| 研究概要 |
薄肉断面部材で構成される骨組と仮殻の組立構造からなる自動車車体構造を対象に,その衝突エネルギ吸収能を最大化するための具体的な設計法の開発と,それを用いた衝撃エネルギ吸収安全車体の開発,実験的検証を目的として研究を進め,以下の成果を得た.
1 基本構造の衝撃圧潰応答解析の実施・・・・まず薄板殻組立構造の基本部材である薄肉円筒部材,角筒部材の準静的及び各種衝撃速度での軸圧縮による圧漬解析を非線形板殻構造衝撃接触有限要素解析によって実施し,圧潰パターンと衝撃吸収エネルギの関係から吸収エネルギ最大の寸法形状を検討し,塑性論による理論値,他研究者による実験値などとの比較も行った.その結果,円筒,角筒いずれの場合も,衝撃速度,断面代表寸法と肉厚比によって圧潰パターンが変化すること,また全体座屈を生じない範囲において最適寸法が存在することが判明した.
2 衝撃エネルギ吸収車体最適構造の設計システムの開発・・・・薄板殻組立構造の非線形衝撃応答構造最適設計プログラムを基礎に,薄肉断面部材の諸寸法,配置を設計変数とする最大加速度,最大変位,衝撃吸収エネルギの差分感度解析法を開発した.またそれを基に,衝撃負荷に対する搭乗者位置での最大加速度,最大変位,静的負荷に対する発生応力,重量などの制約条件下で,全衝撃エネルギ吸収能,荷重分散効果を目的関数とする車体主構造最適化システムを構築し,その有効性を基本的な車体部材に適用して確認中である.今後,さらに車体構造モデル全体への適用性についても検討が必要である.
3 衝突実験装置の製作と衝撃力分散前部構造の実験的検討・・・・誘導モータによる加速により短距離で時速50km/h程度の衝突実験が可能な実験装置を製作した.そして基本構造部材の衝突試験を通して実験装置の基本性能を確認した.また,衝撃吸収部材を2個並べたモデルを用いて正面衝突,斜め衝突実験を実施して衝撃力分散効果について検討したが,統一的な結果を得るまでには至っていない.今後,最適設計によって得られた結果を元に前部構造衝突試験試料を製作し,衝突実験を実施して最適設計の有効性を実際に確認する.
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