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自動車工学シリーズ 2 車体構造工学
西垣 英一(著)
内容紹介
安全性,環境負荷,コストなどに配慮して自動車の車体構造設計を行うための基礎理論と応用を解説。〔内容〕車体構造の役割/車体構造設計の流れ/概略寸法決め/骨格レイアウト決め/骨格構造解析/モジュール化による車体の一括企画
編集部から
目次
第1章 車体構造の役割
1.1 人と機械と外環境をつなぐインターフェース
1.1.1 環境負荷を少なく
1.1.2 手頃な価格で提供
1.1.3 人の好みに応える
1.2 車体構造設計と複数機能の確保の概要
1.2.1 車体構造設計の流れ
1.2.2 保護構造の基本構想
1.2.3 乗員・歩行者保護技術
1.2.4 自動車アセスメント
1.2.5 音・振動技術
1.2.6 空力技術
1.2.7 板成形技術
第2章 車体構造設計の流れ
2.1 車体構造設計
2.2 FOA(First Order Analysis)の基本概念と仕組み
2.3 概略寸法決めの適用事例
2.4 骨格レイアウト決めとモジュール分割の適用事例
2.4.1 トポロジー最適化
2.4.2 モジュール化手法(一括企画/製造工程の効率化)
2.5 骨格構造解析(静解析/動解析/固有振動解析)の適用事例
2.5.1 静解析
2.5.2 動解析
2.5.3 固有振動解析
2.6 断面設計(全応力設計/有効断面)の適用事例
2.6.1 断面特性の基礎
2.6.2 全応力設計
2.6.3 有効幅理論
2.6.4 座屈考慮の重要性
2.7 結合部構成設定の適用事例
2.8 知見ノウハウ蓄積/雛形作成の適用事例
2.8.1 車体設計の雛形の例
2.8.2 リアサスペンション機構設計の雛形の例
第3章 概略寸法決め
3.1 力学理論に基づく机上計算の概要
3.2 部材崩壊の理論式
3.3 LMSモデルによる解析
3.3.1 解析対象と非線形ばね近似
3.3.2 動的解析手法の選択とLMSモデルの解析結果
第4章 骨格レイアウト決め
4.1 梁要素を用いたトポロジー最適化の概要
4.2 グランドストラクチャアプローチ
4.3 平均コンプライアンスの最小化
4.4 min-max アプローチ
4.5 最適化理論(CONLIN)
4.6 梁要素とシェル要素
4.6.1 梁要素
4.6.2 シェル要素
4.7 梁要素を用いたトポロジー最適化のFOA手法としての構成
4.7.1 構成の概要
4.7.2 グランドストラクチャの構築例
第5章 骨格構造解析
5.1 梁要素を用いた構造解析手法の基礎
5.1.1 梁要素の剛性マトリクスの作成
5.1.2 要素剛性マトリクスの全体座標系への変換
5.1.3 全体剛性マトリクスの作成
5.1.4 釣り合い方程式からの変位算出
5.1.5 節点力の算出
5.2 結合剛性の考慮
5.2.1 要素剛性マトリクスの小行列間の関係式
5.2.2 結合部構造を有する梁要素の剛性マトリクス
5.3 バンパーを対象とする結合部構造を有する梁要素の例題解析
5.3.1 シェルCAEモデルによる衝撃応答解析と部材力の算出
5.3.2 結合部を切出したシェルCAEモデルによる回転ばね定数の算出
5.3.3 回転ばねを導入した梁モデルの作成と解析および考察
5.3.4 結合部構造を考慮した梁モデルの妥当性検証
5.4 サイドメンバーへの適用例
5.4.1 カスティリアノの定理
5.4.2 梁モデルによる解析結果との比較
5.5 動的有限要素法
5.6 崩壊解析
5.6.1 塑性関節理論
5.6.2 薄肉曲がり部材の崩壊解析
5.6.3 座屈固有値解析
第6章 モジュール化手法による車体の一括企画
6.1 車体骨格を想定した簡易モデルへの適用
6.2 車体骨格のレイアウト決め
6.3 車体骨格の構造解析
6.4 車体骨格の機能に基づくモジュール分割
6.5 車体骨格の断面設計
索引