この解析ではCCSA様（https://www.ccsa.gmu.edu/）が無償配布しているフルラップ前突同定済みのMY2015 Camryモデルを使用して側面衝突解析を紹介します。 FMVSS214で定義された条件と台車で解析を実施します。UNR95よりも速く、重い台車が斜め前から衝突する条件です。 なお、サンプルモデルであるため、実車とは異なる結果になることはご了承ください。 FMVSS214では運転席と後席にそれぞれダミーを搭載しますが、このモデルではダミーは搭載しません。もちろん、他の事例にあるようにダミーを搭載して障害値を確認することが可能です。 1368kgの台車が54km/hで静止した車両に衝突します。ドアが大きく変形していますが、室内侵入量は少なく見えます。 台車を非表示にして車両の動きを見てみましょう。   台車を非表示にしてみると、Ｂピラーとドア内インパクトビームが台車の侵入を抑えていることがわかります。 前後方向の断面を見た様子が以下のアニメーションです。   断面で見てみると、Ｂピラーの変形をシートが受けていて、左右Bピラー間の距離が縮まらないようになっていることがわかります。バリア侵入量≒Bピラー間距離変化は、乗員の生存空間確保に直結するためとても重要です。 降伏応力が非常に高い材料を使わない限り、厚肉かつ大断面の部材を使用せざるを得ない部分のため、量産車がいかに効率よく設計されているかがよくわかる部分です。 最終的にはエアバックも考慮したダミーの障害値で良否判定をすることがになりますが、開発初期段階ではBピラー間距離に着目して設計することも可能です。 また、車両全体CAEモデルではドアロックが完全ロックした状態での解析となりますが、ドアが開いてしまうと評価NGとなるため設計が難しい衝突条件の一つです。   弊社では自動車メーカーから、各国の法規評価（FMVSS,UNR…）、各国NCAP評価などを受託しています。お気軽にお問い合わせください。 最適化では、ドア内インパクトビーム、Bピラー、フロアクロスメンバー、サイドシルを設計することが可能です。

今回の事例ではUNR127に基づいた、歩行者頭部保護性能試験の解析をご紹介します。 頭部障害値は一般にHIC（Head Injury Criterion）と呼ばれ、以後HICと記載します。HICには歩行者保護以外にも内装への衝突もあります。 他の衝突試験と同様に、認証で必要なUNRやFMVSSだけではなくEuroNCAPやJNCAP等のアセスメントでも評価されます。自動車が歩行者を撥ねた際、バンパーで歩行者脚部を跳ね上げ、ボンネットで歩行者を受け止めるようになっていますが、ボンネットやフロントウィンドウ、Aピラーがあまりに硬いと致命的な傷害を負う危険性があるためです。 上記は、国土交通省のwebサイト（https://www.mlit.go.jp/jidosha/anzen/02assessment/car_h18/test_head.html）から引用した画像です。（H18年なのでだいぶ古いですね）様々な部位でHIC値を確認して評価されます。余談ですが、各国法規・各団体アセスメントでそれぞれ評価位置やレーティング基準が違うのでとても大変です。   本来、ボンネット下の構造体が必要です。ボンネットと内部構造の隙間・ボンネットヒンジの剛性など、様々な要素が関わっているためです。 今回はただぶつけるだけなので、ボンネット単体の一部を完全拘束してぶつけてみます。もちろん、実車とは全く違う結果になることはご了承ください。     HIC値を見てみると・・・3850!!!!! 　HIC<1000であればAIS（Abbreviated Injury Scale）がレベル４程度となり、重篤な傷害発生率が20%以下と言われていますがはるかに超えてしまいました。ボンネットの特に硬そうな部分にぶつけたのはもちろんですが、ボンネット裏側に設定した拘束条件が主要因となり非常に悪い結果となりました。実車では、フェンダーとの間隙やヒンジの変形でEAするため、もっと良い値になります。 境界条件は精度よく作りこむ必要があることがよくわかる結果となりました。 自動車の衝突安全性能は日進月歩で向上していますが、衝突後に地面に頭を打った時（二次衝突）は非常に高いHIC値を記録することになります。JAFによる実験結果では時速20kmで電動キックボートが転倒して頭部を地面に打った場合、HIC値は7766.2（!!!!!）とのことです。（https://jaf.or.jp/common/safety-drive/car-learning/user-test/two-wheeled-vehicle/risk） 事故を起こさない、事故に巻き込まれない努力も必要であることがわかります。     […]

今回の事例では、台形ねじを使ったボルト締結を再現したCAEモデルをご紹介します。使用するソルバーはLS-DynaのIMPLICITソルバーです。 使用するモデルは、ソケット（剛体）・ボルト・被締結物・ナットです。ソケット以外はMAT24を使用しています。 構造解析用CAEモデルにボルトプリロードを再現したい場合、*CONTACT_SURFACE_TO_SURFACE_INTERFERENCEやその他の方法で軸力を予め与えておくことがほとんどだと思います。ですが、今回は実際にボルト締結を再現してみます。 「台形ねじは緩みやすいので締結に適さない」と一般的に言われますが、なぜ緩むのか知っていますか？ 普通に三角ねじを使用すればいいじゃない、というのは正論ですが、レースの世界では目的達成のために規格寸法ではないものを使用することが頻繁にあります。Google検索等で「Formula1 Wheel nut」と検索してみてください。なんと、ねじ山が２山未満のねじでホイールが固定されているのがわかります。もちろん、三角ねじではなく、台形ねじに近いプロファイルになっています。     ご存じのとおり、ボルト接合ではボルトに発生する軸力によりボルトが弾性変形し、その軸力により強大な摩擦力が発生することで締結構造を保持しています。私は「ねじ締結概論（酒井智次著）」を元にしたエクセルで締結成立性の計算をしています。 驚くことに、机上計算では「台形ねじで締結しても緩まない」という結果になります。（もちろん、大径にしてリード角を小さくしている場合）ぜひ計算してみてください。 ですが先人たちの経験上、緩みやすいことは明らかであり、実際に緩んでしまった原因を調査したいという依頼がありました。     上記のモデルを使用して、ボルト締結をLS-Dynaで再現します。机上計算では約95kNの締結軸力が発生するはずです。 ナット下面を拘束し、ソケットにトルクを与えます。 ですが、以下の解析結果では明らかに机上計算よりも低い軸力（76kN）となっていて、外力に対して軸力不足である結果になりました。 余談ですが、アニメーションの見栄えをよくするために動きを大きくしようと、ボルトを中空にして剛性を低くしましたがほとんど回転せずがっかりしました・・・。     […]

この解析ではCCSA様（https://www.ccsa.gmu.edu/）が無償配布している同定済みのMY2015 Camryモデルを使用してODB（オフセットデフォーマブルバリア）衝突を紹介します。 バリアは、LSTCが配布している無料のデフォーマブルバリア（Shell要素版）を使用します。 解析条件はUNR94に則っています。ただし、ダミーは搭載しておらず、質量として搭載されています。   フルラップリジッドバリアを同定したモデルを使用しており、ODBの精度については保証されていないため、実車とは違う結果になっていることをご了承ください。   今回の結果をYouTubeで確認できる結果と比較してみると、車両挙動はとてもよく合致しています。フルラップ衝突をしっかりと同定したモデルのため、ODBでも十分な精度があるように見えます。 オフセット衝突では車両の片側で荷重を受けるため、クラッシュボックス・サイドメンバー・サイドシル・フロアメンバーを堅牢にする必要性があります。しかし、あまりに堅牢に設計してしまうとフルラップ衝突時のエネルギー吸収量が不足し、ダミー障害値が上昇するという背反があるためバランスを取ることが必要です。   弊社では自動車メーカーや設計企業から、各国の法規評価（FMVSS,UNR…）、各国NCAP評価などを受託しています。お気軽にお問い合わせください。