Способ определения разрушения, устройство, программа и читаемый компьютером носитель записи для определения разрушения

Способ определения разрушения, устройство, программа и читаемый компьютером носитель записи для определения разрушения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к способу определения разрушения, устройству определения разрушения, программе и читаемому компьютером носителю записи, предназначенным для определения разрушения металлической пластины, детали, сформированной из металлической пластины (листа), и конструкции, сформированной из металлической пластины, и подобного при моделировании столкновения для автомобиля, моделировании штамповки детали или подобного.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В последние годы, в автомобильной промышленности, разработка конструкции автомобильного кузова, способной уменьшить для пассажиров телесные повреждения при столкновении, является актуальным вопросом. Конструкция автомобильного кузова, отличающаяся такой безопасностью при столкновении, может быть обеспечена путем поглощения, в случае столкновения, энергии удара конструктивными элементами, отличными от пассажирского салона, чтобы минимизировать деформацию пассажирского салона и обезопасить пространство выживания.

Таким образом, является важным обеспечить конструктивным элементам возможность поглощать энергию удара. Для повышения поглощения энергии удара крайне важно стабилизировать форму потери устойчивости (при продольном изгибе) и препятствовать изгибу или разрушению в середине, и необходимо точно оценивать, какая степень риска разрушения была достигнута на текущий момент.

Однако, при столкновении или штамповке автомобиля, каждый элемент проходит сложную траекторию деформации, и таким образом риск разрушения изменяется в зависимости от своей предыстории деформации. Следовательно, было трудным точно оценивать риск разрушения для каждой части каждого элемента.

Традиционно имелось много предложений для способов и устройств и подобного, предназначенных для прогнозирования разрушения. Например, японская выложенная патентная публикация №2007-152407 (Патентный документ 1 ниже) раскрывает устройство арифметической обработки (арифметический процессор), которое прогнозирует разрушение в ходе штамповки путем использования средства моделирования штамповки, средства вычисления эквивалентной пластической деформации, средства вычисления величины для определения образования трещин (при формовании), и средства определения образования трещин. Средство определения образования трещин в составе устройства арифметической обработки способно прогнозировать образование трещины более точно при прогнозировании образования трещины со ссылкой на диаграмму предельных значений в формовании путем прогнозирования образования трещины в соответствии с тем, превышает ли эквивалентная пластическая деформация объекта, используемого для определения, величину определения образования трещин в направлении развития деформации. Однако способ по Патентному документу 1 должен оценивать границу области разрушения согласно расстоянию до предельной величины непропорционального формообразования в пространстве деформаций, и способ должен повторно вычислять предельную величину непропорционального формообразования при каждом изменении направления развития деформации, и, следовательно, является сложным.

Кроме того, японская выложенная патентная публикация № 2007-232714 (Патентный документ 2 ниже) раскрывает, что с помощью кривой, полученной путем преобразования коэффициента расширения отверстия в напряжение, взятой в качестве линии предельного напряжения до начала разрушения, риск разрушения материала количественно оценивается путем сравнения отношения между данными, полученными на основе численного анализа с использованием метода конечных элементов, и линии предельного напряжения до разрушения. В способе Патентного документа 2 является возможным легко и эффективно получать линию предельных значений разрушения, при определении предельных значений разрушения для тонкой пластины в процессе, включающем в себя одно или несколько изменений траектории деформации, и определять предельное значение разрушения с высокой точностью прогноза.

Кроме того, японская выложенная патентная публикация № 2007-232715 (Патентный документ 3 ниже) раскрывает, что с помощью кривой, полученной преобразованием коэффициента расширения отверстия в напряжение, принимаемой в качестве линии предельного напряжения до разрушения, риск разрушения материала количественно оценивается путем сравнения отношения между данными, полученными на основе численного анализа с использованием метода конечных элементов, и линии предельного напряжения до разрушения. В способе Патентного документа 3 является возможным легко и эффективно получать линию предельных значений разрушения при определении предельного значения разрушения для отбортованной детали в тонкой пластине в процессе, включающем в себя одно или несколько изменений траекторий деформации, и определять разрушение с высокой точностью, посредством этого позволяя оценивание риска разрушения в течение штамповки или в случае столкновения.

Кроме того, японская выложенная патентная публикация №2007-285832 (Патентный документ 4 ниже) раскрывает систему получения предельного значения разрушения, в которой пользовательский терминал предоставляет на сервер данные материала в качестве объекта определения разрушения, и получает от сервера данные линии предела области разрушения. Публикация раскрывает, что пользовательский терминал количественно оценивает риск разрушения материала, используя полученную предельную линию области разрушения.

УКАЗАТЕЛЬ БИБЛИОГРАФИЧЕСКИХ ССЫЛОК

ПАТЕНТНАЯ ЛИТЕРАТУРА

Патентная литература 1: Японская выложенная патентная публикация № 2007-152407

Патентная литература 2: Японская выложенная патентная публикация № 2007-232714

Патентная литература 3: Японская выложенная патентная публикация № 2007-232715

Патентная литература 4: Японская выложенная патентная публикация № 2007-285832

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ТЕХНИЧЕСКАЯ ЗАДАЧА

Однако, хотя вышеописанные Патентные документы 2-4 могут соответствовать непропорциональной деформации согласно оцениванию напряжением, они не представляют конкретно количественные показатели, представляющие степень риска разрушения. Кроме того, в простом способе определения разрушения имеется проблема, что риск разрушения изменяется, если металлическая структура осуществила возврат из пластического состояния в упругое состояние.

Настоящее изобретение выполнено ввиду проблем традиционных способов, как описано выше, и его задача состоит в обеспечении способа определения разрушения, устройства определения разрушения, программы и читаемого компьютером носителя записи, которые способны выполнять определение разрушения с высокой точностью, даже если металлическая структура осуществила возврат из пластического состояния в упругое состояние.

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ

Настоящее изобретение представляет способ определения разрушения, предназначенный для определения разрушения металлической структуры, способ включает в себя: этап анализа деформации, состоящий в выполнении анализа деформации от начала деформирования до окончания деформирования металлической структуры; и этап определения разрушения, состоящий в извлечении целевой части определения разрушения исходя из состояния деформации металлической структуры, полученного на этапе анализа деформации, и если извлеченная целевая часть определения разрушения осуществила возврат из пластического состояния в упругое состояние, при условии, что напряжением при возврате части в упругое состояние является (x,y)=(σ2,σ1) (максимальное главное напряжение: σ1, минимальное главное напряжение: σ2) на координатной плоскости (x,y), то выполнении определения разрушения для целевой части определения разрушения с использованием напряжения нового начала текучести, определяемого по пересечению прямой, удовлетворяющей отношению y=(σ1/σ2)x, и кривой текучести, полученной исходя из пластического состояния целевой части определения разрушения.

Кроме того, настоящее изобретение представляет устройство определения разрушения, определяющее разрушение металлической структуры, устройство включает в себя: блок анализа деформации, выполняющий анализ деформации от начала деформирования до окончания деформирования металлической структуры; и блок определения разрушения, извлекающий целевую часть определения разрушения, исходя из состояния деформации металлической структуры, полученного в блоке анализа деформации, и если извлеченная целевая часть определения разрушения осуществила возврат из пластического состояния в упругое состояние, при условии, что напряжением возврата части в упругое состояние является (x,y)=(σ2,σ1) (максимальное главное напряжение: σ1, минимальное главное напряжение: σ2) на координатной плоскости (x,y), то выполнения определения разрушения для целевой части определения разрушения с использованием напряжения нового начала текучести, определяемого по пересечению прямой, удовлетворяющей отношению y=(σ1/σ2)x, и кривой текучести, полученной исходя из пластического состояния целевой части определения разрушения.

Кроме того, настоящее изобретение представляет программу для определения разрушения металлической структуры, программа побуждает компьютер исполнять: этап анализа деформации, состоящий в выполнении анализа деформации от начала деформирования до окончания деформирования металлической структуры; и этап определения разрушения, состоящий в извлечении целевой части определения разрушения исходя из состояния деформации металлической структуры, полученного на этапе анализа деформации, и если извлеченная целевая часть определения разрушения осуществила возврат из пластического состояния в упругое состояние, при условии, что напряжением при возврате части в упругое состояние является (x,y)=(σ2,σ1) (максимальное главное напряжение: σ1, минимальное главное напряжение: σ2) на координатной плоскости (x,y), то выполнения определения разрушения целевой части определения разрушения с использованием напряжения нового начала текучести, определяемого по пересечению между прямой, удовлетворяющей отношению y=(σ1/σ2)x, и кривой текучести, полученной исходя из пластического состояния целевой части определения разрушения.

Кроме того, настоящее изобретение представляет читаемый компьютером носитель записи, записывающий программу для определения разрушения металлической структуры, программа побуждает компьютер исполнять: этап анализа деформации, состоящий в выполнении анализа деформации от начала деформирования до окончания деформирования металлической структуры; и этап определения разрушения, состоящий в извлечении целевой части определения разрушения исходя из состояния деформации металлической структуры, полученного на этапе анализа деформации, и если извлеченная целевая часть определения разрушения осуществила возврат из пластического состояния в упругое состояние, при условии, что напряжением возврата части в упругое состояние является (x,y)=(σ2,σ1) (максимальное главное напряжение: σ1, минимальное главное напряжение: σ2) на координатной плоскости (x,y), то выполнении определения разрушения для целевой части определения разрушения с использованием напряжения нового начала текучести, определяемого по пересечению между прямой, удовлетворяющей отношению y=(σ1/σ2)x, и кривой текучести, полученной исходя из пластического состояния целевой части определения разрушения.

ПОЛОЖИТЕЛЬНЫЕ ЭФФЕКТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Согласно настоящему изобретению, определение разрушения может выполняться с высокой точностью, даже если целевая часть определения разрушения в металлической структуре осуществила возврат из пластического состояния в упругое состояние.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1 - схема, иллюстрирующая функциональную структуру устройства определения разрушения.

Фиг. 2 - структурная схема, иллюстрирующая обработку по способу определения разрушения в первом режиме определения разрушения.

Фиг. 3 - структурная схема, иллюстрирующая обработку по способу определения разрушения во втором режиме определения разрушения.

Фиг. 4 - схема, иллюстрирующая пространство напряжений в упругом состоянии.

Фиг. 5 - схема, иллюстрирующая пространство напряжений в пластическом состоянии.

Фиг. 6 - схема, иллюстрирующая пространство напряжений при возврате из пластического состояния в упругое состояние.

Фиг. 7 - структурная схема, иллюстрирующая обработку вычисления риска разрушения.

Фиг. 8 - схема, иллюстрирующая обработку вычисления эквивалентной пластической деформации и эквивалентной пластической деформации для предела разрушения.

Фиг. 9 - структурная схема, иллюстрирующая определение разрушения в процессе формования.

Фиг. 10 - структурная схема, иллюстрирующая определение разрушения в процессе столкновения.

Фиг. 11 - принципиальная схема, иллюстрирующая внутреннюю структуру устройства определения разрушения.

Фиг. 12 - схема, иллюстрирующая пример отображения риска разрушения, вычисленного по способу сравнительного примера, с помощью изолиний (контуров).

Фиг. 13 - схема, иллюстрирующая пример отображения с помощью изолиний риска разрушения, вычисленного по способу первого варианта осуществления.

Фиг. 14 - схема, иллюстрирующая пример отображения с помощью изолиний риска разрушения, вычисленного по способу второго варианта осуществления.

Фиг. 15 - схема, иллюстрирующая изолинии для рисков разрушения от начальной точки s до вершины t.

ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Ниже в документе, предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны со ссылкой на сопроводительные чертежи.

На Фиг. 1 показана схема, иллюстрирующая функциональную структуру устройства 10 определения разрушения согласно этому варианту осуществления. Устройство 10 определения разрушения включает в себя основной блок 1 определения разрушения, устройство 2 ввода и устройство 3 отображения. Основной блок 1 определения разрушения включает в себя блок 4 анализа деформации, блок 5 извлечения и блок 6 анализа разрушения. Блок 6 анализа разрушения включает в себя блок 7 оценивания, блок 8 преобразования и блок 9 определения разрушения.

Устройство 10 определения разрушения по этому варианту осуществления (имитационно) моделирует последовательность деформации от начала деформирования до окончания деформирования для металлической пластины, детали, выполненной из металлической пластины, и конструкции, выполненной из металлической пластины (именуемых в дальнейшем «металлическая структура»). Устройство 10 определения разрушения извлекает целевую часть определения разрушения в качестве объекта определения разрушения, исходя из состояния деформации металлической структуры, с произвольной цикличностью, соответствующей режиму определения разрушения, и выполняет определение разрушения относительно этой целевой части определения разрушения.

В первом режиме определения разрушения, после выполнения анализа деформации от начала деформирования до окончания деформирования металлической структуры, целевая часть определения разрушения извлекается исходя из состояния деформации на одном или нескольких, произвольных или заранее заданных проходах, и выполняется определение разрушения относительно извлеченной целевой части определения разрушения.

Во втором режиме определения разрушения, анализ деформации выполняется от начала деформирования металлической структуры, и затем целевая часть определения разрушения извлекается исходя из состояния деформации таковой, выполняется определение разрушения относительно извлеченной целевой части определения разрушения, и анализ деформации и определение разрушения повторяются до окончания деформирования.

Сначала способ определения разрушения в первом режиме определения разрушения будет описан со ссылкой на структурную схему, приведенную на Фиг. 2. При этом в устройстве 10 определения разрушения значения характеристик материала и механических характеристик, и так далее, для металлической структуры сохраняются заранее, и оно готово к моделированию.

При условии, что заранее заданное (деформирующее) напряжение прикладывается к заранее заданной позиции металлической структуры, блок 4 анализа деформации начинает анализ деформации металлической структуры в ответ на команду от блока 2 ввода (S21). Блок 4 анализа деформации выполняет анализ деформации многопроходно в каждый заранее заданный момент времени или в каждый момент времени, определенный в соответствии со степенью деформации. Кроме того, блок 4 анализа деформации использует для каждого прохода подход, такой как метод конечных элементов, чтобы последовательно анализировать состояние деформации относительно механического напряжения, деформации и т.п., возникающих в металлической структуре, и выполняет анализ деформации на следующем проходе на основании этого состояния деформации (S22). Например, одна часть металлической структуры изменяется из упругого состояния в пластическое состояние или возвращается из пластического состояния в упругое состояние, как будет описано далее. Блок 4 анализа деформации выполняет анализ деформации до окончания деформирования металлической структуры (S23). Блок 4 анализа деформации сохраняет состояние деформации металлической структуры, полученное путем анализа деформации, на каждом проходе. Нужно отметить, что в практическом анализе металлической структуры, количеством проходов может быть, например, от нескольких десятков тысяч проходов до нескольких миллионов проходов.

Затем, блок 5 извлечения извлекает состояние деформации для одного или нескольких произвольных или заранее заданных проходов из сохраненных состояний деформации, и извлекает произвольную или заранее заданную целевую часть определения разрушения исходя из извлеченного состояния деформации (S24). Состояние деформации, подлежащее извлечению, является состоянием деформации для прохода, который произвольно вводится пользователем посредством блока 2 ввода, или состоянием деформации для заранее заданного прохода. Кроме того, целевая часть определения разрушения, подлежащая извлечению, является целевой частью определения разрушения, которая произвольно вводится пользователем посредством блока 2 ввода, или является заранее заданной целевой частью определения разрушения. Целевая часть определения разрушения, подлежащая извлечению, может представлять все части металлической структуры. Кроме того, для состояния деформации для этапа, подлежащего извлечению, хотя желательно извлечь состояния деформации всех проходов для установления состояния разрушения, предпочтительно извлекать состояние деформации каждые от 10 проходов до 1000 проходов для того, чтобы повысить эффективность вычисления.

Блок 6 анализа разрушения выполняет определение разрушения для каждой извлеченной целевой части определения разрушения (этапы S25, S26). Нужно отметить, что подробности определения разрушения посредством блока 6 анализа разрушения будут описаны далее. Блок 6 анализа разрушения сохраняет определение разрушения для целевой части определения разрушения и завершает определение разрушения.

В первом режиме определения разрушения, состояние деформации для одного или нескольких проходов извлекается после анализа деформации от начала деформирования до окончания определения относительно металлической структуры, произвольная или заранее заданная целевая часть определения разрушения извлекается из извлеченного состояния деформации, и выполняется определение разрушения для извлеченной целевой части определения разрушения. Следовательно, определение разрушения на произвольном проходе является возможным, если целевая часть определения разрушения для металлической структуры находится в любом состоянии из упругого состояния и пластического состояния. Кроме того, поскольку может выполняться определение разрушения для произвольной целевой части определения разрушения, пользователь может воспринимать локальную прочность металлической структуры.

Затем, способ определения разрушения во втором режиме определения разрушения будет описан со ссылкой на структурную схему, приведенную на Фиг. 3. При этом в устройстве 10 определения разрушения значения характеристик материала и механических характеристик, и подобное, для металлической структуры сохраняются заранее, и устройство готово к моделированию.

При условии, что заранее заданное напряжение прикладывается к заранее заданной позиции металлической структуры, блок 4 анализа деформации начинает анализ деформации металлической структуры в ответ на команду от блока 2 ввода (S31). Блок 4 анализа деформации выполняет анализ деформации в виде проходов в каждый заранее заданный момент времени или в каждый момент времени, определяемый в соответствии со степенью деформации. Кроме того, блок 4 анализа деформации использует подход, такой как метод конечных элементов, для каждого прохода, чтобы последовательно анализировать состояние деформации относительно механического напряжения, деформации и т.п., возникающих в металлической структуре, и выполняет анализ деформации на следующем проходе на основании этого состояния деформации (S32, S33). Например, одна часть металлической структуры переходит из упругого состояния в пластическое состояние или возвращается из пластического состояния в упругое состояние, как будет описано далее. Блок 4 анализа деформации сохраняет состояние деформации для металлической структуры, полученное путем анализа деформации, на каждом проходе.

Затем, блок 5 извлечения извлекает произвольную или заранее заданную целевую часть определения разрушения из состояния деформации металлической структуры после заранее заданного интервала группирования (числа проходов) (S34). Нужно отметить, что хотя интервал группирования может быть интервалом в один проход или интервалами из произвольного числа проходов, предпочтительно это должен происходить каждые от 10 проходов до 1000 проходов для повышения эффективности вычисления. Кроме того, целевая часть определения разрушения, подлежащая извлечению, является целевой частью определения разрушения, произвольно вводимой пользователем посредством блока 2 ввода, или заранее заданной целевой частью определения разрушения. Целевая часть определения разрушения, подлежащая извлечению, может представлять все части металлической структуры. Нужно отметить, что структурная схема, приведенная на Фиг. 3, описывает способ для выполнения анализа разрушения после интервала в два прохода.

Затем блок 6 анализа разрушения выполняет определение разрушения относительно извлеченной целевой части определения разрушения (S35). Нужно отметить, что подробности определения разрушения посредством блока 6 анализа разрушения будут описаны далее. Блок 6 анализа разрушения сохраняет результат определения разрушения для целевой части определения разрушения.

Затем, подобным образом вслед за анализом деформации после заранее заданного интервала группирования (S36, S37), блок 5 извлечения извлекает произвольную или заранее заданную целевую часть определения разрушения из состояния деформации металлической структуры (S38). Блок 6 анализа разрушения выполняет определение разрушения для извлеченной целевой части определения разрушения (S39), осуществляет запись (результатов) определения разрушения и завершает определение разрушения.

Во втором режиме определения разрушения, вслед за анализом деформации после заранее заданного интервала группирования от начала деформирования металлической структуры, извлекается произвольная или заранее заданная целевая часть определения разрушения из состояния деформации таковой, и выполняется определение разрушения относительно извлеченной целевой части определения разрушения. Эта обработка выполняется до окончания деформирования. Следовательно, определение разрушения является возможным, если целевая часть определения разрушения для металлической структуры находится в любом состоянии из упругого состояния, и пластического состояния. Кроме того, поскольку определение разрушения для целевой части определения разрушения может выполняться последовательно, пользователь может понять, какой процесс проходит металлическая структура до разрушения.

Таким образом, устройство 10 определения разрушения может выполнять определение разрушения для состояния деформации, которое желает пользователь. Кроме того, поскольку устройство 10 определения разрушения способно выполнять определение разрушения последовательно после окончания деформирования металлической структуры или от начала деформирования до окончания деформирования металлической структуры, является возможным гибко реагировать на произвольный способ определения разрушения, который желает пользователь.

Первый вариант осуществления

Затем, будет описан способ определения разрушения согласно первому варианту осуществления. Нужно отметить, что хотя ниже будет описано определение разрушения для одной целевой части определения разрушения, извлеченной блоком 5 извлечения, определение разрушения выполняется подобным образом для любой другой извлеченной целевой части определения разрушения.

Блок 6 анализа разрушения способен выполнять определение разрушения для целевой части определения разрушения в виде процесса, включающего в себя одно или несколько изменений траектории деформации. Блок 6 анализа разрушения включает в себя блок 7 оценивания, блок 8 преобразования и блок 9 определения разрушения, как описано выше. Блок 7 оценивания осуществляет оценку линии предела области разрушения в пространстве деформаций с помощью траектории пропорционального нагружения. Блок 8 преобразования преобразовывает линию предела разрушения в пространстве деформаций, полученную с помощью траектории пропорционального нагружения, в линию предела разрушения в пространстве напряжений (именуемую в дальнейшем линией предельного напряжения разрушения). Блок 9 определения разрушения вычисляет риск разрушения, используя линию предельного напряжения разрушения, выполняет определение разрушения исходя из вычисленного риска разрушения, и отображает результат определения разрушения на устройстве 3 отображения и/или отображает риск разрушения в форме изолиний.

Здесь, линии предельного напряжения разрушения, преобразованные в пространство напряжений посредством блока 8 преобразования, проиллюстрированы на фиг. 4-6. На Фиг. 4-6 показаны схемы, иллюстрирующие пространство напряжений на координатной плоскости (x,y). На Фиг. 4-6 извлекаемая целевая часть определения разрушения является той же, но цикличность извлечения отличается. То есть, на Фиг. 4 иллюстрируется пространство напряжений в момент времени извлечения упругого состояния прежде, чем целевая часть определения разрушения начинает пластично деформироваться. На Фиг. 5 иллюстрируется пространство напряжений в момент времени извлечения пластического состояния, когда целевая часть определения разрушения начинает пластично деформироваться. На Фиг. 6 иллюстрируется пространство напряжений в момент времени извлечения состояния, когда целевая часть определения разрушения осуществила возврат из пластического состояния в упругое состояние. В дальнейшем Фиг. 4-6 будут описаны конкретно.

В пространстве напряжений для упругого состояния, приведенном на Фиг. 4, вышеописанная линия предельного напряжения разрушения может быть изображена на наиболее удаленной стороне, и на внутренней части таковой может быть изображена кривая текучести для начального состояния, оцененная на основании материала металлической структуры. Кроме того, напряжение P упругого состояния, приведенное на Фиг. 4, является возникающим в целевой части определения разрушения, и может быть представлено минимальным главным напряжением σ2 по оси x и максимальным главным напряжением σ1 по оси y.

На Фиг. 4, при условии, что напряжение P проходит траекторию пропорционального нагружения, может быть получена прямая, удовлетворяющая отношению y=(σ1/σ2)x, соединяющая начало координат и напряжение P. Пересечение, где эта прямая, удовлетворяющая отношению y=(σ1/σ2)x, и кривая текучести начального состояния пересекаются, является оценкой начального пластического напряжения A. Начальное пластическое напряжение A является напряжением, когда целевая часть определения разрушения переходит из упругого состояния в пластическое состояние. Следовательно, часть находится в упругом состоянии, пока напряжение P не превысит начальное пластическое напряжение A в целевой части определения разрушения, и когда напряжение превышает начальное пластическое напряжение A, часть начинает пластично деформироваться и оказывается в пластическом состоянии.

Кроме того, на Фиг. 4, пересечение, где пересекаются вышеописанная прямая, удовлетворяющая отношению y=(σ1/σ2)x, и линия предельного напряжения разрушения, является оценкой разрушающего предельного напряжения B при разрушении. Разрушающее предельное напряжение B является напряжением, когда целевая часть определения разрушения разрушается. Следовательно, разрушение происходит, когда напряжение P в целевой части определения разрушения доходит до линии разрушающего предельного напряжения B.

Затем, в пространстве напряжений для пластического состояния, приведенного на Фиг. 5, могут быть изображены та же линия предельного напряжения разрушения и кривая текучести для начального состояния, как на Фиг. 4. Кроме того, напряжение P для пластического состояния, приведенное на Фиг. 5, является тем, которое возникает в целевой части определения разрушения, и может быть представлено минимальным главным напряжением σ2 по оси x и максимальным главным напряжением σ1 по оси y.

На Фиг. 5, как описано выше на Фиг. 4, напряжение P превысило начальное пластическое напряжение A, и, следовательно, целевая часть определения разрушения находится в пластическом состоянии. Кроме того, в связи с повышением напряжения P для пластического состояния, может иллюстрироваться кривая текучести для пластического состояния.

Теперь, в анализе деформации, целевая часть определения разрушения может быть разгружена вследствие, например, (продольного) изгиба части, отличной от целевой части определения разрушения, и т.п. В это время напряжение P для целевой части определения разрушения меньше напряжения P для пластического состояния, и таким образом целевая часть определения разрушения осуществляет возврат из пластического состояния в упругое состояние. На Фиг. 6 иллюстрируется пространство напряжений, когда целевая часть определения разрушения осуществила возврат из пластического состояния в упругое состояние этим образом.

В пространстве напряжений, когда часть осуществила возврат из пластического состояния в упругое состояние, как проиллюстрировано на Фиг. 6, могут быть изображены те же линия предельного напряжения разрушения и кривая текучести для начального состояния, как на Фиг. 4. Кроме того, напряжение P, когда часть осуществила возврат в упругое состояние, приведенное на Фиг. 6, является возникающим в целевой части определения разрушения, и может быть представлено минимальным главным напряжением σ2 по оси x, и максимальный главным напряжением σ1 по оси y. Нужно отметить, что напряжение P меньше напряжения P в пластическом состоянии, иллюстрируемом на Фиг. 5, вследствие разгрузки.

Кроме того, на Фиг. 6, может иллюстрироваться кривая текучести, когда часть осуществила возврат в упругое состояние. Кривая текучести, когда часть осуществила возврат в упругое состояние, и кривая текучести для пластического состояния, иллюстрируемого на Фиг. 5, является той же кривой. В дальнейшем, кривая текучести при возврате части в упругое состояние по Фиг. 6, и кривая текучести при возврате части в упругое состояние по Фиг. 5, описываются в качестве мгновенной кривой текучести. Таким образом, когда целевая часть определения разрушения осуществила возврат из пластического состояния в упругое состояние, мгновенная кривая текучести, иллюстрируемая на Фиг. 6, сохраняется неизменившейся от мгновенной кривой текучести, иллюстрируемой на Фиг. 5. Следовательно, мгновенная кривая текучести, иллюстрируемая на Фиг. 6, может быть получена исходя из мгновенной кривой текучести, иллюстрируемой на Фиг. 5. При этом часть находится в упругом состоянии, если напряжение P при возврате части в упругое состояние, находится внутри мгновенной кривой текучести, как иллюстрируется на Фиг. 6. С другой стороны, исходя из состояния, иллюстрируемого на Фиг. 6, когда напряжение P для целевой части определения разрушения превышает мгновенную кривую текучести, часть начинает пластично деформироваться снова и переходит в пластическое состояние. Из этого, пересечение прямой, удовлетворяющей отношению y=(σ1/σ2)x, и мгновенной кривой текучести, является оценкой напряжения R нового начала текучести, где целевая часть определения разрушения начинает пластично деформироваться снова.

Теперь, когда определение разрушения выполняется с использованием пространства напряжений, иллюстрируемого на Фиг. 4-6, риск разрушения (или допустимый предел деформации) был вычислен на настоящий момент, путем сравнения линии предельного напряжения разрушения с напряжением P, возникающим в целевой части определения разрушения. Конкретно, величина (степень) напряжения вычислялась с помощью следующего выражения f1.

[Выражение 1]

Сравнительный пример:

f₁=

Это выражение f₁ представляет риск разрушения в виде отношения между расстоянием до точки координат для напряжения P, возникающего в целевой части определения разрушения, на каждой из Фиг. 4-6, и расстоянием до точки координат для линии разрушающего предельного напряжения B, от начала координат в качестве опорной точки, где имеется нулевое напряжение, каковое иллюстрируется на Фиг. 4-6.

В выражении f₁, когда напряжение P для пластического состояния и напряжение R нового начала текучести совпадают, как в пластическом состоянии, иллюстрируемом на Фиг. 5, риск разрушения может вычисляться с точностью до некоторой степени. Однако когда часть осуществила возврат из пластического состояния в упругое состояние, как иллюстрируется на Фиг. 6, напряжение P, когда часть, возвращенная в упругое состояние, становится ближе к началу координат, чем напряжение R нового начала текучести. Соответственно, несмотря на то, что пластичность для целевой части определения разрушения продолжается, риск разрушения вычисляется меньшим напряжения R нового начала текучести, и не является возможным выполнять точное определение разрушения. Кроме того, в выражении f₁, поскольку опорной точкой для вычисления риска разрушения является начало координат, напряжение P упругого состояния, иллюстрируемого на Фиг. 4, не превышает начальное пластическое напряжение A в упругом состоянии, и риск разрушения вычисляется, несмотря на то, что риск разрушения не возникает.

Соответственно, в этом варианте осуществления, когда выполняется определение разрушения для целевой части определения разрушения, в пластическом состоянии, иллюстрируемом на Фиг. 5, риск разрушения вычисляется с использованием напряжения P для пластического состояния. Кроме того, когда часть осуществила возврат из пластического состояния в упругое состояние, как иллюстрируется на Фиг. 6, напряжение R нового начала текучести используется вместо напряжения P при возврате части в упругое состояние, чтобы вычислять риск разрушения.

Кроме того, для вычисления риска разрушения, исключая случай, где риск разрушения не возникает, опорная точка для вычисления риска разрушения устанавливается в начальное пластическое напряжение A вместо начала координат. Следовательно, в упругом состоянии, иллюстрируемом на Фиг. 4, риск разрушения вычисляют как 0.

Конкретно, риск разрушения вычисляется с помощью следующего выражения f₂.

[Выражение 2]

Пример настоящего изобретен