JP5158246B2 - Shock absorbing member - Google Patents
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Description
本発明は衝撃吸収部材に関し、具体的には、肉盛溶接や焼き入れを行うことなく安価で、優れた軸圧潰特性を有し、かつ軽量化を図ることが可能な衝撃吸収部材に関する。 The present invention relates to an impact absorbing member, and more specifically, to an impact absorbing member that is inexpensive, has excellent axial crushing characteristics, and can be reduced in weight without performing overlay welding or quenching.
周知のように、自動車の衝突時の衝突エネルギを吸収してキャビンへの衝撃力を緩和することによって乗員の保護を図るためには、例えばエンジンルームやトランクルームといったキャビン以外のスペースを優先的に潰すことが有効である。そこで、自動車の車体の前部、後部あるいは側部等の適宜箇所には、衝突時の衝撃荷重が負荷されると軸方向(本明細書では衝撃吸収部材の長手方向を意味する)へ圧潰することによって衝突エネルギを積極的に吸収するための衝撃吸収部材が配置される。このような衝撃吸収部材として、フロントサイドメンバ、サイドシルさらにはリアサイドメンバ等が知られており、近年では、軸方向へ負荷される衝撃荷重によって軸方向へ蛇腹状(アコーデオン状)に優先的に座屈することにより衝突エネルギを吸収するクラッシュボックスも採用されている。 As is well known, in order to protect passengers by absorbing the collision energy at the time of a car collision and mitigating the impact force on the cabin, for example, the space other than the cabin such as the engine room and the trunk room is preferentially crushed. It is effective. Therefore, when an impact load at the time of a collision is applied to an appropriate portion such as a front portion, a rear portion, or a side portion of a car body of an automobile, it is crushed in an axial direction (in this specification, the longitudinal direction of the shock absorbing member) Thus, an impact absorbing member for positively absorbing the collision energy is arranged. As such an impact absorbing member, a front side member, a side sill, and a rear side member are known. In recent years, the seat is preferentially seated in an accordion shape in the axial direction due to an impact load applied in the axial direction. A crash box that absorbs collision energy by bending is also adopted.
クラッシュボックス等の衝撃吸収部材には、衝突時の衝撃エネルギを吸収するために高い耐荷重性が要求される。衝撃吸収部材の耐荷重を高めるには、板厚を大きくするか又は高強度材を用いればよい。しかし、前者では車体重量の増加を招き、また後者では製造コストの上昇を招き、いずれも自動車用の衝撃吸収部材として適当でない。 An impact absorbing member such as a crash box is required to have high load resistance in order to absorb impact energy at the time of collision. In order to increase the load resistance of the shock absorbing member, the plate thickness may be increased or a high strength material may be used. However, the former causes an increase in the weight of the vehicle body, and the latter causes an increase in manufacturing cost. Both are not suitable as an impact absorbing member for automobiles.
そこで、衝撃吸収部材の特定部位に肉盛溶接や高周波焼入れを施すこと、あるいは、衝撃吸収部材のコーナ部を凸形状又は凹形状に形成することによって耐荷重を高めることが提案されている。 Therefore, it has been proposed to increase the load resistance by performing build-up welding or induction hardening on a specific part of the shock absorbing member, or by forming the corner portion of the shock absorbing member into a convex shape or a concave shape.
特許文献1には、曲げ成形部材の稜線あるいは稜線の近傍の領域に例えばアークやレーザの肉盛溶接部を形成することにより軸方向の衝突の際の衝撃エネルギの吸収量を増加する発明が開示されている。 Patent Document 1 discloses an invention that increases the absorption amount of impact energy at the time of an axial collision by forming, for example, an arc or laser overlay weld in a ridge line of a bending member or a region in the vicinity of the ridge line. Has been.
特許文献2には、プレス成形部材の特定の部位に高周波焼入れによる焼入硬化部を形成することにより軸方向の衝突の際の衝撃エネルギの吸収量を増加する発明が開示されている。
さらに、特許文献3には、横断面が略ハット状の構造部材におけるフランジとクロージングプレートとを接合した部材のフランジ部に隣接するコーナ部以外のコーナ部を、凹形状又は凸形状に成形することにより軸方向の衝突の際の衝撃エネルギの吸収量を増加する発明が開示されている。
Further, in
衝撃吸収部材の衝撃エネルギの吸収量を増加するために、特許文献1により開示された発明では肉盛溶接を行う必要があり、特許文献2により開示された発明では高周波焼入れを行う必要があり、さらに特許文献3により開示された発明では凹形状又は凸形状に成形加工する必要がある。このため、いずれの発明によっても製造コストの上昇は否めず、低コストも強く要請される自動車用の衝撃吸収部材として適用することは難しい。
In order to increase the amount of impact energy absorbed by the impact absorbing member, it is necessary to perform overlay welding in the invention disclosed in Patent Document 1, and in the invention disclosed in
本発明は、このような従来の技術が有する課題に鑑みてなされたものであり、肉盛溶接や焼入れを行う必要がないことから製造コストの上昇をできるだけ抑制でき、しかも優れた軸圧潰特性を有し、かつ軽量化を図ることができる衝撃吸収部材を提供することである。 The present invention has been made in view of the problems of such conventional techniques, and since it is not necessary to perform overlay welding or quenching, an increase in manufacturing cost can be suppressed as much as possible, and excellent axial crushing characteristics can be obtained. It is to provide an impact absorbing member that can be reduced in weight.
本発明は、衝撃吸収部材を構成する略溝形の部材のコーナ部を、3重以上に折り重ねて構成すれば、この部材の素材である鋼板の板厚を増大させることなく、衝撃荷重を負荷された際に高い応力を受けるコーナ部の板厚を実質的に増加してコーナ部を強化でき、これにより、衝撃吸収部材の衝撃吸収性能を向上できるという、極めて独創的な技術思想に基づくものである。 In the present invention, if the corner portion of the substantially groove-shaped member constituting the impact absorbing member is configured to be folded three or more times, the impact load can be increased without increasing the thickness of the steel plate which is the material of this member. Based on a very original technical idea that the corner thickness can be strengthened by substantially increasing the thickness of the corner portion that receives high stress when loaded, thereby improving the shock absorbing performance of the shock absorbing member. Is.
本発明は、金属板を成形することにより得られるとともに、二つの側壁部と、底部と、これら側壁部及び底部をつなぐコーナ部とを有する第1の部材を少なくとも有し、第1の部材の軸方向へ向けて負荷される衝撃エネルギを吸収するための衝撃吸収部材であって、少なくとも前記コーナ部の一部は、金属板がコーナ部の形状に沿うように3重に折り重ねられた折り重ね形状部であることを特徴とする衝撃吸収部材である。 The present invention is obtained by molding a metal plate, and has at least a first member having two side wall portions, a bottom portion, and a corner portion connecting the side wall portions and the bottom portion. An impact absorbing member for absorbing impact energy loaded in an axial direction, wherein at least a part of the corner portion is folded in such a manner that a metal plate is folded three times so as to follow the shape of the corner portion. It is an impact-absorbing member characterized by being an overlapping shape part.
この本発明では、折り重ね形状部をなす金属板の少なくとも一部が、重ね合わせ接合されることが、望ましい。
これらの本発明では、折り重ね形状部が、コーナ部の近傍であって側壁部の一部、及び/又は、底部の一部に形成されることが、望ましい。
In the present invention, it is desirable that at least a part of the metal plate forming the folded shape portion is overlapped and joined.
In the present invention, it is desirable that the folded-up portion is formed in the vicinity of the corner portion and in a part of the side wall part and / or a part of the bottom part.
これらの本発明では、第1の部材が、二つの側壁部に設けられたフランジを有することが望ましい。
これらの本発明では、さらに、第1の部材のフランジを介して第1の部材に接合されることにより閉じた横断面を形成するための第2の部材を有することが望ましい。
In the present invention, it is desirable that the first member has a flange provided on two side wall portions.
In the present invention, it is desirable to further have a second member for forming a closed cross section by being joined to the first member via the flange of the first member.
これらの本発明にかかる衝撃吸収部材における第1の部材は、例えば、金属板をプレス成形することにより得られることが例示される。 It is exemplified that the first member in the impact absorbing member according to the present invention is obtained, for example, by press-molding a metal plate.
本発明により、肉盛溶接や焼き入れを行う必要がないことから製造コストの上昇をできるだけ抑制でき、しかも優れた軸圧潰特性を有する衝撃吸収部材を提供することが可能となる。 According to the present invention, since it is not necessary to perform overlay welding or quenching, an increase in manufacturing cost can be suppressed as much as possible, and an impact absorbing member having excellent axial crushing characteristics can be provided.
以下、本発明に係る衝撃吸収部材を実施するための最良の形態を、添付図面を参照しながら説明する。なお、本発明に係る衝撃吸収部材は、例えば、クラッシュボックス、サイドシル、クロスメンバーやサイドメンバーといった、自動車の衝突変形時に軸圧潰変形を受ける部材であれば、等しく適用可能である。 The best mode for carrying out the impact absorbing member according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. The shock absorbing member according to the present invention is equally applicable as long as it is a member that undergoes axial crushing deformation at the time of collision deformation of an automobile, such as a crash box, a side sill, a cross member, or a side member.
本実施の形態の衝撃吸収部材は、第1の部材と第2の部材とを有するので、これらについて説明する。
[第1の部材]
本実施の形態の衝撃吸収部材は、略溝形の第1の部材を有する。この衝撃吸収部材は、第1の部材の軸方向へ向けて衝撃エネルギを負荷されると、軸方向へ蛇腹状(アコーデオン状)に優先的に座屈することにより衝撃エネルギを吸収するための衝撃吸収部材である。
Since the impact absorbing member of the present embodiment has a first member and a second member, these will be described.
[First member]
The shock absorbing member of the present embodiment has a substantially groove-shaped first member. When the impact energy is loaded in the axial direction of the first member, the impact absorbing member buckles preferentially in an accordion shape in the axial direction to absorb the impact energy. It is a member.
本実施の形態では、第1の部材の素材として普通鋼からなる鋼板を用いる。そして、第1の部材は、この鋼板を周知慣用の手段によりプレス成形することにより、二つの側壁部と、底部と、側壁部及び底部をつなぐ湾曲したコーナ部とを有する略溝形の部材として、成形される。 In the present embodiment, a steel plate made of ordinary steel is used as the material for the first member. The first member is formed as a substantially groove-shaped member having two side wall portions, a bottom portion, and a curved corner portion connecting the side wall portion and the bottom portion by press forming the steel plate by a well-known and conventional means. Molded.
本実施の形態では、このプレス成形工程の一部に、少なくともコーナ部が、鋼板が折り重ねられた折り重ね形状部となる工程が設けられる。
図1(a)〜図1(d)は、第1の部材のコーナ部に折り重ね形状部を形成するための工程の一例を模式的に示す説明図である。
In the present embodiment, a part of this press forming process is provided with a process in which at least the corner part becomes a folded shape part obtained by folding the steel plate.
Fig.1 (a)-FIG.1 (d) are explanatory drawings which show typically an example of the process for forming a folding shape part in the corner part of a 1st member.
図1(a)に示すように、折り重ね形状部の余線長を確保するため、平板のブランク1を用い、ブランクホルダ2、パンチ3及びダイ4により構成される第1の金型5により底部に該当する部位に絞り加工を行って凹形状部1aを形成する。このとき、パネルの反転を不要とするために、図1(a)に示すように上型にブランクホルダ2及びパンチ3を配置することが望ましい。
As shown in FIG. 1A, a flat blank 1 is used to secure the extra length of the folded shape portion, and the first mold 5 including the
次に、図1(b)に示すように、ダイ6、パッド7、ホルダ8及びパンチ9により構成される第2の金型10により凹形状部1aをパッド7で押圧した状態で、絞り又は曲げ成形を行ってハット形状に成形する。
Next, as shown in FIG. 1 (b), in the state where the
次に、図1(c)に示すように、ダイ11、ホルダ12及びパンチ13により構成される第3の金型14により凹型の余線長部1bをパンチ13の肩部周辺に移動させるための予備成形を行う。折り返しを容易とするためにパンチ13の先端部は略凸形状とすることが有効である。また、ダイ11には折り返し部の移動を防止するために段差状の返し11aを設けることが有効である。
Next, as shown in FIG. 1 (c), the
そして、図1(d)に示すように,最終工程として、ダイ15、ホルダ16及びパンチ17により構成される第4の金型18により所定の折り重ね形状部1cに成形する。
これにより、本実施の形態のクラッシュボックスを構成する第1の部材の少なくともコーナ部の少なくとも一部が、鋼板が折り重ねられた折り重ね形状部となる。また、本実施の形態では、図1(d)に示すように折り重ね形状部1cは、第1の部材のコーナ部のみではなく、コーナ部の近傍であって側壁部の一部、及び、底部の一部の一方又は双方にまで形成される。
And as shown in FIG.1 (d), as a last process, it shape | molds to the predetermined
Thereby, at least a part of at least the corner portion of the first member constituting the crash box of the present embodiment becomes a folded shape portion in which the steel plate is folded. Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 1 (d), the folded
側壁部の一部や底部の一部も折り重ね形状部となる範囲は、コーナ部に隣接し、かつコーナからコーナRの5倍程度以内の範囲であることが望ましい。この範囲を超えて形成すると、単位質量当たりのエネルギ吸収量の向上を図ることが困難となることがあるからである。 The range in which the part of the side wall part and the part of the bottom part also become the folded shape part is preferably adjacent to the corner part and within about five times the corner R from the corner. This is because if it exceeds this range, it may be difficult to improve the amount of energy absorption per unit mass.
本実施の形態では、第1の部材をプレス成形により成形する場合を例にとったが、本発明はプレス成形に限定されるものではなく、例えばロールフォーミングにより成形するようにしてもよい。 In the present embodiment, the case where the first member is formed by press molding has been taken as an example. However, the present invention is not limited to press molding, and may be formed by roll forming, for example.
本実施の形態において、コーナ部、さらにはコーナ部の近傍であって側壁部の一部、及び/又は、底部の一部を折り重ね形状部とすることにより衝撃吸収性能が向上する理由を説明する。 In the present embodiment, the reason why the shock absorbing performance is improved by forming the corner portion, and also the vicinity of the corner portion and a part of the side wall part and / or a part of the bottom part as a folded shape part will be described. To do.
二つの側壁部と、これら側壁部の一方の端部に接続される湾曲したコーナ部と、このコーナ部の一方の端部に接続される底部とを備える溝型の衝撃吸収部材に、その軸方向へ衝撃荷重が負荷されると、コーナ部とその近傍には高い応力が生じる。このため、高い応力を受けるコーナ部を強化することにより衝撃吸収部材の衝撃吸収性能を向上することができる。コーナ部の強化は上述したように素材の強度や素材の板厚を増大させることにより簡単に達成できるものの、これでは、重量やコストの増加を招き、衝撃吸収部材として要求される特性を確保できない。 A groove-type impact absorbing member having two side walls, a curved corner connected to one end of the side walls, and a bottom connected to one end of the corner is provided with a shaft When an impact load is applied in the direction, high stress is generated in the corner portion and the vicinity thereof. For this reason, the impact-absorbing performance of the impact-absorbing member can be improved by strengthening the corner portion that receives high stress. Reinforcement of the corner can be easily achieved by increasing the strength of the material and the thickness of the material as described above, but this leads to an increase in weight and cost and cannot ensure the characteristics required as a shock absorbing member. .
そこで、本実施の形態では、コーナ部を折り重ね形状部に形成することにより、素材である鋼板の板厚を増大させることなく、コーナ部の板厚を実質的に増大させることが可能となり、これにより、衝撃荷重を負荷された際に高い応力を受けるコーナ部を強化することができるので、衝撃吸収部材の衝撃吸収性能を向上することができる。 Therefore, in the present embodiment, by forming the corner portion in the folded shape portion, it is possible to substantially increase the plate thickness of the corner portion without increasing the plate thickness of the steel plate as the material, Thereby, since the corner part which receives high stress when an impact load is loaded can be strengthened, the impact absorbing performance of the impact absorbing member can be improved.
さらに、コーナ部のみならず、コーナ部の近傍となる底部の一部又は略溝形の横断面の側壁の一部を含む領域をも折り重ね形状部とすることにより、コーナ部とその近傍領域の板厚を実質的に増加することが可能となり、衝撃吸収性能をさらに向上することができる。 Furthermore, not only the corner part, but also a part including the part of the bottom part in the vicinity of the corner part or the part of the side wall of the substantially groove-shaped cross section is formed into a folded shape part, thereby the corner part and the vicinity region thereof. The plate thickness can be substantially increased, and the impact absorbing performance can be further improved.
本実施の形態における折り重ね形状部は、折り返された鋼板同士が重なり合うような状態にあればよく、必ずしも折り返された鋼板同士が接触する必要はない。折り返された部分同士の隙間が板厚の5倍程度以下であればよい。板厚程度以下とするのがさらに望ましい。 The folded shape portion in the present embodiment only needs to be in a state where the folded steel plates overlap each other, and the folded steel plates are not necessarily in contact with each other. The gap between the folded portions may be about 5 times or less of the plate thickness. It is further desirable to set the thickness to about the plate thickness or less.
折り重ね部における鋼板は、3重に折り重ねられてなることが、得られる衝撃吸収性能の向上と製造コストとの観点から望ましい。
さらに、折り重ね形状部をなす鋼板の少なくとも一部が、重ね合わせ接合されることが、望ましい。このように、折り重ね形状部に形成された鋼板を重ね合わせ接合すると、接合により折り重ね形状部に形成された鋼板同士の変形が拘束されるため、接合しない場合に比べて実質的に板厚を増加したこととなり、衝撃吸収性能がさらに向上するからである。
It is desirable that the steel sheet in the folded portion is folded in triplicate from the viewpoint of improvement of the obtained impact absorbing performance and manufacturing cost.
Further, it is desirable that at least a part of the steel sheet forming the folded shape portion is overlap-joined. In this way, when the steel plates formed in the folded shape portion are overlapped and joined, the deformation of the steel plates formed in the folded shape portion is restrained by the joining, so that the plate thickness is substantially larger than in the case of not joining. This is because the shock absorption performance is further improved.
さらに、この重ね合わせ接合には、レーザ溶接、抵抗スポット溶接又はプラズマ溶接等の溶接や、ろう付け、機械的接合、あるいは構造接着を用いることが例示される。
なお、後述する第2の部材を接合する場合には、第1の部材の側壁部の端部に、例えば外向きフランジを設けておき、この外向きフランジを介して第2の部材を接合することが、望ましい。ただし、接合する形態や手段等によっては第1の部材の側壁部の端部を接合相手材に突き合わせて接合してもよいことはいうまでもない。
Further, for this overlap joining, welding such as laser welding, resistance spot welding or plasma welding, brazing, mechanical joining, or structural bonding is exemplified.
In addition, when joining the 2nd member mentioned later, the outward flange is provided, for example in the edge part of the side wall part of a 1st member, and a 2nd member is joined via this outward flange. It is desirable. However, it goes without saying that the end of the side wall portion of the first member may be abutted against the joining partner material depending on the form and means to be joined.
第1の部材は、以上のように構成される。
[第2の部材]
本実施の形態のクラッシュボックスは、第2の部材を有する。第2の部材は、第1の部材の二つの側壁部に、望ましくはこれら二つの側壁部に設けられたフランジを介して、例えば溶接により接合されることにより閉じた横断面を形成するための部材である。
The first member is configured as described above.
[Second member]
The crash box of the present embodiment has a second member. The second member is used to form a closed cross section by joining, for example, by welding, to the two side walls of the first member, preferably through flanges provided on the two side walls. It is a member.
本実施の形態では、第2の部材として平板状の背板を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、第1の部材の二つの側壁部に接合されることにより閉じた横断面を形成することができる部材であればよい。 In this embodiment, a flat plate is used as the second member. However, the present invention is not limited to this, and the second member is closed by being joined to the two side wall portions of the first member. Any member that can form a cross section may be used.
例えば第1の部材と同じ形状を有するプレス成形部材をそれぞれのフランジを重ね合わせて反対向きに設けたり、第1の部材とは側壁部の高さが異なるプレス成形部材をそれぞれのフランジを重ね合わせて同じ向きに設けたりすることとしてもよい。 For example, press-molded members having the same shape as the first member are provided in opposite directions by overlapping the flanges, or press-formed members having side wall portions different in height from the first member are overlapped with the flanges. May be provided in the same direction.
第1の部材と第2の部材とは溶接されるが、溶接方法は特に限定を要さない。例えばレーザ溶接、抵抗溶接さらにはプラズマ溶接等を用いることができる。
本実施の形態の衝撃吸収部材がクラッシュボックスである場合には第2の部材は用いるが、衝撃吸収部材が例えばフロントサイドメンバ等のメンバ類である場合には第2の部材は用いずに第1の部材を自動車車体の構成部品(例えばフードリッジ)に直接溶接するようにしてもよい。
The first member and the second member are welded, but the welding method is not particularly limited. For example, laser welding, resistance welding, or plasma welding can be used.
When the shock absorbing member of the present embodiment is a crash box, the second member is used. However, when the shock absorbing member is a member such as a front side member, the second member is not used. One member may be directly welded to a component (for example, a hood ridge) of an automobile body.
第2の部材は、以上のように構成される。
本実施の形態の衝撃吸収部材は以上のように構成される。
このように、本実施の形態によれば、鋼板をプレス成形することにより得られるとともに二つの側壁部と、底部と、これら側壁部及び底部をつなぐコーナ部とを有する第1の部材のコーナ部を折り重ね形状部として形成するので、素材である鋼板の板厚を増大させることなくコーナ部の板厚を実質的に増加することが可能となり、これにより、衝撃荷重を負荷された際に高い応力を受けるコーナ部を強化することができる。したがって、コーナ部に肉盛溶接や焼き入れを行う必要がないことから安価で、優れた軸圧潰特性を有する衝撃吸収部材を提供することができる。
The second member is configured as described above.
The shock absorbing member of the present embodiment is configured as described above.
Thus, according to the present embodiment, the corner portion of the first member obtained by press-molding the steel plate and having two side wall portions, a bottom portion, and a corner portion connecting these side wall portions and the bottom portion. Is formed as a folded shape portion, so that it is possible to substantially increase the thickness of the corner portion without increasing the thickness of the steel plate, which is a material, and this is high when an impact load is applied. The corner part which receives stress can be strengthened. Therefore, since it is not necessary to perform overlay welding or quenching on the corner portion, it is possible to provide an impact absorbing member that is inexpensive and has excellent axial crushing characteristics.
本発明を、実施例を参照しながら、より具体的に説明する。
本発明の効果を、数値解析により検討した。
図2(a)〜図2(e)及び図3(a)〜図3(d)は、本実施例において数値解析した衝撃吸収部材20の横断面形状を部分的に示す説明図である。
The present invention will be described more specifically with reference to examples.
The effect of the present invention was examined by numerical analysis.
2 (a) to 2 (e) and FIGS. 3 (a) to 3 (d) are explanatory views partially showing the cross-sectional shape of the
図2(a)〜図2(e)は、いずれも、第1の部材21及び第2の部材22がともにいわゆるハット形の横断面を有し、両者をフランジで重ね合わせて接合することにより閉じた横断面とする場合(以下、単に「両ハット」という)を示し、図3(a)、図3(b)は、いずれも、第1の部材21がハット形の横断面を有し、かつ第2の部材23が平板の背板であり、第1の部材21のフランジで重ね合わせて接合することにより閉じた横断面とする場合(以下、単に「片ハット」という)を示し、さらに、図3(c)及び図3(d)は、いずれも、第1の部材21がハット形の横断面を有し、かつ第2の部材23が第1の部材21とは寸法が異なるハット形の横断面を有し、両者をフランジで重ね合わせて接合することにより閉じた横断面とする場合(以下、単に「ダブル開ハット」という)を示す。
In each of FIGS. 2A to 2E, the
なお、第1の部材21と第2の部材22〜24とのフランジの接合は、フランジ幅方向に端から10mmの位置において、軸方向両端から15mmの位置の領域を30mmの間隔で抵抗スポット溶接により点接合することにより、行った。
In addition, the joining of the flange of the
本実施例では、両ハット、片ハットさらにはダブルハットの各断面形状において、第1の部材21のコーナ部21aの折り重ね形状部の形状、及びその固定条件を、以下に列記するように変更して、数値解析を行った。
In the present embodiment, the shape of the folded shape portion of the corner portion 21a of the
[部材の断面形状・寸法、折り重ね形状部の形状・寸法、溶接(固定)条件]
部材長:300mm
断面形状:両ハット(図2(a)〜図2(e))、片ハット(図3(a)及び図3(b))、ダブル開ハット(図3(c)及び図3(d))
[Cross-sectional shape / dimensions of members, shape / dimensions of fold-shaped parts, welding (fixing) conditions]
Member length: 300mm
Cross-sectional shape: both hats (FIGS. 2A to 2E), single hat (FIGS. 3A and 3B), double open hat (FIGS. 3C and 3D) )
折り重ね形状部の形状:M1、M2、M4、M5の4種類
M1:コーナを3重の折り重ね形状部に形成し、折り重ね形状部の開口部を底部側
に配置した構造(図2(b))。
M2:コーナを3重の折り重ね形状部に形成し、折り重ね形状部の開口部を側壁側
に配置した構造(図2(c))。
M4:コーナとコーナ近傍部(コーナRの2倍の範囲)とを3重の折り重ね形状部
に形成し、折り重ね形状部の開口部を底部側に配置した構造(図2(d)
及び図3(b)、図3(d))。
M5:コーナとコーナ近傍部(コーナRの2倍の範囲)とを3重の折り重ね形状部
に形成し、折り重ね形状部の開口部を側壁側に配置した構造(図2(e))。
Shape of folded shape part: 4 types of M1, M2, M4, and M5 M1: A corner is formed in a triple folded shape part, and the opening of the folded shape part is on the bottom side
(Fig. 2 (b)).
M2: A corner is formed in a triple folded shape portion, and the opening of the folded shape portion is on the side wall side.
(Fig. 2 (c)).
M4: A three-fold shape portion of the corner and the vicinity of the corner (a range twice as large as the corner R)
The structure in which the opening of the folded portion is arranged on the bottom side (FIG. 2D)
And FIG. 3 (b) and FIG. 3 (d)).
M5: Triple folded shape portion of corner and corner vicinity (range of corner R twice)
A structure in which the opening of the folded shape portion is arranged on the side wall side (FIG. 2E).
図4(a)〜図4(h)は、解析に供した部材の折り重ね形状部M1、M2、M4、M5における重ね合わせ溶接の有無及び溶接位置を示す説明図である。
図4(a)〜図4(d)は、折り重ね形状部M1、M2、M4、M5における重ね合わせ溶接を行わないものを示し、図4(e)〜図4(h)は、折り重ね形状部M1、M2、M4、M5における丸印部において重ね合わせ溶接を行うものを示す。
FIG. 4A to FIG. 4H are explanatory views showing the presence / absence of overlap welding and the welding position in the folded shape portions M1, M2, M4, and M5 of the members subjected to the analysis.
4 (a) to 4 (d) show the fold-shaped portions M1, M2, M4, and M5 that are not subjected to lap welding, and FIGS. 4 (e) to 4 (h) show the fold-over. An example in which overlap welding is performed at the circled portions in the shape portions M1, M2, M4, and M5 is shown.
そして、接合の取扱いも含めて以下の要領で解析を行った。
解析には、汎用の動的陽解法有限要素解析コードを使用した。素材は、板厚が1.0mmの590MPa級高張力鋼板とした。素材の変形特性には、Cowper−Symonds型のひずみ速度依存性を考慮した。
And it analyzed in the following ways including handling of joining.
A general-purpose dynamic explicit finite element analysis code was used for the analysis. The material was a 590 MPa class high-tensile steel plate with a plate thickness of 1.0 mm. For the deformation characteristics of the material, the strain rate dependence of the Cowper-Symmonds type was considered.
軸圧潰の解析は、衝撃吸収部材の上端に剛体壁を定義し、64km/hの強制変位を与え、200mmの強制変位量を与えた。このとき、200mmまでの吸収エネルギ(軸圧潰荷重×変位)を算出し、それを部材重量で除した単位重量当たりの吸収エネルギ量を求め、さらに、ベース形状の単位重量当たりの吸収エネルギで標準化した値を評価値とした。 In the analysis of axial crushing, a rigid wall was defined at the upper end of the shock absorbing member, a forced displacement of 64 km / h was given, and a forced displacement amount of 200 mm was given. At this time, the absorbed energy up to 200 mm (shaft crushing load × displacement) was calculated, and the amount of absorbed energy per unit weight obtained by dividing it by the member weight was obtained, and further standardized by the absorbed energy per unit weight of the base shape. The value was taken as the evaluation value.
なお、抵抗スポット溶接部はスポット溶接を模擬しナゲット径を5.5mmとしたビーム要素にて、スポット接合部に相当する両接点の位置を結合した。このとき、ビーム要素の変形特性は、降伏応力が1200MPaの弾完全塑性体とした。また、折り重ね形状部の接合は、接合する部分の両接点を剛体締結し、この締結は部材長手方向全域とした。 The resistance spot welded portion is a beam element that simulates spot welding and has a nugget diameter of 5.5 mm, and the positions of both contacts corresponding to the spot joint portion are coupled. At this time, the deformation characteristic of the beam element was an elastic perfect plastic body with a yield stress of 1200 MPa. Further, in joining the folded portions, both contact points of the joined portions are rigidly fastened, and this fastening is performed in the entire region in the longitudinal direction of the member.
解析結果を表1、2に示す。なお、表1、2における「EA@200」は圧潰量200mmまでの吸収エネルギ(kJ)を示し、「Pave」は圧潰量200mmまでの軸圧潰荷重の平均値(kN)を示し、「M」は部材質量(g)を示す。 The analysis results are shown in Tables 1 and 2. In Tables 1 and 2, “EA @ 200” indicates the absorbed energy (kJ) up to the crush amount of 200 mm, “Pave” indicates the average value (kN) of the axial crush load up to the crush amount of 200 mm, and “M”. Indicates member mass (g).
表1、2に示すように、両ハット、片ハット、ダブル開ハットのいずれにおいても、それぞれのベース材(折り重ね形状部が存在しない従来例)に比較して、単位質量当たりのエネルギの吸収量(EA/M)が向上することがわかる。 As shown in Tables 1 and 2, energy absorption per unit mass in both hats, single hats, and double open hats compared to the respective base materials (conventional examples in which no folded-shaped portions exist) It can be seen that the amount (EA / M) is improved.
さらに、両ハット、片ハット、ダブル開ハットのいずれにおいても、折り重ね形状部において重ね合わせ接合を行うことにより、単位質量当たりのエネルギの吸収量(EA/M)がさらに向上することがわかる。 Further, it is understood that the energy absorption amount per unit mass (EA / M) is further improved by performing overlap bonding in the folded shape portion in both hats, single hats, and double open hats.
1 ブランク
1a 凹形状部
1c 折り重ね形状部
2 ブランクホルダ
3 パンチ
4 ダイ
5 第1の金型
6 ダイ
7 パッド
8 ホルダ
9 パンチ
10 第2の金型
11 ダイ
11a 返し
12 ホルダ
13 パンチ
14 第3の金型
15 ダイ
16 ホルダ
17 パンチ
18 第4の金型
20 衝撃吸収部材
21 第1の部材
22〜24 第2の部材
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