CN107530934B - 各向异性树脂成型体的构造解析方法 - Google Patents

Abstract

提供一种对高精度、处理时间缩短、负荷减轻都有益的各向异性树脂成型体的构造解析用模型。本发明包括以下步骤：物理性质信息创建步骤(S31)，创建包含特定的泊松比和/或特定的线膨胀率的物理性质信息；第一区域取向状态计算步骤(S32)，计算在各向异性树脂成型体的树脂流动解析中进行元素分割所得到的多个第一区域的第一区域取向状态；搜索步骤(S33)，针对为了进行各向异性树脂成型体的构造解析而进行元素分割所得到的多个第二区域的各个第二区域，搜索距第二区域最近的第一区域；第二区域取向状态设定步骤(S34)，将在该搜索步骤(S33)中最近的第一区域中的第一区域取向状态设为各个第二区域取向状态；以及第二区域物理性质信息设定步骤(S35)，参照上述的物理性质信息，针对多个第二区域的各个第二区域，将与第二区域取向状态相应的物理性质信息设为各个第二区域物理性质信息。

Description

各向异性树脂成型体的构造解析方法

技术领域

本发明涉及一种各向异性树脂成型体的构造解析用模型创建方法、构造解析方法以及构造解析用模型创建程序。

背景技术

通过将含有热可塑性树脂和各向异性填料的各向异性树脂组合物进行注塑成型等而得到的各向异性树脂成型体作为工业制品而被广泛使用，普遍通过数值解析进行形状研究。另外，在基于数值解析的树脂成型体的强度设计中，需要弹性模量、泊松比、线膨胀率等物理性质值。在树脂成型体含有各向异性填料的情况下，对这些物理性质值进行实测和预测都不容易。

专利文献1所记载的弹性模量计算方法的特征在于，预先保存对象物的纤维取向方向的第一弹性模量、与纤维取向正交的方向的第二弹性模量、以及进行构造解析时的载荷方向，针对对象物的任意元素，分别在纤维取向的朝向与载荷方向平行的情况下设定第一弹性模量，在纤维取向的朝向与载荷方向正交的情况下设定第二弹性模量，进而，在纤维取向的朝向与载荷方向既不平行也不正交的情况下，基于载荷方向与纤维取向的朝向之间的角度以及第一弹性模量和第二弹性模量中的任一个计算弹性模量，来设定弹性模量。

在专利文献2中介绍了如下方法：通过对将各纤维单体的物理性质和含有的纤维作为与矩阵等价的等价介入物来进行处理所需要的虚拟应变张量进行加法运算，来求出表现复合材料整体的物理性质的张量。

在专利文献3中记载了如下方法：使用所含有的增强纤维和基体树脂单体的机械物理性质来实施评价形状中的流动取向解析，将利用所计算出的树脂成型品的取向参数计算出的机械物理性质与对实际进行评价形状的成型品的机械物理性质进行测定所得到的数值进行比较，对计算值与实际测定值相等那样的基体树脂及增强纤维单体的机械物理性质进行确定，使用进行确定所得到的机械物理性质来高精度地评价成型构件的变形量。

然而，在任一方法中，通过基于纤维取向的成型品的机械物理性质预测方法得到的预测值与实际的成型品的物理性质值之间都存在数值上的不一致，从而要求进一步改善。

作为该不一致的原因，能够例举通过计算求解的情况下的假定与实际不同。例如，可以想到在注塑充填时各向异性填料发生破损而导致计算时所使用的各向异性填料的长宽比的值与实际的值不同、纤维含有率的不均匀、因各向异性填料之间的干扰等而导致的含有各向异性填料时的流动取向的预测力不足。即，计算上的假定无法充分表现实际现象，除此以外，各构成元素的物理性质值不正确，因此存在解析模型构筑时的误差与输入物理性质值误差相加而复合得到的误差，即使根据填料取向计算结果来预测机械物理性质，该预测也不充分。

为了提高预测的精度，在专利文献4中记载了如下方法：针对将按规定的比例含有填充剂的树脂组合物成型所得到的树脂成型品，通过X射线CT测定等获取多个切片图像，将切片图像分割成微小面积的像素，基于其信息来创建反映出树脂成型品内的填充剂的取向状态的有限元素法模型，并通过有限元素法解析来确定机械物理性质，从而高精度地评价成型构件的强度、变形量。

另外，在专利文献5中，从基于X射线CT所得到的三维图像中获取含有填料的注塑成型品内的填料的三维取向的数据，基于剪切应力的积分值和分子取向状态的数据，通过均质化法来求出线膨胀系数，通过构造解析来求出注塑成型品的高温翘曲。

然而，在专利文献4和专利文献5所记载的方法中，为了得到各构成元素的物理性质值而需要大量的实验、测定，并且求出各构成元素的物理性质值时的计算时间也变得极多。由此，决定物理性质值时的计算所需要的成本增大。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平9-237267号公报

专利文献2：日本特开平7-304056号公报

专利文献3：日本特开2004-25796号公报

专利文献4：日本特开2011-758号公报

专利文献5：日本特开2014-100879号公报

发明内容

发明要解决的问题

本发明是为了解决以上的问题而完成的，其目的在于，提供一种构造解析用模型，在对被认为不易进行构造解析的各向异性树脂成型体进行构造解析时，能够提高构造解析的精度，能够在短时间内得到解析结果且能够大幅地减轻对计算机施加的负荷。

用于解决问题的方案

本发明人等为了解决上述问题进行了专门研究。其结果发现，假定取向状态与各向异性树脂成型体的取向状态不同的多种虚拟成型体，针对这些多种虚拟成型体的各种虚拟成型体，预先创建包含泊松比和线膨胀率中的至少一方的物理性质信息，将该物理性质信息分配给为了进行构造解析而进行元素分割所得到的多个第二区域的各个第二区域，由此能够解决上述的问题，从而完成了本发明。更具体地说，本发明提供以下内容。

[1]本发明涉及各向异性树脂成型体的构造解析用模型创建方法，为了对含有各向异性填料的各向异性树脂成型体进行构造解析而创建构造解析用模型，所述构造解析用模型创建方法包括以下步骤：物理性质信息创建步骤，针对取向状态与所述各向异性树脂成型体的取向状态不同的多种虚拟成型体的各种虚拟成型体，创建包含通过下述式(1)规定的泊松比和通过下述式(2)规定的线膨胀率中的至少一方的物理性质信息；第一区域取向状态计算步骤，计算在所述各向异性树脂成型体的树脂流动解析中进行元素分割所得到的多个第一区域的各个第一区域中的第一区域取向状态；搜索步骤，针对为了进行所述各向异性树脂成型体的构造解析而进行元素分割所得到的多个第二区域的各个第二区域，搜索距第二区域最近的第一区域；第二区域取向状态设定步骤，将在所述搜索步骤中最近的第一区域中的所述第一区域取向状态设为各个第二区域取向状态；以及第二区域物理性质信息设定步骤，参照所述物理性质信息，针对所述多个第二区域的各个第二区域，将与所述第二区域取向状态相应的所述物理性质信息设为各个第二区域物理性质信息。

[数式1]

(在式(1)中，ν₂₃是针对与对象材料的主轴方向正交的两个方向的泊松比，

ν_f是对象材料中包含的各向异性填料的泊松比，

ν_m是构成对象材料的树脂组合物的泊松比，

V_f是对象材料中包含的各向异性填料相对于对象材料的体积含有率。)

[数式2]

α₃₃＝α_v-α₁₁-α₂₂ (2)

(在式(2)中，α_ν是对象材料的体积膨胀率，

α₁₁是对象材料的主轴方向的线膨胀率，

α₂₂是与材料主轴方向正交的方向的线膨胀率，

α₃₃是与材料主轴方向正交的方向的线膨胀率，

具有α₂₂≥α₃₃这样的关系。)

[2]另外，关于本发明，在[1]所记载的构造解析用模型创建方法中，所述α₁₁通过下述式(3)来求出，所述α₂₂通过下述式(4)来求出。

[数式3]

(在式(3)中，α_s是作为完全取向的虚拟各向异性树脂成型体、即取向度为1的虚拟各向异性树脂成型体的主轴方向的线膨胀率，

α_r是取向为随机状态的虚拟各向异性树脂成型体的主轴方向的线膨胀率，通过上述式(3)’来规定，

λ₁₁是对象材料的主轴方向的取向度，

x是表示相对于取向度的各方向的非线性度的参数。)

(在式(3)’中，α_ν是对象材料的体积膨胀率。)

[数式4]

(在式(4)中，α_b是作为完全取向的虚拟各向异性树脂成型体、即取向度为1的虚拟各向异性树脂成型体的与主轴方向正交的方向的线膨胀率，

α_r是取向为随机状态的虚拟各向异性树脂成型体的主轴方向的线膨胀率，通过下述式(4)’来规定，

λ₁₁是对象材料的主轴方向的取向度，

x是表示相对于取向度的各方向的非线性度的参数。)

(在式(4)’中，α_ν是对象材料的体积膨胀率。)

[3]另外，关于本发明，在[1]或[2]所记载的构造解析用模型创建方法中，所述物理性质信息还包含通过下述式(5)规定的弹性模量。

[数式5]

(在式(5)中，E₁₁是对象材料的主轴方向的弹性模量，

E_m是由构成对象材料的树脂组合物形成的成型体的弹性模量，

ζ₁₁是通过式(5)’表示的值，

η是通过式(5)”表示的值，

V_f是各向异性填料相对于对象材料的体积含有率。)

[数式6]

(在式(5)’中，λ₁₁是对象材料的主轴方向的取向度，

L/d是对象材料中包含的各向异性填料的长宽比。)

[数式7]

(在式(5)”中，E_f是对象材料中包含的填料的弹性模量，

E_m是由构成对象材料的树脂组合物形成的成型体的弹性模量。)

[4]另外，关于本发明，在[1]至[3]中的任一项所记载的构造解析用模型创建方法中，所述物理性质信息还包含通过式(6)规定的剪切模量。

[数式8]

(在式(6)中，G₁₂是对象材料的主轴方向的剪切模量，

G_m是由构成对象材料的树脂组合物形成的成型体的剪切模量，

ζ₁₁是通过式(6)’表示的值，

η_g是通过式(6)”表示的值，

V_f是各向异性填料相对于对象材料的体积含有率。)

[数式9]

(在式(6)’中，λ₁₁是对象材料的主轴方向的取向度，L/d是对象材料中包含的各向异性填料的长宽比。)

[数式10]

(在式(6)”中，G_f是对象材料中包含的填料的剪切模量，

G_m是由构成对象材料的树脂组合物形成的成型体的剪切模量。)

[5]另外，关于本发明，在[1]至[4]中的任一项所记载的构造解析用模型创建方法中，所述α_ν是通过PVT树脂特性解析得到的对象材料的体积膨胀率的实测值。

[6]另外，关于本发明，在[1]至[5]中的任一项所记载的构造解析用模型创建方法中，所述各向异性树脂成型体包含熔接部。

[7]另外，关于本发明，在[1]至[6]中的任一项所记载的构造解析用模型创建方法中，所述搜索步骤中包含以下步骤：第一重心位置导出步骤，针对所述多个第一区域的各个第一区域，导出第一重心位置；第二重心位置导出步骤，针对所述多个第二区域的各个第二区域，导出第二重心位置；以及最短第一区域设定步骤，针对各个所述第二区域，搜索距所述第二重心位置最近的第一重心位置，将具有距所述第二重心位置最近的第一重心位置的第一区域设为距所述第二区域最近的第一区域。

[8]另外，关于本发明，在[1]至[7]中的任一项所记载的构造解析用模型创建方法中，所述取向状态是对象材料的主轴方向的取向度，根据所述取向度的范围，在10种以上且1000种以下的范围内设定所述多种虚拟成型体。

[9]另外，本发明涉及各向异性树脂成型体的构造解析方法，使用[1]至[8]中的任一项所记载的构造解析用模型创建方法，来对各向异性树脂成型体进行构造解析，所述构造解析方法包括以下步骤：第一区域取向信息获取步骤，针对所述各向异性树脂成型体进行树脂流动解析，获取包含取向状态计算基础信息的第一区域取向信息，该取向状态计算基础信息用于计算进行元素分割所得到的所述多个第一区域的各个第一区域中的取向状态；构造解析用元素分割步骤，与所述第一区域取向信息获取步骤分开地，为了进行所述各向异性树脂成型体的构造解析而将所述各向异性树脂成型体进行元素分割来分割为所述多个第二区域；以及构造解析步骤，基于包含所述第二区域取向状态的信息和所述第二区域物理性质信息的构造解析模型信息，来进行所述各向异性树脂成型体的构造解析，其中，所述第一区域取向状态计算步骤是基于所述取向状态计算基础信息来计算相当于所述多个第一区域的各个第一区域中的取向状态的第一区域取向状态的步骤，所述搜索步骤是针对所述构造解析用模型中的多个第二区域的各个第二区域搜索距第二区域最近的第一区域的步骤。

[10]另外，本发明涉及翘曲变形预测方法，通过使用[9]所记载的构造解析方法，来预测所述各向异性树脂注塑成型体的翘曲变形。

[11]另外，本发明涉及构造解析用模型创建程序，用于使计算机执行构造解析用模型的创建，该构造解析用模型用于对含有各向异性填料的各向异性树脂成型体进行构造解析，所述程序用于使计算机执行以下步骤：物理性质信息创建步骤，针对取向状态与所述各向异性树脂成型体的取向状态不同的多种虚拟成型体的各种虚拟成型体，创建包含通过下述式(1)规定的泊松比和通过下述式(2)规定的线膨胀率中的至少一方的物理性质信息；第一区域取向状态计算步骤，计算在所述各向异性树脂成型体的树脂流动解析中进行元素分割所得到的多个第一区域的各个第一区域中的第一区域取向状态；搜索步骤，针对为了进行所述各向异性树脂成型体的构造解析而进行元素分割所得到的多个第二区域的各个第二区域，搜索距第二区域最近的第一区域；第二区域取向状态设定步骤，将在所述搜索步骤中最近的第一区域中的所述第一区域取向状态设为各个第二区域取向状态；以及第二区域物理性质信息设定步骤，参照所述物理性质信息，针对所述多个第二区域的各个第二区域，将与所述第二区域取向状态相应的所述物理性质信息设为各个第二区域物理性质信息。

[数式11]

(在式(1)中，ν₂₃是针对与对象材料的主轴方向正交的两个方向的泊松比，

ν_f是对象材料中包含的各向异性填料的泊松比，

ν_m是构成对象材料的树脂组合物的泊松比。)

[数式12]

α₃₃＝α_v-α₁₁-α₂₂ (2)

(在式(2)中，α_ν是对象材料的体积膨胀率，

α₁₁是对象材料的主轴方向的线膨胀率，

α₂₂是与材料主轴方向正交的方向的线膨胀率，

α₃₃是与材料主轴方向正交的方向的线膨胀率，

具有α₂₂≥α₃₃这样的关系。)。

发明的效果

根据本发明，在对各向异性树脂成型体进行构造解析时，能够在短时间内得到高精度的结果，并且能够大幅地减轻对计算机施加的负荷。

附图说明

图1是示出本发明所涉及的各向异性树脂成型体的构造解析方法的一例的流程图。

图2是示出图1中的构造解析用模型创建步骤的一例的流程图。

图3是示出图2中的搜索步骤的一例的流程图。

图4示出用于实现一系列的解析程序的硬件资源的一例。

图5示出树脂流动解析中的元素分割后的试验片A的形状。

图6示出通过树脂流动解析得到的试验片A中的各向异性填料的取向方向分布。

图7示出为了进行构造解析而进行元素分割后的试验片A的形状。

图8是示出将通过流动解析得到的试验片A中的各向异性填料的取向方向分布分配给用于构造解析的有限元素分割模型时的例子。

图9示出通过实施例1的方法对试验片A进行了构造解析时所得到的试验片A的主应力分布。

图10示出通过比较例1的方法对试验片B进行了构造解析时所得到的试验片A的主应力分布。

图11示出树脂流动解析中的元素分割后的试验片B的形状。

图12示出通过树脂流动解析得到的试验片B中的各向异性填料的取向方向分布。

图13示出为了进行构造解析而进行元素分割后的试验片B的形状。

图14示出含有30重量％玻璃纤维的增强聚对苯二甲酸丁二醇酯的温度与比容积之间的关系。

图15示出将通过流动解析得到的试验片B中的各向异性填料的取向方向分布分配给用于构造解析的有限元素分割模型时的例子。

图16示出在试验片B中评价线膨胀率的位置。

图17示出通过实施例2的方法对试验片B进行了构造解析时所得到的试验片A的主应力分布。

图18示出通过比较例2的方法对试验片B进行了构造解析时所得到的试验片A的主应力分布。

具体实施方式

以下，详细地说明本发明的具体的实施方式，但本发明不限定于以下的任何实施方式，在本发明的目的的范围内，能够适当地施加变更来实施。

<各向异性树脂成型体的构造解析方法>

图1是示出本发明所涉及的各向异性树脂成型体的构造解析方法的一例的流程图。本发明所涉及的构造解析方法包括以下步骤：第一区域取向信息获取步骤(S1)，针对含有各向异性填料的各向异性树脂成型体进行树脂流动解析，获取包含取向状态计算基础信息的第一区域取向信息，该取向状态计算基础信息用于计算进行元素分割所得到的多个第一区域的各个第一区域中的取向状态；构造解析用元素分割步骤(S2)，与第一区域取向信息获取步骤(S1)分开地，为了进行各向异性树脂成型体的构造解析而将各向异性树脂成型体进行元素分割来分割为多个第二区域；构造解析用模型创建步骤(S3)，创建用于进行各向异性树脂成型体的构造解析的构造解析用模型；以及构造解析步骤(S4)，基于构造解析模型来进行各向异性树脂成型体的构造解析。

〔第一区域取向信息获取步骤(S1)〕

首先，对第一区域取向信息获取步骤(S1)进行说明。在获取各向异性树脂成型体的取向状态时，还想到了如下方法，使用X射线CT等，通过观察通过注塑成型等加工而得到的实际的各向异性树脂成型体来获取各向异性树脂成型体的取向状态。然而，在处于作为试制的前阶段的设计阶段的情况下，没有试制出实际的各向异性树脂成型体，因此难以实测取向状态。因此，优选的是，使用树脂流动解析，对进行元素分割所得到的多个第一区域的各个第一区域中的取向状态进行仿真。

树脂流动解析的方法没有特别限定，例如能够列举使用有限元素法的树脂流动解析等。在通过使用有限元素法的树脂流动解析来获取取向状态的情况下，优选的是，针对各向异性树脂成型体的厚壁方向进行5分割以上的元素分割。在元素分割的程度为4分割以下的情况下，厚壁方向的纤维取向被平均化，从而构造解析的精度降低，因此不是优选的。

取向状态的种类没有特别限定，例如能够列举取向度、取向方向等。

与取向度有关的取向度信息通常通过3×3的矩阵来表现。根据该矩阵来求出三个方向的固有向量、固有值。根据各个固有向量来得到取向方向。另外，根据各个固有值来得到取向度。

虽然不是必须的，但是当在注塑成型时使用两点浇口时，发生熔接且应力集中在熔接部，因此优选的是各向异性树脂成型体以含有熔接部的形式模型化。

另外，为了提高流动解析的精度进而提高构造解析的最终的精度，优选使浇口、浇道、嵌入部等也模型化。

〔构造解析用元素分割步骤(S2)〕

接下来，对构造解析用元素分割步骤(S2)进行说明。构造解析用元素分割步骤(S2)是如下步骤：与第一区域取向信息获取步骤(S1)分开地，为了进行各向异性树脂成型体的构造解析而将各向异性树脂成型体进行元素分割来分割为多个第二区域。

关于构造解析用元素分割步骤(S2)，只要是与第一区域取向信息获取步骤(S1)中的元素分割分开地进行元素分割即可，没有特别限定，既可以在第一区域取向信息获取步骤(S1)之后进行，也可以在第一区域取向信息获取步骤(S1)之前进行，还可以与第一区域取向信息获取步骤(S1)并行进行。

进行元素分割的方法没有特别限定。作为一例，首先，利用CAD界面等将各向异性树脂成型体的形状取入到电脑等，或者利用CAD系统创建各向异性树脂成型体的形状，并设定模型化范围。接着，通过使用元素分割预处理器等进行有限元素法等的元素分割，来将各向异性树脂成型体分割成多个区域。

元素的形状没有特别限定，能够选择四面体一次元素、四面体二次元素、六面体一次元素、六面体二次元素等，根据有限元素法软件的规格、进行计算的计算机系统的规格、计算成本等适当地选择即可。

元素的个数也没有特别限定，只要考虑到计算精度、计算时间等适当地选择即可。

〔构造解析用元素分割步骤(S3)〕

构造解析用模型创建步骤(S3)是作为用于进行各向异性树脂成型体的构造解析的预备阶段而创建构造解析用模型的步骤。以下，参照图2来详细地说明构造解析用模型创建步骤(S3)。

图2是示出图1中的构造解析用模型创建步骤(S3)的一例的流程图，相当于本发明所涉及的构造解析用模型创建方法。构造解析用模型创建步骤(S3)包括以下步骤：物理性质信息创建步骤(S31)，针对取向状态与各向异性树脂成型体的取向状态不同的多种虚拟成型体的各种虚拟成型体，创建包含规定的泊松比和规定的线膨胀率中的至少一方的物理性质信息；第一区域取向状态计算步骤(S32)，计算在各向异性树脂成型体的树脂流动解析中进行元素分割所得到的多个第一区域的各个第一区域中的第一区域取向状态；搜索步骤(S33)，针对为了进行各向异性树脂成型体的构造解析而进行元素分割所得到的多个第二区域的各个第二区域，搜索距第二区域最近的第一区域；第二区域取向状态设定步骤(S34)，将在搜索步骤(S33)中最近的第一区域中的第一区域取向状态设为各个第二区域取向状态；以及第二区域物理性质信息设定步骤(S35)，参照物理性质信息，针对多个第二区域的各个第二区域，将与第二区域取向状态相应的物理性质信息设为各个第二区域物理性质信息。

[物理性质信息创建步骤(S31)]

物理性质信息创建步骤(S31)是预先创建与通过取向度等例示的取向状态相应的物理性质信息(机械物理性质值)的步骤，具体地说，是如下步骤：针对取向状态与各向异性树脂成型体的取向状态不同但构成各向异性树脂成型体的树脂的组成、树脂成型体的形状等其它条件与各向异性树脂成型体相同的多种虚拟成型体的各种虚拟成型体，创建包含通过下述式(1)规定的泊松比和通过下述式(2)规定的线膨胀率中的至少一方的物理性质信息。通过预先创建物理性质信息(机械物理性质值)，具有对所输入的物理性质信息的确认、修正变得容易这样的优点。

物理性质信息的创建信息没有特别限定，能够例举以下情形：在创建构成刚性矩阵的物理性质信息的情况下，基于Halpin-Tsai式，使用对一部分进行改良后的模型。另外，所创建出的物理性质信息被保存在被例示为硬盘、存储器等的硬件的记录区域中。

[数式13]

在式(1)中，ν₂₃是针对与对象材料的主轴方向正交的两个方向的泊松比。另外，ν_f是对象材料中包含的各向异性填料的泊松比。另外，ν_m是构成对象材料的树脂组合物的泊松比。另外，V_f是对象材料中包含的各向异性填料相对于对象材料的体积含有率。

在本发明中，对求出泊松比的方法进行了改良。一般地，作为以实验方式求出各方向的泊松比的方法，已知的是日本特开2009-128033号公报中记载的方法等，但是由于求解取向度依赖性非常困难，因此实际上通过模型计算等来求出各方向的泊松比。此时，根据计算方法的不同而容易变为实际上无法实现的值。在该情况下，有时正定值变为负而计算本身无法通过构造解析软件实现。通过采用式(1)，具有以下优点：材料物理性质中的正定值易于变为正，因此通用构造计算软件的处理变得容易。

[数式14]

α₃₃＝α_v-α₁₁-α₂₂ (2)

在式(2)中，α_ν是对象材料的体积膨胀率。另外，α₁₁是对象材料的主轴方向的线膨胀率。另外，α₂₂、α₃₃是与材料主轴方向正交的方向的线膨胀率，具有α₂₂≥α₃₃这样的关系性。

在式(2)中，在计算时使用了各方向的线膨胀率与体积膨胀率之间的关系，但当不满足该关系时，体积的膨胀、收缩量与各方向的膨胀、收缩量相矛盾。然而，在求出线膨胀率的方式中一般的Schapery模型、Hashin-Shtrikman模型等一定不满足该关系，因此成为计算结果的精度差的原因。

α₁₁优选通过下述式(3)来求出，α₂₂优选通过下述式(4)来求出。

[数式15]

在式(3)中，α_s是作为完全取向的虚拟各向异性树脂成型体、即取向度为1的虚拟各向异性树脂成型体的主轴方向的线膨胀率。另外，α_r是取向为随机状态的虚拟各向异性树脂成型体的主轴方向的线膨胀率，通过式(3)’来规定。λ₁₁是对象材料的主轴方向的取向度。x是表示相对于取向度的各方向的非线性度的参数。

另外，在式(3)’中，α_ν是对象材料的体积膨胀率。

[数式16]

在式(4)中，α_b是作为完全取向的虚拟各向异性树脂成型体、即取向度为1的虚拟各向异性树脂成型体的与主轴方向正交的方向的线膨胀率。α_r是取向为随机状态的虚拟各向异性树脂成型体的主轴方向的线膨胀率，通过式(4)’来规定。λ₁₁是对象材料的主轴方向的取向度。x是表示相对于取向度的各方向的非线性度的参数。

另外，在式(4)’中，α_ν是对象材料的体积膨胀率。

在本发明的实施方式中，并不是根据虚拟各向异性树脂成型体的主轴方向的取向度来连续地给出材料物理性质值，而是以分区的方式进行处理。具体地说，虚拟各向异性树脂成型体的主轴方向的取向度λ₁₁能够取1/3以上且1以下的值，因此例如将λ₁₁处于0.9以上且1以下的范围内的情况设为具有一种材料物理性质的情况。关于该分区，区间越细小则越连续，解析精度更高，但由于分区数增多而难以确认、变更材料物理性质。当考虑构造解析中的解析精度以及材料物理性质的确认、变更的容易性这双方时，优选的是，根据所述取向度的范围，在10种以上且1000种以下的范围设定多种虚拟成型体。

作为物理性质信息，除了通过上述式(1)表示的泊松比以及通过式(2)表示的线膨胀率以外，还能够列举通过下述式(5)规定的弹性模量、通过下述式(6)规定的剪切模量等。

[数式17]

[数式18]

在式(5)中，E₁₁是对象材料的主轴方向的弹性模量，E_m是由构成对象材料的树脂组合物形成的成型体的弹性模量，ζ₁₁是通过式(5)’表示的值，η是通过式(5)”表示的值，V_f是各向异性填料相对于对象材料的体积含有率。

[数式19]

在式(5)’中，λ₁₁是对象材料的主轴方向的取向度，L/d是对象材料中包含的各向异性填料的长宽比。

[数式20]

在式(5)”中，E_f是对象材料中包含的填料的弹性模量，E_m是由构成对象材料的树脂组合物形成的成型体的弹性模量。

在式(6)中，G₁₂是对象材料的主轴方向的剪切模量，G_m是由构成对象材料的树脂组合物形成的成型体的剪切模量，ζ₁₁是通过式(6)’表示的值，η_g是通过式(6)”表示的值，V_f是各向异性填料相对于对象材料的体积含有率。

[数式21]

在式(6)’中，λ₁₁是对象材料的主轴方向的取向度，L/d是对象材料中包含的各向异性填料的长宽比。

[数式22]

在式(6)”中，G_f是对象材料中包含的填料的剪切模量，G_m是由构成对象材料的树脂组合物形成的成型体的剪切模量。

关于式(5)’和式(6)’，基于通过取向度等例示的取向状态来求出弹性模量等的方法目前为止已知的是均质化法。然而，在均质化法中，求解弹性模量等时的计算方法复杂，因此会产生计算错误、程序编码错误等。为了使计算顺序、计算程序创建容易，作为能够考虑微小区域中的取向度的模型，优选采用上述的式(5)’和式(6)’。

在式(5)’和式(6)’中，长宽比L/d优选采用实测值，但是各向异性树脂成型体中包含的填料的长宽比因填料的破损等而存在分布，并且相对于注塑成型前的状态发生变化。因而，关于式(5)’和式(6)’的运用，也可以将长宽比作为参数来处理。

除此以外，作为物理性质信息，能够例示以下的式(7)至式(9)。

[数式23]

ν₁₂＝ν₁₃＝v_fν_f+v_mν_m (7)

在式(7)中，ν₁₂和ν₁₃是针对与对象材料的主轴方向正交的方向的泊松比。另外，V_f是各向异性填料相对于对象材料的体积含有率，ν_f是对象材料中包含的各向异性填料的泊松比。另外，V_m是树脂组合物相对于对象材料的体积含有率，ν_m是构成对象材料的树脂组合物的泊松比。

[数式24]

E₃₃＝E₂₂ (8-2)

在式(8-1)和式(8-2)中，E₂₂和E₃₃是与对象材料的主轴方向正交的方向的弹性模量，E_m是由构成对象材料的树脂组合物形成的成型体的弹性模量。另外，ζ₂₂为2，η是通过上述式(5)”表示的值，V_f是各向异性填料相对于对象材料的体积含有率。

[数式25]

在式(9-1)和式(9-2)中，G₂₃是与对象材料的主轴方向正交的方向的剪切模量，G_m是由构成对象材料的树脂组合物形成的成型体的剪切模量。另外，ζ22为2，η_g是通过式(6)”表示的值，V_f是各向异性填料相对于对象材料的体积含有率。

[第一区域取向状态计算步骤(S32)]

第一区域取向状态计算步骤(S32)是计算在各向异性树脂成型体的树脂流动解析中进行元素分割所得到的多个第一区域的各个第一区域中的第一区域取向状态的步骤。在本实施方式中，对取向状态是取向方向和取向度的情况进行说明，但不限于此。

与取向度有关的取向度信息通常通过3×3的矩阵来表示。根据该矩阵来求出固有向量、固有值。根据固有向量来得到取向方向。另外，根据固有值来得到取向度。将固有向量的三个方向转换为坐标系，并在后面的步骤中赋予给各元素。另外，在后面的步骤中对各元素设定根据取向度通过物理性质信息创建步骤(S31)所得到的物理性质信息。这些设定由于在构造解析的前后易于确认而具有易于确认物理性质设定中的问题这样的效果。

[搜索步骤(S33)]

搜索步骤(S33)是针对为了进行各向异性树脂成型体的构造解析而进行元素分割所得到的多个第二区域的各个第二区域搜索距第二区域最近的第一区域的步骤。搜索步骤(S33)的方式没有特别限定，但是例如能够例示如图3所示的那样包括以下步骤的方式，这些步骤包括：第一重心位置导出步骤(S331)，针对多个第一区域的各个第一区域，导出第一重心位置；第二重心位置导出步骤(S332)，针对多个第二区域的各个第二区域，导出第二重心位置；以及最短第一区域设定步骤(S333)，针对各个第二区域，搜索距第二重心位置最近的第一重心位置，将具有距第二重心位置最近的第一重心位置的第一区域设为距第二区域最近的第一区域。

(第一重心位置导出步骤(S331))

参照图3来说明搜索步骤(S33)的具体例。在第一重心位置导出步骤(S331)中，针对每个与在第一区域取向信息获取步骤(S1)中计算时使用的第一区域的元素，根据构成元素的节点的位置求出第一重心位置。将第一重心位置与下面计算的构造解析用模型的第二重心位置进行比较。

(第二重心位置导出步骤(S332))

在第二重心位置导出步骤(S332)中，与第一重心位置导出步骤(S331)同样地，针对每个在构造解析用元素分割步骤(S2)进行分割所得到的第二区域的元素，根据构成元素的节点的位置求出重心位置。

(最短第一区域设定步骤(S333))

在最短第一区域设定步骤(S333)中，针对每个通过构造解析用元素分割步骤(S2)进行分割所得到的第二区域的元素，计算通过第二重心位置导出步骤(S332)求出的第二重心位置与通过第一重心位置导出步骤(S331)求出的第一重心位置之间的距离，来分配最近的位置的信息。当该最短第一区域设定步骤(S333)结束时，转移到图2的第二区域取向状态设定步骤(S34)。

[第二区域取向状态设定步骤(S34)]

返回到图2。第二区域取向状态设定步骤(S34)是将在搜索步骤(S33)中最近的第一区域中的第一区域取向状态设为各个第二区域取向状态的步骤。在该方式的情况下，即使在第一区域取向信息获取步骤(S1)中使用的树脂流动解析中的元素分割粗略而通过构造解析用元素分割步骤(S2)进行分割所得到的第二区域的元素的第二重心位置处不存在与第一区域取向信息获取步骤(S1)中使用的第一区域有关的元素的情况下，也能够将第一区域取向状态的信息分配给第二区域。

根据该方式，能够不依赖于元素分割状态地将第一区域取向状态的信息分配给第二区域。关于该分配，还能够使用元素的形状函数对取向状态的信息进行插值来求出，但在元素分割不同的情况下有时成为无法进行插值的状况，因此有时对求解取向状态的信息时的信息密度、构造解析的元素分割产生限制，并有时由于该限制而给构造解析本身的精度带来影响。

[第二区域物理性质信息设定步骤(S35)]

第二区域物理性质信息设定步骤(S35)是如下步骤：参照通过物理性质信息创建步骤(S31)预先创建并保存在硬件的记录区域中的物理性质信息，针对多个第二区域的各个第二区域，将与第二区域取向状态相应的物理性质信息设为各个第二区域物理性质信息。在该步骤中，设定基于通过第二区域取向状态设定步骤(S34)求出的第二区域取向状态的信息的坐标系、以及与取向度相应的材料物理性质来作为构造解析的元素。当该第二区域物理性质信息设定步骤(S35)结束时，为了能够执行构造解析而转移到图1的构造解析步骤(S4)。

〔构造解析步骤(S4)〕

构造解析步骤(S4)是基于构造解析模型来进行各向异性树脂成型体的构造解析的步骤。在该步骤中，使用包含通过第二区域取向状态设定步骤(S34)设定的第二区域取向状态的信息以及通过第二区域物理性质信息设定步骤(S35)设定的第二区域物理性质信息的构造解析模型信息，执行构造解析软件的程序，来执行构造解析。构造解析中的约束条件、负荷条件、计算条件等各种条件只要符合构造解析软件的规格即可，没有特别限定。

通过构造解析，能够对各向异性树脂成型体的变形、应力等进行仿真。根据该仿真的结果，能够判定各向异性树脂成型体中有无破损等。

作为具体的方式，通过将构造解析中的负荷条件设定为温度负荷和残留应力负荷，能够对各向异性树脂注塑成型体的翘曲变形进行解析。因此，通过使用本发明所涉及的构造解析方法，能够预测各向异性树脂注塑成型体的翘曲变形。

<解析程序>

包括本发明所涉及的构造解析用模型创建程序在内的一系列的解析程序能够通过软件与硬件资源相互协作来实现。

图4是示出用于实现一系列的解析程序的硬件资源H的一例。硬件资源H具备信息处理装置1、用于接受来自设计者的各种要求的输入装置2、以及用于输出由信息处理装置1进行解析所得到的解析结果的输出装置3。另外，信息处理装置1经由LAN(Local AreaNetwork：局域网)等网络NW而与CAD装置4相连接。

信息处理装置1具备CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)10、由RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)等构成的主存储装置20、I/O接口30、由硬盘等构成的辅助存储装置40、以及用于进行同与网络NW相连接的装置之间进行的数据发送接收的控制的网络接口50。

辅助存储装置40中保存有用于使硬件装置1执行上述的一系列的步骤的解析程序41。解析程序41包含以下这些程序而构成，这些程序是：用于使硬件装置1执行基于流动解析进行的第一区域取向信息获取步骤(S1)的第一区域取向信息获取程序41A；用于使硬件装置1执行构造解析用元素分割步骤(S2)的构造解析用元素分割程序41B；用于使硬件装置1执行构造解析用模型创建步骤(S3)的构造解析用模型创建程序41C；以及用于使硬件装置1执行构造解析步骤(S4)的构造解析程序41D。本发明所涉及的构造解析方法通过由CPU 10将保存在辅助存储装置40中的解析程序41加载到主存储装置20中并执行该解析程序41来实现。特别地，本发明所涉及的各向异性树脂成型体的构造解析用模型创建方法通过由CPU10将保存在辅助存储装置40中的构造解析用模型创建程序41C加载到主存储装置20中并执行该构造解析用模型创建程序41C来实现。

在上述的实施方式中，从第一区域取向信息获取步骤(S1)至构造解析步骤(S4)为止的各步骤通过将多个程序组合并执行来进行，但不限于此，可以是最初就被构筑为一体的程序，另外，执行的计算机的方式或规模、设置场所也没有限定。

实施例

以下示出实施例和比较例来具体地说明本发明，但本发明不限定于这些实施例。

<试验例1>

在试验例1中，使用呈在平板部分的长边侧设置肋的形状的、通过注塑成型得到的试验片A，来对三点弯曲试验时的耐负荷进行了研究。

〔实施例1〕

首先，针对该试验片A，进行了符合JIS178的弯曲试验。将固定夹具之间的间隔设定为62mm，在试验片中央部设置压头，使压头以变形速度为1％/min地进行移动，使用搭载于试验设备的负荷传感器测定了负荷。其结果，试验片在负荷272N的作用下发生了破损。

[第一区域取向信息获取步骤(S1)]

接下来，将试验片A的形状以CAD数据创建，添加浇道、浇口等并执行了有限元素分割。在树脂流动解析中使用了AUTODESK公司的AUTODESKSIMULATION MOLDFLOW INSIGHT。以下示出树脂流动解析的条件。

树脂：含有30重量％玻璃纤维的增强聚对苯二甲酸丁二醇酯

树脂温度：260℃

模具温度：80℃

注塑流量：57.7cm³/s

保压压力：70MPa

保压时间：15秒

冷却时间：10秒

元素：四面体一次元素(分割数450538)

图5中示出树脂流动解析中的元素分割后的试验片A的形状，图6示出通过树脂流动解析得到的试验片A中的各向异性填料的取向方向分布。

[构造解析用元素分割步骤(S2)]

与流动解析用的有限元素模型分开地，为了进行各向异性树脂成型体的构造解析，将试验片A进行元素分割而使其分割为多个第二区域。图7中示出元素分割后的试验片A的形状。此外，在图7中，删除了浇道、浇口等，添加了试验片支撑台和压头，来代替浇道、浇口等。关于元素，使用四面体二次元素，分割数为66565。将试验片支撑台完全约束，对压头施加作为试验片的耐负荷的负荷272N，来对最大主应力和发生位置进行了研究。

[构造解析用模型创建步骤(S3)]

首先，在物理性质信息创建步骤(S31)中，针对取向状态与试验片A的取向状态不同的多种虚拟成型体的各种虚拟成型体，根据上述式(1)～(9)来创建物理性质信息，并将该物理性质信息保存到计算机的规定的存储区域中。通过式(1)～(9)得到的物理性质信息如下。

对象材料中含有的填料的弹性模量E_f：72000MPa

由构成对象材料的树脂组合物形成的成型体的弹性模量E_m：2500MPa

各向异性填料相对于对象材料的体积含有率V_f：18vol％

树脂组合物相对于对象材料的体积含有率V_m：82vol％

对象材料中含有的填料的剪切模量G_f：29500MPa

由构成对象材料的树脂组合物形成的成型体的剪切模量G_m：926MPa

对象材料中含有的各向异性填料的泊松比ν_f：0.22

构成对象材料的树脂组合物的泊松比ν_m：0.35

对象材料中含有的各向异性填料的长宽比L/d：14

然后，经过以下步骤来完成构造解析模型，这些步骤包括：第一区域取向状态计算步骤(S32)，计算在试验片A的树脂流动解析中进行元素分割所得到的多个第一区域的各个第一区域中的第一区域取向状态；搜索步骤(S33)，针对为了进行试验片A的构造解析而进行元素分割所得到的多个第二区域的各个第二区域，搜索距第二区域最近的第一区域；第二区域取向状态设定步骤(S34)，将在搜索步骤(S33)中最近的第一区域中的第一区域取向状态设为各个第二区域取向状态；以及第二区域物理性质信息设定步骤(S35)，参照物理性质信息，针对多个第二区域的各个第二区域，将与第二区域取向状态相应的物理性质信息设为各个第二区域物理性质信息。图8中示出完成后的构造解析模型。当与原始的图6的分布状况相比较时，表示方向的位置不同，但两者的方向一致。

[构造解析步骤(S4)]

使用所得到的构造解析用的模型来进行计算。计算时使用了构造解析软件NX I-DEAS(西门子(Siemens)PLM软件公司制造)。

图9示出通过利用实施例1的方法对试验片A进行构造解析所得到的主应力分布。表示最大应力的位置相对于试验片的中央部稍微发生了偏差。在试验片的成型时使用了两点浇口，因此认为是发生熔接且应力集中于熔接部的结果。另外，实施例1中的最大主应力为139MPa(表1)。

另外，试验片的拉伸破坏强度的实测值为140MPa，熔接部成为破坏的起点(表1)。

这样，实施例1的结果非常接近实测，可以说在实施例1中本发明的精度非常良好。

〔比较例1〕

关于与实施例1相同的试验片，作为弹性模量，使用了将流动方向的弹性模量与流动垂直方向的弹性模量平均化所得到的值、即6320MPa，作为泊松比，使用了通过已有的模型计算求出的0.39，除此以外，通过与实施例1相同的方法进行了试验片A的构造解析。

图10示出通过利用比较例1的方法对试验片A进行构造解析所得到的主应力分布。表示最大应力的位置是试验片中央部，是与熔接发生位置不同的位置。比较例1中的最大主应力为106MPa(表1)。

这样，比较例1的结果与实测不同，可以说比较例1的精度比实施例1的精度差。

[表1]

	实测值	实施例1	比较例1
				最大主应力(MPa)	140	139	106
最大主应力位置	熔接部	熔接部	非熔接部

<试验例2＞

在试验例2中，使用呈在平板部分设置箱型形状、肋、圆筒等的形状的、通过注塑成型得到的试验片B，对热膨胀动作进行了研究。

〔实施例2〕

首先，截取通过注塑成型所得到的试验片B，在120℃的环境下在恒温槽中实施两小时左右的退火，之后进行了冷却。之后，设置于线膨胀率测定装置，使温度从-30℃上升至室温，在四个部位根据尺寸变化量求出线膨胀率。其结果在后述的表2中总结出。

[纤维取向信息获取步骤(S1)]

接下来，通过与实施例1同样的方法执行了试验片B的有限元素分割。以下示出树脂流动解析的条件。

树脂：含有30重量％玻璃纤维的增强聚对苯二甲酸丁二醇酯

树脂温度：250℃

模具温度：60℃

注塑流量：32cm³/s

保压压力：78.4MPa

保压时间：10秒

冷却时间：15秒

元素：四面体一次元素(分割数486749)

图11中示出树脂流动解析中的元素分割后的试验片B的形状，图12中示出通过树脂流动解析得到的试验片B中的各向异性填料的取向方向分布。

[构造解析用元素分割步骤(S2)]

与流动解析用的有限元素模型分开地，为了进行各向异性树脂成型体的构造解析，将试验片B进行元素分割而将其分割成多个第二区域。图13中示出元素分割后的试验片B的形状。此外，在图13中，使用了截取后的形状。关于元素，使用了四面体二次元素，分割数为66565。对模型的角部的三处约束了XYZ方向、YZ方向、Z方向，并施加了温度负荷100℃。

[材料物理性质的设定步骤(S3)]

首先，在物理性质信息创建步骤(S31)中，针对取向状态与试验片A的取向状态不同的多种虚拟成型体的各种虚拟成型体，通过上述式(1)～(9)创建了物理性质信息，并将该物理性质信息保存在计算机的规定的存储区域中。通过式(1)～(9)得到的物理性质信息如下。

作为完全取向的虚拟各向异性树脂成型体、即取向度为1的虚拟各向异性树脂成型体的主轴方向的线膨胀率α_s：2.4×10^-5/℃

作为完全取向的虚拟各向异性树脂成型体、即取向度为1的虚拟各向异性树脂成型体的与主轴方向正交的方向的线膨胀率α_b：6.2×10^-5/℃

对象材料的体积膨胀率α_ν：1.53×10^-4/℃

相对于取向度的各方向的非线性度x：15.5(无量纲)

体积膨胀率α_ν是通过使用PVT测定装置求出压力为0MPa时的含有30重量％玻璃纤维的增强聚对苯二甲酸丁二醇酯(增强PBT)的体积变化、并计算增强PBT的相对于温度的比容积的变化率所求出的值。

然后，与实施例1同样地，经过第一区域取向状态计算步骤(S32)、搜索步骤(S33)、第二区域取向状态设定步骤(S34)以及第二区域物理性质信息设定步骤(S35)来完成构造解析模型。图15中示出完成后的构造解析模型。当与原始的图12的分布状况相比较时，表示方向的位置不同，但两者的方向一致。

[构造解析步骤(S4)]

接下来，通过与实施例1同样的方法对试验片B进行了构造解析。

根据图16所示的位置A、B、C、D处的尺寸变化来求出了各位置处的线膨胀率。表2中示出结果。另外，图17表示通过利用实施例2的方法对试验片B进行构造解析所得到的变形量分布。图17暗示出试验片B以平面部发生扭曲的方式发生变形。

另外，在试验片B中，对位置A、B、C、D处的线膨胀率进行了实测。表2中示出结果。在该实测时，通过目视确认出试验片B以平面部发生扭曲的方式发生变形。

这样，可以说实施例2中的位置A、B、C、D之间的线膨胀率差的变化反映出实测值，并可以说反应出实际的试验片B的扭曲。因而，实施例2的结果非常接近实测，可以说在实施例2中本发明的精度非常良好。

〔比较例2〕

关于与实施例2相同的试验片B，作为线膨胀率，使用了将流动方向的线膨胀率与流动垂直方向的线膨胀率平均化所得到的值、即4.3×10^-5/℃，除此以外，通过与实施例2相同的方法进行了试验片B的构造解析。

根据图16所示的位置A、B、C、D处的尺寸变化来求出各位置处的线膨胀率。表2中示出结果。在比较例2的情况下，在位置A、B、C、D之间确认不出线膨胀率的显著性差异。另外，图18示出通过利用比较例2的方法对试验片B进行构造解析所得到的变形量分布。根据图18明确可知，试验片B的平面部平坦而没有反映出实际的试验片B的扭曲。

这样，比较例2的结果与实测不同，可以说比较例2的构造解析精度比实施例2的构造解析精度差。

[表2]

线膨胀率	实测值	实施例2	比较例2
				位置A(1/℃)	4.63×10<sup>-5</sup>	4.80×10<sup>-5</sup>	4.30×10<sup>-5</sup>
位置B(1/℃)	4.68×10<sup>-5</sup>	6.21×10<sup>-5</sup>	4.30×10<sup>-5</sup>
				位置C(1/℃)	4.94×10<sup>-5</sup>	4.53×10<sup>-5</sup>	4.30×10<sup>-5</sup>
位置D(1/℃)	5.04×10<sup>-5</sup>	6.36×10<sup>-5</sup>	4.30×10<sup>-5</sup>

附图标记说明

H：硬件资源；1：信息处理装置；2：输入装置；3：输出装置；4：CAD装置；10：CPU；20：主存储装置；30：I/O接口；40：辅助存储装置；41：解析程序；41A：第一区域取向信息获取程序；41B：构造解析用元素分割程序；41C：构造解析用模型创建程序；41D：构造解析程序；50：网络接口；NW：网络；S1：第一区域取向信息获取步骤；S2：构造解析用元素分割步骤；S3：构造解析用模型创建步骤；S4：构造解析步骤；S31：物理性质信息创建步骤；S32：第一区域取向状态计算步骤；S33：搜索步骤；S34：第二区域取向状态设定步骤；S35：第二区域物理性质信息设定步骤；S331：第一重心位置导出步骤；S332：第二重心位置导出步骤；S333：最短第一区域设定步骤。

Claims (11)

1.一种各向异性树脂成型体的构造解析用模型创建方法，用于创建构造解析用模型，该构造解析用模型用于对含有各向异性填料的各向异性树脂成型体进行构造解析，所述构造解析用模型创建方法包括以下步骤：

物理性质信息创建步骤，针对取向状态与所述各向异性树脂成型体的取向状态不同的多种虚拟成型体的各种虚拟成型体，创建包含通过下述式(1)规定的泊松比和通过下述式(2)规定的线膨胀率中的至少一方的物理性质信息；

第一区域取向状态计算步骤，计算在所述各向异性树脂成型体的树脂流动解析中进行元素分割所得到的多个第一区域的各个第一区域中的第一区域取向状态；

搜索步骤，针对为了进行所述各向异性树脂成型体的构造解析而进行元素分割所得到的多个第二区域的各个第二区域，搜索距第二区域最近的第一区域；

第二区域取向状态设定步骤，将在所述搜索步骤中得到的最近的第一区域中的所述第一区域取向状态设为各个第二区域取向状态；以及

第二区域物理性质信息设定步骤，参照所述物理性质信息，针对所述多个第二区域的各个第二区域，将与所述第二区域取向状态相应的所述物理性质信息设为各个第二区域物理性质信息，

其中，

[数式1]

在式(1)中，

ν₂₃是针对与对象材料的主轴方向正交的两个方向的泊松比，

ν_f是对象材料中包含的各向异性填料的泊松比，

ν_m是构成对象材料的树脂组合物的泊松比，

V_f是对象材料中包含的各向异性填料相对于对象材料的体积含有率，

[数式2]

α₃₃＝α_v-α₁₁-α₂₂ (2)

在式(2)中，

α_ν是对象材料的体积膨胀率，

α₁₁是对象材料的主轴方向的线膨胀率，

α₂₂是与材料主轴方向正交的方向的线膨胀率，

α₃₃是与材料主轴方向正交的方向的线膨胀率，

具有α₂₂≥α₃₃这样的关系。

2.根据权利要求1所述的构造解析用模型创建方法，其特征在于，

所述α₁₁通过下述式(3)来求出，所述α₂₂通过下述式(4)来求出，

[数式3]

在式(3)中，

α_s是作为完全取向的虚拟各向异性树脂成型体、即取向度为1的虚拟各向异性树脂成型体的主轴方向的线膨胀率，

α_r是取向为随机状态的虚拟各向异性树脂成型体的主轴方向的线膨胀率，通过上述式(3)’来规定，

λ₁₁是对象材料的主轴方向的取向度，

x是表示相对于取向度的各方向的非线性度的参数，

在式(3)’中，α_ν是对象材料的体积膨胀率，

[数式4]

在式(4)中，

α_b是作为完全取向的虚拟各向异性树脂成型体、即取向度为1的虚拟各向异性树脂成型体的与主轴方向正交的方向的线膨胀率，

α_r是取向为随机状态的虚拟各向异性树脂成型体的主轴方向的线膨胀率，通过上述式(4)’来规定，

λ₁₁是对象材料的主轴方向的取向度，

x是表示相对于取向度的各方向的非线性度的参数，

在式(4)’中，α_ν是对象材料的体积膨胀率。

3.根据权利要求1或2所述的构造解析用模型创建方法，其特征在于，

所述物理性质信息还包含通过下述式(5)规定的弹性模量，

[数式5]

在式(5)中，

E₁₁是对象材料的主轴方向的弹性模量，

E_m是由构成对象材料的树脂组合物形成的成型体的弹性模量，

ζ₁₁是通过式(5)’表示的值，

η是通过式(5)”表示的值，

V_f是各向异性填料相对于对象材料的体积含有率，

[数式6]

在式(5)’中，

λ₁₁是对象材料的主轴方向的取向度，

L/d是对象材料中包含的各向异性填料的长宽比，

[数式7]

在式(5)”中，E_f是对象材料中包含的填料的弹性模量，E_m是由构成对象材料的树脂组合物形成的成型体的弹性模量。

4.根据权利要求1或2所述的构造解析用模型创建方法，其特征在于，

所述物理性质信息还包含通过式(6)规定的剪切模量，

[数式8]

在式(6)中，

G₁₂是对象材料的主轴方向的剪切模量，

G_m是由构成对象材料的树脂组合物形成的成型体的剪切模量，

ζ₁₁是通过式(6)’表示的值，

η_g是通过式(6)”表示的值，

V_f是各向异性填料相对于对象材料的体积含有率，

[数式9]

在式(6)’中，

λ₁₁是对象材料的主轴方向的取向度，

L/d是对象材料中包含的各向异性填料的长宽比，

[数式10]

在式(6)”中，G_f是对象材料中包含的填料的剪切模量，G_m是由构成对象材料的树脂组合物形成的成型体的剪切模量。

5.根据权利要求1或2所述的构造解析用模型创建方法，其特征在于，

所述α_ν是通过PVT树脂特性解析得到的对象材料的体积膨胀率的实测值。

6.根据权利要求1或2所述的构造解析用模型创建方法，其特征在于，

所述各向异性树脂成型体包含熔接部。

7.根据权利要求1或2所述的构造解析用模型创建方法，其特征在于，

所述搜索步骤中包含以下步骤：

第一重心位置导出步骤，针对所述多个第一区域的各个第一区域，导出第一重心位置；

第二重心位置导出步骤，针对所述多个第二区域的各个第二区域，导出第二重心位置；以及

最短第一区域设定步骤，针对各个所述第二区域，搜索距所述第二重心位置最近的第一重心位置，将具有距所述第二重心位置最近的第一重心位置的第一区域设为距所述第二区域最近的第一区域。

8.根据权利要求1或2所述的构造解析用模型创建方法，其特征在于，

所述取向状态是对象材料的主轴方向的取向度，

根据所述取向度的范围，在10种以上且1000种以下的范围内设定所述多种虚拟成型体。

9.一种各向异性树脂成型体的构造解析方法，使用根据权利要求1～8中的任一项所述的构造解析用模型创建方法，来对各向异性树脂成型体进行构造解析，所述构造解析方法包括以下步骤：

第一区域取向信息获取步骤，针对所述各向异性树脂成型体进行树脂流动解析，获取包含取向状态计算基础信息的第一区域取向信息，该取向状态计算基础信息用于计算进行元素分割所得到的所述多个第一区域的各个第一区域中的取向状态；

构造解析用元素分割步骤，与所述第一区域取向信息获取步骤分开地，为了进行所述各向异性树脂成型体的构造解析，对所述各向异性树脂成型体进行元素分割而将其分割为所述多个第二区域；以及

构造解析步骤，基于包含所述第二区域取向状态的信息和所述第二区域物理性质信息的构造解析模型信息，来进行所述各向异性树脂成型体的构造解析，

其中，所述第一区域取向状态计算步骤是基于所述取向状态计算基础信息来计算与所述多个第一区域的各个第一区域中的取向状态相当的第一区域取向状态的步骤，

所述搜索步骤是针对所述构造解析用模型中的多个第二区域的各个第二区域搜索距第二区域最近的第一区域的步骤。

10.一种翘曲变形预测方法，通过使用根据权利要求9所述的构造解析方法，来预测所述各向异性树脂成型体的翘曲变形。

11.一种计算机可读存储介质，其上存储有构造解析用模型创建程序，所述程序用于使计算机执行构造解析用模型的创建，该构造解析用模型用于对含有各向异性填料的各向异性树脂成型体进行构造解析，其特征在于，所述程序用于使计算机执行以下步骤：

物理性质信息创建步骤，针对取向状态与所述各向异性树脂成型体的取向状态不同的多种虚拟成型体的各种虚拟成型体，创建包含通过下述式(1)规定的泊松比和通过下述式(2)规定的线膨胀率中的至少一方的物理性质信息；

第一区域取向状态计算步骤，计算在所述各向异性树脂成型体的树脂流动解析中进行元素分割所得到的多个第一区域的各个第一区域中的第一区域取向状态；

搜索步骤，针对为了进行所述各向异性树脂成型体的构造解析而进行元素分割所得到的多个第二区域的各个第二区域，搜索距第二区域最近的第一区域；

第二区域取向状态设定步骤，将在所述搜索步骤中得到的最近的第一区域中的所述第一区域取向状态设为各个第二区域取向状态；以及

第二区域物理性质信息设定步骤，参照所述物理性质信息，针对所述多个第二区域的各个第二区域，将与所述第二区域取向状态相应的所述物理性质信息设为各个第二区域物理性质信息，

其中，

[数式11]

在式(1)中，

ν₂₃是针对与对象材料的主轴方向正交的两个方向的泊松比，

ν_f是对象材料中包含的各向异性填料的泊松比，

ν_m是构成对象材料的树脂组合物的泊松比，

V_f是对象材料中包含的各向异性填料相对于对象材料的体积含有率，

[数式12]

α₃₃＝α_v-α₁₁-α₂₂ (2)

在式(2)中，

α_ν是对象材料的体积膨胀率，

α₁₁是对象材料的主轴方向的线膨胀率，

α₂₂是与材料主轴方向正交的方向的线膨胀率，

α₃₃是与材料主轴方向正交的方向的线膨胀率，

具有α₂₂≥α₃₃这样的关系。