板金成形解析

金属成形プロセスにおける板金成形分析を成功させるには、非接触光学式 3D 変形測定システムが必要です。このシステムは、たとえば板金部品の変形を分析、計算、記録します。部品の表面の 3D 座標、表面上の大小のひずみの分布、材料の厚さの減少も提供します。成形限界図では、測定された変形が材料特性と比較されます。このシステムは、以下の方法で板金成形の 最適化プロセスをサポートします。

• 重大な変形箇所の高速検出
• 複雑な成形問題を解決する
• 数値シミュレーションの検証
• FEモデルの検証
• 成形限界曲線（FLC）の作成
• 成形限界図を用いて測定された変形と材料特性を比較します。

成形分析システムによる光学成形分析は、高いスキャン密度を使用して、小型および大型のコンポーネントを正確かつ迅速に測定します。成形分析システムは、材料とは独立して動作します。内部高圧成形プロセス (IHPF、ハイドロ成形) によって製造されたフラット ブランク、チューブ、またはその他のコンポーネントから作られたコンポーネントを分析できます。

成形解析システムは、平面状態と変形状態の測定点の 3D位置を比較します。

変形前に、測定対象物の表面に規則的な点パターンが適用されます。成形プロセス中に高い摩擦を受ける測定対象物の場合、たとえば電解法を使用して測定点が適用されます。測定対象物の成形プロセス後、カメラ(オンラインまたはスタンドアロン操作) が、さまざまなビューで複数の異なる画像に測定点を記録します。

成形解析システムは 2 つのポイント タイプで動作します。

成形解析システムでは、写真測量法を使用して測定ポイントの3D計算が行われます。個々の画像またはビューの空間的な位置を自動的に決定するために、コード化されたポイントが測定対象物の近くまたは上に配置されます。

写真測量の基本的な考え方は、さまざまな方向から点 (コード化および非コード化) を観察し、取得した画像または点線からこれらの点の 3D 座標を計算することです。画像に表示される点は、互いに固定された関係にあります。したがって、他のビュー角度から作成された画像を使用して、この点の関係を使用してカメラの位置を計算することができます。画像セットの取得中に、互いに可能な限り最大の角度 (A、B、C) を示す複数の異なる方向からの点を記録することが目標です。

成形解析システムソフトウェアの役割は、画像セットのすべての画像で楕円(点面の透視図) とその 3D 方向を正確に検出することです。成形解析システム ソフトウェアは画像を解釈し、3D 測定データを生成します。

ひずみを計算するために、平坦な状態と変形した状態を比較します。(#1 と #2) 標準的な測定プロジェクトでは、ひずみの基準となる平坦な状態は光学的に取得されるのではなく、プロジェクト パラメータで定義された理論的なポイント距離から得られます。デフォルトでは、成形解析システムは、1 つの平面上にあり、ポイント距離がわかっている、正確に規則的な初期パターンを想定します。これは「仮想基準ステージ」と呼ばれ、ソフトウェアでは斜体文字でステージ 0 とマークされます。すべてのひずみ値は、調整された計算パラメータ ポイント距離を参照します。成形解析システム ソフトウェアは、1 つのプロジェクト内で複数の静的変形状態 (ステージ) を解析することもできます。この場合、各変形ステージはいつでもひずみの基準として設定できます。この手順は、たとえばチューブの変形解析に使用できます。ひずみの全視野ビューを可能にするために、ソフトウェアはいわゆるグリッド モード (#3 と #4) に変更されます。つまり、測定ポイントの中心点に基づいてグリッド サーフェスが作成されます。各グリッド ラインの交点は、3D 測定ポイントを表します。ひずみの全フィールドカラー表現は、これらのグリッド線の交点の 3D 位置から得られます。(#5 および #6)

• https://www.researchgate.net/publication/321168677_Investigation_of_Forming_Limit_Curves_of_Various_Sheet_materials_Using_Hydraulic_Bulge_Testing_With_Analytical_Experimental_and_FEA_Techniques

• 板金のFEA
• 写真測量法 [1]