JP2004234962A

JP2004234962A - Flex life prediction method of electric wire

Info

Publication number: JP2004234962A
Application number: JP2003020659A
Authority: JP
Inventors: Hidetaka Nozaki; 秀隆野崎; Arinori Kawakita; 有紀川北
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Priority date: 2003-01-29
Filing date: 2003-01-29
Publication date: 2004-08-19

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of predicting flex life of a long strip electric wire in which a covering material is partially removed. <P>SOLUTION: A correlation between the amount of strain change of a solid wire formed with the same material as a strand 13 and an actual measurement value of a flex life is found, and the amount of the maximum strain change of a strand 12 on the most inside of flexure of a plurality of strands 13 in the long strip electric wires 11 which are a prediction object is computed, and the amount of the maximum strain change is collated with the correlation obtained. The flex life of the most breakable inside strand 12 of the long strip electric wires can correctly be predicted. In a case where the plurality of strands 13 are present, since prediction of only the flex life of only one strand 12 on the most inside is enough, prediction processing is made easy. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ロングストリップ電線の屈曲による断線に至るまでの屈曲寿命を予測する電線の屈曲寿命予測方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、自動車や産業機器には多くの電線が使用されている。電線には、例えば自動車のドア部やシート部のように屈曲を受ける位置に配置されているものもあり、このような電線については、繰り返し曲げ変形を受けることによって断線に至ることがある。このような事態を事前に予測するため、実際に試料を用いて試験（ベンチ試験）する方法もあるが、電線の歪み変化量に対する屈曲寿命曲線を予め用意しておき、被覆材や芯線中心の素線１本の歪み変化量を計算して屈曲寿命曲線に対応付けることで屈曲寿命予測を行う方法がある。
【０００３】
例えば、常温下での繰り返し曲げ変形に起因する電線やこれを束ねた電線束の屈曲寿命予測方法としては、特開２００２−２６０４６０公報（従来技術１）、特開２００２−２６０４５９公報（従来技術２）等が公開されており、また、冷温を含む低温下における電線等の屈曲寿命予測方法としては、国際特許出願公開ＷＯ−０１／０８１７２明細書（従来技術３）が公開されている。
【０００４】
これらの屈曲寿命予測方法によると、実際に試験を実施しなくても、コンピュータを用いるなどして机上でシミュレートしながら、屈曲性能についての評価及び設計検討を行うことができるので、電線設計期間を短縮することができ、ひいては、この電線を搭載する自動車等の設計期間を短縮することに寄与する。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−２６０４６０公報
【特許文献２】
特開２００２−２６０４５９公報
【特許文献３】
国際特許出願公開ＷＯ−０１／０８１７２号明細書
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、複数本の素線が束ねられてなる芯線が被覆材で被覆されて構成される被覆電線において、外周の保護層をなす被覆材を部分的に取り除いた電線（以下、ロングストリップ電線）が存在する。かかるロングストリップ電線の断線評価及び設計検討を行う場合、上記従来技術１〜３のように、被覆材や芯線中心の素線１本の歪み変化量を計算することで屈曲寿命予測を行うだけでは、正確な屈曲寿命を予測することができないことがわかってきた。
【０００７】
その理由のひとつとして、ロングストリップ電線では、被覆材が部分的に取り除かれていることから、被覆材の歪み変化量に基づいて屈曲寿命予測を行うことは不可能である。
【０００８】
また、他の理由として、被覆材が取り除かれた部分では、被覆材に覆われた部分に比べてロングストリップ電線の被覆のない部分の曲げ半径が大幅に小さくなる可能性があることから、図７のように、複数本の素線１が束ねられて構成される芯線２の断面中心に位置する１本の素線の曲げ半径Ｒｃと、最も内周の曲げ半径Ｒｅとを比較した場合に、ＲｃとＲｅの比率が大きくなってしまい、歪み変化量の計算時に大きな誤差が生じて正確な屈曲寿命予測を行うことができない。
【０００９】
これらのことから、ロングストリップ電線の場合は、実際に試料を用いて試験（ベンチ試験）することで、屈曲寿命予測を行うしか方法がなかった。
【００１０】
そこで、この発明の課題は、ロングストリップ電線について正確な屈曲寿命予測を行うことのできる電線の屈曲寿命予測方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく、請求項１に記載の発明は、複数本の素線が束ねられてなる芯線が被覆材で被覆されて構成される電線において、前記被覆材の一部が取り除かれてなるロングストリップ電線の屈曲寿命を予測する電線の屈曲寿命予測方法であって、前記素線と同材質で形成された単線の歪み変化量と屈曲寿命の実測値との相関関係を予め得る第１の工程と、予測対象となるロングストリップ電線内の複数本の素線のうち、曲げの最も内側の素線の最大歪み変化量を算出する第２の工程と、算出された前記曲げの最も内側の素線の前記最大歪み変化量を前記相関関係に照合することによって前記電線の屈曲寿命を予測する第３の工程とを備える。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電線の屈曲寿命予測方法であって、前記第１の工程が、前記素線と同材質で形成された前記単線について繰り返し曲げを施して、当該単線の断線に至るまでの屈曲回数を実際に測定することにより前記相関関係を求める。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項１ないし請求項２のいずれかに記載の電線の屈曲寿命予測方法であって、前記最大歪み変化量を算出する工程において、前記曲げの最も内側の素線の半径をｒとし、前記曲げの最も内側の素線の屈曲を受ける領域内で最も大きく屈曲変化する位置において最も屈曲した状態の曲げ半径をＲ_１とし、最も伸長した状態の曲げ半径をＲ_２として、次式により前記最大歪み変化量（Δε）を算出する。
【００１４】
Δε＝ｒ・（１／Ｒ_１−１／Ｒ_２）
【００１５】
【発明の実施の形態】
まず、本発明の基本的な考え方について説明する。本発明者等は、ロングストリップ電線の屈曲寿命を支配する因子について鋭意検討を行った。その結果、次の知見が得られた。
【００１６】
まず、図１及び図２の如く、ロングストリップ電線１１の屈曲寿命は、複数本の素線１３が束ねられて構成される芯線１１のうち、最初の１本の素線１３が断線するまでの寿命を言うものである。
【００１７】
ところで、ロングストリップ電線１１を屈曲してその寿命を検束する試験を行うと、被覆材のない部分の曲げの最も内側の１本の素線１２が切れることがほとんどであった。これは、曲げの最も内側となる１本の素線１２が、最も歪み変化量の大きい素線であることに起因する。
【００１８】
そして、最も内側の１本の素線１２の屈曲寿命特性は、単純に、被覆材のない他の素線１３の屈曲寿命特性と同じである。
【００１９】
したがって、ＣＡＥ解析（ｃｏｍｐｕｔｅｒ−ａｉｄｅｄｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）を用いて、最も内側の素線１２の表面の歪み変化量を計算し、これを、単線である素線１３の屈曲寿命特性に対照することで、最も内側の素線１２の屈曲寿命を推定することが可能であり、ひいては、これがロングストリップ電線１１の屈曲寿命に帰着する。即ち、その曲げの最も内側の１本の素線１２と同等の屈曲寿命特性を有する素線１３の歪み変化量と屈曲寿命との間の相関関係を予め実験的に求めておけば、様々な製品条件下の曲げの最も内側の１本の素線１２についてその最大歪み変化量を解析するだけで、ロングストリップ電線１１の全体としての屈曲寿命を予測することができることとなる。本発明は、かかる知見に基づいて完成されたものである。
【００２０】
尚、このロングストリップ電線１１の屈曲寿命予測方法では、芯線が複数本の素線１３が束ねられて構成されていることを前提に説明を行う。
【００２１】
図３は、この屈曲寿命予測方法の手順を示すフローチャートである。
【００２２】
まず事前工程としてのステップＳ１で、単一の素線１３と同材料の単線の屈曲寿命と歪み変化量との相関関係を示すマスターカーブを予め取得する。即ち、マスターカーブは、図４のように、実際に使用される素線１３と同一材料の例えば銅製の単線１４について、所定の治具Ｚ１，Ｚ２を用いるなどして繰り返し曲げを施し（図４の例では治具Ｚ２を治具Ｚ１に対して矢示方向に往復移動させる）、その歪み変化量を例えばＣＡＥ（ｃｏｍｐｕｔｅｒ−ａｉｄｅｄｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）解析等によって解析し、様々な歪み変化量について、屈曲寿命（断線に至るまでの屈曲回数）を実際に測定することによって取得される。
【００２３】
図５は、素線（単線）１３の歪み変化量の概念について説明するための図である。ロングストリップ電線１１中の絶縁層の内部の素線１３の半径をｒとする。素線１３は曲げ変形を受けており、その曲げ半径をＲとすると、曲率ＫはＫ＝１／Ｒで表される。このときに素線１３の表面に生じている歪みεは次の（１）式のように表される。
【００２４】

ここで、最も屈曲した状態の素線１３の曲げ半径をＲ_１とし、最も伸長した状態の素線１３の曲げ半径をＲ_２として、この最も屈曲した状態と最も伸長した状態との間で素線１３に繰り返し曲げを施したときの当該素線１３の表面の歪み変化量をΔεとすると、Δεは次の（２）式にて表される。
【００２５】

なお、（２）式においてΔＫは素線１３に繰り返し曲げを施したときの曲率の変化量であり、繰り返し曲げ時の素線１３の形状変化から有限要素法を用いたコンピュータ解析（いわゆるＣＡＥ解析）によって算出することができる。その算出されたΔＫを、素線１３の各部位についてリストアップし、最も値の大きいΔＫを採用して、（２）式から素線１３の表面の最大歪み変化量Δεを求めることができる。
【００２６】
例えば、自動車のドアのヒンジ部等にロングストリップ電線１１を配策するような場合、ドアの開閉動作に伴ってロングストリップ電線１１の伸屈動作が行われることになるが、このときのロングストリップ電線１１の最も屈曲する部位において、曲げの最も内側の１本の素線１２の、最も屈曲した状態と最も伸長した状態との間で素線１３に繰り返し曲げを施したときの当該素線１３の表面の歪み変化量がΔεとして定義される。
【００２７】
一方、屈曲寿命については、素線１３と同一材料の単線１４に繰り返し曲げを施して（図４）、断線に至るまでの屈曲回数を実際に測定することによって求める。ロングストリップ電線１１の各素線１３の断線は、その金属疲労破壊に主として支配されているものであるが、屈曲寿命には温度依存性がある場合には、屈曲寿命の測定について必要な温度ごとに行うことが望ましい。
【００２８】
上述のように、マスターカーブの決定のために使用する単線１４としては、実際の予測対象のロングストリップ電線１１に使用されている素線１３と同一の材料のものである必要があるが、その径については、必ずしも予測対象のロングストリップ電線１１に使用されているものと同一である必要がない。これは、素線の径が異なる試料でマスターカーブを求めておいても、予測対象となる素線１３の径に拘わらず当該マスターカーブを適用できるという知見を、本願出願人による実験の結果得られたからである。
【００２９】
図６は、素線１３と同一材料の単線１４について断線に至るまでの屈曲回数を実際に測定することによって得られたマスターカーブの一例を示す図である。同図の横軸は単線１４の表面の歪み変化量を示し、縦軸は屈曲寿命（断線に至るまでの屈曲回数）を示している。
【００３０】
図３に戻り、マスターカーブを取得した後、ステップＳ２に進み、屈曲寿命を予測する対象としているロングストリップ電線１１の曲げの最も内側の１本の素線１２の最大歪み変化量Δεを算出する。予測対象としているロングストリップ電線１１中の曲げの最も内側の１本の素線１２の最大歪み変化量Δεは、コンピュータを用いた形状シミュレーションによって算出され、そのロングストリップ電線１１の取り付け状態、取り付け形状および取り付け後に受ける曲げ変形の態様等に基づいて、有限要素法を用いたＣＡＥ解析により算出する。なお、ここで算出する曲げの最も内側の１本の素線１２の最大歪み変化量Δεは、マスターカーブを取得したときと同様の工程により求める。
【００３１】
具体的に、予測対象としているロングストリップ電線１１の曲げの最も内側の１本の素線１２の最大歪み変化量Δεは、例えばまずロングストリップ電線１１の初期形状を有限要素モデルとして仮想的にコンピュータ内に再現し、また実際のロングストリップ電線１１の屈曲状況を設置される場所の動き（例えばドアの開閉動作等）をシミュレーションし、曲げの最も内側の１本の素線１２について最も曲率半径の変化（１／Ｒ_１−１／Ｒ_２）が大きい点について、上記（２）式に基づいて、その部分の最大歪み変化量Δεを求める。尚、このような有限要素法によるコンピュータ解析の工程においては、ロングストリップ電線１１の実際の状況を有限要素モデルに再現することが重要であるため、曲げの最も内側の１本の素線１２だけでなく、複数本の素線１３が束ねられた状態での曲げ弾性等のさまざまな物性をも考慮して曲げ半径（曲率半径）Ｒ（即ち、Ｒ_１，Ｒ_２）を考慮する。
【００３２】
例えば、複数本の素線１３を束ねた芯線１１全体の断面半径を用いて、これを単一の太い単線と仮定した仮想的な芯線材料（以下「仮想的線部材」と称す）を想定する。そして、かかる１本の仮想的線部材の半径及びその曲げ半径を想定して形状を決定する。
【００３３】
このような工程を経た後、この実施の形態では、図５のように、ロングストリップ電線１１の曲げの最も内側の１本の素線１２のみについての曲率半径Ｒ（すなわち、（２）式におけるＲ_１，Ｒ_２）を求めて、その最も内径部分に位置する素線１２のＲ_１，Ｒ_２を求める。
【００３４】
そして、このＲ_１，Ｒ_２に基づいて、当該素線１２の最大歪み変化量（（２）式中のΔε）を算出する。
【００３５】
次に、算出された予測対象となる素線１２の最大歪み変化量を上記のマスターカーブ（図６）に照合することによって、そのロングストリップ電線１１の全体としての屈曲寿命を予測する（ステップＳ３）。既述したように、ロングストリップ電線１１の屈曲寿命と、最も内側の素線１２の最大歪み変化量Δεとの間の相関関係は、ロングストリップ電線１１及び曲げの最も内側の１本の素線１２の形状に依存しない。従って、曲げの最も内側の１本の素線１２の最大歪み変化量Δεを算出することができれば、ロングストリップ電線１１の径の如何によらず、その屈曲寿命を正確に予測することができることになる。なお、このことは本発明にかかるロングストリップ電線１１の屈曲寿命予測方法がロングストリップ電線１１の径を全く考慮していないことを意味しているのではなく、素線１２のＲ_１，Ｒ_２を算出する段階においてそれを考慮している。
【００３６】
このようにすれば、ロングストリップ電線１１の径等の製品条件によらず、その屈曲寿命を正確に予測することができるため、ワイヤーハーネスの設計等にその予測結果を反映することによって事前に机上検討が可能となり、最適設計、開発期間の短縮を図ることができる。
【００３７】
以上のように、極めて容易にロングストリップ電線１１の屈曲寿命予測を行うことができ、コンピュータの解析処理にかかる負荷を大幅に低減し、且つ比較的正確に屈曲寿命を予測できる。
【００３８】
以上この発明の各実施の形態について説明したが、この発明の範囲は上記実施例に限られるものではなく、添付された請求の範囲によって規定される。
【００３９】
【発明の効果】
請求項１ないし請求項３に記載の発明によれば、複数本の素線が束ねられてなる芯線が被覆材で被覆されて構成される電線において、被覆材の一部が取り除かれてなるロングストリップ電線の屈曲寿命を予測する場合に、まず素線と同材質で形成された単線の歪み変化量と屈曲寿命の実測値との相関関係を予め得ておき、予測対象となるロングストリップ電線内の複数本の素線のうち、曲げの最も内側の素線の最大歪み変化量を算出して、この算出された曲げの最も内側の素線の最大歪み変化量を相関関係に照合することによって電線の屈曲寿命を予測するので、全ての芯線についての屈曲寿命を予測せずに、曲げの最も内側の１本の素線の屈曲寿命のみを予測するだけでよいので、例えば有限要素法を用いたコンピュータ解析処理等で屈曲寿命の予測を行うような場合に、有限要素モデルの設定及び最大歪み変化量の計算等のコンピュータの計算処理負荷を大幅に低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】比較的大きい曲げ半径で湾曲した状態のロングストリップ電線を示す斜視図である。
【図２】比較的小さい曲げ半径で湾曲した状態のロングストリップ電線を示す斜視図である。
【図３】この発明の一の実施の形態に係るロングストリップ電線の屈曲寿命予測方法を示すフローチャートである。
【図４】マスターカーブを得るために行われる単線の屈曲試験を示す図である。
【図５】曲げの最も内側の１本の素線を示す図である。
【図６】マスターカーブを示す図である。
【図７】ロングストリップ電線の被覆のない部分が屈曲した状態を示す図である。
【符号の説明】
１１ロングストリップ電線
１２，１３素線[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electric wire bending life prediction method for estimating a bending life until a long strip electric wire is broken by bending.
[0002]
[Prior art]
As is well known, many electric wires are used in automobiles and industrial equipment. Some electric wires are arranged at a position where they are bent, such as a door portion or a seat portion of an automobile, and such an electric wire may be broken due to repeated bending deformation. In order to predict such a situation in advance, there is a method of actually performing a test (bench test) using a sample. However, a bending life curve with respect to the amount of strain change of the electric wire is prepared in advance, and the center of the covering material or the center of the core wire is prepared. There is a method for predicting the bending life by calculating the amount of strain change of one strand and associating it with the bending life curve.
[0003]
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-260460 (prior art 1) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-260459 (prior art 2) disclose a method of predicting the bending life of an electric wire caused by repeated bending deformation at room temperature or an electric wire bundle obtained by bundling the same. ) Are disclosed, and as a method for predicting the bending life of an electric wire or the like under a low temperature including a cold temperature, International Patent Application Publication WO-01 / 08172 (Prior Art 3) is disclosed.
[0004]
According to these flexural life prediction methods, it is possible to evaluate flexural performance and conduct design studies while simulating on a desk using a computer or the like without actually conducting a test. , Which in turn contributes to shortening the design period of an automobile or the like on which the electric wire is mounted.
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-260460 [Patent Document 2]
JP 2002-260459 A [Patent Document 3]
International Patent Application Publication WO-01 / 08172
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in a covered electric wire in which a core wire formed by bundling a plurality of strands is covered with a covering material, an electric wire (hereinafter, a long strip electric wire) in which a covering material serving as an outer protective layer is partially removed is used. Exists. In the case of performing the disconnection evaluation and the design study of such a long strip electric wire, as in the above-described related arts 1 to 3, it is only necessary to perform the bending life prediction by calculating the amount of change in the strain of one sheath wire at the center of the covering material or the core wire. It has been found that accurate bending life cannot be predicted.
[0007]
One of the reasons is that it is impossible to predict the bending life of the long strip electric wire based on the amount of change in strain of the covering material since the covering material is partially removed.
[0008]
Also, as another reason, the bending radius of the uncovered part of the long strip wire may be significantly smaller in the part where the covering material is removed than in the part covered with the covering material. As shown in FIG. 7, when the bending radius Rc of one of the wires located at the center of the cross section of the core wire 2 formed by bundling a plurality of wires 1 is compared with the bending radius Re of the innermost circumference. , Rc and Re become large, and a large error occurs at the time of calculating the strain change amount, so that accurate bending life prediction cannot be performed.
[0009]
From these facts, in the case of a long strip electric wire, there has been no other way but to predict the bending life by actually performing a test (bench test) using a sample.
[0010]
Therefore, an object of the present invention is to provide a method for estimating a flex life of an electric wire, which can accurately predict a flex life of a long strip electric wire.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problem, the invention according to claim 1 is an electric wire configured by covering a core wire formed by bundling a plurality of strands with a covering material, wherein a part of the covering material is removed. A method for predicting the flex life of a long strip electric wire, the method comprising first obtaining a correlation between an amount of strain change of a single wire formed of the same material as the strand and a measured value of the flex life in advance. And a second step of calculating the maximum strain change amount of the innermost wire of the bend among the plurality of wires in the long strip wire to be predicted, and the innermost wire of the calculated bend A third step of predicting the bending life of the electric wire by comparing the maximum strain change amount of the element wire with the correlation.
[0012]
The invention according to claim 2 is the method for predicting the bending life of an electric wire according to claim 1, wherein the first step is performed by repeatedly bending the single wire formed of the same material as the strand. The correlation is obtained by actually measuring the number of times of bending until the single wire breaks.
[0013]
According to a third aspect of the present invention, in the method for predicting the bending life of an electric wire according to any one of the first to second aspects, in the step of calculating the maximum strain change amount, the innermost element of the bending is used. Let r be the radius of the wire, R _{1 be} the bending radius of the most bent state at the position of the largest bending change in the area where the innermost strand of the bending is subjected to bending, and R be the bending radius of the most expanded state. _{As 2} , the maximum strain change amount (Δε) is calculated by the following equation.
[0014]
Δε = r · (1 / R ₁ −1 / R ₂ )
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
First, the basic concept of the present invention will be described. The present inventors have conducted intensive studies on factors that govern the bending life of long strip electric wires. As a result, the following findings were obtained.
[0016]
First, as shown in FIG. 1 and FIG. 2, the bending life of the long strip electric wire 11 is determined until the first one of the core wires 11 of the core wires 11 formed by bundling a plurality of the wires 13 is disconnected. It refers to life.
[0017]
By the way, when a test for bending the long strip electric wire 11 and measuring the life thereof was performed, the innermost one strand 12 of the bend of the portion without the covering material was almost always broken. This is due to the fact that one strand 12 which is the innermost part of the bend is the strand having the largest distortion change amount.
[0018]
The flex life characteristics of the innermost one strand 12 are simply the same as the flex life characteristics of the other strand 13 without the covering material.
[0019]
Therefore, the CAE analysis (computer-aided engineering) is used to calculate the amount of strain change on the surface of the innermost wire 12, and to compare this with the bending life characteristic of the wire 13, which is a single wire, It is possible to estimate the flex life of the inner strand 12, which in turn results in the flex life of the long strip wire 11. That is, if a correlation between the amount of strain change of the wire 13 having the same bending life characteristic as that of the innermost one wire 12 of the bending and the bending life is previously experimentally obtained, various values can be obtained. The bending life of the long strip wire 11 as a whole can be predicted only by analyzing the maximum strain change amount of the innermost one strand 12 under bending under the product condition. The present invention has been completed based on such findings.
[0020]
The method of estimating the bending life of the long strip electric wire 11 will be described on the assumption that the core wire is configured by bundling a plurality of strands 13.
[0021]
FIG. 3 is a flowchart showing the procedure of the bending life prediction method.
[0022]
First, in step S1 as a preliminary process, a master curve indicating a correlation between the bending life of a single strand 13 and a single strand of the same material and the amount of strain change is acquired in advance. That is, as shown in FIG. 4, the master curve is repeatedly bent using, for example, predetermined jigs Z1 and Z2 on a single wire 14 made of the same material as the actually used wire 13 and made of, for example, copper (FIG. 4). In the example, the jig Z2 is reciprocated in the direction indicated by the arrow with respect to the jig Z1), and the amount of change in the distortion is analyzed by, for example, CAE (computer-aided engineering) analysis, and the bending life is calculated for various amounts of change in the distortion It is obtained by actually measuring (the number of times of bending until reaching disconnection).
[0023]
FIG. 5 is a diagram for explaining the concept of the amount of change in distortion of the element wire (single line) 13. The radius of the element wire 13 inside the insulating layer in the long strip electric wire 11 is represented by r. The strand 13 has undergone bending deformation, and assuming that the bending radius is R, the curvature K is represented by K = 1 / R. At this time, the strain ε generated on the surface of the wire 13 is expressed by the following equation (1).
[0024]

Here, the bending radius as R ₁ in the state of the strand 13 which is most bent, containing the most extended bend radius of the state of the wire 13 as R _2, with the most extended state and this most bent state Assuming that the amount of strain change on the surface of the wire 13 when the wire 13 is repeatedly bent is Δε, Δε is expressed by the following equation (2).
[0025]

Note that in equation (2), ΔK is the amount of change in curvature when the wire 13 is repeatedly bent, and a computer analysis using the finite element method (so-called CAE analysis) is performed based on the shape change of the wire 13 during repeated bending. ). The calculated ΔK is listed for each part of the strand 13, and the largest value ΔK is adopted, and the maximum strain change Δε on the surface of the strand 13 can be obtained from the equation (2).
[0026]
For example, in the case where the long strip wire 11 is routed at a hinge portion of a door of an automobile, the bending operation of the long strip wire 11 is performed with the opening and closing operation of the door. At the most bent portion of the electric wire 11, the wire 13 when the wire 13 is repeatedly bent between the most bent state and the most extended state of the innermost one wire 12 of the bend Is defined as Δε.
[0027]
On the other hand, the bending life is obtained by repeatedly bending a single wire 14 made of the same material as the strand 13 (FIG. 4), and actually measuring the number of bendings until the wire breaks. Disconnection of each strand 13 of the long strip electric wire 11 is mainly governed by its metal fatigue failure. It is desirable to carry out.
[0028]
As described above, the single wire 14 used for determining the master curve needs to be made of the same material as the strand 13 used for the long strip wire 11 to be actually predicted. The diameter need not always be the same as that used for the long strip wire 11 to be predicted. This is based on the result of an experiment by the applicant of the present application that the present inventors have found that the master curve can be applied irrespective of the diameter of the elementary wire 13 to be predicted, even if the master curve is determined for samples having different elementary wire diameters. Because it was done.
[0029]
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a master curve obtained by actually measuring the number of times of bending of the single wire 14 of the same material as the strand 13 until the wire is broken. The abscissa in the figure indicates the amount of strain change on the surface of the single wire 14, and the ordinate indicates the flex life (the number of flexes until the wire breaks).
[0030]
Returning to FIG. 3, after acquiring the master curve, the process proceeds to step S2, and the maximum strain change amount Δε of the innermost one strand 12 of the bending of the long strip electric wire 11 whose bending life is to be predicted is calculated. . The maximum strain change Δε of the innermost one strand 12 of the bend in the long strip wire 11 to be predicted is calculated by a shape simulation using a computer, and the mounting state and the mounting shape of the long strip wire 11 are calculated. Calculated by CAE analysis using the finite element method based on the mode of bending deformation received after mounting and the like. The maximum strain change Δε of the innermost one strand 12 of the bending calculated here is obtained by the same process as when the master curve is obtained.
[0031]
Specifically, the maximum strain change amount Δε of the innermost one strand 12 of the bending of the long strip electric wire 11 to be predicted is, for example, a virtual computer using the initial shape of the long strip electric wire 11 as a finite element model. And simulate the movement of the place where the actual bending state of the long strip electric wire 11 is installed (for example, the opening / closing operation of a door, etc.). For the point where the change (1 / R ₁ −1 / R ₂ ) is large, the maximum strain change Δε in that portion is determined based on the above equation (2). In the computer analysis process using such a finite element method, it is important to reproduce the actual situation of the long strip electric wire 11 in a finite element model. Instead, the bending radius (curvature radius) R (that is, R ₁ , R ₂ ) is also considered in consideration of various physical properties such as bending elasticity in a state where the plurality of strands 13 are bundled.
[0032]
For example, a virtual core material (hereinafter, referred to as a “virtual wire member”) is assumed assuming that this is a single thick single wire by using a cross-sectional radius of the entire core wire 11 in which a plurality of strands 13 are bundled. . Then, the shape is determined by assuming the radius of the one virtual line member and the bending radius thereof.
[0033]
After such a step, in this embodiment, as shown in FIG. 5, the curvature radius R of only one innermost strand 12 of the bending of the long strip electric wire 11 (that is, the radius of curvature R in the equation (2) seeking R _1, _{R 2),} determining the _R 1, _{R 2} strands 12 positioned on the most inner diameter.
[0034]
Then, based on the R ₁ and R ₂ , the maximum distortion change amount (Δε in the equation (2)) of the wire 12 is calculated.
[0035]
Next, the calculated bending life of the long strip wire 11 as a whole is predicted by comparing the calculated maximum strain change amount of the strand 12 to be predicted with the master curve (FIG. 6) (step S3). ). As described above, the correlation between the bending life of the long strip wire 11 and the maximum strain change Δε of the innermost wire 12 is determined by the longest wire 11 and the innermost one wire of the bend. 12 does not depend on the shape. Therefore, if the maximum strain change Δε of the innermost one strand 12 of the bend can be calculated, the flex life can be accurately predicted regardless of the diameter of the long strip wire 11. Become. Incidentally, this is not the bending life prediction method for long strip wire 11 according to the present invention is means that does not take into account the size of the long strip wire 11 at all, R ₁ of the wire _12, R ₂ Is taken into account in the stage of calculating.
[0036]
This makes it possible to accurately predict the bending life of the long strip electric wire 11 irrespective of product conditions such as the diameter thereof. Examination is possible, and optimal design and development time can be shortened.
[0037]
As described above, the bending life of the long strip wire 11 can be extremely easily predicted, the load on the analysis processing of the computer can be significantly reduced, and the bending life can be predicted relatively accurately.
[0038]
Although the embodiments of the present invention have been described above, the scope of the present invention is not limited to the above embodiments, but is defined by the appended claims.
[0039]
【The invention's effect】
According to the first to third aspects of the present invention, in a wire formed by covering a core wire formed by bundling a plurality of strands with a covering material, a long wire having a part of the covering material removed is provided. When predicting the bending life of a strip wire, first obtain the correlation between the amount of strain change of a single wire formed of the same material as the strand and the measured value of the bending life in advance, and then calculate the correlation By calculating the maximum strain change amount of the innermost wire of the bend out of the plurality of wires, and comparing the calculated maximum strain change amount of the innermost wire of the bend with the correlation. Since the bending life of the electric wire is predicted, only the bending life of the innermost one strand of the bending need be predicted without predicting the bending life of all the core wires. Bending due to computer analysis processing If such perform life prediction, it is possible to greatly reduce the computational load of the computer calculations such settings and maximum strain variation of the finite element model.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a long strip electric wire in a state of being bent with a relatively large bending radius.
FIG. 2 is a perspective view showing a long strip electric wire in a state of being bent with a relatively small bending radius.
FIG. 3 is a flowchart showing a method for predicting a bending life of a long strip electric wire according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing a single-wire bending test performed to obtain a master curve.
FIG. 5 is a diagram showing one innermost strand of a bend;
FIG. 6 is a diagram showing a master curve.
FIG. 7 is a view showing a state where an uncovered portion of the long strip electric wire is bent.
[Explanation of symbols]
11

Long strip wire

12, 13 strand

Claims

In an electric wire constituted by covering a core wire formed by bundling a plurality of strands with a coating material, a method for predicting the bending life of a long strip electric wire in which a part of the coating material is removed is provided. And
A first step of previously obtaining a correlation between an amount of change in strain of a single wire formed of the same material as that of the strand and a measured value of bending life;
A second step of calculating the maximum strain change amount of the innermost wire of the bend among the plurality of wires in the long strip wire to be predicted;
A third step of predicting a bending life of the electric wire by comparing the calculated maximum strain change amount of the innermost strand of the bending with the correlation. Forecasting method.

It is a bending life prediction method of an electric wire according to claim 1,
The first step is to repeatedly bend the single wire formed of the same material as the element wire, and to obtain the correlation by actually measuring the number of bendings until the single wire is broken. Characteristic bending life prediction method for electric wires.

A bending life prediction method for an electric wire according to any one of claims 1 and 2,
In the step of calculating the maximum strain change amount, the radius of the innermost wire of the bend is defined as r, and the bend is most bent at a position where the bend changes greatly in a region where the innermost wire of the bend is bent. the state of the bending radius as R _1, the most extended state bending radius as R _2, the bending life prediction method for electric wires, and calculates the maximum strain variation by the following equation ([Delta] [epsilon]).
Δε = r · (1 / R ₁ −1 / R ₂ )