JP2002296163A - Impact analysis method - Google Patents

Impact analysis method

Info

Publication number
JP2002296163A
JP2002296163A JP2001100620A JP2001100620A JP2002296163A JP 2002296163 A JP2002296163 A JP 2002296163A JP 2001100620 A JP2001100620 A JP 2001100620A JP 2001100620 A JP2001100620 A JP 2001100620A JP 2002296163 A JP2002296163 A JP 2002296163A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
analysis method
impact analysis
resin
impact
fiber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001100620A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yosuke Miyazaki
洋介 宮崎
Tomoo Hirota
知生 広田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Chemical Co Ltd filed Critical Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority to JP2001100620A priority Critical patent/JP2002296163A/en
Publication of JP2002296163A publication Critical patent/JP2002296163A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an impact analysis method capable of nicely reproducing a destroy behavior which can not be reproduced by the prior impact analysis method for a resin molding. SOLUTION: The impact analysis method is the impact analysis method for the molding composed of a resin material using a finite element method, and reduces a destroy decision condition to 10%-80% about the element neighboring the element reached to the destroy decision condition.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、樹脂成形品の衝
撃負荷時の変形挙動を予測するために用いる衝撃解析方
法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an impact analysis method used to predict a deformation behavior of a resin molded product under an impact load.

【0002】[0002]

【従来の技術】たとえば、乗用車の安全性を向上させる
ために、車体の様々な部位に衝撃吸収や補強を目的とし
た樹脂素材からなる成形品(樹脂成形品)が用いられて
いる。このような成形品は、収容空間の容積や形状、あ
るいは重量等の条件内において要求される性能を発揮す
る必要がある。このような成形品の設計を省力化するた
めに、素材の機械的性質等の物性値をコンピュータに入
力して、荷重や衝撃が負荷されたときの挙動を衝撃解析
方法により予測することが行われている。素材の機械的
性質は、ASTM、JIS、ISO等で規定された形状
の射出成形試験品を用いて測定されていた。
2. Description of the Related Art For example, in order to improve the safety of passenger cars, molded articles (resin molded articles) made of a resin material for the purpose of absorbing and reinforcing impact are used in various parts of a vehicle body. Such a molded product needs to exhibit the required performance within the conditions such as the volume and shape of the storage space and the weight. In order to save labor in designing such molded products, it is necessary to input physical properties such as the mechanical properties of the material into a computer and predict the behavior when a load or impact is applied by an impact analysis method. Have been done. The mechanical properties of the material have been measured using an injection molded test product having a shape specified by ASTM, JIS, ISO, and the like.

【0003】このような手法を用いることにより、実地
に成形して試験をする手間を省き、構造の最適化を容易
に行うことが出来る。従って、構造部品の開発期間の短
縮とコスト低減が実現できる。
[0003] By using such a method, it is possible to save the trouble of molding and testing on the ground and to easily optimize the structure. Therefore, it is possible to shorten the development period and cost of the structural component.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】このような樹脂成形品
の衝撃解析方法においては、衝撃等により成形品のどの
部分が破壊され、破壊がどのように広がってゆくのか、
および、衝撃等により成形品に発生する荷重や変位を再
現することは重要である。しかしながら、従来行われて
きた衝撃解析手法ではそのような破壊挙動をうまく再現
することが困難な場合があった。本発明が解決しようと
する課題は、従来の樹脂成形品の衝撃解析方法では再現
できないような破壊挙動をうまく再現できる衝撃解析方
法を提供することにある。
In such a method for analyzing the impact of a resin molded article, which part of the molded article is destroyed by impact or the like, and how the destruction spreads,
Also, it is important to reproduce the load and displacement generated in the molded product due to impact or the like. However, there have been cases where it has been difficult to reproduce such a destructive behavior in a well-known impact analysis method. The problem to be solved by the present invention is to provide an impact analysis method that can successfully reproduce a fracture behavior that cannot be reproduced by a conventional impact analysis method for a resin molded product.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】この発明は、上述した課
題を解決するためになされたもので、有限要素法を用い
た樹脂素材からなる成形品の衝撃解析方法であって、破
壊判定条件に達した要素に隣接する要素について、破壊
判定条件を10%〜80%に低減する衝撃解析方法であ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and is an impact analysis method for a molded article made of a resin material using a finite element method. This is an impact analysis method for reducing the destruction judgment condition to 10% to 80% for an element adjacent to the reached element.

【0006】この解析方法により、従来の衝撃解析方法
では再現できないような樹脂成形品の破壊挙動(例え
ば、繊維配向方向に割れやすい性質を持つ異方性を有す
る樹脂成形品の破壊挙動)について、簡便な手段で精度
の高い解析結果を得ることができる。解析手法は、通
常、空間を離散化して個々の要素の間の相互作用を解析
し、これを時間要素において積分していくものが用いら
れ、有限要素法が精度が高い結果を得られる点で好適で
ある。
According to this analysis method, the destructive behavior of a resin molded product that cannot be reproduced by the conventional impact analysis method (for example, the destructive behavior of an anisotropic resin molded product having a property of easily cracking in the fiber orientation direction) is described. Highly accurate analysis results can be obtained by simple means. The analysis method usually uses a method in which the interaction between individual elements is analyzed by discretizing the space and this is integrated in the time element, and the finite element method can obtain highly accurate results. It is suitable.

【0007】前記、破壊判定条件に達した要素に隣接す
る要素の破壊判定条件を低減する解析手法としては、例
えばChang破壊条件による複合材料モデルが挙げられ、
前記破壊判定条件に達した要素に隣接する要素の破壊判
定条件は10%〜80%に低減することが好ましく、1
5%〜50%に低減することがより好ましく、15%〜
35%に低減することがさらに好ましい。破壊判定条件
を低減しすぎると、解析による破壊荷重が実際の試験結
果と比較して低く見積もられすぎ、逆に破壊判定条件の
低減量が少なすぎると、解析による破壊荷重が実際の試
験結果と比較して高く見積もられすぎるため好ましくな
い。
As an analysis method for reducing the fracture judgment condition of an element adjacent to the element which has reached the fracture judgment condition, for example, a composite material model based on the Chang fracture condition can be mentioned.
It is preferable that the destruction judgment condition of the element adjacent to the element that has reached the destruction judgment condition is reduced to 10% to 80%, and 1
More preferably, it is reduced to 5% to 50%, and 15% to
More preferably, it is reduced to 35%. If the fracture judgment conditions are too low, the analytical breaking load will be underestimated compared to the actual test results, and if the amount of the fracture judgment conditions is too small, the analytical breaking loads will not be the actual test results. This is not preferable because it is overestimated as compared with.

【0008】前記樹脂素材としては、熱可塑性樹脂が好
適である。具体的には、ポリプロピレン、ポリアミド、
これらの混合物、または、これらを主成分とする樹脂組
成物、あるいは、液晶ポリマーが好適に用いられる。特
に、ポリプロピレンを用いた樹脂成形品は加工性、価格
に優れ好適である。
As the resin material, a thermoplastic resin is preferable. Specifically, polypropylene, polyamide,
A mixture thereof, a resin composition containing these as a main component, or a liquid crystal polymer is preferably used. Particularly, a resin molded product using polypropylene is excellent in workability and cost and is suitable.

【0009】本発明の衝撃解析方法は、繊維強化樹脂の
ように機械的物性値に異方性を有する成形品について用
いるのが好適である。かかる繊維強化樹脂は、前記熱可
塑性樹脂を強化繊維で強化したものである。かかる繊維
強化樹脂に用いられる強化繊維には、ガラス繊維、炭素
繊維などの無機繊維、シリコン繊維、シリコン・チタン
・炭素繊維、ボロン繊維、鉄、チタンなどの金属繊維、
アラミド繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、ビ
ニロン等の有機合成繊維、絹、綿、麻等の天然繊維な
ど、公知のものを幅広く用いることができる。これらは
単独または2種以上を組み合わせて用いられるが、補強
効果および入手の容易性からガラス繊維が好ましい。
The impact analysis method of the present invention is preferably used for a molded article having anisotropic mechanical properties such as a fiber reinforced resin. Such a fiber-reinforced resin is obtained by reinforcing the thermoplastic resin with reinforcing fibers. Glass fiber, inorganic fiber such as carbon fiber, silicon fiber, silicon titanium titanium carbon fiber, boron fiber, iron, metal fiber such as titanium, etc.
Known materials such as organic synthetic fibers such as aramid fibers, polyester fibers, polyamide fibers, and vinylon, and natural fibers such as silk, cotton, and hemp can be widely used. These may be used alone or in combination of two or more, and glass fibers are preferred from the viewpoint of reinforcing effect and availability.

【0010】ガラス繊維としては、Eガラス(Electric
al glass)、Cガラス(Chemical glass)、Aガラス
(Alkali glass)、Sガラス(High strength glass)
および耐アルカリガラス等のガラスを溶融紡糸してフィ
ラメント状の繊維にしたものを挙げることができる。
[0010] As glass fiber, E glass (Electric
al glass), C glass (Chemical glass), A glass (Alkali glass), S glass (High strength glass)
And glass obtained by melt-spinning glass such as alkali-resistant glass into filamentous fibers.

【0011】前記樹脂素材からなる成形品の実際の製造
方法としては特に制限はないが、樹脂ペレットを製造
し、樹脂ペレットを用いて射出成形、射出圧縮成形、ガ
ス注入射出成形、または発泡射出成形により成形する方
法を挙げることができる。
Although there is no particular limitation on the actual method of manufacturing a molded article made of the resin material, a resin pellet is manufactured, and injection molding, injection compression molding, gas injection injection molding, or foam injection molding is performed using the resin pellet. Can be used.

【0012】前記繊維強化樹脂の樹脂ペレットの製造方
法としては特に制限はないが、例えば、クロスヘッドダ
イを用いて強化繊維のロービングに溶融させたプロピレ
ン重合体を含浸させる方法であり、その際にプロピレン
重合体を溶融させる温度として250〜350℃とする
ペレット製造方法が挙げられる。
The method for producing the resin pellets of the fiber-reinforced resin is not particularly limited. For example, a method of impregnating a roving of the reinforcing fibers with a molten propylene polymer using a crosshead die is used. A pellet production method in which the temperature at which the propylene polymer is melted is set to 250 to 350 ° C. is exemplified.

【0013】破壊判定条件としては、該樹脂素材から試
験用平板を成形し、成形時の樹脂流れ方向となす角度が
60°〜120°の方向の引張降伏強度または引張破断
強度とすることが好ましく、樹脂流れ方向と直交する方
向がより好ましい。前記樹脂素材が繊維強化樹脂である
場合には、樹脂流れによって繊維が配向する傾向があ
り、これが成形品の機械的性質の異方性の大きな原因と
考えられる。繊維強化樹脂において、成形品の強度は、
繊維の配向と直交方向が最も弱く、破壊は繊維の配向と
直交方向においておこると考えられるからである。樹脂
流れ方向となす角度がこの範囲にない引張降伏強度また
は引張破断強度を破壊判定条件とした場合は、解析にお
ける破壊荷重を高く見積もりすぎて好ましくない。この
ような背景から、前記樹脂素材として繊維強化樹脂を適
用対象とする場合に本発明の方法は特に有効である。
As a condition for judging fracture, it is preferable to form a test flat plate from the resin material and set a tensile yield strength or a tensile breaking strength in a direction in which an angle formed with a resin flow direction at the time of molding is 60 ° to 120 °. The direction perpendicular to the resin flow direction is more preferable. When the resin material is a fiber-reinforced resin, the fibers tend to be oriented by the resin flow, which is considered to be a major cause of the anisotropy in the mechanical properties of the molded article. In fiber reinforced resin, the strength of the molded product is
This is because the direction orthogonal to the fiber orientation is the weakest, and fracture is considered to occur in the direction orthogonal to the fiber orientation. If the tensile yield strength or the tensile rupture strength whose angle with the resin flow direction is not in this range is used as the condition for judging fracture, the breaking load in the analysis is undesirably overestimated. From such a background, the method of the present invention is particularly effective when a fiber-reinforced resin is used as the resin material.

【0014】本発明の衝撃解析方法で扱う樹脂素材から
なる成形品の用途は特に制限されないが、例えば自動車
部品が挙げられる。
The use of the molded article made of the resin material handled in the impact analysis method of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include automobile parts.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ発明の好
適な実施の形態を説明する。樹脂成形品として、図1
(a)および(b)に示すようなチャンネル状の断面を
有する衝撃吸収部材10を対象とし、破壊を伴う衝撃試
験を行った場合の本発明の解析方法による解析結果と、
実際の成形品の試験結果とを比較した。さらに従来の解
析方法を用いた解析結果を併せて示した。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Fig. 1
Analysis results by the analysis method of the present invention when an impact test involving destruction is performed on the shock absorbing member 10 having a channel-shaped cross section as shown in (a) and (b),
The test results of actual molded products were compared. Furthermore, the analysis results using the conventional analysis method are also shown.

【0016】(1) 成形品 図1(a)には、解析のモデルとなる衝撃吸収用部材の
樹脂成形品10を正面から見た形状と、衝撃試験を行う
ためのダート(衝突体)12の形状が、コンピュータグ
ラフィックスを用いて描かれている。この樹脂成形品1
0は、2段の溝を有するチャネル形状であり、図1
(b)に示すように、溝の内側には幅方向にわたる補強
用リブ14が長さ方向等間隔に形成されている。この例
では、樹脂成形品は、幅115mm、長さ500mm、
中央溝深さ30mm、全深さ70mmに設定されてい
る。肉厚は、全体に均一で3.0mmであり、補強用リ
ブ14には、型抜きのためのテーパが形成される。この
例の樹脂成形品の素材は、住友化学工業株式会社製ガラ
ス強化繊維強化ポリプロピレン、スミストラン(商標)
PG4003(ガラス含有量40%)であり、以下の条
件で成形を行った。 <射出成形機>東芝機械(株)製IS650E(型締
力:650t、スクリュウ径:90mm、スクリュウL
/D:20、スクリュウタイプ:フルフライト) <射出成形用金型> 成形品:115mm×500mm×70mm、チャネル
形状 ゲート:ダブゲート(センター) <射出成形条件> シリンダー温度:220℃、金型温度:50℃
(1) Molded Product FIG. 1A shows a shape of a resin molded product 10 of a shock absorbing member as a model for analysis, as viewed from the front, and a dirt (collision body) 12 for performing an impact test. Is drawn using computer graphics. This resin molded product 1
Reference numeral 0 denotes a channel shape having two-step grooves.
As shown in (b), reinforcing ribs 14 extending in the width direction are formed at equal intervals in the length direction inside the groove. In this example, the resin molded product has a width of 115 mm, a length of 500 mm,
The central groove depth is set to 30 mm, and the total depth is set to 70 mm. The wall thickness is uniform and 3.0 mm as a whole, and the reinforcing rib 14 is formed with a taper for die cutting. The material of the resin molded product of this example is Sumitomo Chemical Co., Ltd. glass reinforced fiber reinforced polypropylene, Smith Tran (trademark)
PG4003 (glass content: 40%) and molded under the following conditions. <Injection molding machine> IS650E manufactured by Toshiba Machine Co., Ltd. (clamping force: 650 t, screw diameter: 90 mm, screw L
/ D: 20, screw type: full flight) <Mold for injection molding> Molded product: 115 mm x 500 mm x 70 mm, channel shape Gate: Dub gate (center) <Injection molding conditions> Cylinder temperature: 220 ° C, mold temperature: 50 ℃

【0017】(2) 衝突試験 樹脂成形品10の衝撃吸収特性を試験するために、図2
に示すような衝突試験を行った。すなわち、成形品の正
面をバリア(固定障壁)16に向けて対向配置し、裏面
側からダート12を一定速度で前進させて成形品をバリ
アに衝突させ、その際の成形品の変形と負荷される荷重
を測定した。この例では、底付き時のダートの損傷を防
止するためにバリア表面に木材片18を取り付けてい
る。ダート12は、短辺(衝突面)65mm、長辺(衝
突面の反対側)180mm、高さ60mmの台形状の断
面を有する柱状であり、サンプル成形品10に対して直
交するように衝突させられる。この例では、試験条件
は、ダート質量が20kg、衝突速度が3.0m/sで
ある。図3に、2回行った試験の結果の変位−荷重曲線
が示されている。最大荷重の平均値は5.4kN、変形
量の平均値は、33mmであった。
(2) Impact Test In order to test the impact absorption characteristics of the resin molded product 10, FIG.
A collision test was performed as shown in FIG. That is, the front of the molded product is opposed to the barrier (fixed barrier) 16 and the dirt 12 is moved forward from the rear surface at a constant speed to collide the molded product with the barrier. Was measured. In this example, a piece of wood 18 is attached to the barrier surface to prevent dart damage when bottomed. The dirt 12 has a trapezoidal cross section with a short side (collision surface) of 65 mm, a long side (opposite side of the collision surface) 180 mm, and a height of 60 mm, and is made to collide perpendicularly with the sample molded product 10. Can be In this example, the test conditions are a dirt mass of 20 kg and a collision speed of 3.0 m / s. FIG. 3 shows a displacement-load curve as a result of the test performed twice. The average value of the maximum load was 5.4 kN, and the average value of the deformation amount was 33 mm.

【0018】[実施例1] (1)使用ソフトウェア 解析ソフト : LS-DYNA version 9.40(Livermor
e Software TechnologyCorporation製)
[Example 1] (1) Software used Analysis software: LS-DYNA version 9.40 (Livermor
e Software TechnologyCorporation)

【0019】(2)解析方法 空間の離散化 : 有限要素法 時間積分 : 中心差分に基づく陽解法 材料モデル : LS-DYNA物性タイプ54(Chang破
壊条件による複合材料) 破壊判定条件 : 試験片の樹脂流れ方向と直交する
方向の引張破断強度 破壊判定条件に達した要素に隣接する要素について、破
壊判定条件を試験片の樹脂流れ方向と直交する方向の引
張破断強度の25%に低減した。解析を実施後、破壊し
た要素および周辺の要素について、各要素を4分割して
再度解析を実施して結果を得た。
(2) Analysis method Discretization of space: Finite element method Time integration: Explicit method based on central difference Material model: LS-DYNA physical property type 54 (composite material by Chang fracture condition) Failure judgment condition: Resin flow of test piece Tensile rupture strength in the direction perpendicular to the direction For elements adjacent to the element that has reached the fracture criterion, the rupture criterion was reduced to 25% of the tensile rupture strength in the direction perpendicular to the resin flow direction of the test piece. After the analysis, each of the broken elements and the surrounding elements was divided into four parts and analyzed again to obtain results.

【0020】(3)物性値 本解析に必要な物性値は、弾性率、引張破断強度、ポア
ソン比、比重であり、試験用平板を作成して測定を行っ
た。
(3) Physical property values The physical property values required for this analysis are elastic modulus, tensile strength at break, Poisson's ratio, and specific gravity. A test plate was prepared and measured.

【0021】(4)試験用平板 成形品と同一の素材の物性値を得るために、試験用平板
は成形品と同じものであることが好ましい。しかし、同
一の条件で同一の成形品を成形したのでは本末転倒であ
る。平板状のキャビティを有する試験平板用金型を用い
て成形を行った。成形した試験用平板成形品から、図5
に示すように、方向の異なる2つの試験片を切り出し
た。第一の方向は、ゲートから流入した樹脂素材が流れ
る方向、第2の方向はそれに直交する方向(TD)であ
る。 <射出成形機>住友重機械工業(株)製射出成形機(型
締力:180t、スクリュウ径:45mm、スクリュウ
L/D:12、スクリュウタイプ:深溝長繊維用) <射出成形用金型> 成形品:150mm×150mm×3mm、平板 ゲート:エッジゲート(溶融樹脂のキャビティ内の流れ
が平行となるような厚み分布を有する) ランド部(幅150mm、厚み3mm、長さ3mm) <射出成形条件> シリンダー温度:250℃、金型温度:50℃、スクリ
ュー回転数:150rpm、背圧:8MPa
(4) Test Plate In order to obtain the same physical properties as the molded product, the test plate is preferably the same as the molded product. However, if the same molded article is molded under the same conditions, it is overturned. Molding was performed using a test plate mold having a plate-shaped cavity. Fig. 5
As shown in Table 2, two test pieces having different directions were cut out. The first direction is a direction in which the resin material flowing from the gate flows, and the second direction is a direction (TD) orthogonal to the direction. <Injection molding machine> Injection molding machine manufactured by Sumitomo Heavy Industries, Ltd. (mold clamping force: 180 t, screw diameter: 45 mm, screw L / D: 12, screw type: for deep groove long fiber) <Injection molding die> Molded product: 150 mm x 150 mm x 3 mm, flat gate: Edge gate (having a thickness distribution such that the flow of the molten resin in the cavity is parallel) Land (width 150 mm, thickness 3 mm, length 3 mm) <Injection molding conditions > Cylinder temperature: 250 ° C., mold temperature: 50 ° C., screw rotation speed: 150 rpm, back pressure: 8 MPa

【0022】(5)物性値の算出 これらの試験片によりそれぞれの試験を行い、弾性率と
引張強度を測定した。比重およびポアソン比は、衝撃特
性の解析に対する影響が小さく、1つの試験片について
測定し解析に使用した。測定方法は、以下の通りであ
る。 a)弾性率 : JIS−K−7203に規定された方法
に基づき測定した。 b)引張破断強度 : ASTM D638に規定された
方法に基づき測定した。 c)比重 :JIS−K−7112に規定された方法に
基づき測定した。 d)ポアソン比 : 試験片の引張方向と引張方向に垂直
方向とに取り付けた歪ゲージから測定した縦ひずみと横
ひずみから計算した。 試験片形状 : 150mm×15mm×3mm 引張速度 : 1mm/min
(5) Calculation of Physical Properties Each test was performed on these test pieces, and the elastic modulus and tensile strength were measured. The specific gravity and Poisson's ratio had little influence on the analysis of the impact characteristics, and were measured for one test piece and used for the analysis. The measuring method is as follows. a) Elastic modulus: Measured according to the method specified in JIS-K-7203. b) Tensile rupture strength: Measured according to the method specified in ASTM D638. c) Specific gravity: Measured based on the method specified in JIS-K-7112. d) Poisson's ratio: Calculated from longitudinal strain and transverse strain measured from strain gauges attached in the tensile direction and the direction perpendicular to the tensile direction of the test piece. Test piece shape: 150 mm x 15 mm x 3 mm Tensile speed: 1 mm / min

【0023】得られた物性値を表1に示す。Table 1 shows the obtained physical properties.

【表1】 この表のうち、弾性率として平均値(5180MPa)
を、引張破断強度としてTD方向のそれ(54.8MP
a)を使用して、コンピュータによる解析を実施した。
[Table 1] In this table, the average value (5180 MPa) as the elastic modulus
As the tensile strength at break in the TD direction (54.8MP
Computer analysis was performed using a).

【0024】(6)解析結果 解析結果を表2に、変位−荷重曲線を図6に示す。(6) Analysis Results The analysis results are shown in Table 2, and the displacement-load curves are shown in FIG.

【0025】[比較例1]材料モデルをLS-DYNA物性タ
イプ19(歪み速度依存弾塑性体)に変更し、破壊判定
基準を破壊塑性ひずみ0.1%に変更した以外は、実施
例1と同様の解析方法で解析を実施した。解析結果を表
2に、変位−荷重曲線を図7に示す。
Comparative Example 1 Example 1 was the same as Example 1 except that the material model was changed to LS-DYNA physical property type 19 (strain-rate-dependent elastoplastic body) and the fracture criterion was changed to 0.1%. Analysis was performed by the same analysis method. The analysis result is shown in Table 2, and the displacement-load curve is shown in FIG.

【0026】[0026]

【表2】 [Table 2]

【0027】これらの結果から、従来の解析方法では変
位−荷重曲線が実際の試験の場合と大きく異なるのに対
して、本発明の解析方法では、変位−荷重曲線がほぼ一
致し、最大荷重、最大変位ともによく一致した。従っ
て、本発明の解析方法を用いることにより、解析精度を
大幅に向上させることができることが分かった。
From these results, while the displacement-load curve in the conventional analysis method is significantly different from that in the actual test, the displacement-load curve in the analysis method of the present invention almost matches, and the maximum load, Both the maximum displacements agreed well. Therefore, it was found that the analysis accuracy can be significantly improved by using the analysis method of the present invention.

【0028】このように精度を向上させることによっ
て、繊維強化樹脂のように異方性を有する樹脂成形品に
ついても衝撃解析手法を実用化することができ、実物を
試作、修正、評価することと比較して構造の最適化が容
易に可能で構造部品開発の期間短縮やコスト低減が実現
できるという解析法の利点を発揮させることができる。
By improving the precision in this way, the impact analysis method can be put to practical use even for a resin molded product having anisotropy such as fiber reinforced resin. In comparison, the advantages of the analysis method that the structure can be easily optimized and the period of development of structural parts and the cost can be reduced can be exhibited.

【0029】解析精度を維持するには、試験片を用いて
得た物性値データと実物の物性値との一致度が高いこと
が必要である。繊維強化樹脂のように異方性がある材料
については、試験片のサンプリングの仕方で大きくばら
つく可能性があり、製品の値に近い物性値を得ることが
出来ない場合がある。その課題は、本発明で克服でき
た。
In order to maintain the analysis accuracy, it is necessary that the degree of coincidence between the physical property value data obtained using the test piece and the physical property value of the actual product is high. For a material having anisotropy such as a fiber reinforced resin, there is a possibility that the sampling method of the test piece varies greatly, and it may not be possible to obtain a physical property value close to a product value. That problem has been overcome by the present invention.

【0030】繊維強化樹脂における第2の問題として、
繊維の分散状態、特に繊維長さのばらつきの問題が残
る。成形工程において、原料ペレット中の繊維は射出成
形機のシリンダー内でスクリューによるせん断力で分断
される。従って、成形条件が異なる場合は、同じ素材で
も成形品中の繊維長さにばらつきが生じ、試験片と実際
の成形品中の繊維長さが異なる場合がある。さらに、試
験用金型と成形品用金型の形状や寸法の違いに起因する
樹脂流れ状態の違いも、試験片と実際の成形品の間の物
性値誤差を生む要因となる可能性がある。従って、解析
精度を担保するために、試験用平板成形品の厚みと平均
繊維長および樹脂成形品の厚みと平均残存繊維長とが近
いことが好ましい。
As a second problem in the fiber reinforced resin,
The problem of the dispersion state of the fibers, especially the dispersion of the fiber length remains. In the molding step, the fibers in the raw material pellets are separated by a shearing force of a screw in a cylinder of an injection molding machine. Therefore, when the molding conditions are different, the fiber length in the molded article varies even with the same material, and the fiber length in the test piece and the actual fiber length in the molded article may be different. In addition, differences in resin flow conditions due to differences in the shape and dimensions of the test mold and the molded product mold may also cause physical property value errors between the test specimen and the actual molded product. . Therefore, in order to secure the analysis accuracy, it is preferable that the thickness of the test flat molded product and the average fiber length and the thickness of the resin molded product and the average residual fiber length are close to each other.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、解
析方法を複雑化することなく、簡単な方法で精度の高い
樹脂成形品の衝撃解析を行うことが出来る。従って、繊
維強化樹脂のように成形品の機械的性質が異方性を有す
る場合など、従来の解析方法では再現が困難であって
も、コンピュータを用いた解析を実用化することがで
き、実地に成形して試験をする手間を省いて構造の最適
化を容易に行うことができ、構造部品の開発の期間の短
縮化とコスト低減を実現することができる。
As described above, according to the present invention, a highly accurate impact analysis of a resin molded product can be performed by a simple method without complicating the analysis method. Therefore, even if the mechanical properties of the molded article have anisotropic properties such as fiber reinforced resin, even if it is difficult to reproduce using the conventional analysis method, the analysis using a computer can be put to practical use. This makes it possible to easily optimize the structure without the labor of molding and testing, thereby shortening the development period of structural components and reducing costs.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】(a)樹脂成形品のサンプルおよびダートを示
すコンピュータによる解析モデル断面図、(b)樹脂成
形品のサンプルを裏側から示すコンピュータによる解析
モデル図面である。
FIG. 1A is a cross-sectional view of a computer-analyzed model showing a resin molded product sample and dart, and FIG. 1B is a computer-based analytical model drawing of a resin molded product sample viewed from the back.

【図2】(a)衝突試験の全体の構成の概略を示す概念
図、(b)ダートの形状を示す平面図である。
2A is a conceptual diagram schematically showing the overall configuration of a collision test, and FIG. 2B is a plan view showing the shape of a dart.

【図3】実際の衝突試験による変位−荷重曲線図面であ
る。
FIG. 3 is a drawing of a displacement-load curve obtained by an actual collision test.

【図4】衝突試験のコンピュータによる解析モデル図面
である。
FIG. 4 is an analysis model drawing of a collision test by a computer.

【図5】物性値測定用の試験片の切り出し方を説明する
図面である。
FIG. 5 is a view for explaining how to cut out a test piece for measuring physical property values.

【図6】実施例1による解析結果と実際の試験結果を比
較して示すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing a comparison between an analysis result according to Example 1 and an actual test result.

【図7】比較例1による解析結果と実際の試験結果を比
較して示すグラフである。
FIG. 7 is a graph showing a comparison between an analysis result according to Comparative Example 1 and an actual test result.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 樹脂成形品 12 ダート 16 バリア DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Resin molding 12 Dirt 16 Barrier

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2G061 AA14 AB04 BA04 CA10 CB03 DA11 EA02 EC02 5B046 AA04 JA07  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2G061 AA14 AB04 BA04 CA10 CB03 DA11 EA02 EC02 5B046 AA04 JA07

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】有限要素法を用いた樹脂素材からなる成形
品の衝撃解析方法であって、破壊判定条件に達した要素
に隣接する要素について、破壊判定条件を10%〜80
%に低減する衝撃解析方法。
1. A method for analyzing the impact of a molded article made of a resin material using a finite element method, wherein a breaking judgment condition is set to 10% to 80% for an element adjacent to an element which has reached a breaking judgment condition.
% Impact analysis method.
【請求項2】前記樹脂素材からなる成形品が、機械的性
質において異方性を示すものである請求項1記載の衝撃
解析方法。
2. The impact analysis method according to claim 1, wherein the molded article made of the resin material exhibits anisotropy in mechanical properties.
【請求項3】破壊判定条件として、前記樹脂素材の試験
用平板成形品から得た機械的性質を示す物性値のうち、
樹脂流れ方向となす角度が60°〜120°の方向の引
張降伏強度または引張破断強度を用いる請求項1または
2記載の衝撃解析方法。
3. A physical property value indicating mechanical properties obtained from a test flat molded product of the resin material as a condition for judging destruction.
The impact analysis method according to claim 1 or 2, wherein a tensile yield strength or a tensile rupture strength in a direction at an angle of 60 ° to 120 ° with the resin flow direction is used.
【請求項4】前記樹脂素材が、繊維強化樹脂である請求
項1〜3のいずれかに記載の衝撃解析方法。
4. The impact analysis method according to claim 1, wherein said resin material is a fiber reinforced resin.
【請求項5】前記繊維強化樹脂に含まれる強化繊維が、
ガラス繊維である請求項4記載の衝撃解析方法。
5. The reinforcing fiber contained in the fiber-reinforced resin,
The impact analysis method according to claim 4, wherein the impact analysis method is glass fiber.
【請求項6】樹脂素材からなる成形品の衝撃解析を請求
項1〜5のいずれかに記載の方法により実施し、その結
果破壊判定条件に達した要素について、要素を細分化し
て、再度請求項1〜5のいずれかに記載の衝撃解析方法
を実施する衝撃解析方法。
6. An impact analysis of a molded article made of a resin material is performed by the method according to any one of claims 1 to 5, and as a result, the element which satisfies the destruction judging condition is subdivided and reclaimed. Item 6. An impact analysis method for performing the impact analysis method according to any one of Items 1 to 5.
JP2001100620A 2001-03-30 2001-03-30 Impact analysis method Pending JP2002296163A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001100620A JP2002296163A (en) 2001-03-30 2001-03-30 Impact analysis method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001100620A JP2002296163A (en) 2001-03-30 2001-03-30 Impact analysis method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002296163A true JP2002296163A (en) 2002-10-09

Family

ID=18954048

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001100620A Pending JP2002296163A (en) 2001-03-30 2001-03-30 Impact analysis method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2002296163A (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005147806A (en) * 2003-11-13 2005-06-09 Kanto Auto Works Ltd Resin component destructive state prediction method
JP2005169909A (en) * 2003-12-12 2005-06-30 Fujitsu Ten Ltd Impact analysis method for resin molding
JP2007249643A (en) * 2006-03-16 2007-09-27 Fujitsu Ltd Collision analysis apparatus and collision analysis program
JP2008027026A (en) * 2006-07-19 2008-02-07 Sumitomo Chemical Co Ltd Method for analyzing destructive behavior
JP2008505416A (en) * 2004-07-02 2008-02-21 エンジニュイティ リミテッド Crushing model
EP2003581A1 (en) 2007-06-15 2008-12-17 Toyota Jidosha Kabusiki Kaisha Structural analysis apparatus and structural analysis method
JP2016532983A (en) * 2013-09-11 2016-10-20 エンジニュイティ リミテッド Modeling material behavior during crash failure

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005147806A (en) * 2003-11-13 2005-06-09 Kanto Auto Works Ltd Resin component destructive state prediction method
JP2005169909A (en) * 2003-12-12 2005-06-30 Fujitsu Ten Ltd Impact analysis method for resin molding
JP2008505416A (en) * 2004-07-02 2008-02-21 エンジニュイティ リミテッド Crushing model
JP2007249643A (en) * 2006-03-16 2007-09-27 Fujitsu Ltd Collision analysis apparatus and collision analysis program
JP2008027026A (en) * 2006-07-19 2008-02-07 Sumitomo Chemical Co Ltd Method for analyzing destructive behavior
EP2003581A1 (en) 2007-06-15 2008-12-17 Toyota Jidosha Kabusiki Kaisha Structural analysis apparatus and structural analysis method
JP2008310627A (en) * 2007-06-15 2008-12-25 Toyota Motor Corp Structural analysis apparatus and structural analysis method
JP2016532983A (en) * 2013-09-11 2016-10-20 エンジニュイティ リミテッド Modeling material behavior during crash failure
US10452795B2 (en) 2013-09-11 2019-10-22 Engenuity Limited Modelling behaviour of materials during crush failure

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Xu et al. Crashworthiness of carbon fiber hybrid composite tubes molded by filament winding
Di Landro et al. Deformation mechanisms and energy absorption of polystyrene foams for protective helmets
Ramakrishna Microstructural design of composite materials for crashworthy structural applications
Gupta et al. Microballoon wall thickness effects on properties of syntactic foams
Curtis et al. The stiffness and strength of a polyamide thermoplastic reinforced with glass and carbon fibres
Bajracharya et al. Experimental and theoretical studies on the properties of injection moulded glass fibre reinforced mixed plastics composites
Koricho et al. Innovative tailored fiber placement technique for enhanced damage resistance in notched composite laminate
Gómez-Monterde et al. Microcellular PP/GF composites: Morphological, mechanical and fracture characterization
Karrad et al. Influence of a fine talc on the properties of composites with high density polyethylene and polyethylene/polystyrene blends
Abdelhaleem et al. Mechanical properties of ABS embedded with basalt fiber fillers
KR20100086493A (en) Method for designing the wall thickness of components and component
JP2002296163A (en) Impact analysis method
Kang et al. Improvement in mechanical properties of recycled polypropylene composite by controlling the length distribution of glass fibers
Avalle et al. Mechanical properties and impact behavior of a microcellular structural foam
Yang et al. Parametric study on the crushing performance of a polyurethane foam-filled CFRP/Al composite sandwich structure
Várdai et al. Impact modification of fiber reinforced polypropylene composites with flexible poly (ethylene terephthalate) fibers
Hassan et al. Impact properties of injection molded glass fiber/polyamide-6 composites: effect of testing parameters
Gayathri et al. Mechanical properties investigation on natural fiber reinforced epoxy polymer composite
Houshyar et al. Modelling of polypropylene fibre-matrix composites using finite element analysis
Haug et al. Crash response of composite structures
Subramanian et al. Short‐term flexural creep behavior and model analysis of a glass‐fiber‐reinforced thermoplastic composite leaf spring
Lamanna et al. Mechanical characterization of sheet moulding composites for the automotive industry
Dai et al. Mechanical properties of vibration welded short-and long-glass-fiber-reinforced polypropylene
Song et al. Dynamic tensile properties of ROP/OCC natural hybrid fibers reinforced composites
Din et al. Influence of short-fibre reinforcement on the mechanical and fracture behaviour of polycarbonate/Acylonitrile Butadiene Styrene polymer blend

Legal Events

Date Code Title Description
RD05 Notification of revocation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7425

Effective date: 20080128