衝突解析受託事例 ー LS-Dynaを使用したポール側突(FMVSS214P, UNR135)の衝突解析
【本事例のトピック】 【ポール側突解析モ […]
【本事例のトピック】 【ポール側突解析モ […]
今回は衝突解析とCAE最適化設計の受託事例として、EV用バッテリーケースの衝突性能をCAE最適化設計によりコントロールする方法を紹介します。
衝突形態はFMVSS214やUNR135に代表されるポール側突とします。本来であればボディとバッテリーケースの両者でEA(エネルギー吸収)するものですが、今回の事例紹介モデルではバッテリーケースのみでEAさせることにします。
今回の事例では、柱の座屈問題を最適化した事例でも少し触れた、円錐殻の座屈について紹介します。
使用するモデルは以下のようなモデルです。
今回の事例では、弊社が得意としている複合材、CFRPについてご紹介します。受託サービスではMATカードの作成を請け負っており、これまでに様々な材料の評価及びMATカード作成をしています。また、トレーニング提供サービスではMATカード作成のためのトレーニングコースも用意しています。
CFRPを用いた設計事例については、CFRP製チェアやCFRP製シート、フロントウィングの事例をご覧ください。
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。
今回はLS-Dynaによる衝突解析受託事例として、過去のボンネットのみで実施した歩行者保護性能のLS-DynaによるCAE解析を、ボディを使用して実施します。
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。
今回は2つのアルゴリズムを使用しました。
True Mechanics, ProjectedSubGradient
Ture mechanics, Optimality
なお、SIMP法はExplicit解析には適していないため今回は紹介しません。低い密度になった要素が爆発して解析エラーになるためです。
今回は以下3つのアルゴリズムで計算したものを比較します。
True Mechanics:エネルギー密度を考慮する(≒衝突や非線形モデル向け)
SIMP(LS-TaSC):材料密度(剛性)を考慮する(≒線形静的モデル向け)
SIMP(Genesis):前回の事例モデル
今回の事例紹介では、2013年に実施された9th European LS-Dyna Conference 2013でGRM consulting LtdとJaguar Land Rover Ltd様の共同で発表した資料「Multi-disciplinary Topology Optmization for Vehicle Bonnet Design」(David Slaway, Dr. Tayb Zeguer著)の要約版をご紹介します。