JP7401767B2 - Substructure test method - Google Patents
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Description
本発明は、部分構造試験方法に関する。 The present invention relates to a substructure testing method.
従来、車両の全体構造の一部を構成する部分構造を設計するため、その部分構造に要求される衝突性能を評価する必要があった。しかしながら、部分構造の衝突性能は、全体構造に影響されるため、部分構造の単体に対して試験を行ったとしても、衝突性能を適切に評価し難い場合があった。 Conventionally, in order to design a partial structure that constitutes a part of the overall structure of a vehicle, it has been necessary to evaluate the collision performance required of that partial structure. However, since the collision performance of a partial structure is affected by the overall structure, it is sometimes difficult to appropriately evaluate the collision performance even if a test is performed on a single partial structure.
本発明は、上記背景技術の問題点に鑑み、部分構造に要求される衝突性能を適切に評価できる部分構造試験方法を提供することを課題とする。 In view of the problems of the background art described above, it is an object of the present invention to provide a partial structure testing method that can appropriately evaluate the collision performance required of a partial structure.
本発明の要旨は以下の通りである。 The gist of the invention is as follows.
（１）本発明の一態様に係る部分構造試験方法は、フィジカル部分構造部材を準備するフィジカル部分構造部材準備工程と、前記フィジカル部分構造部材を支持するフィジカル試験準備工程と、前記フィジカル部分構造部材に荷重を作用させる載荷工程と、前記載荷工程の後に、前記フィジカル部分構造部材の変位量を含むフィジカル部分構造物理量を測定する測定工程と、を含み、前記フィジカル試験準備工程は、前記フィジカル部分構造部材の端部を支持する端部支持治具及び前記端部を除く前記フィジカル部分構造部材の中間部を支持する中間部支持治具を備える支持治具構造によって、前記フィジカル部分構造部材を支持する支持工程を含み、前記フィジカル部分構造部材準備工程は、サイドシル及び前記サイドシルの長手方向に対して略垂直に接合されたフロアクロスを含むフルカー構造モデルに対して、所定位置に荷重を作用させて、前記サイドシル及び前記フロアクロスに作用するフルカー物理量を出力するフルカーシミュレーション工程と、前記フルカー構造モデルから、前記サイドシル及び前記フロアクロスを含む部分を境界で切り出して、バーチャル切り出しモデルを作成するバーチャル切り出しモデル作成工程と、前記バーチャル切り出しモデルにおける前記境界に回転軸の位置を含む境界条件を設定して、バーチャル部分構造モデルを設定するバーチャル部分構造モデル設定工程と、前記境界条件に対応するように、前記バーチャル部分構造モデルの前記端部を支持する端部支持治具及び前記端部を除く前記バーチャル部分構造モデルの中間部を支持する中間部支持治具を含む前記支持治具構造を設計する支持治具設計工程と、前記バーチャル部分構造モデルのサイズに対応するサイズの前記フィジカル部分構造部材を準備する準備工程と、を含み、前記フルカー物理量は、前記サイドシルの長手方向に垂直な断面に作用するサイドシル物理量の前記サイドシルの長手方向に沿う分布であるサイドシル物理量分布と、前記フロアクロスの長手方向に垂直な断面に作用するフロアクロス物理量の前記フロアクロスの長手方向に沿う分布であるフロアクロス物理量分布と、前記サイドシルの変位量と、を含み、前記バーチャル切り出しモデル作成工程において、前記サイドシル物理量分布における前記サイドシル物理量の勾配が閾値より小さくなる箇所を前記境界とする範囲内のサイズで切り出して、前記バーチャル切り出しモデルを作成する。
（２）本発明の一態様に係る部分構造試験方法は、フィジカル部分構造部材を準備するフィジカル部分構造部材準備工程と、前記フィジカル部分構造部材を支持するフィジカル試験準備工程と、前記フィジカル部分構造部材に荷重を作用させる載荷工程と、前記載荷工程の後に、前記フィジカル部分構造部材の変位量を含むフィジカル部分構造物理量を測定する測定工程と、を含み、
前記フィジカル試験準備工程は、前記フィジカル部分構造部材の端部を支持する端部支持治具及び前記端部を除く前記フィジカル部分構造部材の中間部を支持する中間部支持治具を備える支持治具構造によって、前記フィジカル部分構造部材を支持する支持工程を含み、前記フィジカル部分構造部材準備工程は、サイドシル及び前記サイドシルの長手方向に対して略垂直に接合されたフロアクロスを含むフルカー構造モデルに対して、所定位置に荷重を作用させて、前記サイドシル及び前記フロアクロスに作用するフルカー物理量を出力するフルカーシミュレーション工程と、前記フルカー構造モデルから、前記サイドシル及び前記フロアクロスを含む部分を境界で切り出して、バーチャル切り出しモデルを作成するバーチャル切り出しモデル作成工程と、前記バーチャル切り出しモデルにおける前記境界に回転軸の位置を含む境界条件を設定して、バーチャル部分構造モデルを設定するバーチャル部分構造モデル設定工程と、前記境界条件に対応するように、前記バーチャル部分構造モデルの前記端部を支持する端部支持治具及び前記端部を除く前記バーチャル部分構造モデルの中間部を支持する中間部支持治具を含む前記支持治具構造を設計する支持治具設計工程と、前記バーチャル部分構造モデルのサイズに対応するサイズの前記フィジカル部分構造部材を準備する準備工程と、を含み、前記フルカー物理量は、前記サイドシルの長手方向に垂直な断面に作用するサイドシル物理量の前記サイドシルの長手方向に沿う分布であるサイドシル物理量分布と、前記フロアクロスの長手方向に垂直な断面に作用するフロアクロス物理量の前記フロアクロスの長手方向に沿う分布であるフロアクロス物理量分布と、前記サイドシルの変位量と、を含み、前記バーチャル切り出しモデル作成工程において、前記フロアクロス物理量分布における前記フロアクロス物理量の絶対量が閾値より小さくなる箇所を前記境界とする範囲内のサイズで切り出して、前記バーチャル切り出しモデルを作成する。
（３）上記（１）又は（２）において、前記サイドシル物理量は、せん断力、軸力及びモーメントを含んでよい。
（４）上記（１）から（３）のいずれかにおいて、前記フロアクロス物理量は、軸力を含んでよい。
（５）上記（１）から（４）のいずれかにおいて、前記バーチャル部分構造モデル設定工程は、前記バーチャル切り出しモデルにおける前記境界に回転軸の位置を含む仮境界条件を設定して、バーチャル仮部分構造モデルを作成するバーチャル仮部分構造モデル作成工程と、前記バーチャル仮部分構造モデルに対して、前記所定位置に対応する位置に前記荷重を作用させて、前記フルカー物理量に対応するバーチャル仮部分構造物理量を出力する仮部分構造シミュレーション工程と、前記フルカー物理量と、前記バーチャル仮部分構造物理量との第１差分を計算する第１差分計算工程と、前記第１差分が所定値以上である場合、前記仮境界条件を変更し、前記バーチャル仮部分構造モデル作成工程と、前記仮部分構造シミュレーション工程と、前記第１差分計算工程とを、前記第１差分が所定値未満になるまで繰り返す仮境界条件調節工程と、前記第１差分が所定値未満である場合、前記仮境界条件を前記境界条件として設定した前記バーチャル仮部分構造モデルを、前記バーチャル部分構造モデルとして設定するバーチャル部分構造モデル決定工程と、を含んでよい。
（６）上記（５）において、前記支持治具設計工程は、前記回転軸の位置に基づいて仮支持治具構造を設計する仮支持治具構造設計工程と、前記バーチャル部分構造モデルを前記仮支持治具構造で支持したバーチャル仮支持部分構造モデルを作成するバーチャル仮支持部分構造モデル作成工程と、前記バーチャル仮支持部分構造モデルに対して、前記所定位置に対応する位置に前記荷重を作用させて、前記フルカー物理量に対応する第２バーチャル仮部分構造物理量を出力する第２仮部分構造シミュレーション工程と、前記フルカー物理量と、前記第２バーチャル仮部分構造物理量との第２差分を計算する第２差分計算工程と、前記第２差分が所定値以上である場合、前記仮支持治具構造（断面形状、断面の向き又は長さ）を変更し、前記仮支持治具構造設計工程と、前記バーチャル仮支持部分構造モデル作成工程と、前記第２仮部分構造シミュレーション工程と、前記第２差分計算工程とを、前記第２差分が所定値未満になるまで繰り返す仮支持治具構造調節工程と、前記第２差分が所定値未満である場合、前記バーチャル部分構造モデル及び前記仮支持治具構造を、それぞれ、前記フィジカル部分構造部材及び前記支持治具構造の設計モデルとして設定するフィジカル部分構造設計モデル設定工程と、を含んでよい。
(1) A partial structure testing method according to one aspect of the present invention includes a physical partial structural member preparation step of preparing a physical partial structural member, a physical test preparation step of supporting the physical partial structural member, and a physical partial structural member The physical test preparation step includes a loading step of applying a load to the physical partial structure member, and a measuring step of measuring the physical quantity of the physical partial structure including the amount of displacement of the physical partial structure member after the loading step. The physical partial structure member is supported by a support jig structure including an end support jig that supports the end portion of the member and an intermediate support jig that supports the intermediate portion of the physical partial structure member excluding the end portion. The physical partial structural member preparation step includes a supporting step, and the step includes applying a load to a predetermined position on a full car structure model including a side sill and a floor cloth joined substantially perpendicularly to the longitudinal direction of the side sill. , a full car simulation step of outputting full car physical quantities acting on the side sills and the floor cloth, and a virtual cutout step of cutting out a portion including the side sills and the floor cloth at a boundary from the full car structural model to create a virtual cutout model. a model creation step; a virtual partial structure model setting step of setting a virtual partial structure model by setting a boundary condition including the position of the rotation axis at the boundary in the virtual cut-out model; Support for designing the support jig structure, including an end support jig that supports the ends of the virtual partial structure model and an intermediate support jig that supports the middle part of the virtual partial structure model excluding the ends. a jig design step, and a preparation step of preparing the physical partial structure member of a size corresponding to the size of the virtual partial structure model, the full car physical quantity acts on a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the side sill. A side sill physical quantity distribution that is a distribution of side sill physical quantities along the longitudinal direction of the side sill, and a floor cross physical quantity distribution that is a distribution of floor cross physical quantities that act on a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the floor cloth along the longitudinal direction of the floor cloth. and a displacement amount of the side sill, and in the virtual cut-out model creation step, the size of the side sill physical quantity distribution is cut out at a size within a range whose boundary is a portion where the slope of the side sill physical quantity is smaller than a threshold value, and the Create a virtual cutout model .
( 2) A partial structure test method according to one aspect of the present invention includes a physical partial structural member preparation step for preparing a physical partial structural member, a physical test preparation step for supporting the physical partial structural member, and a physical partial structural member a loading step of applying a load to the loading step; and a measuring step of measuring a physical partial structure physical quantity including the amount of displacement of the physical partial structural member after the loading step,
The physical test preparation step includes a support jig including an end support jig that supports an end of the physical partial structural member and an intermediate support jig that supports an intermediate portion of the physical partial structural member excluding the end. The structure includes a supporting step of supporting the physical partial structural member, and the physical partial structural member preparation step is for a full car structure model including a side sill and a floor cloth joined substantially perpendicularly to the longitudinal direction of the side sill. a full car simulation step in which a load is applied to a predetermined position and a full car physical quantity acting on the side sill and the floor cross is output; and a portion including the side sill and the floor cross is cut out from the full car structural model at a boundary. a virtual cut-out model creation step of creating a virtual cut-out model, and a virtual partial structure model setting step of setting a virtual partial structure model by setting boundary conditions including the position of a rotation axis at the boundary in the virtual cut-out model. , an end support jig that supports the ends of the virtual substructure model and an intermediate support jig that supports the middle part of the virtual substructure model excluding the ends, so as to correspond to the boundary conditions. a support jig design step of designing the support jig structure including the support jig structure, and a preparation step of preparing the physical partial structure member having a size corresponding to the size of the virtual partial structure model, the full car physical quantity is A side sill physical quantity distribution that is a distribution of side sill physical quantities acting on a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the side sill along the longitudinal direction of the side sill, and a side sill physical quantity distribution that is a distribution of side sill physical quantities acting on a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the floor cross along the longitudinal direction of the floor cross. A floor cross physical quantity distribution that is a distribution along the direction and a displacement amount of the side sill are included, and in the virtual cutout model creation step, a location where the absolute amount of the floor cross physical quantity in the floor cross physical quantity distribution is smaller than a threshold value is determined. The virtual cutout model is created by cutting out the size within the range defined as the boundary.
(3) In (1) or (2) above, the side sill physical quantity may include shear force, axial force, and moment.
(4) In any one of (1) to (3) above, the floor cross physical quantity may include an axial force.
(5) In any one of (1) to (4) above, the virtual partial structure model setting step sets a temporary boundary condition including the position of a rotation axis at the boundary in the virtual cut-out model, and a step of creating a virtual temporary substructure model to create a structural model, and applying the load to a position corresponding to the predetermined position on the virtual temporary substructure model to create a virtual temporary substructure physical quantity corresponding to the full car physical quantity; a first difference calculation step of calculating a first difference between the full car physical quantity and the virtual temporary substructure physical quantity, and when the first difference is greater than or equal to a predetermined value, A temporary boundary condition adjustment step in which the boundary conditions are changed and the virtual temporary substructure model creation step, the temporary substructure simulation step, and the first difference calculation step are repeated until the first difference becomes less than a predetermined value. and a virtual substructure model determining step of setting the virtual temporary substructure model in which the temporary boundary condition is set as the boundary condition as the virtual substructure model if the first difference is less than a predetermined value. may be included.
(6) In (5) above, the support jig design step includes a temporary support jig structure design step of designing a temporary support jig structure based on the position of the rotation axis, and a temporary support jig structure design step of designing a temporary support jig structure based on the position of the rotation axis; a step of creating a virtual temporarily supported partial structure model supported by a support jig structure; and applying the load to a position corresponding to the predetermined position on the virtual temporarily supported partial structure model. a second temporary substructure simulation step of outputting a second virtual temporary substructure physical quantity corresponding to the Fullcar physical quantity; and a second temporary substructure simulation step of calculating a second difference between the Fullcar physical quantity and the second virtual temporary substructure physical quantity. In the difference calculation process, if the second difference is greater than or equal to a predetermined value, the temporary support jig structure (cross-sectional shape, cross-sectional direction or length) is changed, and the temporary support jig structure design process and the virtual a temporary support jig structure adjustment step in which the temporary support partial structure model creation step, the second temporary partial structure simulation step, and the second difference calculation step are repeated until the second difference becomes less than a predetermined value; If the second difference is less than a predetermined value, physical partial structure design model setting that sets the virtual partial structure model and the temporary support jig structure as design models of the physical partial structure member and the support jig structure, respectively. The process may include a process.
本発明によれば、部分構造に要求される衝突性能を適切に評価できる部分構造試験方法を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a partial structure testing method that can appropriately evaluate the collision performance required of a partial structure.
自動車分野では、地球環境への負荷軽減等の観点から、車両の軽量化が求められている。このため、車両の骨格構造は、高強度化された材料及び薄肉化された板厚に基づいて設計されている。新たに設計された車両に対しては、安全性評価の一環として、衝突の際の影響、すなわち、衝突性能を評価することが求められている。そして、車両の全体構造（フルカー構造）における部分構造（例えば、サイドシル）を評価対象部分として、その部分構造の衝突性能を評価することも求められている。部分構造の衝突性能を評価するため、車両を丸ごと用いた試験（フルカー試験）を実施することも考えられる。しかしながら、車両を丸ごと用いた試験は、その実施に高いコストを要する。そのため、比較的低いコストで実施可能な、試験体として部分構造部材を用いた試験（部分構造試験）を実施することがある。
実際の車両の全体構造における評価対象部分となる部分構造は、その端部のみならず、中間部もフロアクロス、バッテリーボックス等によって支持されている場合がある。この場合、評価対象部分に対応する部分構造部材（試験体）の端部のみを治具で支持した状態で部分構造試験をしても、全体構造における部分構造と全体構造における他の部材との間の境界条件を適切に反映できず、部分構造の衝突性能を適切に評価できない場合がある。
In the automobile field, there is a demand for lighter vehicles from the perspective of reducing the burden on the global environment. For this reason, the frame structure of a vehicle is designed based on materials with increased strength and plate thickness with reduced thickness. For newly designed vehicles, as part of the safety evaluation, it is required to evaluate the impact in the event of a collision, that is, the collision performance. There is also a need to evaluate the collision performance of a partial structure (for example, a side sill) in the overall structure (full car structure) of a vehicle, using the partial structure as an evaluation target part. In order to evaluate the crash performance of a partial structure, it is also possible to conduct a test using the entire vehicle (full car test). However, testing using an entire vehicle requires high costs to perform. Therefore, tests using partial structural members as test specimens (partial structural tests), which can be performed at relatively low cost, are sometimes conducted.
A partial structure to be evaluated in the overall structure of an actual vehicle may be supported not only at its ends but also at its intermediate portion by floor cloths, battery boxes, and the like. In this case, even if a partial structure test is performed with only the end of the partial structural member (test specimen) corresponding to the part to be evaluated supported by a jig, the difference between the partial structure in the overall structure and other members in the overall structure is It may not be possible to appropriately reflect the boundary conditions between the structures, and the collision performance of the substructure may not be appropriately evaluated.
例えば、評価対象部分となるサイドシルに対応する試験体の端部のみを治具で支持した状態で、試験体に荷重を作用させて部分構造試験をしたとしても、その試験体は、サイドシルの中間部がフロアクロス、バッテリーボックス等によって支持されている影響を適切に反映できていないので、サイドシルの衝突性能を適切に評価できない場合がある。 For example, even if a partial structural test is carried out by applying a load to the test piece with only the end of the test piece corresponding to the side sill being evaluated being supported by a jig, the test piece is The impact of the side sill being supported by the floor cloth, battery box, etc. cannot be properly reflected, so the collision performance of the side sill may not be properly evaluated.
そこで、本発明に係る部分構造試験方法は、フィジカル部分構造部材を準備するフィジカル部分構造部材準備工程と、フィジカル部分構造部材を支持するフィジカル試験準備工程と、フィジカル部分構造部材に荷重を作用させる載荷工程と、載荷工程の後に、フィジカル部分構造部材の変位量を含むフィジカル部分構造物理量を測定する測定工程と、を含む部分構造試験方法である。ここで、フィジカル試験準備工程は、フィジカル部分構造部材の端部を支持する端部支持治具及び端部を除くフィジカル部分構造部材の中間部を支持する中間部支持治具を備える支持治具構造によって、フィジカル部分構造部材を支持する支持工程を含む。これにより、試験体の端部のみならず中間部も支持した状態で部分構造試験ができるので、全体構造における部分構造と全体構造における他の部材との間の境界条件を適切に反映した試験を実施できる。よって、部分構造に要求される衝突性能を適切に評価できる部分構造試験方法を提供できる。 Therefore, the partial structure test method according to the present invention includes a physical partial structural member preparation step for preparing a physical partial structural member, a physical test preparation step for supporting the physical partial structural member, and a loading process for applying a load to the physical partial structural member. and, after the loading step, a measuring step of measuring a physical partial structure physical quantity including the amount of displacement of a physical partial structure member. Here, the physical test preparation step includes a support jig structure including an end support jig that supports the end of the physical partial structural member and an intermediate support jig that supports the intermediate portion of the physical partial structural member excluding the end. The method includes a supporting step of supporting the physical partial structural member. This makes it possible to perform partial structural tests while supporting not only the ends but also the middle part of the specimen, allowing tests that appropriately reflect the boundary conditions between the partial structure and other members in the overall structure. Can be implemented. Therefore, it is possible to provide a partial structure testing method that can appropriately evaluate the collision performance required of a partial structure.
（実施形態）
本発明の実施形態に係る部分構造試験方法を説明する。
なお、以下では、車両の部分構造であるサイドシルの衝突性能を評価するための部分構造試験方法を例に挙げて説明する。
図１は、車両の全体構造Ｗを説明する底面図である。図２は、部分構造試験を説明する斜視図である。図３は、部分構造試験を説明する平面図である。
なお、以下の説明において、フィジカル試験は、物理的な実体のある物体に対して、物理的に荷重をかけて、変位、ひずみ等の物理的な測定結果を得る試験を意味する。これに対して、バーチャル試験とは、物理的な実体のない仮想の物体モデルに対して、仮想の荷重を入力し、仮想の出力結果を得る試験を意味する。
なお、以下の説明において、図１に示すように、車両の進行方向をＸ方向、車両の進行方向に対して垂直な水平方向をＹ方向、Ｘ方向に対して垂直な鉛直方向をＺ方向という場合がある。
(Embodiment)
A partial structure testing method according to an embodiment of the present invention will be explained.
Note that, below, a partial structure testing method for evaluating the collision performance of a side sill, which is a partial structure of a vehicle, will be described as an example.
FIG. 1 is a bottom view illustrating the overall structure W of the vehicle. FIG. 2 is a perspective view illustrating a partial structure test. FIG. 3 is a plan view illustrating a partial structure test.
Note that in the following description, a physical test means a test that physically applies a load to a physical object to obtain physical measurement results such as displacement and strain. On the other hand, a virtual test refers to a test in which a virtual load is input to a virtual object model that has no physical substance, and a virtual output result is obtained.
In the following explanation, as shown in FIG. 1, the direction of travel of the vehicle is referred to as the X direction, the horizontal direction perpendicular to the direction of travel of the vehicle is referred to as the Y direction, and the vertical direction perpendicular to the X direction is referred to as the Z direction. There are cases.
図１に示すように、車両の全体構造Ｗにおいて、評価対象部分となるサイドシルＰは、棒状体である。サイドシルＰは、例えば、鋼製である。サイドシルＰは、例えば、長手方向に垂直な中空断面を有している。サイドシルＰは、その長手方向が車両の進行方向となるＸ方向に沿うようにして、Ｘ方向に垂直な水平方向となるＹ方向における両側に配置されている。すなわち、サイドシルＰは、第１サイドシルＰ１及び第２サイドシルＰ２を備えている。なお、以下では、第１サイドシルＰ１を代表としてサイドシルＰについて説明する。また、サイドシルＰは、長手方向の両方の端部Ｐｅを、車両の全体構造Ｗにおける他の構造部分に支持されている。ここで、評価対象部分となるサイドシルＰは、中間部Ｐｍを、フロアクロスＢ、バッテリーボックス（不図示）等によって支持されている。ここでは、サイドシルＰは、中間部Ｐｍを、第１フロアクロスＢ１及び第２フロアクロスＢ２によって支持されている。 As shown in FIG. 1, in the overall vehicle structure W, the side sill P, which is the part to be evaluated, is a rod-shaped body. The side sill P is made of steel, for example. The side sill P has, for example, a hollow cross section perpendicular to the longitudinal direction. The side sills P are arranged on both sides in the Y direction, which is a horizontal direction perpendicular to the X direction, with the longitudinal direction thereof along the X direction, which is the traveling direction of the vehicle. That is, the side sill P includes a first side sill P1 and a second side sill P2. In addition, below, the side sill P will be explained using the first side sill P1 as a representative. Further, both ends Pe of the side sill P in the longitudinal direction are supported by other structural parts in the overall structure W of the vehicle. Here, the side sill P, which is the portion to be evaluated, has a middle portion Pm supported by a floor cloth B, a battery box (not shown), and the like. Here, the side sill P has an intermediate portion Pm supported by a first floor cloth B1 and a second floor cloth B2.
フロアクロスＢは、Ｘ方向に垂直なＹ方向に沿うように配置されている。
第１フロアクロスＢ１及び第２フロアクロスＢ２は、両端部を、サイドシルＰの中間部Ｐｍに支持されている。第１フロアクロスＢ１及び第２フロアクロスＢ２は、互いに並行している。なお、フロアクロスＢの数は、２本に限らず、１本であってよく、３本以上であってもよい。
The floor cloth B is arranged along the Y direction perpendicular to the X direction.
Both end portions of the first floor cloth B1 and the second floor cloth B2 are supported by the intermediate portion Pm of the side sill P. The first floor cross B1 and the second floor cross B2 are parallel to each other. Note that the number of floor crosses B is not limited to two, and may be one, or may be three or more.
車両の全体構造Ｗにおいて、評価対象部分となるサイドシルＰが上述のように支持されている場合、図２及び図３に示すように、サイドシルＰに対応する試験体となるフィジカル部分構造部材ＴＦの端部ＴＦｅを、端部支持治具Ｓｅで支持し、端部ＴＦｅを除くフィジカル部分構造部材ＴＦの中間部ＴＦｍを中間部支持治具Ｓｍで支持した状態で、フィジカル部分構造部材ＴＦに対してアクチュエータａ（図３参照）で動作するインパクタｉ（図３参照）を衝突させることによって荷重Ｆを作用させる。このようにして、部分構造試験方法を行う。なお、荷重Ｆは、衝撃荷重であってよい。
このように、試験体となるフィジカル部分構造部材ＴＦは、端部ＴＦｅを端部支持治具Ｓｅによって支持されているのみならず、中間部ＴＦｍをも中間部支持治具Ｓｍで支持されている。すなわち、フィジカル部分構造部材ＴＦは、端部支持治具Ｓｅ及び中間部支持治具Ｓｍを備えた支持治具構造Ｓによって支持されている。よって、実際の車両においてサイドシルＰが支持された状態（境界条件）を適切に反映した部分構造試験ができる。すなわち、本実施形態に係る部分構造試験方法によれば、全体構造Ｗにおける部分構造と全体構造Ｗにおける他の部材との間の境界条件を適切に反映して部分構造試験ができるので、部分構造の衝突性能を適切に評価できる。
In the overall vehicle structure W, when the side sill P, which is the part to be evaluated, is supported as described above, as shown in FIGS. 2 and 3, the physical partial structural member TF, which is the test specimen, corresponding to the side sill P is With the end portion TFe supported by the end support jig Se and the intermediate portion TFm of the physical partial structural member TF excluding the end portion TFe supported by the intermediate portion support jig Sm, with respect to the physical partial structural member TF. A load F is applied by colliding an impactor i (see FIG. 3) operated by an actuator a (see FIG. 3). In this way, the partial structure test method is carried out. Note that the load F may be an impact load.
In this way, the physical partial structural member TF, which is the test specimen, not only has the end portion TFe supported by the end support jig Se, but also the intermediate portion TFm is supported by the intermediate portion support jig Sm. . That is, the physical partial structural member TF is supported by a support jig structure S that includes an end support jig Se and an intermediate support jig Sm. Therefore, a partial structure test can be performed that appropriately reflects the state (boundary condition) in which the side sill P is supported in an actual vehicle. That is, according to the partial structure testing method according to the present embodiment, the partial structure test can be performed while appropriately reflecting the boundary conditions between the partial structure in the overall structure W and other members in the overall structure W. The collision performance of the vehicle can be appropriately evaluated.
フィジカル部分構造部材ＴＦは、部分構造試験における試験体となるものである。フィジカル部分構造部材ＴＦは、物理的な実体のある物体である。フィジカル部分構造部材ＴＦは、全体構造Ｗの中で、評価対象部分となる部分構造に対応する部分構造部材である。フィジカル部分構造部材ＴＦは、例えば、車両の全体構造Ｗから、サイドシルＰの一部を切り取ったものである。したがって、図２及び図３に示すように、フィジカル部分構造部材ＴＦは、サイドシルＰより短い長さ寸法を有する棒状体である。そして、フィジカル部分構造部材ＴＦは、実質的に、サイドシルＰと同じ材質、断面形状である。フィジカル部分構造部材ＴＦは、部材軸が略水平になるような姿勢で、支持治具構造Ｓによって支持されている。フィジカル部分構造部材ＴＦは、両側に、端部ＴＦｅを有している。 The physical partial structural member TF serves as a test specimen in the partial structural test. The physical partial structural member TF is a physically substantial object. The physical partial structural member TF is a partial structural member corresponding to a partial structure to be evaluated in the overall structure W. The physical partial structural member TF is, for example, a part of the side sill P cut out from the overall structure W of the vehicle. Therefore, as shown in FIGS. 2 and 3, the physical partial structural member TF is a rod-shaped body having a length shorter than the side sill P. The physical partial structural member TF is made of substantially the same material and has the same cross-sectional shape as the side sill P. The physical partial structural member TF is supported by the support jig structure S in a posture such that the member axis is substantially horizontal. The physical partial structural member TF has end portions TFe on both sides.
支持治具構造Ｓを構成する端部支持治具Ｓｅは、フィジカル部分構造部材ＴＦの端部ＴＦｅを支持するものである。端部支持治具Ｓｅは、剛体Ｒに支持されている。詳細には、端部支持治具Ｓｅは、フィジカル部分構造部材ＴＦの端部ＴＦｅに剛結される試験体接続部Ｓｅ１と、剛体Ｒに剛結される剛体接続部Ｓｅ２と、試験体接続部Ｓｅ１と剛体接続部Ｓｅ２とを接続し、荷重Ｆが作用した際に塑性変形する塑性部Ｓｅ３と、を備えている。なお、剛体Ｒは、実質的に変形が無視できるような剛性の高いものである。剛体Ｒは、例えば、部分構造試験を実施するための試験室を構成する構造物の壁等である。 The end support jig Se constituting the support jig structure S supports the end TFe of the physical partial structural member TF. The end support jig Se is supported by a rigid body R. In detail, the end support jig Se includes a test body connection part Se1 rigidly connected to the end TFe of the physical partial structural member TF, a rigid body connection part Se2 rigidly connected to the rigid body R, and a test body connection part Se1 rigidly connected to the end TFe of the physical partial structural member TF. A plastic part Se3 that connects Se1 and the rigid body connection part Se2 and deforms plastically when a load F is applied is provided. Note that the rigid body R has such high rigidity that deformation can be virtually ignored. The rigid body R is, for example, a wall of a structure that constitutes a test chamber for performing a partial structural test.
支持治具構造Ｓを構成する中間部支持治具Ｓｍは、フィジカル部分構造部材ＴＦの中間部ＴＦｍを支持するものである。中間部支持治具Ｓｍは、剛体Ｒに支持されている。詳細には、中間部支持治具Ｓｍは、フィジカル部分構造部材ＴＦの中間部ＴＦｍに剛結される試験体接続部Ｓｍ１と、剛体Ｒに剛結される剛体接続部Ｓｍ２と、を備えている。 The intermediate part support jig Sm constituting the support jig structure S supports the intermediate part TFm of the physical partial structural member TF. The intermediate support jig Sm is supported by a rigid body R. Specifically, the intermediate part support jig Sm includes a test body connecting part Sm1 that is rigidly connected to the intermediate part TFm of the physical partial structural member TF, and a rigid body connecting part Sm2 that is rigidly connected to the rigid body R. .
（部分構造試験方法）
次に、本実施形態に係る部分構造試験方法を、時系列に沿って添付の図面を参照しながら説明する。
図４は、部分構造試験の全体フロー図である。図５は、フルカー構造モデルＷＶを説明する底面図である。図６は、バーチャル切り出しモデルＴＶ及びバーチャル部分構造モデルＴＶＶの説明図である。図７は、フルカー構造モデルＷＶにおけるサイドシルＰＶに作用するサイドシル物理量Ａ１及び変位量ｄの説明図である。図８は、フルカー構造モデルＷＶにおけるフロアクロスＢＶに作用するフロアクロス物理量Ａ２の説明図である。図９は、バーチャル部分構造モデル設定工程１３のフロー図である。図１０は、支持治具設計工程１４のフロー図である。
(Substructure test method)
Next, a partial structure testing method according to the present embodiment will be described in chronological order with reference to the attached drawings.
FIG. 4 is an overall flow diagram of the partial structure test. FIG. 5 is a bottom view illustrating the full car structure model WV. FIG. 6 is an explanatory diagram of the virtual extraction model TV and the virtual partial structure model TVV. FIG. 7 is an explanatory diagram of the side sill physical quantity A1 and the displacement amount d acting on the side sill PV in the full car structure model WV. FIG. 8 is an explanatory diagram of the floor cross physical quantity A2 acting on the floor cross BV in the full car structure model WV. FIG. 9 is a flowchart of the virtual partial structure
図４に示すように、本実施形態に係る部分構造試験方法の全体の大きな流れとしては、概ね、まず、フィジカル部分構造部材準備工程１を実施した後、フィジカル試験準備工程２を実施し、フィジカル試験準備工程２を実施した後、載荷工程３を実施し、載荷工程３を実施した後、測定工程４を実施する。
本実施形態に係る部分構造試験方法は、フィジカル部分構造部材ＴＦを準備するフィジカル部分構造部材準備工程１と、フィジカル部分構造部材ＴＦを支持するフィジカル試験準備工程２と、フィジカル部分構造部材ＴＦに荷重Ｆを作用させる載荷工程３と、載荷工程の後に、フィジカル部分構造部材ＴＦの変位量を含むフィジカル部分構造物理量を測定する測定工程４と、を含んでいる。
As shown in FIG. 4, the general flow of the partial structure test method according to this embodiment is as follows: first, a physical partial structure
The partial structure test method according to the present embodiment includes a physical partial structural
（フィジカル部分構造部材準備工程１）
フィジカル部分構造部材準備工程１は、図２及び図３に示すようなフィジカル部分構造部材ＴＦを準備する工程である。具体的には、例えば、実際の車両の全体構造Ｗから、評価対象となる部分構造を切り取り、切り取った部分構造をフィジカル部分構造部材ＴＦとする。具体的には、例えば、車両の全体構造Ｗから、評価対象となるサイドシルＰの一部分をカッターによって切り取り、切り取った部材をフィジカル部分構造部材ＴＦとしてもよい。または、例えば、実際の車両の評価対象となる部分構造に相当する部材を個別に製造し、その部材をフィジカル部分構造部材ＴＦとしてもよい。
(Physical partial structural member preparation process 1)
The physical partial structural
詳細には、図４に示すように、フィジカル部分構造部材準備工程１において、まず、サイドシルＰＶ及びサイドシルＰＶの長手方向に対して略垂直に接合されたフロアクロスＢＶを含むフルカー構造モデルＷＶ（図５参照）を作成する。なお、フルカー構造モデルＷＶは、例えば、全体構造Ｗを模擬した三次元の有限要素モデル等の構造解析モデルであってよい。そして、そのフルカー構造モデルＷＶに対して、所定位置に荷重ＦＶを作用させて、サイドシルＰＶ及びフロアクロスＢＶに作用するフルカー物理量Ａを出力する（フルカーシミュレーション工程１１）。
次に、図５に示すフルカー構造モデルＷＶから、サイドシルＰＶ及びフロアクロスＢＶを含む部分を境界ｂ及び境界ｇで切り出して、図６に示すような、バーチャル切り出しモデルＴＶを作成する（バーチャル切り出しモデル作成工程１２）。
次に、バーチャル切り出しモデルＴＶにおける、サイドシルＰＶの境界ｂに、回転軸Ｑの位置を含む境界条件を設定する。また、適宜、フロアクロスＢＶの境界ｇに、境界条件を設定する。このようにして、バーチャル部分構造モデルＴＶＶを設定する（バーチャル部分構造モデル設定工程１３）。バーチャル部分構造モデル設定工程１３については、後で詳述する。
次に、バーチャル部分構造モデル設定工程１３で設定した境界条件に対応するように、バーチャル部分構造モデルＴＶＶの端部ＴＶＶｅを支持する端部支持治具Ｓｅ（図２及び図３参照）及び端部ＴＶＶｅを除くバーチャル部分構造モデルＴＶＶの中間部ＴＶＶｂを支持する中間部支持治具Ｓｍ（図２及び図３参照）を含む支持治具構造Ｓを設計する（支持治具設計工程１４）。支持治具設計工程１４については後で詳述する。
バーチャル部分構造モデルＴＶＶのサイズαに対応するサイズのフィジカル部分構造部材ＴＦ（図２及び図３参照）を準備する（準備工程１５）。
このように、フィジカル部分構造部材準備工程１は、図４に示すような、フルカーシミュレーション工程１１と、バーチャル切り出しモデル作成工程１２と、バーチャル部分構造モデル設定工程１３と、支持治具設計工程１４と、準備工程１５と、を含んでいる。
Specifically, as shown in FIG. 4, in the physical partial structural
Next, a portion including the side sill PV and floor cross BV is cut out from the full car structure model WV shown in FIG. Creation step 12).
Next, a boundary condition including the position of the rotation axis Q is set on the boundary b of the side sill PV in the virtual cutout model TV. Further, a boundary condition is appropriately set on the boundary g of the floor cross BV. In this way, the virtual partial structure model TVV is set (virtual partial structure model setting step 13). The virtual substructure
Next, in order to correspond to the boundary conditions set in the virtual partial structure
A physical partial structure member TF (see FIGS. 2 and 3) having a size corresponding to the size α of the virtual partial structure model TVV is prepared (preparation step 15).
In this way, the physical partial structural
ここで、フルカー物理量Ａは、サイドシルの長手方向に垂直な断面に作用するサイドシル物理量Ａ１のサイドシルの長手方向に沿う分布であるサイドシル物理量分布Ａ１ｄ（図７参照）と、フロアクロスの長手方向に垂直な断面に作用するフロアクロス物理量Ａ２のフロアクロスの長手方向に沿う分布であるフロアクロス物理量分布Ａ２ｄ（図８参照）と、サイドシルの変位量Ａ３（図７参照）と、を含んでいる。なお、サイドシルの変位量Ａ３は、図７に示すように、荷重ＦＶが作用した際に、サイドシルＰＶが水平方向における車内側へ侵入するように変形した量である変位量ｄ（侵入量ともいう。）のサイドシルの長手方向に沿う分布を表している。
サイドシル物理量Ａ１（サイドシル物理量分布Ａ１ｄ）は、図７に示すような、せん断力（shear force）Ａ１１、軸力（axial force）Ａ１２及びモーメント（bending moment）Ａ１３を含んでいてもよい。
フロアクロス物理量Ａ２は、図８に示すような、軸力（axial force）Ａ２１を含んでいてもよい。
Here, the full car physical quantity A is a side sill physical quantity distribution A1d (see FIG. 7) which is a distribution along the longitudinal direction of the side sill of the side sill physical quantity A1 acting on a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the side sill, and a side sill physical quantity distribution A1d (see FIG. 7) that is perpendicular to the longitudinal direction of the floor cross. It includes a floor cross physical quantity distribution A2d (see FIG. 8), which is a distribution of the floor cross physical quantity A2 acting on the cross section along the longitudinal direction of the floor cross (see FIG. 8), and a displacement amount A3 of the side sill (see FIG. 7). Note that the displacement amount A3 of the side sill is, as shown in FIG. ) represents the distribution along the longitudinal direction of the side sill.
The side sill physical quantity A1 (side sill physical quantity distribution A1d) may include a shear force A11, an axial force A12, and a bending moment A13, as shown in FIG.
The floor cross physical quantity A2 may include an axial force A21 as shown in FIG.
ここで、バーチャル切り出しモデル作成工程１２において、図７に示すように、サイドシル物理量分布Ａ１ｄにおけるサイドシル物理量Ａ１（せん断力Ａ１１、軸力Ａ１２及びモーメントＡ１３）の変化の度合いを示す勾配θ（絶対値）が所定の閾値より小さい箇所、すなわち、サイドシル物理量Ａ１の絶対量があまり増減せずに安定している箇所を境界ｂとする範囲内のサイズαで切り出して、バーチャル切り出しモデルＴＶを作成してよい。これにより、サイドシル物理量Ａ１が急激に増減する箇所を境界ｂとしないので、境界ｂの位置の微妙な違いによる、後述のフィジカル部分構造部材ＴＦ及び支持治具構造Ｓの適切な設計への影響をできるだけ低減できる。そして、全体構造Ｗにおける部分構造の境界条件を適切に反映したバーチャル切り出しモデルＴＶを作成できる。よって、このように切り出されたバーチャル切り出しモデルＴＶに基づいて設計され、支持治具構造Ｓで支持されたフィジカル部分構造部材ＴＦに対して衝撃試験を行うことにより、全体構造Ｗにおける部分構造の挙動（変位量、反力等）に対応する挙動を、適切に再現できる。また、解析モデルをコンパクトにできるので、解析に係る計算負荷を低減できる。なお、境界ｂは、サイドシル物理量Ａ１の絶対量が所定の閾値より小さくなる箇所としてもよい。
Here, in the virtual cutting
また、バーチャル切り出しモデル作成工程１２において、図８に示すように、フロアクロス物理量分布Ａ２ｄにおけるフロアクロス物理量Ａ２（軸力Ａ２１）の変化の度合いを示す勾配φ（絶対値）が所定の閾値より小さい箇所、すなわち、勾配φの絶対量があまり増減せずに安定している箇所を境界ｇとする範囲内のサイズβで切り出して、バーチャル切り出しモデルＴＶを作成してもよい。これにより、フロアクロス物理量分布Ａ２ｄが急激に増減する箇所を境界ｇとしないので、境界ｇの位置の微妙な違いによる、後述のフィジカル部分構造部材ＴＦ及び支持治具構造Ｓの適切な設計への影響をできるだけ低減できる。そして、全体構造Ｗにおける部分構造の境界条件を適切に反映したバーチャル切り出しモデルＴＶを作成できる。よって、このように切り出されたバーチャル切り出しモデルＴＶに基づいて設計され、支持治具構造Ｓで支持されたフィジカル部分構造部材ＴＦに対して衝撃試験を行うことにより、全体構造Ｗにおける部分構造の挙動に対応する挙動を、適切に再現できる。また、解析モデルをコンパクトにできるので、解析に係る計算負荷を低減できる。
In addition, in the virtual cutting
バーチャル部分構造モデル設定工程１３について、図９に基づいて説明する。バーチャル部分構造モデル設定工程１３において、詳細には、まず、バーチャル切り出しモデルＴＶにおける境界ｂに回転軸Ｑの位置を含む仮境界条件を設定して、図６に示すバーチャル部分構造モデルＴＶＶに類似したバーチャル仮部分構造モデル（不図示）を作成する（バーチャル仮部分構造モデル作成工程１３１）。
次に、バーチャル仮部分構造モデルに対して、所定位置に対応する位置に荷重ＦＶを作用させて、フルカー物理量Ａに対応するバーチャル仮部分構造物理量を出力する（仮部分構造シミュレーション工程１３２）。
次に、フルカー物理量Ａと、バーチャル仮部分構造物理量との第１差分を計算する（第１差分計算工程１３３）。なお、第１差分は、バーチャル切り出しモデルＴＶ（バーチャル部分構造モデルＴＶＶ）の部分に対応するフルカー物理量Ａとバーチャル仮部分構造物理量との差分を、バーチャル切り出しモデルＴＶ（バーチャル部分構造モデルＴＶＶ）の長手方向に積分した値であってよい。また、第１差分は、バーチャル切り出しモデルＴＶ（バーチャル部分構造モデルＴＶＶ）の部分に対応するフルカー物理量Ａとバーチャル仮部分構造物理量との差分の、バーチャル切り出しモデルＴＶの長手方向における最大値であってもよい。
ここで、フルカー物理量Ａと、バーチャル仮部分構造物理量との第１差分が所定値以上である場合、仮境界条件を変更し、バーチャル仮部分構造モデル作成工程１３１と、仮部分構造シミュレーション工程１３２と、第１差分計算工程１３３とを、第１差分が所定値未満になるまで繰り返す（仮境界条件調節工程１３４）。すなわち、仮境界条件調節工程１３４において、第１差分が所定値以上であるか否かが判定される。なお、この判定は、コンピュータによって行ってよく、部分構造試験の設計者が行ってもよい。
例えば、第１差分が所定値以上である場合、回転軸Ｑの位置を変更して新たな仮境界条件を設定して、図６に示すようなバーチャル部分構造モデルＴＶＶに類似したバーチャル仮部分構造モデル（不図示）を作成する（バーチャル仮部分構造モデル作成工程１３１）。次に、新たに作成されたバーチャル仮部分構造モデルに対して、所定位置に荷重ＦＶを作用させて、フルカー物理量Ａに対応するバーチャル仮部分構造物理量を出力する（仮部分構造シミュレーション工程１３２）。次に、フルカー物理量Ａと、新たに出力されたバーチャル仮部分構造物理量との第１差分を計算する（第１差分計算工程１３３）。そして、これらのルーティンを、再び、第１差分が所定値未満になるまで繰り返す（仮境界条件調節工程１３４）。
そして、第１差分が所定値未満である場合、仮境界条件を境界条件として設定したバーチャル仮部分構造モデルを、バーチャル部分構造モデルＴＶＶとして設定する（バーチャル部分構造モデル決定工程１３５）。
このように、バーチャル部分構造モデル設定工程１３は、図９に示すように、バーチャル仮部分構造モデル作成工程１３１と、仮部分構造シミュレーション工程１３２と、第１差分計算工程１３３と、仮境界条件調節工程１３４と、バーチャル部分構造モデル決定工程１３５と、を含んでいる。よって、全体構造Ｗにおける部分構造の境界条件をより適切に反映したバーチャル部分構造モデルＴＶＶを設定できる。
The virtual partial structure
Next, a load FV is applied to the virtual temporary substructure model at a position corresponding to a predetermined position, and a virtual temporary substructure physical quantity corresponding to the Fullcar physical quantity A is output (temporary substructure simulation step 132).
Next, a first difference between the Fullcar physical quantity A and the virtual temporary substructure physical quantity is calculated (first difference calculation step 133). Note that the first difference is the difference between the full car physical quantity A and the virtual temporary substructure physical quantity corresponding to the part of the virtual cutout model TV (virtual substructure model TVV) in the longitudinal direction of the virtual cutout model TV (virtual substructure model TVV). It may be a value integrated in the direction. The first difference is the maximum value of the difference between the full car physical quantity A and the virtual temporary substructure physical quantity corresponding to the portion of the virtual cutout model TV (virtual substructure model TVV) in the longitudinal direction of the virtual cutout model TV. Good too.
Here, if the first difference between the full car physical quantity A and the virtual temporary substructure physical quantity is greater than or equal to a predetermined value, the temporary boundary condition is changed and the virtual temporary substructure
For example, if the first difference is greater than or equal to a predetermined value, the position of the rotation axis Q is changed and a new temporary boundary condition is set to create a virtual temporary substructure model similar to the virtual substructure model TVV shown in FIG. A model (not shown) is created (virtual temporary substructure model creation step 131). Next, a load FV is applied to a predetermined position on the newly created virtual temporary substructure model to output a virtual temporary substructure physical quantity corresponding to the Fullcar physical quantity A (temporary substructure simulation step 132). Next, a first difference between the Fullcar physical quantity A and the newly outputted virtual temporary substructure physical quantity is calculated (first difference calculation step 133). These routines are then repeated again until the first difference becomes less than the predetermined value (temporary boundary condition adjustment step 134).
If the first difference is less than the predetermined value, a virtual temporary partial structure model with the temporary boundary condition set as a boundary condition is set as a virtual partial structure model TVV (virtual partial structure model determination step 135).
As shown in FIG. 9, the virtual substructure
支持治具設計工程１４について、図１０に基づいて説明する。支持治具設計工程１４において、詳細には、まず、バーチャル部分構造モデルＴＶＶで設定した境界条件に含まれる回転軸Ｑの位置（バーチャル部分構造モデル決定工程１３５、図６参照）に基づいて、仮支持治具構造（不図示）を設計する（仮支持治具構造設計工程１４１）。例えば、所定の機械的性質（降伏比等）を有し、所定のねじり剛性及び曲げ剛性を備えた所定の断面形状を有し、部材の長手方向が回転軸Ｑに沿い、回転軸Ｑと断面の図心が重なるような構造を備える仮支持治具構造を設計する。
次に、バーチャル部分構造モデルＴＶＶを仮支持治具構造で支持したバーチャル仮支持部分構造モデル（不図示）を作成する（バーチャル仮支持部分構造モデル作成工程１４２）。具体的には、例えば、仮支持治具構造設計工程１４１で設計した仮支持治具構造を、回転軸Ｑの位置、すなわち、図６に示すように、バーチャル部分構造モデルＴＶＶにおけるサイドシルＰに対応する部分ＰＶＰの部材軸（図心軸）ωから距離ｊ離れ、バーチャル仮支持部分構造モデルの端部ＴＶＶｅから距離ｋ離れた位置、に配置する。バーチャル部分構造モデルＴＶＶの端部ＴＶＶｅが回転軸Ｑにおいて回転自在に支持された状態となるように、仮支持治具構造と、バーチャル部分構造モデルＴＶＶとを所定の剛性で固定する。
次に、バーチャル仮支持部分構造モデルに対して、所定位置に対応する位置に荷重ＦＶを作用させて、フルカー物理量Ａに対応する第２バーチャル仮部分構造物理量を出力する（第２仮部分構造シミュレーション工程１４３）。
次に、フルカー物理量Ａと、第２バーチャル仮部分構造物理量との第２差分を計算する（第２差分計算工程１４４）。なお、第２差分は、バーチャル切り出しモデルＴＶ（バーチャル部分構造モデルＴＶＶ）の部分に対応するフルカー物理量Ａと第２バーチャル仮部分構造物理量との差分を、バーチャル切り出しモデルＴＶ（バーチャル部分構造モデルＴＶＶ）の長手方向に積分した値であってよい。また、第２差分は、バーチャル切り出しモデルＴＶ（バーチャル部分構造モデルＴＶＶ）の部分に対応するフルカー物理量Ａと第２バーチャル仮部分構造物理量との差分の、バーチャル切り出しモデルＴＶ（バーチャル部分構造モデルＴＶＶ）の長手方向における最大値であってもよい。
ここで、第２差分が所定値以上である場合、仮支持治具構造（断面形状、長さ等）を変更し、仮支持治具構造設計工程１４１と、バーチャル仮支持部分構造モデル作成工程１４２と、第２仮部分構造シミュレーション工程１４３と、第２差分計算工程１４４とを、第２差分が所定値未満になるまで繰り返す（仮支持治具構造調節工程１４５）。すなわち、仮支持治具構造調節工程１４５において、第２差分が所定値以上であるか否かが判定される。なお、この判定は、コンピュータによって行ってよく、部分構造試験の設計者が行ってもよい。
例えば、第２差分が所定値以上である場合、仮支持治具構造の長さ、断面形状又は引張強度、降伏比等の機械的性質、を変更して剛性の異なる新たな仮支持治具構造を設計する（仮支持治具構造設計工程１４１）。次に、バーチャル部分構造モデルを新たに設計した仮支持治具構造で支持した新たなバーチャル仮支持部分構造モデル（不図示）を作成する（バーチャル仮支持部分構造モデル作成工程１４２）。次に、新たに作成したバーチャル仮支持部分構造モデルに対して、所定位置に対応する位置に荷重ＦＶを作用させて、フルカー物理量Ａに対応する第２バーチャル仮部分構造物理量を出力する（第２仮部分構造シミュレーション工程１４３）。次に、フルカー物理量Ａと、新たに出力された第２バーチャル仮部分構造物理量との第２差分を計算する（第２差分計算工程１４４）。そして、これらのルーティンを、再び、第２差分が所定値未満になるまで繰り返す（仮支持治具構造調節工程１４５）。
そして、第２差分が所定値未満である場合、バーチャル部分構造モデルＴＶＶ及び仮支持治具構造を、それぞれ、フィジカル部分構造部材ＴＦ及び支持治具構造Ｓの設計モデルとして設定する（フィジカル部分構造設計モデル設定工程１４６）。
このように、支持治具設計工程１４は、図１０に示すように、仮支持治具構造設計工程１４１と、バーチャル仮支持部分構造モデル作成工程１４２と、第２仮部分構造シミュレーション工程１４３と、第２差分計算工程１４４と、仮支持治具構造調節工程１４５と、フィジカル部分構造設計モデル設定工程１４６と、を含んでいる。よって、全体構造Ｗにおける部分構造の境界条件をより適切に反映した支持治具構造Ｓを設計できる。
The support
Next, a virtual temporary supported partial structure model (not shown) in which the virtual partial structure model TVV is supported by a temporary support jig structure is created (virtual temporary supported partial structure model creation step 142). Specifically, for example, the temporary support jig structure designed in the temporary support jig
Next, a load FV is applied to a position corresponding to a predetermined position on the virtual temporarily supported partial structure model, and a second virtual temporary partial structure physical quantity corresponding to the full car physical quantity A is output (second temporary partial structure simulation Step 143).
Next, a second difference between the Fullcar physical quantity A and the second virtual temporary substructure physical quantity is calculated (second difference calculation step 144). Note that the second difference is the difference between the full car physical quantity A corresponding to the part of the virtual cut-out model TV (virtual sub-structure model TVV) and the second virtual temporary sub-structure physical quantity, and the difference between the part of the virtual cut-out model TV (virtual sub-structure model TVV). It may be a value integrated in the longitudinal direction. Further, the second difference is the difference between the full car physical quantity A and the second virtual temporary substructure physical quantity corresponding to the part of the virtual cutout model TV (virtual substructure model TVV). It may be the maximum value in the longitudinal direction.
Here, if the second difference is greater than or equal to the predetermined value, the temporary support jig structure (cross-sectional shape, length, etc.) is changed, and the temporary support jig
For example, if the second difference is greater than or equal to a predetermined value, a new temporary support jig structure with different rigidity is created by changing the length, cross-sectional shape, or mechanical properties such as tensile strength and yield ratio of the temporary support jig structure. (temporary support jig structure design step 141). Next, a new virtual temporary supported partial structure model (not shown) is created in which the virtual partial structure model is supported by a newly designed temporary support jig structure (virtual temporary supported partial structure model creation step 142). Next, a load FV is applied to the newly created virtual temporarily supported substructure model at a position corresponding to a predetermined position, and a second virtual temporary substructure physical quantity corresponding to the full car physical quantity A is output (second Temporary substructure simulation step 143). Next, a second difference between the Fullcar physical quantity A and the newly outputted second virtual temporary substructure physical quantity is calculated (second difference calculation step 144). These routines are then repeated again until the second difference becomes less than the predetermined value (temporary support jig structure adjustment step 145).
If the second difference is less than a predetermined value, the virtual partial structure model TVV and the temporary support jig structure are set as design models of the physical partial structure member TF and the support jig structure S, respectively (physical partial structure design Model setting step 146).
In this way, the support
図４に戻り、準備工程１５について、説明する。準備工程１５において、バーチャル部分構造モデルＴＶＶのサイズαに対応するサイズのフィジカル部分構造部材ＴＦ（図２及び図３参照）を準備する。言い換えると、部分構造試験で用いる実体のある試験体であるフィジカル部分構造部材ＴＦを、バーチャル部分構造モデル設定工程１３で設定された、境界ｂ及びサイズαを有するバーチャル部分構造モデルＴＶＶの形状に基づいて製造する。具体的には、フィジカル部分構造設計モデル設定工程１４６で設定されたフィジカル部分構造部材ＴＦの設計モデルに基づいて、バーチャル部分構造モデルＴＶＶのサイズαと同じサイズα、例えば、長さ１，０００ｍｍを有するフィジカル部分構造部材ＴＦを製造する。これにより、部材に生じる軸力等の物理量の絶対量又は変化量が比較的小さく、隣接する構造による影響の比較的小さい境界ｂで切り出したサイズαでフィジカル部分構造部材ＴＦを製造できるので、車両の全体構造Ｗを用いることなく、試験体及び試験装置をコンパクトにした部分構造試験を実施できる。
Returning to FIG. 4, the
（フィジカル試験準備工程２）
図２及び図３に戻り、フィジカル試験準備工程２について説明する。フィジカル試験準備工程２は、図２に示すように、フィジカル部分構造部材ＴＦを、支持治具構造Ｓを介して、剛体Ｒに支持する工程である。
詳細には、フィジカル試験準備工程２は、準備工程１５で準備されたフィジカル部分構造部材ＴＦの端部ＴＦｅを支持する端部支持治具Ｓｅ及び端部ＴＦｅを除くフィジカル部分構造部材ＴＦの中間部ＴＦｍを支持する中間部支持治具Ｓｍを備える支持治具構造Ｓによって、フィジカル部分構造部材ＴＦを支持する支持工程２１を含んでいる。詳細には、フィジカル部分構造設計モデル設定工程１４６において設定された、フィジカル部分構造部材ＴＦの設計モデルに基づいて、フィジカル部分構造部材ＴＦ及び支持治具構造Ｓを製造する。そして、製造したフィジカル部分構造部材ＴＦを、図２及び図３に示すように、支持治具構造Ｓによって、剛体Ｒに支持する。
例えば、支持治具構造Ｓを構成する端部支持治具Ｓｅは、長手方向に直交するＸ字状の開断面を有し、試験体であるフィジカル部分構造部材ＴＦへの荷重Ｆの作用により塑性変形する塑性部Ｓｅ３を備えている。また、例えば、支持治具構造Ｓを構成する中間部支持治具Ｓｍは、フロアクロスＢと同様の断面を有する試験体接続部Ｓｍ１を備えている。
(Physical exam preparation process 2)
Returning to FIGS. 2 and 3, physical
In detail, the physical
For example, the end support jig Se constituting the support jig structure S has an X-shaped open cross section perpendicular to the longitudinal direction, and the end support jig Se has a plastic structure due to the action of the load F on the physical partial structural member TF, which is the test specimen. It is provided with a deformable plastic part Se3. Further, for example, the intermediate support jig Sm constituting the support jig structure S includes a test specimen connection portion Sm1 having a cross section similar to that of the floor cloth B.
（載荷工程３）
載荷工程３について説明する。載荷工程３は、フィジカル部分構造部材ＴＦに荷重Ｆを作用させる工程である。具体的には、例えば、フィジカル部分構造部材ＴＦに対して、アクチュエータａ（図３参照）の駆動によって所定の運動エネルギーで動作するインパクタｉ（図３参照）を衝突させることによって、フィジカル部分構造部材ＴＦに衝撃荷重を与える（荷重Ｆを作用させる）。
(Loading process 3)
（測定工程４）
測定工程４は、載荷工程３の後に、フィジカル部分構造部材ＴＦの変位量を含むフィジカル部分構造物理量を測定する工程である。具体的には、フィジカル部分構造部材ＴＦに衝撃荷重が作用した際に、フィジカル部分構造部材ＴＦが水平方向に変位した変位量（図７に示す変位量ｄに対応する変位量）と、適宜、フィジカル部分構造部材ＴＦに作用する反力と、を測定する。このように、フィジカル部分構造部材ＴＦは、全体構造Ｗにおける部分構造の境界条件を反映した支持治具構造Ｓによって支持されている。そのため、フィジカル部分構造部材ＴＦの変位量（フィジカル部分構造物理量）を測定することで、全体構造ＷにおけるサイドシルＰの変位量を評価できる。
なお、フィジカル部分構造物理量は、フィジカル部分構造部材ＴＦのひずみであってもよい。フィジカル部分構造物理量は、フィジカル部分構造部材ＴＦに作用する荷重（フィジカル部分構造部材ＴＦが受ける反力、インパクタｉが受ける反力等）であってもよい。フィジカル部分構造物理量は、フィジカル部分構造部材ＴＦの変形前（衝突前）から変形後（衝突後）まで、時系列的に実質的に連続的に測定されてもよい。
なお、測定工程４において、剛体Ｒと支持治具構造Ｓとの間に作用する荷重、又は、インパクタｉとアクチュエータａとの間に作用する荷重を、例えば、剛体Ｒと支持治具構造Ｓとの間にロードセル等の、実質的な剛体とみなせる検出装置を介在させることによって、測定してもよい。
このようにして、本実施形態に係る部分構造試験方法を実施できる。
(Measurement process 4)
The
Note that the physical partial structure physical quantity may be a strain of the physical partial structure member TF. The physical partial structure physical quantity may be a load acting on the physical partial structural member TF (reaction force received by the physical partial structural member TF, reaction force received by the impactor i, etc.). The physical partial structure physical quantity may be measured substantially continuously in time series from before the physical partial structure member TF is deformed (before the collision) to after the physical partial structure member TF is deformed (after the collision).
In addition, in the
In this way, the partial structure testing method according to this embodiment can be implemented.
（他の実施形態）
上述の実施形態は、サイドシルＰの端部Ｐｅに加えて、中間部Ｐｍを、並べられた二つのフロアクロスＢによって支持された全体構造Ｗに対する部分構造試験を実施する場合を例にとって説明したが、これに限らない。例えば、全体構造Ｗは、サイドシルＰの端部Ｐｅに加えて、中間部Ｐｍを、長手方向の所定範囲にわたって、バッテリーボックスのような、剛性の高い構造で支持されたものであってもよい。この場合、フィジカル部分構造部材ＴＦの中間部ＴＦｍを、剛体とみなせるような高い剛性を有する中間部支持治具Ｓｍで支持された状態で、部分構造試験を行う。なお、この場合の中間部支持治具Ｓｍは、剛体Ｒそのものであってもよい。
(Other embodiments)
The above-described embodiment has been described by taking as an example a case where a partial structure test is carried out on the entire structure W supported by two floor cloths B arranged side by side, in which the middle part Pm in addition to the end part Pe of the side sill P is , but not limited to this. For example, in the overall structure W, in addition to the end portion Pe of the side sill P, the intermediate portion Pm may be supported over a predetermined range in the longitudinal direction by a highly rigid structure such as a battery box. In this case, the partial structure test is performed with the intermediate portion TFm of the physical partial structural member TF being supported by the intermediate portion support jig Sm having such high rigidity that it can be regarded as a rigid body. Note that the intermediate portion support jig Sm in this case may be the rigid body R itself.
本実施形態に係る部分構造試験方法は、フィジカル部分構造部材ＴＦを準備するフィジカル部分構造部材準備工程１と、フィジカル部分構造部材ＴＦを支持するフィジカル試験準備工程２と、フィジカル部分構造部材ＴＦに荷重Ｆを作用させる載荷工程３と、載荷工程３の後に、フィジカル部分構造部材ＴＦの変位量を含むフィジカル部分構造物理量を測定する測定工程４と、を含んでいる。そして、フィジカル試験準備工程２は、フィジカル部分構造部材ＴＦの端部ＴＦｅを支持する端部支持治具Ｓｅ及び端部ＴＦｅを除くフィジカル部分構造部材ＴＦの中間部ＴＦｍを支持する中間部支持治具Ｓｍを備える支持治具構造Ｓによって、フィジカル部分構造部材ＴＦを支持する支持工程２１を含んでいる。これにより、試験体の端部ＴＦｅのみならず中間部ＴＦｍも支持した状態で、全体構造Ｗにおける部分構造と他の部材との間の境界条件を反映して部分構造試験ができるので、部分構造の衝突性能を適切に評価できる。よって、部分構造に要求される衝突性能を適切に評価できる部分構造試験方法を提供できる。
The partial structure test method according to the present embodiment includes a physical partial structural
１ フィジカル部分構造部材準備工程
２ フィジカル試験準備工程
３ 載荷工程
４ 測定工程
１１ フルカーシミュレーション工程
１２ バーチャル切り出しモデル作成工程
１３ バーチャル部分構造モデル設定工程
１４ 支持治具設計工程
１５ 準備工程
２１ 支持工程
１３１ バーチャル仮部分構造モデル作成工程
１３２ 仮部分構造シミュレーション工程
１３３ 第１差分計算工程
１３４ 仮境界条件調節工程
１３５ バーチャル部分構造モデル決定工程
１４１ 仮支持治具構造設計工程
１４２ バーチャル仮支持部分構造モデル作成工程
１４３ 第２仮部分構造シミュレーション工程
１４４ 第２差分計算工程
１４５ 仮支持治具構造調節工程
１４６ フィジカル部分構造設計モデル設定工程
Ａ フルカー物理量
Ａ１ サイドシル物理量
Ａ１ｄ サイドシル物理量分布
Ａ２ フロアクロス物理量
Ａ２ｄ フロアクロス物理量分布
Ａ３ 変位量
Ａ１１ せん断力
Ａ１２ 軸力
Ａ１３ モーメント
Ａ２１ 軸力
ａ アクチュエータ
ｂ 境界
Ｂ フロアクロス
Ｂ１ 第１フロアクロス
Ｂ２ 第２フロアクロス
ＢＶ フロアクロス
ｄ 変位量
Ｆ 荷重
ＦＶ 荷重
ｇ 境界
ｉ インパクタ
ｊ 距離
ｋ 距離
Ｐ サイドシル
Ｐ１ 第１サイドシル
Ｐ２ 第２サイドシル
Ｐｅ 端部
Ｐｍ 中間部
ＰＶ サイドシル
ＰＶＰ 部分
Ｑ 回転軸
Ｒ 剛体
Ｓ 支持治具構造
Ｓｅ 端部支持治具
Ｓｅ１ 試験体接続部
Ｓｅ２ 剛体接続部
Ｓｅ３ 塑性部
Ｓｍ 中間部支持治具
Ｓｍ１ 試験体接続部
Ｓｍ２ 剛体接続部
ＴＦ フィジカル部分構造部材
ＴＦｅ 端部
ＴＦｍ 中間部
ＴＶ バーチャル切り出しモデル
ＴＶＶ バーチャル部分構造モデル
ＴＶＶｂ 中間部
ＴＶＶｅ 端部
Ｗ 全体構造
ＷＶ フルカー構造モデル
α サイズ
β サイズ
θ 勾配
φ 勾配
ω 部材軸（図心軸）
1 Physical partial structure member preparation process 2 Physical test preparation process 3 Loading process 4 Measurement process 11 Full car simulation process 12 Virtual cutting model creation process 13 Virtual partial structure model setting process 14 Support jig design process 15 Preparation process 21 Support process 131 Virtual Temporary partial structure model creation process 132 Temporary partial structure simulation process 133 First difference calculation process 134 Temporary boundary condition adjustment process 135 Virtual partial structure model determination process 141 Temporary support jig structure design process 142 Virtual temporary support partial structure model creation process 143 2 temporary partial structure simulation process 144 2nd difference calculation process 145 Temporary support jig structure adjustment process 146 Physical partial structure design model setting process A Fluker physical quantity A1 Side sill physical quantity A1d Side sill physical quantity distribution A2 Floor cross physical quantity A2d Floor cross physical quantity distribution A3 Displacement amount A11 Shearing force A12 Axial force A13 Moment A21 Axial force a Actuator b Boundary B Floor cross B1 1st floor cross B2 2nd floor cross BV Floor cross d Displacement F Load FV Load g Boundary i Impactor j Distance k Distance P Side sill P1 1st 1 side sill P2 2nd side sill Pe End part Pm Intermediate part PV Side sill PVP Part Q Rotating axis R Rigid body S Support jig structure Se End support jig Se1 Test specimen connection part Se2 Rigid body connection part Se3 Plastic part Sm Intermediate part support jig Sm1 Test body connection part Sm2 Rigid body connection part TF Physical partial structural member TFe End part TFm Intermediate part TV Virtual cutout model TVV Virtual partial structural model TVVb Intermediate part TVVe End part W Overall structure WV Full car structural model α Size β Size θ Gradient φ Gradient ω Member axis (centroid axis)
Claims (6)
フィジカル部分構造部材を準備するフィジカル部分構造部材準備工程と、
前記フィジカル部分構造部材を支持するフィジカル試験準備工程と、
前記フィジカル部分構造部材に荷重を作用させる載荷工程と、
前記載荷工程の後に、前記フィジカル部分構造部材の変位量を含むフィジカル部分構造物理量を測定する測定工程と、を含み、
前記フィジカル試験準備工程は、前記フィジカル部分構造部材の端部を支持する端部支持治具及び前記端部を除く前記フィジカル部分構造部材の中間部を支持する中間部支持治具を備える支持治具構造によって、前記フィジカル部分構造部材を支持する支持工程を含み、
前記フィジカル部分構造部材準備工程は、
サイドシル及び前記サイドシルの長手方向に対して略垂直に接合されたフロアクロスを含むフルカー構造モデルに対して、所定位置に荷重を作用させて、前記サイドシル及び前記フロアクロスに作用するフルカー物理量を出力するフルカーシミュレーション工程と、
前記フルカー構造モデルから、前記サイドシル及び前記フロアクロスを含む部分を境界で切り出して、バーチャル切り出しモデルを作成するバーチャル切り出しモデル作成工程と、
前記バーチャル切り出しモデルにおける前記境界に回転軸の位置を含む境界条件を設定して、バーチャル部分構造モデルを設定するバーチャル部分構造モデル設定工程と、
前記境界条件に対応するように、前記バーチャル部分構造モデルの端部を支持する端部支持治具及び前記端部を除く前記バーチャル部分構造モデルの中間部を支持する中間部支持治具を含む前記支持治具構造を設計する支持治具設計工程と、
前記バーチャル部分構造モデルのサイズに対応するサイズの前記フィジカル部分構造部材を準備する準備工程と、を含み、
前記フルカー物理量は、前記サイドシルの長手方向に垂直な断面に作用するサイドシル物理量の前記サイドシルの長手方向に沿う分布であるサイドシル物理量分布と、前記フロアクロスの長手方向に垂直な断面に作用するフロアクロス物理量の前記フロアクロスの長手方向に沿う分布であるフロアクロス物理量分布と、前記サイドシルの変位量と、を含み、
前記バーチャル切り出しモデル作成工程において、前記サイドシル物理量分布における前記サイドシル物理量の勾配が閾値より小さくなる箇所を前記境界とする範囲内のサイズで切り出して、前記バーチャル切り出しモデルを作成する
ことを特徴とする部分構造試験方法。 A partial structure test method,
a physical partial structural member preparation step of preparing a physical partial structural member;
a physical test preparation step for supporting the physical partial structural member;
a loading step of applying a load to the physical partial structural member;
After the loading step, a measuring step of measuring a physical partial structure physical quantity including a displacement amount of the physical partial structural member,
The physical test preparation step includes a support jig including an end support jig that supports an end of the physical partial structural member and an intermediate support jig that supports an intermediate portion of the physical partial structural member excluding the end. a supporting step of supporting the physical partial structural member by a structure ;
The physical partial structural member preparation step includes:
A load is applied to a predetermined position on a full car structure model including a side sill and a floor cross connected substantially perpendicular to the longitudinal direction of the side sill, and a full car physical quantity acting on the side sill and the floor cross is output. full car simulation process;
a virtual cut-out model creation step of creating a virtual cut-out model by cutting out a portion including the side sill and the floor cloth at a boundary from the full car structure model;
a virtual partial structure model setting step of setting a virtual partial structure model by setting a boundary condition including the position of a rotation axis on the boundary in the virtual cut-out model;
The virtual substructure model includes an end support jig that supports an end of the virtual substructure model and an intermediate support jig that supports an intermediate part of the virtual substructure model other than the end so as to correspond to the boundary condition. A support jig design process for designing a support jig structure;
a preparation step of preparing the physical partial structure member of a size corresponding to the size of the virtual partial structure model,
The full car physical quantity includes a side sill physical quantity distribution that is a distribution along the longitudinal direction of the side sill of a side sill physical quantity that acts on a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the side sill, and a floor cross that acts on a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the floor cross. A floor cross physical quantity distribution that is a distribution of physical quantities along the longitudinal direction of the floor cross, and a displacement amount of the side sill,
In the virtual cut-out model creation step, the virtual cut-out model is created by cutting out a portion of the side sill physical quantity distribution where the gradient of the side sill physical quantity is smaller than a threshold value within a range defined as the boundary.
A partial structure testing method characterized by:
フィジカル部分構造部材を準備するフィジカル部分構造部材準備工程と、 a physical partial structural member preparation step of preparing a physical partial structural member;
前記フィジカル部分構造部材を支持するフィジカル試験準備工程と、 a physical test preparation step for supporting the physical partial structural member;
前記フィジカル部分構造部材に荷重を作用させる載荷工程と、 a loading step of applying a load to the physical partial structural member;
前記載荷工程の後に、前記フィジカル部分構造部材の変位量を含むフィジカル部分構造物理量を測定する測定工程と、を含み、 After the loading step, a measuring step of measuring a physical partial structure physical quantity including a displacement amount of the physical partial structural member,
前記フィジカル試験準備工程は、前記フィジカル部分構造部材の端部を支持する端部支持治具及び前記端部を除く前記フィジカル部分構造部材の中間部を支持する中間部支持治具を備える支持治具構造によって、前記フィジカル部分構造部材を支持する支持工程を含み、 The physical test preparation step includes a support jig including an end support jig that supports an end of the physical partial structural member and an intermediate support jig that supports an intermediate portion of the physical partial structural member excluding the end. a supporting step of supporting the physical partial structural member by a structure;
前記フィジカル部分構造部材準備工程は、 The physical partial structural member preparation step includes:
サイドシル及び前記サイドシルの長手方向に対して略垂直に接合されたフロアクロスを含むフルカー構造モデルに対して、所定位置に荷重を作用させて、前記サイドシル及び前記フロアクロスに作用するフルカー物理量を出力するフルカーシミュレーション工程と、 A load is applied to a predetermined position on a full car structure model including a side sill and a floor cross connected substantially perpendicular to the longitudinal direction of the side sill, and a full car physical quantity acting on the side sill and the floor cross is output. full car simulation process;
前記フルカー構造モデルから、前記サイドシル及び前記フロアクロスを含む部分を境界で切り出して、バーチャル切り出しモデルを作成するバーチャル切り出しモデル作成工程と、 a virtual cut-out model creation step of creating a virtual cut-out model by cutting out a portion including the side sill and the floor cloth at a boundary from the full car structure model;
前記バーチャル切り出しモデルにおける前記境界に回転軸の位置を含む境界条件を設定して、バーチャル部分構造モデルを設定するバーチャル部分構造モデル設定工程と、 a virtual partial structure model setting step of setting a virtual partial structure model by setting a boundary condition including the position of a rotation axis on the boundary in the virtual cut-out model;
前記境界条件に対応するように、前記バーチャル部分構造モデルの端部を支持する端部支持治具及び前記端部を除く前記バーチャル部分構造モデルの中間部を支持する中間部支持治具を含む前記支持治具構造を設計する支持治具設計工程と、 The virtual substructure model includes an end support jig that supports an end of the virtual substructure model and an intermediate support jig that supports an intermediate part of the virtual substructure model other than the end so as to correspond to the boundary condition. A support jig design process for designing a support jig structure;
前記バーチャル部分構造モデルのサイズに対応するサイズの前記フィジカル部分構造部材を準備する準備工程と、を含み、 a preparation step of preparing the physical partial structure member of a size corresponding to the size of the virtual partial structure model,
前記フルカー物理量は、前記サイドシルの長手方向に垂直な断面に作用するサイドシル物理量の前記サイドシルの長手方向に沿う分布であるサイドシル物理量分布と、前記フロアクロスの長手方向に垂直な断面に作用するフロアクロス物理量の前記フロアクロスの長手方向に沿う分布であるフロアクロス物理量分布と、前記サイドシルの変位量と、を含み、 The full car physical quantity includes a side sill physical quantity distribution that is a distribution along the longitudinal direction of the side sill of a side sill physical quantity that acts on a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the side sill, and a floor cross that acts on a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the floor cross. A floor cross physical quantity distribution that is a distribution of physical quantities along the longitudinal direction of the floor cross, and a displacement amount of the side sill,
前記バーチャル切り出しモデル作成工程において、前記フロアクロス物理量分布における前記フロアクロス物理量の絶対量が閾値より小さくなる箇所を前記境界とする範囲内のサイズで切り出して、前記バーチャル切り出しモデルを作成する In the virtual cut-out model creation step, the virtual cut-out model is created by cutting out a portion of the floor cross physical quantity distribution where the absolute amount of the floor cross physical quantity is smaller than a threshold value within a range defined as the boundary.
ことを特徴とする部分構造試験方法。A partial structure testing method characterized by:
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の部分構造試験方法。 3. The partial structure testing method according to claim 1 , wherein the side sill physical quantities include shear force, axial force, and moment.
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の部分構造試験方法。 The partial structure testing method according to any one of claims 1 to 3, wherein the floor cross physical quantity includes an axial force.
前記バーチャル仮部分構造モデルに対して、前記所定位置に対応する位置に前記荷重を作用させて、前記フルカー物理量に対応するバーチャル仮部分構造物理量を出力する仮部分構造シミュレーション工程と、
前記フルカー物理量と、前記バーチャル仮部分構造物理量との第１差分を計算する第１差分計算工程と、
前記第１差分が所定値以上である場合、前記仮境界条件を変更し、前記バーチャル仮部分構造モデル作成工程と、前記仮部分構造シミュレーション工程と、前記第１差分計算工程とを、前記第１差分が所定値未満になるまで繰り返す仮境界条件調節工程と、
前記第１差分が所定値未満である場合、前記仮境界条件を前記境界条件として設定した前記バーチャル仮部分構造モデルを、前記バーチャル部分構造モデルとして設定するバーチャル部分構造モデル決定工程と、を含む
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の部分構造試験方法。 The virtual partial structure model setting step includes a virtual temporary partial structure model creation step of creating a virtual temporary partial structure model by setting temporary boundary conditions including the position of a rotation axis at the boundary in the virtual cut-out model;
a temporary substructure simulation step of applying the load to a position corresponding to the predetermined position on the virtual temporary substructure model to output a virtual temporary substructure physical quantity corresponding to the Fullcar physical quantity;
a first difference calculation step of calculating a first difference between the Fullcar physical quantity and the virtual temporary substructure physical quantity;
If the first difference is greater than or equal to a predetermined value, the temporary boundary condition is changed, and the virtual temporary substructure model creation step, the temporary substructure simulation step, and the first difference calculation step are changed to the first difference. A provisional boundary condition adjustment step that is repeated until the difference becomes less than a predetermined value;
If the first difference is less than a predetermined value, the virtual partial structure model determining step of setting the virtual temporary partial structure model in which the temporary boundary condition is set as the boundary condition as the virtual partial structure model. The partial structure testing method according to any one of claims 1 to 4 , characterized in that:
前記バーチャル部分構造モデルを前記仮支持治具構造で支持したバーチャル仮支持部分構造モデルを作成するバーチャル仮支持部分構造モデル作成工程と、
前記バーチャル仮支持部分構造モデルに対して、前記所定位置に対応する位置に前記荷重を作用させて、前記フルカー物理量に対応する第２バーチャル仮部分構造物理量を出力する第２仮部分構造シミュレーション工程と、
前記フルカー物理量と、前記第２バーチャル仮部分構造物理量との第２差分を計算する第２差分計算工程と、
前記第２差分が所定値以上である場合、前記仮支持治具構造を変更し、前記仮支持治具構造設計工程と、前記バーチャル仮支持部分構造モデル作成工程と、前記第２仮部分構造シミュレーション工程と、前記第２差分計算工程とを、前記第２差分が所定値未満になるまで繰り返す仮支持治具構造調節工程と、
前記第２差分が所定値未満である場合、前記バーチャル部分構造モデル及び前記仮支持治具構造を、それぞれ、前記フィジカル部分構造部材及び前記支持治具構造の設計モデルとして設定するフィジカル部分構造設計モデル設定工程と、を含む
ことを特徴とする請求項５に記載の部分構造試験方法。 The support jig design step includes a temporary support jig structure design step of designing a temporary support jig structure based on the position of the rotating shaft;
a virtual temporary support partial structure model creation step of creating a virtual temporary support partial structure model in which the virtual partial structure model is supported by the temporary support jig structure;
a second temporary partial structure simulation step of applying the load to the virtual temporary supported partial structure model at a position corresponding to the predetermined position and outputting a second virtual temporary partial structure physical quantity corresponding to the full car physical quantity; ,
a second difference calculation step of calculating a second difference between the Fullcar physical quantity and the second virtual temporary substructure physical quantity;
If the second difference is greater than or equal to a predetermined value, the temporary support jig structure is changed, and the temporary support jig structure design process, the virtual temporary support partial structure model creation process, and the second temporary partial structure simulation are performed. and the second difference calculation step are repeated until the second difference becomes less than a predetermined value, a temporary support jig structure adjustment step;
If the second difference is less than a predetermined value, a physical partial structure design model that sets the virtual partial structure model and the temporary support jig structure as design models of the physical partial structural member and the support jig structure, respectively. 6. The partial structure testing method according to claim 5 , comprising a setting step.
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