメータを含む関数式にフィッティングして材料パラメータを決定すれば良い。
近似の精度が高く、薄鋼板の数値シミュレーションでよく用いられるｎ乗硬化則を用いれば、上記の式（１）で応力-歪み曲線を近似的に表現できる。
From the stress-strain curve obtained from the uniaxial tensile test, the material parameter may be determined by fitting to a functional equation including an appropriate material parameter as Equation (4).
By using the n-th power hardening law that is highly accurate and often used in numerical simulation of thin steel sheets, the stress-strain curve can be approximately expressed by the above equation (1).
破断限界歪みは、ｎ乗硬化則と降伏曲面に以下の式（５）に示すMisesの降伏関数を用いると、Hillの局部くびれモデルは上記の式（２）で与えられ、Swiftの拡散くびれモデルは上記の式（３）で与えられる。 Using the Mises yield function shown in the following equation (5) for the n-th power hardening law and yield surface, the Hill's local neck model is given by the above equation (2), and the Swift diffusion neck model Is given by equation (3) above.
但し、Hillの理論は２軸引張では局部くびれが得られないため、以下の式（６）の範囲で用い、ρ＞０の範囲ではSwiftの拡散くびれモデルを適用する。得られたＦＬＣを、図３に第１の破断限界線Ｌ1として示す。 However, since Hill's theory does not allow local necking in biaxial tension, it is used in the range of the following formula (6), and Swift's diffusion necking model is applied in the range of ρ> 0. The obtained FLC is shown as a first breaking limit line L 1 in FIG.
Swiftの拡散くびれモデルは、等２軸引張近傍で破断限界を小さく見積もる傾向があり改善が必要である。従って、分岐理論をベースにHillの局部くびれモデルを拡張したシュテーレン−ライスモデルを用いる方が好ましい。シュテーレン−ライスモデルは、ｎ乗硬化則と降伏曲面にMisesの降伏曲面に対する全歪み理論の増分表示を用いる場合に、ρ≧０の範囲で破断限界歪みは、以下の式（８）で与えられる。 Swift's diffusion constriction model tends to estimate the fracture limit in the vicinity of equal biaxial tension, and needs to be improved. Therefore, it is preferable to use the Stälen-Rice model, which is an extension of Hill's local constriction model based on the bifurcation theory. When the Stälen-Rice model uses the n-th power hardening law and the incremental representation of the total strain theory for the yield surface for the yield surface, the fracture limit strain in the range of ρ ≧ 0 is given by the following equation (8): .
続いて、第１の表面歪量算出部２は、所期の金属材料からなる薄板の試料に曲げ変形が与えられ、破断が発生した際の表面歪εB（ε2＝０のときのε1の値）を算出する（ステップＳ２）。ここで、表面歪は試料である薄板の表面に生じる歪みであり、曲げ変形による歪みが忠実に反映される値となるものと考えられる。
Subsequently, the first surface strain
先ず、試料に曲げ変形を与える曲げ試験を行う。試験方法としては、例えばＶブロック法（試料をＶブロック上に載置し、その中央部に押金具を当て、徐々に加重を加えて規定の形状に曲げる試験方法）を用いる。例えば、試料の板厚は１．８８ｍｍであり、試料の曲げ角度を９０°とし、試料の曲げ半径を３ｍｍ，４ｍｍ，５ｍｍに設定する。
曲げ試験の結果の一例を以下の表１に示す。
First, a bending test is performed to give a bending deformation to the sample. As a test method, for example, a V block method (a test method in which a sample is placed on a V block, a metal fitting is applied to the center of the sample, and a load is gradually applied and bent into a specified shape) is used. For example, the plate thickness of the sample is 1.88 mm, the bending angle of the sample is 90 °, and the bending radius of the sample is set to 3 mm, 4 mm, and 5 mm.
An example of the bending test result is shown in Table 1 below.
曲げ半径が３ｍｍの試料では、曲げ変形により破断が認められた。曲げ半径が４ｍｍの試料では、破断が認められないものの、いわゆる毛割れ（表面のみの割れ）が認められた。曲げ半径が５ｍｍの試料では、曲げ変形を受けても破断及び毛割れは生じなかった。
以上の結果から、曲げ変形により破断する際の表面歪εBを算出する対象を、ここでは曲げ半径が３ｍｍの試料とする。なお、上記の表面歪εBに加え、曲げ変形により毛割れが生じる際の表面歪を算出しても良い。この場合、算出対象を曲げ半径が４ｍｍの試料とする。
In the sample having a bending radius of 3 mm, breakage was observed due to bending deformation. In the sample with a bending radius of 4 mm, breakage was not observed, but so-called hair cracks (surface cracks only) were observed. The sample with a bending radius of 5 mm did not break or break even when subjected to bending deformation.
From the above results, the target for calculating the surface strain ε B at the time of fracture due to bending deformation is a sample having a bending radius of 3 mm. In addition to the surface strain ε B described above, the surface strain at the time when hair cracks occur due to bending deformation may be calculated. In this case, the calculation target is a sample having a bending radius of 4 mm.
次に、第１の表面歪量算出部２は、上記の曲げ試験の結果に基づき、曲げ変形による破断が発生した際、ここでは曲げ半径が３ｍｍの試料の表面歪εBを、例えば有限要素法（ＦＥＭ）を用いて算出する。算出結果を以下の表２に示す。表２には、表面歪εBと共に、試料に毛割れが生じた曲げ半径を４ｍｍとした試料の表面歪も示す。本実施形態では、ＦＥＭにより、有限の境界で閉じられた試料の表面を有限の部分領域にメッシュ分割し、メッシュ分割によって生成された有限個の点（節点）における値に関する連立一次方程式を誘導し、この連立一次方程式を解くことにより、曲げ半径を３ｍｍ及び４ｍｍとした試料の表面歪を算出する。曲げ半径を３ｍｍとした試料について、ＦＥＭを用いて解析する様子を図４に例示する。
Next, based on the result of the bending test, the first surface strain
続いて、第２の破断限界線取得部３は、記録部６から第１の破断限界線のデータを読み出し、試料に破断が発生した際の表面歪量εBと、第１の破断限界線における平面歪εb（第１の破断限界線でε2＝０のときのε1の値）との差分値を算出し、この差分値を第１の破断限界線に加算して第２の破断限界線を取得する（ステップＳ３）。即ち、図３において、第１の破断限界線Ｌ1を上記の差分値だけ上方にオフセットする。第２の破断限界線は、試料の曲げ変形によって生じる表面歪に対応して、第１の破断限界線が曲げ補正されたＦＬＣであり、図３に第２の破断限界線Ｌ2として示す。得られた第２の破断限界線のデータは記録部６に格納される。
Subsequently, the second break limit
ここで、第２の破断限界線と共に、試料に毛割れが発生した際の表面歪量と、第１の破断限界線における平面歪εb（第１の破断限界線でε2＝０のときのε1の値）との差分値を算出し、この差分値を第１の破断限界線に加算して毛割れに対応したＦＬＣ（以下、「毛割れ限界線」と言う。）を取得するようにしても良い。 Here, together with the second break limit line, the amount of surface strain when the cracks occur in the sample and the plane strain ε b at the first break limit line (when ε 2 = 0 on the first break limit line) And the difference value with respect to ε 1 ) is added to the first fracture limit line to obtain an FLC corresponding to a hair crack (hereinafter referred to as “hair crack limit line”). You may do it.
続いて、第２の表面歪量算出部４は、破断予測の対象である薄板の表面歪量を、例えばＦＥＭを用いて算出する（ステップＳ４）。本実施形態では、例えば後述するように、Cowper-Symondsのパラメータを用い、メッシュ分割を所定サイズに設定してＦＥＭ解析を行う。
Subsequently, the second surface strain
続いて、破断予測部５は、第２の表面歪量算出部４で算出した薄板の表面歪量に基づき、第２の破断限界線を基準として薄板の破断の有無を予測する（ステップＳ５）。
具体的に、破断予測部５は、記録部６から第２の破断限界線のデータを読み出し、第２の表面歪量算出部４でＦＥＭ解析により得られた表面歪量（最小主歪ε2，最大主歪ε1）の、第２の破断限界線との大小を判定する。即ち、ＦＥＭ解析により得られた表面歪量が、第２の破断限界線以上（図３において、得られた表面歪量が第２の破断限界線Ｌ2上を含む上方に位置するとき）であれば、当該薄板には破断が生じると判定する。一方、ＦＥＭ解析により得られた表面歪量が第２の破断限界線よりも小さい（図３において、得られた表面歪量が第２の破断限界線Ｌ2の下方に位置するとき）場合には、当該薄板には破断は生じないと判定する。前者の一例を表面歪Ａ、後者の一例を表面歪Ｂとして、図３に示す。
Subsequently, the
Specifically, the
なお、ステップＳ３において第２の破断限界線と共に毛割れ限界線を取得した場合には、ステップＳ５において薄板の毛割れ発生も予測するようにしても良い。この場合、ステップＳ４においてＦＥＭ解析により得られた表面歪量（最小主歪ε2，最大主歪ε1）が、毛割れ限界線以上であれば、当該薄板には毛割れが生じると判定する。一方、ＦＥＭ解析により得られた表面歪量が毛割れ限界線よりも小さい場合には、当該薄板には毛割れは生じないと判定する。 In addition, when the hair crack limit line is acquired with the 2nd fracture | rupture limit line in step S3, generation | occurrence | production of the hair crack of a thin plate may be estimated in step S5. In this case, if the surface strain amount (minimum principal strain ε 2 , maximum principal strain ε 1 ) obtained by the FEM analysis in step S4 is greater than or equal to the hair cracking limit line, it is determined that hair cracking occurs in the thin plate. . On the other hand, when the amount of surface strain obtained by FEM analysis is smaller than the limit line of hair cracking, it is determined that no cracking occurs in the thin plate.
以上のように、本実施形態では、試料の板厚中心における歪みによる破断限界を表す第１の破断限界線を、曲げ変形を反映した表面歪に対応した第２の破断限界線に変換する。そして、第２の破断限界線を基準として、判断対象である薄板について算出された表面歪量を第２の破断限界線と比較し、破断、或いは破断の虞の有無を判定する。このように本実施形態では、曲げ変形との対応が不十分な板厚中心による歪みではなく、曲げ変形と対応してこれを十分に反映する表面歪で破断判定をするため、曲げ変形に対応して、実際の破断に即した正確な破断判定が可能となる。 As described above, in the present embodiment, the first fracture limit line representing the fracture limit due to strain at the center of the plate thickness of the sample is converted to the second fracture limit line corresponding to the surface strain reflecting the bending deformation. Then, using the second fracture limit line as a reference, the surface strain amount calculated for the thin plate to be judged is compared with the second fracture limit line to determine whether or not there is a possibility of fracture or fracture. As described above, according to the present embodiment, the determination of the fracture is based on the surface distortion that sufficiently reflects the bending deformation, not the distortion due to the center of the plate thickness that is insufficiently compatible with the bending deformation. Thus, it is possible to accurately determine the fracture according to the actual fracture.
以下、上記した本実施形態による破断予測方法及び破断予測システムの具体例について、従来の破断予測方法との比較に基づいて、諸実施例として説明する。 Hereinafter, specific examples of the fracture prediction method and the fracture prediction system according to the above-described embodiment will be described as various examples based on a comparison with a conventional fracture prediction method.
（実施例１）
本例では、本実施形態の破断予測方法を検証すべく、破断実験を行った。
破断実験として、３点曲げ落重試験を行った。サイズが５０ｍｍ×５０ｍｍで長さ９００ｍｍの断面ハット形状の試料を用い、試料の３点曲げを評価した。材質としては、ハット側がいわゆるホットスタンピング材（ホットプレス材）、当て側がＪＳＣ５９０Ｙであり、板厚は１．４ｍｍであった。
Example 1
In this example, a fracture experiment was performed to verify the fracture prediction method of the present embodiment.
As a fracture experiment, a three-point bending drop test was performed. Using a sample having a cross-sectional hat shape with a size of 50 mm × 50 mm and a length of 900 mm, the three-point bending of the sample was evaluated. As for the material, the hat side was a so-called hot stamping material (hot press material), the contact side was JSC590Y, and the plate thickness was 1.4 mm.
破断実験は、上記の試料を用い、曲げスパン、落錘重量、初速、門型押えの有無を変えて、７種のサンプル（Ｎｏ.１〜Ｎｏ.７）について破断実験を行った。実験結果を以下の表３に示す。 Breaking experiments were conducted on seven types of samples (No. 1 to No. 7) using the above-mentioned samples, with different bending spans, falling weights, initial speeds, and presence or absence of the portal clamp. The experimental results are shown in Table 3 below.
このように、曲げスパンが６００ｍｍで初速が３．０ｍ／ｓ以上であって門型押さえの無いサンプルＮｏ.３，Ｎｏ.４と、曲げスパンが２００ｍｍで初速が４．０ｍ／ｓ以上であるサンプルＮｏ.６，Ｎｏ.７とに、破断が確認された。 Thus, Sample No. 3 and No. 4 with a bending span of 600 mm and an initial speed of 3.0 m / s or more and no gate-type press, and a bending span of 200 mm and an initial speed of 4.0 m / s or more. Breakage was confirmed in samples No. 6 and No. 7.
図２の破断予測方法（図１の破断予測システム）により、ステップＳ１〜Ｓ３を行って、図５に示すように第２の破断限界線Ｌ2を取得する。図５では、第２の破断限界線Ｌ2と共に、毛割れ限界線Ｌ3を取得した場合を示している。そして、ステップＳ４を行って破断予測の対象である薄板の表面歪量を算出した後、ステップＳ５を行って薄板の破断の有無を判定する。 The fracture prediction method of FIG. 2 (fracture prediction system of FIG. 1), perform the steps S1 to S3, obtaining a second fracture limit line L 2 as shown in FIG. In FIG. 5, the case where the bristle breaking limit line L 3 is acquired together with the second breaking limit line L 2 is shown. And after performing step S4 and calculating the surface distortion amount of the thin plate which is the object of fracture prediction, step S5 is performed to determine whether or not the thin plate is broken.
ステップＳ４では、例えば以下の表４に示すCowper-Symondsのパラメータを用い、メッシュ分割を所定の要素サイズに設定してＦＥＭ解析を行う。具体的に、要素サイズを以下の表５のように設定する。判定対象である薄板は、図６に示すように、天部、Ｒ部、縦壁部、フランジ部を有しており、例えば図示のように、ここでは、Ｒ部を基準とし、Ｒ部において曲面と定義される部位の一端から他端までの面を複数に分割する。本例では、この基準に従って、要素サイズを６分割（分割（１））と４分割（分割（２））に設定した。ステップＳ４によるＦＥＭ解析結果を表６に示す。ここでは、表３と同様の条件により、Ｎｏ.１〜Ｎｏ.７について分割（１），（２）で解析した。 In step S4, for example, using the Cowper-Symonds parameters shown in Table 4 below, mesh division is set to a predetermined element size, and FEM analysis is performed. Specifically, the element size is set as shown in Table 5 below. As shown in FIG. 6, the thin plate to be determined has a top part, an R part, a vertical wall part, and a flange part. For example, as shown in FIG. A surface from one end to the other end of a portion defined as a curved surface is divided into a plurality of portions. In this example, the element size is set to 6 divisions (division (1)) and 4 divisions (division (2)) according to this criterion. Table 6 shows the FEM analysis results obtained in step S4. Here, No. 1 to No. 7 were analyzed in the divisions (1) and (2) under the same conditions as in Table 3.
曲げスパンを２００ｍとした場合であるＮｏ.５〜Ｎｏ.７について、破断実験及び本例の分割（１），（２）によるＦＥＭ解析された薄板の様子を図７に、本例の分割（１）によるＦＥＭ解析された薄板外面された最大主歪分布を図８に、本例の分割（２）によるＦＥＭ解析の薄板外面の最大主歪分布を図９に、それぞれ示す。
また、曲げスパンを６００ｍとした場合であるＮｏ.１〜Ｎｏ.４について、破断実験及び本例の分割（１），（２）によるＦＥＭ解析された薄板の様子を図１０及び図１１に、本例の分割（１），（２）によるＦＥＭ解析されたＮｏ.３及びＮｏ.４の薄板内面の最大主歪分布を図１２に、それぞれ示す。
For No. 5 to No. 7 when the bending span is 200 m, the state of the thin plate subjected to FEM analysis by the fracture experiment and division (1), (2) of this example is shown in FIG. FIG. 8 shows the maximum principal strain distribution on the outer surface of the thin plate subjected to the FEM analysis according to 1), and FIG. 9 shows the maximum principal strain distribution on the outer surface of the thin plate according to the division (2) of this example.
Moreover, about No.1-No.4 which is a case where a bending span is 600 m, the state of the thin plate by which FEM analysis by the fracture | rupture experiment and division | segmentation (1), (2) of this example was carried out to FIG.10 and FIG.11. The maximum principal strain distributions on the inner surfaces of No. 3 and No. 4 thin plates subjected to FEM analysis according to the divisions (1) and (2) of this example are shown in FIG.
本例の破断予測方法の比較例として、従来の破断予測方法により薄板の破断の有無を判定した。従来の破断予測方法では先ず、中島法等の実験的手法、または本例の破断予測方法のステップＳ１と同様の工程を行う。ここでは後者の手法により、板厚中心における歪みによる破断限界を表す破断限界線を取得する。
次に、破断予測の対象である薄板の板厚中心における歪量をＦＥＭ解析により算出する。ここでは本例の表６と同様に、Ｎｏ.１〜Ｎｏ.７について分割（１），（２）で解析した。
そして、破断限界線を基準として、ＦＥＭ解析により求めた板厚中心における歪量を破断限界線と比較し、薄板の破断の有無を判定する。
As a comparative example of the fracture prediction method of this example, the presence or absence of fracture of the thin plate was determined by a conventional fracture prediction method. In the conventional fracture prediction method, first, an experimental method such as the Nakajima method or the same process as step S1 of the fracture prediction method of this example is performed. Here, a fracture limit line representing the fracture limit due to strain at the center of the plate thickness is obtained by the latter method.
Next, the amount of strain at the center of the thickness of the thin plate that is the target of fracture prediction is calculated by FEM analysis. Here, as in Table 6 of this example, No. 1 to No. 7 were analyzed by division (1) and (2).
Then, using the fracture limit line as a reference, the amount of strain at the center of the plate thickness obtained by FEM analysis is compared with the fracture limit line to determine whether or not the thin plate is broken.
曲げスパンを２００ｍとしたＮｏ.５〜Ｎｏ.７について、薄板の破断有無の判定結果を図１３及び図１４に示す。図１３は、従来の破断予測方法による判定結果を示す特性図であり、分割（１），（２）でＦＥＭ解析した結果を示す。図１４は、本例の破断予測方法による判定結果を示す特性図であり、（ａ）が分割（１）でＦＥＭ解析した結果を、（ｂ）が分割（２）でＦＥＭ解析した結果をそれぞれ示す。 For No. 5 to No. 7 with a bending span of 200 m, the determination results of whether or not the thin plate is broken are shown in FIGS. FIG. 13 is a characteristic diagram showing a determination result by a conventional fracture prediction method, and shows a result of FEM analysis in divisions (1) and (2). FIG. 14 is a characteristic diagram showing the determination result by the fracture prediction method of this example, where (a) shows the result of FEM analysis in division (1), and (b) shows the result of FEM analysis in division (2), respectively. Show.
従来の破断予測方法では、図１３に示すように、分割（１），（２）共に破断実験で破断が認められたＮｏ.６及びＮｏ.７について、破断実験で破断が認められなかったＮｏ.５と同様に破断限界線を下回り、破断発生はないものと判定された。Ｎｏ.６及びＮｏ.７の判定結果は破断実験の結果と異なるため、従来の破断予測方法では、曲げ変形による破断について正確な予測はできないことが確認された。 In the conventional fracture prediction method, as shown in FIG. 13, for No. 6 and No. 7 in which breaks were observed in the fracture experiments for both divisions (1) and (2), No. Similar to .5, it was below the fracture limit line and it was determined that no fracture occurred. Since the determination results of No. 6 and No. 7 are different from the results of the fracture experiment, it was confirmed that the conventional fracture prediction method cannot accurately predict the fracture due to bending deformation.
本例の破断予測方法では、図１４に示すように、分割（１），（２）共に正確な予測結果が得られた。即ち、破断実験で破断が認められなかったＮｏ.５については、分割（１），（２）共に第２の破断限界線Ｌ2及び毛割れ限界線Ｌ3を下回り、破断発生はないものと判定された。一方、破断実験で破断が認められたＮｏ.６及びＮｏ.７については、分割（１），（２）共に第２の破断限界線Ｌ2及び毛割れ限界線Ｌ3を上回り、破断が発生するものと判定された。これらの判定結果は全て破断実験の結果と一致するため、本例の破断予測方法によれば、曲げ変形による破断について正確な予測ができることが確認された。 In the fracture prediction method of this example, as shown in FIG. 14, accurate prediction results were obtained for both the divisions (1) and (2). That is, for No. 5 in which no rupture was found in the rupture experiment, both divisions (1) and (2) were below the second break limit line L 2 and the crack limit line L 3 , and no breakage occurred. It was judged. On the other hand, for No. 6 and No. 7 in which breakage was observed in the break experiment, both the divisions (1) and (2) exceeded the second break limit line L 2 and the crack limit line L 3 , and breakage occurred. It was determined to do. Since all of these determination results agree with the results of the fracture experiment, it was confirmed that the fracture prediction method of this example can accurately predict the fracture due to bending deformation.
曲げスパンを６００ｍとしたＮｏ.１〜Ｎｏ.４について、薄板の破断有無の判定結果を図１５及び図１６に示す。図１５は、従来の破断予測方法による判定結果を示す特性図であり、分割（１），（２）でＦＥＭ解析した結果を示す。図１６は、本例の破断予測方法による判定結果を示す特性図であり、（ａ）が分割（１）でＦＥＭ解析した結果を、（ｂ）が分割（２）でＦＥＭ解析した結果をそれぞれ示す。 FIG. 15 and FIG. 16 show the determination results of whether or not the thin plate is broken for No. 1 to No. 4 with a bending span of 600 m. FIG. 15 is a characteristic diagram showing a determination result by a conventional fracture prediction method, and shows a result of FEM analysis in divisions (1) and (2). FIG. 16 is a characteristic diagram showing the determination result by the fracture prediction method of this example, where (a) shows the result of FEM analysis in division (1), and (b) shows the result of FEM analysis in division (2), respectively. Show.
従来の破断予測方法では、図１５に示すように、分割（１），（２）共に破断実験で破断が認められたＮｏ.３及びＮｏ.４について、破断実験で破断が認められなかったＮｏ.１及びＮｏ.２と同様に破断限界線を下回り、破断発生はないものと判定された。Ｎｏ.３及びＮｏ.４の判定結果は破断実験の結果と異なるため、従来の破断予測方法では、曲げ変形による破断について正確な予測はできないことが確認された。 In the conventional fracture prediction method, as shown in FIG. 15, No. 3 and No. 4 in which breaks were recognized in the fracture experiments in both divisions (1) and (2), No fracture was not found in the fracture experiments. Similar to .1 and No. 2, it was below the fracture limit line and it was determined that no fracture occurred. Since the determination results of No. 3 and No. 4 are different from the results of the fracture experiment, it was confirmed that the conventional fracture prediction method cannot accurately predict the fracture due to bending deformation.
本例の破断予測方法では、図１６（ａ）に示すように、分割（１）では正確な予測結果が得られた。即ち、本例の破断予測方法の分割（１）では、破断実験で破断が認められなかったＮｏ.１及びＮｏ.２について、第２の破断限界線Ｌ2及び毛割れ限界線Ｌ3を下回り、破断発生はないものと判定された。一方、破断実験で破断が認められたＮｏ.３及びＮｏ.４については、第２の破断限界線Ｌ2及び毛割れ限界線Ｌ3を上回り、破断が発生するものと判定された。これらの判定結果は全て破断実験の結果と一致するため、本例の破断予測方法の分割（１）によれば、曲げ変形による破断について正確な予測ができることが確認された。 In the fracture prediction method of this example, as shown in FIG. 16A, an accurate prediction result was obtained in the division (1). That is, in the division (1) of the fracture prediction method of this example, No. 1 and No. 2 in which no fracture was observed in the fracture experiment were below the second fracture limit line L 2 and the crack limit line L 3 . It was determined that no breakage occurred. On the other hand, No. 3 and No. 4 in which rupture was recognized in the rupture experiment exceeded the second break limit line L 2 and the crack limit line L 3 , and it was determined that the break occurred. Since these determination results all agree with the result of the fracture experiment, it was confirmed that the fracture due to bending deformation can be accurately predicted according to the division (1) of the fracture prediction method of this example.
ところが、図１６（ｂ）に示すように、本例の破断予測方法の分割（２）では、破断実験で破断が認められなかったＮｏ.１及びＮｏ.２と同様に、破断実験で破断が認められたＮｏ.３及びＮｏ.４についても、第２の破断限界線Ｌ2及び毛割れ限界線Ｌ3を下回り、破断発生はないものと判定された。 However, as shown in FIG. 16 (b), in the division (2) of the fracture prediction method of this example, the fracture was not observed in the fracture experiment as in No. 1 and No. 2 where the fracture was not observed in the fracture experiment. The recognized No. 3 and No. 4 were also below the second break limit line L 2 and the hair crack limit line L 3 , and it was determined that no break occurred.
以上から、本例の破断予測方法では、曲げスパンがさほど大きくなく、例えば２００ｍｍ程度の条件であれば、破断予測の対象である薄板の表面歪量を算出する際のＦＥＭ解析の要素サイズが４分割（薄板のＲ部を基準とする）程度でも、十分に正確な曲げ変形の破断予測が可能であることが判る。
一方、大きい曲げスパン、例えば６００ｍｍ程度の条件では、ＦＥＭ解析の要素サイズが４分割程度では不十分である場合がある。曲げスパンが２００ｍｍよりは大きく６００ｍｍより小さい場合には、例えば５分割程度であれば正確な曲げ変形の破断予測が可能であると考えられる。６００ｍｍ以上の大きな曲げスパンの場合でも、６分割程度であれば十分に正確な曲げ変形の破断予測が可能である。
以上から、本例の破断予測方法において、破断予測の対象である薄板の表面歪量を算出する際のＦＥＭ解析の適切な要素サイズは、５分割（薄板のＲ部を基準とする）以上であり、ある程度の大きさの要素サイズを確保することも考慮して、好ましくは６分割程度であると結論付けることができる。
From the above, in the fracture prediction method of this example, if the bending span is not so large, for example, about 200 mm, the element size of the FEM analysis when calculating the surface strain amount of the thin plate that is the target of fracture prediction is 4 It can be seen that a sufficiently accurate fracture prediction of bending deformation is possible even with the division (based on the R portion of the thin plate).
On the other hand, when the bending span is large, for example, about 600 mm, the element size of the FEM analysis may not be sufficient for about four divisions. When the bending span is larger than 200 mm and smaller than 600 mm, for example, if it is about 5 divisions, it is considered possible to accurately predict the bending deformation. Even in the case of a large bending span of 600 mm or more, a sufficiently accurate fracture prediction of bending deformation is possible if it is about 6 divisions.
From the above, in the fracture prediction method of the present example, the appropriate element size of the FEM analysis when calculating the surface strain amount of the thin plate that is the target of the fracture prediction is 5 divisions (based on the R portion of the thin plate) or more. In consideration of securing a certain size of element size, it can be concluded that it is preferably about 6 divisions.
以上説明したように、本実施形態によれば、金属材料からなる薄板の破断限界線、ここでは曲げ補正されたＦＬＣである第２の破断限界線を用いた正確な破断予測が実現する。本実施形態により、プレス成形や衝突時の破断の危険性を正確に評価することができ、材料、工法及び構造を同時に考慮した自動車車体の効率的で高精度な開発が可能となる。 As described above, according to the present embodiment, accurate fracture prediction using the fracture limit line of a thin plate made of a metal material, here, the second fracture limit line, which is a bending-corrected FLC, is realized. According to the present embodiment, it is possible to accurately evaluate the risk of press forming and fracture at the time of collision, and it is possible to efficiently and highly accurately develop an automobile body considering the material, construction method and structure at the same time.
（本発明を適用した他の実施形態）
上述した実施形態による図１の破断予測システムを構成する各構成要素（記録部６を除く）の機能は、コンピュータのＲＡＭ又はＲＯＭ等に記憶されたプログラムが動作することによって実現できる。同様に、破断限界取得方法の各ステップ（図２のステップＳ１〜Ｓ５等）は、コンピュータのＲＡＭ又はＲＯＭ等に記憶されたプログラムが動作することによって実現できる。このプログラム及び当該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は本発明に含まれる。
(Other embodiments to which the present invention is applied)
The function of each component (excluding the recording unit 6) constituting the fracture prediction system of FIG. 1 according to the above-described embodiment can be realized by operating a program stored in a RAM or ROM of a computer. Similarly, each step (steps S1 to S5 in FIG. 2) of the fracture limit acquisition method can be realized by operating a program stored in a RAM or ROM of a computer. This program and a computer-readable storage medium storing the program are included in the present invention.
具体的に、前記プログラムは、例えばＣＤ−ＲＯＭのような記録媒体に記録し、或いは各種伝送媒体を介し、コンピュータに提供される。上記のプログラムを記録する記録媒体としては、ＣＤ−ＲＯＭ以外に、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ、光磁気ディスク、不揮発性メモリカード等を用いることができる。他方、上記のプログラムの伝送媒体としては、プログラム情報を搬送波として伝搬させて供給するためのコンピュータネットワークシステムにおける通信媒体を用いることができる。ここで、コンピュータネットワークとは、ＬＡＮ、インターネットの等のＷＡＮ、無線通信ネットワーク等であり、通信媒体とは、光ファイバ等の有線回線や無線回線等である。 Specifically, the program is recorded on a recording medium such as a CD-ROM or provided to a computer via various transmission media. As a recording medium for recording the program, a flexible disk, a hard disk, a magnetic tape, a magneto-optical disk, a nonvolatile memory card, and the like can be used in addition to the CD-ROM. On the other hand, a communication medium in a computer network system for propagating and supplying program information as a carrier wave can be used as the program transmission medium. Here, the computer network is a WAN such as a LAN or the Internet, a wireless communication network, or the like, and the communication medium is a wired line such as an optical fiber or a wireless line.
また、本発明に含まれるプログラムとしては、供給されたプログラムをコンピュータが実行することにより上述の実施形態の機能が実現されるようなもののみではない。例えば、そのプログラムがコンピュータにおいて稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）或いは他のアプリケーションソフト等と共同して上述の実施形態の機能が実現される場合にも、かかるプログラムは本発明に含まれる。また、供給されたプログラムの処理の全て或いは一部がコンピュータの機能拡張ボードや機能拡張ユニットにより行われて上述の実施形態の機能が実現される場合にも、かかるプログラムは本発明に含まれる。 Further, the program included in the present invention is not limited to the one in which the functions of the above-described embodiments are realized by the computer executing the supplied program. For example, such a program is also included in the present invention when the function of the above-described embodiment is realized in cooperation with an OS (operating system) or other application software running on the computer. Further, when all or part of the processing of the supplied program is performed by the function expansion board or function expansion unit of the computer and the functions of the above-described embodiment are realized, the program is also included in the present invention.
例えば、図１７は、パーソナルユーザ端末装置の内部構成を示す模式図である。この図１７において、１２００はＣＰＵ１２０１を備えたパーソナルコンピュータ（ＰＣ）である。ＰＣ１２００は、ＲＯＭ１２０２またはハードディスク（ＨＤ）１２１１に記憶された、又はフレキシブルディスクドライブ（ＦＤ）１２１２より供給されるデバイス制御ソフトウェアを実行する。このＰＣ１２００は、システムバス１２０４に接続される各デバイスを総括的に制御する。
For example, FIG. 17 is a schematic diagram illustrating an internal configuration of a personal user terminal device. In FIG. 17,
ＰＣ１２００のＣＰＵ１２０１、ＲＯＭ１２０２またはハードディスク（ＨＤ）１２１１に記憶されたプログラムにより、本実施形態におけるステップＳ１〜Ｓ５の手順等が実現される。
By the program stored in the
１２０３はＲＡＭであり、ＣＰＵ１２０１の主メモリ、ワークエリア等として機能する。１２０５はキーボードコントローラ（ＫＢＣ）であり、キーボード（ＫＢ）１２０９や不図示のデバイス等からの指示入力を制御する。
１２０６はＣＲＴコントローラ（ＣＲＴＣ）であり、ＣＲＴディスプレイ（ＣＲＴ）１２１０の表示を制御する。１２０７はディスクコントローラ（ＤＫＣ）である。ＤＫＣ１２０７は、ブートプログラム、複数のアプリケーション、編集ファイル、ユーザファイルそしてネットワーク管理プログラム等を記憶するハードディスク（ＨＤ）１２１１、及びフレキシブルディスク（ＦＤ）１２１２とのアクセスを制御する。ここで、ブートプログラムとは、起動プログラム、即ちパソコンのハードやソフトの実行（動作）を開始するプログラムである。
１２０８はネットワーク・インターフェースカード（ＮＩＣ）で、ＬＡＮ１２２０を介して、ネットワークプリンタ、他のネットワーク機器、或いは他のＰＣと双方向のデータのやり取りを行う。
１ 第１の破断限界線取得部
２ 第１の表面歪量算出部
３ 第２の破断限界線取得部
４ 第２の表面歪量算出部
５ 破断予測部
６ 記録部
DESCRIPTION OF
Claims (10)
試料の板厚中心における第１の破断限界線を取得する工程と、
試料に曲げ変形を与え、破断が発生した際の表面歪量を算出する工程と、
前記破断が発生した際の表面歪量と、前記第１の破断限界線における平面歪量との差分値を算出し、前記差分値を前記第１の破断限界線に加算して第２の破断限界線を取得する工程と、
前記薄板の表面歪量を算出する工程と、
算出された前記薄板の表面歪量に基づき、前記第２の破断限界線を基準として前記薄板の破断の有無を予測する工程と
を含むことを特徴とする破断予測方法。 A method for predicting the breakage of a thin plate made of a metal material,
Obtaining a first break limit line at the thickness center of the sample;
A step of applying bending deformation to the sample and calculating the amount of surface strain when the fracture occurs;
A difference value between a surface strain amount when the rupture occurs and a plane strain amount in the first rupture limit line is calculated, and the difference value is added to the first rupture limit line to obtain a second rupture. Obtaining a limit line; and
Calculating a surface strain amount of the thin plate;
A step of predicting the presence or absence of breakage of the thin plate based on the calculated amount of surface strain of the thin plate with reference to the second break limit line.
単軸引張試験から得られる応力-歪み曲線の近似式σeq＝Ｃεeq nと、
局部くびれモデル
拡散くびれモデル
シュテーレン−ライスモデル
を併用して前記第１の破断限界線を求めることを特徴とする請求項１に記載の破断予測方法。 In the step of obtaining the first break limit line,
An approximate expression σ eq = Cε eq n of a stress-strain curve obtained from a uniaxial tensile test,
Local constriction model
Diffusion constriction model
Stalen-Rice model
試料の板厚中心における第１の破断限界線を取得する第１の破断限界線取得部と、
試料に曲げ変形を与え、破断が発生した際の表面歪量を算出する第１の表面歪量算出部と、
前記破断が発生した際の表面歪量と、前記第１の破断限界線における平面歪量との差分値を算出し、前記差分値を前記第１の破断限界線に加算して第２の破断限界線を取得する第２の破断限界線取得部と、
前記薄板の表面歪量を算出する第２の表面歪量算出部と、
前記第２の表面歪量算出部で算出された前記薄板の表面歪量に基づき、前記第２の破断限界線を基準として前記薄板の破断の有無を予測する破断予測部と
を含むことを特徴とする破断予測システム。 A system for predicting fracture of a thin plate made of a metal material,
A first breaking limit line acquisition unit for acquiring a first breaking limit line at the thickness center of the sample;
A first surface strain amount calculation unit that applies a bending deformation to the sample and calculates a surface strain amount when a fracture occurs;
A difference value between a surface strain amount when the rupture occurs and a plane strain amount in the first rupture limit line is calculated, and the difference value is added to the first rupture limit line to obtain a second rupture. A second break limit line acquisition unit for acquiring a limit line;
A second surface strain amount calculation unit for calculating the surface strain amount of the thin plate;
A fracture prediction unit that predicts whether or not the thin plate is broken based on the second fracture limit line based on the surface strain amount of the thin plate calculated by the second surface strain amount calculation unit. A fracture prediction system.
単軸引張試験から得られる応力-歪み曲線の近似式σeq＝Ｃεeq nと、
局部くびれモデル
拡散くびれモデル
シュテーレン−ライスモデル
を併用して前記第１の破断限界線を求めることを特徴とする請求項４に記載の破断予測システム。 The first fracture limit line acquisition unit obtains an approximate expression σ eq = Cε eq n of a stress-strain curve obtained from a uniaxial tensile test when acquiring the first fracture limit line,
Local constriction model
Diffusion constriction model
Stalen-Rice model
試料の板厚中心における第１の破断限界線を取得する工程と、
試料に曲げ変形を与え、破断が発生した際の表面歪量を算出する工程と、
前記破断が発生した際の表面歪量と、前記第１の破断限界線における平面歪量との差分値を算出し、前記差分値を前記第１の破断限界線に加算して第２の破断限界線を取得する工程と、
前記薄板の表面歪量を算出する工程と、
算出された前記薄板の表面歪量に基づき、前記第２の破断限界線を基準として前記薄板の破断の有無を予測する工程と
をコンピュータに実行させるためのプログラム。 A program for predicting breakage of a thin plate made of a metal material,
Obtaining a first break limit line at the thickness center of the sample;
A step of applying bending deformation to the sample and calculating the amount of surface strain when the fracture occurs;
A difference value between a surface strain amount when the rupture occurs and a plane strain amount in the first rupture limit line is calculated, and the difference value is added to the first rupture limit line to obtain a second rupture. Obtaining a limit line; and
Calculating a surface strain amount of the thin plate;
A program for causing a computer to execute a step of predicting the presence or absence of breakage of the thin plate based on the calculated surface strain amount of the thin plate with reference to the second break limit line.
単軸引張試験から得られる応力-歪み曲線の近似式σeq＝Ｃεeq nと、
局部くびれモデル
拡散くびれモデル
シュテーレン−ライスモデル
を併用して前記第１の破断発生限界を求めることを特徴とする請求項７に記載のプログラム。 In the step of obtaining the first break limit line,
An approximate expression σ eq = Cε eq n of a stress-strain curve obtained from a uniaxial tensile test,
Local constriction model
Diffusion constriction model
Stalen-Rice model
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