JP2015004627A - 吸収エネルギーの測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】構造体の衝撃試験において各部材の吸収エネルギーの測定方法を提供する。【解決手段】第１部材１２の長手方向の中間に第２部材１４が結合されている構造体１０を用いる衝撃試験において、衝突体２０を第２部材１４に衝突させる過程での吸収エネルギーの測定方法であって、第１部材１２の両端を固定するステップと、衝撃試験において、衝突体２０の変位とそれに作用する荷重の関係等を採取するステップと、衝突体２０の変位とそれに作用する荷重の関係から構造体１０の吸収エネルギーを求めるステップと、経過時間と第１部材１２の両端でそれぞれ発生する荷重との関係、および、経過時間と第１部材１２と第２部材１４の結合部における加速度との関係から第１部材１２の吸収エネルギーを求めるステップと、構造体１０の吸収エネルギーから第１部材１２の吸収エネルギーを差し引くことにより第２部材１４の吸収エネルギーを求めるステップとを含む。【選択図】図２

Description

本発明は、構造体に衝突体を衝突させる衝撃試験において吸収エネルギーを測定する方法に関する。さらに詳しくは２つ以上の部材が結合された構造体に衝突体を衝突させる衝撃試験において各部材に吸収されるエネルギーを測定する方法に関する。

自動車や建設機械などでは、使用時に物体に衝突することが想定されることから、骨格部材の安全性が考慮されている。最終製品の安全性評価の前段階において、骨格部材の一部からなる構造体を対象に衝突現象を模擬した衝撃試験を行い、構造体としての安全性が検討される。その衝撃試験では、構造体を構成する各部材の吸収エネルギーを把握することが、部材の形状や材料を検討する上で重要となる。

例えば自動車の車体側面に別の車両が衝突する場合を想定した衝撃試験では、センターピラーおよびサイドシルで構成される構造体が評価対象となることが多い。その構造体は、センターピラーの一端がサイドシルの長手方向の中間に結合される。

図１は、センターピラーとサイドシルとで構成される構造体を示す斜視図である。同図に示す構造体１０は、サイドシル１２とセンターピラー１４とでＴ字状をなすように、センターピラー１４の一端が、サイドシル１２の長手方向の中間に結合されている。

このような構造体の衝撃試験では、サイドシルの両端を固定するとともに、センターピラーの他端を支持した状態で、センターピラーの所定位置に衝突体を衝突させる方法が多用される。

ここで、センターピラーとサイドシルで構成される構造体に衝突体を衝突させる方式として、実際の車体と同様に構造体のセンターピラーを鉛直な状態とし、衝突体を横方向から水平に発射させてセンターピラーに衝突させる水平方式がある。また、構造体のセンターピラーを水平な状態とし、衝突体を自由落下させてセンターピラーに衝突させる落錘方式がある。衝突体を自由落下させて衝突させる方式の衝撃試験は、特に「落錘式衝撃試験」とも呼ばれる。

いずれの方式による衝撃試験でも、事前に衝突体に荷重計および変位計を装着し、衝撃試験の際に一定の時間間隔で衝突体に作用する荷重とともに衝突体の変位を計測することにより、衝突体の変位と衝突体に作用する荷重の関係を採取する。これにより、衝突されるセンターピラーの変位（変形）の変化を算出することができ、下記（１）式から構造体に与えられるエネルギー、すなわち、構造体全体の吸収エネルギーを求めることができる。
ＥＡ_total＝∫Ｆ_IM・ｄδ_IM ・・・（１）
ここで、ＥＡ_totalは構造体全体の吸収エネルギー、Ｆ_IMは衝突体に作用する荷重、δ_IMは衝突体の変位である。

しかしながら、このような従来の吸収エネルギーの測定方法では、構造体を構成する各部材がそれぞれ吸収したエネルギーを求めることはできない。具体的には、センターピラーが吸収したエネルギーと、サイドシルが吸収したエネルギーとを求めることはできない。

衝撃試験に関し、従来から種々の提案がなされており、例えば特許文献１および２がある。特許文献１は、ハード磁気ディスク装置における媒体保護膜といった薄膜試料の強度測定に用いる落錘式衝撃試験について記載されている。その特許文献１では、衝突体を試料に衝突させ、衝突体の速度を検出し、衝突後の衝突体の速度変化に基づいて試料の強度を求めることが提案されている。また、衝撃試験において、薄膜材料の衝撃強さＲを「Ｒ＝ｍ（ｖ１−ｖ２）／２Ｖ」で評価することが提案されている。ここで、ｍは落錘の質量、ｖ１は薄膜の表面に到達時点での落錘の落下速度、ｖ２は基板表面に到達時点での落下速度、Ｖは落錘下端の半球状圧子が薄膜材料へ侵入する体積である。

また、特許文献２には、落錘を試験片に衝突させずに自由落下させた際の運動エネルギーと、落錘が試験片に衝突し、破断させた後の運動エネルギーを用いて、試験片の衝撃吸収エネルギーを測定する方法が提案されている。

特開平８−１３６４２９号公報 特開２００８−２２４６３２号公報

前述の通り、従来の吸収エネルギーの測定方法では、衝撃試験の際に衝突体の変位と衝突体に作用する荷重の関係を採取することにより、構造体の吸収エネルギーを求める。この方法では、構造体を構成する各部材がそれぞれ吸収したエネルギーを求めることができない。

一方、前述の特許文献１に提案される衝撃試験方法では、衝突体の運動量の変化を落錘下端の半球状圧子が薄膜材料へ侵入する体積で除することにより薄膜材料の衝撃強さを評価していることから、吸収エネルギーの測定には利用できない。また、特許文献２に提案される吸収エネルギーの測定方法では、衝突体のエネルギー変化のみを測定していることから、試験片が構造体の場合、構造体全体の吸収エネルギーのみの測定となり、各部材の吸収エネルギーを測定できない。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、２つ以上の部材が結合された構造体の衝撃試験において各部材に吸収されるエネルギーを測定する方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、第１部材とその長手方向中間に結合された第２部材で構成されるＴ字状の構造体（前記図１でいえば、サイドシルが第１部材にセンターピラーが第２部材にあたる）の衝撃試験を想定し、構造体の部材構成および変形挙動を詳細に検討した。その結果、第１部材の両端を固定した状態で構造体の第２部材に衝突体を衝突させると、第１部材は、第２部材との結合部を介して衝撃による荷重を受けて変形する。

本発明者らは、第１部材の吸収エネルギーを求めるには、結合部における荷重と変位を計測する必要があると考えた。第２部材との結合部において第１部材が受ける荷重は、上述の第１部材の変形挙動を踏まえれば、両端における荷重と釣り合うことから、第１部材の両端における荷重の足し合わせによって求められることを見出した。また、結合部の変位は、結合点に加速度計を装着し、計測される加速度を時間で２回積分することにより変位に変換することで求められることを見出した。このようにして求めた第２部材との結合部における荷重と変位から、第１部材の吸収エネルギーの測定が可能になることを知見した。

そして、構造体全体の吸収エネルギーは、衝突体の変位および衝突体に作用する荷重から求めることができるので、構造体全体の吸収エネルギーから第１部材の吸収エネルギーを差し引けば、第２部材の吸収エネルギーの測定が可能になることを知見した。

本発明は、上記の知見に基づいて完成したものであり、下記（１）および（２）の吸収エネルギーの測定方法を要旨としている：

（１）少なくとも１つ以上の第１部材および第２部材を備え、かつ、第１部材の長手方向の中間に第２部材が結合されている構造体を用いる衝撃試験において、衝突体を構造体の第２部材に衝突させる過程で第１部材および第２部材に吸収されるエネルギーを測定する方法であって、衝撃試験の前処理として、構造体の第１部材の両端を固定するステップと、衝撃試験において、衝突体の変位と衝突体に作用する荷重の関係、経過時間と第１部材の両端でそれぞれ発生する荷重の関係、および、経過時間と第１部材と第２部材の結合部における加速度の関係を採取するステップと、衝突体の変位と衝突体に作用する荷重の関係から構造体の全体の吸収エネルギーを求めるステップと、経過時間と第１部材の両端でそれぞれ発生する荷重との関係、および、経過時間と第１部材と第２部材の結合部における加速度との関係から第１部材の吸収エネルギーを求めるステップと、構造体の全体の吸収エネルギーから第１部材の吸収エネルギーを差し引くことにより第２部材の吸収エネルギーを求めるステップとを含むことを特徴とする吸収エネルギーの測定方法。

（２）前記構造体として、第１部材のサイドシルと、第２部材のセンターピラーとで構成される自動車の骨格部材からなる構造体を用いることを特徴とする上記（１）に記載の吸収エネルギーの測定方法。

本発明の吸収エネルギーの測定方法は、衝撃試験において、経過時間と第１部材の両端でそれぞれ発生する荷重の関係、および、経過時間と第１部材と第２部材の結合部における加速度の関係を採取する。これらを用いることより、第１部材の吸収エネルギーを測定できる。また、構造体の吸収エネルギーから第１部材の吸収エネルギーを差し引くことにより、第２部材の吸収エネルギーを測定できる。

センターピラーとサイドシルとで構成される構造体を示す斜視図である。 落錘式衝撃試験において本発明により吸収エネルギーを測定する方法を説明する模式図であり、同図（ａ）は側面図、同図（ｂ）は上面図である。 Ｈ字状に結合された構造体についての衝撃試験を模式的に示す上面図である。 衝突体の変位と構造体の吸収エネルギーの関係を示す図である。 衝突体の変位とサイドシルの吸収エネルギーの関係を示す図である。 衝突体の変位とセンターピラーの吸収エネルギーの関係を示す図である。

以下に、本発明の吸収エネルギーの測定方法について説明する。

図２は、落錘式衝撃試験において本発明により吸収エネルギーを測定する方法を説明する模式図であり、同図（ａ）は側面図、同図（ｂ）は上面図である。同図には、被試験材である構造体１０を示すとともに、未変形の構造体１０に当接する衝突体２０を二点鎖線で示す。構造体１０は、サイドシル（第１部材）１２およびセンターピラー（第２部材）１４で構成され、サイドシル１２の長手方向の中間にセンターピラー１４の一端が結合されている。

一方、衝突体２０は、落錘の役割を果たし、鉛直方向に自由落下可能に支持されている。構造体１０は、センターピラー１４が、水平な状態で衝突体２０の落下軌道上に位置するように配置されている。落錘式衝撃試験は、衝突体２０を所定の高さまで上昇させた後で自由落下させ、センターピラー１４に衝突させることにより行われる。

本発明の吸収エネルギーの測定方法は、衝撃試験の前処理として、構造体の第１部材の両端を固定する。第１部材の両端は、例えば、それぞれ治具を介して衝撃試験装置の定盤に固定すればよい。このように第１部材の両端を固定することにより、第１部材の両端の変位を拘束した状態にして衝撃試験を行う。

本発明の吸収エネルギーの測定方法は、衝撃試験において、衝突体２０の変位と衝突体２０に作用する荷重の関係、経過時間と第１部材１２の両端でそれぞれ発生する荷重の関係、および、経過時間と第１部材１２と第２部材１４の結合部における加速度の関係を採取する。

衝突体２０の変位と衝突体２０に作用する荷重の関係は、一定の時間間隔で衝突体の変位と衝突体２０に作用する荷重を計測することにより採取できる。より具体的には、事前に衝突体２０に変位計を装着し、衝撃試験の際に一定の時間間隔で衝突体２０の衝突方向の変位を変位計で計測する。また、事前に衝突体２０に荷重計を装着し、衝撃試験の際に一定の時間間隔で衝突体２０に作用する衝突方向の荷重を荷重計で計測する。ここで、「衝突方向」とは、水平方式の衝撃試験の場合、衝突体が発射される方向を意味し、落錘方式の衝撃試験の場合、衝突体が自由落下する方向であり、鉛直方向を意味する。

このようにして衝突体２０の変位と衝突体２０に作用する荷重の関係を採取すれば、前記（１）式により、構造体の全体の吸収エネルギーを求めることが可能となる。

経過時間と第１部材１２の両端でそれぞれ発生する荷重の関係は、事前に第１部材１２の両端を固定するための治具にそれぞれ３軸荷重計（３軸ロードセル）を装着し、衝撃試験の際に一定の時間間隔で第１部材１２からそれを固定する治具が受ける荷重を各３軸荷重計で計測することにより、採取できる。ここで、３軸荷重計は、ＸＹＺ直交座標系におけるＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向についてそれぞれ荷重を計測可能な機器である。

経過時間と第１部材１２と第２部材１４の結合部における加速度の関係は、事前に第１部材１２と第２部材１４の結合部に３軸加速度計を装着し、衝撃試験の際に一定の時間間隔で結合部の加速度を３軸加速度計で計測することにより、採取できる。ここで、３軸加速度計は、ＸＹＺ直交座標系におけるＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向についてそれぞれ加速度を計測可能な機器である。

このようにして経過時間と第１部材の両端でそれぞれ発生する荷重の関係と、経過時間と結合部における加速度の関係とを採取すれば、後述するように、各部材の吸収エネルギーを求めることが可能となる。

本発明の吸収エネルギーの測定方法は、衝撃試験において採取した衝突体の変位と衝突体に作用する荷重の関係から構造体の全体の吸収エネルギーを求める。構造体の全体の吸収エネルギーは、前記（１）式により求めることができる。

本発明の吸収エネルギーの測定方法は、経過時間と第１部材の両端でそれぞれ発生する荷重の関係、および、経過時間と第１部材と第２部材の結合部における加速度の関係から第１部材の吸収エネルギーを求める。第１部材の吸収エネルギーを求めるに際し、第１部材の一端で発生する荷重と、第１部材の他端で発生する荷重とを足し合わせることにより、経過時間と第１部材の合計荷重の関係を得る。第１部材の一端で発生する荷重と、第１部材の他端で発生する荷重との足し合わせは、３方向についてそれぞれ行い、経過時間と第１部材の合計荷重の関係を３方向についてそれぞれ得る。

一方、加速度を２回積分して変位とすることにより、経過時間と第１部材と第２部材の結合部における加速度の関係から経過時間と第１部材と第２部材の結合部における変位の関係を得る。加速度の２回積分は、３方向についてそれぞれ行い、経過時間と結合部の変位の関係を３方向についてそれぞれ得る。

得られた経過時間と結合部の変位の関係と、経過時間と第１部材の合計荷重の関係とから、結合部の変位と第１部材の合計荷重の関係を３方向についてそれぞれ得る。結合部の変位と第１部材の合計荷重の関係から、下記（２）式により、第１部材の吸収エネルギーＥＡ_Sを求めることができる。
ＥＡ_S＝∫Ｆ_x・ｄδ_x＋∫Ｆ_y・ｄδ_y＋∫Ｆ_z・ｄδ_z ・・・（２）
ここで、Ｆ_x、Ｆ_yおよびＦ_zは各方向の第１部材の合計荷重であり、δ_x、δ_yおよびδ_zは各方向の結合部の変位である。

本発明の吸収エネルギーの測定方法は、構造体全体の吸収エネルギーから第１部材の吸収エネルギーを差し引くことにより第２部材の吸収エネルギーを求める。具体的には、下記（３）式により、第２部材の吸収エネルギーＥＡ_cを求めることができる。
ＥＡ_c＝ＥＡ_total−ＥＡ_s ・・・（３）
ここで、ＥＡ_totalは構造体全体の吸収エネルギーであり、前記（１）式により求めることができ、ＥＡ_sは第１部材の吸収エネルギーであり、前記（２）式により求めることができる。

このように本発明の吸収エネルギーの測定方法は、経過時間と第１部材の両端でそれぞれ発生する荷重の関係、および、経過時間と第１部材と第２部材の結合部における加速度の関係を採取する。これにより、第１部材の吸収エネルギーを求めることができる。また、構造体全体の吸収エネルギーから第１部材の吸収エネルギーを差し引くことにより第２部材の吸収エネルギーを求めることができる。したがって、本発明の吸収エネルギーの測定方法は、第１部材および第２部材のいずれの吸収エネルギーも測定できる。

本発明の吸収エネルギーの測定方法は、構造体として、前記図２に示すように、第１部材のサイドシルと、第２部材のセンターピラーとで構成される自動車の骨格部材からなる構造体を用いることができる。これにより、サイドシルとセンターピラーとで構成される構造体の衝撃試験において、構造体全体の衝撃強さを評価できるのみならず、サイドシルおよびセンターピラーについて単体での衝撃強さの評価が可能となる。

本発明の吸収エネルギーの測定方法は、サイドシルとセンターピラーとで構成される構造体のようにＴ字状に結合される構造体の衝撃試験に限定されず、Ｈ字状に結合される構造体の衝撃試験でも各部材の吸収エネルギーを測定することができる。

図３は、Ｈ字状に結合される構造体についての衝撃試験を模式的に示す上面図である。同図には、Ｈ字状に結合される構造体１０を示し、衝撃試験の際に衝突体が衝突する位置を想像線で示す。Ｈ字状に結合される構造体１０は、２つの第１部材１１と、第２部材１３とで構成される。２つの第１部材１１は、それぞれ両端が治具（図示なし）を介して衝撃試験装置の定盤（図示なし）に固定されるとともに、その両端で発生する荷重を計測する３軸荷重計（図示なし）がそれぞれ治具に装着されている。第２部材１３は、その一端が２つの第１部材のうちで一方の第１部材の中間に結合され、他端が他方の第１部材の中間に結合される。第２部材の両端の結合部には、３軸加速度計（図示なし）がそれぞれ装着されている。

このようにＨ字状に結合される構造体は、その全体の吸収エネルギーを前記（１）式により求めることができる。また、一方の第１部材の吸収エネルギーは、経過時間と一方の第１部材の両端でそれぞれ発生する荷重の関係、および、経過時間と一方の第１部材と第２部材の結合部における加速度の関係を用い、前記（２）式により求めることができる。他方の第１部材の吸収エネルギーは、経過時間と他方の第１部材の両端でそれぞれ発生する荷重の関係、および、経過時間と他方の第１部材と第２部材の結合部における加速度の関係を用い、前記（２）式により求めることができる。

Ｈ字状に結合された構造体の第２部材の吸収エネルギーは、構造体の全体の吸収エネルギーから、一方の第１部材の吸収エネルギーと、他方の第１部材の吸収エネルギーとを差し引くことにより求めることができる。具体的には、第２部材の吸収エネルギーＥＡ_cを下記（４）式により求めることができる。
ＥＡ_c＝ＥＡ_total−ＥＡ_s1−ＥＡ_s2 ・・・（４）
ここで、ＥＡ_totalは構造体の全体の吸収エネルギーであり、前記（１）式により求めることができ、ＥＡ_s1は一方の第１部材の吸収エネルギーであり、ＥＡ_s2は他方の第１部材の吸収エネルギーである。

本発明の吸収エネルギーの測定方法は、第１部材の両端の固定を溶接やボルト締結により行うことができる。また、第１部材と第２部材の結合も溶接やボルト締結により行うことができる。

本発明の吸収エネルギーの測定方法により、衝撃試験において第１部材および第２部材の吸収エネルギーを測定する試験を行い、本発明の効果を検証した。

［試験方法］
本試験では、落錘式衝撃試験装置により、前記図２を用いて説明した手順で衝撃試験を行った。衝撃試験では、質量１５８９ｋｇの衝突体２０を高さ１．５７ｍから落下させた。構造体１０は、サイドシル１２とセンターピラー１４とで構成し、サイドシル１２の長手方向の中央にセンターピラー１４の一端を溶接して結合した。一方、サイドシル１２の両端を溶接して治具にそれぞれ固定し、それらの治具は衝撃試験装置が備える定盤にそれぞれボルト締結して固定した。また、センターピラー１４の他端（結合部と反対側の端部）を、回転可能（同図の実線矢印参照）かつセンターピラーの長手方向に移動可能（同図の破線矢印参照）に支持した。

具体的には、センターピラー１４の他端を丸棒鋼（図示なし）に溶接により固定し、その丸棒鋼の両端をそれぞれ支持リング（図示なし）の孔部に挿入することにより、回転可能に支持した。また、それらの支持リングを同一のプレート（図示なし）にボルト締結し、そのプレートをリニアガイドによりセンターピラーの長手方向に移動可能に支持した。このようにセンターピラーの他端を回転可能かつ移動可能に支持した目的は、実際の車体における変形挙動に近づけるためである。

サイドシル１２は、厚さ１．６ｍｍの５９０ＭＰａ級鋼板を成形して作製し、センターピラー１４は、厚さ１．８ｍｍの５９０ＭＰａ級鋼板を成形して作製した。

サイドシル１２の両端が溶接された治具は、いずれも２分割構造であった。このような治具の連結部に３軸荷重計をそれぞれ装着し、衝撃試験の過程で両端に発生する荷重を一定時間間隔でそれぞれ計測することにより、経過時間と端部の荷重の関係を両端についてそれぞれ得た。その経過時間と端部の荷重の関係は、３方向についてそれぞれ得た。また、サイドシル１２とセンターピラー１４との結合部には、その中央位置に３軸加速度計を装着し、衝撃試験の過程で結合部の加速度を一定時間間隔で計測することにより、経過時間と結合部の加速度の関係を３方向についてそれぞれ得た。一方、衝突体には、衝突体に作用する鉛直方向の荷重を計測する荷重計と、鉛直方向の変位を計測する変位計とを装着し、衝撃試験の過程で荷重および変位を一定時間間隔で計測し、経過時間と衝突体の荷重の関係および経過時間と衝突体の変位の関係を得た。これらの一定時間間隔は、いずれも０．０００００５秒間隔とした。

経過時間と衝突体の荷重の関係および経過時間と衝突体の変位の関係から衝突体の変位と衝突体に作用する荷重の関係を得て、前記（１）式により衝突体の変位と構造体の全体の吸収エネルギーの関係を求めた。

また、下記の手順により衝突体の変位とサイドシルの吸収エネルギーの関係を求めた。
（１）サイドシルの一端で発生する荷重と、サイドシルの他端で発生する荷重とを、３方向についてそれぞれ足し合わせ、経過時間とサイドシルの合計荷重の関係を３方向についてそれぞれ得た。
（２）経過時間と結合部の加速度の関係において加速度を２回積分することにより、経過時間と結合部の変位の関係を３方向についてそれぞれ得た。
（３）得られた経過時間と結合部の変位の関係と、経過時間とサイドシルの合計荷重の関係とから、経過時間と結合部の変位とサイドシルの合計荷重の関係を３方向についてそれぞれ得た。
（４）得られた経過時間と結合部の変位とサイドシルの合計荷重の関係を用い、前記（２）式により経過時間とサイドシルの吸収エネルギーの関係を求めた。
（５）経過時間と衝突体の変位の関係および経過時間とサイドシルの吸収エネルギーの関係から、衝突体の変位とサイドシルの吸収エネルギーの関係を得た。

衝突体の変位と構造体の全体の吸収エネルギーの関係および衝突体の変位とサイドシルの吸収エネルギーの関係を用い、前記（３）式により衝突体の変位とセンターピラーの吸収エネルギーの関係を求めた。

比較のため、上述の衝撃試験を模した有限要素法による衝突解析を行い、衝突体の変位と構造体全体の吸収エネルギーの関係、衝突体の変位とサイドシルの吸収エネルギーの関係、および、衝突体の変位とセンターピラーの吸収エネルギーの関係を求めた。

［試験結果］
図４は、衝突体の変位と構造体の吸収エネルギーの関係を示す図である。同図には、実験値による関係と解析値による関係とを示す。ここで、実験値による関係とは、衝突試験で得た試験結果から前記（１）式により求めた値を用いたものである。また、解析値による関係とは、衝突解析により求めた値を用いたものである。

図５は、衝突体の変位とサイドシルの吸収エネルギーの関係を示す図である。同図には、本発明の測定値による関係と解析値による関係とを示す。ここで、本発明の測定値による関係とは、衝突試験で得た試験結果から前記（２）式により求めた測定値を用いた関係である。また、解析値による関係とは、衝突解析により求めた値を用いたものである。

図６は、衝突体の変位とセンターピラーの吸収エネルギーの関係を示す図である。同図には、本発明の測定値による関係と解析値による関係とを示す。ここで、本発明の測定値による関係とは、衝突試験で得た試験結果から前記（３）式により求めた測定値を用いた関係である。また、解析値による関係とは、衝突解析により求めた値を用いたものである。

図４〜６に示す衝突体の変位は、０（ゼロ）が未変形のセンターピラーに衝突体の先端が落下して当接する位置であり、その値が増加する程にセンターピラーの変形に伴って衝突体の鉛直方向の位置が低くなることを示す。

図４より、構造体の吸収エネルギーは、実験値および解析値ともに、衝突体の変位の増加に伴って増加した。また、実験値に沿って解析値が変動しており、実験値と解析値とで傾向が一致していることが確認できた。

図５より、サイドシルの吸収エネルギーは、本発明による測定値および解析値ともに、衝突体の変位の増加に伴って増加した。また、本発明による測定値に沿って解析値が変動しており、本発明による測定値と解析値とで傾向が一致していることが確認できた。

図６より、センターピラーの吸収エネルギーは、本発明による測定値および解析値ともに、衝突体の変位の増加に伴って増加した。また、本発明による測定値に沿って解析値が変動しており、本発明による測定値と解析値とで傾向が一致していることが確認できた。

これらから、本発明の吸収エネルギーの測定方法により、構造体の各部材に吸収されるエネルギーをそれぞれ測定可能なことが明らかになった。

本発明の吸収エネルギーの測定方法は、構造体の衝撃試験において、各部材の吸収エネルギーを測定できる。サイドシルとセンターピラーとで構成される構造体の衝撃試験に適用すれば、サイドシルおよびセンターピラーのそれぞれについて吸収エネルギーを測定して強度を評価することができる。したがって、本発明は、車体の安全性向上に大きく寄与することができる。

１０：構造体、 １１：第１部材、 １２：サイドシル（第１部材）、
１３：第２部材、 １４：センターピラー（第２部材）、 ２０：衝突体

Claims (2)

1. 少なくとも１つ以上の第１部材および第２部材を備え、かつ、第１部材の長手方向の中間に第２部材が結合されている構造体を用いる衝撃試験において、衝突体を構造体の第２部材に衝突させる過程で第１部材および第２部材に吸収されるエネルギーを測定する方法であって、
   衝撃試験の前処理として、構造体の第１部材の両端を固定するステップと、
   衝撃試験において、衝突体の変位と衝突体に作用する荷重の関係、経過時間と第１部材の両端でそれぞれ発生する荷重の関係、および、経過時間と第１部材と第２部材の結合部における加速度の関係を採取するステップと、
   衝突体の変位と衝突体に作用する荷重の関係から構造体の全体の吸収エネルギーを求めるステップと、
   経過時間と第１部材の両端でそれぞれ発生する荷重との関係、および、経過時間と第１部材と第２部材の結合部における加速度との関係から第１部材の吸収エネルギーを求めるステップと、
   構造体の全体の吸収エネルギーから第１部材の吸収エネルギーを差し引くことにより第２部材の吸収エネルギーを求めるステップとを含むことを特徴とする吸収エネルギーの測定方法。
2. 前記構造体として、第１部材のサイドシルと、第２部材のセンターピラーとで構成される自動車の骨格部材からなる構造体を用いることを特徴とする請求項１に記載の吸収エネルギーの測定方法。