今回はLS-Dynaによる衝突解析受託事例として、合わせガラスの衝撃解析を紹介します。
自動車のフロントウィンドウ（ウインドシールド）は樹脂の中間層を使用した３層合わせガラス（ラミネートガラス）が一般的で、歩行者保護性能が求められます。この合わせガラスを精度よくLS-Dynaで評価します。
使用するモデルはフロントウィンドウのみで、HIC解析用のインパクターを使用して衝撃解析を実施します。引張/圧縮や曲げなどの基礎試験を模擬しても全く面白くない結果になるため、HICの事例と被りますがご容赦ください。
- CCSA様配布のMY2015 Camryから流用したラミネートガラス
- GRＭにて過去にMATカードを作成したラミネートガラス（乗用車用では無いもの）
上記の２パターンにて、ガラスの衝撃解析をLS-Dynaで実行します。
↑ LS-Dynaによる衝撃解析の評価結果 ↑
左がCCSAのCamryモデルから流用した結果です。ただし、前突用モデルであり、ガラスについては正しく同定されているか不明です。（たぶんされていません）
右が弊社で過去に作成したMATカードを使用したモデルの結果です。乗用車用では無いことに注意が必要です。
いずれの結果も、HICは十分に低い値になっており、値だけで見れば大きな差はありません。Camryのモデルは粉々になっているように見えます。ここで衝撃によるガラスの亀裂の様子を見てみましょう。
紫になっている部分はガラスが破断して要素が無くなる部分です。ガラスの亀裂進展が双方に見られます。Camry流用モデルはほとんどフィルムのみで耐えている状態でした。弊社MATカードのモデルは乗用車には少し強すぎるようにも見えます。（亀裂が少ない）
この違いは、インパクター加速度のピークにもしっかりと見ることができます。
弊社では、材料試験からMATカード作成までを一貫して請け負うことで、正確なCAE結果をお届けしています。もちろん、お客様から支給された試験結果からもMATカードの作成が可能です。
正しいCAE結果を得るために、正しく一貫性のある試験結果と、正しいMATカードを作成することが重要です。
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その解析課題、GRMが解決します。
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※技術のご相談は各事例モデルの解析担当者に対応させます。
この記事の監修・執筆チーム
GRM Consulting株式会社 解析エンジニアリング部
モータースポーツ最高峰のF1から量産車開発まで、20年以上にわたり構造設計・衝突・振動・流体解析に携わるスペシャリスト集団。 単なるシミュレーション結果の提示に留まらず、本記事のような安全性能のアセスメント評価を得意とし、性能目標の達成から軽量化まで様々な改善を手掛けています。
- 主要ツール：LS-DYNA, Abaqus, Genesis, Nastran, OptiAssist, Simcenter 3D
- 専門領域：構造最適化、衝撃エネルギー吸収体最適化、CFRP複合材解析、衝突解析、CFD解析