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公開番号2025165684
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-05
出願番号2024069911
出願日2024-04-23
発明の名称成形限界ひずみの決定方法
出願人株式会社UACJ
代理人弁理士法人暁合同特許事務所
主分類G01N 3/00 20060101AFI20251028BHJP(測定;試験)
要約【課題】適用可能な金属の種類が多く、高精度な成形限界ひずみの決定方法を実現する。
【解決手段】成形限界ひずみの決定方法は、板材の試験片10に破断部11が生じるまでISO12004-2規格に準拠した張出成形試験を実施し、張出成形試験において、試験片10を時系列で連続撮影し、撮影された試験片10の破断部11の画像に基づき、2つのゲージレングスL1、L2での最大主ひずみ速度の差分ΔVmaxの時間変化のデータを算出し、算出した差分ΔVmaxの時間変化のデータにおいて、差分が所定の閾値ΔVthに増大した時刻を局部くびれ発生時刻Tthとみなし、局部くびれ発生時刻Tthにおける最大主ひずみEmax及び最小主ひずみEminを、板材の最大主ひずみ及び最小主ひずみと決定する。
【選択図】図7
特許請求の範囲【請求項１】
金属製の板材のプレス成形において成形限界の閾値となる、成形限界ひずみを決定する方法であって、
前記板材の試験片に破断部が生じるまで、前記試験片に対してＩＳＯ１２００４－２規格に準拠した張出成形試験を実施し、
前記張出成形試験において、前記試験片を時系列で連続撮影し、
撮影された前記試験片の前記破断部の画像において、
前記破断部を挟んで隔てられた第１標点と第２標点との間の距離を第１ゲージレングスと設定し、
前記破断部を挟んで隔てられた第３標点と第４標点との間の距離を第２ゲージレングスと設定すると共に、前記第２ゲージレングスが前記第１ゲージレングスより大きくなるように前記第３標点及び前記第４標点の位置を設定し、
撮影された前記試験片の前記破断部の画像に基づき、前記第１ゲージレングスでの最大主ひずみ速度と前記第２ゲージレングスでの最大主ひずみ速度との差分の時間変化のデータを算出し、
算出した前記差分の時間変化のデータにおいて、前記差分が所定の閾値に増大した時刻を局部くびれ発生時刻とみなし、
前記局部くびれ発生時刻における、前記第１ゲージレングスでの最大主ひずみ又は前記第２ゲージレングスでの最大主ひずみを前記板材の前記成形限界ひずみの最大主ひずみと決定し、
前記局部くびれ発生時刻における、前記第１ゲージレングスにおける最小主ひずみ又は前記第２ゲージレングスにおける最小主ひずみを前記板材の前記成形限界ひずみの最小主ひずみと決定する、成形限界ひずみの決定方法。
続きを表示（約 560 文字）【請求項２】
前記所定の閾値は、前記第１ゲージレングスでの前記最大主ひずみ速度と前記第２ゲージレングスでの前記最大主ひずみ速度との前記差分のデータのバラつきを正規分布で近似して設定する、請求項１に記載の成形限界ひずみの決定方法。
【請求項３】
前記正規分布で近似して得られる前記差分の平均値をμ、前記差分の標準偏差をσとするとき、前記所定の閾値はμ＋３σと設定する、請求項２に記載の成形限界ひずみの決定方法。
【請求項４】
前記張出成形試験において、前記試験片を時系列で連続撮影する際には、複数の観測点から撮影され、
前記複数の観測点において撮影された前記試験片の前記破断部の画像に基づき、前記第１ゲージレングスでの前記最大主ひずみ速度、及び前記第２ゲージレングスでの前記最大主ひずみ速度のデータを得る、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の成形限界ひずみの決定方法。
【請求項５】
前記張出成形試験において前記試験片を設置するパンチは、設置面が平坦である、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の成形限界ひずみの決定方法。
【請求項６】
前記金属はアルミニウム合金である、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の成形限界ひずみの決定方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本技術は、成形限界ひずみの決定方法に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
輸送機器の軽量化を実現するため、アルミニウム合金板の適用が拡大している。アルミニウム合金板の延性は鋼板に比べて低く、車両のボティパネル等にプレス成形する際に割れ（破断）が発生しやすい。破断が発生すると、成形金型を修正する回数が増大するため、シミュレーションによる破断予測の必要性が高まっている。
【０００３】
従来、プレス成形における破断予測として、ＩＳＯで規格化された成形限界曲線（ＦＬＣ、Forming Limit Curve）の決定方法（ＩＳＯ１２００４－２規格）が知られている。しかしながら、当該方法を適用できない金属がある。例えば５０００系のアルミニウム合金は、引張変形させた際に生じるひずみが均一に単純に発生せず、不均一変形によって複雑に発生する。このような不均一変形挙動を示す金属には、ＩＳＯ規格の方法は適用できない。
【０００４】
一方、非特許文献１には、不均一変形挙動を示す金属にも適用可能な、成形限界ひずみ（閾値）の決定方法（以下、ＬＢＦ法と言う）が記載されている。成形限界ひずみを事前に決定できれば、それを超えた際に破断が生じることを予測できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
Key Engineering Materials, (スイス), 2013, Vol.549, p.397-404
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、非特許文献１のＬＢＦ法は精度が低い場合がある。例えば、均一変形挙動を示す金属（ひずみが均一に単純発生する金属、例えば６０００系のアルミニウム合金）に適用すると、成形限界ひずみが過度に大きく決定されてしまうことがある。その結果、プレス成型する際、決定された成形限界ひずみを超える前に、破断が生じてしまう実情がある。
【０００７】
本技術は上記のような実情に基づいて完成されたものであって、適用可能な金属の種類が多く、高精度な成形限界ひずみの決定方法を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本技術に関わる成形限界ひずみの決定方法は、金属製の板材のプレス成形において成形限界の閾値となる、成形限界ひずみを決定する方法であって、前記板材の試験片に破断部が生じるまで、前記試験片に対してＩＳＯ１２００４－２規格に準拠した張出成形試験を実施し、前記張出成形試験において、前記試験片を時系列で連続撮影し、撮影された前記試験片の前記破断部の画像において、前記破断部を挟んで隔てられた第１標点と第２標点との間の距離を第１ゲージレングスと設定し、前記破断部を挟んで隔てられた第３標点と第４標点との間の距離を第２ゲージレングスと設定すると共に、前記第２ゲージレングスが前記第１ゲージレングスより大きくなるように前記第３標点及び前記第４標点の位置を設定し、撮影された前記試験片の前記破断部の画像に基づき、前記第１ゲージレングスでの最大主ひずみ速度と前記第２ゲージレングスでの最大主ひずみ速度との差分の時間変化のデータを算出し、算出した前記差分の時間変化のデータにおいて、前記差分が所定の閾値に増大した時刻を局部くびれ発生時刻とみなし、前記局部くびれ発生時刻における、前記第１ゲージレングスでの最大主ひずみ又は前記第２ゲージレングスでの最大主ひずみを前記板材の前記成形限界ひずみの最大主ひずみと決定し、前記局部くびれ発生時刻における、前記第１ゲージレングスにおける最小主ひずみ又は前記第２ゲージレングスにおける最小主ひずみを前記板材の前記成形限界ひずみの最小主ひずみと決定する。
【０００９】
また、前記所定の閾値は、前記第１ゲージレングスでの前記最大主ひずみ速度と前記第２ゲージレングスでの前記最大主ひずみ速度との前記差分のデータのバラつきを正規分布で近似して設定してもよい。
【００１０】
また、前記正規分布で近似して得られる前記差分の平均値をμ、前記差分の標準偏差をσとするとき、前記所定の閾値はμ＋３σと設定してもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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