(57)【要約】【課題】一様断面の評価部材の評価したい部位を狙って曲げることができ、大変形を伴う破壊評価の際にも精度良く曲げ評価が可能となるエネルギー吸収部材の圧縮曲げ評価方法を提供すること。【解決手段】一様な断面を備えた評価部材１を用いた自動車構造部材の評価方法であって、片端部が圧子３１により押圧される評価部材１の他端部を評価材当て部３２に当接させ、曲げきっかけ治具３３に当該評価部材１の変形希望部分を乗せ掛け、前記圧子３１に圧縮の圧力をかけて、圧子３１の傾斜部４１に沿って前記評価部材１の片端部側を斜めに移動させ、曲げきっかけ治具３３に乗せ掛けた部分から評価部材１を変形させるものとする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一様な断面を備えた評価部材を用いた自動車構造部材の評価方法であって、
片端部が圧子により押圧される評価部材の他端部を評価材当て部に当接させ、曲げきっかけ治具に当該評価部材の変形希望部分を乗せ掛け、
前記圧子に圧縮の圧力をかけて、圧子の傾斜部に沿って前記評価部材の片端部側を斜めに移動させ、曲げきっかけ治具に乗せ掛けた部分から評価部材を変形させることを特徴とする自動車構造部材の評価方法。
【請求項２】
評価部材の片端部側に円筒部を取り付け、
前記圧子に圧縮の圧力をかけて、圧子の傾斜部に沿って前記円筒部を斜めに滑らせ、曲げきっかけ治具に乗せ掛けた部分から評価部材を変形させることを特徴とする請求項１に記載の自動車構造部材の評価方法。
【請求項３】
圧下によって評価部材の移動を抑制するために用いられる塑性プレートを評価部材の他端部側に取り付け、
前記塑性プレートを用いて評価部材の移動を抑制した状態で、前記圧子に圧縮の圧力をかける請求項１又は２に記載の自動車構造部材の評価方法。
【請求項４】
前記圧子には、評価部材が変形時に横ズレしないように、評価部材を挟み込むガイドを設けることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の自動車構造部材の評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車構造部材の評価方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自動車の衝突性能と燃費性能を両立するため高強度で軽量な車体構造が求められており、車体構造部品の高張力化、薄板化の検討が継続的に行われている。例えば、前面衝突時の主要なエネルギー吸収部品であるフロントサイドメンバーは、エネルギー吸収部位が大変形する場合、自身の塑性変形を伴いながら、エネルギー吸収する場合が主であるが、本部品の高張力化、薄肉化を進めば進むほど、母材破断やスポット溶接部の熱影響部の軟化部が起因となる破断の可能性が高まる。高張力化、薄肉化された本部品の適用を検討するには、CAEの検討は基より、実部品を使った破壊試験を行う必要があるため、特許文献１に記載されているように、構造部材を評価する方法が検討されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１０８５８５号公報
【０００４】
ところで、長手方向に断面積、断面係数、断面二次モーメント、中立軸が一様である断面を用いた評価部材では曲げモーメントが一定であり変形箇所の断定が困難であり、変形箇所を特定するためには予備曲げを行った後に、圧縮曲げを行う2工程での評価が必要であった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、このような経緯でなされた発明であり、本発明の課題は、一様断面の評価部材の評価したい部位を狙って曲げることができ、大変形を伴う破壊評価の際にも精度良く曲げ評価が可能となるエネルギー吸収部材の圧縮曲げ評価方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、一様な断面を備えた評価部材を用いた自動車構造部材の評価方法であって、片端部が圧子により押圧される評価部材の他端部を評価材当て部に当接させ、曲げきっかけ治具に当該評価部材の変形希望部分を乗せ掛け、前記圧子に圧縮の圧力をかけて、圧子の傾斜部に沿って前記評価部材の片端部側を斜めに移動させ、曲げきっかけ治具に乗せ掛けた部分から評価部材を変形させることを特徴とする自動車構造部材の評価方法とする。
【０００７】
また、評価部材の片端部側に円筒部を取り付け、前記圧子に圧縮の圧力をかけて、圧子の傾斜部に沿って前記円筒部を斜めに滑らせ、曲げきっかけ治具に乗せ掛けた部分から評価部材を変形させる構成とすることが好ましい。
【０００８】
また、圧下によって評価部材の移動を抑制するために用いられる塑性プレートを評価部材の他端部側に取り付け、前記塑性プレートを用いて評価部材の移動を抑制した状態で、前記圧子に圧縮の圧力をかける構成とすることが好ましい。
【０００９】
また、圧子には、評価部材が変形時に横ズレしないように、評価部材を挟み込むガイドを設けることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明を用いると、一様断面の評価部材の評価したい部位を狙って曲げることができ、大変形を伴う破壊評価の際にも精度良く曲げ評価が可能となるエネルギー吸収部材の圧縮曲げ評価方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態の評価方法により評価部材を曲げた場合の変化を斜視図を用いて表した図である。
【図２】本実施形態の評価方法により評価部材を曲げた場合の変化を側面図を用いて表した図である。
【図３】実車試験において注目すべき変形個所を破線の丸で囲んだ図である。
【図４】図３の破線の丸で囲まれている部位の内部にあるフロントサイドメンバーの変形の様子を表した図である。
【図５】図４で示した部材の変形を模擬して評価部材を屈曲させた様子を表した図である。
【図６】実車におけるフロントサイドメンバーの変形を評価部材の変形で模擬した場合における、荷重と圧子のストロークとの関係を表すグラフである。
【図７】評価部材を曲げきっかけ治具と接触させずに曲げた場合の、変形態様の例である。ただし、評価部材と接触しない曲げきっかけ治具も図中に示している。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下では、発明の実施形態について説明する。本実施形態における自動車構造部材の評価方法では、一様な断面を備えた評価部材１を用いる。図１及び図２に示すように、この評価方法では、片端部が圧子３１により押圧される評価部材１に関し、その他端部を評価材当て部３２に当接させる。また、曲げきっかけ治具３３に当該評価部材１の変形希望部分を乗せ掛ける。そして、圧子３１に圧縮の圧力をかけて、圧子３１の傾斜部４１に沿って前記評価部材１の片端部側を斜めに移動させ、曲げきっかけ治具３３に乗せ掛けた部分から評価部材１を変形させる。このため、一様断面の評価部材１の評価したい部位を狙って曲げることができ、大変形を伴う破壊評価の際にも精度良く曲げ評価が可能となる。
【００１３】
本実施形態では、評価材当て部３２側に向けて圧子３１を移動させることで、評価部材１を変形させるが、評価部材１の他端部側の移動を抑制した状態で、圧子３１から評価部材１に力を加える。圧子３１から受ける力により評価部材１を屈曲させるため、圧子３１には傾斜部４１を備えている。この傾斜部４１は圧子３１が移動する方向と交差するように傾く面を備えたものであり、評価部材１に対して圧子３１の移動方向とは異なる方向にも力を加えることを可能にする。
【００１４】
評価部材１を所定の方向にスムーズに屈曲させるため、評価部材１の片端部側に円筒部２１を取り付けている。この円筒部２１は、圧子３１に設けられた傾斜部４１に沿って斜めに滑ることが可能な部位である。本実施形態の円筒部２１はベアリングを備えたものであり、傾斜部４１との接触において摩擦に影響受けることなく加圧することができる。
【００１５】
本実施形態の圧子３１には凹部４２が備えられている。円筒部２１は、凹部４２に嵌合するように移動する際に傾斜部４１に沿って移動することになる。なお、円筒部２１は凹部４２の底を越えて移動することはできないように構成されている。
【００１６】
本実施形態の評価部材１の他端部側には、塑性プレート２２が取り付けられている。この塑性プレート２２は、評価部材１の移動を抑制した状態とするために用いられるものであり、より具体的には、圧下によって評価部材１が移動することを抑制するために用いられる。評価部材１の移動を抑制した状態とすることにより、評価部材１をより適切に屈曲させることができる。
【００１７】
本実施形態の塑性プレート２２は支持部材３４に固定されるが、評価部材１が変形する際に、支障が無いように固定されている。また、この塑性プレート２２は圧子３１が移動することにより、塑性変形をする。評価部材１が、塑性変形する塑性プレート２２を介して支持部材３４に固定されることにより、評価部材１の根元に局所的に荷重が掛かることを回避することができる。
【００１８】
塑性プレート２２は、評価部材１の短手方向の一端側のみが支持部材３４に固定されているものであり、他端側は固定されていない。図１及び図２に示す例においては、塑性プレート２２の上部は支持部材３４に固定されているが、下部は支持部材３４に固定されていない。塑性プレート２２の下部側は、評価部材１がある側とは反対側の面側に位置する評価材当て部３２と当接することによって、圧子３１が移動する初期段階において評価部材１の他端部側を支えることができる。また、塑性プレート２２の下部側は支持部材３４や評価材当て部３２に固定されていないことから、評価部材１の他端側の下部は評価材当て部３２から離れるように移動しやすくなっている。
【００１９】
本実施形態のように評価部材１の他端部側に、評価材当て部３２を設けることで、評価部材１の天板にかかる座屈荷重を低減させることができる。したがって、変形希望部位へ応力集中させることができ、変形個所の特定を更に容易にすることができる。
【００２０】
また、図示はしないが、本実施形態の圧子３１には、評価部材１が変形時に横ズレしないように、評価部材１を挟み込むガイドを設けている。
【００２１】
本実施形態のように、一様な断面をもつ構造部材である評価部材１に対して、片端部に圧子３１と勘合するための円筒部２１を取り付け、当該評価部材１の他端部を評価材当て部３２に押し付けて配置し、曲げきっかけ治具３３に評価部材１の変形希望部位を乗せ掛け、圧子３１に圧縮の圧力をかけて、曲げきっかけ治具３３に乗せ掛けた部分から評価部材１を変形させるものとすれば、圧子３１を圧縮方向に進めることで特定した変形希望部位を集中して変形させることができる。
【００２２】
また、圧子３１には、評価部材１が変形する時に前記円筒部２１が斜めに滑りつつ圧子３１に勘合するようにテーパー部を設け、前記圧子３１の反対側には、圧下によって評価部材１が移動しない様にくい止める塑性プレート２２を配置しているため、より適切に、特定した変形希望部位を集中して変形させることができる。
【００２３】
本発明では、一様断面の評価部材１の評価したい部位を狙って曲げることができ、大変形を伴う破壊評価の際にも、塑性部位は他部位にばらつかず局所的に変形させることができるため、曲げ評価試験を精度良く行うことが可能となる。
【００２４】
ここで、実車試験との関係を説明する。実車試験では、車両の前面衝突を想定した試験を行った。その結果、図３に示すように、車両は変形した。また、車両の内部にはエネルギー吸収部材として機能するフロントサイドメンバーが配置されているが、このフロントサイドメンバーは、実車試験により図４に示すように変形した。本発明の評価方法を用いて、フロントサイドメンバーの変形と同様の事象を再現した際の評価部材１の変化を図５に示す。尚、同様の現象を再現した試験と言うことが分かり易い様に図５は、実際に行った試験の上下関係を表したものではなく、90°回転させた状態で表している。実車試験の結果と、本発明の試験方法を用いた際の圧子のストロークと圧子からもたらされる荷重との関係を表すグラフを図６に示すが、本発明の実験方法を用いれば、実車試験と同様な結果をもたらすことができることが分かる。
【００２５】
ところで、本発明では曲げきっかけ治具３３に評価部材１の変形希望部位を乗せ掛けて圧下変形させることが重要である。本発明のキーとなる構成要素のひとつである曲げきっかけ治具３３を用いない場合のシミュレーション結果を図７に示す。尚、図２との差異が分かり易い様に曲げきっかけ治具３３は図７中に残しているが、評価部材１と曲げきっかけ治具３３とは接触しないものとしている。この図７から理解されるように、当初曲げきっかけ治具３３があった個所とは違う箇所で変形した。これは、一様断面の評価部材１では曲げモーメントが一律のため、変形開始箇所が特定できなかったためである。このように、当初曲げきっかけ治具３３があった個所とは違う箇所で変形が開始してしまうということは、実車等で発生する変形箇所、あるいは所望の位置での変形を再現できないということである。
【００２６】
本発明は、以上の実施形態には限定されることは無く、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適応可能なことは勿論のことである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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