自動車パネルの熱変形解析設計技術

摘要

A wide variety of materials are being used for automotive bodies to reduce their weight. Dissimilar materials constituting an automotive body may thermally deform during the paint baking process due to differential thermal expansion. A computer-aided engineering (CAE) technique has been developed to accurately predict the thermal deformation of a typical structure for automotive components. The factors taken into account include the temperature-dependent properties of aluminum alloys and thermosetting adhesives. The thermal deformation of a hybrid panel consisting of aluminum and steel sheets joined by a hemming process was well predicted by the CAE simulation. The simulation also clarified the design factors governing the thermal deformation.%近年，自動車の構造は低コスト化と軽量化の両立を図るため，異材接合部を含む部材の増加，いわゆるマルチマテリアル化が進んでいる。例えば，鋼製部材に剛結合されるアルミパネル部品，あるいは接着樹脂およびヘム加工により接合されるクロージャバネルに対して，アウタパネルをアルミ板に，インナパネルを鋼板とするような異材の組合せで構成する部品が検討，あるいは実用化されている。このような部品では，材料間の線膨張係数の差異に起因する熱変形が焼付塗装時に問題になる場合が多く，その抑制対策を事前検討するために，熱変形を精度良く予測するためのCAE解析手法の開発が望まれていた。そこで本稿では，自動車用部品として典型的な構造を対象に熱変形を精度良く予測するための解析手法を構築し，精度検証を行った。また，アルミ合金板と鋼板を組合せたハイブリッドパネルやアルミルーフパネルを対象に熱変形に対する設計図子の影響について検討を行ったので報告する。