JP6493640B1 - Evaluation method and apparatus, and recording medium - Google Patents

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Abstract

被測定部材(10)の変形部位に発生する荷重の評価方法であって、所定の時間区間における被測定部材(10)の解析点ごとの内部エネルギーの変化量及びひずみ量と、解析点の全体の平均変位量とを算出し(ステップS3)、算出された内部エネルギーの変化量、ひずみ量、及び平均変位量を用いて、被測定部材(10)のひずみ区間ごとに荷重寄与度を算出する(ステップS4〜S6)。この構成により、比較的簡素な手法により短時間で容易に被測定部材の性能を適正に評価することができる。   A method of evaluating a load generated at a deformed portion of a member to be measured (10), wherein the amount of change and strain of internal energy for each analysis point of the member to be measured (10) in a predetermined time interval and the entire analysis point Calculate the load contribution for each strain section of the member to be measured (10) by calculating the average displacement amount of (step S3) and using the calculated change amount of internal energy, strain amount, and average displacement amount. (Steps S4 to S6). According to this configuration, the performance of the member to be measured can be appropriately evaluated in a short time and in a relatively simple manner.

Description

本発明は、評価方法及び評価装置、並びに記録媒体に関するものである。   The present invention relates to an evaluation method and apparatus, and a recording medium.

従来より、自動車の燃費向上のための一つの手法として、自動車の車体の軽量化が進められている。その一方で、自動車の衝突安全性を考慮して、自動車の車体は、衝突時に一部の骨格部材が変形することで衝突エネルギーを吸収し、強固な骨格部材は変形しないことで生存空間を保つように設計されている。   BACKGROUND ART Conventionally, weight reduction of a car body of a car has been promoted as one method for improving the fuel consumption of the car. On the other hand, in consideration of the collision safety of the car, the car body of the car absorbs the collision energy by the deformation of a part of the frame members at the time of collision, and keeps the survival space by not deforming the strong frame members. It is designed as.

Winter, G.: Strength of thin steel compression flanges, Trans. ASCE, Vol. 112, pp. 527-554, 1947.Winter, G .: Strength of thin steel compression flanges, Trans. ASCE, Vol. 112, pp. 527-554, 1947. Winter, G.: Performance of thin steel compression flanges, Preliminary Publication, 3rd Congress of IABSE, Liege, pp. 137-148, 1948.Winter, G .: Performance of thin steel compression flanges, Preliminary Publication, 3rd Congress of IABSE, Liege, pp. 137-148, 1948.

自動車の車体において、衝突による変形を担う骨格部材には、必要な変形に対する必要な荷重を正しく設計する必要がある。しかしながら従来では、骨格部材の降伏応力のみに基づいて評価していたことから、骨格部材の性能の適正な評価が困難であった。その一方で、当該骨格部材に対応する被測定部材について数値解析を詳細に行うことにより、適正な評価を行うことは可能であるが、多大な時間と労力を要し、現実的ではない。   In a vehicle body of an automobile, it is necessary to properly design the necessary load for the required deformation in the framework member responsible for the deformation due to the collision. However, in the past, since the evaluation was performed based only on the yield stress of the skeletal member, it has been difficult to properly evaluate the performance of the skeletal member. On the other hand, although it is possible to perform appropriate evaluation by conducting a numerical analysis in detail on the measurement target member corresponding to the skeletal member, it takes a lot of time and labor and is not realistic.

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、比較的簡素な手法により短時間で容易に被測定部材の性能を適正に評価することを可能とする信頼性の高い評価方法及び記録媒体、並びに評価装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and it is a highly reliable evaluation method and record that enables the performance of a member to be measured to be appropriately evaluated easily in a short time by a relatively simple method. It aims to provide a medium and an evaluation device.

上記の課題を解決するため、鋭意検討の結果、以下に示す発明の諸様態に想到した。本発明の要旨は、次の通りである。   In order to solve the above-mentioned subject, as a result of earnest examination, it came to the aspects of the invention shown below. The gist of the present invention is as follows.

1.所定の時間区間における被測定部材の解析点ごとの内部エネルギーの変化量と、前記解析点の全体の平均変位量とを算出する第1ステップと、
算出された前記内部エネルギーの変化量及び前記平均変位量を用い、前記解析点ごとの前記内部エネルギーの変化量を前記平均変位量で除算して、前記被測定部材の前記解析点ごとの荷重成分を算出する第2ステップと、
を含むことを特徴とする評価方法。
2.前記第1ステップは、前記解析点ごとのひずみ量を算出し、
前記解析点ごとの前記ひずみ量に応じて、前記被測定部材のひずみ区間ごとに前記荷重成分を加算して、前記ひずみ区間ごとの前記荷重寄与度を算出する第3ステップを更に含むことを特徴とする1.に記載の評価方法。
3.前記被測定部材における前記荷重成分を表示する第4ステップを更に含むことを特徴とする1.に記載の評価方法。
4.前記第4ステップは、前記解析点ごとの前記荷重成分をカラーマップとして画像表示することを特徴とする3.に記載の評価方法。
5.前記ひずみ区間ごとに算出した前記荷重寄与度を表示する第5ステップを更に含むことを特徴とする2.に記載の評価方法。
6.前記所定の時間区間は、前記被測定部材の荷重変位曲線に基づいて決定されることを特徴とする1.〜5.のいずれか1項に記載の評価方法。
7.前記所定の時間区間は、前記荷重変位曲線における最大荷重に対応する時間区間とされることを特徴とする6.に記載の評価方法。
8.前記第1ステップの前に、前記被測定部材について衝突解析を行い、
前記第1ステップは、前記衝突解析の結果に基づいて、前記解析点ごとの前記内部エネルギーの変化量、前記ひずみ量、及び前記平均変位量を算出することを特徴とする2.に記載の評価方法。
9.前記ひずみ区間ごとの前記荷重寄与度と、前記ひずみ区間ごとの前記被測定部材の真応力とを乗算し、前記ひずみ区間ごとの乗算値を加算して、前記被測定部材の評価値を算出する第6ステップを更に含むことを特徴とする2.、5.、8.のいずれか1項に記載の評価方法。
10.所定の時間区間における被測定部材の解析点ごとの内部エネルギーの変化量と、前記解析点の全体の平均変位量とを算出する第1ステップと、
算出された前記内部エネルギーの変化量及び前記平均変位量を用い、前記解析点ごとの前記内部エネルギーの変化量を前記平均変位量で除算して、前記被測定部材の前記解析点ごとの荷重成分を算出する第2ステップと、
をコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
11.前記第1ステップは、前記解析点ごとのひずみ量を算出し、
前記プログラムは、前記解析点ごとの前記ひずみ量に応じて、前記被測定部材のひずみ区間ごとに前記荷重成分を加算して、前記ひずみ区間ごとの前記荷重寄与度を算出する第3ステップを更にコンピュータに実行させることを特徴とする10.に記載の記録媒体。
12.前記プログラムは、前記被測定部材における前記荷重成分を表示する第4ステップを更にコンピュータに実行させることを特徴とする10.に記載の記録媒体。
13.前記第4ステップは、前記解析点ごとの前記荷重成分をカラーマップとして画像表示することを特徴とする12.に記載の記録媒体。
14.前記プログラムは、前記ひずみ区間ごとに算出した前記荷重寄与度を表示する第5ステップを更にコンピュータに実行させることを特徴とする11.に記載の記録媒体。
15.前記所定の時間区間は、前記被測定部材の荷重変位曲線に基づいて決定されることを特徴とする10.〜14.のいずれか1項に記載の記録媒体。
16.前記所定の時間区間は、前記荷重変位曲線における最大荷重に対応する時間区間とされることを特徴とする15.に記載の記録媒体。
17.前記第1ステップの前に、前記被測定部材について衝突解析を行い、
前記第1ステップは、前記衝突解析の結果に基づいて、前記解析点ごとの前記内部エネルギーの変化量、前記ひずみ量、及び前記平均変位量を算出することを特徴とする11.に記載の記録媒体。
18.前記プログラムは、前記ひずみ区間ごとの前記荷重寄与度と、前記ひずみ区間ごとの前記被測定部材の真応力とを乗算し、前記ひずみ区間ごとの乗算値を加算して、前記被測定部材の評価値を算出する第6ステップを更にコンピュータに実行させることを特徴とする11.、14.、17.のいずれか1項に記載の記録媒体。
19.所定の時間区間における被測定部材の解析点ごとの内部エネルギーの変化量と、前記解析点の全体の平均変位量とを算出する第1算出部と、
算出された前記内部エネルギーの変化量及び前記平均変位量を用い、前記解析点ごとの前記内部エネルギーの変化量を前記平均変位量で除算して、前記被測定部材の前記解析点ごとの荷重成分を算出する第2算出部と、
を含むことを特徴とする評価装置。
1. A first step of calculating an amount of change in internal energy for each analysis point of the member to be measured in a predetermined time interval, and an average displacement amount of the entire analysis point;
Using the calculated change amount of the internal energy and the average displacement amount, the change amount of the internal energy for each analysis point is divided by the average displacement amount, and a load component for each analysis point of the member to be measured A second step of calculating
Evaluation method characterized by including.
2. The first step calculates a strain amount for each of the analysis points,
The method further includes a third step of adding the load component for each strain section of the member to be measured according to the strain amount for each analysis point to calculate the degree of load contribution for each strain section. 1. Evaluation method described in.
3. The method further includes a fourth step of displaying the load component of the member to be measured. Evaluation method described in.
4. In the fourth step, the load component for each analysis point is displayed as an image in a color map. Evaluation method described in.
5. The method further includes a fifth step of displaying the degree of load contribution calculated for each strain section. Evaluation method described in.
6. The predetermined time interval is determined based on a load displacement curve of the member to be measured. To 5. The evaluation method according to any one of the above.
7. The predetermined time interval is a time interval corresponding to the maximum load in the load displacement curve. Evaluation method described in.
8. Before the first step, collision analysis is performed on the measured member;
The first step is characterized in that the amount of change in the internal energy for each analysis point, the amount of strain, and the average amount of displacement are calculated based on the result of the collision analysis. Evaluation method described in.
9. The load contribution degree for each strain section is multiplied by the true stress of the member to be measured for each strain section, and the multiplication value for each strain section is added to calculate an evaluation value of the member to be measured. The method further includes a sixth step. , 5. , 8. The evaluation method according to any one of the above.
10. A first step of calculating an amount of change in internal energy for each analysis point of the member to be measured in a predetermined time interval, and an average displacement amount of the entire analysis point;
Using the calculated change amount of the internal energy and the average displacement amount, the change amount of the internal energy for each analysis point is divided by the average displacement amount, and a load component for each analysis point of the member to be measured A second step of calculating
A computer readable recording medium having a program recorded thereon for causing a computer to execute.
11. The first step calculates a strain amount for each of the analysis points,
The program further includes a third step of adding the load component for each strain section of the member to be measured according to the strain amount for each analysis point, and calculating a load contribution degree for each strain section. 10. Make it run on a computer 10. The recording medium as described in.
12. The program further causes a computer to execute a fourth step of displaying the load component of the measured member. The recording medium as described in.
13. 12. The fourth step is characterized in that the load component for each of the analysis points is displayed as an image as a color map. The recording medium as described in.
14. 11. The program causes the computer to further execute a fifth step of displaying the degree of load contribution calculated for each strain section. The recording medium as described in.
15. The predetermined time interval is determined based on a load displacement curve of the member to be measured. -14. The recording medium according to any one of the above.
16. 15. The predetermined time interval is a time interval corresponding to the maximum load in the load displacement curve. The recording medium as described in.
17. Before the first step, collision analysis is performed on the measured member;
11. The first step is characterized in that the amount of change in the internal energy for each analysis point, the amount of strain, and the average amount of displacement are calculated based on the result of the collision analysis. The recording medium as described in.
18. The program multiplies the load contribution degree for each strain section by the true stress of the member to be measured for each strain section, adds the multiplication value for each strain section, and evaluates the member to be measured. Making the computer further execute a sixth step of calculating a value. , 14. , 17. The recording medium according to any one of the above.
19. A first calculator configured to calculate an amount of change in internal energy for each analysis point of the member to be measured in a predetermined time interval, and an average displacement amount of the entire analysis point;
Using the calculated change amount of the internal energy and the average displacement amount, the change amount of the internal energy for each analysis point is divided by the average displacement amount, and a load component for each analysis point of the member to be measured A second calculation unit that calculates
An evaluation device characterized by including.

本発明によれば、比較的簡素な手法により短時間で容易に被測定部材の性能を適正に評価することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to appropriately evaluate the performance of the member to be measured easily in a short time by a relatively simple method.

図1は、第1の実施形態による評価装置の概略構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an evaluation device according to the first embodiment. 図2は、第1の実施形態による評価方法をステップ順に示すフロー図である。FIG. 2 is a flowchart showing the evaluation method according to the first embodiment in the order of steps. 図3Aは、衝突解析を行う際の試験を示す概略側面図である。FIG. 3A is a schematic side view showing a test in performing collision analysis. 図3Bは、衝突解析を行う際の試験を示す概略断面図である。FIG. 3B is a schematic cross-sectional view showing a test when performing collision analysis. 図4は、所定の鋼材の荷重変位曲線を示す特性図である。FIG. 4 is a characteristic diagram showing a load displacement curve of a predetermined steel material. 図5は、ひずみ区間ごとの荷重寄与度を示す特性図である。FIG. 5 is a characteristic diagram showing the degree of load contribution for each strain section. 図6は、各鋼種のひずみ量と真応力(変形抵抗)との相関関係(応力−ひずみ曲線)を示す特性図である。FIG. 6 is a characteristic diagram showing the correlation (stress-strain curve) between the amount of strain and the true stress (deformation resistance) of each steel type. 図7は、各鋼種の降伏応力及び強度を示す図である。FIG. 7 is a view showing the yield stress and strength of each steel type. 図8Aは、比較例1による鋼種の性能評価結果を示す特性図である。FIG. 8A is a characteristic diagram showing the results of performance evaluation of the steel types according to Comparative Example 1. 図8Bは、比較例2による鋼種の性能評価結果を示す特性図である。FIG. 8B is a characteristic diagram showing the results of performance evaluation of the steel types according to Comparative Example 2. 図8Cは、第1の実施形態による鋼種の性能評価結果を示す特性図である。FIG. 8C is a characteristic diagram showing the results of performance evaluation of the steel types according to the first embodiment. 図9は、第2の実施形態による表示装置の概略構成を示すブロック図である。FIG. 9 is a block diagram showing a schematic configuration of a display device according to the second embodiment. 図10は、第2の実施形態による表示方法をステップ順に示すフロー図である。FIG. 10 is a flowchart showing the display method according to the second embodiment in the order of steps. 図11Aは、衝突解析を行う際の試験を示す概略側面図である。FIG. 11A is a schematic side view showing a test when performing collision analysis. 図11Bは、衝突解析を行う際の試験を示す概略断面図である。FIG. 11B is a schematic cross-sectional view showing a test for performing collision analysis. 図12は、所定の鋼材の荷重変位曲線を示す特性図である。FIG. 12 is a characteristic diagram showing a load displacement curve of a predetermined steel material. 図13は、被測定部材が変形する際の被測定部材における荷重寄与度を可視化した様子を示す模式図である。FIG. 13 is a schematic view showing a state of visualizing the degree of load contribution in the measured member when the measured member is deformed. 図14は、パーソナルユーザ端末装置の内部構成を示す模式図である。FIG. 14 is a schematic view showing an internal configuration of the personal user terminal device.

以下、諸実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings.

(第1の実施形態)
図1は、本実施形態による評価装置の概略構成を示すブロック図である。図2は、本実施形態による評価方法をステップ順に示すフロー図である。
この評価装置は、被測定部材の変形部位に発生する荷重を評価するものであり、衝突解析部1、第1算出部2、第2算出部3、表示部4、及び第3算出部5を備えている。
衝突解析部1は、被測定部材について数値解析により衝突解析を行うものである。第1算出部2は、解析点ごとの内部エネルギーの変化量及びひずみ量、並びに解析点全体の平均変位量を算出する。第2算出部3は、解析点ごとの荷重成分を算出し、ひずみ区間ごとに荷重成分を足し合わせる。表示部4は、例えば所定のディスプレイを備えており、算出された荷重寄与度を表示する。第3算出部5は、荷重寄与度と真応力とを乗算して性能評価を行う。
First Embodiment
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an evaluation device according to the present embodiment. FIG. 2 is a flowchart showing the evaluation method according to the present embodiment in the order of steps.
This evaluation device is for evaluating the load generated at the deformed portion of the member to be measured, and includes the collision analysis unit 1, the first calculation unit 2, the second calculation unit 3, the display unit 4, and the third calculation unit 5. Have.
The collision analysis unit 1 performs collision analysis on a measured member by numerical analysis. The first calculation unit 2 calculates the change amount and the strain amount of the internal energy for each analysis point, and the average displacement amount of the whole analysis point. The second calculation unit 3 calculates a load component for each analysis point, and adds the load components for each strain section. The display unit 4 includes, for example, a predetermined display, and displays the calculated load contribution degree. The third calculator 5 performs performance evaluation by multiplying the load contribution and the true stress.

衝突解析を行う際には、図3A及び図3Bに示すような衝突試験を行う。図3Aが概略側面図、図3Bが概略断面図である。
被測定部材として、ハット型部材10を用いる。ハット型部材10は、ハット型に成形されたハット型断面状鋼板である母材11と、平面状鋼板である母材12とをフランジ部13の平坦なフランジ面13aで重ね合わせ、フランジ部13をスポット溶接で接合したハット型閉断面構造を有する構造部材である。ハット型部材10は、例えば長さ800mm、母材11の上面幅が80mm、両端がR5mm、フランジ部13間の幅が130mm、高さが60mm、側面の傾斜が5°とされたものである。
When performing collision analysis, a collision test as shown in FIGS. 3A and 3B is performed. FIG. 3A is a schematic side view, and FIG. 3B is a schematic cross-sectional view.
A hat-shaped member 10 is used as a member to be measured. The hat-shaped member 10 is formed by overlapping the base material 11 which is a hat-shaped cross-section shaped steel plate formed into a hat-type and the base material 12 which is a flat steel plate on the flat flange surface 13 a of the flange portion 13. Is a structural member having a hat-shaped closed cross-section structure in which the two are joined by spot welding. The hat-shaped member 10 has, for example, a length of 800 mm, the upper surface width of the base material 11 is 80 mm, both ends are R5 mm, the width between the flange portions 13 is 130 mm, the height is 60 mm, and the side slope is 5 °. .

本実施形態では、固定治具14,15でハット型部材10を支持し、R30mmの固定治具14,15の支点間距離を600mmとし、R50mmのインパクタ16を母材11側から例えば7.2km/hの一定速度で押し付けて、3点曲げ試験を行う。   In this embodiment, the hat-shaped member 10 is supported by the fixing jigs 14 and 15, the distance between the supporting points of the R 30 mm fixing jigs 14 and 15 is 600 mm, and the R 50 mm impactor 16 is 7.2 km from the base material 11 side. Perform a 3-point bending test by pressing at a constant speed of / h.

上記の衝突試験の条件を再現した有限要素法(FEM)モデルを作成する。先ず、衝突解析部1は、このFEMモデルを用いた数値解析により、被測定部材の衝突解析を実行する(ステップS1)。この数値解析は、衝突解析や衝突性能の分析及び評価に効果を発揮し易い手法である。有限要素法の代わりに、例えば差分法や粒子法等を用いることもできる。   Create a finite element method (FEM) model that reproduces the conditions of the above collision test. First, the collision analysis unit 1 executes collision analysis of the member to be measured by numerical analysis using this FEM model (step S1). This numerical analysis is a method that is effective for analysis and evaluation of collision analysis and collision performance. Instead of the finite element method, for example, a difference method or a particle method can also be used.

続いて、第1算出部2は、衝突解析結果から、被測定部材の全ての解析点(有限要素法の要素)の評価したい所定の時間区間の内部エネルギーの履歴、ひずみ量の履歴、及び変位量の履歴を収集する(ステップS2)。解析点は、有限要素法の要素における中心(重心)点とする。内部エネルギーは、弾塑性変形により被測定部材の解析点に生じるひずみエネルギーである。後述のように内部エネルギーの変化量を算出するためには、解析点ごとにおける所定の時間区間の内部エネルギーの履歴を取得する必要がある。また、後述のようにひずみ量(ここでは、各解析点の所定の時間区間におけるひずみ量の時間平均値。以下、代表ひずみ量と言う。)を算出するためには、時々刻々変化するひずみ量の履歴を取得する必要がある。また、後述のように平均変位量を算出するためには、解析点ごとにおける所定の時間区間の変位量の履歴を取得する必要がある。   Subsequently, the first calculation unit 2 determines the history of the internal energy, the history of the amount of distortion, and the displacement of the predetermined time interval to be evaluated for all the analysis points (elements of the finite element method) of the measured member. The history of quantity is collected (step S2). The analysis point is the center (centroid) point in an element of the finite element method. Internal energy is strain energy generated at an analysis point of a measured member by elastic-plastic deformation. As described later, in order to calculate the amount of change in internal energy, it is necessary to acquire the history of internal energy in a predetermined time section at each analysis point. Also, as described later, in order to calculate the strain amount (here, the time average value of the strain amount in a predetermined time section of each analysis point. Hereinafter, it is referred to as a representative strain amount), the strain amount which changes from moment to moment Need to get a history of Also, in order to calculate the average displacement amount as described later, it is necessary to acquire the history of the displacement amount of a predetermined time section at each analysis point.

続いて、第1算出部2は、解析点ごとにおける内部エネルギーの変化量及び代表ひずみ量と、解析点全体の平均変位量とを算出する(ステップS3)。具体的には、第1算出部2は、収集された内部エネルギーの履歴に基づいて、解析点ごとにおける内部エネルギーの変化量を算出する。また、第1算出部2は、収集されたひずみ量の履歴に基づいて、解析点ごとにおける代表ひずみ量を算出する。また、第1算出部2は、収集された各解析点における変位量の履歴に基づいて、被測定部材の解析点全体の平均変位量を算出する。内部エネルギーの変化量としては、前後の時間ステップより算出された増分を用いても良い。代表ひずみ量としては相当塑性ひずみを用いることが好ましい。   Subsequently, the first calculation unit 2 calculates the change amount of the internal energy and the representative strain amount at each analysis point, and the average displacement amount of the entire analysis point (step S3). Specifically, the first calculator 2 calculates the amount of change in internal energy at each analysis point based on the collected history of internal energy. Further, the first calculator 2 calculates the representative strain amount at each analysis point based on the collected history of strain amounts. Further, the first calculation unit 2 calculates an average displacement amount of the entire analysis point of the member to be measured based on the collected history of displacement amounts at the respective analysis points. As the amount of change of the internal energy, an increment calculated from previous and subsequent time steps may be used. It is preferable to use equivalent plastic strain as a representative strain amount.

所定の時間区間は、図4に示すような当該被測定部材の荷重変位曲線に基づいて任意に決定される。荷重変位曲線を用いることにより、被測定部材の必要な部材特性や大まかな変形状態の変化を知得することができる。ここでは、荷重変位曲線において荷重評価の重要な特性である最大荷重(ピーク荷重)が荷重寄与評価タイミングとされる場合を例示し、ピーク荷重に対応する時間区間が選ばれる。この時間区間は、例えば解析時間全体の10分の1以下が望ましく、本実施形態では、解析時間全体の250分の1程度とする。勿論、ピーク荷重以外の荷重が荷重寄与評価タイミングに選定されれば、当該選定荷重に対応する時間区間が選ばれることとなる。荷重変位曲線は、当該被測定部材の材料について既知のものが用いられることもあれば、当該被測定部材に応じて新たに作成される場合もある。   The predetermined time interval is arbitrarily determined based on the load displacement curve of the measurement target member as shown in FIG. By using the load displacement curve, it is possible to know the necessary member properties of the member to be measured and the change in the rough deformation state. Here, the case where the maximum load (peak load) which is an important characteristic of load evaluation in the load-displacement curve is regarded as the load contribution evaluation timing is exemplified, and a time interval corresponding to the peak load is selected. This time interval is desirably, for example, one tenth or less of the entire analysis time, and in this embodiment, is about 250 times the entire analysis time. Of course, if a load other than the peak load is selected at the load contribution evaluation timing, a time section corresponding to the selected load is selected. The load displacement curve may be known as to the material of the member to be measured, or may be newly created according to the member to be measured.

被測定部材の全荷重Fは、以下の式(1)〜式(3)のように表される。ここで、Uは被測定部材の解析点全体の内部エネルギー、xは平均変位量、nは解析点の数である。本実施形態では、「変位量」として、解析点ごとの変位量ではなく、被測定部材における1つの代表値である平均変位量xを用いる。   The total load F of the member to be measured is expressed as the following equations (1) to (3). Here, U is the internal energy of the entire analysis point of the member to be measured, x is the average displacement, and n is the number of analysis points. In the present embodiment, as the “displacement amount”, not the displacement amount for each analysis point but the average displacement amount x which is one representative value in the member to be measured is used.

全荷重Fは、(1)式より内部エネルギーUの変位微分で近似される。(2)式より、Uは各解析点におけるUnをnについて足し合わせたものである。これは、(3)式より各解析点におけるUnの変位微分をnについて足し合わせたものである。即ち、(3)式の各項は所定の解析点における荷重成分(荷重寄与分)を表している。この荷重成分は、各解析点における内部エネルギーの変化量を平均変位量で除算した値(内部エネルギーの変化量/平均変位量)であると近似することができる。各解析点における代表ひずみ量は、ステップS2において内部エネルギーの変化量及び平均変位量と共に算出されている。そうすると、評価したいひずみ区間ごとに荷重成分を足し合わせることで、ひずみ区間ごとの荷重への寄与を評価することができる。The total load F is approximated by the displacement derivative of the internal energy U according to equation (1). From equation (2), U is the sum of U n at each analysis point for n . This is the sum for n displacement derivative of U n at each analysis point from equation (3). That is, each term of equation (3) represents a load component (load contribution) at a predetermined analysis point. The load component can be approximated as a value (a change amount of internal energy / average displacement amount) obtained by dividing the change amount of internal energy at each analysis point by the average displacement amount. The representative strain amount at each analysis point is calculated together with the change amount and the average displacement amount of the internal energy in step S2. Then, the contribution to the load in each strain section can be evaluated by adding the load components for each strain section to be evaluated.

続いて、第2算出部3は、各解析点における荷重成分を算出する(ステップS4)。各荷重成分は、上記のように、ステップS3で算出された内部エネルギーの変化量及び平均変位量を用いて、(内部エネルギーの変化量)/(平均変位量)を計算することで得られる。本実施形態では、所定の時間区間を代表する変位を被測定部材の平均変位量として各解析点における(内部エネルギーの変化量)/(平均変位量)を算出する。被測定部材の変位量として解析点ごとの変位量を用いるときでは、被測定部材が衝突される場合(静止する被測定部材に物体が衝突する場合)には被測定部材の荷重点が動くために荷重成分を算出することはできるが、被測定部材が衝突する場合(静止する物体に被測定部材が衝突する場合)には荷重点が動かないために荷重成分を算出することができない。これに対して本実施形態では、被測定部材の変位量として平均変位量を用いることにより、被測定部材が衝突される場合のみならず、被測定部材が衝突する場合についても荷重成分の算出が可能であり、被測定部材の性能を無理なく評価することができる。   Subsequently, the second calculation unit 3 calculates load components at each analysis point (step S4). Each load component is obtained by calculating (the amount of change in internal energy) / (the amount of average displacement) using the amount of change in the internal energy and the average amount of displacement calculated in step S3 as described above. In the present embodiment, (the amount of change in internal energy) / (the amount of average displacement) at each analysis point is calculated using the displacement representing the predetermined time interval as the average amount of displacement of the member to be measured. When using the displacement amount for each analysis point as the displacement amount of the measured member, the load point of the measured member moves when the measured member collides (when the object collides with the stationary measured member) Although the load component can be calculated, when the measured member collides (when the measured member collides with a stationary object), the load component can not be calculated because the load point does not move. On the other hand, in the present embodiment, by using the average displacement amount as the displacement amount of the measured member, calculation of the load component is performed not only when the measured member collides but also when the measured member collides. It is possible, and the performance of the member to be measured can be evaluated without undue effort.

続いて、第2算出部3は、ステップS3で算出された各解析点における荷重成分を、ステップS3で取得された代表ひずみ量と対応させて、ひずみ区間ごとに足し合わせる(ステップS5)。これにより、ひずみ区間ごとの荷重寄与度が算出される。ひずみ区間とは、被測定部材の各解析点に生じるひずみについて、その大きさごとに整理する際のひずみ幅である。   Subsequently, the second calculation unit 3 adds the load components at each analysis point calculated in step S3 to the representative strain amounts acquired in step S3 and adds them for each strain section (step S5). Thereby, the load contribution degree for each strain section is calculated. The strain section is a strain width when arranging strain generated at each analysis point of the member to be measured according to its size.

続いて、表示部4は、算出されたひずみ区間ごとの荷重寄与度をディスプレイ等に表示する(ステップS6)。各荷重寄与度を表示することにより、例えば低ひずみ域が重要な部材や高ひずみ域が重要な部材等の情報を得ることができ、材料選定に活用することができる。荷重寄与度は、全ての荷重成分の合算値に対するひずみ区間ごと割合(%)で表示しても良い。荷重寄与度を割合表示する例を図5に示す。図5では、ひずみ区間を、代表ひずみ量が1%〜15%の範囲で1%ごとに区分けし、それぞれのひずみ区間における荷重寄与度を割合表示している。
なお、表示部4は、ステップS4で得られた各解析点における荷重成分を表示するようにしても良い。
Subsequently, the display unit 4 displays the calculated load contribution degree for each strain section on a display or the like (step S6). By displaying each load contribution, it is possible to obtain information on, for example, a member in which the low strain region is important or a member in which the high strain region is important, and it can be used for material selection. The degree of load contribution may be expressed as a percentage (%) per strain section with respect to the total value of all load components. An example in which the load contribution degree is displayed as a percentage is shown in FIG. In FIG. 5, the strain section is divided into 1% to 15% representative strain amounts every 1%, and the load contribution in each strain section is displayed as a percentage.
The display unit 4 may display load components at each analysis point obtained in step S4.

荷重寄与度は本来、材料によって異なる値を示すものであるが、異なる材料間における荷重寄与度の違いは極めて小さいことが本発明者らにより見出された。この知見によれば、荷重寄与度は、ほぼ材料に依存しない値であると言える。そのため、ある材料を用いた衝突時の荷重に対する荷重寄与度を一度求めれば、他の材料を用いた際の荷重の見積もりを簡便に行うことができる。   Although the load contribution originally shows different values depending on the material, it was found by the present inventors that the difference in load contribution between different materials is extremely small. According to this finding, it can be said that the degree of load contribution is a value substantially independent of the material. Therefore, once the degree of load contribution to the load at the time of collision using a certain material is determined, it is possible to easily estimate the load when using another material.

続いて、第3算出部5は、被測定部材の材料におけるひずみ量と真応力(変形抵抗)との相関関係を用いて、ひずみ区間ごとの荷重寄与度と、ひずみ区間ごとの被測定部材の真応力とを乗算し、ひずみ区間ごとの乗算値を加算して、被測定部材の評価値を算出する(ステップS7)。   Subsequently, the third calculator 5 uses the correlation between the amount of strain in the material of the member to be measured and the true stress (deformation resistance) to determine the degree of load contribution for each strain section, and The evaluation value of the member to be measured is calculated by multiplying by the true stress and adding the multiplication value for each strain interval (step S7).

ひずみ区間ごとの荷重寄与度とは、荷重のうち何%がどのひずみ区間から発生しているかを評価する値である。通常の金属材料では、変形により硬くなる加工硬化現象により、ひずみによって活性する変形抵抗(応力)が異なる。そのため、材料全体としての性能を評価すべく、全てのひずみ区間について、ひずみ区間ごとの荷重寄与度とひずみ区間ごとの被測定部材の真応力とを乗算し、その総和を計算する。この総和を被測定部材の評価値とすることにより、荷重寄与度が材料に依存しない値であるため、例えば材料を変更した場合でも当該材料の応力−ひずみ関係を把握していれば、当該材料の性能を高精度に評価することができ、材料選定を簡便に行うことができる。   The degree of load contribution for each strain section is a value for evaluating what strain section is generated from what percentage of the load. In ordinary metal materials, due to work hardening phenomenon that becomes hard due to deformation, deformation resistance (stress) activated by strain differs. Therefore, in order to evaluate the performance of the entire material, the load contribution in each strain section is multiplied by the true stress of the member to be measured in each strain section for all strain sections, and the sum is calculated. By making this total the evaluation value of the member to be measured, the degree of load contribution does not depend on the material. For example, even if the material is changed, if the stress-strain relationship of the material is grasped, the material Can be evaluated with high accuracy, and material selection can be performed easily.

本実施形態では、上述したように、所定の時間区間としてピーク荷重に対応する時間区間を選定した場合を例示したが、任意の荷重に対応する時間区間を選定することが可能である。その場合には、任意の当該時間区間に対応して、各ひずみ区間における荷重寄与度の算出及び被測定部材の評価値の算出が行われる。   In the present embodiment, as described above, the time interval corresponding to the peak load is selected as the predetermined time interval, but it is possible to select the time interval corresponding to any load. In that case, calculation of the degree of load contribution in each strain section and calculation of the evaluation value of the member to be measured are performed corresponding to any relevant time section.

ここで、相異なる鋼種A,鋼種B,鋼種Cの被測定部材について、諸比較例との比較に基づいて、本実施形態により評価値を算出した結果について説明する。
鋼種A,鋼種B,鋼種Cのひずみ量と真応力(変形抵抗)との相関関係(応力−ひずみ曲線)を図6に示す。鋼種A,鋼種B,鋼種Cの降伏応力及び強度を図7に示す。
Here, with respect to measured members of different steel types A, B, and C, evaluation results are calculated according to this embodiment based on comparison with various comparative examples.
The correlation (stress-strain curve) between the amount of strain and the true stress (deformation resistance) of steel types A, B, and C is shown in FIG. The yield stress and strength of steel type A, steel type B and steel type C are shown in FIG.

比較例1は、被測定部材の曲げ変形時の耐力を評価する従来手法である(非特許文献1,2を参照)。
自動車等の薄板構造部材の衝突時の曲げ変形は、通常、塑性変形時の座屈によって起こる。そのため、弱部及び強部の定義は曲げ内(圧縮側)となる面に対して、以下の(4)式及び(5)式で求められる各辺の耐力(F)の合計によって決定される。ここで、Cは有効幅、σyは降伏応力、tは板厚、Eはヤング率、wは板幅である。
The comparative example 1 is the conventional method of evaluating the proof stress at the time of bending deformation of a to-be-measured member (refer nonpatent literature 1, 2).
Bending deformation at the time of collision of a thin plate structural member such as an automobile usually occurs by buckling at the time of plastic deformation. Therefore, the definition of the weak part and the strong part is determined by the sum of the proof stress (F) of each side obtained by the following equations (4) and (5) with respect to the plane in the bending (compression side) . Here, C is an effective width, σ y is a yield stress, t is a plate thickness, E is a Young's modulus, and w is a plate width.

比較例1の手法では、鋼材の場合、ヤング率は概ね一定であることから、被測定部材の材料特性には降伏応力のみ反映される。また、この手法では、ピーク荷重についてのみ見積もることができる。   In the method of Comparative Example 1, in the case of a steel material, the Young's modulus is almost constant, so only the yield stress is reflected on the material properties of the member to be measured. Also, this method can estimate only the peak load.

比較例2は、被測定部材について数値解析を詳細に行って評価を行う従来手法である。具体的には、図3A及び図3Bに示す部材形状の情報及び境界条件を用い、材料の特性を変更した数値解析を複数回実施し、それぞれの結果から荷重変位曲線を算出し、ピーク荷重を得る方法である。
比較例2の手法では、適正な評価を行うことは可能であるが、多大な時間と労力を要する。
Comparative Example 2 is a conventional method in which numerical analysis is performed on a measured member in detail to perform evaluation. Specifically, using the information on the shape of members shown in FIGS. 3A and 3B and the boundary conditions, numerical analysis is performed multiple times while changing the characteristics of the material, load-displacement curves are calculated from the respective results, and peak loads are calculated. It is a way to get.
In the method of Comparative Example 2, although it is possible to make an appropriate evaluation, it takes a lot of time and effort.

鋼種A,鋼種B,鋼種Cの性能評価結果を図8A〜図8Cに示す。図8Aが比較例1による評価結果、図8Bが比較例2による評価結果、図8Cが本実施形態による評価結果である。
比較例1では、性能評価の判断基準が降伏応力のみであるため、図7に基づいて鋼種A,鋼種B,鋼種Cの順で鋼種Aが最も性能が優れていると評価された。
比較例2では、鋼種B,鋼種A,鋼種Cの順で鋼種Bが最も性能が優れていると評価された。これが適正な評価であると考えられる。
本実施形態では、鋼種B,鋼種A,鋼種Cの順で鋼種Bが最も性能が優れていると評価された。この評価は、比較例2と同等であり、比較例1とは異なり、適正な評価であると考えられる。
The performance evaluation results of steel type A, steel type B, and steel type C are shown in FIGS. 8A to 8C. FIG. 8A shows the evaluation result of Comparative Example 1, FIG. 8B shows the evaluation result of Comparative Example 2, and FIG. 8C shows the evaluation result of this embodiment.
In Comparative Example 1, since the judgment criterion of the performance evaluation is only yield stress, steel type A was evaluated to have the best performance in the order of steel type A, steel type B, and steel type C based on FIG.
In Comparative Example 2, steel type B was evaluated as having the best performance in the order of steel type B, steel type A, and steel type C. This is considered to be a proper evaluation.
In this embodiment, steel type B was evaluated as having the best performance in the order of steel type B, steel type A, and steel type C. This evaluation is equivalent to Comparative Example 2, and unlike Comparative Example 1, is considered to be a proper evaluation.

以上説明したように、本実施形態によれば、被測定部材における変形抵抗の元となる各ひずみ区間の変形抵抗と荷重との関係が定量化され、比較的簡素な手法により短時間で容易に被測定部材の性能を適正に評価することが可能となる。   As described above, according to the present embodiment, the relationship between the deformation resistance and load of each strain section which is the source of deformation resistance in the member to be measured is quantified, and it is easily achieved in a short time by a relatively simple method. It becomes possible to appropriately evaluate the performance of the member to be measured.

(第2の実施形態)
図9は、本実施形態による評価装置の概略構成を示すブロック図である。図10は、本実施形態による評価方法をステップ順に示すフロー図である。図9及び図10において、第1の実施形態の図1及び図2と同じ構成要素及びステップについては、同一の符号を付して詳しい説明を省略する。
Second Embodiment
FIG. 9 is a block diagram showing a schematic configuration of an evaluation device according to the present embodiment. FIG. 10 is a flowchart showing the evaluation method according to the present embodiment in the order of steps. 9 and FIG. 10, the same components and steps as in FIG. 1 and FIG. 2 of the first embodiment are assigned the same reference numerals and detailed explanations thereof will be omitted.

この評価装置は、被測定部材の変形部位に発生する荷重を可視化表示するものであり、衝突解析部1、第1算出部2、第2算出部3、及び表示部21を備えている。
衝突解析部1は、被測定部材について数値解析により衝突解析を行うものである。第1算出部2は、解析点ごとの内部エネルギーの変化量、ひずみ量、及び平均変位量を算出する。第2算出部3は、解析点ごとの荷重成分を算出する。表示部21は、例えば所定のディスプレイを備えており、算出された解析点ごとの荷重成分を表示する。
This evaluation device visualizes and displays the load generated at the deformed portion of the member to be measured, and includes a collision analysis unit 1, a first calculation unit 2, a second calculation unit 3, and a display unit 21.
The collision analysis unit 1 performs collision analysis on a measured member by numerical analysis. The first calculator 2 calculates the amount of change in internal energy, the amount of strain, and the average amount of displacement for each analysis point. The second calculator 3 calculates a load component for each analysis point. The display unit 21 includes, for example, a predetermined display, and displays load components for each calculated analysis point.

衝突解析を行う際には、図11A及び図11Bに示すような衝突試験を行う。図11Aが概略側面図、図11Bが概略上面図である。
被測定部材として、角管部材20を用いる。角管部材20は、例えば980MPa級の鋼板からなる四角柱形状の中空部材であり、例えば長さが300mm、縦幅及び横幅が共に50mm、四隅がR5mmとされたものである。本実施形態では、角管部材20の上部に例えば1トンの錘を例えば12km/hの速度で衝突させて、衝突試験を行う。
When performing collision analysis, a collision test as shown in FIGS. 11A and 11B is performed. 11A is a schematic side view, and FIG. 11B is a schematic top view.
The rectangular pipe member 20 is used as a member to be measured. The square tube member 20 is a square pillar shaped hollow member made of, for example, a steel plate of 980 MPa class, for example, 300 mm in length, 50 mm in both vertical width and horizontal width, and R5 mm in four corners. In the present embodiment, a collision test is performed by causing a weight of, for example, 1 ton to collide with the upper portion of the rectangular tube member 20 at a speed of, for example, 12 km / h.

上記の衝突試験の条件を再現した有限要素法(FEM)モデルを作成する。第1の実施形態の図2と同様のステップS1を行う。即ち、衝突解析部1は、このFEMモデルを用いた数値解析により、被測定部材の衝突解析を実行する。   Create a finite element method (FEM) model that reproduces the conditions of the above collision test. Step S1 similar to FIG. 2 of the first embodiment is performed. That is, the collision analysis unit 1 executes the collision analysis of the member to be measured by numerical analysis using this FEM model.

続いて、第1の実施形態の図2と同様のステップS2を行う。即ち、第1算出部2は、衝突解析結果から、被測定部材の全ての解析点(有限要素法の要素)の評価したい所定の時間区間の内部エネルギーの履歴、ひずみ量の履歴、及び変位量の履歴を収集する。   Then, step S2 similar to FIG. 2 of the first embodiment is performed. That is, the first calculation unit 2 determines the history of internal energy, the history of strain amount, and the displacement amount of a predetermined time interval to be evaluated for all analysis points (elements of the finite element method) of all the measurement members. To collect the history of

続いて、第1の実施形態の図2と同様のステップS3を行う。即ち、第1算出部2は、解析点ごとにおける内部エネルギーの変化量及び代表ひずみ量と、解析点全体の平均変位量とを算出する(ステップS3)。   Then, step S3 similar to FIG. 2 of the first embodiment is performed. That is, the first calculation unit 2 calculates the amount of change in internal energy and representative strain amount at each analysis point, and the average displacement amount of the entire analysis point (step S3).

所定の時間区間は、図12に示すような当該被測定部材の荷重変位曲線に基づいて任意に選定される。選定された荷重に対応する時間区間が選ばれる。荷重変位曲線は、当該被測定部材の材料について既知のものが用いられることもあれば、当該被測定部材に応じて新たに作成される場合もある。この時間区間は、例えば解析時間全体の10分の1以下が望ましく、本実施形態では、解析時間全体の250分の1程度とする。   The predetermined time interval is arbitrarily selected based on the load displacement curve of the measurement target member as shown in FIG. A time interval corresponding to the selected load is selected. The load displacement curve may be known as to the material of the member to be measured, or may be newly created according to the member to be measured. This time interval is desirably, for example, one tenth or less of the entire analysis time, and in this embodiment, is about 250 times the entire analysis time.

第1の実施形態と同様に、被測定部材の全荷重Fは、式(1)〜式(3)のように表される。本実施形態では、「変位量」として、解析点ごとの変位量ではなく、被測定部材における1つの代表値である平均変位量を用いる。   Similar to the first embodiment, the total load F of the member to be measured is expressed as shown in Formula (1) to Formula (3). In the present embodiment, as the “displacement amount”, not the displacement amount for each analysis point but the average displacement amount which is one representative value in the member to be measured is used.

続いて、第1の実施形態の図2と同様のステップS4を行う。即ち、第2算出部3は、各解析点における荷重成分を算出する。各荷重成分は、上記のように、ステップS3で算出された内部エネルギーの変化量及び平均変位量を用いて、(内部エネルギーの変化量)/(平均変位量)を計算することで得られる。   Then, step S4 similar to FIG. 2 of the first embodiment is performed. That is, the second calculator 3 calculates load components at each analysis point. Each load component is obtained by calculating (the amount of change in internal energy) / (the amount of average displacement) using the amount of change in the internal energy and the average amount of displacement calculated in step S3 as described above.

続いて、表示部21は、被測定部材のコンター図において、各解析点における荷重成分を例えばカラーマップとしてディスプレイ等に表示する(ステップS11)。具体的には、図13に示すように、被測定部材が変形する際に、被測定部材において荷重寄与度が大きいほど例えば色彩を濃くする等により、被測定部材における荷重寄与度が可視化される。図示の例では、被測定部材である角管部材20の部分22,23が最も高濃度で表示されており、荷重成分の最も大きい箇所である。このコンター図を見ることにより、被測定部材について、現在の荷重を決定している場所を簡便且つ明確に特定することができ、必要な荷重特性を得ることで性能を向上させるための対策を適切に行うことができる。   Subsequently, the display unit 21 displays the load component at each analysis point on the display or the like as a color map, for example, in the contour diagram of the member to be measured (step S11). Specifically, as shown in FIG. 13, when the member to be measured is deformed, the degree of load contribution in the member to be measured is visualized by, for example, increasing the color as the degree of load contribution in the member to be measured becomes larger. . In the illustrated example, the portions 22 and 23 of the rectangular tube member 20, which is a measured member, are displayed at the highest concentration, and are the portions with the largest load components. By looking at this contour diagram, it is possible to simply and clearly identify the place where the current load is determined for the member to be measured, and it is appropriate to take measures to improve the performance by obtaining the necessary load characteristics. Can be done.

表示部21は、複数の部品により構成される被測定部材を用いる場合には、例えば部品ごとに荷重成分を平均化してコンター図に表示するようにしても良い。   In the case where the display unit 21 uses a measured member constituted by a plurality of parts, for example, the load components may be averaged for each part and displayed on the contour diagram.

以上説明したように、本実施形態によれば、被測定部材における変形抵抗の元となる各ひずみ区間の変形抵抗と荷重との関係が定量化され、比較的簡素な手法により短時間で容易に被測定部材の荷重が寄与する部位を把握することが可能となる。   As described above, according to the present embodiment, the relationship between the deformation resistance and load of each strain section which is the source of deformation resistance in the member to be measured is quantified, and it is easily achieved in a short time by a relatively simple method. It becomes possible to grasp the part to which the load of the measured member contributes.

(第3の実施形態)
上述した第1又は第2の実施形態による評価装置の各構成要素(図1及び図9の衝突解析部1、第1算出部2、第2算出部3、及び第3算出部5等)の機能は、コンピュータのRAMやROM等に記憶されたプログラムが動作することによって実現できる。同様に、第1又は第2の実施形態による評価方法の各ステップ(図2のステップS1〜S6等、及び図10のS1〜S4等)は、コンピュータのRAMやROM等に記憶されたプログラムが動作することによって実現できる。このプログラム及び当該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、第1又は第2の実施形態に含まれる。
Third Embodiment
Of each component (the collision analysis unit 1, the first calculation unit 2, the second calculation unit 3, the third calculation unit 5, etc. of FIGS. 1 and 9) of the evaluation device according to the first or second embodiment described above The function can be realized by operating a program stored in a RAM or ROM of a computer. Similarly, in each step of the evaluation method according to the first or second embodiment (steps S1 to S6 and the like in FIG. 2 and S1 to S4 and the like in FIG. 10), a program stored in the RAM or ROM of the computer is It can be realized by operating. The program and a computer readable recording medium recording the program are included in the first or second embodiment.

具体的に、上記のプログラムは、例えばCD−ROMのような記録媒体に記録し、或いは各種伝送媒体を介し、コンピュータに提供される。上記のプログラムを記録する記録媒体としては、CD−ROM以外に、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ、光磁気ディスク、不揮発性メモリカード等を用いることができる。他方、上記のプログラムの伝送媒体としては、プログラム情報を搬送波として伝搬させて供給するためのコンピュータネットワークシステムにおける通信媒体を用いることができる。ここで、コンピュータネットワークとは、LAN、インターネット等のWAN、無線通信ネットワーク等であり、通信媒体とは、光ファイバ等の有線回線や無線回線等である。   Specifically, the above program is recorded on a recording medium such as a CD-ROM, for example, or provided to a computer via various transmission media. A flexible disk, a hard disk, a magnetic tape, a magneto-optical disk, a non-volatile memory card etc. can be used as a recording medium which records said program besides CD-ROM. On the other hand, as a transmission medium of the above program, a communication medium in a computer network system for propagating and supplying program information as a carrier wave can be used. Here, the computer network is a LAN, a WAN such as the Internet, a wireless communication network or the like, and the communication medium is a wired line such as an optical fiber or a wireless line.

また、本実施形態に含まれるプログラムとしては、供給されたプログラムをコンピュータが実行することにより第1又は第2の実施形態の機能が実現されるようなもののみではない。例えば、そのプログラムがコンピュータにおいて稼働しているOS(オペレーティングシステム)或いは他のアプリケーションソフト等と共同して第1又は第2の実施形態の機能が実現される場合にも、かかるプログラムは本実施形態に含まれる。また、供給されたプログラムの処理の全て或いは一部がコンピュータの機能拡張ボードや機能拡張ユニットにより行われて第1又は第2の実施形態の機能が実現される場合にも、かかるプログラムは本実施形態に含まれる。   Further, the programs included in the present embodiment are not limited only to those in which the functions of the first or second embodiment are realized by execution of the supplied program by a computer. For example, even when the function of the first or second embodiment is realized in cooperation with an OS (Operating System) or other application software or the like in which the program is run on a computer, such a program is the present embodiment. include. In addition, even when all or part of the processing of the supplied program is performed by the function expansion board or function expansion unit of the computer and the functions of the first or second embodiment are realized, such a program is executed. Included in the form.

本実施形態では、ハット型部材等の被測定部材のFEM衝突解析に基づいて荷重寄与度の算出及び被測定部材の性能評価を行う場合、例えば汎用の衝突解析ソフトであるLS−DYNAのサブルーチンプログラムとして、本発明の評価プログラムを連動させることが可能である。即ち、衝突時の被測定部材の数値解析にはLS−DYNAを用い、荷重寄与度の算出及び被測定部材の性能評価には本発明の評価プログラムを用いる。   In this embodiment, when performing calculation of load contribution and performance evaluation of the measured member based on FEM collision analysis of the measured member such as a hat-shaped member, for example, a subroutine program of LS-DYNA that is general-purpose collision analysis software. It is possible to link the evaluation program of the present invention as That is, LS-DYNA is used for numerical analysis of the member to be measured at the time of collision, and the evaluation program of the present invention is used for calculation of the degree of load contribution and performance evaluation of the member to be measured.

例えば、図14は、パーソナルユーザ端末装置の内部構成を示す模式図である。この図14において、1200はCPU1201を備えたパーソナルコンピュータ(PC)である。PC1200は、ROM1202またはハードディスク(HD)1211に記憶された、又はフレキシブルディスクドライブ(FD)1212より供給されるデバイス制御ソフトウェアを実行する。このPC1200は、システムバス1204に接続される各デバイスを総括的に制御する。   For example, FIG. 14 is a schematic view showing an internal configuration of a personal user terminal device. In FIG. 14, reference numeral 1200 denotes a personal computer (PC) provided with a CPU 1201. The PC 1200 executes device control software stored in the ROM 1202 or the hard disk (HD) 1211 or supplied from the flexible disk drive (FD) 1212. The PC 1200 collectively controls the devices connected to the system bus 1204.

PC1200のCPU1201、ROM1202またはハードディスク(HD)1211に記憶されたプログラムにより、第1の実施形態の図2におけるステップS1〜S6、第2の実施形態の図10におけるステップS1〜S4の手順等が実現される。   Steps S1 to S6 in FIG. 2 of the first embodiment and steps S1 to S4 in FIG. 10 of the second embodiment are realized by the program stored in the CPU 1201 of the PC 1200, the ROM 1202 or the hard disk (HD) 1211. Be done.

1203はRAMであり、CPU1201の主メモリ、ワークエリア等として機能する。1205はキーボードコントローラ(KBC)であり、キーボード(KB)1209や不図示のデバイス等からの指示入力を制御する。   A RAM 1203 functions as a main memory, a work area, and the like of the CPU 1201. A keyboard controller (KBC) 1205 controls instruction input from a keyboard (KB) 1209 or a device (not shown).

1206はCRTコントローラ(CRTC)であり、CRTディスプレイ(CRT)1210の表示を制御する。1207はディスクコントローラ(DKC)である。DKC1207は、ブートプログラム、複数のアプリケーション、編集ファイル、ユーザファイル、ネットワーク管理プログラム等を記憶するハードディスク(HD)1211、及びフレキシブルディスク(FD)1212とのアクセスを制御する。ここで、ブートプログラムとは、パソコンのハードやソフトの実行(動作)を開始する起動プログラムである。   A CRT controller (CRTC) 1206 controls the display of a CRT display (CRT) 1210. Reference numeral 1207 denotes a disk controller (DKC). The DKC 1207 controls access to a hard disk (HD) 1211 storing a boot program, a plurality of applications, editing files, user files, a network management program and the like, and a flexible disk (FD) 1212. Here, the boot program is a boot program for starting execution (operation) of hardware and software of a personal computer.

1208はネットワーク・インターフェースカード(NIC)であり、LAN1220を介して、ネットワークプリンタ、他のネットワーク機器、或いは他のPCと双方向のデータのやり取りを行う。
なお、第1又は第2の実施形態による評価装置としては、パーソナルユーザ端末装置を用いる代わりに、当該評価装置として特化された所定の計算機等を用いても良い。
A network interface card (NIC) 1208 exchanges data with a network printer, another network device, or another PC via the LAN 1220.
As the evaluation device according to the first or second embodiment, instead of using a personal user terminal device, a predetermined computer or the like specialized as the evaluation device may be used.

本発明によれば、被測定部材の解析点全体の平均変位量を用いて荷重成分を算出し、この荷重成分を用いることにより、被測定部材の高精度な定量的評価を短時間で簡便に行うことができ、自動車の車体等における衝突による変形を担う骨格部材の適正な評価に適用することが可能である。
According to the present invention, the load component is calculated using the average displacement amount of the entire analysis point of the member to be measured, and by using this load component, high-precision quantitative evaluation of the member to be measured can be easily performed in a short time. The present invention can be applied to the appropriate evaluation of a framework member responsible for deformation due to a collision in a car body or the like of an automobile.

Claims (19)

所定の時間区間における被測定部材の解析点ごとの内部エネルギーの変化量と、前記解析点の全体の平均変位量とを算出する第1ステップと、
算出された前記内部エネルギーの変化量及び前記平均変位量を用い、前記解析点ごとの前記内部エネルギーの変化量を前記平均変位量で除算して、前記被測定部材の前記解析点ごとの荷重成分を算出する第2ステップと、
を含むことを特徴とする評価方法。
A first step of calculating an amount of change in internal energy for each analysis point of the member to be measured in a predetermined time interval, and an average displacement amount of the entire analysis point;
Using the calculated change amount of the internal energy and the average displacement amount, the change amount of the internal energy for each analysis point is divided by the average displacement amount, and a load component for each analysis point of the member to be measured A second step of calculating
Evaluation method characterized by including.
前記第1ステップは、前記解析点ごとのひずみ量を算出し、
前記解析点ごとの前記ひずみ量に応じて、前記被測定部材のひずみ区間ごとに前記荷重成分を加算して、前記ひずみ区間ごとの前記荷重寄与度を算出する第3ステップを更に含むことを特徴とする請求項1に記載の評価方法。
The first step calculates a strain amount for each of the analysis points,
The method further includes a third step of adding the load component for each strain section of the member to be measured according to the strain amount for each analysis point to calculate the degree of load contribution for each strain section. The evaluation method according to claim 1, wherein
前記被測定部材における前記荷重成分を表示する第4ステップを更に含むことを特徴とする請求項1に記載の評価方法。   The evaluation method according to claim 1, further comprising a fourth step of displaying the load component in the measurement target member. 前記第4ステップは、前記解析点ごとの前記荷重成分をカラーマップとして画像表示することを特徴とする請求項3に記載の評価方法。   The evaluation method according to claim 3, wherein the fourth step displays the load component for each analysis point as a color map. 前記ひずみ区間ごとに算出した前記荷重寄与度を表示する第5ステップを更に含むことを特徴とする請求項2に記載の評価方法。   The evaluation method according to claim 2, further comprising a fifth step of displaying the degree of load contribution calculated for each strain section. 前記所定の時間区間は、前記被測定部材の荷重変位曲線に基づいて決定されることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の評価方法。   The evaluation method according to any one of claims 1 to 5, wherein the predetermined time interval is determined based on a load displacement curve of the member to be measured. 前記所定の時間区間は、前記荷重変位曲線における最大荷重に対応する時間区間とされることを特徴とする請求項6に記載の評価方法。   The evaluation method according to claim 6, wherein the predetermined time interval is a time interval corresponding to the maximum load in the load displacement curve. 前記第1ステップの前に、前記被測定部材について衝突解析を行い、
前記第1ステップは、前記衝突解析の結果に基づいて、前記解析点ごとの前記内部エネルギーの変化量、前記ひずみ量、及び前記平均変位量を算出することを特徴とする請求項2に記載の評価方法。
Before the first step, collision analysis is performed on the measured member;
The said 1st step calculates the variation | change_quantity of the said internal energy for every said analysis point, the said distortion amount, and the said average displacement amount based on the result of the said collision analysis, It is characterized by the above-mentioned. Evaluation method.
前記ひずみ区間ごとの前記荷重寄与度と、前記ひずみ区間ごとの前記被測定部材の真応力とを乗算し、前記ひずみ区間ごとの乗算値を加算して、前記被測定部材の評価値を算出する第6ステップを更に含むことを特徴とする請求項2、5、8のいずれか1項に記載の評価方法。   The load contribution degree for each strain section is multiplied by the true stress of the member to be measured for each strain section, and the multiplication value for each strain section is added to calculate an evaluation value of the member to be measured. The evaluation method according to any one of claims 2, 5, 8 further comprising a sixth step. 所定の時間区間における被測定部材の解析点ごとの内部エネルギーの変化量と、前記解析点の全体の平均変位量とを算出する第1ステップと、
算出された前記内部エネルギーの変化量及び前記平均変位量を用い、前記解析点ごとの前記内部エネルギーの変化量を前記平均変位量で除算して、前記被測定部材の前記解析点ごとの荷重成分を算出する第2ステップと、
をコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
A first step of calculating an amount of change in internal energy for each analysis point of the member to be measured in a predetermined time interval, and an average displacement amount of the entire analysis point;
Using the calculated change amount of the internal energy and the average displacement amount, the change amount of the internal energy for each analysis point is divided by the average displacement amount, and a load component for each analysis point of the member to be measured A second step of calculating
A computer readable recording medium having a program recorded thereon for causing a computer to execute.
前記第1ステップは、前記解析点ごとのひずみ量を算出し、
前記プログラムは、前記解析点ごとの前記ひずみ量に応じて、前記被測定部材のひずみ区間ごとに前記荷重成分を加算して、前記ひずみ区間ごとの前記荷重寄与度を算出する第3ステップを更にコンピュータに実行させることを特徴とする請求項10に記載の記録媒体。
The first step calculates a strain amount for each of the analysis points,
The program further includes a third step of adding the load component for each strain section of the member to be measured according to the strain amount for each analysis point, and calculating a load contribution degree for each strain section. The recording medium according to claim 10, which is executed by a computer.
前記プログラムは、前記被測定部材における前記荷重成分を表示する第4ステップを更にコンピュータに実行させることを特徴とする請求項10に記載の記録媒体。   The recording medium according to claim 10, wherein the program causes the computer to further execute a fourth step of displaying the load component of the measured member. 前記第4ステップは、前記解析点ごとの前記荷重成分をカラーマップとして画像表示することを特徴とする請求項12に記載の記録媒体。   The recording medium according to claim 12, wherein the fourth step displays an image of the load component for each analysis point as a color map. 前記プログラムは、前記ひずみ区間ごとに算出した前記荷重寄与度を表示する第5ステップを更にコンピュータに実行させることを特徴とする請求項11に記載の記録媒体。   The recording medium according to claim 11, wherein the program causes the computer to further execute a fifth step of displaying the degree of load contribution calculated for each strain section. 前記所定の時間区間は、前記被測定部材の荷重変位曲線に基づいて決定されることを特徴とする請求項10〜14のいずれか1項に記載の記録媒体。   The recording medium according to any one of claims 10 to 14, wherein the predetermined time interval is determined based on a load displacement curve of the member to be measured. 前記所定の時間区間は、前記荷重変位曲線における最大荷重に対応する時間区間とされることを特徴とする請求項15に記載の記録媒体。   The recording medium according to claim 15, wherein the predetermined time interval is a time interval corresponding to the maximum load in the load displacement curve. 前記第1ステップの前に、前記被測定部材について衝突解析を行い、
前記第1ステップは、前記衝突解析の結果に基づいて、前記解析点ごとの前記内部エネルギーの変化量、前記ひずみ量、及び前記平均変位量を算出することを特徴とする請求項11に記載の記録媒体。
Before the first step, collision analysis is performed on the measured member;
12. The apparatus according to claim 11, wherein the first step calculates the amount of change in the internal energy, the amount of strain, and the average amount of displacement for each of the analysis points based on the result of the collision analysis. recoding media.
前記プログラムは、前記ひずみ区間ごとの前記荷重寄与度と、前記ひずみ区間ごとの前記被測定部材の真応力とを乗算し、前記ひずみ区間ごとの乗算値を加算して、前記被測定部材の評価値を算出する第6ステップを更にコンピュータに実行させることを特徴とする請求項11、14、17のいずれか1項に記載の記録媒体。   The program multiplies the load contribution degree for each strain section by the true stress of the member to be measured for each strain section, adds the multiplication value for each strain section, and evaluates the member to be measured. The recording medium according to any one of claims 11, 14 and 17, further causing the computer to execute a sixth step of calculating a value. 所定の時間区間における被測定部材の解析点ごとの内部エネルギーの変化量と、前記解析点の全体の平均変位量とを算出する第1算出部と、
算出された前記内部エネルギーの変化量及び前記平均変位量を用い、前記解析点ごとの前記内部エネルギーの変化量を前記平均変位量で除算して、前記被測定部材の前記解析点ごとの荷重成分を算出する第2算出部と、
を含むことを特徴とする評価装置。
A first calculator configured to calculate an amount of change in internal energy for each analysis point of the member to be measured in a predetermined time interval, and an average displacement amount of the entire analysis point;
Using the calculated change amount of the internal energy and the average displacement amount, the change amount of the internal energy for each analysis point is divided by the average displacement amount, and a load component for each analysis point of the member to be measured A second calculation unit that calculates
An evaluation device characterized by including.
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