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自動車 軽量化 歩行者保護

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★人と環境に優しい車づくりのために!設計段階からアプローチし、構造部材最適化・材料トレンドを探る!
★交通事故における歩行者の障害の重症度を低減するために!障害メカニズムから衝撃吸収材料の開発まで!

≪自動車の軽量化・歩行者保護・衝突安全性向上を達成する≫
車体材料の開発・加工技術と信頼性評価

Development, processing technology of body materials and reliability evaluation

■発刊 2007年4月27日     ■体裁:B5版 上製本 282頁     ■定価 76,000(税抜)



■ 執筆者

東京工業大学
新日本製鐵(株)
日本大学
日産自動車(株)
日本GEプラスチックス(株)
三菱エンジニアリングプラスチックス(株)
東京大学
日本大学
アプコ(株)
新日本製鐵(株)
萩原 一郎
高橋 学
星野 倫彦
板倉 浩二
根本 孝明
今泉 洋行
高橋 淳
青木 義男
盛 弘之
藤井 秀樹
名古屋大学
(株)ダイヘン
豊橋技術科学大学
茨城大学
大屋技術伝承塾
住友金属工業(株)
サンスター技研(株)
名古屋大学
慶應義塾大学
文部科学省【元トヨタ自動車】
沓名 宗春
冨田 直良
福本 昌宏
西野 創一郎
大屋 邦雄
内原 正人
山下 喜市
水野 幸治
高橋 邦弘
河本 洋

■ 目 次
第1章 シミュレーションを用いた自動車車体の最適設計技術 

 1.はじめに
 2.今日の最適化解析スタイルのルーツ/材料置換による自動車車体構造検討
 3.最適化解析に関わる革新技術1 −形状・位相最適化解析技術−
   3.1.均質化法を用いた位相最適化解析
   3.2.密度法を用いた位相最適化解析
 4.最適化解析に関わる革新技術2 −近似化法最適化技術−
 5.最適化解析に関わる革新技術3 −応答曲面近似−
   5.1.ホログラフィックニューラルネットワークに基づく応答曲面法
   5.2.最大確率最適設計法(MPOD)
   5.3.適用事例
    1)車両強度部材のエネルギー吸収特性に関する軽量化最適設計
    2)鉄道車両の床下機器配置最適化
    3)自動車車体と乗員拘束装置の適合に関する解析

第2章 自動車用材料 

第1節 自動車車体のハイテン化と軽量化・衝突安全性能向上
  1.自動車を取り巻く環境
  2.高強度鋼板のプレス成形性
  3.自動車の衝突安全性の評価と材料との関係
  4.鋼板の高強度化と衝突エネルギー吸収能
   4.1.衝突エネルギー吸収能に及ぼす高強度化の影響
   4.2.耐前突部品の衝突エネルギー吸収能に優れた高強度鋼板
   4.3.耐側突部品用高強度鋼板
  5.まとめ

第2節 自動車ボディのアルミ化動向と得られる特性

第3節 マグネシウム合金による自動車の軽量化
  1.マグネシウム合金の特徴
  2.マグネシウムの需要推移
  3.自動車へのマグネシウム合金の適用動向と課題
   3.1.パワートレイン部品への適用
   3.2.車両コンポーネントへの適用
   3.3.車体部品への適用
   3.4.シャシ部品への適用
  4.今後の課題と期待
   4.1.素形材・部品製造工程
    4.1.1.ダイカスト
    4.1.2.プレス成形
   4.2.組立工程
   4.3.設計・解析・評価技術
   4.4.コスト 5.おわりに

第4節 自動車の樹脂化による軽量化、歩行者保護性能向上
  1.はじめに
  2.歩行者保護基準
  3.歩行者保護テスト項目
   (1)頭部保護試験(Head Impact Test)
   (2)脚部保護試験(Lower leg impact test)
   (3)大腿部保護試験( Upper leg impact test)
  4.樹脂による軽量化について 5.樹脂フェンダー
   1)軽量化
   2)コスト低減
   3)耐衝撃性、形状復元性
   4)歩行者保護性能
  5.樹脂テールゲート
   1)軽量化効果
   2)樹脂テールゲートの構造
   3)樹脂テールゲート最適材料
   4)最近の樹脂テールゲート採用例
  6.樹脂エネルギー吸収体
   1)デザイン傾向と要求特性
   2)圧縮変形時の残留厚み
   3)温度による性能変化
   4)CAE解析とテストとの高い相関性
   5)Xenoy樹脂EAの歩行者保護への摘要
   6)歩行者保護への摘要
  7.樹脂ドアモジュール
   1)ハードウエアーモジュール
   2)シールド型モジュール
   3)トリムモジュール
  8.IPセンターモジュール
  9.おわりに

第5節 自動車用エンジニアリングプラスチックの適用と加工技術
  1.外装部品
   (1)ボディーパネル
   (2)窓ガラス
   (3)アウタードアハンドル
   (4)その他外装部品
  2.燃料系
   (1)燃料タンク
   (2)フューエルキャップ
   (3)燃料ポンプモジュール
  3.エンジン周辺部品
   (1)インテークマニホールド
   (2)シリンダーヘッドカバー
   (3)エンジンカバー
  4.機構/構造部品
   (1)フロントエンドモジュール
   (2)ATシフト台座
   (3)オートスライドドアアクチュエーター
   (4)電子アクセルペダルユニット
  5.今後の展望

第6節 自動車用CFRPの開発とその特性
  1.自動車用超軽量材料開発の必要性
  2.CFRPによる軽量化ポテンシャル
  3.自動車のLCAで見るリサイクルの効果

第7節 CFRP接合部材を利用したアルミ合金スペースフレーム構造の結合剛性と強度
  1.スペースフレーム構造
  2.アルミ合金-CFRP接着接合試験体の作製
  3.結合剛性評価試験
  4.FEMによる数値解析結果
   4.1.数値解析結果
   4.2.接合部材の形状が面外曲げの結合剛性に及ぼす影響
   4.3.補強フランジ付接着接合部材の材質の影響
  5.低速衝撃試験による強度評価

第8節 自動車への熱可塑性エラストマーの適用と得られる機能
  1.はじめに
  2.熱可塑性エラストマー
   (1)オレフィン系熱可塑性エラストマー
   (2)スチレン系熱可塑性エラストマー
  3.自動車外装材
   (1)シール部品用材料
   (2)意匠性部材
  4.自動車内装材
  5.おわりに

第9節 自動車におけるチタン・チタン合金の適用と軽量化技術
  1.エンジンバルブ
   1.1.吸気バルブ
   1.2.排気バルブ
  2.マフラー、排気管
   2.1.チタン適用の利点
   2.2.工業用純チタンの適用
   2.3.チタン合金の適用
  3.サスペンションスプリング
  4.その他のチタン・チタン合金適用可能部品
  5.今後の課題
   5.1.低コスト合金の開発
   5.2.低コスト化に向けた今後の研究開発
  6.おわりに

第3章 自動車材料の成形・加工技術 

第1節 レーザによる自動車材料の接合技術
  1.自動車産業へのレーザ加工導入の流れ(1971年〜2000年まで)
  2.最新レーザ加工機器の進展  
   2.1.半導体レーザ(LD)の高出力化  
   2.2.LD励起YAGレーザ  
   2.3.高出力LD励起ファイバーレーザ
   2.4.高出力LD励起ディスクレーザ
   2.5.最新レーザ利用生産システム(ALIMS)
  3.自動車産業への最新レーザ利用生産システムの導入

第2節 レーザ・アークハイブリッド溶接を用いた自動車車体の接合技術
  1.レーザ・アークハイブリッド溶接の経緯
  2.レーザ・アークハイブリッド溶接の概念
  3.機器構成
  4.自動車への適用

第3節 摩擦撹拌を用いた自動車用材料の接合技術
  1.はじめに
  2.同種材料間における一般的摩擦撹拌接合の特徴
  3.異種材料間摩擦攪拌接合
  4.異種材料間突き合わせ継ぎ手の創製
  5.異種材料間重ね継ぎ手の創製
  6.あとがき

第4節 プレス成形による難加工材の成形技術
  1.フォーム成形法について
  2.フォーム成形による形状精度確保とメカニズム  
   2.1.フォーム成形に関する基礎試験  
   2.2.形状凍結性と加工荷重特性  
   2.3.形状凍結性向上のメカニズム  
   2.4.最低必要クッション圧の存在
  3.フォーム成形を活用した高張力鋼板成形法の提案  
   3.1.検討製品形状  
   3.2.従来方式における問題点  
   3.3.提案成形方式での高精度・低加工荷重化

第5節 自動車のテーラードブランク工法とその接合技術
  1.緒言
  2.テーラードブランクの溶接方法と品質管理
   2.1.レーザ溶接
   2.2.マッシュシーム溶接
   2.3.プラズマアーク溶接
  3.テーラードブランクの溶接部性能
   3.1.成形性
   3.2.溶接部の硬度
   3.3.高張力鋼板テーラードブランクの成形限界
    3.3.1.溶接線方向荷重の場合
    3.3.2.溶接線直交方向荷重の場合
   3.4.疲労強度
   3.5.塗装後耐食性
  4.まとめ

第6節 自動車用接着剤を用いた接合技術と求められる特性
  1.自動車用接着剤、シーリング材の種類および特性
  2.自動車用接着剤を取り巻く環境問題
  3.自動車用接着剤に求められる機能
   3.1.エポキシ系接着剤に求められる機能
   3.2.板金補強材に求められる機能
   3.3.制振材に求められる機能
   3.4.アンダーコート・ボデーシーラーに求められる機能
   3.5.発泡充填材に求められる機能

第4章 自動車用材料の信頼性試験法・規制動向 

第1節 歩行者事故の外傷バイオメカニクス
  1.歩行者の挙動
  2.歩行者の転倒移動距離
  3.傷害発生メカニズムおよび衝撃耐性
   3.1.頭部
   3.2.腰部
   3.3.下肢
    (1)下腿部
    (2)大腿部
    (3)膝関節
  4.歩行者保護試験法
   4.1.頭部インパクタによるボンネット衝撃試験
   4.2.大腿部インパクタによるボンネット先端衝撃試験
   4.3.脚部インパクタを用いたバンパー衝撃試験
   4.4.大腿部インパクタを用いたバンパー衝撃試験
   4.5.法規動向
  5.コンピュータシミュレーション
   5.1.マルチボディ解析
   5.2.有限要素解析
  6.車両対策
   6.1.頭部
   6.2.下肢・腰部

第2節 車体構造における力の伝達と経路
  1.車体における力の伝達とその経路
  2.力の伝達のUによる表現  
   2.1.指標Uの定義  
   2.2.荷重伝達の経路  
   2.3.好ましい荷重伝達の条件
  3.力の伝達に関する最適化  
   3.1.指標Uを用いた荷重伝達に関する最適化  
   3.2.荷重伝達の良否と強度,剛性の関係
  4.実車構造の検討  
   4.1.好ましい荷重伝達と強度,剛性の関係  
   4.2.車体構造の全体像  
   4.3.衝突中の荷重経路の発達と衰退
  5.多点支持あるいは多点負荷された構造物における経路U解析  
   5.1.多点支持の場合  
   5.2.多点負荷の場合
  6.有限要素法によるU計算の高速化

第3節 プレス加工によって成形された自動車鋼板の信頼性評価
  1.はじめに
  2.プレス加工による機械的性質の変化
   2.1.塑性変形に伴う加工硬化
   2.2.プレス加工工程と硬度変化
   2.3.加工硬化による引張強度の向上
  3.塑性ひずみを与えた自動車用高張力鋼板の疲労特性評価
   3.1.590MPa級ハイテン材の微視組織
   3.2.疲労強度に及ぼす塑性ひずみの影響
   3.3.硬度および微視組織変化

第4節 自動車材料における強度設計と信頼性評価
  1.自動車技術の根本的姿勢
  2.自動車に使用されている材料
  3.材料の破壊挙動
   3.1.材料の時系列的破壊挙動
   3.2.材料のストレスーストレングス・モデル
   3.3.材料及び部品の基本的強度設計基準
  4.自動車材料及び部品の強度・信頼性評価
   4.1.材料及び部品の強度・信頼性保証プロセス
   4.2.材料及び部品の破壊挙動に基づく強度・信頼性評価方法
   4.3.セラミックス材料及び部品の強度・信頼性評価方法
  5.材料及び部品の確固たる強度・信頼性確保のために


自動車 歩行者保護 衝突安全