本記事のトピック
- 米国連邦自動車安全基準FMVSS 201Uを参考に、LS-DYNAを用いた内装Aピラーの頭部衝撃解析を実施。
- 衝突速度24km/hでのFMH衝突シミュレーションにより、HIC(d)値の算出と頭部保護性能を定量的に評価。
- 単なる解析に留まらず、RDM最適化等を用いたリブ配置のコントロールによる傷害値改善への道筋を提案。
今回の事例では、LS-Dynaによる衝撃解析の受託事例紹介として、ボンネットの頭部傷害値解析（HIC）事例に続き、内装トリムの頭部傷害値（HIC）をLS-Dynaで解析してみます。FMVSS 201Uを参考に、以下のようにモデルを構築しました。
LS-DYNAによるヘッドフォームを用いたAピラートリムへの衝突解析モデル。ヘッドフォームの加速度からHIC値を評価する。
車両のモデルはCCSA様が配布しているCamry MY2015前突用モデル、インパクターはLSTCが配布しているFMH（Free Motion Head Form）を使用します。インパクター接触位置は、FMVSS201Uに厳格に従っているわけではありません。また、前突用モデルのためAピラートリムの精度は不明であり、Aピラー内のエアバッグ等内蔵物は不在です。そのため、実車とは異なる結果になることをご了承ください。
インパクターは衝突速度24km/hで内装トリムに衝突します。ターゲットはHIC(d)<1000です。HIC(d)の算出方法はFMVSS201Uで規定された方法に従ってフィルタリング等の処理をします。
以下はLS-Dynaによる衝突解析の結果アニメーションです。
内装材（Aピラートリム）の変形から、大きな衝撃であることが直感的に理解できる。。
ヘッドフォームの衝突により、Aピラートリムの変形はもちろんだが、衝撃によりAピラーが振動していることがわかる。
HIC(d)の値を確認してみましょう。
計測されたHIC値は853だった。実車再現モデルではないため、HIC値の良し悪しについては本記事では触れない。
HIC(d)の値は853でした。Aピラー周りをしっかりとモデル化したデータで解析しているわけではないため、このHIC値については言及しません。
今回は内装へのFMHインパクター室内衝撃試験を模擬したCAE解析を紹介しました。CAEによる評価だけでなく、CAE最適化により内装トリムの板厚やリブ配置をコントロールすることでHIC値を改善することができます。気になる方はお気軽にお問い合わせください。
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その解析課題、GRMが解決します。
本記事でご紹介した「非線形領域のCAE最適化設計」や「傷害値低減技術」を、御社の製品開発に適用しませんか？
「現状のモデルを見てほしい」「テスト解析を依頼したい」など、技術的なご相談からでも大歓迎です。
※「記事を見た」と書いていただけるとスムーズです。
※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、本記事のような高度な衝突解析を得意とし、衝突課題まで含めた最適化解析を提案しています。
- 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