JP2018194446A - 評価部材の３点曲げ評価方法 - Google Patents

Abstract

【課題】評価部材単品でフルビークル衝突試験と同様の環境を模擬し、衝突時に評価部材が受ける曲げ及び引張り荷重の影響を精度良く再現できる引張り３点曲げ評価方法を提供すること。【解決手段】評価部材１の３点曲げ評価方法であって、評価部材１の両端に与えられる引張り荷重を圧子３３のストロークに合わせて制御することを特徴とする評価部材１の３点曲げ評価方法とする。【選択図】図１

Description

本発明は、評価部材の３点曲げ評価方法に関するものである。

従来から、自動車の衝突性能と燃費性能を両立するため高強度で軽量な車体構造が求められており、車体構造部品の高張力化、薄板化の検討が継続的に行われている。例えば、側面衝突時の乗員室変形抑止部品であるドアインパクトビームでは、本部品の高張力化、薄板化検討を評価するためにはフルビークルを使った衝突評価が理想であるが、工数やコストの面でデメリットが多く、容易ではない。そこで、特許文献１に記載されているように、評価部材を用いて、曲げモーメントや引張り荷重などを再現する方法が提案されている。また別の方法として、評価部品のみを使った単純な３点曲げ評価の方法もある。

特開２０１５−１０８５８５号公報

しかしながら、従来の３点曲げ評価方法では、拘束部位の摩擦影響がある。また、接合されている周辺部品から受ける影響も考慮されないため、適用評価としては改良の余地がある。

本発明は、このような経緯でなされた発明であり、本発明の課題は、フルビークル衝突試験時に評価部材単品に相当する部品に対して生じる環境を模擬し、衝突時に受ける曲げ及び引張り荷重の影響を評価部材において精度良く再現できる引張り３点曲げ評価方法を提供することである。

上記課題を解決するため次の手段を採用する。すなわち、評価部材の３点曲げ評価方法であって、評価部材の両端に与えられる引張り荷重を圧子のストロークに合わせて制御することを特徴とする評価部材の３点曲げ評価方法である。

また、予めシミュレーションにより圧子のストロークと引張り荷重の関係を求めておき、求められた結果を基に、評価部材に引張り荷重をかけるアクチュエータを制御する構成とすることが好ましい。

本発明を用いると、フルビークル衝突試験時に評価部材単品に相当する部品に対して生じる環境を模擬し、衝突時に受ける曲げ及び引張り荷重の影響を評価部材において精度良く再現できる引張り３点曲げ評価方法を提供することができる。

評価治具に固定された評価部材を変形させる前の状態と、圧子の移動により変形させた後の状態の双方を表した図である。 評価部材を変形させている時の力の加わり方を表した概略図である。 ポールが車両の側面に衝突した状態を表す図である。 ポールとの衝突によるドアインパクトビームの変形の様子を表した図である。 図４で表した事象におけるドア周りの変形の様子を表した図である。 圧子のストローク量とアクチュエータに掛けられる荷重との関係を表した図である。 図５で示した部材の変形を模擬して評価部材を屈曲させた様子を表した図である。 圧子のストローク量と圧子に掛けられる荷重との関係を表した図である。

以下では、発明の実施形態について説明する。本実施形態における評価方法では、評価部材１は３点曲げがなされる。この際、評価部材１の両端に与えられる引張り荷重を圧子３３のストロークに合わせて制御する。このため、フルビークル衝突試験時に評価部材１単品に相当する部品に対して生じる環境を模擬し、衝突時に受ける曲げ及び引張り荷重の影響を評価部材１において精度良く再現できる引張り３点曲げ評価方法を提供することができる。

図１に示すように、本実施形態においては、評価部材１を評価することを可能とする為に評価治具を使用する。本実施形態の評価治具には評価部材１と接続される取付けアーム３１が二つ備えられている。これらの取付けアーム３１は評価部材１の両端側に各々が配置されている。また、取付けアーム３１は支持台３５に固定された軸に対して回動可能に接続されている。より具体的には、この軸に対して回動可能な軸受３４を取り付けることで、取付けアーム３１を回動可能としている。したがって、評価部材１が圧子３３より押圧力を受けた場合、取付けアーム３１は回動し得る。また、軸受３４を設けたことにより、取付けアーム３１が回動時に受ける摩擦力が抑制される。なお、取付けアーム３１は変形軌跡を模擬するために用いられている。

本実施形態では、評価部材１が取付けアーム３１を回動させようとする力に抗するように、引張り荷重が掛けられる。この引張り荷重を生じさせるため、取付けアーム３１にはテンションチェーン３６が接続されており、このテンションチェーン３６にはアクチュエータ３２が接続されている。このアクチュエータ３２を調整することで、引張り荷重を調整することができる。なお、本実施形態の取付けアーム３１は、一方側に評価部材１が接続されており、他方側には評価部材１に引張り荷重を伝えるテンションチェーン３６が接続されている。

図１及び図２に示されることから理解されるように、評価部材１に対して圧子３３で圧縮力Ｆ１を加える場合、取付けアーム３１の外側に位置するアクチュエータ３２は、テンションチェーン３６及び取付けアーム３１を介して、評価部材１に対して引張り荷重Ｆ２をかける。この際、アクチュエータ３２は適切な引張り荷重をもたらすように制御される。より具体的には、ＣＡＥ（computer aided engineering）などを利用することにより、予めシミュレーションにより圧子３３のストロークと引張り荷重の関係を求め、その結果を基に、アクチュエータ３２であるエアシリンダを制御する。この際、ＣＡＥを基に評価部材１に掛かる引張り荷重を圧子３３のストロークに合わせて制御することで、フルビークルでの衝突評価を行うのと同様な環境下での単体破壊評価が可能となる。

ここで、実車試験との関係を説明する。実車試験では、車両の側面にポールが衝突したことを想定した試験を行った。その結果、図３に示すように、車両は変形した。また、車両の側部にはエネルギー吸収部材として機能するドアインパクトビームが配置されているが、このドアインパクトビームは、ポールとの衝突により図４及び図５に示すように変形した。このドアインパクトビームは、ポールからの圧縮曲げ荷重と、ドアインナーからの引張り荷重の双方を受けながら変形した。本発明では、このドアインナーからの力に相当する引張り荷重をアクチュエータ３２によって再現させることができる。

本発明の評価治具では、例えばシミュレーションから「車両進入量」と「ドアインナーからの引張り荷重」との関係を得ることにより、評価部材１を変形させる「圧子３３のストローク」と「アクチュエータ３２がもたらす荷重」を図６に示すように設定すればよいことが分かる。そこで、図６に示すような挙動となるように圧子３３の進入量にあわせてアクチュエータ３２を制御することで、両荷重のタイミングが合わさることになり、フルビークルでの衝突と同様な環境下での単体破壊評価が可能となる。

本発明の評価方法を用いて、ドアインパクトビームの変形と同様の事象を再現した際の評価部材１の変化を図７に示す。実車試験の結果と、本発明の試験方法を用いた際の圧子３３のストロークと圧子３３からもたらされる荷重との関係を表すグラフを図８に示すが、本発明の実験方法を用いれば、実車試験と同様な結果をもたらすことができることが分かる。

このように本発明によれば、評価部材１単品に対してフルビークル衝突試験と同様の環境を設定し、かつ取付け部の摩擦の影響を受けない破壊評価が可能となり、衝突時に評価部材１が受ける曲げ及び引張り荷重の影響を精度良く再現できる。

本発明は、以上の実施形態には限定されることは無く、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適応可能なことは勿論のことである。

Claims (2)

1. 評価部材の３点曲げ評価方法であって、評価部材の両端に与えられる引張り荷重を圧子のストロークに合わせて制御することを特徴とする評価部材の３点曲げ評価方法。
2. 予めシミュレーションにより圧子のストロークと引張り荷重の関係を求めておき、求められた結果を基に、評価部材に引張り荷重をかけるアクチュエータを制御することを特徴とする請求項１に記載の評価部材の３点曲げ評価方法。