JP2693610B2 - 樹脂製バンパービームの非破壊検査方法 - Google Patents

樹脂製バンパービームの非破壊検査方法

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JP2693610B2
JP2693610B2 JP1339785A JP33978589A JP2693610B2 JP 2693610 B2 JP2693610 B2 JP 2693610B2 JP 1339785 A JP1339785 A JP 1339785A JP 33978589 A JP33978589 A JP 33978589A JP 2693610 B2 JP2693610 B2 JP 2693610B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は自動車の樹脂製バンパービームを検査する方
法に関する。
(従来の技術) 近年、自動車のバンパービームにおいては、その軽量
化や衝撃吸収能力の向上等を目的として、従来の金属製
のものに代えて、例えば長手方向に延びる補強繊維を有
する複合長繊維強化熱可塑性樹脂材料から成る複数の長
尺状のスタンパブルシートを加熱軟化させた状態で積層
した後にプレス成形してなる樹脂製のものが使用されつ
つある。
一方、自動車のバンパービームは、自動車の衝突等に
対してその衝撃を緩和する機能を有するものであり、衝
突時にその衝突エネルギーを所定の基準値以上に吸収で
きるものであることが第1に必要である。そして、この
場合、該バンパービームは、その曲がりにより衝突エネ
ルギーを吸収するので、所定の基準値のエネルギーを吸
収する前に、自動車の車体等に当たるまで曲がってしま
わないこと、すなわち、該バンパービームと車体との設
計上の距離等によって決まる所定のストローク以下の曲
がり状態で、所定の基準値のエネルギーを吸収し得る曲
げ剛性を有するものであることが第2に必要である。
このため、従来は、製造したバンパービームに対し、
定期的に複数のバンパービームを検査用サンプルとして
抽出し、この各バンパービームに対し、第6図示のよう
に、車体(図示しない)に装着した状態と同様に該バン
パービームBの両端部を一対の受け治具a,aにより固定
支持した状態で、該バンパービームBが破壊するまでそ
の中央部に所定の曲率半径の押圧面bを有するポール等
の押圧治具cにより曲げ荷重を付与し、この時、該曲げ
荷重と、該バンパービームBの曲がりストローク(以下
曲がり量という)とを測定する所謂、破壊試験を行うこ
とにより該バンパービームBが上記の二つの必要条件を
満たしているか否か、すなわちバンパービームBの衝撃
エネルギー吸収能力及び曲げ剛性を検査していた。
さらに詳細には、該破壊試験において、バンパービー
ムBの曲げ荷重及び曲がり量を測定すると、例えば第7
図実線示のように、バンパービームBの曲がり量Sの測
定値は、曲げ荷重Fの増加に伴って、該バンパービーム
Bの破壊寸前まではリニアに増加し、該バンパービーム
Bの破壊の際には、該バンパービームBの曲げ剛性の低
下に伴って急激に増加した後に該バンパービームBが破
壊される。この場合、該バンパービームBのエネルギー
吸収量をEとすると、一般に、 E=(1/2)・F・S ……(1) なる関係式が成り立ち、上記の第1の必要条件は、該破
壊試験におけるエネルギー吸収量判定値をEa、該バンパ
ービームBの破壊時におけるエネルギー吸収量をEdとす
ると、 Ed≧Ea ……(2) となる。ここで、エネルギー吸収量判定値Eaは、前記衝
突エネルギーの所定の基準値に対応し、該破壊試験にお
ける受け治具a,aや押圧治具cに応じて種々の実験等に
より定められる。
従って、バンパービームBが第1の必要条件を満たす
ためには、第7図において、例えば実線示のように破壊
時における曲げ荷重Fd及び曲がり量Sdの測定点Pdが、 (1/2)・F・S=Ea ……(3) なる式によって表される双曲線(以下双曲線(3)とい
う)の上側になければならず、これによって、該バンパ
ービームBが第1の必要条件を満たしているか否かが検
査される。
一方、上記の第2の必要条件は、上記破壊試験におい
て前記所定のストロークに対応する曲がり量判定値をSa
とすると、該破壊試験時に、バンパービームBの曲がり
量Sが該曲がり量判定値Sa以下の状態で前記(1)式か
ら計算されるエネルギー吸収量Eがエネルギー吸収量判
定値Ea以上となることである。ここで、曲がり量判定値
Saも、エネルギー吸収量判定値Eaと同様に、前記受け治
具a,aや押圧治具cに応じて種々の実験等により定めら
れる。
従って、該バンパービームBが第2の必要条件を満た
すためには、第7図示のように、前記双曲線(3)の曲
がり量判定値Saにおける曲げ荷重をFaとすると、該曲げ
荷重Faにおける曲がり量Sの測定値Sxが、例えば第7図
実線示のように曲がり量判定値Sa以下、すなわち、 Sx≦Sa ……(4) でなければならず、これによって、該バンパービームB
が第2の必要条件を満たしているか否かが検査される。
例えば、第7図破線示ような測定値が得られるバンパー
ビームBは、曲げ荷重Faにおける曲がり量Sの測定値が
曲がり量判定値Saを越えているため、不良品と判定され
る。
このように、従来は、前記受け治具a,aに固定支持し
たバンパービームに押圧治具cにより曲げ荷重を付与し
て破壊試験を行って、破壊時におけるバンパービームの
曲げ荷重Fd及び曲がり量Sdと、前記曲げ荷重Faにおける
曲がり量Sxとを測定し、該曲げ荷重Fd及び曲がり量Sdか
ら計算される破壊時のエネルギー吸収量Edと、該曲がり
量Sxとをそれぞれエネルギー吸収量判定値Ea及び曲がり
量判定値Saと比較することによって該バンパービームの
衝撃エネルギー吸収能力及び曲げ剛性の検査を行ってい
た。
しかしながら、バンパービームの検査を破壊試験によ
り行っているために、該検査を行ったバンパービームを
製品として使用できないので、該検査を行う毎に多数の
バンパービームを消耗しなければならず、特に、前記樹
脂製バンパービームにおいては、これが一般に高価なも
のであるため、自動車の製造コストを低減する妨げとな
っていた。
そして、かかる破壊試験は、サンプルとして抽出した
バンパービームに対して行うため、その一つでも不良品
と判定された場合には、その試験前に製造した多数のバ
ンパービームを廃棄処分しなければならない虞れがあっ
た。特に、前記樹脂製バンパービームにおいては、その
成形後に前記樹脂材料が完全に結晶化するまでには所定
の時間を必要とし、該破壊試験を行えるようになるまで
には、金属製のものに較べて長時間を要し、このため、
該試験前に製造されるバンパービームがさらに多くなっ
て、大量にバンパービームを廃棄処分しなければならな
い虞れがあった。
かかる不都合を解消するためには、製造された各バン
パービームに対してその検査を行うことができ、且つ、
該検査後に良品と判定されたバンパービームに対して
は、これを製品として使用することができる検査方法を
提供することが望まれる。
この場合、一般にバンパービームは、第7図に示され
るように、破壊時におけるエネルギー吸収量Edが前記エ
ネルギー吸収量判定値Eaを大幅に越えるように設計及び
製造されていると共に、前記エネルギー吸収量判定値Ea
を吸収した時点では、バンパービームの曲がり量Sが曲
げ荷重Fに対してリニアに変化する範囲に位置し、該曲
げ荷重Fを解除した時に復元性を有することから、例え
ば、前記の検査をバンパービームの破壊時まで行わず、
エネルギー吸収量判定値Eaを吸収した時点で停止するよ
うにすることが考えられる。
しかしながら、前記の検査では、バンパービームに曲
げ荷重を付与する際に、第6図示のようにその両端部を
車体への装着状態に則して受け治具a,aにより固定支持
すると共に、所定の曲率半径の押圧面bを有する押圧治
具cにより該バンパービームBの中央部を押圧して曲げ
荷重を付与するようにしているため、該バンパービーム
Bの中央部や両端部が加圧により変形し、このため、該
検査後のバンパービームBを製品として使用することが
困難である。
このため、バンパービームに曲げ荷重を付与する際
に、該バンパービームを損なわないようにその受け治具
及び押圧治具を変更することも考えられるが、このと
き、該受け治具及び押圧治具の変更によって、バンパー
ビームの各部への曲げ荷重の加わり方が、一般には上記
の破壊試験の場合と異なってしまうので、前記のような
エネルギー吸収量判定値及び曲がり量判定値を、新たな
受け治具及び押圧治具に応じて改めて設定する必要があ
り、この場合、これらの判定値を容易に設定することが
できることが望まれる。
(解決しようとする課題) 本発明はかかる不都合を解消し、成形された各樹脂製
バンパービームに対し、その衝撃エネルギー吸収能力及
び曲げ剛性の検査を行うことができ、且つ、該検査後に
良品と判定されたバンパービームに対しては、これを製
品として支障なく使用することができ、さらに、該バン
パービームの良否を判定するためのエネルギー吸収量及
び曲がり量の判定値を容易に設定することができる検査
方法を提供することを目的とする。
(課題を解決するための手段) 本出願の発明者等は、種々の検討の結果に、バンパー
ビームの両端部を揺動自在に支持した状態で、該バンパ
ービームの中央部に、平坦な押圧面と該押圧面の両側部
に形成された湾曲面とを有する押圧治具により曲げ荷重
を付与するようにすれば、該バンパービームを、その中
央部や両端部を損なうことなく曲げていくことが可能で
あるという知見を得ると共に、この場合、該バンパービ
ームの曲げ荷重及び曲がり量はそれぞれ、該バンパービ
ームの両端部を固定支持した状態でその中央部に曲げ荷
重を付与する前記の破壊試験における曲げ荷重及び曲が
り量と略一定の相関関係を有し、新たなエネルギー吸収
量及び曲がり量の判定値を、該破壊試験におけるエネル
ギー吸収量及び曲がり量の判定値を補正するだけで得る
ことが可能であるという知見を得た。
さらに、成形された樹脂製バンパービームの曲げ剛性
は、該バンパービームの樹脂材料の結晶化完了前の状態
と、結晶化完了後の状態とで互いに略一定の相関関係を
有するという知見を得た。
そこで、本発明の樹脂製バンパービームの非破壊検査
方法はかかる目的を達成するために、成形された樹脂製
バンパービームに対し、その両端部を支持した状態で該
バンパービームの中央部に曲げ荷重を付与することによ
り、該バンパービームの衝撃エネルギー吸収能力及び曲
げ剛性を検査して良否を判定する方法であって、該バン
パービームの両端部を揺動自在に支持した状態で、該バ
ンパービームの中央部に押圧治具により曲げ荷重を付与
して該バンパービームを徐々に曲げていく曲げ工程と、
該曲げ荷重の付与時に、該バンパービームの曲がり量と
該曲がり量及び曲げ荷重から計算されるバンパービーム
のエネルギー吸収量とを測定する測定工程と、該曲がり
量があらかじめ設定される曲がり量判定値以下の状態で
該エネルギー吸収量があらかじめ設定されるエネルギー
吸収量判定値以上に達したときにのみ良と判定する判定
工程とから成り、前記エネルギー吸収量判定値が、前記
バンパービームの両端部を固定支持した状態で該バンパ
ービームが破壊するまでその中央部に曲げ荷重を付与し
て該バンパービームの検査を行う破壊試験における破壊
時のエネルギー吸収量判定値に対し、該破壊試験におけ
るバンパービームの破壊時のエネルギー吸収量及び曲が
り量の複数のデータと、前記曲げ工程と同一方法でバン
パービームに荷重を付与して破壊した時の該バンパービ
ームのエネルギー吸収量及び曲がり量の複数のデータと
から両者の相関をとることにより前記破壊時のエネルギ
ー吸収量判定値を補正して得られ、前記曲がり量判定値
が、前記破壊試験における曲がり量判定値に対し、該破
壊試験におけるバンパービームが復元可能な所定の曲げ
荷重における該バンパービームの曲がり量の複数のデー
タと、前記曲げ工程と同一方法でバンパービームに該所
定の曲げ荷重を付与したときの該バンパービームの曲が
り量の複数のデータとから両者の相関をとることにより
前記破壊試験における曲がり量判定値を補正して得ら
れ、前記判定工程において良と判定された時点で前記バ
ンパービームへの荷重の付与を停止することを特徴とす
る。
そして、前記押圧治具が、平坦な押圧面と、該押圧面
に連続してその両側部に形成された所定の曲率を有する
湾曲面とを備えていることを特徴とする。
さらに、前記曲げ工程で曲げ荷重を付与するバンパー
ビームが結晶化完了前の状態であって、前記エネルギー
吸収量判定値及び曲がり量判定値が、該バンパービーム
の結晶化完了後に対する曲げ剛性の低下率を見込んで設
定されていることを特徴とする。
(作用) かかる手段によれば、前記の検査の際に、前記判定工
程において、良品と判定される前記樹脂製バンパービー
ムは、その前記曲がり量が前記曲がり量判定値以下の状
態で前記エネルギー吸収量が前記エネルギー吸収量判定
値以上に達した時点で、前記押圧治具による曲げ荷重の
付与が停止されると共に、該押圧治具の押圧面が平坦で
あり、且つ該バンパービームの両端部が揺動自在に支持
されるので、該検査後には、該バンパービームはその中
央部や両端部の変形が生じることなく元の状態に復元す
る。従って、該判定工程において良と判定されたバンパ
ービームは、これを製品として使用することが可能とな
る。
この場合、前記エネルギー吸収量判定値及び曲がり量
判定値は、それぞれ前記破壊試験におけるエネルギー吸
収量判定値及び曲がり量判定値を補正して得られる。
さらに、該バンパービームの結晶化完了前に、該バン
パービームの結晶化完了後に対する曲げ剛性の低下率を
見込んで設定した前記エネルギー吸収量判定値及び曲が
り量判定値を用いて上記の検査を行うときには、該バン
パービームの成形後、比較的短時間が経過した後に該バ
ンパービームの検査を行うことが可能となる。
(実施例) 本発明の樹脂製バンパービームの非破壊検査方法の一
例を第1図乃至第5図に従って説明する。第1図は樹脂
製バンパービームの検査装置の一例の正面図、第2図は
第1図のII-II線断面図、第3図及び第4図は該バンパ
ービームの良否判定値の設定方法を説明するためのフロ
ーチャート、第5図は該バンパービームの検査方法を説
明するための線図である。
第1図及び第2図で、Bf,Brはそれぞれ樹脂製バンパ
ービームであるフロントバンパービーム及びリヤバンパ
ービーム、1は両バンパービームBf,Brの検査を行う検
査装置である。
両バンパービームBf,Brは、前記したように長手方向
に延びる補強繊維を有する複合長繊維強化熱可塑性樹脂
材料から成る複数の長尺状のスタンパブルシート(図示
しない)を加熱軟化させた状態で積層し、これをプレス
成形することにより製造したものである。
尚、この場合、両バンパービームBf,Brは、その成形
後に上記樹脂材料の結晶化が完了した状態のものであ
る。
検査装置1は、フロントバンパービームBfの両端部を
揺動自在に支持する一対の受け治具2,2と、リヤバンパ
ービームBrの両端部を揺動自在に支持する一対の受け治
具3,3と、各バンパービームBf,Brの中央部にペンデュラ
ム形状の押圧治具4を介して曲げ荷重を付与する荷重手
段5とを備えている。
受け治具2,3は、それぞれ固定枠6上の基台7の上面
側部に前後方向に敷設された一対のレール8,8上に該レ
ール8,8に沿って移動自在に設けられた移動台9と、該
移動台9の上端部に前後方向に延びる支軸10を介して揺
動自在に支承された支持部11とから成り、フロントバン
パービームBfの端部を第2図示のように支持部11上に支
持すると共に、該支持部11上に突設された嵌挿部12を該
バンパービームBfの端部に嵌挿することにより該バンパ
ービームBfを支軸10の回りに揺動自在に支持するように
している。
これと同様に受け治具3,3も、それぞれ上記レール8,8
上に受け治具2の移動台9と一体に移動自在に設けられ
た移動台13と、該移動台13に支軸14を介して揺動自在に
支承された支持部15とから成り、リヤバンパービームBr
の端部を第2図示のように支持部15上に支持すると共
に、該支持部15上に突設された一対の嵌挿片16,16を該
バンパービームBfの端部に嵌挿することにより該バンパ
ービームBfを支軸14の回りに揺動自在に支持するように
している。
尚、受け治具3,4は、それぞれ後述する押圧治具4の
側方位置にレール8,8上を移動されたときに各バンパー
ビームBf,Brを各別に該押圧治具4の直下で支持するよ
うにしている。
荷重手段5は、受け治具2,2間で基台7上に立設され
た4本のガイドロッド17の上端部に固設された固定プレ
ート18と、該固定プレート18上に上下方向に向けて固設
された押圧シリンダ19と、各ガイドロッド17に管体20を
介して昇降自在に嵌挿された昇降プレート21とを備え、
前記押圧治具4は昇降プレート21の下面にこれと一体に
昇降自在に固着されている。そして、昇降プレート21
は、押圧シリンダ19から固定プレート18を貫通して該昇
降プレート21に向かって上下に伸縮自在に延出されたピ
ストンロッド19aの先端部に固定されている。また、押
圧治具4の下面には、平坦な幅広の押圧面4aが形成さ
れ、さらに該押圧面4aの側部から押圧治具4の側面にか
けて第1図示のように一定の曲率を有する湾曲面4bが形
成されている。
かかる荷重手段5は、各バンパービームBf,Brが押圧
治具4の直下で前記受け治具2,3に前記したように支持
された状態で、押圧シリンダ19の作動によりピストンロ
ッド19aを伸長させて押圧治具4を該バンパービームBf,
Brに向かって昇降プレート21と共に下降させ、この時、
該押圧治具4の押圧面4aを介して該バンパービームBf,B
rの中央部に下方に向かって曲げ荷重を付与するように
している。
尚、第1図で、22は荷重手段5により曲げ荷重を付与
される各バンパービームBf,Brの曲がり量を測定する曲
がり量測定器であり、該曲がり量測定器22は、前記基台
7の下面に垂設されたシリンダ23から該基台7を貫通し
て該曲げ荷重を付与されるバンパービームBf,Brに向か
って上下に伸縮自在に突出されたピストンロッド23aの
先端面を該バンパービームBf,Brの下面に当接させ、該
曲げ荷重の付与時に該ピストンロッド23aの下降量を検
出することにより該バンパービームBf,Brの曲がり量を
測定するようにしている。
また、同図で、24は前記曲げ荷重を測定する荷重測定
器、25は測定される曲げ荷重及び曲がり量等に応じて前
記押圧シリンダ19の作動を制御する制御装置である。
かかる検査装置1による各バンパービームBf,Br、例
えばフロントバンパービームBfの検査は、次のように行
われる。
すなわち、まず、フロントバンパービームBfを前記し
たように荷重手段5の押圧治具4の直下の位置で受け治
具2,2に支持させ、この状態で前記押圧シリンダ19を作
動させて該押圧治具4を該バンパービームBfに向かって
下降させ、さらに、該バンパービームBfの中央部に該押
圧治具4の押圧面4aを介して曲げ荷重を付与し、これに
よって、該曲げ荷重を徐々に増加させながら該バンパー
ビームBfを徐々に曲げていく。
この時、受け治具2の支持部11は、該バンパービーム
Bfの曲がりに追従して前記支軸10の回りに揺動し、ま
た、押圧治具4の押圧面4aが平坦であると共に、該押圧
面4aの側部に湾曲面4bが形成されているので、該バンパ
ービームBfはその中央部や両端部が変形することなく曲
げられる。
一方、この時、該バンパービームBfの曲がり量と曲げ
荷重をそれぞれ前記曲がり量測定器22及び荷重測定器24
により逐次測定し、さらにこれらの測定値から前記
(1)式に従って該バンパービームBfのエネルギー吸収
量を逐次計算する。
そして、基本的には前記破壊試験と同様に、該バンパ
ービームBfが前記の第1の必要条件及び第2の必要条件
を満たすか否かによってその良否を判定する。すなわ
ち、該バンパービームBfのエネルギー吸収量及び曲がり
量を、それぞれ後述するようにあらかじめ設定されるエ
ネルギー吸収量判定値及び曲がり量判定値と比較し、該
曲がり量が曲がり量判定値以下の状態で該エネルギー吸
収量がエネルギー吸収量判定値以上に達したときに該バ
ンパービームBfを良と判定し、一方、該エネルギー吸収
量がエネルギー吸収量判定値未満の状態で該曲がり量が
曲がり量判定値に達したときに不良と判定する。この場
合、該バンパービームBfの良否を判定した時点で、前記
押圧シリンダ19によるバンパービームBfへの曲げ荷重の
付与を停止し、さらに、上記と逆の作動により押圧治具
4を上昇させて該バンパービームBfから脱離させる。
尚、リヤバンパービームBrの検査は、第2図において
フロントバンパービームBfを前記受け治具2,2から取外
した後に、受け治具2,3を前記レール8上を移動させて
受け治具3,3を押圧治具4の側方に位置させ、次いで該
リヤバンパービームBrを前記したように荷重手段5の押
圧治具4の直下の位置で受け治具3,3に支持させ、この
状態でフロントバンパービームBfの検査と全く同様に行
われる。
次に、かかる検査におけるエネルギー吸収量判定値及
び曲がり量判定値の設定方法を第3図及び第4図のフロ
ーチャートに従って詳説する。
まず、エネルギー吸収量判定値は、前記(2)式に示
されるように、バンパービームに曲げ荷重を付与した時
に該バンパービームが破壊するまでに吸収しなければな
らないエネルギー量であるので、例えばフロントバンパ
ービームBfに対するエネルギー吸収量判定値は、該バン
パービームBfの破壊時のエネルギー吸収量の測定データ
を基に設定する必要がある。
そこで、本実施例では、例えばフロントバンパービー
ムBfのエネルギー吸収量判定値を設定する際には、ま
ず、第3図示のように、複数のフロントバンパービーム
Bfに対し、本実施例の検査装置1を用いて前記した従来
の検査と同一の方法で破壊試験(以下、模擬破壊試験と
いう)を行うと共に、前記受け治具a,a及び押圧治具c
(第6図参照)を用いた従来の破壊試験(以下、基準破
壊試験という)を行い、破壊時における各バンパービー
ムBfの曲がり量Sd及び曲げ荷重Fdを両破壊試験において
測定した。
次いで、前記模擬破壊試験における破壊時の曲がり量
Sd及び曲げ荷重Fdと、前記基準破壊試験における曲がり
量Sd及び曲げ荷重Fdとの間のそれぞれの相関をとること
によって、該基準破壊試験における破壊時の曲がり量Sd
及び曲げ荷重Fdをそれぞれ模擬破壊試験における破壊時
の曲がり量Sd及び曲げ荷重Fdに補正するための補正係数
Cs,Cfを求めた。
さらに詳細には、曲がり量Sdの補正係数Csは、まず、
基準破壊試験及び模擬破壊試験における曲がり量Sdの測
定データのそれぞれの平均値Sma,Smbを求め、両平均値S
ma,Smbから次式により求めた。すなわち、 Cc=Smb/Sma ……(5) また、これと同様に、曲げ荷重Fdの補正係数Cfは、基
準破壊試験及び模擬破壊試験における曲げ荷重Fdの測定
データのそれぞれの平均値Fma,Fmbから次式により求め
た。すなわち、 Cf=Fmb/Fma ……(6) そして、模擬破壊試験における破壊時の曲がり量Sd及
び曲げ荷重Fdが、それぞれ基準破壊試験における破壊時
の曲がり量Sd及び曲げ荷重Fdに上記補正係数Cs,Cfを掛
けることにより得られると共に、前記(1)式からバン
パービームBf,Brのエネルギー吸収量Eが、曲げ荷重F
及び曲がり量Sの積に比例するので、検査装置1に対す
るエネルギー吸収量判定値Ebは、前記受け治具a,a及び
押圧治具cに対するエネルギー吸収量判定値Eaから次式
により設定した。すなわち、 Eb=Cs・Cf・Ea ……(7) 一方、検査装置1に対する曲がり量判定値は、前記し
た第7図に示されるように、基本的にはバンパービーム
の曲がり量が曲げ荷重に対してリニアに変化する範囲に
おける判定値であるので、例えばフロントバンパービー
ムBfに対する曲がり量判定値は、その曲がり量が曲げ荷
重に対してリニアに変化する範囲における曲がり量の測
定データを基に設定する必要がある。
そこで、本実施例では、例えばフロントバンパービー
ムBfの曲がり量判定値を設定する際には、まず、第4図
示のように複数のフロントバンパービームBfに対し、前
記模擬破壊試験及び基準破壊試験において、曲がり量が
リニアに変化する、例えば前記所定の曲げ荷重Fa(第7
図参照)において、曲がり量Sxを測定した。
次いで、上記と同様に、模擬破壊試験における曲げ荷
重Faでの曲がり量Sxの測定データの平均値Smyと基準破
壊試験における曲げ荷重Faでの曲がり量Sxの測定データ
の平均値Smxとから、基準破壊試験における曲げ荷重Fa
での曲がり量Sxを模擬破壊試験における曲げ荷重Faでの
曲がり量Sxに補正するための補正係数Cssを次式により
求めた。すなわち、 Css=Smy/Smx ……(8) そして、模擬破壊試験における曲げ荷重Faでの曲がり
量Sxが、基準破壊試験における曲げ荷重Faでの曲がり量
Sxに上記補正係数Cssを掛けることにより得られるの
で、検査装置1に対する曲がり量判定値Sbは、前記受け
治具a,a及び押圧治具cに対する曲がり量判定値Saから
次式により設定した。すなわち、曲げ荷重Faにおいて、 Sb=Css・Sa ……(9) また、リヤバンバービームBrに対する新たなエネルギ
ー吸収量判定値及び曲がり量判定値もそれぞれ第3図及
び第4図のフローチャートに従って上記と全く同様に求
めた。
次に、検査装置1により例えばフロントバンパービー
ムBfの検査を前記したように行う際に、これらの判定値
Eb,Sbにより該バンパービームBfの良否を判定する方法
を第5図に従って詳説する。
まず、前記した第1の必要条件は、検査装置1では、
バンパービームBfの破壊時のエネルギー吸収量をEdとす
ると前記(2)式に対応して、 Ed≧Eb ……(10) である。この場合、バンパービームBfの曲がり量Sは前
記の検査時に、前記したように(第7図参照)曲げ荷重
Fの増加に伴って増加していくことから、該検査の途中
で該曲がり量S及び曲げ荷重Fから前記(1)式により
計算されるエネルギー吸収量Eが、エネルギー吸収量判
定値Eb以上となればよく、第1の必要条件を満たすため
には、例えば、第5図実線示のように、検査装置1によ
る曲がり量S及び曲げ荷重Fの測定点が、前記双曲線
(3)に対応して、 (1/2)・F・S=Eb ……(11) なる式によって表される双曲線(以下、双曲線(11)と
いう)の上側に曲げ荷重Fの増加途中で達すればよい。
一方、前記した第2の必要条件は、検査装置1では、
前記(4)式に対応して、前記所定の曲げ荷重Faにおけ
る曲がり量Sの測定値をSyとすると、 Sy≦Sb ……(12) となる。この場合、曲がり量判定値Sbは、その趣旨から
バンパービームBfのエネルギー吸収量Eが前記エネルギ
ー吸収量判定値Ebに達した時の曲がり量Sの判定値であ
るものの、上記したことから判るように、エネルギー吸
収量判定値Ebに対する補正は、バンパービームBf,Brの
曲がり量Sが曲げ荷重Fに対してリニアに変化しなくな
る範囲での補正であるのに対し、曲がり量判定値Sbの補
正は、曲がり量Sが曲げ荷重Fに対してリニアに変化す
る範囲での補正であるので、例えば、第5図示のよう
に、上記の補正により得られた曲がり量判定値Sbに対し
ては、点(Sb,Fa)が前記双曲線(11)上にない。
そこで、本実施例ではさらに、第5図示のように原点
及び点(Sb,Fa)を結ぶ直線と、双曲線(11)との交点
を点(Sbb,Fbb)とすると、前記(4)式は該曲げ荷重F
bbにおける曲がり量Sの測定値Syyが、 Syy≦Sbb ……(13) となることと同等であることから、このSbbを改めて検
査装置1における曲がり量判定値とした。すなわち、検
査装置1において、第2の必要条件を満たすためには、
例えば、第5図実線示のように、曲げ荷重Fbbにおいて
(13)式を満たせばよい。
従って、検査装置1による上記の検査によって、例え
ば第5図実線示のように、曲がり量Sの測定値が曲がり
量判定値Sbb以下の状態で、該曲がり量S及び曲げ荷重
Fにより計算されるエネルギー吸収量Eが前記エネルギ
ー吸収量判定値Eb以上となるバンパービームBfは、前記
の両必要条件を満たすので良品と判定され、一方、同図
破線示のように、エネルギー吸収量Eがエネルギー吸収
量判定値Ebに達する前に、曲がり量Sが曲がり量判定値
Sbbに達するバンパービームBfは、上記(13)式を満た
さないので、不良品と判定される。
この場合、良品と判定されるバンパービームBfへの曲
げ荷重Fの付与は、前記したように、エネルギー吸収量
Eが前記エネルギー吸収量判定値Eb以上となった時点で
解除されるので、該バンパービームBfは元の状態に復元
する。
このように、検査装置1によれば、良品と判定される
バンパービームBfが、傷付くことなく元の状態に復元す
るので、これを製品として支障なく使用することができ
る。そして、検査装置1に対するエネルギー吸収量判定
値Eb及び曲がり量判定値Sbbを前記基準破壊試験におけ
るエネルギー吸収量判定値Ea及び曲がり量判定値Saの補
正により得ることによって、これらの判定値Eb,Sbbを比
較的容易に設定することができる。
尚、リヤバンパービームBrの良否の判定も、該バンパ
ービームBrに対するエネルギー吸収量判定値及び曲がり
量判定値によりフロントバンパービームBfと同様に行わ
れ、良品と判定されるバンパービームBrはこれを支障な
く製品として使用することができる。
次に、バンパービームBf,Brの樹脂材料がその成形後
に結晶化完了前の状態である時に、該バンパービームB
f,Brを前記検査装置1により検査する方法を第5図に従
って説明する。
この場合、バンパービームBf,Brの曲げ剛性は、その
樹脂材料の結晶化完了後のものに較べて低下するので、
該バンパービームBf,Brに検査装置1により曲げ荷重F
を付与した時には、該バンパービームBf,Brがその曲げ
剛性の低下率に比例して曲がり易くなり、例えば、フロ
ントバンパービームBfにおいてその曲げ剛性の低下率を
10%とすると、該バンパービームBfの曲がり量Sは10%
増加する。
そして、この場合(結晶化完了前)のエネルギー吸収
量判定値及び曲がり量判定値をそれぞれEc、Scとする
と、これらは、前記の場合(結晶化完了後)のエネルギ
ー吸収量判定値Eb及び曲がり量判定値Sbbから、 Ec=1.1Eb ……(14) Sc=1.1Sbb ……(15) により与えられる。
従って、前記の第1の必要条件は、検査装置1による
曲がり量S及び曲げ荷重Fの測定点が、前記(11)式に
対応して、 (1/2)・F・S=Ec ……(16) なる式によって表される第5図仮想線示の双曲線(以
下、双曲線(16)という)の上側に曲げ荷重Fの増加途
中で達することであり、一方、前記の第2の必要条件
は、双曲線(16)の曲がり量判定値Scにおける曲げ荷重
をFcとすると、該曲げ荷重Fcにおける曲げ量Sの測定値
Szが、前記(13)式に対応して、 Sz≦Sc ……(17) となることである。
具体的には、例えば、第5図一点鎖線示のように曲が
り量S及び曲げ荷重Fの測定値が得られるバンパービー
ムBfは上記と同様に良品と判定され、第5図二点鎖線示
のように曲がり量S及び曲げ荷重Fの測定値が得られる
バンパービームBfは不良品と判定される。
このように、フロントバンパービームBfの結晶化完了
前の曲げ剛性の低下率を見込んでエネルギー吸収量判定
値Ec及び曲がり量判定値Scを設定したときには、該バン
パービームBfの成形後、比較的短時間が経過した後、こ
れらの検査を行うことができる。そして、このことはリ
ヤバンパービームBrにおいても全く同様である。
(効果) 上記の説明から明らかなように、本発明の樹脂製バン
パービームの非破壊検査方法によれば、バンパービーム
の両端部を揺動自在に支持した状態で、その中央部に平
坦な押圧面を有する押圧治具により曲げ荷重を付与して
該バンパービームを曲げていき、このとき、測定される
該バンパービームの曲がり量があらかじめ設定される曲
がり量判定値以下の状態で、該曲がり量及び曲げ荷重か
ら計算されるエネルギー吸収量があらかじめ設定される
エネルギー吸収量判定値以上となって良と判定された時
点で該バンパービームへの曲げ荷重の付与を停止するよ
うにしたことによって、良品と判定されるバンパービー
ムが、その両端部や中央部に傷等が付くことなく元の状
態に復元するので、これを製品として支障なく使用する
ことができると共に、製造された各バンパービームに対
してそのエネルギー吸収能力及び曲げ剛性の検査を行う
ことができる。
そして、この場合、曲がり量判定値及びエネルギー吸
収量判定値を、該バンパービームの破壊試験における曲
がり量判定値及びエネルギー吸収量判定値を補正して得
るようにしたことによって、これらの判定値を比較的容
易に設定することができる。
さらに、曲がり量判定値及びエネルギー吸収量判定値
を、該バンパービームの結晶化完了前の曲げ剛性の低下
率を見込んで設定したときには、該バンパービームの成
形後、比較的短時間が経過した後に、その検査を行うこ
とができ、該バンパービームの製造ライン等において、
各バンパービームの検査を高率よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の樹脂製バンパービームの非破壊検査方
法を用いた検査装置の一例の正面図、第2図は第1図の
II-II線断面図、第3図及び第4図は該バンパービーム
の良否判定値の設定方法を説明するためのフローチャー
ト、第5図は該バンパービームの検査方法を説明するた
めの線図、第6図及び第7図は従来のバンパービームの
検査方法を説明するための説明図である。 4……押圧治具、4a……押圧面 4b……湾曲面 Bf,Br……バンパービーム E……エネルギー吸収量、F……曲げ荷重 S……曲がり量 Eb,Ec……エネルギー吸収量判定値 Sbb,Sc……曲がり量判定値 Ea……破壊試験におけるエネルギー吸収量判定値 Sa……破壊試験における曲がり量判定値

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】成形された樹脂製バンパービームに対し、
    その両端部を支持した状態で該バンパービームの中央部
    に曲げ荷重を付与することにより、該バンパービームの
    衝撃エネルギー吸収能力及び曲げ剛性を検査して良否を
    判定する方法であって、該バンパービームの両端部を揺
    動自在に支持した状態で、該バンパービームの中央部に
    押圧治具により曲げ荷重を付与して該バンパービームを
    徐々に曲げていく曲げ工程と、該曲げ荷重の付与時に、
    該バンパービームの曲がり量と該曲がり量及び曲げ荷重
    から計算されるバンパービームのエネルギー吸収量とを
    測定する測定工程と、該曲がり量があらかじめ設定され
    る曲がり量判定値以下の状態で該エネルギー吸収量があ
    らかじめ設定されるエネルギー吸収量判定値以上に達し
    たときにのみ良と判定する判定工程とから成り、前記エ
    ネルギー吸収量判定値が、前記バンパービームの両端部
    を固定支持した状態で該バンパービームが破壊するまで
    その中央部に曲げ荷重を付与して該バンパービームの検
    査を行う破壊試験における破壊時のエネルギー吸収量判
    定値に対し、該破壊試験におけるバンパービームの破壊
    時のエネルギー吸収量及び曲がり量の複数のデータと、
    前記曲げ工程と同一方法でバンパービームに荷重を付与
    して破壊した時の該バンパービームのエネルギー吸収量
    及び曲がり量の複数のデータとから両者の相関をとるこ
    とにより前記破壊時のエネルギー吸収量判定値を補正し
    て得られ、前記曲がり量判定値が、前記破壊試験におけ
    る曲がり量判定値に対し、該破壊試験におけるバンパー
    ビームが復元可能な所定の曲げ荷重における該バンパー
    ビームの曲がり量の複数のデータと、前記曲げ工程と同
    一方法でバンパービームに該所定の曲げ荷重を付与した
    ときの該バンパービームの曲がり量の複数のデータとか
    ら両者の相関をとることにより前記破壊試験における曲
    がり量判定値を補正して得られ、前記判定工程において
    良と判定された時点で前記バンパービームへの荷重の付
    与を停止することを特徴とする樹脂製バンパービームの
    非破壊検査方法。
  2. 【請求項2】前記押圧治具が、平坦な押圧面と、該押圧
    面に連続してその両側部に形成された所定の曲率を有す
    る湾曲面とを備えていることを特徴とする請求項1記載
    の樹脂製バンパービームの非破壊検査方法。
  3. 【請求項3】前記曲げ工程で曲げ荷重を付与するバンパ
    ービームが成形後の結晶化完了前の状態であって、前記
    エネルギー吸収量判定値及び曲がり量判定値が、該バン
    パービームの結晶化完了後に対する曲げ剛性の低下率を
    見込んで設定されていることを特徴とする請求項1記載
    の樹脂製バンパービームの非破壊検査方法。
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