Johnson-Cook — CAE用語解説
Johnson-Cook
先生、Johnson-Cookモデルって衝突解析でよく使いますよね。どんなモデルですか？
定義
定義を教えてください。
Johnson-Cook（JC）モデルは、ひずみ速度依存性と温度依存性を含む弾塑性構成則だ。高速変形や衝撃問題で材料の動的挙動を表現するのに広く使われてる。パラメータが5つ（A,B,n,C,m）で比較的シンプルなのも人気の理由だよ。
ひずみ速度依存性って、速く変形させると硬くなるってことですか？
その通り。鋼を例にすると、準静的（ゆっくり）な試験より、ひずみ速度1000/sの高速変形では降伏応力が1.5〜2倍になることもある。自動車の衝突は まさにこの高ひずみ速度域で起きるから、速度依存性の考慮が必須なんだ。
CAEにおける位置づけ
実務ではどう使いますか？
LS-DYNAの衝突解析が代表例。バンパーやクラッシュボックスの鋼板にJCモデルを適用して、衝突時のエネルギー吸収量を予測する。鳥衝突（バードストライク）のシミュレーションでもジェラチンの高速変形にJCモデルが使われてるよ。
パラメータはどうやって決めるんですか？
ホプキンソン棒試験（SHPB）で高ひずみ速度の応力-ひずみ関係を取得して、カーブフィッティングでA,B,n,C,mを同定する。文献値もあるけど、材料ロットやメーカーで違うから、重要な解析では自社試験データを使うのが理想だね。
関連用語
関連する用語を教えてください。
5つのパラメータで動的挙動を表現できるのはシンプルで使いやすそうですね。
シンプルなぶん限界もある。異方性や複雑な破壊挙動には別のモデルが必要。まずはJCで基本を押さえよう。
CAE用語の正確な理解は、チーム内のコミュニケーションの基盤です。 — Project NovaSolverは実務者の学習支援も視野に入れています。
CAEの未来を、実務者と共に考える
Project NovaSolverは、Johnson-Cookにおける実務課題の本質に向き合い、エンジニアリングの現場を支える道具づくりを目指す研究開発プロジェクトです。
プロジェクトの最新情報を見る →関連トピック
なった
詳しく
報告