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[解析事例] 短繊維強化材を用いた自動車部品の剛性解析

事例カテゴリ
  • 構造解析
使用モジュール
  • Digimat-MAP/CAE、LS-DYNA
事例提供
  • Volvo Car Corporation, Dynamore Nordic
繊維配向分布の考慮による剛性や破断予測精度の向上

繊維配向分布の考慮による剛性や破断予測精度の向上

スウェーデンの自動車メーカーVolvo社による、流動解析と構造解析の連携解析事例をご紹介いたします。

対象部品

  • - XC90向けFront End Carrier
  • - PA6 + GF30%(短繊維)
  • - 試験条件:準静的負荷 (3点曲げ)

解析内容

解析に用いる材料は、試験結果からパラメータ同定を行いました。
流動解析(Moldflow)にて得られた繊維配向をDigimat-MAPにより、構造解析メッシュへマッピングを行い、3点曲げ試験(対称・非対称)を行った結果を示します。

図:構造解析メッシュへのマッピング結果 図:構造解析メッシュへのマッピング結果

図:構造解析 負荷条件 図:構造解析 負荷条件

解析結果

既存の材料モデルの結果はグラフに掲載されておりませんが、どちらの条件でもDigimatを用いて繊維配向を考慮することにより精度の良い結果を得ることができました。

Case1(Symmetric)条件では、実験結果と構造解析結果でForce-Displacementカーブはよく合い、破断のタイミングも合っていました。

Case2(Asymmetric)条件では、剛性は一致しており、また等方性材料を用いた場合に比べると破断のタイミングも試験結果に近付いたものの、まだ試験結果とは乖離があります。

この解析結果から、Digimatを使うことで既存の材料モデルを用いて解析を行った場合よりも精度が良くなることが確認できました。

今後、材料モデルの検討(Digimat材料のパラメータ決定に使用する試験データを増やしたり、破断設定の再検討など)を重ね、より精度向上を目指すとのことです。

Case1:Symmetric (Center 3 point bending) 図:構造解析結果 <Case1:Symmetric (Center 3 point bending)>

Case2:Asymmetric (Off-center 3 point bending) 図:構造解析結果 <Case2:Asymmetric (Off-center 3 point bending)>

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