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商用車:パネル変形

シミュレーションによる品質の最適化


上記:ドアとウィンドパネルのCAD形状、ドアとウィンドウパネルの変形のコンター、ウィンドウパネルのシール変形の詳細図

燃費効率と性能を最大限に引き出すため、車両はできるだけ軽量になるように設計されます。部品の重量を低減させることで、部品コストを削減することができ、同時に車両の加速に必要なエンジン出力も減らすことができます。しかしながら、構造部品や車体パネルの材料を減らすことは、剛性を低下させることとなり、部品に対する振動の影響度が大きくなります。このことで、車室内に騒音が伝わったり、ドライバーが認識する車両の品質に影響する可能性があります。このような振動は、車両の空力による動的負荷が原因で発生します。また剛性を低下させることは、静的荷重条件下でパネルが変形する要因となり、ドアやウィンドシールからの空気漏れを引き起こし、車室内に伝搬する騒音が大きくなります。静的荷重条件は、通常の運転条件下あるいは強い横風の下での空力荷重の分布により発生します。

技術課題

構造性能と空力荷重は固有に連結しているため、車両のエンジニアリングでは、振動とパネル変形を回避しながら構造上の要件を満たすことは容易ではありません。通常、これに伴うテストは、設計プロセスの後期で詳細なプロトタイプを使用して行われます。風洞試験では静的荷重条件を確認することはできますが、走行時に見られる非定常の発現条件を再現することはできません。パネル振動の問題は、最終的な路上テストでしか検出することができません。

設計プロセスの初期では、部品の過剰設計によって構造上の要件を満たすことが多くなるため、部品の重量が増え、またコストも増大します。ドアマウントやシールは、フレームとの密着が保持されるように設計されています。振動やドアのシールの問題を見逃すと、構造的剛性の問題を設計プロセスの後期で修正することとなり、結果、設備の変更や部品に要する多大なコストが発生します。


上記アニメーションは、突然の横風の発生と、車両の空力全体に対するその影響を示しています。下記は、非定常の空力荷重によって引き起こされるボンネットの主要な振動モードを示しています。


ソリューション


PowerFLOWは本質的に非定常であり、静荷重や振動の原因になる表面の圧力変動を容易かつ正確に予測できるため、パネル変形の課題を特定する予測機能があります。静的および非定常負荷は、お客様がご利用の構造ソルバーと組み合わせることで、振動、静的変形、シール性能を計算することができます。

 

 

 

 

 

 

EXA SOFTWARE USED FOR THIS APPLICATION

Simulation Preparation: 
Simulation: 
Results Analysis: