WO2023170867A1 - 自動車車体部品の衝突性能評価試験装置の設計方法、自動車車体部品の衝突性能評価試験装置および自動車車体部品の衝突性能評価試験方法 - Google Patents

自動車車体部品の衝突性能評価試験装置の設計方法、自動車車体部品の衝突性能評価試験装置および自動車車体部品の衝突性能評価試験方法 Download PDF

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test
resistance
boundary
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健太郎 佐藤
英明 小日置
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Ｊｆｅスチール株式会社
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    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M17/00—Testing of vehicles
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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
    • G01M7/00—Vibration-testing of structures; Shock-testing of structures
    • G01M7/08—Shock-testing
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation

Definitions

  • the present invention relates to a method of designing an apparatus and an apparatus for performing an evaluation test of the collision performance of vehicle body parts, and a method of performing an evaluation test of the collision performance of vehicle body parts.
  • One of the performances required for an automobile body is collision performance, and in the event of a collision, it is required to protect the occupants while reducing damage to the vehicle body.
  • collision performance At the development and design stage of automobiles, it is essential to evaluate the collision performance of the vehicle body, and performance prediction is performed using computer simulations.
  • performance prediction is performed using computer simulations.
  • automakers manufacture prototype cars and subject them to crash tests.If the performance is not satisfied, countermeasures are taken and the prototype car is remanufactured. It would be necessary to conduct the crash test again, which would require a significant amount of development cost and development time.
  • collision performance evaluation tests for individual vehicle body parts have traditionally been conducted instead of collision performance evaluation tests for the entire car body.
  • component collision tests In order to evaluate the crash performance of the entire vehicle body by testing individual vehicle body parts, it is desirable to have a test method that controls the parts restraint and load conditions and conducts tests that match the actual deformation of the entire vehicle body. It is rare.
  • the center pillar part which plays an important role in protecting occupants in the event of a side collision, is connected to other parts of the car body by an upper roof part and a lower rocker part (also called a side sill part). It is an I-shaped part that deforms into an S-shape when another vehicle collides with it from the side, and functions to minimize the collision with the vehicle from entering the interior of the vehicle.
  • the lower rocker part twists and deforms while restraining the deformation of the central part of the center pillar component. In component collision tests, it is necessary to reproduce such deformation and load conditions of the vehicle body component being tested and the surrounding vehicle body.
  • Patent Document 1 proposes a performance evaluation method for automobile parts for simulating collision deformation of automobile body parts.
  • test conditions that reproduce the collision deformation state of a vehicle body incorporating the target component are determined using a partial structural CAE model that models a module combined with a collision test machine that performs collision tests on vehicle components, and the analysis is performed. It is said that it is possible to perform a crash test on the target member by reflecting the conditions obtained in the results in the restraint conditions.
  • a restraint method it is proposed to simulate the deformation resistance on the car body side by attaching a restraint jig that combines a flywheel and a one-way clutch to each support point of the car body parts. ing.
  • Patent Document 2 proposes a component support jig that can apply torque in a component collision test, and this component support jig uses a combination of rack-and-pinion gears and springs to prevent deformation of vehicle body components.
  • the restraint condition of the vehicle body parts can be adjusted by changing the strength of the spring.
  • Patent Document 1 compares the crash performance evaluation parameters in a partial structure CAE model with the crash performance evaluation parameters in a full vehicle CAE model acquired in advance, and this difference falls within a predetermined range. After determining the boundary conditions of the partial structure CAE model, when actually testing, it is necessary to convert the partial CAE analysis results into actual test conditions through a calculation process that determines the boundary conditions of the partial structure crash test machine. There is. Therefore, there was a problem in that it was difficult to reliably reproduce an actual vehicle collision.
  • the flywheel as a restraint method proposed in Patent Document 1 applies restraint force to vehicle body parts by inertia force, so in tests in the low speed range, it is necessary to use a flywheel under the desired conditions to obtain inertia force. Testing is difficult, and even in high-speed tests, it is necessary to adjust the mass of the flywheel due to changes in speed, so there is a concern that testing costs will increase.
  • Patent Document 2 uses a rack-and-pinion and spring type restraint mechanism to obtain the restraint force for vehicle body parts, so the mechanism is complex and the technology is complicated when the vehicle speed exceeds 50 km/h. Tests in the high-speed range have problems in that the mechanism may not operate due to the impact load, and in the worst case, the test equipment itself may be damaged.
  • the present invention provides a method for designing a crash performance evaluation test device for automobile body parts, which advantageously solves the problems of difficulty in setting test conditions, limitations on test speed, and economic rationality, as described above.
  • the purpose of the present invention is to provide a collision performance evaluation test device and a collision performance evaluation test method for automobile body parts.
  • the design method of the collision performance evaluation test device for automobile body parts of the present invention which achieves the above object includes an actual vehicle physical quantity analysis step of determining the physical quantities of the boundary portion of the automobile body part by actual vehicle collision analysis and obtaining an actual vehicle boundary portion physical quantity database; A modeling process of the resistance generating material in which an analytical model of the resistance generating material is generated by mechanical testing and computer simulation to reproduce the motion control conditions of the boundary, and the physical quantities of the boundary in the partial structural test are determined in the actual vehicle collision analysis.
  • the present invention is characterized by comprising a partial structure test design step of designing a partial structure test structure including the structure of the resistance generating material so as to asymptotically approach the physical quantity of the boundary portion.
  • the collision performance evaluation test device for automobile body parts of the present invention which achieves the above object is characterized in that a partial structural test structure including the structure of the resistance generating material is constructed based on the above design method.
  • the collision performance evaluation test method for automobile body parts of the present invention that achieves the above object includes performing a partial structural test of the automobile body parts using the above-mentioned collision performance evaluation testing apparatus for automobile body parts to evaluate the collision performance. Includes partial structural testing process.
  • the design method of the collision performance evaluation test device for automobile body parts of the present invention includes an actual vehicle physical quantity analysis step of obtaining a physical quantity database of the actual vehicle boundary area by determining the physical quantities of the boundary part of the automobile body part by actual vehicle collision analysis, and the motion of the boundary part.
  • a modeling process for the resistance-generating material in which an analytical model of the resistance-generating material is generated through mechanical testing and computer simulation to reproduce the control conditions, and the physical quantities at the boundary in the partial structural test are matched to the physical quantities at the boundary in the actual vehicle collision analysis.
  • the design method of the crash performance evaluation test device for automobile body parts of the present invention the restraint state and load load state of the part boundary part at the time of an actual car body collision are well reproduced, and the designed boundary part is A collision performance evaluation test for automobile body parts that can easily reflect the structure in the actual test equipment without the need for numerical calculation processes, and can realize a collision performance evaluation test for a single vehicle body part. Can build devices.
  • the actual vehicle physical quantity analysis step includes a step of setting an actual vehicle partial structure range that contributes to crash performance using actual vehicle collision analysis, a step of setting physical quantity analysis conditions at the boundary of the actual vehicle partial structure range, and a computer simulation. and an actual vehicle collision analysis step using either or both of an actual vehicle collision test, and a step of analyzing the physical quantities of the boundary obtained in the actual vehicle collision analysis step and storing the physical quantities in an actual vehicle boundary physical quantity database,
  • the step of modeling the resistance generation material includes the steps of: performing a mechanical test on the resistance generation material; measuring physical quantities of the resistance generation material; building a resistance generation material model for analysis in computer simulation; a step of setting material properties of the resistance-generating material model; a step of performing a deformation analysis of the resistance-generating material model by computer simulation; comparing physical quantities of the resistance-generating material, resetting the material properties of the resistance-generating material model until the difference becomes equal to or less than a predetermined value, and repeatedly performing deformation analysis of the resistance-generating material model; storing analysis data of
  • the design method of the crash performance evaluation test device for automobile body parts of the present invention which includes the step of setting a partial structural test structure, the restraint state and load load state of the component boundary during an actual vehicle body collision can be further improved. It is possible to construct a collision performance evaluation test device for automobile body parts that can perform collision performance evaluation tests on individual vehicle body parts while reproducing the same results as before.
  • a partial structural test structure including the structure of the resistance generating material is constructed as designed in the above design method.
  • the collision performance evaluation testing device for vehicle body parts of the present invention the collision performance evaluation of a single vehicle body part can be performed while satisfactorily reproducing the restraint state and load loading state of the component boundary during an actual vehicle body collision. It becomes possible to realize the test.
  • a collision punch that collides at a test speed with a support jig that supports the boundary portions of the partial structural test structure, respectively, and a vehicle body part constituting the partial structural test structure whose boundary portions are supported by the support jigs, respectively.
  • the motion control mechanism includes a fixing member fixed to a motion regulating member of the support jig, and a motion control mechanism provided in at least one of the support jigs that support the boundary portion, and the motion control mechanism a movable member connected to the fixed member so as to be movable in a predetermined direction with respect to the direction of impact of the punch and fixed to the boundary portion;
  • a compression member is formed on the other of the fixed member and the movable member, and extends in a movable direction of the movable member, and is disposed within a guide portion in which the resistance generating material is disposed.
  • the resistance generating material is fitted in a state where movement is restricted, and the movement of the movable member in the predetermined direction with respect to the fixed member deforms the resistance generating material and applies a reaction force to the movable member in a direction opposite to the direction of the movement.
  • the boundary supported by the support jig provided with the motion control mechanism is By applying a reaction force in the opposite direction to the boundary part from the motion control mechanism to appropriately control the movement of the boundary part, the part restraint state and load load state at the time of an actual car body collision can be reproduced well.
  • the simple and durable structure of arranging the resistance generating member in the motion control mechanism of the support jig enables testing at high speeds of 50 km/h or more, and furthermore, the resistance generating member can be made of inexpensive materials. By applying this, the economic rationality of the test can also be improved.
  • the motion control mechanism is at least one selected from a translation control mechanism and a rotation control mechanism, and the translation control mechanism is configured to collide with the support plate supported by the rotation regulating member of the support jig. a translation plate connected to the support plate so as to be translatable in a predetermined direction intersecting the direction of impact of the punch and fixed to the boundary portion;
  • a compression ridge is formed on the other of the support plate and the translation plate, and extends in a direction in which the translation plate can be translated, and an energy absorbing member is disposed inside the linear shape.
  • the translation plate is fitted into the guide portion in a restricted rotation state, and when the translation plate is translated in the predetermined direction with respect to the support plate, the resistance generating material is deformed and a reaction force in a direction opposite to the translation direction is applied to the translation plate.
  • the rotation control mechanism is rotatable around a fixed ring fixed to a rotation regulating member of the support jig and a predetermined axis extending in a direction intersecting a collision direction of the collision punch.
  • a rotary ring connected to the fixed ring and fixed to one end or the other end of the vehicle body component, and one of the fixed ring and the rotary ring is provided to protrude toward the other.
  • a compression pin is fitted into an arcuate guide portion formed on the other of the fixed ring and the rotating ring, extending in a circumferential direction around the predetermined axis, and having an energy absorbing member disposed therein. and the rotation of the rotating ring relative to the fixed ring about the predetermined axis deforms the resistance generating material and applies torque to the rotating ring in a direction opposite to the direction of rotation thereof.
  • the collision performance evaluation test device for vehicle body parts it is possible to realize a collision performance evaluation test for individual vehicle body parts while better reproducing the component restraint state and load loading state during an actual vehicle body collision.
  • the collision performance evaluation testing method for automobile body parts of the present invention includes a partial structure testing step of performing a partial structural test of the automobile body parts to evaluate the collision performance using the above-mentioned collision performance evaluation testing apparatus for automobile body parts. include.
  • the collision performance evaluation of a single vehicle body part can be performed while satisfactorily reproducing the restraint state and load loading state of the component boundary during an actual vehicle body collision. It becomes possible to realize the test.
  • the partial structure testing step includes a step of assembling a partial structure testing device to realize the partial structure test structure, a step of arranging a resistance generating material to realize the structure of the resistance generating material, and a collision test of the partial structure. and measuring physical quantities at the boundary of the partial structure simultaneously with or after the collision test using a physical quantity measuring sensor incorporated in the partial structure testing device; and evaluating the performance of the partial structure.
  • the collision performance evaluation test method for automobile body parts according to the present invention including the above, it is possible to realize a collision performance evaluation test of a single vehicle body part while better reproducing the component restraint state and load load state during an actual vehicle body collision. can do.
  • FIG. 2 is a flow diagram showing the flow of a method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a flow diagram showing the flow of an actual vehicle physical quantity analysis process according to the embodiment. It is a flowchart which shows the flow of the modeling process of the resistance generation material concerning the said embodiment. It is a flowchart which shows the flow of the partial structure test design process concerning the said embodiment.
  • FIG. 3 is a flowchart showing the flow of a partial structure test process according to the above embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing a specific example of actual vehicle collision analysis and an example of setting a boundary portion according to the embodiment.
  • 7 is a graph showing changes in cross-sectional force during a collision test at each boundary in the example of FIG. 6.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing a mechanical testing apparatus for resistance generating materials according to the above embodiment.
  • 9 is an example of a graph showing the relationship between the deformation stroke and deformation load of the resistance-generating material measured by the mechanical testing device of FIG. 8.
  • It is a schematic diagram which shows an example of the mechanical test analysis result of a resistance generation material.
  • It is a graph showing the relationship between the deformation stroke and the deformation load representing the mechanical test analysis results of the resistance generating material model under various conditions.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a collision test apparatus that performs a partial structural test according to the embodiment.
  • 13 is a schematic diagram showing a partial structural test collision analysis model for analyzing the partial structural test of FIG. 12.
  • FIG. 14 is a schematic diagram showing an example of a model deformation state after a collision test using the analytical model of FIG. 13.
  • FIG. FIG. 14 is a schematic diagram showing how the resistance-generating material model deforms after a collision test using the analytical model of FIG. 13;
  • 2 is a graph showing changes in cross-sectional force at each boundary as a result of actual vehicle collision analysis and partial structure analysis.
  • (a) and (b) are enlarged perspective views showing the translational control mechanism incorporated in the boundary of the partial structure in an exploded state and an assembled state, respectively, and
  • (c) and (d) are perspective views of the boundary of the partial structure.
  • FIG. 3 is an enlarged perspective view showing a rotation control mechanism incorporated in the servo motor in an exploded state and an assembled state.
  • (a) and (b) are side views showing the initial shape of the center pillar component before the component collision test and the shape after the component collision test, respectively. It is a graph showing the horizontal load in the collision direction of a collision punch measured at a boundary part during a component collision test.
  • This embodiment can be implemented as a technical method for evaluating the performance of automobile body parts, and each step constituting this embodiment can also be implemented as a development system executed using a computer program and system.
  • FIG. 1 is a flowchart showing a process flow including a method for designing a crash performance evaluation test device for automobile body parts, which implements an embodiment of the present invention.
  • 2 to 5 are flowcharts illustrating in detail each step of this embodiment.
  • the design method of the collision performance evaluation test device for automobile body parts according to the present embodiment includes an actual vehicle physical quantity analysis step (S1), a resistance generating material modeling step (S2), and a partial structure test design step (S3).
  • the collision performance evaluation testing device for automobile body parts according to this embodiment is constructed by the design method.
  • the collision performance evaluation test method for automobile body parts further includes a partial structure test step (S4).
  • the resistance-generating material modeling step (S2) is to generate an analytical model of the resistance-generating material to reproduce the motion control conditions of the boundary portions of automobile body parts through mechanical testing and computer simulation.
  • the partial structure test design step (S3) of this embodiment includes a partial structure test structure including the structure of the resistance generating material so that the physical quantity of the boundary part in the partial structure test asymptotically approaches the physical quantity of the boundary part in the actual vehicle collision analysis. It is designed to In the partial structure test step (S4) of this embodiment, a partial structure test is performed on automobile body parts to evaluate collision performance.
  • the actual vehicle physical quantity analysis process (S1) includes a step (S11) of setting the actual vehicle partial structure range that contributes to collision performance, and calculating the load, moment, displacement, strain, and stress at the boundary of that range.
  • a step of setting physical quantity analysis conditions such as (S12), an actual vehicle collision analysis step (S13) of performing an actual vehicle collision analysis by computer simulation, actual vehicle collision test, etc., and analyzing the physical quantities of the boundary part set above (S14).
  • the constraint conditions and motion control conditions from the state of displacement of the boundary portion. For example, if the displacement in a specific direction is smaller than a predetermined value, it is assumed that translational movement in that direction is restricted. Further, the direction of the maximum displacement can be determined as the direction of translational movement as a motion control condition of the boundary portion. On the other hand, if the displacement angle with respect to a specific rotation axis is smaller than a predetermined value, it is assumed that rotation with respect to that axis is restricted. Further, the rotation axis having the maximum displacement angle can be determined as the axis of rotation motion as a motion control condition of the boundary portion.
  • the boundary portion is considered to be completely constrained.
  • a resistance generating material that deforms elastically and becomes a resistance to motion is used in a partial structural test of an automobile body part.
  • the modeling process (S2) of the resistance generating material includes a step (S21) of mechanically testing the resistance generating material in order to reproduce the motion control conditions of the boundary region, and the physical quantities of the resistance generating material such as load, displacement, stress, and strain. (S22), constructing a resistance-generating material model for analysis in computer simulation (S23), and setting material properties of the resistance-generating material model such as Young's modulus, strength properties, and fracture (S24) and a step (S25) of performing a deformation analysis of the resistance-generating material model by computer simulation, and comparing the physical quantities obtained in the deformation analysis in S25 with the physical quantities obtained in the mechanical tests in S21 and S22 (S26), and determining the difference between them.
  • the method includes a step (S28) of storing analysis data (MD2) of the resistance-generating material model in which is less than or equal to a threshold value.
  • a comparison with the physical quantity (S36) is performed, and the structural design of the resistance generating material is repeated (S32-S37) until the difference becomes less than the threshold value, and a partial structural test structure (ST3) including the structure of the resistance generating material is set. and a step of storing (S38).
  • the method includes a step (S44) of measuring a physical quantity at a boundary portion of a partial structure using a physical quantity measurement sensor obtained by using a sensor for measuring a physical quantity, and a step (S45) of evaluating performance of the partial structure.
  • FIG. 6 is a visualization of the deformation of the vehicle body in actual vehicle collision analysis. This represents a side impact to the center pillar part of a car.
  • the center pillar part which plays an important role in protecting occupants in the event of a side collision, has an upper roof part (boundary parts Sec. 3 and 4) and a lower rocker part (border parts Sec. 1 and 2).
  • DB1 vehicle boundary part physical quantity database
  • a member cut out from a commercially available steel pipe with a length of 25 mm is used as a resistance generating material for adjusting motion control conditions in an actual partial structure testing apparatus.
  • a compression test was performed to compress the pipe in the radial direction, and the deformation stroke and deformation load were measured.
  • FIG. 8 shows a compression testing device as a mechanical testing device 20 for resistance generating materials.
  • a pipe as a resistance generating material 22 is installed between the lower jig 21 and the compression punch 23, and the stroke and load are measured with a load cell 24 provided in the compression punch.
  • FIG. 9 shows a graph of an example of the measured deformation stroke and deformation load.
  • copper pipes, aluminum pipe spring coils, solid rods, rubber, etc. can be used as the resistance generating material 22, and the cross-sectional shape can also be circular, polygonal, or plate-shaped. .
  • FIG. 10 schematically shows an example of the deformation results of the resistance generation material model used in the mechanical test analysis.
  • the resistance generating material model 22a was an elastoplastic body, the Young's modulus of the material was 205 GPa, and the material parameters were yield strength and work hardening coefficient.
  • the results of the analysis with the steel plate yield strength of 350 MPa and work hardening coefficient of 0.15 were significantly different from the experimental results, so the deformation analysis was performed by changing the yield strength of 150 to 400 MPa and the work hardening coefficient of 0.25 to 0.10. was repeated.
  • analysis data was stored as analysis data (MD2) of the resistance generation material model.
  • the partial structure range determined in the actual vehicle physical quantity analysis process (S1) for example, the boundary section Sec.
  • An analysis model will be constructed with reference to the center pillar parts of the car surrounded by 1 to 4. Taking into account the restraint conditions and motion control conditions of each boundary, an analysis model 10a of a partial structure as shown in FIG. 13 was constructed for a partial structure testing device 10 that performs collision tests on automobile body parts as shown in FIG. 12. .
  • FIG. 13 the partial structure testing device 10 that performs collision tests on automobile body parts as shown in FIG. 12.
  • a pair of left and right roof side support jigs 2 that support the roof side end portion 1a as the upper end portion that is one end portion of the center pillar component 1, and a lower end portion that is the other end portion of the center pillar component 1 are provided.
  • a movement control device is provided on a pair of left and right rocker side support jigs 3 that support the rocker side end 1b as a 3D model, and a roof side support jig 2 that supports the roof side end 1a of the center pillar component 1 in this embodiment.
  • the part 1a is supported by the roof-side support jig 2
  • the rocker-side end part 1b is supported by the rocker-side support jig 3, toward the lower central part of the center pillar part 1 in a direction corresponding to the inside of the vehicle body.
  • a collision punch 6 that collides horizontally at a test speed.
  • a pair of translation control mechanism model 14 and rotation control mechanism model 15 are placed at both ends of the partial structure model 11 corresponding to the center pillar component 1.
  • a collision punch model 16 that collides horizontally at test speeds is also deployed.
  • a resistance-generating material analysis model (MD2) that models the resistance-generating members at the boundary and is determined in the resistance-generating material modeling step (S2) is applied. Deformation similar to the collision test of the actual part was analyzed using the partial structure analysis model 10a. An example of the results is shown in FIG. Similarly, an example of deformation analysis of the resistance generating material model 22a placed at the boundary is shown in FIGS. 15(a) and 15(b).
  • the boundary section Sec. 1 and 2 are caused to rotate around the rotation axis, and the boundary portion Sec. 3 and 4, a movement occurred in which the boundary part was displaced in the vertical direction.
  • FIG. 15(a) the boundary portion Sec. 3 and 4 are shown in enlarged perspective views.
  • the three lower resistance generating material models 22a installed within the linear guide are compressed by the compression ridges within the linear guide as the translation plate moves downward, and are crushed and deformed.
  • FIG. 15(b) the boundary portion Sec. 1 and 2 are shown in enlarged perspective views.
  • a compression pin as a compression member protruding from the fixed ring toward the rotating ring is formed on the rotating ring and extends in the circumferential direction (the direction in which the rotating ring can move) around the shaft member.
  • three resistance generating material models 22a are respectively fitted into the arcuate guide portions arranged inside.
  • the rotating ring rotates around the shaft member relative to the fixed ring, and the compression pins crush and deform the three resistance generating material models 22a within each arcuate guide portion, as shown in FIG. 15(b).
  • a reaction force due to the deformation resistance of the resistance generating material model 22a applies a torque in the opposite direction to the rotating direction to the rotating ring.
  • the cross-sectional force at the boundary of the substructure is extracted from the deformation analysis of the substructure model, and compared with the physical quantity of the boundary analyzed in the actual vehicle crash test, so that it approaches the physical quantity of the actual vehicle collision analysis.
  • Deformation analysis of the partial structural model was repeated while changing the location and number of resistance-generating member models.
  • FIGS. 17(a) and (b) are determined in this way, and the boundary portion Sec.
  • FIG. 3 is an enlarged perspective view of the translation control mechanisms arranged at parts 3 and 4 in an exploded state and an assembled state, respectively.
  • This translation control mechanism 4 operates at a boundary portion Sec. of the center pillar component 1.
  • a translation plate 4a as a movable member fixed to the roof side end 1a as 3 and 4 by welding, for example, and a rotation restriction member 2a as a rectangular thick plate-shaped movement restriction member of the boundary support jig 2. It has a support plate 4b as a fixing member.
  • a compression ridge 4c as a compression member provided on the translation plate 4a to protrude toward the support plate 4b is formed on the support plate 4b in the vertical direction (which is the direction intersecting the collision direction of the collision punch 6).
  • a plurality of cylindrical metal pipes 4d, such as short steel pipes, are provided inside as resistance generating materials, three in the upper and lower directions in the example shown in FIGS. 17(a) and 17(b). It is slidably fitted into the arranged linear guide portion 4e with rotation restricted.
  • FIGS. 17(c) and (d) are determined as described above, and the boundary portion Sec. 1 and 2 are enlarged perspective views showing the rotation control mechanisms 5 disposed in the disassembled state and the assembled state, respectively.
  • the rotation control mechanism 5 is supported by a fixing ring 5a as a fixing member fixed to a rotation regulating member 3a as a rectangular thick plate-shaped movement regulating member of the boundary support jig 3, and a fixing ring 5a that is inserted and supported by the rotation regulating member 3a. is connected to the fixing ring 5a so as to be rotatable around a shaft member serving as a predetermined shaft extending in a direction crossing the collision direction of the collision punch 6, and is connected to the boundary portion Sec. of the center pillar component 1.
  • a rotary ring 5b as a movable member is fixed to the rocker side end 1b by, for example, welding.
  • four compression pins 5c as compression members protruding from the fixed ring 5a toward the rotating ring 5b are formed on the rotating ring 5b in the circumferential direction (of the rotating ring) around the shaft member.
  • a plurality of cylindrical metal pipes 5d, such as short steel pipes, are arranged inside as resistance generating materials, and in the example shown in FIGS. 17(c) and 17(d), four pipes are arranged. They are respectively fitted into the arcuate guide portions 5e.
  • FIGS. 18(a) and 18(b) are side views showing the initial shape of the center pillar component 1 before the component collision test and the shape after the component collision test, respectively.
  • the collision of the collision punch 6 with the center pillar component 1 applies a roof-side load to the roof-side end 1a and a rocker-side load to the rocker-side end 1b.
  • a load cell 7 is provided in each of the support jigs 3 1 and 2.
  • the collision performance evaluation test method for automobile body parts simulates a side collision of another automobile to the center pillar portion of the automobile body, and uses the collision performance evaluation test apparatus for automobile body parts according to the above embodiment.
  • a component collision test of center pillar component 1 is performed. During the test, the roof side end 1a was moved to the boundary Sec. 3 and 4, and the rocker side end 1b is supported by the support jig 2 placed at the boundary Sec.
  • a collision punch 6 is placed horizontally at the lower part of the center of the center pillar part 1 supported by the support jigs 3 arranged at 1 and 2 in a direction corresponding to the inside of the vehicle body (to the left in Fig. 12) at a test speed. to collide with.
  • the load on the rocker side applied to the support jigs 3 disposed at 1 and 2 is measured by the load cell 7, respectively.
  • changes in the shape of the center pillar component 1 before and after the collision are measured.
  • the plate thickness and number of steel pipes as the metal pipe 4d are determined so that force is generated, and the plate thickness and number of steel pipes as the metal pipe 4d are determined so that a torque equivalent to the torque generated at the rocker side end 1b is generated. Decide on the number.
  • each metal pipe 4d each having a plate thickness of 1.2 mm, a diameter of 16 mm, and a length of 20 mm are placed in each linear guide portion 4e.
  • a total of 12 left and right translation control mechanisms 4 were arranged, and a total of 24 left and right rotation control mechanisms 5 were arranged, three in each arcuate guide portion 5e.
  • the shape of the punch tip and the impact position on the center pillar component 1 of the collision punch 6 were determined by simulating a trolley used in an actual car body collision test.
  • the center pillar component 1 supported by the collision performance evaluation test device for automobile body parts of the above embodiment was subjected to a collision punch at a speed of 50 km/h using a hydraulic servo type high speed deformation tester.
  • a collision punch at a speed of 50 km/h using a hydraulic servo type high speed deformation tester.
  • FIG. 18(b) the S-shaped deformation of the center pillar component 1 that occurs in an actual vehicle body collision could be reproduced well.
  • FIG. 19 shows left and right boundary portions Sec. 3 and 4 (roof side) and the left and right boundaries Sec.
  • This is a graph showing the horizontal load in the collision direction of the collision punch 6 measured by the load cell 7 of the support jig 3 (rocker side) arranged at 1 and 2, and the total collision load obtained by adding them together, and the horizontal axis is the collision load of the collision punch. 6 is the stroke (mm), and the vertical axis is the magnitude of the horizontal load (kN).
  • the distribution of the load generated on the roof side end 1a and the rocker side end 1b of the center pillar component 1 during a collision could also be measured satisfactorily.
  • the object of the collision performance evaluation test is the center pillar part 1, but instead of this, the collision performance evaluation test is performed on other vehicle body parts such as the front pillar part and the rear pillar part. Also good.
  • the physical quantities of the boundary portion of the automobile body parts are determined by actual vehicle collision analysis.
  • an actual vehicle physical quantity analysis step for obtaining an actual vehicle boundary physical quantity database
  • a resistance generating material modeling step of generating an analytical model of the resistance generating material through mechanical testing and computer simulation to reproduce the motion control conditions of the boundary portion
  • a partial structure test design step of designing a partial structure test structure including the structure of the resistance generating material so that the physical quantity of the boundary part in the partial structure test asymptotically approaches the physical quantity of the boundary part in the actual vehicle collision analysis.
  • the designed boundary structure can be easily applied to the actual test equipment without the need for numerical calculation processes. It is possible to construct a collision performance evaluation test device for automobile body parts that can reflect the impact of the collision and realize collision performance evaluation tests for individual vehicle body parts.Furthermore, by using inexpensive materials as resistance-generating materials, The economic rationality of the test can also be improved.

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Abstract

実際の車体衝突時の状態を良好に再現する部品衝突試験を実現する衝突性能評価試験装置を提供することにある。自動車車体部品の境界部の物理量を実車衝突解析により求め、実車境界部物理量データベースを得る実車物理量解析工程と、前記境界部の運動制御条件を再現するための抵抗発生材の解析モデルを機械試験とコンピュータシミュレーションにより生成する抵抗発生材のモデル化工程と、部分構造試験における境界部の物理量が前記実車衝突解析における境界部の物理量に漸近するように、前記抵抗発生材の構造を含む部分構造試験構造を設計する部分構造試験設計工程と、を備える、自動車車体部品の衝突性能評価試験装置の設計方法である。

Description

自動車車体部品の衝突性能評価試験装置の設計方法、自動車車体部品の衝突性能評価試験装置および自動車車体部品の衝突性能評価試験方法
　本発明は、自動車の車体部品の衝突性能の評価試験を行う装置の設計方法および装置、ならびに、自動車の車体部品の衝突性能の評価試験を行う方法に関するものである。　
　自動車の車体に必要な性能の１つとして衝突性能があり、衝突時には車体の損傷を軽減させつつ乗員を保護することが求められる。自動車の開発設計段階においては、車体の衝突性能の評価が不可欠であり、コンピュータ上のシミュレーションによる性能予測が実施されている。また、目的の衝突性能の達成を確認する手段として、自動車メーカーでは試作車を製作して衝突試験に供しており、もしも性能を満足しなかった場合は、対策を施し、試作車を製作し直して再度衝突試験を実施する必要があり、多大な開発コストや開発時間を要することになる。
　そこで、開発コストや開発時間を節約するために、自動車の車体全体の衝突性能評価試験の代わりに、車体部品単体での衝突性能評価試験（以下、「部品衝突試験」ともいう。）が従来から行われており、車体部品単体の試験で車体全体の衝突性能を評価するためには、部品拘束状態や荷重負荷状態を制御して実際の車体全体の変形に即した試験を行う試験方法が望まれている。
　自動車の車体部品のうち、特に側面衝突時に乗員を保護する重要な役目を負うセンターピラー部品は、上部ルーフ部と下部ロッカー部（サイドシル部ともいう。）とで車体の他の部分に結合されたＩ字状の部品であり、側面方向から他の自動車が衝突した場合にＳ字状に変形しながら、衝突した自動車が車内に侵入するのを最小限に抑えるように機能する。そしてその衝突の際、下部ロッカー部はねじられるように変形しながら、センターピラー部品の中央部の変形を拘束する。部品衝突試験では、試験対象の車体部品およびその周囲の車体のこのような変形や負荷状態を再現することが必要となる。
　例えば、特許文献１には、自動車の車体部品の衝突変形を模擬するための自動車部材の性能評価方法が提案されている。この評価方法においては、自動車部材の衝突試験を行う衝突試験機と組み合わせたモジュールをモデル化した部分構造ＣＡＥモデルによって対象部材を組み込んだ車体の衝突変形状態を再現する試験条件を決定し、その解析結果で得られた条件を拘束条件に反映させて対象部材の衝突試験を行うことができるとされている。また、この評価試験方法および試験機では、その拘束方法として、車体部品の各支持点にフライホイールとワンウェイクラッチを組み合わせた拘束治具を取り付けることで車体側の変形抵抗を模擬することが提案されている。
　また、特許文献２には、部品衝突試験においてトルク付与可能な部品支持治具が提案されており、この部品支持治具では、ラックアンドピニオン方式の歯車とバネを組み合わせて車体部品の変形をバネの力で拘束可能とし、バネの強さを変化させることで車体部品の拘束状態を調整している。
特許第４９０２０２７号公報 特開２０１６－０６１７２５号公報
　ところで、自動車部品の衝突性能試験は、数ｋｍ／ｈから１００ｋｍ／ｈ程度までの様々な速度で実施し、実車衝突の変形モードを忠実に再現することが望まれる。したがって、自動車部品の衝突性能試験における部品拘束状態は、実車衝突を再現するための事前調整作業が必要となる。さらに、自動車部品の衝突性能試験に用いられる治具はそれぞれの速度に対応できる構造と強度が求められる。また、自動車部品の衝突性能試験は、様々な条件で複数回の試験を行うことが必要であるため、経済的合理性も重視される。
　しかしながら、特許文献１で提案されている技術は、部分構造ＣＡＥモデルにおける前記衝突性能評価パラメータと予め取得したフルビークルＣＡＥモデルにおける前記衝突性能評価パラメータとを比較し、この差異が所定の範囲となるように前記部分構造ＣＡＥモデルの境界条件を決定した後に、実際に試験を行うに際し、部分構造衝突試験機の境界条件を決定する演算工程によって、部分ＣＡＥ解析結果を実際の試験条件に変換する必要がある。そのため、実車衝突を確実に再現することが困難である課題があった。さらに、特許文献１で提案されている拘束方法としてのフライホィールは、慣性力により車体部品に拘束力を与えるものであるため、低速領域での試験では、慣性力が得られる所望の条件での試験が困難であり、高速領域での試験でも、速度の変化によりフライホィールの質量を調整することが必要になるため試験費用が嵩む懸念がある。
　また、特許文献２で提案されている技術は、ラックアンドピニオンとバネ方式の拘束機構におり車体部品の拘束力を得るものであるため、機構が複雑であり、速度５０ｋｍ／ｈを超えるような高速領域の試験では、衝撃的な荷重によりその機構が動作しないことや、最悪の場合は試験装置自体を破損してしまうという点で問題がある。
　それゆえ本発明は、上述の如き、試験条件設定の困難さや試験速度の制約、経済的な合理性の課題を有利に解決する自動車車体部品の衝突性能評価試験装置の設計方法、自動車車体部品の衝突性能評価試験装置および自動車車体部品の衝突性能評価試験方法を提供することを目的とする。
　上記目的を達成する本発明の自動車車体部品の衝突性能評価試験装置の設計方法は、自動車車体部品の境界部の物理量を実車衝突解析により求め、実車境界部物理量データベースを得る実車物理量解析工程と、前記境界部の運動制御条件を再現するための抵抗発生材の解析モデルを機械試験とコンピュータシミュレーションにより生成する抵抗発生材のモデル化工程と、部分構造試験における境界部の物理量が前記実車衝突解析における境界部の物理量に漸近するように、前記抵抗発生材の構造を含む部分構造試験構造を設計する部分構造試験設計工程と、を備えることを特徴としている。
　また、上記目的を達成する本発明の自動車車体部品の衝突性能評価試験装置は、上記設計方法に基づき、前記抵抗発生材の構造を含む部分構造試験構造が構築されたことを特徴としている。
　また、上記目的を達成する本発明の自動車車体部品の衝突性能評価試験方法は、上記自動車車体部品の衝突性能評価試験装置を用い、前記自動車車体部品の部分構造試験を行って衝突性能を評価する部分構造試験工程を含む。
　本発明の自動車車体部品の衝突性能評価試験装置の設計方法は、自動車車体部品の境界部の物理量を実車衝突解析により求め、実車境界部物理量データベースを得る実車物理量解析工程と、前記境界部の運動制御条件を再現するための抵抗発生材の解析モデルを機械試験とコンピュータシミュレーションにより生成する抵抗発生材のモデル化工程と、部分構造試験における境界部の物理量が前記実車衝突解析における境界部の物理量に漸近するように、前記抵抗発生材の構造を含む部分構造試験構造を設計する部分構造試験設計工程と、を備える。
　それゆえ本発明の自動車車体部品の衝突性能評価試験装置の設計方法によれば、実際の車体衝突時の部品境界部の拘束状態や荷重負荷状態を良好に再現しつつ、設計された境界部の構造を数値的な演算工程を必要とせずに、簡単に実際の試験装置に反映することができ、車体部品単体での衝突性能評価試験を実現することが可能な自動車車体部品の衝突性能評価試験装置を構築できる。
　そして、前記実車物理量解析工程は、実車衝突解析を用いて衝突性能に寄与する実車部分構造範囲を設定するステップと、前記実車部分構造範囲の境界部における物理量解析条件を設定するステップと、コンピュータシミュレーションおよび実車衝突試験のいずれか一方または両方による実車衝突解析ステップと、前記実車衝突解析ステップで得られた前記境界部の物理量を解析し、実車境界部物理量データベースに記憶するステップと、を含み、前記抵抗発生材のモデル化工程は、前記抵抗発生材の機械試験を行うステップと、前記抵抗発生材の物理量を測定するステップと、コンピュータシミュレーションにおける解析用の抵抗発生材モデルを構築するステップと、前記抵抗発生材モデルの材料特性を設定するステップと、コンピュータシミュレーションにより前記抵抗発生材モデルの変形解析を行うステップと、前記変形解析で得られた前記抵抗発生材モデルの物理量と前記機械試験で得られた前記抵抗発生材の物理量を比較し、その差が所定の値以下になるまで前記抵抗発生材モデルの材料特性を再設定し、前記抵抗発生材モデルの変形解析を繰り返し行うステップと、前記変形解析で得られた前記抵抗発生材モデルの物理量と前記機械試験で得られた前記抵抗発生材の物理量が前記所定の値以下となる抵抗発生材モデルの解析データを記憶するステップと、を含み、前記部分構造試験設計工程は、前記実車物理量解析工程で決定された部分構造範囲を参考とした、前記境界部の拘束条件および運動制御条件を含む部分構造試験の解析モデルを設定するステップと、運動制御に用いる抵抗発生材モデルの構造を設計するステップと、前記抵抗発生材モデルの解析データを前記部分構造試験の解析モデルに反映するステップと、前記実車衝突解析を模擬する部分試験解析を行うステップと、前記部分試験解析の解析結果から部分構造境界部の物理量を解析するステップと、解析された部分構造境界部の物理量と前記実車境界部物理量データベースに記憶された実車境界部物理量との比較を行い、その差が所定の値以下になるまで、前記抵抗発生材モデルの構造設計を繰り返し、前記境界部の拘束機構、および、抵抗発生材の構造を含む前記境界部の運動制御機構を備えた部分構造試験構造を設定するステップ、を含む、本発明の自動車車体部品の衝突性能評価試験装置の設計方法によれば、実際の車体衝突時の部品境界部の拘束状態や荷重負荷状態をさらに良好に再現しつつ、車体部品単体での衝突性能評価試験を実現することが可能な自動車車体部品の衝突性能評価試験装置を構築できる。
　また、本発明の自動車車体部品の衝突性能評価試験装置は、上記設計方法の設計どおりに、前記抵抗発生材の構造を含む部分構造試験構造が構築されたものである。
　それゆえ、本発明の自動車車体部品の衝突性能評価試験装置によれば、実際の車体衝突時の部品境界部の拘束状態や荷重負荷状態を良好に再現しつつ、車体部品単体での衝突性能評価試験を実現することが可能となる。
　そして、前記部分構造試験構造の境界部をそれぞれ支持する支持治具と、前記境界部を前記支持治具でそれぞれ支持された前記部分構造試験構造を構成する車体部品に試験速度で衝突する衝突パンチと、前記境界部を支持する支持治具の少なくとも一に設けられた運動制御機構と、を具え、前記運動制御機構が、前記支持治具の運動規制部材に固定される固定部材と、前記衝突パンチの衝突方向に対して所定方向に運動可能に固定部材に連結されるとともに前記境界部に固定される可動部材とを有し、前記固定部材と前記可動部材とのうちの一方に他方に向けて突設された圧縮部材が、前記固定部材と前記可動部材とのうちの他方に形成されて前記可動部材の運動可能方向に延在するとともに内部に前記抵抗発生材を配置されたガイド部内に運動規制状態で嵌入していて、前記固定部材に対する前記可動部材の前記所定方向への運動により前記抵抗発生材を変形させてその運動方向と逆方向の反力を前記可動部材に付加するものである本発明にかかる自動車車体部品の衝突性能評価試験装置によれば、前記衝突パンチを前記車体部品に試験速度で衝突させるのに伴い、前記運動制御機構を設けた支持治具で支持する前記境界部にその運動制御機構から前記逆方向の反力を与えてその境界部の運動を適切に制御することで、実際の車体衝突時の部品拘束状態や荷重負荷状態を良好に再現しつつ車体部品単体での衝突性能評価試験を実現することができる。また、抵抗発生部材を支持治具の運動制御機構に配置する簡単かつ丈夫な構造により、速度５０ｋｍ／ｈ以上の高速領域の試験を可能とすることができ、さらに、抵抗発生部材に安価な部材を適用することで、試験の経済的な合理性も高めることができる。
　そして、前記運動制御機構が、並進制御機構および回転制御機構から選ばれた少なくとも一つであって、前記並進制御機構が、前記支持治具の回転規制部材に支持される支持プレートと、前記衝突パンチの衝突方向と交差する所定方向に並進可能に前記支持プレートに連結されるとともに前記境界部に固定される並進プレートとを有し、前記支持プレートと前記並進プレートとのうちの一方に他方に向けて突設された圧縮突条が、前記支持プレートと前記並進プレートとのうちの他方に形成されて前記並進プレートの並進可能方向に延在するとともに内部にエネルギー吸収部材を配置された直線状ガイド部内に回動規制状態で嵌入していて、前記支持プレートに対する前記並進プレートの前記所定方向への並進により、前記抵抗発生材を変形させてその並進方向と逆方向の反力を前記並進プレートに付加するものであり、前記回転制御機構が、前記支持治具の回転規制部材に固定される固定リングと、前記衝突パンチの衝突方向と交差する方向に延在する所定軸周りに回転可能に前記固定リングに連結されるとともに前記車体部品の一端部または他端部に固定される回転リングとを有し、前記固定リングと前記回転リングとのうちの一方に他方に向けて突設された圧縮ピンが、前記固定リングと前記回転リングとのうちの他方に形成されて前記所定軸を中心とした周方向に延在するとともに内部にエネルギー吸収部材を配置された円弧状ガイド部内に嵌入していて、前記固定リングに対する前記回転リングの前記所定軸周りの回転により、前記抵抗発生材を変形させてその回転方向と逆方向のトルクを前記回転リングに付加するものである本発明にかかる自動車車体部品の衝突性能評価試験装置によれば、実際の車体衝突時の部品拘束状態や荷重負荷状態をさらに良好に再現しつつ車体部品単体での衝突性能評価試験を実現することができる。
　また、本発明の自動車車体部品の衝突性能評価試験方法は、上記自動車車体部品の衝突性能評価試験装置を用い、前記自動車車体部品の部分構造試験を行って衝突性能を評価する部分構造試験工程を含む。
　それゆえ、本発明の自動車車体部品の衝突性能評価試験方法によれば、実際の車体衝突時の部品境界部の拘束状態や荷重負荷状態を良好に再現しつつ、車体部品単体での衝突性能評価試験を実現することが可能となる。
　そして、前記部分構造試験工程は、前記部分構造試験構造を実現する、部分構造試験装置の組立てステップと、前記抵抗発生材の構造を実現する抵抗発生材の配置ステップと、部分構造の衝突試験を行い、前記部分構造試験装置に組み込まれた物理量測定センサーにより、前記衝突試験と同時に、または、前記衝突試験後に部分構造境界部の物理量を測定するステップと、部分構造の性能を評価するステップと、を含む本発明にかかる自動車車体部品の衝突性能評価試験方法によれば、実際の車体衝突時の部品拘束状態や荷重負荷状態をさらに良好に再現しつつ車体部品単体での衝突性能評価試験を実現することができる。
本発明の一実施形態にかかる方法の流れを示すフロー図である。 上記実施形態にかかる実車物理量解析工程の流れを示すフロー図である。 上記実施形態にかかる抵抗発生材のモデル化工程の流れを示すフロー図である。 上記実施形態にかかる部分構造試験設計工程の流れを示すフロー図である。 上記実施形態にかかる部分構造試験工程の流れを示すフロー図である。 上記実施形態にかかる実車衝突解析の具体例および境界部の設定例を示す模式図である。 図６の例における各境界部の衝突試験時の断面力変化を示すグラフである。 上記実施形態にかかる抵抗発生材の機械試験装置を表す模式図である。 図８の機械試験装置で測定した抵抗発生材の変形ストロークと変形荷重との関係を表すグラフの一例である。 抵抗発生材の機械試験解析結果の一例を示す模式図である。 各種条件の抵抗発生材モデルの機械試験解析結果を表す変形ストロークと変形荷重との関係を表すグラフである。 上記実施形態にかかる部分構造試験を行う衝突試験装置の模式図である。 図１２の部分構造試験を解析するための部分構造試験衝突解析モデルを表す模式図である。 図１３の解析モデルを用いて衝突試験後のモデル変形状態の一例を示す模式図である。 図１３の解析モデルを用いて衝突試験後の抵抗発生材モデルの変形の様子を示す模式図である。 実車衝突解析および部分構造解析の結果、各境界部における断面力の推移を表すグラフである。 （ａ）および（ｂ）は部分構造の境界部に組み込まれた並進制御機構を拡大して分解状態および組み立て状態でそれぞれ示す斜視図であり、（ｃ）および（ｄ）は部分構造の境界部に組み込まれた回転制御機構を拡大して分解状態および組み立て状態でそれぞれ示す斜視図である。 （ａ）および（ｂ）は、センターピラー部品の部品衝突試験前の初期形状および部品衝突試験後の形状をそれぞれ示す側面図である。 部品衝突試験時に境界部で測定した衝突パンチの衝突方向の水平加重を示すグラフである。
　以下、本発明の実施形態につき、図面に基づき詳細に説明する。本実施形態は自動車車体部品の性能を評価する技術的方法として実施でき、また、本実施形態を構成する各工程においては、コンピュータープログラム及びシステムを用いて実行する開発システムとしても実施できる。
　図１は、本発明の一実施形態を実施する自動車車体部品の衝突性能評価試験措装置の設計方法を含む工程の流れを示すフロー図である。図２～５は、本実施形態の各工程を詳細に説明するフロー図である。本実施形態にかかる自動車車体部品の衝突性能評価試験装置の設計方法は、実車物理量解析工程（Ｓ１）、抵抗発生材のモデル化工程（Ｓ２）および部分構造試験設計工程（Ｓ３）を含む。本実施形態にかかる自動車車体部品の衝突性能評価試験装置はその設計方法により構築される。そして、自動車車体部品の衝突性能評価試験方法はさらに部分構造試験工程（Ｓ４）を含む。
　本実施形態の実車物理量解析工程（Ｓ１）は、自動車車体部品の境界部の物理量を実車衝突解析により求め、実車境界部物理量データベースを得るものである。本実施形態にかかる抵抗発生材のモデル化工程（Ｓ２）は、自動車車体部品の境界部の運動制御条件を再現するための抵抗発生材の解析モデルを機械試験とコンピュータシミュレーションにより生成するものである。本実施形態の部分構造試験設計工程（Ｓ３）は、部分構造試験における境界部の物理量が前記実車衝突解析における境界部の物理量に漸近するように、前記抵抗発生材の構造を含む部分構造試験構造を設計するものである。本実施形態の部分構造試験工程（Ｓ４）は、自動車車体部品の部分構造試験を行って衝突性能を評価するものである。
　実車物理量解析工程（Ｓ１）は、図２に示すように、衝突性能に寄与する実車部分構造範囲を設定するステップ（Ｓ１１）と、その範囲の境界部における、荷重、モーメント、変位、ひずみ、応力などの物理量解析条件設定するステップ（Ｓ１２）と、コンピュータシミュレーションや実車衝突試験などによって実車衝突解析を行う実車衝突解析ステップ（Ｓ１３）と、上記で設定された境界部の物理量を解析（Ｓ１４）し、実車境界部物理量データベース（ＤＢ１）に記憶するステップ（Ｓ１５）と、を順に含む。
　ここで、境界部の変位の状態から、拘束条件および運動制御条件を決めることが好ましい。たとえば、特定の方向への変位が所定の値より小さい場合位には、その方向の並進移動が規制されているものとする。また、最大の変位の方向を境界部の運動制御条件としての並進移動の方向と定めることができる。一方、特定の回転軸に対する変位角度が所定の値より小さい場合には、その軸に対する回転が規制されているものとする。また、最大の変位角度を持つ回転軸をその境界部の運動制御条件としての回転運動の軸と定めることができる。すべての方向への変位が所定の値より小さく、すべての方向の回転軸に対する変位角度が所定の値より小さい場合は、その境界部は完全拘束されているものとする。境界部の回転軸が並進移動する複合的運動制御条件の場合もある。衝突によって、自動車車体部品の境界部が並進移動や回転運動しても、境界部の外側の部材の弾塑性変形により境界部の変位や変位角度は所定の値に収まる。すなわち、境界部は運動制御を受けることになる。本実施形態では、自動車車体部品の部分構造試験に、この境界部の運動制御を模擬するために弾塑性変形して運動の抵抗になる抵抗発生材を用いる。
　抵抗発生材のモデル化工程（Ｓ２）は、境界部位の運動制御条件を再現するための抵抗発生材の機械試験を行うステップ（Ｓ２１）と、荷重、変位、応力、ひずみなど抵抗発生材の物理量を測定するステップ（Ｓ２２）と、コンピュータシミュレーションにおける解析用の抵抗発生材モデルを構築するステップ（Ｓ２３）と、ヤング率、強度特性、破断など抵抗発生材モデルの材料特性を設定するステップ（Ｓ２４）と、コンピュータシミュレーションにより抵抗発生材モデルの変形解析を行うステップ（Ｓ２５）と、Ｓ２５の変形解析で得られた物理量とＳ２１およびＳ２２の機械試験で得られた物理量を比較（Ｓ２６）し、その差が所定の閾値以下になるまで抵抗発生材の材料特性を再設定し、抵抗発生材の変形解析を繰り返し行うステップ（Ｓ２４－Ｓ２７）と、解析で得られた物理量と上記試験で得られた物理量が閾値以下となる抵抗発生材モデルの解析データ（ＭＤ２）を記憶するステップ（Ｓ２８）と、を含む。
　部分構造試験設計工程（Ｓ３）では、実車物理量解析工程（Ｓ１）で決定された部分構造範囲を参考とした、部分構造試験の解析モデルを設定するステップ（Ｓ３１）と、抵抗発生材の構造を設計するステップ（Ｓ３２）と、Ｓ２８で記憶された、抵抗発生材モデルの解析データ（ＭＤ２）を反映するステップ（Ｓ３３）と、実車衝突解析を模擬する部分試験解析を行うステップ（Ｓ３４）と、その解析結果から部分構造境界部の物理量を解析するステップ（Ｓ３５）と、その部分構造境界部の物理量と実車物理量解析工程（Ｓ１）で実車境界部物理量データベース（ＤＢ）に記憶された実車境界部物理量との比較（Ｓ３６）を行い、その差が閾値以下になるまで、抵抗発生材の構造設計を繰り返し（Ｓ３２－Ｓ３７）、抵抗発生材の構造を含む部分構造試験構造（ＳＴ３）を設定し記憶するステップ（Ｓ３８）と、を含む。
　部分構造試験工程（Ｓ４）では、部分構造試験設計工程（Ｓ３）で記憶された部分構造試験構造（ＳＴ３）を実現する、部分構造試験装置を組立てるステップ（Ｓ４１）と、部分構造試験設計工程（Ｓ３）で部分構造試験構造（ＳＴ３）に記憶された抵抗発生材の構造を実現する抵抗発生材の配置ステップ（Ｓ４２）と、部分構造の試験を行うステップ（Ｓ４３）と、試験装置に組み込まれた物理量測定センサーにより、部分構造境界部の物理量を測定するステップ（Ｓ４４）と、部分構造の性能を評価するステップ（Ｓ４５）と、を含む。
　以下、自動車のセンターピラー部品を例に、具体的に自動車車体部品の衝突性能評価試験装置の設計方法、自動車車体部品の衝突性能評価試験装置および自動車車体部品の衝突性能評価試験方法について説明する
　本実施形態の実車物理量解析工程（Ｓ１）では、実車衝突解析モデルにおいて、衝突性能に影響が大きい部分について境界領域を決定し、その境界部において、解析上変形荷重やモーメント量などの物理量の解析を行う。図６は、実車衝突解析において車体の変形を視覚化したものである。自動車のセンターピラー部品への側面衝突を表している。自動車の車体部品のうち、特に側面衝突時に乗員を保護する重要な役目を負うセンターピラー部品は、上部ルーフ部（境界部Ｓｅｃ．３および４）と下部ロッカー部（境界部Ｓｅｃ．１および２）とで車体の他の部分に結合されたＩ字状の部品であり、側面方向から他の自動車が衝突した場合にＳ字状に変形しながら、衝突した自動車が車内に侵入するのを最小限に抑えるように機能する。そしてその衝突の際、下部ロッカー部はねじられるように変形しながら、センターピラー部品の中央部の変形を拘束する。境界部Ｓｅｃ．１～４において物理量である車両水平方向（衝突方向に平行）の断面力の時間変化を解析した。結果を図７に示す。図７は、境界部Ｓｅｃ．１～４それぞれの車両水平方向の断面力の時間変化を表すグラフである。本実施形態では、図７で得られたデータを境界部の物理量として実車境界部物理量データベース（ＤＢ１）に記憶する。
　本実施形態にかかる抵抗発生材のモデル化工程（Ｓ２）では、実際の部分構造試験装置において、運動制御条件を調整する抵抗発生材として、市販の鋼製パイプを長さ２５ｍｍで切り出した部材を用いた。圧縮試験により、パイプの径方向に圧縮する試験を行い、変形ストロークと変形荷重を測定した。図８は、抵抗発生材の機械試験装置２０としての圧縮試験装置である。下側治具２１と圧縮パンチ２３の間に抵抗発生材２２としてのパイプを設置し、圧縮パンチに備えたロードセル２４でストロークと荷重を測定する。図９には測定した変形ストロークと変形荷重の一例をグラフで示す。なお、抵抗発生材２２には、鋼製パイプのほか、銅製パイプ、アルミパイプばねコイル、中実の棒やゴムなどを用いることができ、断面形状も円形のほか多角形や板状も適用できる。
　続いて、上記の抵抗発生材２２の機械試験をシミュレートする解析用の抵抗発生材モデルを作成し、実験と同様の圧縮試験を解析した。図１０に機械試験解析に用いた抵抗発生材モデルの変形結果の一例を模式図で示す。抵抗発生材モデル２２ａは弾塑性体とし、材料のヤング率は鉄のヤング率２０５ＧＰａとし、降伏強度と加工硬化係数を材料パラメータとした。鋼板の降伏強度３５０ＭＰａ、加工硬化係数０．１５を与えて解析した結果、実験結果と大きく異なったため、降伏強度を１５０～４００ＭＰａ、加工硬化係数を０．２５～０．１０に変化させて変形解析を繰り替えした。実験結果とほぼ一致するまでパラメータを変化させた変形解析を繰り返した。図１１に破線で機械試験解析結果を示し、実戦で実験結果を併記した。その結果、降伏強度を２１０ＭＰａ、加工硬化係数０．１８とした時に最も実験結果と一致した。その解析データを抵抗発生材モデルの解析データ（ＭＤ２）として記憶した。
　本実施形態の部分構造試験設計工程（Ｓ３）では、実車物理量解析工程（Ｓ１）で決定された部分構造範囲、たとえば、図６の境界部Ｓｅｃ．１～４で囲まれた自動車のセンターピラー部品を参考に解析モデルを構築する。各境界部の拘束条件や運動制御条件を考慮し、図１２に示すような自動車車体部品の衝突試験を行う部分構造試験装置１０を対象に図１３のような部分構造の解析モデル１０ａを構築した。図１２の例では、センターピラー部品１の一端部である上端部としてのルーフ側端部１ａを支持する左右一対のルーフ側支持治具２と、センターピラー部品１の他端部である下端部としてのロッカー側端部１ｂを支持する左右一対のロッカー側支持治具３と、この実施形態ではセンターピラー部品１のルーフ側端部１ａを支持するルーフ側支持治具２に設けられた運動制御機構としての並進制御機構４と、この実施形態ではセンターピラー部品１のロッカー側端部１ｂを支持するロッカー側支持治具３に設けられた運動制御機構としての回転制御機構５と、ルーフ側端部１ａをルーフ側支持治具２で支持されるとともにロッカー側端部１ｂをロッカー側支持治具３で支持されたセンターピラー部品１の中央部の下寄り部分に車体内方相当の方向へ向かって試験速度で水平に衝突する衝突パンチ６と、を具えている。図１３に示す部分構造の解析モデル１０ａでは、センターピラー部品１に対応する部分構造モデル１１の両端に１対の並進制御機構モデル１４および回転制御機構モデル１５を配置した。試験速度で水平に衝突する衝突パンチモデル１６も配している。
　部分構造の解析モデル１０ａには、境界部の抵抗発生部材をモデル化し、抵抗発生材のモデル化工程（Ｓ２）で決定した抵抗発生材解析モデル（ＭＤ２）を適用している。部分構造の解析モデル１０ａで実部品の衝突試験と同様の変形を解析した。結果の一例を図１４に示す。同様に境界部に配置した抵抗発生材モデル２２ａの変形解析の一例を図１５（ａ）および（ｂ）に示す。
　図１４に示すように部分構造モデル１１に試験速度で水平に衝突パンチモデル１６を衝突させる解析の結果、衝突位置の部分構造モデルが変形し、境界部Ｓｅｃ．１および２に回転軸を中心に回転するねじれの運動が生じ、境界部Ｓｅｃ．３および４に上下方向に境界部が変位する移動が生じた。図１５（ａ）には、境界部Ｓｅｃ．３および４に配した並進制御機構モデルを拡大して斜視図で示す。直線状ガイド内に設置した下側の３個の抵抗発生材モデル２２ａは、並進プレートの下方向の移動に伴い、直線状ガイド内で圧縮突条により圧縮され、つぶれて変形していく。それに伴い、抵抗発生材モデルの変形抵抗で、圧縮突条の並進方向と逆方向の反力を並進プレートに付加する。図１５（ｂ）には、境界部Ｓｅｃ．１および２に配した回転制御機構モデルを拡大して斜視図で示す。この例では、固定リングに回転リングに向けて突設された圧縮部材としての圧縮ピンが、前記回転リングに形成されて軸部材を中心とした周方向（回転リングの運動可能方向）に延在するとともに内部に抵抗発生材モデル２２ａを３本ずつ配置された円弧状ガイド部内にそれぞれ嵌入している。固定リングに対して回転リングが軸部材周りに回転して、圧縮ピンがそれぞれ、図１５（ｂ）に示すように、各円弧状ガイド部内で３本の抵抗発生材モデル２２ａを潰れ変形させてゆき、これに伴い抵抗発生材モデル２２ａの変形抵抗による反力で、その回転方向と逆方向のトルクを回転リングに付加する。
　このようにして、部分構造モデルの変形解析から、部分構造境界部の断面力を抽出し、実車衝突試験で解析した境界部の物理量と比較して、実車衝突解析の物理量に漸近するように、抵抗発生部材モデルの配置場所、本数を変更しながら部分構造モデルの変形解析を繰り返した。その結果、図１６に示すように４つの境界部Ｓｅｃ．１～４において部分構造モデルの変形解析における断面力（点線）と実車衝突解析の断面力（実線）が一致する変形抵抗材の構造を決定した。
　図１７（ａ）および（ｂ）は、このようにして決定し、境界部Ｓｅｃ．３および４に配した並進制御機構を拡大して分解状態および組み立て状態でそれぞれ示す斜視図である。この並進制御機構４は、センターピラー部品１の境界部Ｓｅｃ．３および４としてのルーフ側端部１ａに例えば溶接によって固定される可動部材としての並進プレート４ａと、境界部支持治具２の矩形の厚板状の運動規制部材としての回転規制部材２ａに支持される固定部材としての支持プレート４ｂとを有す。この実施形態では並進プレート４ａに支持プレート４ｂに向けて突設された圧縮部材としての圧縮突条４ｃが、支持プレート４ｂに形成されて衝突パンチ６の衝突方向と交差する方向である上下方向（並進プレートの運動可能方向）へ延在するとともに内部に抵抗発生材として短い鋼管等の円筒状の金属パイプ４ｄを複数本、図１７（ａ）および（ｂ）に示す例では３本ずつ上下に配置された直線状ガイド部４ｅ内に、回動規制された状態で摺動自在に嵌入している。
　図１７（ｃ）および（ｄ）は、上記のようにして決定し、境界部Ｓｅｃ．１および２に配した回転制御機構５を拡大して分解状態および組み立て状態でそれぞれ示す斜視図である。この回転制御機構５は、境界部支持治具３の矩形の厚板状の運動規制部材としての回転規制部材３ａに固定される固定部材としての固定リング５ａと、回転規制部材３ａに挿通支持されて衝突パンチ６の衝突方向と交差する方向に延在する所定軸としての軸部材周りに回転可能に固定リング５ａに連結されるとともにセンターピラー部品１の境界部Ｓｅｃ．１および２としてロッカー側端部１ｂに例えば溶接によって固定される可動部材としての回転リング５ｂとを有す。この実施形態では固定リング５ａに回転リング５ｂに向けて突設された圧縮部材としての４本の圧縮ピン５ｃが、前記回転リング５ｂに形成されて軸部材を中心とした周方向（回転リングの運動可能方向）に延在するとともに内部に抵抗発生材として短い鋼管等の円筒状の金属パイプ５ｄを複数本、図１７（ｃ）および（ｄ）に示す例では３本ずつ配置された４つの円弧状ガイド部５ｅ内にそれぞれ嵌入している。
　図１８（ａ）および（ｂ）は、上記センターピラー部品１の部品衝突試験前の初期形状および部品衝突試験後の形状をそれぞれ示す側面図である。部品衝突試験の際には、センターピラー部品１への衝突パンチ６の衝突によりルーフ側端部１ａにルーフ側荷重が加わるとともにロッカー側端部１ｂにロッカー側荷重が加わる。これらの荷重を計測するために、左右一対の境界部Ｓｅｃ．３および４の支持治具２および左右一対の境界部Ｓｅｃ．１および２の支持治具３にはそれぞれ、ロードセル７が設けられている。
　この実施形態の自動車車体部品の衝突性能評価試験方法は、自動車の車体のセンターピラー部分への他の自動車の側面衝突を模擬して、上記実施形態の自動車車体部品の衝突性能評価試験装置を用いてセンターピラー部品１の部品衝突試験を実施する。その試験の際、ルーフ側端部１ａを境界部Ｓｅｃ．３および４に配した支持治具２で支持するとともにロッカー側端部１ｂを境界部Ｓｅｃ．１および２に配した支持治具３で支持したセンターピラー部品１の中央部の下寄り部分に、衝突パンチ６を車体内方相当の方向（図１２では左方）へ向けて試験速度で水平に衝突させる。その衝突時に発生する荷重分布を計測するため、左右の境界部Ｓｅｃ．３および４に配した支持治具２に加わったルーフ側荷重と左右の境界部Ｓｅｃ．１および２に配した支持治具３に加わったロッカー側荷重とをそれぞれロードセル７で測定する。さらに、図１８（ａ）および（ｂ）に示す如き、その衝突の前後のセンターピラー部品１の形状変化を測定する。
　この部品衝突試験では、実際に発生する衝突の状態を模擬し、ルーフ側端部１ａは、衝突時に車体上下方向に移動される変形が発生するため、境界部Ｓｅｃ．３および４に配した支持治具２の並進制御機構４で回転とともに上下移動を拘束している。一方、ロッカー側端部１ｂは、衝突時に車体前後方向を軸に捩じられる変形が発生するため、回転制御機構５で回転を拘束している。本実施形態では、自動車車体部品の衝突性能評価試験装置の設計の際に、部分構造試験設計工程において、ＣＡＥ（コンピュータ支援エンジニアリング）解析により、ルーフ側端部１ａに発生する拘束力と同等の反力が発生するように金属パイプ４ｄとしての鋼管の板厚および本数を決定し、またロッカー側端部１ｂに発生するトルクと同等のトルクが発生するように金属パイプ４ｄとしての鋼管の板厚および本数を決定する。
　例えば上記実施形態の自動車車体部品の衝突性能評価試験方法の一実施例では、板厚１．２ｍｍ、直径１６ｍｍ、長さ２０ｍｍの金属パイプ４ｄを、各直線状ガイド部４ｅ内に６本ずつ、左右の並進制御機構４の合計で１２本配置するとともに、各円弧状ガイド部５ｅ内に３本ずつ、左右の回転制御機構５の合計で２４本配置した。また衝突パンチ６は、実車の車体衝突試験で用いられる台車を模擬して、パンチ先端部の形状およびセンターピラー部品１への衝突位置を決定した。
　上記実施例の部品衝突試験では、上記実施形態の自動車車体部品の衝突性能評価試験装置で支持した上記センターピラー部品１に、油圧サーボ方式の高速変形試験機を用いて速度５０ｋｍ／ｈで衝突パンチ６を衝突させ、その結果、図１８（ｂ）に示すように、実際の車体衝突で発生するセンターピラー部品１のＳ字形状の変形を良好に再現することができた。
　図１９は、上記実施形態の自動車車体部品の衝突性能評価試験方法の上記実施例による部品衝突試験時に左右の境界部Ｓｅｃ．３および４に配した支持治具２（ルーフ側）および左右の境界部Ｓｅｃ．１および２に配した支持治具３（ロッカー側）のロードセル７で測定した衝突パンチ６の衝突方向の水平加重とそれらを足し合わせたトータル衝突荷重とを示すグラフであり、横軸は衝突パンチ６のストローク（ｍｍ）、縦軸は水平荷重の大きさ（ｋＮ）である。この図１９に示すように、衝突時にセンターピラー部品１のルーフ側端部１ａおよびロッカー側端部１ｂに発生する荷重の分布も良好に計測することができた。
　そして、上記実施形態では衝突性能評価試験の対象をセンターピラー部品１としているが、これに代えてフロントピラー部品やリヤピラー部品等の他の車体部品を対象として衝突性能評価試験を実施するようにしても良い。
　かくして本発明の自動車車体部品の衝突性能評価試験装置の設計方法、自動車車体部品の衝突性能評価試験装置および衝突性能評価試験方法によれば、自動車車体部品の境界部の物理量を実車衝突解析により求め、実車境界部物理量データベースを得る実車物理量解析工程と、前記境界部の運動制御条件を再現するための抵抗発生材の解析モデルを機械試験とコンピュータシミュレーションにより生成する抵抗発生材のモデル化工程と、部分構造試験における境界部の物理量が前記実車衝突解析における境界部の物理量に漸近するように、前記抵抗発生材の構造を含む部分構造試験構造を設計する部分構造試験設計工程と、を備えることで、実際の車体衝突時の部品境界部の拘束状態や荷重負荷状態を良好に再現しつつ、設計された境界部の構造を数値的な演算工程を必要とせずに、簡単に実際の試験装置に反映することができ、車体部品単体での衝突性能評価試験を実現することが可能な自動車車体部品の衝突性能評価試験装置を構築でき、さらに、抵抗発生材に安価な部材を適用することで、試験の経済的な合理性も高めることができる。
１　センターピラー部品
１ａ　ルーフ側端部
１ｂ　ロッカー側端部
２　境界部支持治具
２ａ　回転規制部材
２ｂ　本体
２ｃ　スライド
３　境界部支持治具
３ａ　回転規制部材
３ｂ　本体
３ｃ　スライド
４　並進制御機構
４ａ　並進プレート
４ｂ　支持プレート
４ｃ　圧縮突条
４ｄ　金属パイプ（抵抗発生材）
４ｅ　直線状ガイド部
５　回転制御機構
５ａ　固定リング
５ｂ　回転リング
５ｃ　圧縮ピン
５ｄ　金属パイプ（抵抗発生材）
５ｅ　円弧状ガイド部
６　衝突パンチ
７　ロードセル
１０　部分構造試験装置
１０ａ　部分構造の解析モデル
１１　部分構造モデル
１４　並進制御機構モデル
１５　回転制御機構モデル
１６　衝突パンチモデル
２０　抵抗発生材の機械試験装置（圧縮試験装置）
２１　下側治具
２２　抵抗発生材（パイプ）
２２ａ　抵抗発生材モデル
２３　圧縮パンチ
２４　ロードセル

Claims (7)

  1. 自動車車体部品の境界部の物理量を実車衝突解析により求め、実車境界部物理量データベースを得る実車物理量解析工程と、
    前記境界部の運動制御条件を再現するための抵抗発生材の解析モデルを機械試験とコンピュータシミュレーションにより生成する抵抗発生材のモデル化工程と、
    部分構造試験における境界部の物理量が前記実車衝突解析における境界部の物理量に漸近するように、前記抵抗発生材の構造を含む部分構造試験構造を設計する部分構造試験設計工程と、
    を備える、自動車車体部品の衝突性能評価試験装置の設計方法。
  2. 前記実車物理量解析工程は、実車衝突解析を用いて衝突性能に寄与する実車部分構造範囲を設定するステップと、前記実車部分構造範囲の境界部における物理量解析条件を設定するステップと、コンピュータシミュレーションおよび実車衝突試験のいずれか一方または両方による実車衝突解析ステップと、前記実車衝突解析ステップで得られた前記境界部の物理量を解析し、実車境界部物理量データベースに記憶するステップと、を含み、
    前記抵抗発生材のモデル化工程は、前記抵抗発生材の機械試験を行うステップと、前記抵抗発生材の物理量を測定するステップと、コンピュータシミュレーションにおける解析用の抵抗発生材モデルを構築するステップと、前記抵抗発生材モデルの材料特性を設定するステップと、コンピュータシミュレーションにより前記抵抗発生材モデルの変形解析を行うステップと、前記変形解析で得られた前記抵抗発生材モデルの物理量と前記機械試験で得られた前記抵抗発生材の物理量を比較し、その差が所定の値以下になるまで前記抵抗発生材モデルの材料特性を再設定し、前記抵抗発生材モデルの変形解析を繰り返し行うステップと、前記変形解析で得られた前記抵抗発生材モデルの物理量と前記機械試験で得られた前記抵抗発生材の物理量が前記所定の値以下となる抵抗発生材モデルの解析データを記憶するステップと、を含み、
    前記部分構造試験設計工程は、前記実車物理量解析工程で決定された部分構造範囲を参考とした、前記境界部の拘束条件および運動制御条件を含む部分構造試験の解析モデルを設定するステップと、運動制御に用いる抵抗発生材モデルの構造を設計するステップと、前記抵抗発生材モデルの解析データを前記部分構造試験の解析モデルに反映するステップと、前記実車衝突解析を模擬する部分試験解析を行うステップと、前記部分試験解析の解析結果から部分構造境界部の物理量を解析するステップと、解析された部分構造境界部の物理量と前記実車境界部物理量データベースに記憶された実車境界部物理量との比較を行い、その差が所定の値以下になるまで、前記抵抗発生材モデルの構造設計を繰り返し、前記境界部の拘束機構、および、抵抗発生材の構造を含む前記境界部の運動制御機構を備えた部分構造試験構造を設定するステップ、を含む、請求項１に記載の自動車車体部品の衝突性能評価試験装置の設計方法。
  3. 請求項１または２に記載の設計どおりに、前記抵抗発生材の構造を含む部分構造試験構造が構築された、自動車車体部品の衝突性能評価試験装置。
  4. 前記部分構造試験構造の境界部をそれぞれ支持する支持治具と、
    前記境界部を前記支持治具でそれぞれ支持された前記部分構造試験構造を構成する車体部品に試験速度で衝突する衝突パンチと、
    前記境界部を支持する支持治具の少なくとも一に設けられた運動制御機構と、を具え、
    前記運動制御機構が、前記支持治具の運動規制部材に固定される固定部材と、前記衝突パンチの衝突方向に対して所定方向に運動可能に固定部材に連結されるとともに前記境界部に固定される可動部材とを有し、
    前記固定部材と前記可動部材とのうちの一方に他方に向けて突設された圧縮部材が、前記固定部材と前記可動部材とのうちの他方に形成されて前記可動部材の運動可能方向に延在するとともに内部に前記抵抗発生材を配置されたガイド部内に運動規制状態で嵌入していて、前記固定部材に対する前記可動部材の前記所定方向への運動により前記抵抗発生材を変形させてその運動方向と逆方向の反力を前記可動部材に付加するものである、請求項３に記載の自動車車体部品の衝突性能評価試験装置。
  5. 前記運動制御機構が、並進制御機構および回転制御機構から選ばれた少なくとも一つであって、
    前記並進制御機構が、前記支持治具の回転規制部材に支持される支持プレートと、前記衝突パンチの衝突方向と交差する所定方向に並進可能に前記支持プレートに連結されるとともに前記境界部に固定される並進プレートとを有し、
    前記支持プレートと前記並進プレートとのうちの一方に他方に向けて突設された圧縮突条が、前記支持プレートと前記並進プレートとのうちの他方に形成されて前記並進プレートの並進可能方向に延在するとともに内部にエネルギー吸収部材を配置された直線状ガイド部内に回動規制状態で嵌入していて、前記支持プレートに対する前記並進プレートの前記所定方向への並進により、前記抵抗発生材を変形させてその並進方向と逆方向の反力を前記並進プレートに付加するものであり、
    前記回転制御機構が、前記支持治具の回転規制部材に固定される固定リングと、前記衝突パンチの衝突方向と交差する方向に延在する所定軸周りに回転可能に前記固定リングに連結されるとともに前記車体部品の一端部または他端部に固定される回転リングとを有し、
    前記固定リングと前記回転リングとのうちの一方に他方に向けて突設された圧縮ピンが、前記固定リングと前記回転リングとのうちの他方に形成されて前記所定軸を中心とした周方向に延在するとともに内部にエネルギー吸収部材を配置された円弧状ガイド部内に嵌入していて、前記固定リングに対する前記回転リングの前記所定軸周りの回転により、前記抵抗発生材を変形させてその回転方向と逆方向のトルクを前記回転リングに付加するものである、請求項４に記載の自動車車体部品の衝突性能評価試験装置。
  6. 請求項３～５のいずれか一項に記載の自動車車体部品の衝突性能評価試験装置を用い、前記自動車車体部品の部分構造試験を行って衝突性能を評価する部分構造試験工程を含む、自動車車体部品の衝突性能評価試験方法。
  7. 前記部分構造試験工程は、前記部分構造試験構造を実現する、部分構造試験装置の組立てステップと、前記抵抗発生材の構造を実現する抵抗発生材の配置ステップと、部分構造の衝突試験を行い、前記部分構造試験装置に組み込まれた物理量測定センサーにより、前記衝突試験と同時に、または、前記衝突試験後に部分構造境界部の物理量を測定するステップと、部分構造の性能を評価するステップと、を含む、請求項６に記載の自動車車体部品の衝突性能評価試験方法。
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