JP2003175538A - Method and apparatus for analyzing warp deformation - Google Patents

Method and apparatus for analyzing warp deformation

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JP2003175538A
JP2003175538A JP2001377272A JP2001377272A JP2003175538A JP 2003175538 A JP2003175538 A JP 2003175538A JP 2001377272 A JP2001377272 A JP 2001377272A JP 2001377272 A JP2001377272 A JP 2001377272A JP 2003175538 A JP2003175538 A JP 2003175538A
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JP
Japan
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analysis
triangular
new node
new
finite element
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Mamoru Ishijima
守 石島
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for analyzing a deformation capable of accurately analyzing the warp deformation of a component after the component is removed from a mold while a finite element model used in a fluidity analysis is used. <P>SOLUTION: The method for analyzing the warp deformation comprises the step of forming the finite element model in combination of a triangular shape primary element 31 in which vertexes of a triangle as main nodes 30 in an injection molding simulation for predicting the molding process of injection molding by using a computer (S1), the step of conducting the fluidity analysis (S2), the step of adding at least one new node 40 on the side of the triangle at each triangular shape primary element 31 for constituting the finite element model used for the fluidity analysis (S3), the step of using the new finite element model in which the fluidity analysis result obtained in the step of conducting the analysis and the new node 40 is added (S4, 5), and the step of conducting the warp deformation analysis (S6). <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

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、射出成形シミュレ
ーションにおいて、流動解析で使用した有限要素モデル
を利用しつつ、そり変形解析も高精度に実行することが
できる変形解析方法およびその装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a deformation analysis method and apparatus capable of highly accurately executing a warp deformation analysis while utilizing a finite element model used in a flow analysis in an injection molding simulation.

【0002】[0002]

【従来の技術】射出成形の成形プロセスを予測する射出
成形シミュレーションでは、射出成形時の(1)溶融樹
脂の流動、(2)保圧時の型内樹脂挙動、(3)金型取
り出し後の部品のそり変形までが連続した流れであるた
め、この流れを一貫して解析している。そして、このよ
うな一貫した解析を行うために、(1)〜(3)の各解
析において同一の解析モデルを使用し、解析結果をその
次の解析の入力条件として用いている。
2. Description of the Related Art In an injection molding simulation for predicting a molding process of injection molding, (1) flow of molten resin during injection molding, (2) resin behavior in a mold during holding pressure, (3) after taking out a mold. Since the flow is continuous up to warpage deformation of parts, this flow is analyzed consistently. Then, in order to perform such a consistent analysis, the same analysis model is used in each analysis of (1) to (3), and the analysis result is used as an input condition for the next analysis.

【0003】一般的に、上記(1)溶融樹脂の流動およ
び(2)保圧時の型内樹脂挙動の解析(以下、合わせて
流動解析という)には、三角形一次要素の有限要素モデ
ルが使用されている。したがって、一貫した解析のため
に、(3)金型取り出し後の部品のそり変形の解析にお
いても、三角形一次要素の有限要素モデルが使用されて
いる。
Generally, a finite element model of a triangular primary element is used for the above-mentioned (1) flow of molten resin and (2) analysis of in-mold resin behavior during holding pressure (hereinafter collectively referred to as flow analysis). Has been done. Therefore, for consistent analysis, the finite element model of the triangular primary element is also used in (3) analysis of warpage deformation of a part after taking out a mold.

【0004】一方、そり変形などの変形を解析する場合
に、三角形一次要素の解析モデルを使用したのでは該三
角形一次要素の特性により実際の部品よりも剛性が高く
なり解析精度が悪化してしまうことが知られている。
On the other hand, when analyzing a deformation such as a warp deformation, if an analysis model of a triangular primary element is used, the rigidity becomes higher than that of an actual part due to the characteristic of the triangular primary element, and the analysis accuracy deteriorates. It is known.

【0005】しかし、射出成形シミュレーションでは、
(3)の解析における解析精度を犠牲にしても、上記一
貫した解析の必要のために、(1)、(2)の流動解析
に使用された有限要素モデルを使用するので、解析の誤
差が非常に大きくなるという問題がある。
However, in the injection molding simulation,
Even if the analysis accuracy in the analysis of (3) is sacrificed, the finite element model used in the flow analysis of (1) and (2) is used because of the above-mentioned consistent analysis needs, and therefore the analysis error is There is the problem of becoming very large.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題に
鑑みてなされたものであり、(1)、(2)の流動解析
において使用した有限要素モデルを利用しつつ、(3)
金型取り出し後の部品のそり変形も高精度に解析するこ
とができる変形解析方法およびその装置の提供を目的と
する。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and utilizes the finite element model used in the flow analysis of (1) and (2), while (3)
It is an object of the present invention to provide a deformation analysis method and apparatus capable of highly accurately analyzing a warp deformation of a component after taking out a mold.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、下
記の手段によって達成される。
The above objects of the present invention can be achieved by the following means.

【0008】(1)本発明のそり変形解析方法は、コン
ピュータを用いて射出成形の成形プロセスを予測する射
出成形シミュレーションにおいて、三角形の各頂点を主
節点とする三角形要素を組み合わせてなる有限要素モデ
ルを使用して、流動解析を実行する工程と、該流動解析
で使用した前記有限要素モデルを構成する前記三角形要
素ごとに三角形の辺上に少なくとも一つの新節点を追加
する工程と、前記流動解析を実行する工程で得られた流
動解析結果を利用すると共に前記新節点が追加されてで
きた新たな有限要素モデルを使用して、そり変形解析を
実行する工程とを有する。
(1) The warp deformation analysis method of the present invention is a finite element model formed by combining triangular elements each having a vertex as a main node in an injection molding simulation for predicting a molding process of injection molding using a computer. To perform a flow analysis, adding at least one new node on the side of the triangle for each of the triangular elements forming the finite element model used in the flow analysis; Is performed, and a warp deformation analysis is performed using a new finite element model formed by adding the new node while using the flow analysis result obtained in the step of executing.

【0009】(2)前記新節点を追加する工程では、前
記三角形の全ての辺上に少なくとも一つの新節点を追加
し、前記三角形要素を多次元化する。
(2) In the step of adding the new node, at least one new node is added on all sides of the triangle to make the triangular element multidimensional.

【0010】(3)前記新節点を追加する工程では、前
記三角形の一辺上に少なくとも一つの新節点を追加する
ことにより、前記三角形要素を多角形化する。
(3) In the step of adding the new node, the triangle element is polygonized by adding at least one new node on one side of the triangle.

【0011】(4)前記新節点は、前記三角形要素を構
成する三角形の辺の中点に追加され、前記そり変形解析
を実行する工程では、前記新節点が追加された三角形要
素において、該新節点と同一辺上にある主節点の流動解
析結果の平均値を該新節点の流動解析結果として代入
し、それぞれ流動解析結果を有する主節点および新節点
から構成される新たな有限要素モデルを使用して、そり
変形解析を実行する。
(4) The new node is added to the midpoint of the side of the triangle forming the triangular element, and in the step of executing the warp deformation analysis, the new node is added to the new element in the triangular element. Substitute the average value of the flow analysis results of the main node on the same side as the node as the flow analysis result of the new node, and use the new finite element model composed of the main node and the new node that have the flow analysis result respectively. Then, the sled deformation analysis is executed.

【0012】(5)本発明のそり変形解析装置は、射出
成形シミュレーションにおいてそり変形を解析するそり
変形解析装置であって、三角形の各頂点を主節点とする
三角形要素を組み合わせてなる有限要素モデルを使用し
て、流動解析を実行する流動解析実行手段と、前記有限
要素モデルを構成する前記三角形要素ごとに三角形の辺
上に少なくとも一つの新節点を追加する新節点追加手段
と、前記流動解析実行手段の流動解析により得られた流
動解析結果を利用すると共に前記新節点が追加されてで
きた新たな有限要素モデルを使用して、そり変形解析を
実行するそり変形解析手段とを有する。
(5) The warp deformation analyzing apparatus of the present invention is a warp deformation analyzing apparatus for analyzing warp deformation in an injection molding simulation, and is a finite element model formed by combining triangular elements having each vertex of a triangle as a main node. Flow analysis executing means for executing a flow analysis, new node adding means for adding at least one new node on the side of the triangle for each of the triangular elements forming the finite element model, and the flow analysis And a sled deformation analysis means for executing a sled deformation analysis by using a flow analysis result obtained by the flow analysis of the execution means and using a new finite element model formed by adding the new node.

【0013】[0013]

【発明の効果】請求項1に記載の発明は、流動解析に使
用された有限要素モデルの各三角形要素の外形形状を変
化することなく新節点を追加して新たな有限要素モデル
を作成し、該新たな有限要素モデルをそり変形解析に使
用するので、流動解析時に取得した解析結果を変形解析
にも有効に利用して一貫した解析を可能としつつ、流動
解析時の有限要素モデルの制約を受けることなく、適当
にそり変形解析を実行することができる。また、流動解
析に使用された三角形要素に新節点を追加してそり変形
解析を実行するので、節点の増加および計算時間の増加
を抑制することができる。
The invention according to claim 1 creates a new finite element model by adding new nodes without changing the outer shape of each triangular element of the finite element model used for the flow analysis, Since the new finite element model is used for the warpage deformation analysis, the analysis results obtained during the flow analysis can be effectively used for the deformation analysis as well to enable a consistent analysis, and the constraints of the finite element model during the flow analysis can be applied. The warp deformation analysis can be appropriately executed without receiving the warp deformation. In addition, since the new warp analysis is executed by adding new nodes to the triangular elements used for the flow analysis, it is possible to suppress an increase in nodes and an increase in calculation time.

【0014】請求項2に記載の発明は、流動解析に使用
された三角形要素を多次元化して新たな有限要素モデル
ができるので、そり変形解析では三角形要素特有の剛性
に依存することなく、高精度な解析を実行することがで
きる。
According to the second aspect of the present invention, the triangular element used for the flow analysis can be multidimensionalized to form a new finite element model. Therefore, the warpage analysis does not depend on the rigidity peculiar to the triangular element. Accurate analysis can be performed.

【0015】請求項3に記載の発明は、流動解析に使用
された三角形要素を多角形化して新たな有限要素モデル
ができるので、そり変形解析では三角形要素特有の剛性
に依存することなく、高精度な解析を実行することがで
きる。
According to the third aspect of the present invention, since a new finite element model can be formed by polygonizing the triangular elements used for the flow analysis, the warp deformation analysis does not depend on the rigidity peculiar to the triangular elements, Accurate analysis can be performed.

【0016】請求項4に記載の発明は、流動解析時の主
節点の解析結果がそり変形解析にもそのまま使用され、
また、新節点は、該新節点が追加された三角形要素の同
一辺上にある主節点の流動解析結果の平均値が流動解析
結果として代入されるので、新節点についても流動解析
を行った結果とほぼ同一の精度の値を用いてそり変形解
析を実行することができる。
In the invention according to claim 4, the analysis result of the main node at the time of flow analysis is used as it is for the warp deformation analysis,
In addition, the new node is substituted with the average value of the flow analysis results of the main nodes on the same side of the triangular element to which the new node is added, as a result of the flow analysis for the new node. It is possible to perform the warpage analysis using a value with an accuracy substantially the same as.

【0017】請求項5に記載の発明は、流動解析に使用
された有限要素モデルの各三角形要素の外形形状を変化
することなく新節点を追加して新たな有限要素モデルを
作成し、該新たな有限要素モデルをそり変形解析に使用
するので、流動解析時に取得した解析結果を変形解析に
も有効に利用して一貫した解析を可能としつつ、流動解
析時の有限要素モデルの制約を受けることなく、適当に
そり変形解析を実行することができる。また、流動解析
に使用された三角形要素を一部変更して使用するので、
節点の増加および計算時間の増加を抑制することができ
る。
According to a fifth aspect of the present invention, a new finite element model is created by adding new nodes without changing the outer shape of each triangular element of the finite element model used for flow analysis, and the new finite element model is created. Since a simple finite element model is used for the sled deformation analysis, the analysis results obtained during the flow analysis can be used effectively for the deformation analysis as well to enable a consistent analysis while being restricted by the finite element model during the flow analysis. Instead, the warp deformation analysis can be appropriately performed. Also, since the triangular element used for flow analysis is partially modified and used,
It is possible to suppress an increase in nodes and an increase in calculation time.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態を説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0019】(第1の実施の形態)本発明のそり変形解
析方法およびその装置は、樹脂射出成形の成形プロセス
を予測する射出成形シミュレーションに適用され、一連
の射出成形シミュレーションの中でそり変形解析を実行
するために用いられる。主として、溶融樹脂を金型内に
射出して硬化するまでの挙動を解析し、型開き後に取り
出した樹脂成形品に発生するそり変形を解析する。
(First Embodiment) A warp deformation analysis method and apparatus according to the present invention is applied to an injection molding simulation for predicting a molding process of resin injection molding, and the warp deformation analysis is performed in a series of injection molding simulations. Is used to execute. Mainly, the behavior until the molten resin is injected into the mold and cured is analyzed, and the warp deformation occurring in the resin molded product taken out after the mold is opened is analyzed.

【0020】図1は、射出成形シミュレーションを実行
するコンピュータ10の概略構成を示すブロック図であ
る。コンピュータ10は、一連の射出成形シミュレーシ
ョンを実行するので、そり変形解析装置としての役割も
果たす。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a computer 10 which executes an injection molding simulation. Since the computer 10 executes a series of injection molding simulations, it also functions as a warp deformation analysis device.

【0021】コンピュータ10は、入力部11、記憶部
12、演算部13および表示部14を有してなる。入力
部11、記憶部12、および表示部14は、それぞれ演
算部13に接続されており、この演算部13を介して相
互に接続されている。
The computer 10 has an input unit 11, a storage unit 12, a calculation unit 13 and a display unit 14. The input unit 11, the storage unit 12, and the display unit 14 are respectively connected to the calculation unit 13 and are mutually connected via the calculation unit 13.

【0022】入力部11は、解析対象となるモデル形状
のデータや、射出成形に用いる樹脂の物性データなど、
射出成形シミュレーションに必要なデータを入力するた
めに使用される。
The input unit 11 stores data of a model shape to be analyzed, physical property data of resin used for injection molding, and the like.
Used to enter the data required for injection molding simulation.

【0023】記憶部12は、射出成形シミュレーション
を実行するための実行プログラムや、入力部11から入
力された各種データ等を記憶する。
The storage unit 12 stores an execution program for executing the injection molding simulation, various data input from the input unit 11, and the like.

【0024】演算部13は、入力部11から入力された
データや、記憶部12に記憶されている実行プログラム
および各種データに基づいて、一連の射出成形シミュレ
ーションを実行する。したがって、演算部13は、流動
解析を行う流動解析実行手段、後述する有限要素モデル
の三角形要素の辺上に新節点を追加する新節点追加手
段、および、新節点が追加されてできた新たな有限要素
モデルを使用してそり変形解析を実行するそり変形解析
実行手段として機能する。
The arithmetic unit 13 executes a series of injection molding simulations based on the data input from the input unit 11, the execution program stored in the storage unit 12 and various data. Therefore, the calculation unit 13 includes a flow analysis executing means for performing a flow analysis, a new node adding means for adding a new node on the side of a triangular element of a finite element model described later, and a new node formed by adding a new node. It functions as a sled deformation analysis executing means for executing a sled deformation analysis using a finite element model.

【0025】表示部14は、各種データの入力時にユー
ザをガイドするための画面や、そり変形解析結果などの
シミュレーション結果を表示する。
The display unit 14 displays a screen for guiding the user when inputting various data and a simulation result such as a warp deformation analysis result.

【0026】次に、コンピュータ10の射出成形シミュ
レーション時の動作について説明する。
Next, the operation of the computer 10 during the injection molding simulation will be described.

【0027】図2は、コンピュータ10の動作を示すフ
ローチャート、図3は、流動解析後の有限要素モデルを
示す図、図4は、新節点を三角形要素の全辺上に追加し
てできたそり解析モデルを示す図である。なお、以下の
説明では、動作の主体をコンピュータ10として説明
し、該コンピュータ10の詳細な構成における動作の説
明は省略する。
FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the computer 10, FIG. 3 is a view showing a finite element model after the flow analysis, and FIG. 4 is a sled formed by adding new nodes on all sides of the triangular element. It is a figure which shows an analysis model. In the following description, the subject of the operation will be described as the computer 10, and the description of the operation in the detailed configuration of the computer 10 will be omitted.

【0028】まず、コンピュータ10は、入力されたモ
デル形状のデータに基づいて、樹脂成形品のモデル形状
を作成し、有限要素法の計算が行えるようにメッシュ分
割を行い、境界条件として成形条件を与え、さらに、樹
脂の物性データを与えて、有限要素モデルを作成する
(ステップS1)。ここで、有限要素モデルは、図3に
示すように、黒丸「●」で示す主節点(以下では任意の
主節点を参照番号30で示す)を三角形の頂点とする三
角形一次要素(以下では任意の三角形一次要素を参照番
号31で示す)を組み合わせてなる。
First, the computer 10 creates a model shape of a resin molded product based on the input model shape data, performs mesh division so that the finite element method can be calculated, and sets the molding condition as a boundary condition. Then, the physical property data of the resin is given to create a finite element model (step S1). Here, as shown in FIG. 3, the finite element model is a triangular primary element (hereinafter, an arbitrary arbitrary one) in which a main node indicated by a black circle “●” (hereinafter, an arbitrary main node is indicated by reference numeral 30) is a vertex of a triangle. The triangular primary elements of the are denoted by reference numeral 31).

【0029】次に、作成した有限要素モデルを使用し
て、一般的な流動解析を実行する(ステップS2)。一
般的な流動解析は、樹脂が金型キャビティ内を充填する
過程において、運動方程式、エネルギー保存の式、連続
の式を有限要素法に定式化することにより、各接点の圧
力、樹脂到達時間、温度等の時系列データを流動解析結
果として取得して、溶融樹脂の挙動を予測する。また、
充填後の保圧・冷却過程において、さらに樹脂の圧縮性
を考慮するために圧力、温度、容積率の関係式を考慮し
て、体積収縮率を求めて、各三角形一次要素での、弾性
率や、異方性を含む線膨張率などの物性を流動解析結果
として取得する。
Next, a general flow analysis is executed using the created finite element model (step S2). In general flow analysis, in the process of filling the mold cavity with resin, the kinetic equation, energy conservation equation, and continuity equation are formulated into a finite element method, so that the pressure at each contact point, the resin arrival time, Time series data such as temperature is acquired as a flow analysis result to predict the behavior of the molten resin. Also,
In the pressure-holding / cooling process after filling, the volume contraction rate is calculated by considering the relational expression of pressure, temperature, and volume ratio in order to further consider the compressibility of the resin, and the elastic modulus of each triangular primary element is calculated. Also, physical properties such as linear expansion coefficient including anisotropy are acquired as a flow analysis result.

【0030】コンピュータ10は、S2で作成した各三
角形一次要素31について、白丸「○」で示す新節点
(以下では任意の新節点を参照番号40で示す)を三角
形の全辺の中点に追加し、図3の三角形一次要素31を
図4に示す三角形二次要素(以下では任意の三角形二次
要素を参照番号41で示す)に変更する(ステップS
3)。たとえば、図3に示す有限要素モデルの一構成要
素である三角形一次要素31aに着目すれば、主節点3
0aと30b、30bと30c、30cと30a間の中
点に、それぞれ、新節点40a、40b、40cを追加
し、三角形一次要素31aを三角形二次要素41aに変
更する。このように、全ての三角形一次要素31が三角
形二次要素41に変更されてできた図4に示す新たな有
限要素モデルを、以下では、そり解析モデルという。
The computer 10 adds a new node indicated by a white circle "○" (hereinafter, an arbitrary new node is indicated by reference numeral 40) to the midpoint of all sides of the triangle for each triangular primary element 31 created in S2. Then, the triangular primary element 31 of FIG. 3 is changed to the triangular secondary element shown in FIG. 4 (hereinafter, any triangular secondary element is indicated by reference numeral 41) (step S).
3). For example, focusing on the triangular primary element 31a, which is one component of the finite element model shown in FIG.
New nodes 40a, 40b, 40c are added to the midpoints between 0a and 30b, 30b and 30c, 30c and 30a, respectively, and the triangular primary element 31a is changed to a triangular secondary element 41a. In this way, the new finite element model shown in FIG. 4 in which all the triangular primary elements 31 are changed to the triangular secondary elements 41 is referred to as a warpage analysis model below.

【0031】そり解析モデルでは、まず、流動解析によ
って得られた各主節点30が有する流動解析結果をそり
解析モデルの主節点30にも利用するために、該結果を
そり解析モデルの主節点30にそのまま保持し、また、
各三角形一次要素31の流動解析結果もそり解析モデル
に利用するために、該結果をそり解析モデルの該当する
三角形二次要素に保持する(ステップS4)。図3の三
角形一次要素31aおよび、これが変更されてできた図
4の三角形二次要素41aに着目すれば、三角形一次要
素31aの主節点30a〜cが有する流動解析結果がそ
のまま三角形二次要素41aの主節点30a〜cに利用
され、また、三角形一次要素31a全体出有する物性等
の流動解析結果が三角形二次要素41aに利用される。
In the sled analysis model, first, in order to utilize the flow analysis result of each main node 30 obtained by the flow analysis for the main node 30 of the sled analysis model, the result is used as the main node 30 of the sled analysis model. And keep it
In order to use the flow analysis result of each triangular primary element 31 for the warpage analysis model, the result is held in the corresponding triangular secondary element of the warpage analysis model (step S4). Focusing on the triangular primary element 31a of FIG. 3 and the triangular secondary element 41a of FIG. 4 which is created by modifying the triangular primary element 31a, the flow analysis results of the main nodes 30a to 30c of the triangular primary element 31a are the same as the triangular secondary element 41a. Are used for the main nodes 30a to 30c, and the results of flow analysis such as physical properties of the entire triangular primary element 31a are used for the triangular secondary element 41a.

【0032】さらに、そり解析モデルでは、追加した新
節点40と同一の三角形二次要素41の同一辺上にある
2つの主節点30の流動解析結果を平均して、該新節点
40が有する流動解析結果として代入する(ステップS
5)。したがって、実際の流動解析による流動解析結果
を有さない新節点40についても、以後の解析の実行に
利用でき、三角形一次要素により解析が制限されること
がなくなる。
Further, in the warpage analysis model, the flow analysis results of the two new main nodes 30 on the same side of the triangular secondary element 41 which is the same as the added new node 40 are averaged to obtain the flow of the new new node 40. Substitute as analysis result (step S
5). Therefore, even for the new node 40 that does not have the flow analysis result by the actual flow analysis, it can be used for the execution of the subsequent analysis, and the analysis is not limited by the triangular primary element.

【0033】上記のようにしてできたそり解析モデルを
使用して、主節点30および新節点40の流動解析結果
や、三角形二次要素41の物性に基づいて、そり変形解
析を実行し(ステップS6)、射出成形シミュレーショ
ンを終了する。
Using the warpage analysis model created as described above, a warpage deformation analysis is executed based on the flow analysis results of the main node 30 and the new node 40 and the physical properties of the triangular secondary element 41 (step S6), the injection molding simulation ends.

【0034】以上のように、本実施の形態では、流動解
析に使用された有限要素モデルの各三角形要素の外形形
状を変化することなく新節点を追加してそり解析モデル
を作成し、該そり解析モデルをそり変形解析に使用する
ので、流動解析時に取得した解析結果を変形解析にも有
効に利用して一貫した解析を可能としつつ、流動解析時
の有限要素モデルの制約を受けずに、適当にそり変形解
析を実行することができる。また、流動解析に使用され
た三角形一次要素31に新節点40を追加してそり変形
解析を実行するので、節点の増加および計算時間の増加
を抑制することができる。
As described above, in the present embodiment, a warp analysis model is created by adding new nodes without changing the outer shape of each triangular element of the finite element model used for flow analysis, and Since the analysis model is used for the sled deformation analysis, the analysis results obtained during the flow analysis can be effectively used for the deformation analysis as well to enable a consistent analysis, while not being restricted by the finite element model during the flow analysis. The warp deformation analysis can be appropriately performed. Further, since the new node 40 is added to the triangular primary element 31 used for the flow analysis and the warpage deformation analysis is executed, it is possible to suppress an increase in nodes and an increase in calculation time.

【0035】また、三角形一次要素31を二位次元化し
てそり解析モデルができるので、そり解析では三角形一
次要素特有の剛性に依存することなく、高精度な解析を
実行することができる。
Further, since the slant analysis model can be obtained by converting the triangular primary element 31 into two dimensions, a highly accurate analysis can be executed in the sled analysis without depending on the rigidity peculiar to the triangular primary element.

【0036】さらに、主節点30は流動解析時の解析結
果がそり変形解析にもそのまま利用され、また、新節点
40は、該新節点40が追加された三角形要素の同一辺
上にある主節点30の流動解析結果の平均値が流動解析
結果として代入されるので、新節点40についても流動
解析を行った結果とほぼ同一の精度の値を用いてそり変
形解析を実行することができる。
Further, the main node 30 uses the analysis result of the flow analysis as it is for the warp deformation analysis, and the new node 40 is the main node on the same side of the triangular element to which the new node 40 is added. Since the average value of the flow analysis results of 30 is substituted as the flow analysis result, it is possible to execute the warpage deformation analysis for the new node 40 using a value with substantially the same accuracy as the result of the flow analysis.

【0037】なお、上記第1の実施の形態では、三角形
一次要素31の各辺の中点に新節点を一つずつ追加して
三角形二次要素41としたが、これに限定されず、三角
形一次要素31の各辺に複数の新節点を追加して三次、
四次、・・・とより高次化することにより、解析精度を
さらに高めることができる。
In the first embodiment, one new node is added to the midpoint of each side of the triangular primary element 31 to form the triangular secondary element 41. However, the triangular secondary element 41 is not limited to this. Addition of multiple new nodes to each side of the primary element 31
The analysis accuracy can be further improved by increasing the order to the fourth order, ....

【0038】(第2の実施の形態)第2の実施の形態
は、有限要素モデルについて三角形一次要素31を多角
形化する点についてのみ、三角形一次要素31を高次化
する第1の実施の形態と異なる。
(Second Embodiment) The second embodiment is a first embodiment in which the triangular primary element 31 is made higher in terms of polygonalization of the triangular primary element 31 in the finite element model. Different from the form.

【0039】したがって、コンピュータ10の構成や流
動解析時に使用する有限要素モデルは、第1の実施の形
態と同様であるので、これらについては説明を省略す
る。また、以下では、第1の実施の形態と同様に、流動
解析において、図3に示す有限要素モデルが使用される
ものとする。
Therefore, the configuration of the computer 10 and the finite element model used at the time of flow analysis are the same as those in the first embodiment, and the description thereof will be omitted. In the following, as in the first embodiment, the finite element model shown in FIG. 3 is used in the flow analysis.

【0040】図5は、コンピュータ10の動作を示すフ
ローチャート、図6は、新節点を三角形要素の一辺上に
追加してできたそり解析モデルを示す図である。なお、
動作の主体はコンピュータ10とし、第1の実施の形態
と同じ動作には、同じステップ番号を付して、その詳細
な説明を省略する。
FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the computer 10, and FIG. 6 is a diagram showing a warp analysis model formed by adding new nodes on one side of a triangular element. In addition,
The main body of operation is the computer 10, and the same operations as those in the first embodiment are designated by the same step numbers and detailed description thereof is omitted.

【0041】コンピュータ10は、まず、有限要素モデ
ルを作成し(S1)、該有限要素モデルに基づいて流動
解析を実行する(S2)。
The computer 10 first creates a finite element model (S1) and executes a flow analysis based on the finite element model (S2).

【0042】続いて、コンピュータ10は、S2で作成
した各三角形一次要素31について、白丸「○」で示す
新節点(以下では任意の新節点を参照番号60で示す)
を三角形の一辺にのみその中点に追加し、図3の三角形
一次要素31を図6に示す四角形一次要素(以下では任
意の四角形一次要素を参照番号61で示す)に変更する
(ステップS13)。たとえば、図3に示す有限要素モ
デルの一構成要素である三角形一次要素31aに着目す
れば、主節点30aおよび30c間の中点に、新節点6
0aが追加されて、三角形一次要素31aが四つの節点
を有する四角形一次要素61aに変更される。このよう
に、全ての三角形一次要素31が四角形一次要素61に
変更されてできた図6に示す新たな有限要素モデルを、
以下では、そり解析モデルという。
Next, the computer 10 creates new nodes indicated by white circles "○" for each triangular primary element 31 created in S2 (in the following, arbitrary new nodes are indicated by reference numeral 60).
Is added to only one side of the triangle at its midpoint, and the triangular primary element 31 of FIG. 3 is changed to the quadrangular primary element shown in FIG. 6 (hereinafter, arbitrary quadratic primary element is indicated by reference numeral 61) (step S13). . For example, focusing on the triangular primary element 31a, which is a component of the finite element model shown in FIG. 3, the new node 6 is located at the midpoint between the main nodes 30a and 30c.
0a is added to change the triangular primary element 31a into a rectangular primary element 61a having four nodes. In this way, the new finite element model shown in FIG. 6 in which all the triangular primary elements 31 are changed to the rectangular primary elements 61 is
Below, it is called a sled analysis model.

【0043】そり解析モデルでは、まず、流動解析によ
って得られた各主節点30が有する流動解析結果をそり
解析モデルの主節点30にも利用するために、該結果を
そり解析モデルの主節点30に保持し、また、各三角形
一次要素31の流動解析結果もそり解析モデルに利用す
るために、該結果をそり解析モデルの該当する四角形一
次要素に保持する(ステップS14)。図3の三角形一
次要素31aおよび、これに該当する図6の四角形一次
要素61aに着目すれば、三角形一次要素31aの主節
点30a〜cが有する流動解析結果がそのまま四角形一
次要素61aの主節点30a〜cに利用され、また、三
角形一次要素31a全体が有する物性等の流動解析結果
が四角形一次要素41aに利用される。
In the sled analysis model, first, in order to use the flow analysis result of each main node 30 obtained by the flow analysis for the main node 30 of the sled analysis model, the result is used as the main node 30 of the sled analysis model. In order to use the flow analysis result of each triangular primary element 31 in the warpage analysis model, the result is held in the corresponding quadratic primary element of the warpage analysis model (step S14). Focusing on the triangular primary element 31a of FIG. 3 and the corresponding quadrangular primary element 61a of FIG. 6, the flow analysis results of the main nodes 30a to 30c of the triangular primary element 31a are directly the main nodes 30a of the quadratic primary element 61a. .. to c, and the flow analysis results of the physical properties of the entire triangular primary element 31a are used for the quadrangular primary element 41a.

【0044】さらに、そり解析モデルでは、新節点60
が追加された四角形一次要素61と同一辺上にある2つ
の主節点30が有する流動解析結果を平均して、該新節
点60が有する流動解析結果として代入する(ステップ
S15)。したがって、実際の流動解析による結果を有
さない新節点60についても、おおよその予測値を代入
して以後の解析の実行に利用でき、三角形一次要素によ
り解析が制限されることがなくなる。
Further, in the sled analysis model, the new node 60
The flow analysis results of the two main nodes 30 on the same side as the quadratic primary element 61 to which is added are averaged and substituted as the flow analysis results of the new node 60 (step S15). Therefore, even for the new node 60 that does not have the result of the actual flow analysis, it is possible to substitute an approximate predicted value and use it for the subsequent analysis, and the analysis will not be limited by the triangular primary element.

【0045】最後に、そり解析モデルを使用して、主節
点30および新節点60の流動解析結果の値や、四角形
一次要素61の物性に基づいて、そり変形解析を実行し
(ステップS16)、射出成形シミュレーションを終了
する。
Finally, the warpage analysis model is used to execute the warpage deformation analysis based on the flow analysis result values of the main node 30 and the new node 60 and the physical properties of the quadratic primary element 61 (step S16). Finish the injection molding simulation.

【0046】以上のように、本実施の形態では、流動解
析に使用された有限要素モデルの各三角形要素の外形形
状を変化することなく新節点を追加してそり解析モデル
を作成し、該そり解析モデルをそり変形解析に使用する
ので、流動解析時に取得した解析結果を変形解析にも有
効に利用して一貫した解析を可能としつつ、流動解析時
の有限要素モデルの制約を受けずに、適当にそり変形解
析を実行することができる。また、流動解析に使用され
た三角形一次要素31に新節点60を追加してそり変形
解析を実行するので、節点の増加および計算時間の増加
を抑制することができる。
As described above, in this embodiment, a warp analysis model is created by adding new nodes without changing the outer shape of each triangular element of the finite element model used for the flow analysis, and Since the analysis model is used for the sled deformation analysis, the analysis results obtained during the flow analysis can be effectively used for the deformation analysis as well to enable a consistent analysis, while not being restricted by the finite element model during the flow analysis. The warp deformation analysis can be appropriately performed. Further, since the new node 60 is added to the triangular primary element 31 used for the flow analysis and the warpage deformation analysis is executed, it is possible to suppress an increase in nodes and an increase in calculation time.

【0047】また、三角形一次要素31を四角形化して
そり解析モデルができるので、そり解析では三角形一次
要素特有の剛性に依存することなく、高精度な解析を実
行することができる。
Further, since the slant analysis model can be formed by forming the triangular primary element 31 into a quadrangle, the sled analysis can perform highly accurate analysis without depending on the rigidity peculiar to the triangular primary element.

【0048】さらに、主節点30は流動解析時の解析結
果がそり変形解析にもそのまま利用され、また、新節点
60は、該新節点60が追加された三角形要素の同一辺
上にある主節点30が有する流動解析結果の平均値が流
動解析結果として代入されるので、新節点60について
も流動解析を行った結果とほぼ同一の精度の値を用いて
そり変形解析を実行することができる。
Further, the analysis result of the flow analysis is used as it is for the warp deformation analysis of the main node 30, and the new node 60 is the main node on the same side of the triangular element to which the new node 60 is added. Since the average value of the flow analysis results of 30 is substituted as the flow analysis result, it is possible to execute the warpage deformation analysis for the new node 60 using a value with substantially the same accuracy as the result of the flow analysis.

【0049】なお、上記第2の実施の形態では、三角形
一次要素31の各辺の中点に新節点60を一つずつ追加
して四角形一次要素61としたが、これに限定されず、
三角形一次要素31の一辺に複数の新節点60を追加し
て五角形、六角形・・・とより多角形化することによ
り、解析精度をさらに高めることができる。
In the second embodiment, one new node 60 is added to the midpoint of each side of the triangular primary element 31 to form a quadratic primary element 61. However, the present invention is not limited to this.
By adding a plurality of new nodes 60 to one side of the triangular primary element 31 to make it more polygonal, such as pentagon, hexagon, ..., The analysis accuracy can be further enhanced.

【0050】また、第1の実施の形態と組み合わせて、
高次化および多角形化することによって、解析精度をさ
らに高めることができる。
Further, in combination with the first embodiment,
The analysis accuracy can be further improved by increasing the order and the polygonal shape.

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

【図1】 射出成形シミュレーションを実行するコンピ
ュータの概略構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a computer that executes an injection molding simulation.

【図2】 コンピュータの動作を示すフローチャートで
ある。
FIG. 2 is a flowchart showing the operation of a computer.

【図3】 流動解析後の有限要素モデルを示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram showing a finite element model after flow analysis.

【図4】 新節点を三角形要素の全辺上に追加してでき
たそり解析モデルを示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a warpage analysis model formed by adding new nodes on all sides of a triangular element.

【図5】 コンピュータの動作を示すフローチャートで
ある。
FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the computer.

【図6】 新節点を三角形要素の一辺上に追加してでき
たそり解析モデルを示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a warpage analysis model formed by adding new nodes on one side of a triangular element.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…コンピュータ、 11…入力部、 12…記憶部、 13…演算部、 14…表示部、 30、30a〜c…主節点、 31、31a…三角形一次要素、 40、40a…新節点、 41、41a、60、60a…三角形二次要素、 61、61a…四角形一次要素。 10 ... Computer, 11 ... Input section, 12 ... storage unit, 13 ... Arithmetic unit, 14 ... Display, 30, 30a-c ... Main node, 31, 31a ... Triangular primary element, 40, 40a ... New node, 41, 41a, 60, 60a ... Triangular quadratic element, 61, 61a ... Square primary elements.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 コンピュータを用いて射出成形の成形プ
ロセスを予測する射出成形シミュレーションにおいて、 三角形の各頂点を主節点とする三角形要素を組み合わせ
てなる有限要素モデルを使用して、流動解析を実行する
工程と、 該流動解析で使用した前記有限要素モデルを構成する前
記三角形要素ごとに三角形の辺上に少なくとも一つの新
節点を追加する工程と、 前記流動解析を実行する工程で得られた流動解析結果を
利用すると共に前記新節点が追加されてできた新たな有
限要素モデルを使用して、そり変形解析を実行する工程
と、 を有するそり変形解析方法。
1. In an injection molding simulation for predicting a molding process of injection molding using a computer, a flow analysis is executed by using a finite element model formed by combining triangular elements having each vertex of a triangle as a main node. A step, a step of adding at least one new node on the side of the triangle for each of the triangular elements constituting the finite element model used in the flow analysis, and a flow analysis obtained in the step of executing the flow analysis A warp deformation analysis method comprising: performing a warp deformation analysis using a new finite element model that is created by using the result and adding the new node.
【請求項2】 前記新節点を追加する工程では、前記三
角形の全ての辺上に少なくとも一つの新節点を追加し、
前記三角形要素を多次元化する請求項1に記載の変形解
析方法。
2. In the step of adding the new node, at least one new node is added on all sides of the triangle,
The deformation analysis method according to claim 1, wherein the triangular element is made multidimensional.
【請求項3】 前記新節点を追加する工程では、前記三
角形の一辺上に少なくとも一つの新節点を追加すること
により、前記三角形要素を多角形化する請求項1または
請求項2に記載の変形解析方法。
3. The transformation according to claim 1, wherein in the step of adding the new node, the triangle element is polygonized by adding at least one new node on one side of the triangle. analysis method.
【請求項4】 前記新節点は、前記三角形要素を構成す
る三角形の辺の中点に追加され、 前記そり変形解析を実行する工程では、 前記新節点が追加された三角形要素において、該新節点
と同一辺上にある主節点の流動解析結果の平均値を該新
節点の流動解析結果として代入し、 それぞれ流動解析結果を有する主節点および新節点から
構成される新たな有限要素モデルを使用して、そり変形
解析を実行する請求項1〜3のいずれか一項に記載の変
形解析方法。
4. The new node is added to a midpoint of a side of a triangle forming the triangular element, and in the step of executing the warp deformation analysis, the new node is added to the triangular element to which the new node is added. Substituting the average value of the flow analysis results of the main nodes on the same side as the flow analysis result of the new node, and using a new finite element model composed of the main node and the new node having the flow analysis results, respectively. The deformation analysis method according to claim 1, wherein the warp deformation analysis is performed.
【請求項5】 射出成形シミュレーションにおいてそり
変形を解析するそり変形解析装置であって、 三角形の各頂点を主節点とする三角形要素を組み合わせ
てなる有限要素モデルを使用して、流動解析を実行する
流動解析実行手段と、 前記有限要素モデルを構成する前記三角形要素ごとに三
角形の辺上に少なくとも一つの新節点を追加する新節点
追加手段と、 前記流動解析実行手段の流動解析により得られた流動解
析結果を利用すると共に前記新節点が追加されてできた
新たな有限要素モデルを使用して、そり変形解析を実行
するそり変形解析手段と、 を有するそり変形解析装置。
5. A warpage deformation analysis device for analyzing warpage deformation in injection molding simulation, wherein flow analysis is executed using a finite element model formed by combining triangular elements each having a vertex of a triangle as a main node. Flow analysis executing means, new node adding means for adding at least one new node on the side of the triangle for each of the triangular elements forming the finite element model, and flow obtained by the flow analysis of the flow analysis executing means A sled deformation analysis device comprising: a sled deformation analysis means for executing a sled deformation analysis using a new finite element model formed by adding the new nodes while using the analysis result.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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