專利名稱：：斷裂預(yù)測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及由金屬材料構(gòu)成的薄板的斷裂預(yù)測方法和裝置、以及程序和存儲(chǔ)媒介，尤其適合作為經(jīng)過了沖壓成形的汽車部件的碰撞過程中的材料斷裂的斷裂判斷基準(zhǔn)。
背景技術(shù)：
：一般使用板厚減少率或成形極限圖(FLD沐判斷對(duì)于斷裂的余量。FLD是對(duì)于每個(gè)最小主應(yīng)變表示賦予斷裂極限的最大主應(yīng)變的圖，也可以用于碰撞解析。基于實(shí)驗(yàn)的FLD的測定方法一般為，預(yù)先通過蝕刻等在金屬板的表面上繪出圓狀或格子狀的圖樣，在通過基于液壓成形或剛性工具的鼓凸成形使其斷裂后，根據(jù)圓的變形量來測定斷裂極限應(yīng)變。如下地得到斷裂極限線對(duì)于各種面內(nèi)應(yīng)變比對(duì)金屬板施加比例負(fù)荷，將各個(gè)應(yīng)變比時(shí)的斷裂極限應(yīng)變圖示在主應(yīng)變軸上并用線連結(jié)。圖1表示通過實(shí)驗(yàn)測定的斷裂極限線。作為FLD預(yù)測方法，存在并用Hill局部縮頸模型和Swift擴(kuò)散縮頸模型、Marciniak-Kuczynski法、Storen-Rice(St6ren-Rice)模型等方法，并通過以Keder經(jīng)驗(yàn)法則修正板厚的影響能夠得到。以往的斷裂評(píng)價(jià)方法為，通過對(duì)這些斷裂極限線與各部位的應(yīng)變狀態(tài)的位置關(guān)系進(jìn)行比較來進(jìn)行評(píng)價(jià)，并在變形過程的應(yīng)變達(dá)到該極限應(yīng)變時(shí)判斷為斷裂或者其危險(xiǎn)性較高，根據(jù)基于塑性變形過程的有限元法的模擬的結(jié)果而得到上述各部位的應(yīng)變狀態(tài)。非專利文獻(xiàn)l:2004、塑性與加工45、123非專利文獻(xiàn)2:2004、CAMP-ISIJ17、1063非專利文獻(xiàn)3:1993、Hosford、MetalForming、319非專利文獻(xiàn)4:1988、機(jī)論A、57、1617如圖2的斷裂極限線所示，已知斷裂極限線依存于應(yīng)變路徑而較大地變化。例如，根據(jù)較多的實(shí)驗(yàn)、數(shù)值分析可知(l)與沒有變形路徑的變化而通過線形的路徑變化施加了負(fù)荷時(shí)的斷裂極限線相比，(2)在單軸拉伸預(yù)應(yīng)變后實(shí)施等雙軸拉伸變形的路徑變化的情況下，斷裂極限線大幅增加，(3)在等雙軸拉伸預(yù)應(yīng)變后實(shí)施單軸拉伸的路徑變化、或(4)等雙軸拉伸預(yù)應(yīng)變后實(shí)施平面應(yīng)變拉伸變形的路徑變化的情況下，斷裂極限線減少。在經(jīng)過了沖壓成形或沖壓成形中的預(yù)變形的汽車車身部件的碰撞變形過程中，變形路徑大幅變化的情況較多，在使用根據(jù)實(shí)驗(yàn)得到的斷裂極限線來評(píng)價(jià)斷裂的情況下，不得不根據(jù)變形路徑而準(zhǔn)備無數(shù)的極限線。因此，在實(shí)用上，斷裂的評(píng)價(jià)使用與比例負(fù)荷路徑相對(duì)的斷裂極限線，不能期待較高的預(yù)測精度。而且，在材料端部的周向的伸長應(yīng)變達(dá)到材料固有的極限值時(shí)發(fā)生伸長邊緣斷裂。材料端部的應(yīng)力狀態(tài)接近單軸拉伸，從材料端部朝向內(nèi)側(cè)存在急劇的應(yīng)力和應(yīng)變的梯度，因此斷裂極限顯示為與通過單軸拉伸試驗(yàn)得到的斷裂極限應(yīng)變或應(yīng)力相比較大不同的值。即，在伸長邊緣斷裂的情況下，即使材料端部達(dá)到塑性不穩(wěn)定條件并發(fā)生局部縮頸(板厚縮頸)，在材料、除了端部的內(nèi)側(cè)材料中也還未滿足塑性不穩(wěn)定條件，因此被內(nèi)側(cè)的材料束縛，作為整體不會(huì)成為塑性不穩(wěn)定條件，板厚縮頸的進(jìn)展延遲。而且，在伸長邊緣斷裂中，由于在材料端部的周向上產(chǎn)生多數(shù)的板厚縮頸，所以斷裂延遲。例如，當(dāng)在材料端部的一處產(chǎn)生板厚縮頸時(shí)，板厚縮頸附近的周向的應(yīng)力被緩和。但是，隨著遠(yuǎn)離板厚縮頸，該應(yīng)力緩和的影響減小，當(dāng)變形進(jìn)一步進(jìn)行時(shí)，在從最初的板厚縮頸離開的位置產(chǎn)生下一個(gè)板厚縮頸。當(dāng)變形進(jìn)一步進(jìn)展時(shí)，產(chǎn)生新的縮頸。通過反復(fù)該過程，在材料端部的周向上產(chǎn)生多數(shù)的板厚縮頸，并且板厚縮頸成長。在此，在此之前產(chǎn)生的板厚縮頸成長而沒有達(dá)到斷裂的原因是，被應(yīng)變較少的材料束縛，材料端部周向整體不滿足塑性不穩(wěn)定。因此，在伸長邊緣斷裂中，即使在材料端部的周向的一處產(chǎn)生板厚縮頸，也不會(huì)達(dá)到斷裂而延遲伸長邊緣斷裂。這樣，由于從材料端部向內(nèi)側(cè)的應(yīng)變梯度的存在、以及即使周向的一處滿足局部縮頸也不斷裂的延遲效果，伸長邊緣斷裂的預(yù)測方法不容易進(jìn)行，而至今也沒有被提出。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的技術(shù)課P是解決上述現(xiàn)有技術(shù)的問題，其目的是提供一種斷裂預(yù)測方法，在對(duì)包含一個(gè)以上的變形路徑變化的過程中的薄板有無發(fā)生斷裂進(jìn)行預(yù)測時(shí)，能夠容易且有效地求出斷裂極限線，并能夠具有較高預(yù)測精度地預(yù)測有無發(fā)生斷裂，能夠定量地評(píng)價(jià)沖壓成形或碰撞時(shí)的斷裂的危險(xiǎn)性，實(shí)現(xiàn)同時(shí)考慮了材料、工作法、構(gòu)造的、汽車車身的有效、高精度的開發(fā)。本發(fā)明的斷裂預(yù)測方法是評(píng)價(jià)由金屬材料構(gòu)成的薄板的斷裂極限的斷裂預(yù)測方法，其特征在于，在對(duì)與一個(gè)以上的變形路徑變化相對(duì)應(yīng)的塑性變形過程中的上述薄板的斷裂發(fā)生進(jìn)行預(yù)測時(shí)，包括以下步驟將應(yīng)變空間的斷裂極限線轉(zhuǎn)換成應(yīng)力空間的斷裂極限線；以及，使用所得到的上述應(yīng)力空間的斷裂極限線來預(yù)測有無上述斷裂發(fā)生。而且，本發(fā)明人為了解決上述課題而認(rèn)真研究的結(jié)果，想到以下所示的發(fā)明的各方式。通過將與伸長邊緣斷裂極限非常相關(guān)的擴(kuò)孔率用于斷裂的標(biāo)準(zhǔn)，而且，能夠不在考慮應(yīng)變空間上而是在考慮了變形滯后的影響的應(yīng)力空間上進(jìn)行斷裂判斷，由此可知能夠進(jìn)行高精度的預(yù)測。而且，本發(fā)明人為了解決上述課題而認(rèn)真研究的結(jié)果，想到以下所示的發(fā)明的各方式。本發(fā)明的斷裂極限取得方法是取得用于對(duì)由金屬材料構(gòu)成的薄板的斷裂極限進(jìn)行判斷的斷裂極限的方法，在對(duì)包含一個(gè)以上的變形路徑變化的過程中的上述薄板的斷裂極限進(jìn)行判斷時(shí)，將根據(jù)擴(kuò)孔試驗(yàn)得到的伸長應(yīng)變率X轉(zhuǎn)換成應(yīng)力空間的斷裂極限線。由于在應(yīng)力空間上標(biāo)記的斷裂極限線不依存于變形路徑，所以能夠用單一的極限線表示。因此，通過將其用作斷裂判斷基準(zhǔn)，能夠以較高精度來判斷包含一個(gè)以上的變形路徑變化的伸長邊緣部的斷裂。根據(jù)本發(fā)明，在對(duì)包含一個(gè)以上的變形路徑變化的過程中的薄板有無發(fā)生斷裂進(jìn)行預(yù)測時(shí)，能夠容易且有效地求出斷裂極限線，能夠以較高預(yù)測精度來預(yù)測有無發(fā)生斷裂。由此，能夠定量地評(píng)價(jià)沖壓成形或碰撞時(shí)的斷裂的危險(xiǎn)性，實(shí)現(xiàn)同時(shí)考慮了材料、工作法、構(gòu)造的汽車車身的有效的、高精度的開發(fā)。圖1是表示用于說明現(xiàn)有技術(shù)的成形極限圖(FLD)的圖。圖2是用于說明本發(fā)明要解決的課題的成形極限圖。圖3是用于說明從應(yīng)變向應(yīng)力轉(zhuǎn)換的圖。圖4是用于說明坐標(biāo)轉(zhuǎn)換法則的圖。圖5是表示與應(yīng)變空間的FLD依存于變形路徑且斷裂極限線較大變化的情況相對(duì)、能夠用單一的曲線表現(xiàn)應(yīng)力空間的斷裂極限線的情況的圖。圖6是表示成形高度和最大主應(yīng)變之間的關(guān)系的圖。圖7是表示在各種解析條件下進(jìn)行數(shù)值模擬、將根據(jù)實(shí)驗(yàn)得到的FLD和局部縮頸發(fā)生極限用作斷裂判斷基準(zhǔn)時(shí)的預(yù)測精度的比較的圖。圖8是表示通過數(shù)值模擬得到的成形過程的應(yīng)力滯后與斷裂極限線的位置關(guān)系的圖。圖9是表示本發(fā)明方法的預(yù)測精度的圖。圖IO是表示碰撞解析的預(yù)測精度的驗(yàn)證對(duì)象即帽形截面形狀的部件和三支點(diǎn)彎曲落錘試驗(yàn)概要的圖。圖11是表示基于數(shù)值模擬的帽形狀的拉深彎曲成形的解析結(jié)果的圖。圖12是表示等效塑性應(yīng)變與根據(jù)應(yīng)變速度的等效應(yīng)力的關(guān)系的圖。圖13是表示應(yīng)力空間中的動(dòng)態(tài)斷裂應(yīng)力極限線與根據(jù)碰撞模擬得到的動(dòng)態(tài)應(yīng)力的位置關(guān)系的圖。圖14是表示通過數(shù)值模擬得到的成形過程的應(yīng)力滯后與斷裂極限線的位置關(guān)系、以及本發(fā)明方法的預(yù)測精度的圖。圖15是用于說明本發(fā)明的實(shí)施例的圖，是說明實(shí)驗(yàn)方法的圖。圖16是用于說明本發(fā)明的實(shí)施例的圖，是說明解析模型的圖。圖17是用于說明本發(fā)明的實(shí)施例的圖，是將解析結(jié)果相對(duì)于最大主應(yīng)變分布進(jìn)行了等高線表示的圖。圖18是用于說明本發(fā)明的實(shí)施例的圖，是與解析結(jié)果相關(guān)地表示離孔緣的距離與最大主應(yīng)變之間的關(guān)系的圖。圖19是用于說明本發(fā)明的實(shí)施例的圖，是與解析結(jié)果相關(guān)地表示離孔緣的距離與最大主應(yīng)變之間的關(guān)系的圖。圖20是用于說明本發(fā)明的實(shí)施例的圖，是表示通過數(shù)值模擬得到的成形過程的應(yīng)力滯后與縮頸發(fā)生極限應(yīng)力線的位置關(guān)系的圖。圖21是用于說明本發(fā)明的實(shí)施例的圖，是表示通過數(shù)值模擬得到的成形過程的應(yīng)力滯后與將縮頸發(fā)生極限應(yīng)力線、擴(kuò)孔率轉(zhuǎn)換成應(yīng)力空間的斷裂判斷基準(zhǔn)的位置關(guān)系的圖。圖22是表示本實(shí)施例的斷裂預(yù)測裝置的主要結(jié)構(gòu)的框圖。圖23是表示通過本實(shí)施例的斷裂預(yù)測方法在由金屬材料構(gòu)成的薄板的成形過程中進(jìn)行斷裂預(yù)測時(shí)的各步驟的流程圖。圖24是表示通過本實(shí)施例的斷裂預(yù)測方法接著圖23的成形過程中的斷裂預(yù)測進(jìn)行碰撞過程中的斷裂預(yù)測時(shí)的各步驟的流程圖。圖25是用于說明本發(fā)明的實(shí)施例的圖，是通過實(shí)驗(yàn)測定的成形極限圖(FLD)。圖26是用于說明本發(fā)明的實(shí)施例的圖，是對(duì)通過Hill-swift理論和Storen-Rice模型預(yù)測的塑性不穩(wěn)定極限線、使用Keeler板厚修正法則并考慮了板厚的影響的成形極限圖(FLD)。圖27是用于說明本發(fā)明的實(shí)施例的圖，是以Storen-Rice模型為基礎(chǔ)、使用應(yīng)力增量依存法則而預(yù)測的成形極限圖(FLD)。圖28是用于說明本發(fā)明的實(shí)施例的圖，是說明從應(yīng)變向應(yīng)力轉(zhuǎn)換的圖。圖29是用于說明本發(fā)明的實(shí)施例的圖，是表示與應(yīng)變空間的FLD依存于變形路徑且斷裂極限較大變化的情況相對(duì)、能夠用單一的曲線表現(xiàn)應(yīng)力空間的斷裂極限線的情況的圖。圖30是用于說明本發(fā)明的實(shí)施例的圖，是說明實(shí)驗(yàn)方法的圖。圖31是用于說明本發(fā)明的實(shí)施例的圖，是將擴(kuò)孔率表示為在應(yīng)力空間中標(biāo)記的斷裂極限應(yīng)力線的圖。圖32是表示實(shí)施例1的斷裂極限取得裝置的主要結(jié)構(gòu)的框圖。圖33是表示實(shí)施例1的斷裂極限取得方法的各步驟的流程圖。圖34是表示實(shí)施例2的斷裂極限取得裝置的主要結(jié)構(gòu)的框圖。圖35是表示實(shí)施例2的斷裂極限取得方法的各步驟的流程圖。圖36是表示實(shí)施例2變形例的斷裂極限取得裝置的主要結(jié)構(gòu)的框圖。圖37是表示個(gè)人用戶終端裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的示意圖。具體實(shí)施例方式第1實(shí)施方式成形性評(píng)價(jià)時(shí)的對(duì)于斷裂的余量，一般使用板厚減少率或FLD來判斷，其也能夠用于碰撞解析中的斷裂預(yù)測。其中，已知FLD依存于變形路徑并較大變化，且作為像經(jīng)過了沖壓成形或沖壓成形中的預(yù)變形的汽車車身部件的碰撞那樣的、變形路徑較大變化的塑性變形過程的斷裂評(píng)價(jià)方法，不能期待較高的預(yù)測精度。但是，最近，桑原等(參照非專利文獻(xiàn)1、2)通過實(shí)驗(yàn)和解析驗(yàn)證了如下情況當(dāng)將鋁擠壓材料、軟鋼板作為對(duì)象，使用在應(yīng)力空間中標(biāo)記的斷裂極限線時(shí)，能夠與變形的路徑無關(guān)，而大致唯一地表現(xiàn)斷裂極限。這些見解與鋁、軟鋼板有關(guān)，但對(duì)于拉伸強(qiáng)度為440MPa級(jí)以上的鋼板并沒有明確，而不能用于當(dāng)前較多使用高強(qiáng)度鋼板的汽車車身的開發(fā)中。因此，本發(fā)明人首先想到了以下事項(xiàng)。(1)對(duì)于440MPa以上的拉伸強(qiáng)度的高強(qiáng)度鋼板進(jìn)行詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)，當(dāng)使用在應(yīng)力空間中標(biāo)記的斷裂極限線時(shí)，能夠與變形的路徑無關(guān)，而用單一的斷裂極限線表現(xiàn)。(2)通過使用在應(yīng)力空間中標(biāo)記的斷裂極限線，能夠以高精度對(duì)像經(jīng)過了沖壓成形或沖壓成形中的預(yù)變形的汽車車身部件的碰撞那樣的、變形路徑較大變化的塑性變形過程的斷裂評(píng)價(jià)進(jìn)行預(yù)測。[實(shí)施例]以下，根據(jù)各實(shí)施例對(duì)第l實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)的說明。(實(shí)施例1)首先，對(duì)應(yīng)力空間的斷裂極限線的取得方法進(jìn)行說明。將以下的表1所示的鋼板作為對(duì)象，測定了(l)比例負(fù)荷路徑上的斷裂極限應(yīng)變、(2)變形路徑變化下的斷裂極限應(yīng)變。在此，t是薄板的厚度，YP是屈服強(qiáng)度，TS是拉伸強(qiáng)度，U.El是均勻伸長，El是全伸長，rm是平均r值(表示寬厚應(yīng)變比(Lankford值)，在設(shè)壓延方向的r值為ro、相對(duì)于壓延方向?yàn)?5。的方向的r值為r45，相對(duì)于壓延方向?yàn)?0。的方向的r值為r9Q時(shí)，通過rm=(rD+2r45+r9())/4表示)，K、eQ、n表示在將根據(jù)單軸拉伸試驗(yàn)得到的應(yīng)力-應(yīng)變曲線代入如下的函數(shù)式時(shí)所得到的材料參數(shù)。[公式l]比例負(fù)荷路徑上的斷裂極限應(yīng)變?yōu)?，使劃圓直徑為6mm，對(duì)單軸拉伸、中島法(使用了特氟隆(注冊(cè)商標(biāo))片的球頭鼓凸)、液壓鼓脹試驗(yàn)中的斷裂應(yīng)變進(jìn)行測定。另一方面，變形路徑變化下的斷裂極限線為，以作為1次變形而在壓延方向上實(shí)施了10%的拉伸后、與1次拉伸方向呈90。的方向成為最大主應(yīng)力的方式，通過單軸拉伸、中島法測定了斷裂應(yīng)變。[表l]材料的機(jī)械特性值和材料參數(shù)<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>(單位t:mm;YP、TS、K:MPa;El、U.E1:%)從應(yīng)變到應(yīng)力能夠通過假定如下情況來換算(l)體積恒定法則、(2)Mises屈服函數(shù)、(3)基于加工硬化法則的各向同性硬化、(4)垂直法則、(5)平面應(yīng)力。以下，對(duì)將應(yīng)變空間的斷裂極限線轉(zhuǎn)換到應(yīng)力空間的具體方法進(jìn)行說明。應(yīng)變空間的FLD是對(duì)每個(gè)最小主應(yīng)變S22表示賦予斷裂極限的最大主應(yīng)變e的圖，板厚應(yīng)變s33能夠通過這些應(yīng)變和體積恒定法則求得。[公式2]<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>通常，在用于成形解析或碰撞解析中的結(jié)構(gòu)法則中，如果使用與變形的路徑無關(guān)、而將等效塑性應(yīng)力CTeq假定為等效塑性應(yīng)變eeq的唯一函數(shù)的各向同性硬化法則，或者使用Swift加工硬化法則，則能夠用如下公式表現(xiàn)。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>作為加工硬化的函數(shù)，例如，也可以使用等效塑性應(yīng)變的高次多項(xiàng)式或其他的形式，但優(yōu)選使用近似精度較高、在薄鋼板的數(shù)值模擬中經(jīng)常使用的Swift公式。例如如果對(duì)屈服曲面使用Mises屈服函數(shù)，則等效塑性應(yīng)變seq能夠表示為如下公式。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>并且，如果使用假定了面內(nèi)各向同性的Hill的2次屈服函數(shù)，則等效塑性應(yīng)變seq能夠通過如下公式得到。[公式5］<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>在使用Hill的2次屈服函數(shù)的情況下，需要塑性各向異性參數(shù)r值，具體地說，能夠根據(jù)與壓延方向呈O。、45°、90。的方向的r值(ro、r45、r9())、通過r二(r。+2r45+r9o)/4得到。另外，根據(jù)需要也可以使用高度的各向異性屈服函數(shù)，但由于參數(shù)較多、在處理時(shí)需要考慮到板面內(nèi)的方向，所以雖然增加了復(fù)雜的程度但精度的提高量不充分，在實(shí)用上使用假定了面內(nèi)各向同性的屈服函數(shù)就足夠了。在任意的屈服函數(shù)中，通過使用將等效塑性應(yīng)變?cè)隽縟Seq在應(yīng)變路徑上進(jìn)行了積分的等效塑性應(yīng)變Seq和加工硬化法則，也能夠求出考慮了變形路徑變化的等效塑性應(yīng)力q。其次，通過圖3所示的屈服曲面的各向同性硬化和如下的垂直法則可得到偏差應(yīng)力成分CJij'。[公式6]<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>最后，通過假定平面應(yīng)力(033=0)，可通過如下公式得到應(yīng)力成分(Jij。[公式7]<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>另夕卜，如圖4所示，在應(yīng)變的主軸和壓延方向不一致的情況下，需要如下所述的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換操作。圖中，Xi表示材料坐標(biāo)系的坐標(biāo)軸即x,軸/ZRD、X2軸/VTD、X3軸/7ND，Xi表示n次變形中的應(yīng)變的主軸。當(dāng)將張量A的材料坐標(biāo)系中的成分顯示設(shè)為Aij、將坐標(biāo)轉(zhuǎn)換張量設(shè)為R時(shí)，(l)在實(shí)驗(yàn)坐標(biāo)系計(jì)測的應(yīng)變成分Sij能夠通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換法則轉(zhuǎn)換為以材料坐標(biāo)系為基準(zhǔn)坐標(biāo)的應(yīng)變成分。[公式8]<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>其次，(2)根據(jù)以材料坐標(biāo)系為基準(zhǔn)坐標(biāo)系而被模型化的屈服函數(shù)和垂直法則求出偏差應(yīng)力成分《，最后，(3)能夠使用坐標(biāo)轉(zhuǎn)換法則而求出以實(shí)驗(yàn)坐標(biāo)系為基準(zhǔn)坐標(biāo)的應(yīng)力成分。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>圖5表示通過實(shí)驗(yàn)測定的FLD、和用上述方法將其轉(zhuǎn)換成最大主應(yīng)力和最小主應(yīng)力的應(yīng)力空間的斷裂極限線。應(yīng)變空間的FLD依存于變形路徑且斷裂極限線較大地變化，但在應(yīng)力空間中標(biāo)記的斷裂極限線成為單一的斷裂極限線。而且，本發(fā)明人對(duì)以下的表2所示的440MPa980MPa級(jí)的高強(qiáng)度鋼板進(jìn)行實(shí)驗(yàn)調(diào)查的結(jié)果，可知與材料的拉伸強(qiáng)度或強(qiáng)化機(jī)構(gòu)無關(guān)，在寬度較大的范圍內(nèi)成為單一的斷裂極限線。通過使用該在應(yīng)力空間中標(biāo)記的斷裂極限線，能夠以高精度對(duì)經(jīng)過了沖壓成形或沖壓成形中的預(yù)變形的汽車車身部件的碰撞那樣的、變形路徑較大變化的塑性變形過程的斷裂評(píng)價(jià)進(jìn)行預(yù)測。另外，當(dāng)然也可以使用將通過中島法以外的實(shí)驗(yàn)方法測定的FLD轉(zhuǎn)換成應(yīng)力空間的斷裂極限線，也可以在斷裂預(yù)測使用將Hill局部縮頸模型、Swift擴(kuò)散縮頸模型、Marciniak-Kuczynski法或Storen-Rke模型等的理論FLD轉(zhuǎn)換成應(yīng)力空間的斷裂極限線。[表2]材料的機(jī)械特性值和材料參數(shù)MaterialtYPTSU.E1ElA:440MPa級(jí)固溶強(qiáng)化型鋼板1.23684601835B:590MPa級(jí)析出強(qiáng)化型鋼板1.24605981223C:780MPa級(jí)相變組織強(qiáng)化型鋼板2.04908401019D:980MPa級(jí)相變組織強(qiáng)化型鋼板2.07101010814(單位t:mm;YP、TS:MPa;El、U.Eh%)其次，對(duì)斷裂極限的評(píng)價(jià)方法進(jìn)行說明。在通過有限元法(FEM)的數(shù)值模擬來預(yù)測材料的斷裂時(shí)，存在以下所示的技術(shù)課題。(1)由于通過實(shí)驗(yàn)測定的FLD受到評(píng)點(diǎn)間距離或摩擦狀態(tài)的較強(qiáng)影響，所以在將其用作斷裂判斷基準(zhǔn)的情況下，需要進(jìn)行修正以使其符合數(shù)值模擬的解析條件。(2)在數(shù)值模擬中，能夠正確地模擬直到均勻變形的應(yīng)變的增加，但為14了對(duì)在板厚程度的區(qū)域中發(fā)生的局部縮頸、或在更狹窄的區(qū)域內(nèi)應(yīng)變局部化的剪切帶進(jìn)行模擬，必須充分細(xì)化有限要素，而通過現(xiàn)狀的計(jì)算機(jī)能力難以預(yù)測。'(3)在通用的軟件中被標(biāo)準(zhǔn)采用的材料結(jié)構(gòu)法則中應(yīng)變的局部化被延遲，所以在以實(shí)測的FLD為斷裂判斷基準(zhǔn)時(shí)，賦予在危險(xiǎn)側(cè)的評(píng)價(jià)。本發(fā)明人對(duì)這些課題進(jìn)行了認(rèn)真的研究的結(jié)果，得知了適于數(shù)值模擬的斷裂判斷基準(zhǔn)。將表1所示的鋼板作為對(duì)象進(jìn)行球頭鼓凸成形的FEM數(shù)值模擬，并對(duì)要素尺寸和材料構(gòu)成式在應(yīng)變的局部化過程中產(chǎn)生的影響進(jìn)行了調(diào)查。圖6表示沖頭行程與通過沖壓成形而導(dǎo)入的最大主應(yīng)變之間的關(guān)系。從成形初期到?jīng)_頭行程25mm左右，要素尺寸、材料構(gòu)成式的影響幾乎不出現(xiàn)，但在應(yīng)變的局部化開始的25mm以后，這些影響變得顯著。圖7表示在各種解析條件下進(jìn)行數(shù)值模擬、并將根據(jù)實(shí)驗(yàn)得到的FLD和局部縮頸發(fā)生極限用作斷裂判斷基準(zhǔn)時(shí)的預(yù)測精度的比較。在將實(shí)測的FLD用作斷裂判斷基準(zhǔn)時(shí)，由于不能正確地模擬應(yīng)變的局部化過程，所以斷裂的預(yù)測精度不高。另一方面，在將局部縮頸發(fā)生極限用作斷裂極限時(shí)，能夠與要素尺寸或使用的材料構(gòu)成式無關(guān)，而以較高的精度進(jìn)行預(yù)測，且能夠得到安全側(cè)的評(píng)價(jià)。其啟示的情況為，薄鋼板的韌性斷裂發(fā)生在由于局部縮頸而變形局部化的位置上，當(dāng)局部縮頸發(fā)生時(shí)在極短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)斷裂，因此，在實(shí)用上將局部縮頸發(fā)生極限用作斷裂判斷基準(zhǔn)即可。局部縮頸發(fā)生極限能夠通過塑性不穩(wěn)定性的構(gòu)架來處理，并能夠通過Hill局部縮頸模型、Swift擴(kuò)散縮頸模型、Marciniak-Kuczynski法或Storen-Rice模型等的理論FLD進(jìn)行預(yù)測。如該事例所示，本發(fā)明人認(rèn)真研究的結(jié)果、想到了如下情況在通過使用了有限元法的數(shù)值分析模擬來評(píng)價(jià)斷裂時(shí)，將應(yīng)變空間中的縮頸開始線轉(zhuǎn)換到應(yīng)力空間后的斷裂極限線用作斷裂判斷基準(zhǔn)，由此能夠確保較高的預(yù)測精度。其次，對(duì)斷裂極限的評(píng)價(jià)方法的事例進(jìn)行說明。表示如下的事例將表1所示的鋼板作為對(duì)象，在作為1次變形而在壓延方向上實(shí)施了10%的拉伸后，通過球頭鼓凸成形來實(shí)施平面應(yīng)變變形那樣的、非線形路徑中的斷裂預(yù)測事例。圖8表示通過數(shù)值模擬得到的成形過程的應(yīng)力滯后和將應(yīng)變空間中的縮頸開始線轉(zhuǎn)換成應(yīng)力空間的斷裂極限線之間的關(guān)系。在數(shù)值模擬中使用動(dòng)態(tài)顯式解法(動(dòng)的陽解法)時(shí)，所得到的應(yīng)力不進(jìn)行時(shí)間步驟內(nèi)的反復(fù)計(jì)算，而只是在微小時(shí)間內(nèi)為了解析應(yīng)力波的傳播而邊較大地振動(dòng)邊增加。在對(duì)該應(yīng)力和斷裂極限應(yīng)力的位置關(guān)系進(jìn)行比較并評(píng)價(jià)斷裂的方法中，難以確保較高的預(yù)測精度。本發(fā)明人認(rèn)真研究后的結(jié)果，想到了如下的方法在數(shù)值模擬中使用動(dòng)態(tài)顯式解法時(shí)，通過后處理將塑性應(yīng)變轉(zhuǎn)換成應(yīng)力，由此能夠回避應(yīng)力的振動(dòng)，并高精度地判斷斷裂。圖9表示通過本發(fā)明方法預(yù)測了斷裂的結(jié)果。在以往的基于FLD的斷裂預(yù)測方法中，由于依存于變形路徑且斷裂極限線較大地變化，所以難以高精度地預(yù)測，但通過使用本發(fā)明，即使在變形路徑變化的情況下，也能以良好的精度預(yù)測斷裂。另外，在本發(fā)明中，代替使用了有限元法的數(shù)值模擬，通過對(duì)將實(shí)驗(yàn)的應(yīng)變測定結(jié)果轉(zhuǎn)換成應(yīng)力的值和斷裂極限線的位置關(guān)系進(jìn)行比較，也能夠評(píng)價(jià)斷裂。其次，對(duì)將斷裂預(yù)測方法用于碰撞解析的例子進(jìn)行說明。將表1所示的鋼板作為對(duì)象，在圖10所示的帽形截面中，在長度為900mm的部件的三支點(diǎn)彎曲碰撞解析中，使用本發(fā)明的斷裂預(yù)測方法。首先，使用動(dòng)態(tài)顯式解法的數(shù)值模擬進(jìn)行帽形狀的拉深彎曲成形的解析。圖ll表示成形模擬的結(jié)果。其次，制作在凸緣部實(shí)施了與平板30mm間隔的點(diǎn)焊處理(固定2接點(diǎn)間的相對(duì)變位)的碰撞解析用有限要素模型。而且，使得到的成形解析結(jié)果反映到該碰撞解析用有限要素模型中，并通過基于動(dòng)態(tài)顯式解法的數(shù)值模擬進(jìn)行了碰撞解析。在評(píng)價(jià)沖壓成形后的碰撞過程中的材料的斷裂時(shí)，將通過沖壓成形的數(shù)值模擬得到的板厚和等效塑性應(yīng)變、或板厚和等效塑性應(yīng)變、應(yīng)力張量、應(yīng)變張量作為碰撞解析的初始條件，由此能夠考慮成形時(shí)的變形滯后。另外，當(dāng)然也能夠代替數(shù)值模擬，而通過實(shí)驗(yàn)測定沖壓成形品的板厚、等效塑性應(yīng)變，并將它們中的任意一個(gè)作為碰撞解析的初始條件，由此能夠考慮成形時(shí)的變形滯后。在以上的事例中，處理像沖壓成形這樣的準(zhǔn)靜態(tài)的塑性變形過程，但在碰撞解析中需要考慮材料的高速變形舉動(dòng)。已知在鋼鐵材料中存在應(yīng)變速度依賴性，當(dāng)變形速度快時(shí)變形阻力上升。在汽車的碰撞時(shí)，在變形集中的棱線部應(yīng)變速度達(dá)到1000/S，為了確保碰撞解析的預(yù)測精度，需要考慮正確的高速變形舉動(dòng)。一般，在通過基于有限元法的數(shù)值模擬進(jìn)行碰撞解析時(shí)，使用Cowper-Symonds公式作為表現(xiàn)與應(yīng)變速度相應(yīng)的應(yīng)力的增加的材料模型。圖12表示等效塑性應(yīng)變和與應(yīng)變速度相應(yīng)的等效應(yīng)力的關(guān)系，圖13表示應(yīng)力空間中的動(dòng)態(tài)的斷裂應(yīng)力極限線和根據(jù)碰撞模擬得到的動(dòng)態(tài)應(yīng)力的位置關(guān)系。在使用根據(jù)碰撞模擬得到的動(dòng)態(tài)應(yīng)力來評(píng)價(jià)斷裂時(shí)，與應(yīng)變速度相應(yīng)而需要無數(shù)的動(dòng)態(tài)的斷裂應(yīng)力極限線，在實(shí)用上難以預(yù)測斷裂。本發(fā)明人為了解決該課題而認(rèn)真研究的結(jié)果，想到了如下情況使用對(duì)根據(jù)碰撞模擬得到的塑性應(yīng)變進(jìn)行轉(zhuǎn)換而得到的基準(zhǔn)應(yīng)變速度下的應(yīng)力，用于斷裂判斷的斷裂極限(斷裂標(biāo)準(zhǔn))僅利用單一的基準(zhǔn)應(yīng)變速度下的斷裂應(yīng)力極限線即可。研討的結(jié)果，得知基準(zhǔn)應(yīng)變速度也可以為準(zhǔn)靜態(tài)的應(yīng)變速度。準(zhǔn)靜態(tài)的應(yīng)變速度的范圍因材料而異，但在實(shí)用上可以使用在0.001/sl/s的范圍內(nèi)計(jì)測的斷裂極限線。圖14表示通過本發(fā)明的方法預(yù)測了斷裂的結(jié)果。在以往的基于FLD的斷裂預(yù)測方法中，難以高精度地預(yù)測像經(jīng)過了沖壓成形的預(yù)變形后的碰撞現(xiàn)象那樣的、變形路徑較大地變化的塑性變形過程，但通過使用本發(fā)明，即使在沖壓成形后的碰撞程序中，也能夠以良好的精度預(yù)測斷裂。如以上的例子所示，根據(jù)本發(fā)明，能夠通過有限元法模擬薄鋼板的沖壓成形、碰撞程序，并根據(jù)所得到的數(shù)據(jù)定量地評(píng)價(jià)斷裂的危險(xiǎn)性。在此，作為變形應(yīng)力的應(yīng)變速度依賴性，將Cowper-Symonds公式用作代表例，但使用能考慮到應(yīng)變速度依賴性的任意的構(gòu)成式、例如m次硬化公式、Johnson-Cook公式等，本發(fā)明的有效性也不變。(實(shí)施例2)以下，作為本發(fā)明的各具體實(shí)施例，表示在應(yīng)力空間中以擴(kuò)孔率1為標(biāo)準(zhǔn)的伸長邊緣斷裂評(píng)價(jià)方法。實(shí)驗(yàn)材料是通過冷軋-連續(xù)退火制造的板厚1.2mm的復(fù)合組織鋼板(DualPhase),具有表3所示的機(jī)械性質(zhì)。機(jī)械特性值是通過內(nèi)向型試驗(yàn)機(jī)以十字頭速度10mm/min(應(yīng)變速度3xlO々s)進(jìn)行了拉伸試驗(yàn)的值，試驗(yàn)件使用與壓延方向平行地取樣的JIS5號(hào)試驗(yàn)件。[表3]表3實(shí)驗(yàn)材料的機(jī)械試驗(yàn)值<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>(YP:屈服強(qiáng)度，TS:拉伸強(qiáng)度，U.E1:均勻伸長，El:全伸長，rm:寬厚應(yīng)變比)首先，將實(shí)驗(yàn)材料剪切成200mmx200mm的大小，使用沖頭和沖模在中央部沖出直徑25mm大小的孔。通過直徑100mm、沖模肩R15mm的平底沖頭對(duì)該在中央開有孔的素材板進(jìn)行成形直到在孔緣發(fā)生斷裂(特氟隆片潤滑)，測定斷裂發(fā)生時(shí)的孔徑和成形極限高度。實(shí)驗(yàn)的概要如圖15所示。而且，在數(shù)值模擬中用作斷裂預(yù)測的標(biāo)準(zhǔn)，因此通過中島法(使用了特氟隆片的球頭鼓凸)測定了FLD。接下來，進(jìn)行基于動(dòng)態(tài)顯式解法FEM的數(shù)值模擬，驗(yàn)證了從材料端部斷裂的伸長邊緣斷裂的預(yù)測精度。另外，提供給數(shù)值模擬的材料參數(shù)是實(shí)驗(yàn)用參數(shù)，工具對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了仿型。解析模型如圖16所示。要素尺寸與FLD測定時(shí)的評(píng)點(diǎn)間距離相同、使用2mm，在屈服函數(shù)中使用Hill的2次各向異性屈服函數(shù)而進(jìn)行了研討。圖17表示平底沖頭的伸長凸緣成形的模擬結(jié)果，圖18表示離孔緣的距離和最大主應(yīng)變的關(guān)系。由此可知，材料端部的孔緣被導(dǎo)入較大的應(yīng)變，以及從孔緣朝向內(nèi)側(cè)存在較大的應(yīng)變梯度。圖19表示將根據(jù)數(shù)值模擬得到的塑性應(yīng)變轉(zhuǎn)換到應(yīng)力空間并按照每個(gè)成形高度圖示的應(yīng)力滯后、與將以在比例負(fù)荷路徑中測定的成形極限線在平面應(yīng)變中的極限值與n值相等的方式偏置(offset)而得到的"縮頸發(fā)生極限線"轉(zhuǎn)換成應(yīng)力空間的"縮頸發(fā)生極限應(yīng)力線"之間的關(guān)系。孔緣的應(yīng)力達(dá)到縮頸發(fā)生極限應(yīng)力線的時(shí)間是在14mm的成形高度時(shí)，與通過實(shí)驗(yàn)計(jì)測的18.5mm的成形極限高度存在較大偏離。對(duì)此，將擴(kuò)孔率作為斷裂標(biāo)準(zhǔn)并在應(yīng)力空間中評(píng)價(jià)了斷裂。另外，擴(kuò)孔率通過如下公式定義。[公式10]其中，d是斷裂時(shí)的孔徑(mm)，do是素材板的孔徑(mm)。應(yīng)力空間中的向標(biāo)準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換是該擴(kuò)孔率的實(shí)際應(yīng)變So、等效應(yīng)力q和等效塑性應(yīng)變Seq的關(guān)系式，例如，使用Swift加工硬化法則即可。[公式ll]q=K(Seq+So)n另外，通過使用在應(yīng)變路徑上積分了等效塑性應(yīng)變?cè)隽縟Seq的等效塑性應(yīng)變Seq和加工硬化法則，能夠求出考慮了變形路徑變化的等效塑性應(yīng)力Oeq。圖20、21表示通過本發(fā)明方法預(yù)測了斷裂的結(jié)果?？芍?，在將以往的"縮頸發(fā)生極限應(yīng)力線"用作伸長凸緣變形中的斷裂標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，由于從材料端部朝向內(nèi)側(cè)的應(yīng)變梯度的存在、以及即使周向一處滿足局部縮頸也不斷裂的延遲效果，因此較低地估計(jì)成形極限高度，但通過在斷裂判斷中使用將擴(kuò)孔率轉(zhuǎn)換到應(yīng)力空間的標(biāo)準(zhǔn)，能夠以良好的精度預(yù)測斷裂。(實(shí)施例3)以下，在上述的本發(fā)明的概括結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，參照附圖對(duì)具體實(shí)施例進(jìn)行說明。圖22是表示本實(shí)施例的斷裂預(yù)測裝置的主要結(jié)構(gòu)的框圖。該斷裂預(yù)測裝置是對(duì)于由金屬材料構(gòu)成的薄板、對(duì)包含一個(gè)以上的變形路徑變化的過程中的薄板有無斷裂發(fā)生進(jìn)行預(yù)測的裝置，其構(gòu)成為，具有推測部21，通過比例負(fù)荷路徑推測應(yīng)變空間的斷裂極限線；轉(zhuǎn)換部22，將通過比例負(fù)荷路徑得到的應(yīng)變空間的斷裂極限線轉(zhuǎn)換成應(yīng)力空間的斷裂極限線；斷裂判斷部23，根據(jù)應(yīng)力空間的斷裂極限線判斷有無斷裂發(fā)生；以及，顯示部24，顯示斷裂判斷部23的判斷結(jié)果等。推測部21并用例如根據(jù)單軸拉伸試驗(yàn)得到的應(yīng)力-應(yīng)變曲線的近似式、[公式12]CJeq二(Seq+So)n或(Jeq=Cseqn局部縮頸模型、<formula>formulaseeoriginaldocumentpage20</formula>和擴(kuò)散縮頸模型，<formula>formulaseeoriginaldocumentpage20</formula>〃而求出應(yīng)變空間的縮頸發(fā)生極限，通過比例負(fù)荷路徑推測應(yīng)變空間的斷裂極限線。推測部1也可以為，使用根據(jù)單軸拉伸試驗(yàn)得到的應(yīng)力-應(yīng)變曲線的近似式、<formula>formulaseeoriginaldocumentpage20</formula>作為塑性應(yīng)變?cè)隽糠▌t而塑性應(yīng)變?cè)隽繌埩康姆较蛞来嬗趹?yīng)力增量張量的構(gòu)成式、規(guī)定塑性應(yīng)變?cè)隽繌埩糠较虻牟牧蠀?shù)Kc、以及Storen-Rice的局所縮頸模型，求出應(yīng)變空間的縮頸發(fā)生極限，通過比例負(fù)荷路徑推測應(yīng)變空間的斷裂極限線。在此，推測部21根據(jù)一個(gè)以上的最大斷裂極限應(yīng)變s,以及最小斷裂極限應(yīng)變s2的測定值，同定材料參數(shù)Kc。另外，在本例中，對(duì)使用推測部21理論地推測應(yīng)變空間的斷裂極限線的情況進(jìn)行了例示，但也可以不使用推測部21而通過實(shí)驗(yàn)測定應(yīng)變空間的斷裂極限線。具體地說，在通過比例負(fù)荷實(shí)驗(yàn)對(duì)薄板求出多個(gè)面內(nèi)應(yīng)變比之后，使用各應(yīng)變比中的最大斷裂極限應(yīng)變s,以及最小斷裂極限應(yīng)變S2的測定值，可得到應(yīng)變空間的斷裂極限線。轉(zhuǎn)換部22在將應(yīng)變空間的斷裂極限線轉(zhuǎn)換成應(yīng)力空間的斷裂極限線時(shí)，將屈服曲面的垂直法則用作塑性應(yīng)變的增量法則而進(jìn)行上述轉(zhuǎn)換。具體地說，如上所述，使用等效塑性應(yīng)變seq和各應(yīng)變成分Sjj的關(guān)系式即Mises屈服函數(shù)。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage20</formula>斷裂判斷部23通過對(duì)由轉(zhuǎn)換部21轉(zhuǎn)換的應(yīng)力空間的斷裂極限線、與根據(jù)塑性變形過程的有限元法的模擬的結(jié)果得到的各部位的應(yīng)變狀態(tài)的位置關(guān)系進(jìn)行比較，而迸行評(píng)價(jià)，在變形過程的應(yīng)變達(dá)到該極限應(yīng)變時(shí)判斷為斷裂、或者其危險(xiǎn)性高。在此，使用有限元法中的一個(gè)即動(dòng)態(tài)顯式解法作為數(shù)值分析的方法。該情況下，將通過動(dòng)態(tài)顯式解法得到的塑性應(yīng)變轉(zhuǎn)換成應(yīng)力，并與應(yīng)力空間的斷裂極限線進(jìn)行比較。另外，斷裂判斷部23也可以為，代替進(jìn)行上述的模擬，而將根據(jù)由實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)的薄板的變形狀態(tài)得到的應(yīng)轉(zhuǎn)換算成應(yīng)力，使用應(yīng)力空間的斷裂極限線而定量地評(píng)價(jià)有無斷裂發(fā)生。在此，像汽車部件的碰撞解析那樣的、在薄板上發(fā)生高速變形的情況下，斷裂判斷部23考慮薄板的變形應(yīng)力的速度依賴性而執(zhí)行數(shù)值分析，對(duì)根據(jù)該數(shù)值分析得到的塑性應(yīng)變進(jìn)行轉(zhuǎn)換而算出基準(zhǔn)應(yīng)變速度下的應(yīng)力，并與對(duì)應(yīng)于基準(zhǔn)應(yīng)變速度的應(yīng)力空間的斷裂極限線進(jìn)行比較。圖23是表示通過本實(shí)施例的斷裂預(yù)測方法、在由金屬材料構(gòu)成的薄板的成形過程中進(jìn)行斷裂預(yù)測時(shí)的各步驟的流程圖。首先，根據(jù)用戶輸入的薄板的材料以及機(jī)械的特性值(t、YP、TS、El、U.El、r值、n次硬化法則/Swift硬化法則)，推測部21通過比例負(fù)荷路徑推測應(yīng)變空間的斷裂極限線(步驟Sl)。接下來，轉(zhuǎn)換部22例如使用Mises屈服函數(shù)，將實(shí)驗(yàn)測定的應(yīng)變空間的斷裂極限線轉(zhuǎn)換成應(yīng)力空間的斷裂極限線，并制作應(yīng)力FLD(步驟S2)。接下來，斷裂判斷部23對(duì)由比較被轉(zhuǎn)換部21轉(zhuǎn)換的應(yīng)力空間的斷裂極限線、與根據(jù)塑性變形過程的有限元法(在此為動(dòng)態(tài)顯式解法)的模擬結(jié)果得到的各部位的應(yīng)變狀態(tài)的位置關(guān)系進(jìn)行比較，由此進(jìn)行評(píng)價(jià)，并判斷為斷裂或其危險(xiǎn)性(步驟S3)。在步驟S3中，在判斷為達(dá)到極限應(yīng)變、薄板上發(fā)生斷裂、或其危險(xiǎn)性高的情況下，斷裂判斷部23執(zhí)行以下的各處理(步驟S4)。將要素ID、薄板的板厚、應(yīng)變、應(yīng)力信息輸出到記錄文件。而且，消去達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的要素，繼續(xù)斷裂后的解析。接下來，在顯示部24進(jìn)行以下的各種顯示(步驟S5)。在薄板上發(fā)生斷裂的危險(xiǎn)性通過純量進(jìn)行等高線表示。并且，在應(yīng)力空間中表示斷裂危險(xiǎn)部位的應(yīng)力滯后以及標(biāo)準(zhǔn)。并且，在薄板上發(fā)生褶皺的危險(xiǎn)性也進(jìn)行等高線表示。在此，對(duì)于出廠試驗(yàn)值的規(guī)格內(nèi)的不均(平均值、下限值)，也可以表示斷裂的危險(xiǎn)性。另一方面，在步驟S3中，在判斷為沒有發(fā)生斷裂的可能性、或其危險(xiǎn)性較低的情況下，在步驟S6中，將該意思顯示在顯示部24上。圖24是表示通過本實(shí)施例的斷裂預(yù)測方法、接著圖23的成形過程中的斷裂預(yù)測進(jìn)行碰撞過程中的斷裂預(yù)測時(shí)的各步驟的流程圖。該情況下，繼續(xù)使用在圖23的步驟S2制作的應(yīng)力FLD。而且，斷裂判斷部23為，考慮了薄板的變形應(yīng)力的速度依賴性而執(zhí)行數(shù)值分析，對(duì)根據(jù)該數(shù)值分析得到的塑性應(yīng)變進(jìn)行轉(zhuǎn)換而算出基準(zhǔn)應(yīng)變速度下的應(yīng)力，并與對(duì)應(yīng)于基準(zhǔn)應(yīng)變速度的應(yīng)力空間的斷裂極限線進(jìn)行比較，判斷斷裂或其危險(xiǎn)性(步驟Sll)。在該步驟Sll中，斷裂判斷部23將在圖23的成形過程中通過數(shù)值分析評(píng)價(jià)的薄板的變形狀態(tài)繼續(xù)作為碰撞過程中的數(shù)值分析的初始條件。該變形狀態(tài)是薄板的板厚以及等效塑性應(yīng)變、或者板厚、等效塑性應(yīng)變、應(yīng)力張量以及應(yīng)變張量。在步驟Sll中，在判斷為在薄板上發(fā)生斷裂、或者其危險(xiǎn)性較高的情況下，斷裂判斷部23執(zhí)行以下各處理(步驟S12)。將要素ID、薄板的板厚、應(yīng)變、應(yīng)力信息輸出到記錄文件。而且，消去達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)的要素，繼續(xù)斷裂后的解析。接下來，在顯示部24進(jìn)行以下各種顯示(步驟S13)。通過純量對(duì)在薄板上發(fā)生斷裂的危險(xiǎn)性進(jìn)行等高線表示。并且，在應(yīng)力空間中表示斷裂危險(xiǎn)部位的應(yīng)力滯后以及標(biāo)準(zhǔn)。并且，薄板上發(fā)生褶皺的危險(xiǎn)性也進(jìn)行等高線表示。在此，對(duì)于出廠試驗(yàn)值的規(guī)格內(nèi)的不均(平均值、下限值)，也可以表示斷裂的危險(xiǎn)性。另一方面，在步驟Sll中，在判斷為在薄板上沒有發(fā)生斷裂的可能性、或其危險(xiǎn)性較低的情況下，在步驟S14中將該意思顯示在顯示部4。如以上說明的那樣，根據(jù)本實(shí)施例，在對(duì)包含一個(gè)以上的變形路徑變化的過程中的薄板的斷裂極限進(jìn)行判斷時(shí)，能夠容易且有效地求出斷裂極限線，能夠具有較高預(yù)測精度地判斷斷裂極限。由此，能夠定量地評(píng)價(jià)沖壓成形或碰撞時(shí)的斷裂的危險(xiǎn)性，實(shí)現(xiàn)同時(shí)考慮了材料、工作法、構(gòu)造的汽車車身的有效的、高精度的開發(fā)。第2實(shí)施方式以往，通過板厚減少率來評(píng)價(jià)相對(duì)于斷裂的余量的情況較多，但由于數(shù)值模擬的普及和后處理軟件的高功能化，利用了成形極限圖(FLD)的材料的斷裂評(píng)價(jià)方法開始被較多使用。FLD可通過中島法等實(shí)驗(yàn)得到，但其方法復(fù)雜，對(duì)于多種的鋼板選單和板厚難以構(gòu)建數(shù)據(jù)庫，所以提出有幾個(gè)預(yù)測方法。例如，在在通用的軟件的后處理功能中，加入了在Hill局部縮頸模型和Swift擴(kuò)散縮頸模型上增加了Keeler板厚修正經(jīng)驗(yàn)法則的方法(參照非專利文獻(xiàn)1)。但是，根據(jù)這些理論得到的預(yù)測值，對(duì)于鋁或軟鋼板能夠以較高的精度預(yù)測，但在拉伸強(qiáng)度為440MPa級(jí)以上的鋼板中在單軸拉伸側(cè)進(jìn)行過大評(píng)價(jià)、在等雙軸拉伸側(cè)進(jìn)行過小評(píng)價(jià)，所以不適于當(dāng)前的多用高強(qiáng)度鋼板的汽車車身的開發(fā)。并且，已知FLD依存于變形路徑且較大地變化，作為像經(jīng)過了沖壓成形或沖壓成形的預(yù)變形的汽車車身部件的碰撞那樣的、變形路徑較大地變化的塑性變形過程的斷裂評(píng)價(jià)方法，不能期待較高的預(yù)測精度。但是，最近，桑原等(參照非專利文獻(xiàn)1、2)通過實(shí)驗(yàn)和解析驗(yàn)證了當(dāng)將鋁擠壓材料或軟鋼板作為對(duì)象，使用在應(yīng)力空間中標(biāo)記的斷裂極限線時(shí)，能夠與變形的路徑無關(guān)，而大致唯一地表現(xiàn)斷裂極限。這些見解與鋁或軟鋼板相關(guān)，在拉伸強(qiáng)度為440MPa級(jí)以上的鋼板中沒有明確。因此，本發(fā)明人對(duì)440MPa以上的拉伸強(qiáng)度的高強(qiáng)度鋼板進(jìn)行詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)，首次想到了以下的事項(xiàng)。(1)通過使用根據(jù)單軸拉伸試驗(yàn)得到的應(yīng)力-應(yīng)變曲線和素材的板厚、或者應(yīng)力-應(yīng)變曲線、素材的板厚以及規(guī)定應(yīng)力增量依賴性的參數(shù)Kc，能夠以較高精度對(duì)通過比例負(fù)荷路徑得到的應(yīng)變空間的FLD進(jìn)行預(yù)測，由此，對(duì)于多種鋼板選單和板厚，能夠簡便且有效地構(gòu)建應(yīng)變空間中的FLD數(shù)據(jù)庫。(2)將通過該比例負(fù)荷路徑得到的應(yīng)變空間中的FLD轉(zhuǎn)換到應(yīng)力空間，并在應(yīng)力空間中判斷斷裂，由此能夠進(jìn)行包含一個(gè)以上的變形路徑變化的過程中的斷裂判斷。以下，根據(jù)各實(shí)施例詳細(xì)說明第2實(shí)施方式。(實(shí)施例1)首先，對(duì)實(shí)驗(yàn)地測定應(yīng)變空間的FLD的方法進(jìn)行說明。將以下的由具有表1所示的機(jī)械特性值和材料參數(shù)的金屬材料構(gòu)成的鋼板作為對(duì)象，通過比例負(fù)荷實(shí)驗(yàn)測定了斷裂極限應(yīng)變。在此，t是薄板的厚度，YP是屈服強(qiáng)度，TS是拉伸強(qiáng)度，U.E1是均勻伸長，El是全伸長，rm是平均r值(表示寬厚應(yīng)變比，在設(shè)壓延方向的r值為r。、相對(duì)于壓延方向呈45°方向的r值為r45、相對(duì)于壓延方向呈90°方向的r值為r9C)的情況下，用rm二(r。+2r45+r9。)/4)表示)，K、s。、n是表示將根據(jù)單軸拉伸試驗(yàn)得到的應(yīng)力-應(yīng)變曲線代入如下的函數(shù)式時(shí)得到的材料參數(shù)。[公式17]a叫^(s叫+So)n比例負(fù)荷實(shí)驗(yàn)中的斷裂極限應(yīng)變?yōu)?，使劃圓直徑為6mm，對(duì)單軸拉伸、中島法(使用了特氟隆(注冊(cè)商標(biāo))片的球頭鼓凸)、液壓鼓脹試驗(yàn)中的斷裂應(yīng)變進(jìn)行了測定。圖25表示包含通過上述實(shí)驗(yàn)測定的應(yīng)變空間的斷裂極限線的FLD。t<table>tableseeoriginaldocumentpage24</column></row><table>其次，對(duì)根據(jù)材料的機(jī)械特性值理論地推測應(yīng)變空間的斷裂極限線的方法進(jìn)行說明。作為FLD推測方法具有并用Hill局部縮頸模型和Swift擴(kuò)散縮頸模型的方法、Storen-Rice模型(1975，J.Mech.Phys.Solids，23，421)等，通過利用Keeler經(jīng)驗(yàn)法則修正板厚的影響可得到。以下，說明具體的計(jì)算方法。首先，采樣用于求出[公式18]<formula>formulaseeoriginaldocumentpage24</formula>的數(shù)據(jù)，但作為試驗(yàn)方法單軸拉伸試驗(yàn)較方便，是優(yōu)選的。根據(jù)通過單軸拉伸試驗(yàn)得到的應(yīng)力-應(yīng)變曲線，代入如下的包含適當(dāng)?shù)牟牧蠀?shù)的函數(shù)式而決定材料參數(shù)即可。[公式19]<formula>formulaseeoriginaldocumentpage24</formula>如果使用近似精度較高、在薄鋼板的數(shù)值模擬中經(jīng)常使用的n次硬化法則，則能夠通過如下公式表現(xiàn)。當(dāng)斷裂極限應(yīng)變使用n次硬化法則和對(duì)于屈服曲面的如下的Mises屈服函數(shù)時(shí)，Swift擴(kuò)散縮頸可由如下公式賦予。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage25</formula>但是，由于Hill理論在雙軸拉伸中不能夠得到局部縮頸，所以在如下的范圍內(nèi)使用，在p〉0范圍內(nèi)適用Swift擴(kuò)散縮頸。圖25表示對(duì)理論計(jì)算的局部縮頸極限，設(shè)板厚為tQ(mm)、使用如下Keeler經(jīng)驗(yàn)法則修正了板厚的影響的FLD。[公式25]Swift擴(kuò)散縮頸具有在等雙軸拉伸附近較小地估計(jì)斷裂極限的傾向，需要改善。因此，優(yōu)選使用在分支理論的基礎(chǔ)上擴(kuò)充了Hill局部縮頸模型的Storen-Rice模型。Storen-Rice模型是，在使用n次硬化法則和與屈服曲面的Mises屈服曲面相對(duì)的全應(yīng)變理論的增量顯示時(shí)，在p^0的范圍內(nèi)，斷裂極限應(yīng)變通過如下公式賦予。g、3/72+n(2+P)21一2(2+p)(l+戶+P2)圖26表示包含使用Storen-Rice模型計(jì)算的應(yīng)變空間的斷裂極限線的Hill局部縮頸可由如下公式賦予，[公式22](0.233+0.141t0)FIJD。雖然比Swift擴(kuò)散縮頸模型大幅改善了預(yù)測精度，但難以確保足夠的精度。伊藤等(參照非專利文獻(xiàn)4)，為了克服在將Mises的2次屈服函數(shù)作為塑性勢的垂直法則中應(yīng)力增量張量和塑性應(yīng)變?cè)隽繌埩坎?對(duì)1的對(duì)應(yīng)、塑性應(yīng)變?cè)隽糠较蛳鄬?duì)于應(yīng)力方向的急劇變化不追隨的缺點(diǎn)，提出了塑性應(yīng)變?cè)隽繌埩康姆较蛞来嬗趹?yīng)力增量張量的構(gòu)成式。在該構(gòu)成式中，需要對(duì)塑性應(yīng)變?cè)隽康膽?yīng)力增量依賴性進(jìn)行規(guī)定的參數(shù)Kc，但Kc的物理背景不清楚，也沒提出關(guān)于參數(shù)的導(dǎo)出方法。因此，本發(fā)明人對(duì)以下的表2所示的440MPa980MPa級(jí)的高強(qiáng)度鋼板進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、調(diào)査的結(jié)果，首先想到了以下的事項(xiàng)。(1)如果根據(jù)等雙軸拉伸變形中的斷裂極限最大主應(yīng)變s,和斷裂極限最小主應(yīng)變￡2，來同定材料參數(shù)Kc，則能夠以高精度預(yù)測FLD。(2)由于Kc不依存于板厚，所以對(duì)每個(gè)材料的拉伸強(qiáng)度或鋼板的強(qiáng)化機(jī)構(gòu)求出必要最低限的Kc即可。圖27表示對(duì)于表5所示的590MPa級(jí)的析出強(qiáng)化型鋼板，通過上述方法求出Kc，在Storen-Rice模型的基礎(chǔ)上使用應(yīng)力增量依存法則計(jì)算的FLD。另外，當(dāng)然代替Keeler板厚修正法則而使用通過實(shí)驗(yàn)測定的平面應(yīng)變中的斷裂極限應(yīng)變er來進(jìn)行修正，能夠確保更高的預(yù)測精度。但是，從能夠僅使用基于素材的單軸拉伸試驗(yàn)的應(yīng)力-應(yīng)變曲線來構(gòu)建相對(duì)多種鋼板選單和板厚的FLD數(shù)據(jù)庫的觀點(diǎn)來看，使用Keeler板厚修正法則是有效的。_Materialt/mmYP/MPaTS緣aU.E1(%)El(%)<table>tableseeoriginaldocumentpage26</column></row><table>(單位t:mm;YP、TS:MPa;El、U.E1:%)(從應(yīng)變空間的斷裂極限線轉(zhuǎn)換成應(yīng)力空間的斷裂極限線的方法)將表4所示的鋼板作為對(duì)象，通過上述方法預(yù)測比例負(fù)荷路徑中的斷裂極限線；在變形路徑變化下的斷裂極限線為，在作為1次變形而在壓延方向上實(shí)施了10%的拉伸后，以與1次拉伸方向呈90。的方向成為最大主應(yīng)力的方式，通過單軸拉伸、中島法(使用特氟隆(注冊(cè)商標(biāo))片的球頭鼓凸)、液壓鼓脹試驗(yàn)測定了斷裂應(yīng)變。從應(yīng)變空間向應(yīng)力空間的轉(zhuǎn)換，能夠通過假定(l)體積恒定法則、(2)Mises屈服函數(shù)、(3)加工硬化法則的各向同性硬化、(4)垂直法則、(5)平面應(yīng)力，來進(jìn)行換算。以下，對(duì)將應(yīng)變空間的斷裂極限線轉(zhuǎn)換到應(yīng)力空間的具體方法進(jìn)行說明。應(yīng)變空間的FLD是對(duì)于每個(gè)最小主應(yīng)變S22表示賦予斷裂極限的最大主應(yīng)變Sn的圖，板厚應(yīng)變S33能夠通過這些和如下的體積恒定法則求出。(￡33=-(￡n+￡22))通常，在成形解析或碰撞解析中使用的結(jié)構(gòu)法則中，使用與變形的路徑無關(guān)、而將等效塑性應(yīng)力CJeq假定為等效塑性應(yīng)變Seq的唯一函數(shù)的各向同性硬化法則，如果使用Swift加工硬化法則則能夠用如下公式表現(xiàn)。[公式28]作為加工硬化的函數(shù)，例如也可以使用等效塑性應(yīng)變的高次多項(xiàng)式或其他的形式，但優(yōu)選使用近似的精度較高、在薄鋼板的數(shù)值模擬中常用的Swift公式。等效塑性應(yīng)變Seq例如如果使用對(duì)于屈服曲面的MiseS屈服函數(shù)，則能夠表現(xiàn)為如下公式。另外，根據(jù)需要也可以使用高度的各向異性屈服函數(shù)，但由于參數(shù)較多、在處理時(shí)需要考慮到板面內(nèi)的方向，所以增加了復(fù)雜的程度但精度的提高量不充分，在實(shí)用上使用假定了面內(nèi)各向同性的屈服函數(shù)就足夠了。其次，通過圖28所示的對(duì)于屈服曲面的塑性應(yīng)變?cè)隽康拇怪狈▌t[公式30]可得到偏差應(yīng)力成分CTij'。最后，通過假定平面應(yīng)力((733=0)通過如下公式可得到應(yīng)力成分巧。[公式31]圖29表示將通過上述方法預(yù)測的FLD和通過實(shí)驗(yàn)測定的變形路徑變化下的斷裂極限應(yīng)變分別轉(zhuǎn)換到應(yīng)力空間的結(jié)果。應(yīng)變空間的FLD依存于變形路徑而斷裂極限較大地變化，但在應(yīng)力空間中標(biāo)記的斷裂極限線與變形路徑無關(guān)能夠用單一的斷裂極限線表現(xiàn)。因此，經(jīng)過多個(gè)塑性變形路徑的材料的斷裂極限線，將在比例負(fù)荷路徑得到的應(yīng)變空間的FLD轉(zhuǎn)換到應(yīng)力空間即可。在實(shí)用上，關(guān)于多種鋼板選單和板厚的斷裂極限線的數(shù)據(jù)庫，能夠根據(jù)通過單軸拉伸試驗(yàn)得到的應(yīng)力-應(yīng)變曲線和素材的板厚求出應(yīng)變空間的成形極限圖(FLD)，并通過將其轉(zhuǎn)換到應(yīng)力空間而求出斷裂極限線。而且，本發(fā)明人對(duì)表5所示的440MPa980MPa級(jí)的高強(qiáng)度鋼板進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)、調(diào)査的結(jié)果，明確了與材料的拉伸強(qiáng)度或強(qiáng)化機(jī)構(gòu)無關(guān)、在較寬范圍內(nèi)成為單一的斷裂極限線的情況。通過使用在該應(yīng)力空間中標(biāo)記的斷裂極限線，能夠以高精度對(duì)像經(jīng)過了沖壓成形或沖壓成形中的預(yù)變形的汽車車身部件的碰撞那樣的、變形路徑較大地變化的塑性變形過程的斷裂評(píng)價(jià)進(jìn)行預(yù)測。(實(shí)施例2)而且，對(duì)實(shí)驗(yàn)測定應(yīng)變空間的擴(kuò)孔率的方法進(jìn)行說明。實(shí)驗(yàn)材料是通過冷軋-連續(xù)退火制造的板厚1.2mm的復(fù)合組織鋼板(DualPhase),具有表6所示的機(jī)械性質(zhì)。機(jī)械特性值是通過內(nèi)向型試驗(yàn)機(jī)以十字頭速度10mm/min(應(yīng)變速度3xl(rVs)進(jìn)行了拉伸試驗(yàn)的值，試驗(yàn)件使用與壓延方向平行地采樣的JIS5號(hào)試驗(yàn)件。[表6]實(shí)驗(yàn)材料的機(jī)械試驗(yàn)值<formula>formulaseeoriginaldocumentpage28</formula>1730(YP:屈服強(qiáng)度；TS:拉伸強(qiáng)度；U.E1:均勻伸長；El:全伸長；rn寬厚應(yīng)變比)首先，將實(shí)驗(yàn)材料剪切成200mmx200mm的大小，使用沖頭和沖模在中央部沖出直徑25mm的大小的孔。通過直徑100mm、沖模肩R15mm的平底沖頭對(duì)該在中央開有孔的素材板進(jìn)行成形直到孔緣發(fā)生斷裂(特氟隆片潤滑)，并測定斷裂發(fā)生時(shí)的孔徑和成形極限高度。實(shí)驗(yàn)的概要如圖30所示。此時(shí)，如果設(shè)d是斷裂時(shí)的孔徑(mm)、do是素材板的孔徑(mm)，貝lj孔緣的伸長應(yīng)變(擴(kuò)孔率)由如下公式定義。[公式32]<formula>formulaseeoriginaldocumentpage29</formula>(1)在最大主應(yīng)變和最小主應(yīng)變的應(yīng)變空間中，如果假定各向同性，則斷裂極限能夠使用該擴(kuò)孔率而如下地表示。[公式33]<formula>formulaseeoriginaldocumentpage29</formula>(2)其次，對(duì)從材料的機(jī)械特性值轉(zhuǎn)換成應(yīng)力空間的斷裂極限的方法進(jìn)行說明。首先，采樣用于求出def＝f(Seq)的數(shù)據(jù)，但作為試驗(yàn)方法單軸拉伸試驗(yàn)較簡便，是優(yōu)選的。根據(jù)通過單軸拉伸試驗(yàn)得到的應(yīng)力-應(yīng)變曲線，代入作為CJeq二f(Seq)而包含適當(dāng)?shù)牟牧蠀?shù)的函數(shù)式來確定材料參數(shù)即可。通常，在用于成形解析或碰撞解析的結(jié)構(gòu)法則中，使用與變形的路徑無關(guān)、而將等效塑性應(yīng)力CJ假定成等效塑性應(yīng)變S的唯一函數(shù)的各向同性硬化法則，如果使用Swift加工硬化法則，則能夠通過如下公式表現(xiàn)。[公式34]<formula>formulaseeoriginaldocumentpage29</formula>(3)作為加工硬化的函數(shù)也可以使用例如等效塑性應(yīng)變的高次多項(xiàng)式或其他形式，但優(yōu)選使用近似的精度較高、在薄鋼板的數(shù)值模擬中常用的Swift公式。板厚應(yīng)變S33能夠通過公式(3)和如下的體積恒定法則求出。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage29</formula>(4)等效塑性應(yīng)變Seq例如如果對(duì)屈服曲面使用MiseS屈服函數(shù)，則能夠表示為如下公式。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage29</formula>(5)另外，根據(jù)需要也可以使用高度的各向異性屈服函數(shù)，但由于參數(shù)較多、在處理時(shí)需要考慮到板面內(nèi)的方向，所以雖然增加了復(fù)雜的程度但精度的提高量不充分，在實(shí)用上使用假定了面內(nèi)各向同性的屈服函數(shù)就足夠了。而且，向應(yīng)力空間的轉(zhuǎn)換，使用該擴(kuò)孔率的實(shí)際應(yīng)變So、等效應(yīng)力(Jeq和等效塑性應(yīng)變Seq的關(guān)系式，例如如下的Swift加工硬化法則即可。[公式37]其次，偏差應(yīng)力成分cTij'可通過圖28所示的對(duì)于屈服曲面的如下的塑性應(yīng)變?cè)隽康拇怪狈▌t得到。最后，通過假定平面應(yīng)力(033=0)，應(yīng)力成分C7ij可通過如下公式得到。(8)圖31表示通過上述方法求出的斷裂極限應(yīng)力線。在將以往的斷裂極限線用于伸長凸緣變形的斷裂極限(斷裂標(biāo)準(zhǔn))時(shí)，由于才材料端部朝向內(nèi)側(cè)的應(yīng)變梯度的存在、以及即使周向的一處滿足局部縮頸也不斷裂的延遲效果，將成形極限高度估計(jì)得較低，但將通過上述方法求出的斷裂極限應(yīng)力線用于斷裂判斷，由此能夠以良好的精度預(yù)測斷裂。(實(shí)施例3)圖32是表示實(shí)施例1的斷裂極限取得裝置的主要結(jié)構(gòu)的框圖。該斷裂極限取得裝置是對(duì)于由金屬材料構(gòu)成的薄板，對(duì)包含一個(gè)以上的變形路徑變化的過程中的薄板的斷裂極限進(jìn)行判斷的裝置，其構(gòu)成為，具有轉(zhuǎn)換部1，將在比例負(fù)荷路徑上得到的應(yīng)變空間的斷裂極限線轉(zhuǎn)換成應(yīng)力空間的斷裂極限線；以及，顯示部2，將通過轉(zhuǎn)換部1得到的應(yīng)力空間的斷裂極限線顯示為應(yīng)力FLD。在本例中，應(yīng)變空間的斷裂極限線通過實(shí)驗(yàn)測定。具體地說，應(yīng)變空間的斷裂極限線是，對(duì)于薄板在通過比例負(fù)荷實(shí)驗(yàn)求出多個(gè)面內(nèi)應(yīng)變比之后，使用各應(yīng)變比中的斷裂極限最大主應(yīng)變q以及斷裂極限最小主應(yīng)變e2的測定值而得到的。轉(zhuǎn)換部1，在將應(yīng)變空間的斷裂極限線轉(zhuǎn)換成應(yīng)力空間的斷裂極限線時(shí)，使用塑性應(yīng)變?cè)隽糠较虮灰?guī)定在垂直于屈服曲面的方向上的塑性應(yīng)變?cè)隽康拇怪狈▌t，進(jìn)行上述轉(zhuǎn)換。具體地說，如上所述，使用等效塑性應(yīng)變^和各應(yīng)變成分&的關(guān)系式即如下的Mises屈服函數(shù)。[公式40]圖33是表示實(shí)施例1的斷裂極限取得方法的各步驟的流程圖。在本例中，如上所述，應(yīng)變空間的斷裂極限線通過實(shí)驗(yàn)測定。首先，轉(zhuǎn)換部1與用戶輸入的薄板材料的種類連動(dòng)而使用例如Mises屈服函數(shù)，將實(shí)驗(yàn)測定的應(yīng)變空間的斷裂極限線轉(zhuǎn)換成應(yīng)力空間的斷裂極限線(步驟Sl)。接下來，在步驟Sl得到的應(yīng)力空間的斷裂極限線作為應(yīng)力FLD顯示在顯示部2(步驟S2)。如上所說明的那樣，根據(jù)本例，在對(duì)包含一個(gè)以上的變形路徑變化的過程中的薄板的斷裂極限進(jìn)行判斷時(shí)，能夠容易且有效地求出斷裂極限線，并能夠具有高預(yù)測精度地判斷斷裂極限。通過本例，能夠定量地評(píng)價(jià)沖壓成形或碰撞時(shí)的斷裂的危險(xiǎn)性，能夠進(jìn)行同時(shí)考慮了材料、工作法、構(gòu)造的汽車車身的有效的、高精度的開發(fā)。(實(shí)施例4)圖34是表示實(shí)施例2的斷裂極限取得裝置的主要結(jié)構(gòu)的框圖。另外，對(duì)于與實(shí)施例1的圖32相同的結(jié)構(gòu)部件賦予相同符號(hào)，并省略詳細(xì)說明。該斷裂極限取得裝置是對(duì)于由金屬材料構(gòu)成的薄板、對(duì)包含一個(gè)以上的變形路徑變化的過程中的薄板的斷裂極限進(jìn)行判斷的裝置，其構(gòu)成為，具有第l推測部ll，通過比例負(fù)荷路徑推測應(yīng)變空間的斷裂極限線；轉(zhuǎn)換部1，將得到的應(yīng)變空間的斷裂極限線轉(zhuǎn)換成應(yīng)力空間的斷裂極限線；以及，顯示部2，將由轉(zhuǎn)換部1得到的應(yīng)力空間的斷裂極限線顯示為應(yīng)力FLD。第1推測部11，并用根據(jù)單軸拉伸試驗(yàn)得到的應(yīng)力-應(yīng)變曲線的近似式、[公式41]和擴(kuò)散縮頸模型，[公式43]<formula>formulaseeoriginaldocumentpage32</formula>而求出應(yīng)變空間的縮頸發(fā)生極限，如上所述，通過比例負(fù)荷路徑推測應(yīng)變空間的斷裂極限線。圖35是表示實(shí)施例1的斷裂極限取得方法的各步驟的流程圖。首先，用戶輸入薄板的材料以及機(jī)械的特性值(t、YP、TS、El、U.E1、r值、n次硬化法則/Swift硬化法則)。第l推測部ll，根據(jù)用戶輸入的機(jī)械特性值，通過比例負(fù)荷路徑推測應(yīng)變空間的斷裂極限線(步驟Sll)。接下來，轉(zhuǎn)換部l,使用作為機(jī)械特性值輸入的n次硬化法則/Swift硬化法則、以及例如Mises屈服函數(shù)等，將由第1推測部11推測的應(yīng)變空間的斷裂極限線轉(zhuǎn)換成應(yīng)力空間的斷裂極限線(步驟S12)。接下來，在步驟Sl得到的應(yīng)力空間的斷裂極限線作為應(yīng)力FLD顯示在顯示部2(步驟S13)。另外，也可以構(gòu)成為，根據(jù)出廠試驗(yàn)值的數(shù)據(jù)庫(t、YP、TS、El、U.El、r值、應(yīng)力-應(yīng)變多直線數(shù)據(jù)灘測應(yīng)變FLD,并根據(jù)出廠試驗(yàn)值(規(guī)定的規(guī)格內(nèi)的品質(zhì)不均分布中的上限值、下限值，以及品質(zhì)不均分布的平均值)算出應(yīng)力FLD。如上所說明的那樣，根據(jù)本例，在對(duì)包含一個(gè)以上的變形路徑變化的過程中的薄板的斷裂極限進(jìn)行判斷時(shí)，能夠容易且有效地求出斷裂極限線，能夠具有高預(yù)測精度地判斷斷裂極限。通過本例，能夠定量地評(píng)價(jià)沖壓成形或碰撞時(shí)的斷裂的危險(xiǎn)性，能夠進(jìn)行同時(shí)考慮了材料、工作法、構(gòu)造的汽車車身的有效、高精度的開發(fā)。(變形例)在此，對(duì)實(shí)施例2的變形例進(jìn)行說明。在該變形例中，如圖36所示，在實(shí)施例2的斷裂極限取得裝置中，代替第1推測部11而設(shè)置有第2推測部12。第2推測部12與第1推測部11同樣、通過比例負(fù)荷路徑推測應(yīng)變空間的斷裂極限線，如上所述，使用[公式44]根據(jù)單軸拉伸試驗(yàn)得到的應(yīng)力-應(yīng)變曲線的近似式CJeq-(Seq+So)n或C5eq—Cs叫、作為塑性應(yīng)變?cè)隽糠▌t的塑性應(yīng)變?cè)隽繌埩康姆较蛞来嬗趹?yīng)力增量張量的構(gòu)成式、規(guī)定塑性應(yīng)變?cè)隽繌埩康姆较虻牟牧蠀?shù)Kc、Storen-Rice的局所縮頸模型，來求出應(yīng)變空間的縮頸發(fā)生極限，并通過比例負(fù)荷路徑推測應(yīng)變空間的斷裂極限線。在此，如上所述，第2推測部12根據(jù)一個(gè)以上的斷裂極限最大主應(yīng)變s,以及斷裂極限最小主應(yīng)變s2的測定值，同定上述材料參數(shù)Kc。如上所說明的那樣，根據(jù)本例，與實(shí)施例2相比，對(duì)于斷裂預(yù)測，能夠確保更優(yōu)良的、充分的精度，能夠更容易且有效地求出斷裂極限線，能夠具有高預(yù)測精度地判斷斷裂極限。使用了第l、第2實(shí)施方式的其他實(shí)施方式構(gòu)成上述實(shí)施例等的斷裂預(yù)測裝置的各結(jié)構(gòu)要素(除了顯示部4)的功能，能夠通過存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)的RAM或ROM等中的程序的工作來實(shí)現(xiàn)。同樣，斷裂預(yù)測方法、斷裂極限取得方法的各步驟(圖23的步驟S1S6、圖24的步驟S11-S14等、圖33的步驟S1S2、圖35的步驟S11-S13等)也能夠通過存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)的RAM或ROM等中的程序的工作來實(shí)現(xiàn)。該程序以及存儲(chǔ)該程序的計(jì)算機(jī)可讀取的存儲(chǔ)媒介包含于本發(fā)明。具體地說，上述程序存儲(chǔ)在例如CD-ROM這樣的存儲(chǔ)媒介中，或者通過各種傳輸媒介提供給計(jì)算機(jī)。作為存儲(chǔ)上述程序的存儲(chǔ)媒介，除CD-ROM以外，還可以使用軟盤、硬盤、磁帶、光磁盤、非易失性存儲(chǔ)卡等。另一方面，作為上述程序的傳輸媒介可以使用用于將程序信息作為載波傳輸而進(jìn)行供給的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的通信媒介。在此，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是指LAN、互聯(lián)網(wǎng)等WAN、無線通信網(wǎng)絡(luò)等，通信媒介是指光纖等有線線路或無線線路等。并且，作為包含于本發(fā)明的程序，不僅是通過計(jì)算機(jī)執(zhí)行被供給的程序來實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施方式的功能的程序。例如，在該程序與在計(jì)算機(jī)中運(yùn)行的OS(操作系統(tǒng))或其他應(yīng)用程序等一起實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施方式的功能的情況下，所述程序也包含于本發(fā)明。并且，在通過計(jì)算機(jī)的功能擴(kuò)充卡或功能擴(kuò)充單元來進(jìn)行被供給的程序的處理的全部或一部分，而實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施方式的功能的情況下，所述程序也包含于本發(fā)明。例如，圖37是表示個(gè)人用戶終端裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的示意圖。在該圖37中，1200是具有CPU1201的個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)。PC1200執(zhí)行存儲(chǔ)于ROM1202或硬盤(HD)1211的、或通過軟盤驅(qū)動(dòng)器(FD)1212供給的器件控制軟件。該P(yáng)C1200總體控制與系統(tǒng)總線1204連接的各器件。通過存儲(chǔ)于PC1200的CPU1201、ROM1202或硬盤(HD)1211中的程序，實(shí)現(xiàn)實(shí)施例的圖23中的步驟S1S6、圖24中的步驟S11S14、圖33的步驟S1S2、圖35的步驟S11S13的工序等。1203是RAM,作為CPU1201的主存儲(chǔ)器、工作區(qū)等起作用。1205是鍵盤控制器(KBC)，控制來自鍵盤(KB)1209或未圖示的器件等的指示輸入。1206是CRT控制器(CRTC)，控制CRT顯示器(CRT)1210的顯示。1207是磁盤控制器(DKC)。DKC1207對(duì)硬盤(HD)1211以及軟盤(FD)1212的存取進(jìn)行控制，該硬盤(HD)1211存儲(chǔ)引導(dǎo)程序、多個(gè)應(yīng)用程序、編譯文件、用戶文件以及網(wǎng)絡(luò)管理程序等。在此，所謂引導(dǎo)程序是指起動(dòng)程序、是開始電腦的硬件、軟件的執(zhí)行(動(dòng)作)的程序。1208是網(wǎng)絡(luò)接口卡(NIC)，通過LAN1220與網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)、其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備或其他PC進(jìn)行雙向的數(shù)據(jù)的交換。工業(yè)實(shí)用性根據(jù)本發(fā)明，在對(duì)包含一個(gè)以上的變形路徑變化的過程中的薄板有無斷裂發(fā)生進(jìn)行預(yù)測時(shí)，能夠容易且有效地求出斷裂極限線，并能夠具有高預(yù)測精度地預(yù)測有無斷裂發(fā)生。由此，能夠定量地評(píng)價(jià)沖壓成形或碰撞時(shí)的斷裂的危險(xiǎn)性，并實(shí)現(xiàn)同時(shí)考慮了材料、工作法、構(gòu)造的汽車車身的有效的、高精度的開發(fā)。權(quán)利要求1.一種斷裂預(yù)測方法，對(duì)由金屬材料構(gòu)成的薄板的斷裂極限進(jìn)行評(píng)價(jià)，其特征在于，在對(duì)與一個(gè)以上的變形路徑變化相對(duì)應(yīng)的塑性變形過程中的上述薄板的斷裂發(fā)生進(jìn)行預(yù)測時(shí)，包括以下步驟將應(yīng)變空間的斷裂極限線轉(zhuǎn)換成應(yīng)力空間的斷裂極限線；以及使用所得到的上述應(yīng)力空間的斷裂極限線預(yù)測有無上述斷裂發(fā)生。2.如權(quán)利要求1所述的斷裂預(yù)測方法，其特征在于，在預(yù)測有無上述斷裂發(fā)生的步驟中，通過數(shù)值分析評(píng)價(jià)上述薄板的變形狀態(tài)，將所得到的應(yīng)變換算成應(yīng)力，使用上述應(yīng)力空間的斷裂極限線定量地評(píng)價(jià)有無上述斷裂發(fā)生。3.如權(quán)利要求2所述的斷裂預(yù)測方法，其特征在于，在與多個(gè)上述塑性變形過程的各個(gè)相對(duì)應(yīng)地預(yù)測上述薄板的斷裂發(fā)生時(shí)，將在前階段的上述塑性變形過程中通過上述數(shù)值分析評(píng)價(jià)的上述薄板的變形狀態(tài)，繼續(xù)作為后階段的上述塑性變形過程中的上述數(shù)值分析的初始條件。4.如權(quán)利要求3所述的斷裂預(yù)測方法，其特征在于，上述薄板的變形狀態(tài)是上述薄板的板厚以及等效塑性應(yīng)變，或者是上述板厚、等效塑性應(yīng)變、應(yīng)力張量以及應(yīng)變張量。5.如權(quán)利要求3或4所述的斷裂預(yù)測方法，其特征在于，上述前階段的上述塑性變形過程是上述薄板的成形過程，上述后階段的上述塑性變形過程是上述薄板的碰撞過程。6.如權(quán)利要求15任一項(xiàng)所述的斷裂預(yù)測方法，其特征在于，在轉(zhuǎn)換成上述應(yīng)力空間的斷裂極限線的步驟中，根據(jù)實(shí)驗(yàn)得到上述應(yīng)變空間的斷裂極限線。7.如權(quán)利要求1~5任一項(xiàng)所述的斷裂預(yù)測方法，其特征在于，在轉(zhuǎn)換成上述應(yīng)力空間的斷裂極限線的步驟中，根據(jù)機(jī)械特性值理論地推測上述應(yīng)變空間的斷裂極限線。8.如權(quán)利要求7所述的斷裂預(yù)測方法，其特征在于，將上述應(yīng)變空間中的縮頸開始線轉(zhuǎn)換到上述應(yīng)力空間，取得上述應(yīng)力空間的斷裂極限線。9.如權(quán)利要求1所述的斷裂預(yù)測方法，其特征在于，在預(yù)測上述斷裂發(fā)生的步驟中，將根據(jù)通過實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)的上述薄板的變形狀態(tài)而得到的應(yīng)變換算成應(yīng)力，使用上述應(yīng)力空間的斷裂極限線定量地評(píng)價(jià)有無上述斷裂發(fā)生。10.如權(quán)利要求28任一項(xiàng)所述的斷裂預(yù)測方法，其特征在于，使用有限元法作為上述數(shù)值分析的方法。11.如權(quán)利要求IO所述的斷裂預(yù)測方法，其特征在于，在使用上述有限元法中的一個(gè)即動(dòng)態(tài)顯式解法作為上述數(shù)值分析的方法的情況下，將通過上述動(dòng)態(tài)顯式解法得到的塑性應(yīng)變轉(zhuǎn)換成應(yīng)力，并與上述應(yīng)力空間的斷裂極限線進(jìn)行比較。12.如權(quán)利要求18、10、11任一項(xiàng)所述的斷裂預(yù)測方法，其特征在于，在預(yù)測上述斷裂發(fā)生的步驟中，考慮上述薄板的變形應(yīng)力的速度依賴性而執(zhí)行上述數(shù)值分析，對(duì)根據(jù)該數(shù)值分析得到的塑性應(yīng)變進(jìn)行轉(zhuǎn)換而算出基準(zhǔn)應(yīng)變速度下的應(yīng)力，并與對(duì)應(yīng)于上述基準(zhǔn)應(yīng)變速度的上述應(yīng)力空間的斷裂極限線進(jìn)行比較。13.如權(quán)利要求l-6、912任一項(xiàng)所述的斷裂預(yù)測方法，其特征在于，使用將根據(jù)擴(kuò)孔試驗(yàn)得到的擴(kuò)孔率轉(zhuǎn)換到應(yīng)力空間后的標(biāo)準(zhǔn)，來判斷材料的斷裂預(yù)測。14.如權(quán)利要求1所述的斷裂預(yù)測方法，其特征在于，在將上述應(yīng)變空間的斷裂極限線轉(zhuǎn)換成上述應(yīng)力空間的斷裂極限線時(shí)，使用塑性應(yīng)變?cè)隽糠较虮灰?guī)定為垂直于屈服曲面的方向的塑性應(yīng)變?cè)隽康拇怪狈▌t。15.如權(quán)利要求14所述的斷裂預(yù)測方法，其特征在于，在使用上述塑性應(yīng)變?cè)隽康拇怪狈▌t時(shí)，使用等效塑性應(yīng)變^和各應(yīng)變成分Sij的關(guān)系式[公式l]<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>16.如權(quán)利要求l、14、15任一項(xiàng)所述的斷裂預(yù)測方法，其特征在于，在通過上述比例負(fù)荷路徑得到上述應(yīng)變空間的斷裂極限線時(shí)，對(duì)于上述薄板，在通過比例負(fù)荷實(shí)驗(yàn)求出多個(gè)面內(nèi)應(yīng)變比之后，使用各個(gè)應(yīng)變比中的斷裂極限最大主應(yīng)變s,以及斷裂極限最小主應(yīng)變S2的測定值。17.如權(quán)利要求l、14、15任一項(xiàng)所述的斷裂預(yù)測方法，其特征在于，在通過上述比例負(fù)荷路徑得到上述應(yīng)變空間的斷裂極限線時(shí)，并用[公式2]根據(jù)單軸拉伸試驗(yàn)得到的應(yīng)力-應(yīng)變曲線的近似式CJeq-CSeq11、局部縮頸模型<=^~、和擴(kuò)散縮頸模型《=2，，+1)，、，而求出應(yīng)變空間的縮頸發(fā)生極限；其中，在局部縮頸模型中，戶=^<0;在擴(kuò)散縮頸模型中，/7S0。d《18.如權(quán)利要求l、14、15任一項(xiàng)所述的斷裂預(yù)測方法，其特征在于，在通過上述比例負(fù)荷路徑得到上述應(yīng)變空間的斷裂極限線時(shí)，使用[公式3]根據(jù)單軸拉伸試驗(yàn)得到的應(yīng)力-應(yīng)變曲線的近似式aeq=K(seq+e())n或Geq—Cs叫、作為塑性應(yīng)變?cè)隽糠▌t的、塑性應(yīng)變?cè)隽繌埩康姆较蛞来嬗趹?yīng)力增量張量的構(gòu)成式、規(guī)定塑性應(yīng)變?cè)隽繌埩康姆较虻牟牧蠀?shù)Kc、以及Storen-Rice的局部縮頸模型，而求出上述應(yīng)變空間的縮頸發(fā)生極限。19.如權(quán)利要求18所述的斷裂預(yù)測方法，其特征在于，根據(jù)一個(gè)以上的斷裂極限最大主應(yīng)變s,以及斷裂極限最小主應(yīng)變s2的測定值，同定上述材料參數(shù)Kc。20.如權(quán)利要求17或18所述的斷裂預(yù)測方法，其特征在于，以上述縮頸發(fā)生極限為基準(zhǔn)，使用上述薄板的板厚to、單位mm、根據(jù)單軸拉伸試驗(yàn)得到的應(yīng)力-應(yīng)變曲線、以及[公式4]板厚修正式《=lnl+^(0,233+0.141to)而求出上述應(yīng)變空間的斷裂極限應(yīng)變。21.如權(quán)利要求14或15所述的斷裂預(yù)測方法，其特征在于，將根據(jù)擴(kuò)孔試驗(yàn)得到的伸長應(yīng)變轉(zhuǎn)換到應(yīng)力空間，在應(yīng)力空間中判斷斷裂。22.如權(quán)利要求1~21任一項(xiàng)所述的斷裂預(yù)測方法，其特征在于，上述薄板由拉伸強(qiáng)度440MPa級(jí)以上的高強(qiáng)度材料構(gòu)成。全文摘要一種斷裂預(yù)測方法，將把擴(kuò)孔率換算成應(yīng)力的斷裂極限應(yīng)力線作為斷裂的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)根據(jù)使用了有限元法的數(shù)值分析得到的數(shù)據(jù)和斷裂極限應(yīng)力線的關(guān)系進(jìn)行比較，由此定量地評(píng)價(jià)材料的斷裂危險(xiǎn)性。由此，在包含一個(gè)以上的變形路徑變化的過程中的薄板中，在判斷伸長凸緣部的斷裂極限時(shí)，能夠容易且有效地求出斷裂極限線，能夠以高精度預(yù)測斷裂，并能夠評(píng)價(jià)沖壓成形或碰撞時(shí)的斷裂的危險(xiǎn)性。文檔編號(hào)G01N3/00GK101379381SQ20078000415公開日2009年3月4日申請(qǐng)日期2007年2月1日優(yōu)先權(quán)日2006年2月1日發(fā)明者上西朗弘,吉田亨,吉田博司,樋渡俊二,米村繁申請(qǐng)人:新日本制鐵株式會(huì)社