JP2003058584A - Method for simulating static physical property value of golf club shaft and golf club shaft design system using the simulation method - Google Patents

Method for simulating static physical property value of golf club shaft and golf club shaft design system using the simulation method

Info

Publication number
JP2003058584A
JP2003058584A JP2001249455A JP2001249455A JP2003058584A JP 2003058584 A JP2003058584 A JP 2003058584A JP 2001249455 A JP2001249455 A JP 2001249455A JP 2001249455 A JP2001249455 A JP 2001249455A JP 2003058584 A JP2003058584 A JP 2003058584A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
shaft
golf club
divided
bending
circumferential direction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2001249455A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuyoshi Miyamoto
和佳 宮本
Hiroshi Hasegawa
宏 長谷川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Rubber Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Rubber Industries Ltd filed Critical Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority to JP2001249455A priority Critical patent/JP2003058584A/en
Publication of JP2003058584A publication Critical patent/JP2003058584A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Golf Clubs (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the efficiency of a design of a golf club shaft by predicting a static physical property value such as the bending and twisting quantity of a shaft with high accuracy without producing a prototype for a shaft. SOLUTION: A golf club shaft made of a fiber-reinforced resin composed of a laminated body of fiber-reinforced pre-preg is set as a model for an analysis object, a modeled shaft is divided in the circumferential direction of the shaft, a laminated state of the fiber-reinforced pre-preg being data of a shaft configuration is inputted in each divided area, simulation is performed with a finite element analysis to predict a static physical property value such as the bending and twisting quantity, etc., of the shaft.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ゴルフクラブシャ
フトの静的物性値のシミュレーション方法及び該シミュ
レーション方法を用いたゴルフクラブシャフト設計シス
テムに関し、詳しくは、シャフトの曲げねじれ量等の静
的物性値を精度良く予測し、ゴルフクラブシャフトの設
計の効率化を図るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of simulating static physical property values of a golf club shaft and a golf club shaft design system using the simulation method. More specifically, the present invention relates to static physical property values such as the amount of bending and twisting of the shaft. Is accurately predicted to improve the efficiency of golf club shaft design.

【0002】[0002]

【従来の技術】ゴルフクラブシャフトの性能特性を評価
するには、実際のスイングが行われている状態でのシャ
フト挙動はもちろんであるが、曲げ剛性、ねじれ剛性等
の静的物性値も評価の対象となりうる。
2. Description of the Related Art In order to evaluate the performance characteristics of a golf club shaft, not only the shaft behavior in the actual swing state but also static physical property values such as bending rigidity and torsional rigidity are evaluated. It can be a target.

【0003】例えば、繊維強化プリプレグを多層に積層
することで構成されるシャフトの単純な曲げ剛性、ある
いは、ねじれ剛性を評価するにあたっては、材料力学の
梁モデルでの理論式を用いる等して3点曲げ(2点を支
持し、さらに別の1点に荷重を負荷する)、あるいは、
一端を固定し他端にねじりモーメントを与えた時のねじ
れ角等を計算し、試作・製造前に曲げ、ねじれの剛性を
予測し、設計の効率化が行われている。
For example, in evaluating the simple bending rigidity or torsional rigidity of a shaft formed by laminating a plurality of fiber reinforced prepregs, a theoretical formula in a beam model of material mechanics is used. Point bending (supporting two points and applying a load to another point), or
The efficiency of the design is being improved by calculating the torsion angle etc. when one end is fixed and the other end is given a torsion moment, and bending and torsional rigidity are predicted before trial manufacture and manufacturing.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年、
プレーヤーに応じた剛性値を得るために、種々の積層パ
ターンからなるゴルフクラブシャフトが提案されてお
り、繊維強化プリプレグの積層構成は複雑なものとなっ
てきている。このため、上記のような曲げ、ねじれの剛
性が材料力学の理論式(面積モーメント法等)では計算
することはできない場合があり、試作・製造前の剛性値
の予測が困難となっている。さらには、上記した曲げ剛
性、ねじれ剛性だけでなく、曲げが起こったときに生じ
るねじれ角度(以下、曲げねじれ量)の考慮が必要な場
合もあり、上記理論式では、この曲げねじれ量の予測も
困難である。
However, in recent years,
Golf club shafts having various laminated patterns have been proposed in order to obtain a rigidity value according to the player, and the laminated structure of the fiber reinforced prepreg has become complicated. For this reason, the bending and torsional rigidity as described above may not be calculated by a theoretical formula of material mechanics (area moment method, etc.), and it is difficult to predict the rigidity value before trial manufacture. Furthermore, in addition to the above-mentioned bending rigidity and torsional rigidity, it may be necessary to consider the torsion angle (hereinafter referred to as the bending torsion amount) that occurs when bending occurs. Is also difficult.

【0005】よって、上記のような複雑な構成のシャフ
トにおいては、曲げねじれ量は、試作後の実験によって
しか確認することができなかった。このため、多層に積
層された繊維強化プリプレグの積層状態の違いによって
生じる剛性値等の差異、程度、傾向を確認するには、シ
ャフトの試作を繰り返すことが必要であり、目的の曲げ
ねじれ量に達する製品を得るには多大な時間と費用を要
していた。
Therefore, in the shaft having the above-mentioned complicated structure, the bending twist amount can be confirmed only by the experiment after the trial production. Therefore, it is necessary to repeat the trial manufacture of the shaft in order to confirm the difference, degree, and tendency of the rigidity value and the like caused by the difference in the laminated state of the fiber-reinforced prepregs laminated in multiple layers. It took a lot of time and money to get the product to reach.

【0006】特に、シャフトの周方向において繊維強化
プリプレグの積層構成を異ならせることにより、スイン
グ中に生じるシャフトの撓みによってシャフトを捻れさ
せている異方性シャフトには、前記した評価指標である
曲げ剛性、ねじれ剛性だけでなく、曲げが起こったとき
に生じるねじれ角度(以下、曲げねじれ量)が設計指標
に大きく影響する。従って、理論式を用いた計算による
曲げねじれ量の予測は、より困難なものとなる。
In particular, the anisotropic index shaft in which the shaft is twisted by the bending of the shaft generated during the swing by making the laminated structure of the fiber reinforced prepreg different in the circumferential direction of the shaft is a bending index which is the above-mentioned evaluation index. Not only the rigidity and the torsional rigidity, but also the twist angle (hereinafter referred to as the bending twist amount) generated when bending occurs greatly affects the design index. Therefore, it becomes more difficult to predict the bending twist amount by calculation using a theoretical formula.

【0007】本発明は上記した問題に鑑みてなされたも
のであり、シャフトの試作を行うことなく、シャフトの
曲げねじれ量等の静的物性値を精度良く予測し、ゴルフ
クラブシャフトの設計の効率化を図ることを課題として
いる。
The present invention has been made in view of the above problems, and accurately predicts static physical properties such as the amount of bending and twisting of the shaft without trial production of the shaft, and improves the efficiency of golf club shaft design. The challenge is to achieve this.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、繊維強化プリプレグの積層体からなる繊
維強化樹脂製のゴルフクラブシャフトを解析対象のモデ
ルとして設定し、上記モデル化されたシャフトをシャフ
トの周方向に分割し、分割領域毎にシャフト構成のデー
タである繊維強化プリプレグの積層状態を入力し、有限
要素法解析によりシミュレーションを行い、シャフトの
静的物性値を予測することを特徴とするゴルフクラブシ
ャフトの静的物性値のシミュレーション方法を提供して
いる。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention has been modeled by setting a golf club shaft made of a fiber-reinforced resin made of a laminate of fiber-reinforced prepregs as a model to be analyzed. By dividing the shaft in the circumferential direction of the shaft, inputting the laminated state of the fiber reinforced prepreg which is the data of the shaft configuration for each divided region, and performing simulation by the finite element method analysis to predict the static physical property value of the shaft. A method for simulating static physical property values of a characteristic golf club shaft is provided.

【0009】本発明者は、シャフトの単純な曲げやねじ
れに加え、シャフトの曲げねじれ量(曲げが起こったと
きに生じるねじれ角度)等の静的物性値を評価するに
は、シャフトに撓みや曲げねじれが生じる原因となる、
シャフトの周方向における繊維強化プリプレグの積層構
成(配置状況)が重要となることを見出した。従って、
繊維強化プリプレグの積層体からなるシャフトをモデル
化し、モデル化したシャフトを周方向に分割して分割領
域毎に積層構成を入力することで、シャフトの周方向の
積層構成の違いが曲げねじれ量に及ぼす影響を考慮した
解析を行うことができる。また、有限要素法解析を用い
たシミュレーションにより曲げねじれ量等の静的物性値
の予測を行うため、試作を要せず、精度良い予測結果を
得ることができる。従って、ゴルフクラブシャフトの設
計の効率化を図ることができ、試作を繰り返すことな
く、目的性能を有するゴルフクラブシャフトを得ること
ができる。
In addition to simple bending and twisting of the shaft, the inventor of the present invention evaluates the static physical property values such as the bending twist amount of the shaft (twist angle generated when bending occurs), etc. It causes bending and twisting,
It was found that the laminated structure (arrangement condition) of the fiber reinforced prepreg in the circumferential direction of the shaft is important. Therefore,
By modeling a shaft made of a laminated body of fiber reinforced prepreg, dividing the modeled shaft in the circumferential direction, and inputting the laminated structure for each divided region, the difference in the laminated structure in the circumferential direction of the shaft becomes the bending twist amount. It is possible to perform an analysis that considers the influence. Further, since the static physical property values such as the amount of bending and torsion are predicted by the simulation using the finite element method analysis, it is possible to obtain accurate prediction results without the need for trial production. Therefore, the efficiency of the design of the golf club shaft can be improved, and the golf club shaft having the desired performance can be obtained without repeating the trial manufacture.

【0010】具体的には、実物による試験と同様の条件
下において、ゴルフクラブシャフトを多数の4角形シェ
ル状の要素に分割し、解析対象のモデルとして設定し、
周方向の分割領域毎に積層状況を入力して有限要素法に
よりシミュレーションを行うことで、シャフトの単純な
曲げ試験(順式・逆式フレックス(たわみ))、曲げね
じれ試験を想定した解析を行うことができ、精度良く静
的物性値の試験結果を予測することができる。
Specifically, under the same conditions as in the actual test, the golf club shaft is divided into a large number of quadrangular shell-shaped elements and set as a model to be analyzed.
A simple bending test (forward / reverse flex (deflection)) of the shaft and an analysis assuming a bending / twisting test are performed by inputting the lamination condition for each divided region in the circumferential direction and performing a simulation by the finite element method. Therefore, the test result of the static physical property value can be predicted accurately.

【0011】上記シャフトが、シャフトの周方向におい
て繊維強化プリプレグの積層構成を異ならせている異方
性シャフトであり、上記モデル化されたシャフトをシャ
フトの周方向において3等分以上に等分割し、上記シャ
フトの断面形状を、上記等分割により分割された各領域
の境界点を頂点とする正多角形状とみなし、上記静的物
性値として曲げねじれ量を解析していることが好まし
い。
The shaft is an anisotropic shaft in which the laminated structure of the fiber reinforced prepreg is different in the circumferential direction of the shaft, and the modeled shaft is equally divided into three or more equal parts in the circumferential direction of the shaft. It is preferable that the cross-sectional shape of the shaft is regarded as a regular polygonal shape having the apex at the boundary point of each region divided by the equal division, and the bending and twisting amount is analyzed as the static physical property value.

【0012】異方性シャフトは、シャフトの周方向で繊
維強化プリプレグの積層構成(特に、シャフト軸方向に
対して繊維角度に角度を持たせたバイアス層)を異なら
せることによって異方性(曲げると捻れる性質)を発現
させている。このように、積層構成を異ならせているの
は、長手方向の少なくとも一部、あるいは全長であって
も良い。また、上記のような異方性は、繊維強化プリプ
レグの強化繊維の繊維角度や引張弾性率の値を変える、
巻き数を非整数とすることによっても実現することがで
きる。このような異方性を考慮した解析を行うには、シ
ャフトの周方向における物性の違いを反映できるよう
に、シャフトモデルを周方向において少なくとも3等分
以上に等分割することが好ましい。これにより、シャフ
トの周方向の物性の差を把握することができ、精度良く
曲げねじれ量を予測することができる。
The anisotropic shaft is anisotropy (bends) by changing the laminated structure of the fiber reinforced prepreg (in particular, the bias layer in which the fiber angle is angled with respect to the shaft axis direction) in the circumferential direction of the shaft. And the property of twisting). As described above, at least a part in the longitudinal direction or the entire length may be different in the laminated structure. Further, the anisotropy as described above changes the value of the fiber angle or the tensile modulus of the reinforcing fiber of the fiber reinforced prepreg,
It can also be realized by setting the number of turns to a non-integer. In order to perform the analysis in consideration of such anisotropy, it is preferable to divide the shaft model into at least three equal parts in the circumferential direction so that the difference in the physical properties of the shaft in the circumferential direction can be reflected. As a result, it is possible to grasp the difference in physical properties of the shaft in the circumferential direction, and it is possible to accurately predict the bending and twisting amount.

【0013】また、本来円形である上記シャフトの断面
形状を、上記等分割により分割された各領域の境界点を
頂点とする正多角形状とみなして解析することにより、
計算を容易にすることができ、計算時間を短縮しながら
精度良い予測結果を得ることができる。3等分以上であ
れば、分割数が大きいほど正確なシミュレーションが可
能であり、計算機の能力が許す範囲で分割数を大きくす
ることができる。
Further, by analyzing the cross-sectional shape of the shaft, which is originally circular, as a regular polygonal shape having the apex at the boundary point of each region divided by the equal division,
The calculation can be facilitated, and accurate prediction results can be obtained while shortening the calculation time. If the number of divisions is equal to or more than three, the larger the number of divisions, the more accurate the simulation can be performed, and the number of divisions can be increased within the range permitted by the computer capacity.

【0014】上記シャフトの周方向において繊維強化プ
リプレグの積層構成が異なる部分を、上記分割された1
つの分割領域内に含むように、シャフトモデルを周方向
に等分割しているのが好ましい。シャフトの周方向にお
いて繊維強化プリプレグの積層構成が異なる部分が、2
つの分割された領域にまたがって配置されると、実際の
曲げねじれ量とシミュレーション結果との間に誤差が生
じる場合があるため、異方性を有するような積層構成が
異なる部分は1つの領域内に含むように分割するのが良
い。
The portion where the laminated structure of the fiber reinforced prepreg differs in the circumferential direction of the shaft is divided into
It is preferable that the shaft model is equally divided in the circumferential direction so as to be included in one divided region. There are 2 parts where the laminated structure of the fiber reinforced prepreg differs in the circumferential direction of the shaft.
When placed over two divided areas, an error may occur between the actual bending and twist amount and the simulation result. It is better to divide it to include.

【0015】また、異方性を有する部分の周方向の端と
分割領域の端が一致するのが好ましく、2つの領域にま
たがる場合には、異方性を有する部分の周方向の真ん中
部分で2つに分割されるのが良い。なお、繊維強化プリ
プレグの巻数に応じて、分割数を適宜設定することもで
きる。
Further, it is preferable that the end of the anisotropy portion in the circumferential direction coincides with the end of the divided area, and when the end portion extends over two areas, it is located in the middle portion of the anisotropy portion in the circumferential direction. It is good to be divided into two. The number of divisions can be set as appropriate according to the number of windings of the fiber reinforced prepreg.

【0016】上記モデル化されたシャフトをシャフトの
周方向に4等分以上12等分以下、好ましくは8等分以
上12等分以下に等分割しているのが良い。さらに最適
な分割数は12等分である。計算機の能力が許す範囲で
分割数を大きくすることができるが、大きすぎると計算
に時間がかかり高性能な計算機が必要になるが、上記の
ような範囲の分割数とすると、比較的少ない分割で、短
期間で正確に曲げねじれ量等の静的物性値を計算するこ
とができる。また、上記範囲の分割数とすると、周方向
にある程度細かく分割できるため、異方性を有する位置
を気にせず、積層状況に分割領域を合わせなくても、あ
るいは、巻き数がいくらでも(非整数巻きでなくても)
精度良く曲げねじれ量等の静的物性値を予測することが
できる。
It is preferable that the modeled shaft is equally divided into 4 equal parts or more and 12 equal parts or less, preferably 8 parts or more and 12 equal parts or less in the circumferential direction of the shaft. The optimum number of divisions is 12 equal parts. The number of divisions can be increased within the range of the computer's capability, but if it is too large, it takes time to perform the calculation and a high-performance computer is required. Thus, it is possible to accurately calculate static physical property values such as the amount of bending and torsion in a short period of time. Further, if the number of divisions is within the above range, it is possible to divide the circumferential direction to a certain degree, so it is not necessary to consider the position having anisotropy, the divided area is not adjusted to the stacking state, or the number of windings is not limited (a non-integer number). (Even if it is not rolled)
It is possible to accurately predict static physical property values such as the amount of bending and torsion.

【0017】また、有限要素法では、シャフトをそのま
まの形状でshellとしてパイプ状にモデル化し、シ
ャフトモデルを構成するシェル各要素に積層データを入
力する方法、あるいは、シャフトをbeamとしてモデ
ル化し、各部分の断面2次モーメントを算出し、bea
mの特性として入力する方法等が挙げられるが、精度の
点からは、shellとしてパイプ状にモデル化した方
法により解析することが好ましい。
In the finite element method, the shaft is modeled as a shell in its original shape into a shell and the lamination data is input to each shell element constituting the shaft model, or the shaft is modeled as a beam and each layer is modeled as a beam. Calculate the second moment of area of the part and
A method of inputting as a characteristic of m may be mentioned, but from the viewpoint of accuracy, it is preferable to analyze by a method modeled as a pipe as a shell.

【0018】また、有限要素法を用いることで、簡易に
精度良くシミュレーションをすることができる。ゴルフ
クラブモデルのシャフトについて、有限要素法により解
析する際は、シャフトが中空形状のため、パイプ状の面
に厚みを持たせた要素としている。解析時に、見た目で
は、要素の体積はないように見えるが、上記のように厚
みを入力するため、計算ではシャフト全体の重量を計算
するためには材料の密度の値の入力が必要となる。ただ
し、曲げたわみ、3点曲げ試験のシミュレーションは静
的な計算なので密度の値は無くても計算可能である。
Further, by using the finite element method, it is possible to easily and accurately perform a simulation. When the shaft of a golf club model is analyzed by the finite element method, since the shaft has a hollow shape, the element has a pipe-shaped surface with a thickness. At the time of analysis, it seems that there is no volume of the element visually, but since the thickness is input as described above, it is necessary to input the value of the material density in order to calculate the weight of the entire shaft in the calculation. However, since the bending deflection and three-point bending test simulations are static calculations, they can be calculated without the density value.

【0019】また、モデル化したシャフトは、シャフト
軸方向においても分割することができる。これにより、
精度をさらに向上することができる。シャフト軸方向に
等間隔でメッシュ分割してもよく、10mm程度が最適
であるが、計算能力の許す範囲でさらに細分化しても良
い。なお、シャフトの軸方向において繊維強化プリプレ
グの巻数が減少し、徐々に厚みが変化する場合には、軸
方向の分割領域毎に厚みを変化させてモデル化すること
もできる。
The modeled shaft can also be divided in the axial direction of the shaft. This allows
The accuracy can be further improved. The mesh may be divided at equal intervals in the axial direction of the shaft, and about 10 mm is optimal, but it may be further subdivided within the range allowed by the calculation capability. When the number of windings of the fiber reinforced prepreg decreases in the axial direction of the shaft and the thickness gradually changes, the thickness can be changed for each axially divided region for modeling.

【0020】なお、本発明のシミュレーションによる予
測結果を設計指針とし、新たなゴルフクラブシャフトの
設計に活用することができる。例えば、繊維角度45゜
と繊維角度90゜の結果より、両者の繊維角度45゜〜
90゜の間の繊維角度とした時の結果を予測することが
できる。
The result of the simulation according to the present invention can be used as a design guide for designing a new golf club shaft. For example, from the results of the fiber angle of 45 ° and the fiber angle of 90 °, the fiber angle of both of 45 ° to
The results can be predicted with fiber angles between 90 °.

【0021】本シミュレーションを行う、ゴルフクラブ
シャフトの樹脂種、繊維種等の材料は特に限定されるも
のではなく、従来使用される種々の材料とすることがで
きる。また、ゴルフクラブシャフトの大きさ、形状等も
適宜設定することができる。なお、ドライバー、アイア
ン、パター等すべての種類のゴルフクラブシャフトに適
応可能である。
The material of the golf club shaft, such as the resin type and the fiber type, for performing this simulation is not particularly limited, and various conventionally used materials can be used. Further, the size and shape of the golf club shaft can be set appropriately. It can be applied to all types of golf club shafts such as drivers, irons and putters.

【0022】また、本発明は、上記したゴルフクラブシ
ャフトの静的物性値のシミュレーション方法を用いてい
ることを特徴とするゴルフクラブシャフト設計システム
を提供している。
The present invention also provides a golf club shaft design system characterized by using the above-described method of simulating static physical property values of a golf club shaft.

【0023】このように、本発明のシミュレーション方
法を用いることにより、適切な曲げねじれ量等の静的物
性値を持つシャフトを設計することができる。即ち、曲
げねじれ量等の静的物性値を測定する試験を有限要素法
によりシミュレーションすることで、試作の繰り返し数
を削減し、ゴルフクラブシャフトの効率的な設計、製造
を行うことができる。
As described above, by using the simulation method of the present invention, it is possible to design a shaft having an appropriate static physical property value such as an amount of bending and torsion. That is, by simulating a test for measuring static physical properties such as the amount of bending and twisting by the finite element method, it is possible to reduce the number of times of trial production and efficiently design and manufacture a golf club shaft.

【0024】具体的に、本発明のゴルフクラブシャフト
設計システムの内容を説明する。まず、目標の曲げねじ
れ量、順式・逆式3点曲げでのたわみ量、シャフト重量
等を決定する。次ぎに、上記の目標値を満たすべく異方
性シャフト等のシャフトの設計(積層構成、シャフト
径、材質等)を行う。そして、設計図面の出来上がった
シャフトを有限要素法による解析対象としてモデル化を
行い、本発明のシミュレーション方法により、曲げねじ
れ量、順式・逆式3点曲げ試験等のシミュレーションを
行う。上記シミュレーションの計算結果より上記の目標
値を満たすか判定する。ここで、目標を満たした場合
は、実際にシャフトを作製する。なお、目標を満たさな
い場合は、再度、上記の目標値を満たすべくシャフトの
設計(積層構成、シャフト径、材質等)を行う。
The contents of the golf club shaft design system according to the present invention will be specifically described. First, the target bending twist amount, the amount of bending in forward / reverse 3-point bending, the shaft weight, etc. are determined. Next, a shaft such as an anisotropic shaft is designed (a laminated structure, a shaft diameter, a material, etc.) so as to satisfy the above target value. Then, the shaft with the completed design drawing is modeled as an analysis target by the finite element method, and a simulation such as a bending twist amount, a forward / reverse three-point bending test is performed by the simulation method of the present invention. It is determined from the calculation result of the above simulation whether the above target value is satisfied. Here, when the target is satisfied, the shaft is actually manufactured. If the target is not satisfied, the shaft is designed again (the laminated structure, the shaft diameter, the material, etc.) so as to satisfy the target value.

【0025】上記のように、一連の流れに基づき、理論
式では計算が困難である曲げねじれ量等の静的物性値に
ついての性能予測を行い、ゴルフクラブシャフトの設計
の効率化を実現している。
As described above, on the basis of a series of flows, performance prediction is performed on static physical property values such as bending and twisting amounts, which are difficult to calculate by theoretical formulas, to realize efficient golf club shaft design. There is.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】以下、本発明のゴルフクラブシャ
フトの静的物性値のシミュレーション方法及び該シミュ
レーション方法を用いたゴルフクラブシャフト設計シス
テムの実施形態を図面を参照して説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of a method for simulating static physical properties of a golf club shaft according to the present invention and a golf club shaft design system using the simulation method will be described below with reference to the drawings.

【0027】本発明のゴルフクラブシャフト設計システ
ムでは、まず、目標の曲げねじれ量、順式・逆式3点曲
げでのたわみ(フレックス)量、シャフト重量を決定す
る。次ぎに、目標値を満たすべくシャフトの周方向にお
いて繊維強化プリプレグの積層構成を異ならせている異
方性シャフトの設計(積層構成、シャフト径、材質等)
を行っている。図1に、設計を行ったシャフトの繊維強
化プリプレグを巻き付けた状態のシャフトの断面を示
す。5枚の繊維強化プリプレグ11〜15を巻き付けて
異方性を有するようにしている。そして、設計図面の出
来上がったシャフトを有限要素法による解析対象として
モデル化を行い、本発明のシミュレーション方法によ
り、シャフトの曲げねじれ量、順式・逆式たわみの値を
予測し計算値(解析値)を算出する。上記シミュレーシ
ョンの計算結果より上記の目標値を満たすか判定する。
ここで、目標を満たした場合は、実際にシャフトを作製
する。なお、目標を満たさない場合は、上記の目標値を
満たすべく、再度、シャフトの設計(積層構成、シャフ
ト径、材質等)を行う。
In the golf club shaft design system of the present invention, first, the target bending twist amount, the amount of flexure (flex) in forward / reverse 3-point bending, and the shaft weight are determined. Next, design of an anisotropic shaft in which the laminated structure of fiber reinforced prepreg is varied in the circumferential direction of the shaft to satisfy the target value (laminated structure, shaft diameter, material, etc.).
It is carried out. FIG. 1 shows a cross section of a shaft in which a fiber-reinforced prepreg of the designed shaft is wound. Five fiber reinforced prepregs 11 to 15 are wound to have anisotropy. Then, the shaft with the finished design drawing is modeled as an analysis target by the finite element method, and by the simulation method of the present invention, the bending and torsion amount of the shaft and the value of the forward / backward deflection are predicted and calculated (analytical value). ) Is calculated. It is determined from the calculation result of the above simulation whether the above target value is satisfied.
Here, when the target is satisfied, the shaft is actually manufactured. If the target is not satisfied, the shaft is designed again (lamination structure, shaft diameter, material, etc.) in order to satisfy the above target value.

【0028】さらに、本発明のゴルフクラブシャフトの
静的物性値のシミュレーション方法について詳述する。
図2に示すように、目標の曲げねじれ量、順式・逆式た
わみ(フレックス)量を決定した繊維強化プリプレグの
積層体からなる繊維強化樹脂製のゴルフクラブシャフト
を解析対象のモデルとして設定し、多数の4角形シェル
状の要素に分割している。図2(A)に示すように、シ
ャフト1は、軸方向において、10mm間隔で、110
分割している。また、図2(B)に示すように、シャフ
ト1は、シャフト1の断面における円周方向において、
シャフト1を12等分(30゜間隔)に分割している。
また、シャフト1の断面形状は円形状であるが、シャフ
ト1の断面形状を12等分割により分割された各分割領
域(10A〜10L)の境界点を頂点とする正12角形
状とみなして解析している。さらに、シャフト1の周方
向において繊維強化プリプレグの巻き始めの位置と上記
領域の境界点とが一致するようにしている。なお、図中
の格子状の線は、メッシュを示す概略線である
Further, the method of simulating the static physical property values of the golf club shaft of the present invention will be described in detail.
As shown in Fig. 2, a golf club shaft made of a fiber reinforced resin made of a laminate of fiber reinforced prepregs with the target bending twist amount and the forward / backward flexure amount determined was set as a model to be analyzed. , Divided into a number of quadrilateral shell-shaped elements. As shown in FIG. 2 (A), the shaft 1 is 110 mm apart at 10 mm intervals in the axial direction.
It is divided. Further, as shown in FIG. 2 (B), the shaft 1 is
The shaft 1 is divided into 12 equal parts (30 ° intervals).
Further, the cross-sectional shape of the shaft 1 is circular, but the cross-sectional shape of the shaft 1 is regarded as a regular dodecagonal shape with the boundary points of the respective divided regions (10A to 10L) divided into 12 equal parts as vertices and analyzed. is doing. Further, the winding start position of the fiber reinforced prepreg and the boundary point of the above region are aligned in the circumferential direction of the shaft 1. The grid lines in the figure are schematic lines showing the mesh.

【0029】上記モデル化されたシャフトをシャフトの
周方向に分割し、分割領域毎にシャフト構成のデータで
ある繊維強化プリプレグの積層状態を入力し、有限要素
法解析によりシミュレーションを行い、図3、4に示す
ように、シャフト1の曲げねじれ量、順式・逆式たわみ
(フレックス)量を予測している。
The above modeled shaft is divided in the circumferential direction of the shaft, the laminated state of the fiber reinforced prepreg which is the data of the shaft configuration is input for each divided region, and the simulation is performed by the finite element method analysis. As shown in FIG. 4, the amount of bending and twisting of the shaft 1 and the amount of forward / backward deflection (flex) are predicted.

【0030】このように、シャフト1を周方向に12等
分に分割し、分割領域毎に繊維強化プリプレグの積層状
態をシャフト構成データとして入力し、上記のように有
限要素法により解析を行っているため、曲げとねじれの
複雑な挙動を示す異方性シャフトにおいても、精度良
く、曲げねじれ量を予測することができる。従って、シ
ャフトの試作回数が低減されるため、効率良くシャフト
の設計を行うことができる。
In this way, the shaft 1 is divided into 12 equal parts in the circumferential direction, the laminated state of the fiber reinforced prepreg is input as the shaft constitution data for each divided region, and the finite element method is used to analyze as described above. Therefore, it is possible to accurately predict the amount of bending and twisting even in an anisotropic shaft that exhibits complicated behaviors of bending and twisting. Therefore, the number of times of trial manufacture of the shaft is reduced, so that the shaft can be efficiently designed.

【0031】上記実施形態では、シャフトを周方向に1
2等分に分割しているが、3等分以上であれば、特に分
割数は限定されず、シャフトの積層構成、計算機の性能
等に応じて適宜設定することができる。
In the above embodiment, the shaft is set to 1 in the circumferential direction.
Although it is divided into two equal parts, the number of divisions is not particularly limited as long as it is equal to or more than three parts, and can be appropriately set according to the laminated structure of the shaft, the performance of the computer, and the like.

【0032】(実験1)以下、本発明のゴルフクラブシ
ャフトの静的物性値のシミュレーション方法の実施例1
〜3について詳述する。まず、実施例1〜3において各
々繊維強化プリプレグの積層構成の異なる3本の異方性
シャフトを実際に用意し、このシャフトの構成をモデル
化してシミュレーションを行った。
(Experiment 1) Hereinafter, Example 1 of the method for simulating the static physical properties of the golf club shaft of the present invention will be described.
3 will be described in detail. First, in Examples 1 to 3, three anisotropic shafts having different laminated configurations of fiber reinforced prepreg were actually prepared, and the configurations of the shafts were modeled and simulated.

【0033】(実施例1)図5に示す繊維強化プリプレ
グ21〜31を芯金(図示せず)に内周側から巻き付け
て積層した。強化繊維はいずれも炭素繊維を用い、マト
リクス樹脂としてエポキシ樹脂を用いた。繊維強化プリ
プレグ21は、強化繊維がシャフト軸線に対してなす繊
維角度を0°とし、ヘッド側に配置した。繊維強化プリ
プレグ22、23及び24、25は、強化繊維がシャフ
ト軸線に対してなす繊維角度を各々−25°、+25°
とし、シャフト全長(1170mm)に設定した。繊維
強化プリプレグ26、28は、強化繊維がシャフト軸線
に対してなす繊維角度を90°とし、シャフト全長に設
定した。繊維強化プリプレグ27、29は、強化繊維が
シャフト軸線に対してなす繊維角度を各々0°とし、シ
ャフト全長に設定した。繊維強化プリプレグ30、31
は、強化繊維がシャフト軸線に対してなす繊維角度を0
゜とし、ヘッド側に配置(155mm)した。繊維強化
プリプレグの大幅側をグリップ側とした。なお、以下、
各図中に示される角度は、各繊維強化プリプレグの繊維
角度とし、プライ(ply)数を記載した。具体的に
は、図6(A)に示すように繊維強化プリプレグ22、
23(27、28)及び繊維強化プリプレグ24〜26
を貼り合わせた。また、図6(B)に示す位置を各々始
点(BUTT側のシャフト周方向における)として繊維
強化プリプレグ21〜31をマンドレルに巻き付けて異
方性シャフトとした。
(Example 1) Fiber-reinforced prepregs 21 to 31 shown in FIG. 5 were wound on a core metal (not shown) from the inner peripheral side and laminated. Carbon fiber was used for all the reinforcing fibers, and epoxy resin was used as the matrix resin. The fiber reinforced prepreg 21 was arranged on the head side, with the fiber angle of the reinforcing fibers with respect to the shaft axis being 0 °. The fiber reinforced prepregs 22, 23 and 24, 25 have a fiber angle of -25 ° and + 25 ° made by the reinforcing fibers with respect to the shaft axis line, respectively.
And the total shaft length (1170 mm) was set. The fiber reinforced prepregs 26 and 28 were set to have a full shaft length with a fiber angle of 90 ° made by the reinforcing fibers with respect to the shaft axis. The fiber reinforced prepregs 27 and 29 were set to the total length of the shaft with the fiber angles of the reinforcing fibers with respect to the shaft axis being 0 °. Fiber reinforced prepreg 30, 31
Is the fiber angle made by the reinforcing fibers with respect to the shaft axis.
And placed on the head side (155 mm). The large side of the fiber reinforced prepreg was designated as the grip side. In addition, below,
The angle shown in each figure is the fiber angle of each fiber reinforced prepreg, and the number of plies is described. Specifically, as shown in FIG. 6 (A), the fiber reinforced prepreg 22,
23 (27, 28) and fiber reinforced prepregs 24-26
Pasted together. Further, the fiber reinforced prepregs 21 to 31 were wound around the mandrel with the positions shown in FIG. 6B as starting points (in the shaft circumferential direction on the BUTT side) to form anisotropic shafts.

【0034】繊維強化プリプレグ21、30、31はX
N−10(日本グラファイトファイバー製、厚み0.1
03mm)を用いた。繊維強化プリプレグ22〜25は
MR40(三菱レイヨン製、0.083mm)を用い
た。繊維強化プリプレグ26、28はT800H(30
tonf/mm)(東レ製、0.042mm)を用い
た。繊維強化プリプレグ27、29はTR50S(三菱
レイヨン製、0.104mm)とした。上記ゴルフクラ
ブシャフト(type1)をモデル化した。
The fiber reinforced prepregs 21, 30, 31 are X
N-10 (Nippon Graphite Fiber, thickness 0.1
03 mm) was used. MR40 (Mitsubishi Rayon, 0.083 mm) was used for the fiber reinforced prepregs 22 to 25. The fiber reinforced prepregs 26 and 28 are T800H (30
(tonf / mm 2 ) (Toray, 0.042 mm) was used. The fiber reinforced prepregs 27 and 29 were TR50S (manufactured by Mitsubishi Rayon, 0.104 mm). The golf club shaft (type 1) was modeled.

【0035】(実施例2)実施例1の繊維強化プリプレ
グ27、29をHR40(三菱レイヨン製、0.104
mm)に変更した。その他は実施例1と同様とし、ゴル
フクラブシャフト(type2)をモデル化した。
Example 2 The fiber-reinforced prepregs 27 and 29 of Example 1 were replaced with HR40 (Mitsubishi Rayon, 0.104).
mm). Others were the same as in Example 1, and the golf club shaft (type 2) was modeled.

【0036】(実施例3)実施例1の繊維強化プリプレ
グ27、29をYS−80(日本グラファイトファイバ
ー製、0.104mm)に変更した。その他は実施例1
と同様とし、ゴルフクラブシャフト(type3)をモ
デル化した。
(Example 3) The fiber-reinforced prepregs 27 and 29 of Example 1 were changed to YS-80 (manufactured by Nippon Graphite Fiber Co., Ltd., 0.104 mm). Others are Example 1
Similarly to the above, a golf club shaft (type 3) was modeled.

【0037】上記実施例1〜3のゴルフクラブシャフト
について、上記第1実施形態と同様の方法によりシミュ
レーションを行った。シャフトを周方向において12等
分に分割した。その他、異なる材質のプリプレグのつな
ぎ目に必ずメッシュの分割位置がくるように設定した。
使用したコンピュータはR1000(512MB)、S
GI社製(シリコングラフィックス社)、使用ソフトは
構造解析ソフトMARC2000とした。
The golf club shafts of Examples 1 to 3 were simulated by the same method as in the first embodiment. The shaft was divided into 12 equal parts in the circumferential direction. In addition, the mesh division position is always set at the joint between prepregs made of different materials.
The computer used is R1000 (512MB), S
GI (Silicon Graphics), software used was structural analysis software MARC2000.

【0038】上記実施例1〜3のシャフトにおいて、順
式・逆式フレックス(たわみ)、曲げねじれ量について
後述する試験方法と同様に支持点部分を拘束、もしくは
剛体を接触させて固定して有限要素法を用いて解析を行
い、各解析値(計算値)を得た。また、実際のシャフト
を用い、実際に上記試験を行い各実験値を得た。試験結
果を下記の表1に示す。
In the shafts of Examples 1 to 3 described above, the forward and reverse flexes (deflection) and bending and twisting amount were limited by restraining the supporting points or fixing by contacting a rigid body in the same manner as in the test method described later. Analysis was performed using the element method, and each analysis value (calculated value) was obtained. Moreover, the above-mentioned test was actually performed using an actual shaft to obtain each experimental value. The test results are shown in Table 1 below.

【0039】[0039]

【表1】 [Table 1]

【0040】(順式、逆式フレックス(たわみ)の測定
方法)順式フレックス(W45”ポジション)、逆式フ
レックス(W45”ポジション)の測定方法を以下に示
す。順式フレックスとは、シャフトのグリップ側(手元
側)の硬さの指標であり、図7(A)に示すように、シ
ャフト1のヘッド側端1aからグリップ側端1bに向か
って129mmの箇所を荷重点Wとし、この荷重点Wか
らグリップ側端1bに向かって824mmの箇所を第一
支点T1とし、この第一支点T1からグリップ側端1b
に向かって140mmの箇所を第二支点T2とした。第
一支点T1において下方から、そして第二支点T2にお
いて上方から、軸方向が水平となるようにシャフト1を
固定し、荷重点Wに2.7kgの錘が吊り下げられた時
の荷重点Wの撓み量を測定した。逆式フレックスとは、
シャフトのヘッド取り付け側の硬さの指標であり、図7
(B)に示すように、シャフト1のヘッド側端1aから
グリップ側端1bに向かって152mmの箇所を第一支
点T1’とし、この第一支点からヘッド側へ140mm
の位置を第二支点T2’とした。第一支点からグリップ
側へ776mmの点を荷重点W’とした。第一支点T
1’において下方から、そして第二支点T2’において
上方から、軸方向が水平となるようにシャフト1を固定
し、荷重点W’に1.3kgの錘が吊り下げられた時の
荷重点W’の撓み量を測定した。
(Measurement Method for Forward and Reverse Flex (Flexure)) The measurement method for the forward flex (W45 ″ position) and reverse flex (W45 ″ position) is shown below. The forward flex is an index of hardness on the grip side (hand side) of the shaft, and as shown in FIG. 7 (A), a position 129 mm from the head side end 1a of the shaft 1 toward the grip side end 1b. Is set as a load point W, and a portion 824 mm from the load point W toward the grip side end 1b is set as a first fulcrum T1. From the first fulcrum T1 to the grip side end 1b.
The second fulcrum T2 was located at 140 mm toward. The shaft 1 is fixed from below at the first fulcrum T1 and from above at the second fulcrum T2 so that the axial direction is horizontal, and the load point W when a 2.7 kg weight is hung at the load point W. Was measured. What is reverse flex?
It is an index of the hardness of the shaft on the side where the head is attached.
As shown in (B), a portion of 152 mm from the head side end 1a of the shaft 1 toward the grip side end 1b is defined as a first fulcrum T1 ′, and 140 mm from the first fulcrum to the head side.
Was set as the second fulcrum T2 '. A point 776 mm from the first fulcrum to the grip side was set as a load point W ′. First fulcrum T
The shaft 1 is fixed from below at 1'and from above at the second fulcrum T2 'so that the axial direction is horizontal, and the load point W'when a 1.3 kg weight is suspended at the load point W'. The amount of flexure of '

【0041】(曲げねじれ試験)曲げねじれ量(シャフ
トに曲げが起こったときに生じるねじれ角度)は以下の
方法により測定している。図8(A)(B)に示すよう
に、シャフト1のグリップ側をその端部から150mm
の範囲でシャフト1はチャッキング装置70で把持され
ており、シャフト1のヘッド側端から15mmの位置に
シャフト1の中心軸と直交する標識棒72を左右対称に
取り付けている。標識棒72は錘71を取り付ける前の
段階で水平となるようにされている。この状態で、ヘッ
ド側端から20mmの位置に1.1kgの錘71を取り
付けることによりシャフト1は下方に撓る。これと同時
にシャフト1は回転角θで示されるようにねじれる。こ
の回転角度θはシャフト1の周方向位置に応じて変化す
るが回転角度θの最大値が曲げねじれ量とされる。な
お、図中、点線で示されるのは錘71を取り付ける前の
状態のシャフト1である。
(Bending Twist Test) The amount of bending twist (twist angle generated when the shaft is bent) is measured by the following method. As shown in FIGS. 8A and 8B, the grip side of the shaft 1 is 150 mm from the end thereof.
Within this range, the shaft 1 is gripped by the chucking device 70, and a marker rod 72 orthogonal to the central axis of the shaft 1 is attached symmetrically at a position 15 mm from the head side end of the shaft 1. The marker rod 72 is made horizontal before the weight 71 is attached. In this state, by attaching a weight 71 of 1.1 kg at a position 20 mm from the end on the head side, the shaft 1 bends downward. At the same time, the shaft 1 is twisted as indicated by the rotation angle θ. The rotation angle θ changes depending on the circumferential position of the shaft 1, but the maximum value of the rotation angle θ is the bending twist amount. In the figure, the dotted line shows the shaft 1 before the weight 71 is attached.

【0042】表1に示すように、順式・逆式たわみにお
いて、実験値に対する解析(計算)値の比率は85.3
%〜97.4%であり、曲げねじれ量においても、実験
値に対する解析値の比率は117.1%〜148.7%
であり、シミュレーションにより精度良く予測できてい
ることが確認できた。
As shown in Table 1, in the forward / backward deflection, the ratio of the analytical (calculated) value to the experimental value is 85.3.
% To 97.4%, and the ratio of the analysis value to the experimental value is 117.1% to 148.7% even in the bending twist amount.
Therefore, it was confirmed by simulation that the prediction was possible with high accuracy.

【0043】また、表1に示した、実施例1〜3の順式
・逆式たわみの解析値(計算値)と実験値の関係を図9
に示す。また、実施例1〜3の曲げねじれ量の解析値
(計算値)と実験値の関係を図10に示す。図9、10
に示すように、解析値のグラフと実験値のグラフでは、
グラフの傾きがほぼ一致している。従って、シミュレー
ションによる解析を行うことで、各シャフトの積層構成
を変更することによりシャフト自体の性能(順式・逆式
たわみ、曲げねじれ量)がどのように変化するのか、そ
の傾向を予測可能であることが確認できた。
Further, the relationship between the analytical values (calculated values) of the forward and reverse deflections of Examples 1 to 3 shown in Table 1 and the experimental values is shown in FIG.
Shown in. Moreover, the relationship between the analysis value (calculated value) and the experimental value of the bending and twisting amount of Examples 1 to 3 is shown in FIG. 9 and 10
As shown in, in the graph of analysis value and the graph of experimental value,
The slopes of the graphs are almost the same. Therefore, by performing a simulation analysis, it is possible to predict how the performance of the shaft itself (forward / backward deflection, bending / torsion amount) will change by changing the stacking structure of each shaft, and its tendency can be predicted. It was confirmed that there is.

【0044】(実験2)以下、本発明のゴルフクラブシ
ャフトの静的物性値のシミュレーション方法の実施例4
〜6について詳述する。上記した実験1において各々繊
維強化プリプレグの積層構成の異なる3本の異方性シャ
フト(type1〜3)を実際に用意したが、これと同
じシャフトについて、解析条件を変更してシミュレーシ
ョンを行った。評価は曲げねじれ量についてのみ行っ
た。
(Experiment 2) Hereinafter, Example 4 of the method for simulating the static physical properties of the golf club shaft of the present invention will be described.
6 will be described in detail. In Experiment 1 described above, three anisotropic shafts (types 1 to 3) having different laminated configurations of the fiber reinforced prepreg were actually prepared, and the same shaft was simulated by changing the analysis conditions. The evaluation was performed only on the bending and twisting amount.

【0045】(実施例4)上記実験1の実施例1〜3と
同様の条件で行った。即ち、シャフトの周方向に12等
分割し、繊維強化プリプレグの積層の分かれ目にメッシ
ュ分割があるようにした。
(Example 4) The experiment was conducted under the same conditions as in Examples 1 to 3 of Experiment 1. That is, the shaft was divided into 12 equal parts in the circumferential direction so that there were mesh divisions at the dividing points of the lamination of the fiber reinforced prepreg.

【0046】(実施例5)図11に示すように、シャフ
ト1’は、シャフト1’の断面における円周方向におい
て、シャフト1’を24等分(15゜間隔)に分割し、
繊維強化プリプレグの積層の分かれ目にメッシュ分割が
あるようにした。シャフト1’の断面形状を正24角形
状とみなして解析した。即ち、分割数のみが実施例4と
異ならせた。
(Embodiment 5) As shown in FIG. 11, the shaft 1'is divided into 24 equal parts (15 ° intervals) in the circumferential direction in the cross section of the shaft 1 '.
There was a mesh division at the separation of the fiber reinforced prepreg. Analysis was performed by regarding the cross-sectional shape of the shaft 1 ′ as a regular 24-sided shape. That is, only the number of divisions was different from that in Example 4.

【0047】(実施例6)シャフトの周方向に12等分
割し、繊維強化プリプレグの積層の分かれ目とメッシュ
分割が15゜(deg.)の差があるようにした。即
ち、分割位置のみが実施例4と異ならせた。
(Embodiment 6) The shaft was divided into 12 equal parts in the circumferential direction so that there was a difference of 15 ° (deg.) Between the division of the laminated fiber reinforced prepreg and the mesh division. That is, only the division position is different from that of the fourth embodiment.

【0048】実施例4〜6についての曲げねじれ量[d
eg.(゜)]の解析値、及び実験値の関係を下記の表
2に示す。
Bending twist amount [d] for Examples 4 to 6
eg. The relationship between the analytical value of (°)] and the experimental value is shown in Table 2 below.

【0049】[0049]

【表2】 [Table 2]

【0050】表2に示した、実施例4〜6の曲げねじれ
量の解析値と実験値の関係を図12に示す。表2及び図
12に示すように、実施例5は実施例4に比べ、3種類
いずれのタイプのシャフトにおいても、曲げねじれ量の
解析値が実験値に近い結果となった。従って、分割数は
多い方が、さらに精度良く曲げねじれ量を予測できるこ
とが確認できた。また、実施例4と実施例6では、実施
例4の方が3種類いずれのタイプのシャフトにおいて
も、曲げねじれ量の解析値が実験値に近い結果となっ
た。従って、繊維強化プリプレグの積層の分かれ目にメ
ッシュ分割があるようにした方が、さらに精度良く予測
できることが確認できた。また、実施例4〜6におい
て、各解析結果にわずかに差が見られるものの、いずれ
も実験値と同様の傾向を示しており実験値に対する解析
値の比率(誤差)も少ないため、実施例4〜6のいずれ
の条件においても、精度良くシャフトの曲げねじれ量の
予測が可能であることが確認できた。
FIG. 12 shows the relationship between the analytical values and the experimental values of the bending and twisting amounts of Examples 4 to 6 shown in Table 2. As shown in Table 2 and FIG. 12, in Example 5, compared with Example 4, in all three types of shafts, the analysis value of the bending twist amount was close to the experimental value. Therefore, it was confirmed that the larger the number of divisions, the more accurately the bending and twisting amount can be predicted. In addition, in Example 4 and Example 6, the analysis value of the amount of bending and torsion was close to the experimental value in any of the three types of shafts in Example 4. Therefore, it has been confirmed that it is possible to more accurately predict the presence of the mesh division at the division of the lamination of the fiber reinforced prepreg. In addition, in Examples 4 to 6, although there are slight differences in each analysis result, all show the same tendency as the experimental value and the ratio (error) of the analytical value to the experimental value is small. It was confirmed that it is possible to accurately predict the bending and twisting amount of the shaft under any of the conditions of to.

【0051】[0051]

【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
のシミュレーション方法によれば、シャフトを周方向に
分割し、分割領域毎に繊維強化プリプレグの積層状態を
シャフト構成データとして入力し、上記のように有限要
素法により解析を行っているため、曲げとねじれの複雑
な挙動を示す異方性シャフトのようなシャフトにおいて
も、精度良く、曲げねじれ量等の静的物性値を予測する
ことができる。
As is apparent from the above description, according to the simulation method of the present invention, the shaft is divided in the circumferential direction, and the laminated state of the fiber reinforced prepreg is input as the shaft configuration data for each divided region. As described above, the finite element method is used for analysis, so it is possible to accurately predict static physical properties such as the amount of bending and twisting even on shafts such as anisotropic shafts that exhibit complicated bending and twisting behavior. You can

【0052】また、本発明のシミュレーション方法を用
いたゴルフクラブシャフト設計システムによれば、ゴル
フクラブシャフトの設計段階において、精度良く曲げね
じれ量等の静的物性値を予測できるため、シャフトの試
作回数が低減され、試作に要する費用と時間を削減で
き、短期間に効率良くシャフトを設計し製造することが
できる。
Further, according to the golf club shaft design system using the simulation method of the present invention, the static physical property values such as the amount of bending and torsion can be accurately predicted at the design stage of the golf club shaft. The cost and time required for trial manufacture can be reduced, and the shaft can be efficiently designed and manufactured in a short period of time.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 繊維強化プリプレグを巻き付けた状態のシャ
フトの概略断面図を示す。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a shaft wound with a fiber reinforced prepreg.

【図2】 (A)はモデル化したシャフトの軸方向の分
割状況を示す図であり、(B)はモデル化したシャフト
の周方向を12等分割した状況を示す図である。
FIG. 2A is a diagram showing a situation in which the modeled shaft is divided in the axial direction, and FIG. 2B is a diagram showing a situation in which the circumferential direction of the modeled shaft is divided into 12 equal parts.

【図3】 (A)(B)は、モデル化したシャフトの曲
げねじれ量をシミュレーションにより予測している状況
を示す図である。
3 (A) and 3 (B) are diagrams showing a situation in which a bending torsion amount of a modeled shaft is predicted by simulation.

【図4】 (A)はモデル化したシャフトの順式たわ
み、(B)はモデル化したシャフトの逆式たわみをシミ
ュレーションにより予測している状況を示す図である。
FIG. 4A is a diagram showing a state in which a forward deflection of a modeled shaft and a reverse deflection of a modeled shaft are predicted by simulation.

【図5】 実施例1の繊維強化プリプレグの積層構成を
示す図である。
5 is a diagram showing a laminated structure of the fiber reinforced prepreg of Example 1. FIG.

【図6】 (A)(B)は実施例1の繊維強化プリプレ
グの巻き付け状況を示す図である。
6 (A) and 6 (B) are views showing a winding state of the fiber-reinforced prepreg of Example 1. FIG.

【図7】 (A)は実物のシャフトの順式たわみ、
(B)は実物のシャフトの逆式たわみの測定方法を示す
図である。
FIG. 7 (A) is a normal flexure of a real shaft,
(B) is a figure which shows the measuring method of the reverse deflection of a real shaft.

【図8】 (A)(B)は、実物のシャフトの曲げねじ
れ量の測定方法を示す図である。
8A and 8B are diagrams showing a method for measuring the bending and twisting amount of a real shaft.

【図9】 順式・逆式たわみの解析値(計算値)と実験
値の関係を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a relationship between an analytical value (calculated value) of a forward / backward deflection and an experimental value.

【図10】 実施例1〜3の曲げねじれ量の解析値(計
算値)と実験値の関係を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing the relationship between analytical values (calculated values) of bending and twisting amounts of Examples 1 to 3 and experimental values.

【図11】 モデル化したシャフトの周方向を24等分
割した状況を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing a situation where the modeled shaft is divided into 24 equal parts in the circumferential direction.

【図12】 実施例4〜6の曲げねじれ量の解析値(計
算値)と実験値の関係を示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing a relationship between analytical values (calculated values) of bending and twisting amounts of Examples 4 to 6 and experimental values.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 シャフト 10A〜10L 分割領域 11〜15 繊維強化プリプレグ 1 shaft 10A-10L division area 11-15 Fiber reinforced prepreg

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2C002 AA05 CS03 MM02 PP01 SS03 SS04 5B046 AA00 JA07    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F term (reference) 2C002 AA05 CS03 MM02 PP01 SS03                       SS04                 5B046 AA00 JA07

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 繊維強化プリプレグの積層体からなる繊
維強化樹脂製のゴルフクラブシャフトを解析対象のモデ
ルとして設定し、 上記モデル化されたシャフトをシャフトの周方向に分割
し、分割領域毎にシャフト構成のデータである繊維強化
プリプレグの積層状態を入力し、有限要素法解析により
シミュレーションを行い、シャフトの静的物性値を予測
することを特徴とするゴルフクラブシャフトの静的物性
値のシミュレーション方法。
1. A golf club shaft made of fiber reinforced resin comprising a laminate of fiber reinforced prepregs is set as a model to be analyzed, the modeled shaft is divided in the circumferential direction of the shaft, and the shaft is divided for each divided region. A method for simulating the static physical properties of a golf club shaft, which comprises predicting the static physical properties of the shaft by inputting the laminated state of the fiber reinforced prepreg, which is configuration data, and performing a simulation by the finite element method analysis.
【請求項2】 上記シャフトが、シャフトの周方向にお
いて繊維強化プリプレグの積層構成を異ならせている異
方性シャフトであり、 上記モデル化されたシャフトをシャフトの周方向におい
て3等分以上に等分割し、 上記シャフトの断面形状を、上記等分割により分割され
た各領域の境界点を頂点とする正多角形状とみなし、上
記静的物性値として曲げねじれ量を解析している請求項
1に記載のゴルフクラブシャフトの静的物性値のシミュ
レーション方法。
2. The shaft is an anisotropic shaft in which the laminated structure of the fiber reinforced prepreg is different in the circumferential direction of the shaft, and the modeled shaft is divided into three or more equal parts in the circumferential direction of the shaft. The sectional shape of the shaft is divided and regarded as a regular polygonal shape whose vertex is a boundary point of each region divided by the equal division, and the bending and twisting amount is analyzed as the static physical property value. A method for simulating static physical properties of a golf club shaft as described.
【請求項3】 上記シャフトの周方向において繊維強化
プリプレグの積層構成が異なる部分を、上記分割された
1つの分割領域内に含むように、シャフトモデルを周方
向に等分割している請求項1または請求項2に記載のゴ
ルフクラブシャフトの静的物性値のシミュレーション方
法。
3. The shaft model is equally divided in the circumferential direction so that a portion where the laminated structure of the fiber reinforced prepreg is different in the circumferential direction of the shaft is included in the divided one divided region. Alternatively, the method for simulating static physical properties of the golf club shaft according to claim 2.
【請求項4】 上記モデル化されたシャフトをシャフト
の周方向に4等分以上12等分以下に等分割している請
求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載のゴルフクラ
ブシャフトの静的物性値のシミュレーション方法。
4. The golf club shaft according to claim 1, wherein the modeled shaft is equally divided into four equal parts or more and 12 parts or less in the circumferential direction of the shaft. Simulation method for static physical properties.
【請求項5】 請求項1乃至請求項4のいずれか1項に
記載のゴルフクラブシャフトの静的物性値のシミュレー
ション方法を用いていることを特徴とするゴルフクラブ
シャフト設計システム。
5. A golf club shaft design system using the method for simulating static physical property values of a golf club shaft according to claim 1. Description:
JP2001249455A 2001-08-20 2001-08-20 Method for simulating static physical property value of golf club shaft and golf club shaft design system using the simulation method Withdrawn JP2003058584A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001249455A JP2003058584A (en) 2001-08-20 2001-08-20 Method for simulating static physical property value of golf club shaft and golf club shaft design system using the simulation method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001249455A JP2003058584A (en) 2001-08-20 2001-08-20 Method for simulating static physical property value of golf club shaft and golf club shaft design system using the simulation method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003058584A true JP2003058584A (en) 2003-02-28

Family

ID=19078455

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001249455A Withdrawn JP2003058584A (en) 2001-08-20 2001-08-20 Method for simulating static physical property value of golf club shaft and golf club shaft design system using the simulation method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2003058584A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009211452A (en) * 2008-03-05 2009-09-17 Tokyo Electric Power Co Inc:The Concrete pole strength computation apparatus
JP2010131442A (en) * 2010-03-15 2010-06-17 Yokohama Rubber Co Ltd:The Method of designing golf club, method of designing golf ball, and method of designing combination of golf club and golf ball
JP2011505035A (en) * 2007-11-27 2011-02-17 ヒューレット−パッカード デベロップメント カンパニー エル.ピー. System integration to meet exergy loss targets
JP2011206535A (en) * 2010-03-08 2011-10-20 Sri Sports Ltd Golf club
JP2013153740A (en) * 2012-01-06 2013-08-15 Globeride Inc Design system for long resin member

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011505035A (en) * 2007-11-27 2011-02-17 ヒューレット−パッカード デベロップメント カンパニー エル.ピー. System integration to meet exergy loss targets
JP2009211452A (en) * 2008-03-05 2009-09-17 Tokyo Electric Power Co Inc:The Concrete pole strength computation apparatus
JP2011206535A (en) * 2010-03-08 2011-10-20 Sri Sports Ltd Golf club
US9339700B2 (en) 2010-03-08 2016-05-17 Dunlop Sports Co., Ltd. Golf club
JP2010131442A (en) * 2010-03-15 2010-06-17 Yokohama Rubber Co Ltd:The Method of designing golf club, method of designing golf ball, and method of designing combination of golf club and golf ball
JP2013153740A (en) * 2012-01-06 2013-08-15 Globeride Inc Design system for long resin member

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6235060B2 (en) Opening reinforcement design method in cylindrical shell with axial pressure reinforcement rib
Greco et al. Consistent tangent operator for an exact Kirchhoff rod model
Aribas et al. The static and dynamic analyses of warping included composite exact conical helix by mixed FEM
JP5825430B2 (en) Golf equipment fitting system and golf equipment fitting program
CN110362898B (en) Computer simulation method for characteristics and dynamic deformation process of single papermaking fiber
CN110069822B (en) Sensor arrangement method for blade dynamic strain measurement
Lee et al. Buckling analysis of laminated composite plates containing delaminations using the enhanced assumed strain solid element
JP2003058584A (en) Method for simulating static physical property value of golf club shaft and golf club shaft design system using the simulation method
JP2006031430A (en) Golf club design or selection support apparatus and golf ball design or selection support apparatus
JP5476025B2 (en) Design variable and manufacturing method of golf club shaft
JP3733990B2 (en) Linear body analysis method and apparatus, and recording medium storing linear body analysis program
JP4871218B2 (en) Golf club shaft design method and manufacturing method thereof
JP5847625B2 (en) Finite element model creation method, finite element model creation program and finite element model creation device for twisted cord
CN109190208A (en) A kind of active rope prestressed stretch-draw amount of tension integral structure determines method
JP5093271B2 (en) Golf club design method, golf ball design method, and golf club / golf ball combination design method
US20190076709A1 (en) Tubular body designing method, golf club shaft designing method, and golf club shaft
JP4646414B2 (en) Linear object shape analyzer
JP2001104522A (en) Design aiding system for golf shaft made of fiber reinforced plastic
Beluch Evolutionary identification and optimization of composite structures
JP2002365205A (en) Simulation method for prediction of performance of product composed of viscoelastic material
JP2006230466A (en) Evaluation method of golf swing
JP2004242855A (en) Method for simulating golf club swing and method for designing golf club using the simulation method
KR100994413B1 (en) Method for manufacturing fishing rod
JP4525092B2 (en) Golf swing sensitivity evaluation method and golf swing sensitivity evaluation apparatus for rigidity distribution of golf club shaft
JP2006087451A (en) Golf swing evaluation method

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20050520

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20050607

A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20081104