WO2020017042A1 - 評価方法及び評価装置、並びに記録媒体 - Google Patents

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measured
amount
load
strain
analysis
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祐介 常見
河内　毅
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日本製鉄株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M17/00—Testing of vehicles
    • G01M17/007—Wheeled or endless-tracked vehicles
    • G01M17/0078—Shock-testing of vehicles

Definitions

  • the present invention relates to an evaluation method and an evaluation device, and a recording medium.
  • the body of the car absorbs the collision energy by deforming some skeletal members at the time of the collision, and keeps the living space by not deforming the strong skeletal members Is designed to be
  • the present invention has been made in view of the above problems, and has a highly reliable evaluation method and a recording method capable of appropriately evaluating the performance of a measured member easily and in a short time by a relatively simple method. It is an object to provide a medium and an evaluation device.
  • the gist of the present invention is as follows.
  • a second step of calculating An evaluation method comprising: 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 measured member according to the strain amount for each analysis point and calculating the load contribution for each strain section. 1. Evaluation method described in. 3. The method further includes a fourth step of displaying the load component on the member to be measured.
  • the load component for each of the analysis points is displayed as an image as a color map.
  • Evaluation method described in. 5. The method further includes a fifth step of displaying the load contribution calculated for each of the strain sections.
  • the predetermined time interval is determined based on a load displacement curve of the measured member. ⁇ 5.
  • the evaluation method according to any one of the above. 7. 5.
  • the predetermined time section is a time section corresponding to a maximum load in the load displacement curve. Evaluation method described in. 8.
  • a collision analysis is performed on the measured member, The first step is to calculate a change amount of the internal energy, the strain amount, and the average displacement amount for each analysis point based on a result of the collision analysis. Evaluation method described in. 9.
  • the load contribution for each of the strain sections is multiplied by the true stress of the member to be measured for each of the strain sections, and a multiplication value for each of the strain sections is added to calculate an evaluation value of the member to be measured. 1.
  • the method further includes a sixth step. , 5. , 8. The evaluation method according to any one of the above. 10.
  • 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 measured member according to the strain amount for each analysis point, and calculating the load contribution for each strain section.
  • the program is executed by a computer.
  • a recording medium according to claim 1. 12 9.
  • the program further causes the computer to execute a fourth step of displaying the load component on the measured member.
  • the fourth step is to display an image of the load component for each of the analysis points as a color map.
  • the program causes the computer to further execute a fifth step of displaying the load contribution calculated for each of the strain sections.
  • the program multiplies the load contribution for each of the strain sections by a true stress of the measured member for each of the strain sections, adds a multiplied value for each of the strain sections, and evaluates the measured member. 10.
  • the computer further executes a sixth step of calculating the value. , 14. , 17.
  • the recording medium according to any one of the above items. 19.
  • a first calculation unit that calculates an amount of change in internal energy for each analysis point of the measured member in a predetermined time section and an average displacement amount of the entire analysis point; Using the calculated change amount of the internal energy and the average displacement amount, dividing the change amount of the internal energy for each analysis point by the average displacement amount, a load component of the member to be measured for each analysis point.
  • a second calculator for calculating An evaluation device comprising:
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of the evaluation device according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a flowchart showing the evaluation method according to the first embodiment in the order of steps.
  • FIG. 3A is a schematic side view showing a test when performing a collision analysis.
  • FIG. 3B is a schematic cross-sectional view showing a test when performing a collision analysis.
  • FIG. 4 is a characteristic diagram showing a load displacement curve of a predetermined steel material.
  • FIG. 5 is a characteristic diagram showing a load contribution for each strain section.
  • FIG. 6 is a characteristic diagram showing a correlation (stress-strain curve) between the strain amount of each steel type and true stress (deformation resistance).
  • FIG. 7 is a diagram showing the yield stress and strength of each steel type.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of the evaluation device according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a flowchart showing the evaluation method according to the first embodiment in the order of steps.
  • FIG. 8A is a characteristic diagram showing performance evaluation results of steel types according to Comparative Example 1.
  • FIG. 8B is a characteristic diagram showing performance evaluation results of steel types according to Comparative Example 2.
  • FIG. 8C is a characteristic diagram illustrating performance evaluation results of the steel types according to the first embodiment.
  • FIG. 9 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a display device according to the second embodiment.
  • FIG. 10 is a flowchart showing the display method according to the second embodiment in the order of steps.
  • FIG. 11A is a schematic side view showing a test when performing a collision analysis.
  • FIG. 11B is a schematic cross-sectional view showing a test when performing a collision analysis.
  • FIG. 12 is a characteristic diagram showing a load displacement curve of a predetermined steel material.
  • FIG. 13 is a schematic diagram showing a state in which the load contribution on the measured member when the measured member is deformed is visualized.
  • FIG. 14 is a schematic diagram showing the internal configuration of the personal user terminal device.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of the 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 evaluates a load generated in a deformed portion of a member to be measured.
  • the evaluation device includes a collision analysis unit 1, a first calculation unit 2, a second calculation unit 3, a display unit 4, and a third calculation unit 5.
  • the collision analysis unit 1 performs a collision analysis on a member to be measured by numerical analysis.
  • the first calculation unit 2 calculates a change amount and a strain amount of the internal energy for each analysis point, and an average displacement amount of the entire 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.
  • the third calculator 5 performs performance evaluation by multiplying the load contribution by the true stress.
  • FIGS. 3A and 3B When performing a collision analysis, a collision test as shown in FIGS. 3A and 3B is performed.
  • 3A is a schematic side view
  • FIG. 3B is a schematic sectional view.
  • a hat-shaped member 10 is used as a member to be measured.
  • the hat-shaped member 10 overlaps a base material 11, which is a hat-shaped cross-sectional steel plate formed into a hat shape, with a base material 12, which is a flat steel plate, on the flat flange surface 13 a of the flange portion 13.
  • the hat-shaped member 10 has, for example, a length of 800 mm, a top surface width of the base material 11 of 80 mm, both ends R5 mm, a width between the flange portions 13 of 130 mm, a height of 60 mm, and a side surface inclination of 5 °. .
  • the hat-shaped member 10 is supported by the fixing jigs 14 and 15, the distance between the fulcrum points of the fixing jigs 14 and 15 of R30 mm is 600 mm, and the impactor 16 of R50 mm is, for example, 7.2 km from the base material 11 side. / H is pressed at a constant speed to perform a three-point bending test.
  • Step S1 Create a finite element method (FEM) model that reproduces the conditions of the collision test described above.
  • the collision analysis unit 1 executes a collision analysis of a member to be measured by numerical analysis using the FEM model (Step S1).
  • This numerical analysis is a technique that is easily effective in collision analysis and analysis and evaluation of collision performance.
  • a difference method, a particle method, or the like can be used.
  • the first calculation unit 2 calculates the history of the internal energy, the history of the strain amount, and the displacement of a predetermined time section in which all the analysis points (elements of the finite element method) of the measured member are to be evaluated
  • An amount history is collected (step S2).
  • the analysis point is a center (center of gravity) point in the element of the finite element method.
  • the internal energy is the strain energy generated at the analysis point of the member to be measured due to the elasto-plastic deformation. In order to calculate the change amount of the internal energy as described later, it is necessary to acquire the history of the internal energy in a predetermined time section for each analysis point.
  • a strain amount here, a time average value of a strain amount in a predetermined time section of each analysis point; hereinafter, referred to as a representative strain amount
  • a strain amount that changes every moment. Need to get the history of.
  • the first calculation unit 2 calculates the amount of change in internal energy and the representative strain amount for each analysis point, and the average displacement amount of the entire analysis point (step S3). Specifically, the first calculation unit 2 calculates the amount of change in internal energy for each analysis point based on the history of collected internal energy. Further, the first calculation unit 2 calculates a representative strain amount for each analysis point based on the history of the collected strain amounts. In addition, the first calculation unit 2 calculates the average displacement amount of the entire analysis point of the measured member based on the collected history of the displacement amount at each analysis point. As the amount of change in the internal energy, an increment calculated from the preceding and following time steps may be used. It is preferable to use the equivalent plastic strain as the representative strain amount.
  • the predetermined time interval is arbitrarily determined based on the load displacement curve of the measured member as shown in FIG.
  • the load displacement curve By using the load displacement curve, it is possible to know necessary member characteristics of the member to be measured and a rough change in the deformation state.
  • This time interval is desirably, for example, one tenth or less of the entire analysis time. In the present embodiment, it is set to about one-fifth of the entire analysis time.
  • the load displacement curve may be a known material for the member to be measured, or may be newly created according to the member to be measured.
  • the total load F of the member to be measured is represented by the following equations (1) to (3).
  • U is the internal energy of the entire analysis point of the measured member
  • x is the average displacement
  • n is the number of analysis points.
  • an average displacement amount x which is one representative value of the measured member is used instead of the displacement amount for each analysis point.
  • the total load F is approximated by the derivative of the displacement of the internal energy U from equation (1).
  • U is the sum of Un 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 the equation (3) represents a load component (load contribution) at a predetermined analysis point.
  • This load component can be approximated as a value obtained by dividing the change in internal energy at each analysis point by the average displacement (change in internal energy / average displacement).
  • the representative strain amount at each analysis point is calculated in step S2 together with the change amount and the average displacement amount of the internal energy. Then, the contribution to the load for each strain section can be evaluated by adding the load components for each of the strain sections to be evaluated.
  • each load component is obtained by calculating (internal energy change amount) / (average displacement amount) using the internal energy change amount and the average displacement amount calculated in step S3.
  • (displacement of internal energy) / (average displacement) at each analysis point is calculated using a displacement representative of a predetermined time section as an average displacement of the measured member.
  • the calculation of the load component can be 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 easily evaluated.
  • the second calculation unit 3 adds the load component at each analysis point calculated in step S3 to the representative strain amount acquired in step S3 and adds the load component for each strain section (step S5).
  • the load contribution for each strain section is calculated.
  • the strain section is a strain width when the strain generated at each analysis point of the measured member is arranged for each magnitude.
  • the display unit 4 displays the calculated load contribution for each strain section on a display or the like (step S6).
  • each load contribution information on, for example, a member whose low strain region is important or a member whose high strain region is important can be obtained, and can be used for material selection.
  • the load contribution may be displayed as a ratio (%) for each strain section with respect to the total value of all load components.
  • FIG. 5 shows an example in which the load contribution is displayed as a percentage. In FIG. 5, the strain sections are divided into 1% in the range of the representative strain amount of 1% to 15%, and the load contribution in each strain section is displayed as a ratio.
  • the display unit 4 may display the load components at each analysis point obtained in step S4.
  • the load contribution originally shows a different value depending on the material, but the present inventors have found that the difference in the load contribution between different materials is extremely small. According to this finding, it can be said that the load contribution is a value substantially independent of the material. Therefore, once the load contribution to the load at the time of collision using a certain material is obtained, the load when another material is used can be easily estimated.
  • the third calculating unit 5 uses the correlation between the strain amount and the true stress (deformation resistance) in the material of the member to be measured, and the load contribution of each of the strain sections and the measurement of the member to be measured for each of the strain sections.
  • 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 section (step S7).
  • the load contribution for each strain section is a value for evaluating what percentage of the load is generated from which strain section.
  • a deformation resistance (stress) activated by strain differs due to a work hardening phenomenon that becomes harder due to deformation. Therefore, in order to evaluate the performance of the material as a whole, the load contribution for each strain section is multiplied by the true stress of the member to be measured for each strain section, and the sum is calculated. By making this sum the evaluation value of the member to be measured, the load contribution is a value that 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.
  • the time section corresponding to the peak load is selected as the predetermined time section, but a time section corresponding to an arbitrary load can be selected.
  • the calculation of the load contribution in each strain section and the calculation of the evaluation value of the member to be measured are performed corresponding to the arbitrary time section.
  • FIG. 6 shows the correlation (stress-strain curve) between the strain amounts of steel types A, B, and C and the true stress (deformation resistance).
  • FIG. 7 shows the yield stress and strength of steel type A, steel type B, and steel type C.
  • Comparative Example 1 is a conventional method of evaluating the proof stress of a member to be measured during bending deformation (see Non-Patent Documents 1 and 2). Bending deformation of a thin plate member such as an automobile at the time of collision usually occurs due to buckling at the time of plastic deformation. Therefore, the definition of the weak portion and the strong portion is determined by the sum of the proof stresses (F) of the respective sides with respect to the surface inside the bending (compression side), obtained by the following expressions (4) and (5). .
  • C is the effective width
  • ⁇ y is the yield stress
  • t the plate thickness
  • E Young's modulus
  • w the plate width.
  • Comparative Example 2 is a conventional method of performing numerical analysis on a member to be measured in detail and evaluating the member. Specifically, using the information on the member shapes and the boundary conditions shown in FIGS. 3A and 3B, a numerical analysis in which the characteristics of the material is changed is performed a plurality of times, a load displacement curve is calculated from each result, and the peak load is calculated. How to get. In the method of Comparative Example 2, it is possible to perform an appropriate evaluation, but it requires a great deal of time and effort.
  • 8A to 8C show the performance evaluation results of steel type A, steel type B, and steel type C.
  • 8A shows the evaluation result of Comparative Example 1
  • FIG. 8B shows the evaluation result of Comparative Example 2
  • FIG. 8C shows the evaluation result of the present embodiment.
  • Comparative Example 1 since the criterion for the performance evaluation was only the yield stress, the steel type A was evaluated as having the best performance in the order of the steel type A, the steel type B, and the steel type C based on FIG.
  • 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 an appropriate evaluation.
  • 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, it is considered to be an appropriate evaluation.
  • the relationship between the deformation resistance and the load in each strain section, which is the source of the deformation resistance in the member to be measured, is quantified, and is easily performed in a short time by a relatively simple method. It is possible to properly evaluate the performance of the member to be measured.
  • FIG. 9 is a block diagram illustrating a schematic configuration of the 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 10, the same components and steps as those in FIGS. 1 and 2 of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
  • This evaluation device visualizes and displays a load generated at a deformed portion of a 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 a collision analysis on a member to be measured by numerical analysis.
  • the first calculator 2 calculates a change amount, a strain amount, and an average displacement amount of the internal energy 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 the calculated load component for each analysis point.
  • FIGS. 11A and 11B When performing a collision analysis, a collision test as shown in FIGS. 11A and 11B is performed.
  • 11A is a schematic side view
  • FIG. 11B is a schematic top view.
  • a square tube 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 980 MPa class steel plate, and has, for example, a length of 300 mm, a vertical width and a horizontal width of 50 mm, and four corners of R5 mm.
  • a collision test is performed by causing a 1-ton weight to collide with the upper portion of the square tube member 20 at a speed of, for example, 12 km / h.
  • Step S1 Create a finite element method (FEM) model that reproduces the conditions of the collision test described above. Step S1 similar to FIG. 2 of the first embodiment is performed. That is, the collision analysis unit 1 performs a collision analysis of the measured member by numerical analysis using the FEM model.
  • FEM finite element method
  • the same step S2 as in FIG. 2 of the first embodiment is performed. That is, based on the collision analysis result, the first calculator 2 calculates the history of the internal energy, the history of the strain amount, and the displacement amount in a predetermined time interval in which all the analysis points (elements of the finite element method) of the measured member are to be evaluated. Gather history.
  • step S3 the same step S3 as in FIG. 2 of the first embodiment is performed. That is, the first calculation unit 2 calculates the amount of change in internal energy and the representative amount of strain at each analysis point, and the average amount of displacement of the entire analysis point (step S3).
  • the predetermined time interval is arbitrarily selected based on the load displacement curve of the measured member as shown in FIG. A time section corresponding to the selected load is selected.
  • the load displacement curve may be a known material for 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. In the present embodiment, it is set to about one-fifth of the entire analysis time.
  • the total load F of the member to be measured is expressed as in equations (1) to (3).
  • the “displacement amount” an average displacement amount, which is one representative value of the measured member, is used instead of the displacement amount for each analysis point.
  • each load component is obtained by calculating (internal energy change amount) / (average displacement amount) using the internal energy change amount and the average displacement amount calculated in step S3.
  • the display unit 21 displays the load components at each analysis point on a display or the like as, for example, a color map in the contour diagram of the measured member (step S11). Specifically, as shown in FIG. 13, when the measured member is deformed, the load contribution on the measured member is visualized by, for example, making the color darker as the load contribution on the measured member increases. . In the illustrated example, the portions 22, 23 of the square tube member 20, which is the member to be measured, are displayed with the highest concentration, and are the portions where the load component is the largest. By looking at this contour diagram, the location where the current load is determined for the measured member can be easily and clearly specified, and appropriate measures to improve the performance by obtaining the required load characteristics can be taken. Can be done.
  • the display unit 21 may average the load components for each component and display the load component on the contour diagram.
  • the relationship between the deformation resistance and the load in each strain section, which is the source of the deformation resistance in the member to be measured, is quantified, and is easily performed in a short time by a relatively simple method. It is possible to grasp the part to which the load of the member to be measured contributes.
  • Each component e.g., the collision analysis unit 1, the first calculation unit 2, the second calculation unit 3, and the third calculation unit 5 in FIGS. 1 and 9) of the evaluation device according to the first or second embodiment described above.
  • the functions can be realized by operating a program stored in a RAM, a ROM, or the like of the computer.
  • each step e.g., steps S1 to S6 in FIG. 2 and S1 to S4 in FIG. 10
  • steps S1 to S6 in FIG. 2 and S1 to S4 in FIG. 10 is executed by a program stored in a RAM or a ROM of a computer. It can be realized by operating.
  • This program and a computer-readable recording medium on which the program is recorded are included in the first or second embodiment.
  • the above-mentioned program is recorded on a recording medium such as a CD-ROM, or provided to a computer via various transmission media.
  • a recording medium for recording the above program a flexible disk, a hard disk, a magnetic tape, a magneto-optical disk, a nonvolatile memory card, and the like can be used in addition to the CD-ROM.
  • a transmission medium of the above-mentioned program a communication medium in a computer network system for propagating and supplying program information as a carrier wave can be used.
  • the computer network is a LAN, a WAN such as the Internet, a wireless communication network or the like
  • the communication medium is a wired line or a wireless line such as an optical fiber.
  • the programs included in the present embodiment are not limited to those that realize the functions of the first and second embodiments by executing a supplied program by a computer.
  • a program is also used in this embodiment.
  • the program is also executed by the present embodiment. Included in the form.
  • LS-DYNA is used for numerical analysis of the measured member at the time of collision
  • the evaluation program of the present invention is used for calculating the load contribution and evaluating the performance of the measured member.
  • FIG. 14 is a schematic diagram showing the internal configuration of a personal user terminal device.
  • reference numeral 1200 denotes a personal computer (PC) including 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 generally controls each device connected to the system bus 1204.
  • the programs stored in the CPU 1201, the ROM 1202, or the hard disk (HD) 1211 of the PC 1200 implement the procedures of steps S1 to S6 in FIG. 2 of the first embodiment and steps S1 to S4 in FIG. 10 of the second embodiment. Is done.
  • Reference numeral 1203 denotes a RAM, which functions as a main memory, a work area, and the like of the CPU 1201.
  • a keyboard controller (KBC) 1205 controls input of instructions from a keyboard (KB) 1209 or a device (not shown).
  • Reference numeral 1206 denotes a CRT controller (CRTC), which controls display on a CRT display (CRT) 1210.
  • Reference numeral 1207 denotes a disk controller (DKC).
  • the DKC 1207 controls access to a hard disk (HD) 1211 that stores a boot program, a plurality of applications, edit files, user files, a network management program, and the like, and a flexible disk (FD) 1212.
  • the boot program is a boot program that starts execution (operation) of hardware and software of a personal computer.
  • Reference numeral 1208 denotes a network interface card (NIC), which exchanges data bidirectionally with a network printer, another network device, or another PC via the LAN 1220.
  • NIC network interface card
  • 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.
  • a load component is calculated using the average displacement amount of all the analysis points of the member to be measured, and by using this load component, highly accurate quantitative evaluation of the member to be measured can be easily performed in a short time. This can be applied to appropriate evaluation of a skeletal member responsible for deformation due to a collision in an automobile body or the like.

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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。

Description

評価方法及び評価装置、並びに記録媒体
　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。
　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。
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.
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
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。 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。 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。 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。 図４は、所定の鋼材の荷重変位曲線を示す特性図である。 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。 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。 図７は、各鋼種の降伏応力及び強度を示す図である。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 図１２は、所定の鋼材の荷重変位曲線を示す特性図である。 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。 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。
　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。
　（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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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）。
　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。
　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。
　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。
　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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　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。
　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。
　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。
　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。
　（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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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）。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　（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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
 

Claims (19)

  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請求項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請求項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請求項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請求項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請求項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請求項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請求項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請求項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請求項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請求項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請求項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請求項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請求項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請求項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請求項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請求項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。
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