超高強度鋼板の破断予測技術－材料·構造最適化のための衝突解析技術

摘要

衝突安全性と軽量化の要求に同時に応じつつ，製造コストの低い自動車車体を短期間で開発するために，材料·工法·構造を総合的に考慮した全体最適化設計が指向されている．すなわち，開発の初期段階から性能だけでなく，生産性にも配慮された材料選定と構造開発が望まれている．例えば，高強度鋼板の適用はすでに，ホットスタンプによる引張強さ1.5GPa近い超高強度鋼板を筆頭に，従来の冷間プレスを前提としても1180MPa級鋼板にまで進展しつつある．これら高強度鋼板は板厚を増加させることなく，衝突時の吸収エネルギーや強度を高めることができる．しかし，プレス加工では，鋼板の強度上昇とともにスプリングバックやしわが増加し，部品の寸法精度の確保が困難となる．また，鋼板の強度上昇にともなう延性の低下はプレス加工時だけでなく，衝突時の破断の危険性も高まる．このような課題に対する材料側からのアプローチとして，高延性型（低降伏比型，TRIP型，高曲げ型）の高強度鋼板が開発され，実用化されている．今後，ますます高強度化される車体用鋼板を合理的かつ効率的に適用するには，高強度鋼板の特徴を熟知したうえでCAEを活用する必要がある．特に，前述した破断についてはCAEによる構造と工法，材料選定の最適化への期待が大きい．