JP2007179175A - Mastic adhesive modeling method - Google Patents

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ゆかり 住江
Tetsuya Miyata
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for simply and quickly modeling mastic adhesives of different sizes and values of physical properties. <P>SOLUTION: A mastic adhesive modeling method, for generating an analysis model of the mastic adhesive 22 for performing finite element analysis of components 20, 21 including portions to be bonded with the mastic adhesive 22, includes an information acquisition step S1 for acquiring information on the mastic adhesive 22, an element division step S2 for dividing the mastic adhesive into a plurality of solid elements, and an information setting step S3 for setting information on the mastic adhesive 22 acquired in the information acquisition step S1 as information on the solid elements of the mastic adhesive 22 divided in the element division step S2. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、CAE(Computer Aided Engineering)システムにおいて、マスチック接着剤をモデル化する方法に関し、より詳細には、マスチック接着剤を複数のソリッド要素に分割してモデル化することにより、寸法や物性値の異なるマスチック接着剤を簡易迅速にモデル化する方法に関する。   The present invention relates to a method for modeling a mastic adhesive in a CAE (Computer Aided Engineering) system, and more particularly, by dividing the mastic adhesive into a plurality of solid elements and modeling them, thereby obtaining dimensions and physical property values. The present invention relates to a method for quickly and quickly modeling different mastic adhesives.

CAEシステムは、熱、流体、電磁場、構造、気候等を解析するためのコンピュータシステムであり、プリプロセッサ部、ソルバ部およびポストプロセッサ部で構成される。   The CAE system is a computer system for analyzing heat, fluid, electromagnetic field, structure, climate and the like, and includes a preprocessor unit, a solver unit, and a postprocessor unit.

プリプロセッサ部は、解析対象の形状のモデル化(形状モデルの作成)、メッシュ分割(解析モデルの作成)、または、ヤング率やポアソン比等の物性値若しくは荷重条件や拘束条件等の解析条件の設定をGUI(Graphical User Interface)を介して行わせるソフトウェアである。   The preprocessor unit models the shape of the analysis target (creates a shape model), divides the mesh (creates an analysis model), or sets physical properties such as Young's modulus and Poisson's ratio, or analysis conditions such as load conditions and constraint conditions Is a software that allows the user to perform the operation via a GUI (Graphical User Interface).

また、ソルバ部は、プリプロセッサ部で作成された解析用のデータに基づいて有限要素法(FEM(Finite Element Method))による解析等を行う演算処理部である。   The solver unit is an arithmetic processing unit that performs analysis or the like by a finite element method (FEM (Finite Element Method)) based on data for analysis created by the preprocessor unit.

また、ポストプロセッサ部は、ソルバ部が出力する変位や応力、温度など各種解析結果の後処理を行い、それら処理結果をディスプレイ等に表示する機能を有し、適切なフォーマットでファイリングを行ったり、設計データとして有益かどうかの評価または判断を行ったりするソフトウェアである。   In addition, the post-processor unit has a function to post-process various analysis results such as displacement, stress, temperature output by the solver unit, and to display the processing results on a display etc., filing in an appropriate format, This is software that evaluates or determines whether it is useful as design data.

係るCAEシステムの中には、ソルバ部の解析結果に基づいて、より良い解析結果を得るためメッシュ分割を自動的に再実行するアダプティブメッシュ機能を備えたものもあり、また、形状モデルの形状要素に対して入力された解析条件を、形状モデルから生成された解析モデルの形状要素として承継させる機能を備えたものも知られている(例えば、特許文献1参照。)。
特許第3221137号明細書
Some of these CAE systems have an adaptive mesh function that automatically re-executes mesh division to obtain a better analysis result based on the analysis result of the solver unit. There is also known one having a function of inheriting the analysis conditions input to the shape element of the analysis model generated from the shape model (see, for example, Patent Document 1).
Japanese Patent No. 3221137

しかしながら、従来のCAEシステムは、解析対象の一部であるマスチック接着剤をモデル化する場合、1のマスチック接着剤を所定の1要素のソリッド要素でモデル化するので、マスチック接着剤の寸法や物性値が変化する度に、解析モデルであるソリッド要素の物性値が実際のマスチック接着剤の寸法や物性値に適した物性値になるよう調整させる必要があった。また、特許文献1に記載の発明も、マスチック接着剤のモデル化については言及していない。   However, in the conventional CAE system, when modeling a mastic adhesive that is a part of an analysis target, one mastic adhesive is modeled as a single solid element, so the dimensions and physical properties of the mastic adhesive. Each time the value changes, it is necessary to adjust the physical property value of the solid element, which is an analysis model, to a physical property value suitable for the actual dimensions and physical property values of the mastic adhesive. Further, the invention described in Patent Document 1 does not mention modeling of a mastic adhesive.

上述の課題に鑑み、本発明は、寸法や物性値の異なるマスチック接着剤を簡易迅速にモデル化する方法を提供することを目的とする。   In view of the above-described problems, an object of the present invention is to provide a method for easily and quickly modeling mastic adhesives having different dimensions and physical property values.

上述の目的を達成するために、第1の発明に係るマスチック接着剤モデル化方法は、マスチック接着剤により接着される部分を含む部品の有限要素解析を行うためにマスチック接着剤の解析モデルを生成するマスチック接着剤モデル化方法であって、前記マスチック接着剤に関する情報を取得する情報取得ステップと、前記マスチック接着剤を複数のソリッド要素に分割する要素分割ステップと、前記情報取得ステップにおいて取得された前記マスチック接着剤に関する情報を、前記要素分割ステップにおいて分割された前記マスチック接着剤の前記ソリッド要素に関する情報として設定する情報設定ステップと、を有することを特徴とする。   To achieve the above object, the mastic adhesive modeling method according to the first invention generates a mastic adhesive analysis model for performing finite element analysis of a part including a portion bonded by the mastic adhesive. A mastic adhesive modeling method for acquiring information on the mastic adhesive, an element dividing step for dividing the mastic adhesive into a plurality of solid elements, and acquired in the information acquiring step An information setting step of setting information on the mastic adhesive as information on the solid element of the mastic adhesive divided in the element dividing step.

また、第2の発明は、第1の発明に係るマスチック接着剤モデル化方法であって、前記情報設定ステップにおいて、前記ソリッド要素のそれぞれに設定される前記マスチック接着剤に関する情報は、前記マスチック接着剤の物性値であることを特徴とする。   A second invention is a mastic adhesive modeling method according to the first invention, wherein in the information setting step, information on the mastic adhesive set for each of the solid elements is the mastic adhesive. It is a physical property value of the agent.

上述の手段により、本発明は、寸法や物性値の異なるマスチック接着剤を簡易迅速にモデル化する方法を提供することができる。   By the above-mentioned means, the present invention can provide a method for easily and quickly modeling mastic adhesives having different dimensions and physical property values.

以下、図面を参照しつつ、いくつかの実施例に分けて、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in several embodiments with reference to the drawings.

図1は、本発明に係るCAEシステムの概略ブロック図である。CAEシステム100は、HDD(Hard Disk Drive)1、ディスプレイ2、入力装置3、CPU(Central Processing Unit)4およびRAM(Random Access Memory)5から構成される。   FIG. 1 is a schematic block diagram of a CAE system according to the present invention. The CAE system 100 includes an HDD (Hard Disk Drive) 1, a display 2, an input device 3, a CPU (Central Processing Unit) 4 and a RAM (Random Access Memory) 5.

HDD1は、不揮発性の記憶装置であり、プリプロセッサ10、ソルバ11およびポストプロセッサ12を記憶する。   The HDD 1 is a non-volatile storage device, and stores a preprocessor 10, a solver 11, and a post processor 12.

ディスプレイ2は、ポストプロセッサ12が出力する解析結果を表示するための表示装置である。   The display 2 is a display device for displaying the analysis result output by the post processor 12.

入力装置3は、剛性率、ヤング率、ポアソン比、減衰等の物性値をプリプロセッサ10に入力するためのキーボードやマウス等である。   The input device 3 is a keyboard or a mouse for inputting physical property values such as rigidity, Young's modulus, Poisson's ratio, and attenuation to the preprocessor 10.

CPU4は、演算処理装置であり、HDD1に記憶されたプリプロセッサ10、ソルバ11およびポストプロセッサ12をRAM5に展開し、解析対象の形状モデル化、解析モデル化、FEM解析処理、画像処理等の処理を実行する。   The CPU 4 is an arithmetic processing unit, and expands the preprocessor 10, solver 11, and postprocessor 12 stored in the HDD 1 in the RAM 5, and performs processing such as shape modeling, analysis modeling, FEM analysis processing, and image processing of an analysis target. Execute.

RAM5は、不揮発性メモリであり、プリプロセッサ10、ソルバ11およびポストプロセッサ12等の作業領域を提供する。   The RAM 5 is a nonvolatile memory and provides work areas such as the preprocessor 10, the solver 11, and the postprocessor 12.

図2は、マスチック接着剤のモデルを示す図である。図2(A)は、マスチック接着剤解析モデルの斜視図を示し、図2(B)は、マスチック接着剤解析モデルの正面図を示す。プリプロセッサ10にマスチック接着剤22の物性値が入力されると、CAEシステム100は、ディスプレイ2にマスチック接着剤の解析モデルを表示する。   FIG. 2 is a diagram showing a mastic adhesive model. FIG. 2A shows a perspective view of the mastic adhesive analysis model, and FIG. 2B shows a front view of the mastic adhesive analysis model. When the physical property value of the mastic adhesive 22 is input to the preprocessor 10, the CAE system 100 displays an analysis model of the mastic adhesive on the display 2.

ここで、マスチック接着剤とは、合成ゴムを主成分とした弾性接着剤で、車両のフード、ドア、ボンネット、ルーフまたはトランクリッド等の外板と補強板等の内板とを接着し、張り剛性を向上させたり、外板の振動と騒音を防止したりするために使用される。   Here, the mastic adhesive is an elastic adhesive mainly composed of synthetic rubber, which bonds a vehicle hood, door, bonnet, roof, trunk lid or other outer plate to a reinforcing plate or other inner plate. Used to improve rigidity and prevent vibration and noise of the outer plate.

マスチック接着剤の解析モデルは、第1部品20、第2部品21、および、第1部品20と第2部品21とを接着するマスチック接着剤22で構成され、マスチック接着剤は、入力装置3を介して入力されたマスチック接着剤の寸法に基づいて、高さ方向に3分割、長さ方向および幅方向にそれぞれ2分割されて、複数のソリッド要素に自動的に分割される。   The analysis model of the mastic adhesive is composed of the first component 20, the second component 21, and the mastic adhesive 22 that bonds the first component 20 and the second component 21. Based on the dimensions of the mastic adhesive inputted via the above, it is divided into three parts in the height direction, two parts in the length direction and the width direction, respectively, and automatically divided into a plurality of solid elements.

ここで、ソリッド要素とは、有限要素解析で使われる立体の表現方法であるソリッドモデルにより表現された要素であり、頂点、稜線、面および質量の情報をもち、実際の対象物に最も近い形状を表現する要素である。   Here, a solid element is an element expressed by a solid model, which is a solid representation method used in finite element analysis, and has the information of vertices, ridges, faces and masses, and the shape closest to the actual object. Is an element that expresses

なお、入力装置3を介して入力されるマスチック接着剤の物性値(ヤング率やポアソン比等)は、分割されたそれぞれのソリッド要素にそのまま適用される。   Note that the physical property values (Young's modulus, Poisson's ratio, etc.) of the mastic adhesive inputted via the input device 3 are applied as they are to the divided solid elements.

また、図2(B)に点線で示す要素23は、マスチック接着剤の解析モデルの上面または下面の各節点と第1部品20または第2部品21の各節点とを結ぶ内挿拘束要素23であり、第1部品20または第2部品21とマスチック接着剤22との間の遷移領域をモデル化するためのものである。   An element 23 indicated by a dotted line in FIG. 2B is an interpolation constraint element 23 that connects each node on the upper surface or the lower surface of the mastic adhesive analysis model and each node of the first component 20 or the second component 21. Yes, for modeling the transition region between the first part 20 or the second part 21 and the mastic adhesive 22.

次に、従来のモデル化方法と本発明に係るモデル化方法の違いについて説明する。図3は、マスチック接着剤に作用する荷重により生じる変形を説明する図であり、図4および図5は、所定の要素数に分割されたマスチック接着剤に所定の荷重を加えた際に生じる変形の解析結果を示す図である。   Next, the difference between the conventional modeling method and the modeling method according to the present invention will be described. FIG. 3 is a diagram illustrating deformation caused by a load acting on the mastic adhesive. FIGS. 4 and 5 are deformations generated when a predetermined load is applied to the mastic adhesive divided into a predetermined number of elements. It is a figure which shows the analysis result.

最初に、図3(A)は、本発明に従って、高さ方向に3分割、長さ方向および幅方向にそれぞれ2分割された(以下、「複数分割された」という。)マスチック接着剤22Aに垂直方向(圧縮方向)荷重VL(例えば、40Nとする。)が上方から加えられた状態を示す。複数分割されたマスチック接着剤22Aに垂直方向荷重VLが加えられると、図3(B)に示すように、複数分割されたマスチック接着剤22Aは、変形量VD1だけ下方にひずみ、複数分割されたマスチック接着剤22Bの状態となる。   First, FIG. 3A shows a mastic adhesive 22A that is divided into three parts in the height direction and two parts in the length direction and the width direction (hereinafter referred to as “multiple parts”) according to the present invention. A state in which a vertical direction (compression direction) load VL (for example, 40 N) is applied from above is shown. When a vertical load VL is applied to the plurality of divided mastic adhesives 22A, the plurality of divided mastic adhesives 22A are distorted downward by a deformation amount VD1 and divided into a plurality of pieces as shown in FIG. The mastic adhesive 22B is brought into a state.

また、図3(C)は、従来のCAEシステムにおいて、複数分割されておらず1要素として扱われる(以下、「複数分割されていない」という。)マスチック接着剤22Cに垂直方向荷重VLが上方から加えられた状態を示す。複数分割されていないマスチック接着剤22Cに垂直方向荷重VLが加えられると、図3(D)に示すように、複数分割されていないマスチック接着剤22Cは、変形量VD2だけ下方にひずみ、複数分割されていないマスチック接着剤22Dの状態となる。   FIG. 3C shows a conventional CAE system in which a vertical load VL is applied to a mastic adhesive 22C that is not divided into a plurality of parts and treated as one element (hereinafter referred to as “not divided into a plurality of parts”). The state added from is shown. When the vertical load VL is applied to the non-divided mastic adhesive 22C, as shown in FIG. 3D, the non-divided mastic adhesive 22C is distorted downward by the deformation amount VD2, and is divided into plural pieces. It will be in the state of mastic adhesive 22D which is not done.

ここで、複数分割されたマスチック接着剤22Aのソリッド要素のそれぞれと、複数分割されていないマスチック接着剤22Cとは、同じ物性値を持つものとして変形量が算出されており、その分割数の違いから変形量VD1と変形量VD2とは異なる値を有することとなる。一般的に、複数分割されていないマスチック接着剤22Cは、弾性体である接着剤の変形を表現できず、実物より剛性が高めになる傾向があり、そのため、従来のCAEシステムにおいては、複数分割されていないマスチック接着剤22Cの物性値を変更して再度解析処理を実行し、実物に近い剛性が出るまで物性値の合わせこみが行われる。   Here, each of the solid elements of the mastic adhesive 22A divided into a plurality of pieces and the mastic adhesive 22C not divided into a plurality of pieces are calculated to have the same physical property values, and the difference in the number of divisions is calculated. Therefore, the deformation amount VD1 and the deformation amount VD2 have different values. In general, the mastic adhesive 22C that is not divided into multiple pieces cannot express deformation of the adhesive that is an elastic body, and tends to be more rigid than the actual one. Therefore, in the conventional CAE system, multiple divisions are required. The physical property value of the mastic adhesive 22C that has not been changed is changed, the analysis process is executed again, and the physical property values are adjusted until rigidity close to the actual material is obtained.

一方、本発明に従って複数分割されたマスチック接着剤22Aは、入力装置3を介して入力された物性値に基づいて算出された解析結果が、複数分割されていないマスチック接着剤22Cに比べ、実物により近い剛性を示し、ユーザは、入力装置3を介して最初に入力された物性値を変更して物性値の合わせこみを行う必要がない。   On the other hand, the mastic adhesive 22A divided into a plurality according to the present invention has an analysis result calculated on the basis of the physical property value input through the input device 3, compared with the mastic adhesive 22C not divided into a plurality of parts. The close rigidity is shown, and the user does not need to change the physical property value first input via the input device 3 and perform adjustment of the physical property value.

図3(E)は、複数分割されたマスチック接着剤22Eの上面に水平方向(せん断方向)荷重HL(例えば、40Nとする。)が左方から加えられた状態を示す。複数分割されたマスチック接着剤22Eに水平方向荷重HLが加えられると、図3(F)に示すように、複数分割されたマスチック接着剤22Eの上面は、変形量HD1だけ右方にひずみ、複数分割されたマスチック接着剤22Fの状態となる。   FIG. 3E shows a state in which a horizontal (shear direction) load HL (for example, 40 N) is applied from the left side to the upper surface of the plurality of mastic adhesives 22E. When a horizontal load HL is applied to the plurality of divided mastic adhesives 22E, the upper surface of the plurality of divided mastic adhesives 22E is distorted to the right by the deformation amount HD1, as shown in FIG. It becomes the state of the divided mastic adhesive 22F.

また、図3(G)は、従来のCAEシステムにおいて、複数分割されていないマスチック接着剤22Gの上面に水平方向荷重HLが左方から加えられた状態を示す。複数分割されていないマスチック接着剤22Gに水平方向荷重HLが加えられると、図3(H)に示すように、複数分割されていないマスチック接着剤22Gは、変形量HD2だけ右方にひずみ、複数分割されていないマスチック接着剤22Hの状態となる。   FIG. 3G shows a state in which a horizontal load HL is applied from the left to the upper surface of the mastic adhesive 22G that is not divided into a plurality of parts in the conventional CAE system. When a horizontal load HL is applied to the non-divided mastic adhesive 22G, as shown in FIG. 3 (H), the non-divided mastic adhesive 22G is distorted to the right by the deformation amount HD2. The mastic adhesive 22H is not divided.

ここで、垂直方向加重の場合と同様、複数分割されたマスチック接着剤22Eのソリッド要素のそれぞれと、複数分割されていないマスチック接着剤22Gとは、同じ物性値を持つものとして変形量が算出されており、その分割数の違いから変形量HD1と変形量HD2とは異なる値を有することとなる。従来のCAEシステムにおいて物性値の合わせこみが必要となる点は垂直方向荷重の場合と同様である。   Here, as in the case of the vertical load, each of the solid elements of the mastic adhesive 22E divided into plural pieces and the mastic adhesive 22G not divided into plural pieces have the same physical property value, and the deformation amount is calculated. Therefore, the deformation amount HD1 and the deformation amount HD2 have different values due to the difference in the number of divisions. In the conventional CAE system, it is the same as the case of the vertical load that the physical property values need to be adjusted.

次に、図4および図5により、実際の解析結果を用いて変形量の違いを説明する。   Next, with reference to FIG. 4 and FIG. 5, the difference in deformation amount will be described using actual analysis results.

図4は、高さ6mm、長さ60mm、幅60mmのマスチック接着剤に圧縮方向およびせん断方向の荷重を加え、分割後の要素数に応じて変形量がどのように変化するかを示す図である。図4(A)は、「高さ方向の要素数」を示す列40、「圧縮による変形量」を示す列41および「せん断による変形量」を示す列42から構成される表であり、図4(B)は、横軸に「高さ方向の要素数」、縦軸に「圧縮による変形量」をとったグラフであり、図4(C)は、横軸に「高さ方向の要素数」、縦軸に「せん断による変形量」をとったグラフである。なお、変形量の単位はミリメートルであり、「高さ方向の要素数」とは、例えば、要素数3は、高さ方向に3分割された状態をいう。また、長さ方向および幅方向には分割されていない。   FIG. 4 is a diagram showing how the amount of deformation changes depending on the number of elements after division by applying a load in the compression direction and shear direction to a mastic adhesive having a height of 6 mm, a length of 60 mm, and a width of 60 mm. is there. 4A is a table including a column 40 indicating “the number of elements in the height direction”, a column 41 indicating “deformation amount due to compression”, and a column 42 indicating “deformation amount due to shear”. 4 (B) is a graph in which the horizontal axis indicates “the number of elements in the height direction” and the vertical axis indicates “the amount of deformation due to compression”, and FIG. 4C shows the “elements in the height direction” on the horizontal axis. This is a graph in which “number” and “vertical deformation” are plotted on the vertical axis. Note that the unit of deformation is millimeters, and the “number of elements in the height direction” means, for example, that the number of elements is 3 divided into three in the height direction. Moreover, it is not divided | segmented into the length direction and the width direction.

図4(B)および(C)に示すように、「圧縮による変形量」および「せん断による変形量」は、「高さ方向の要素数」が3以上になると、略一定で、要素数1および2の場合に比べ、実物により近い剛性を示すものとなる。また、解析処理に要する計算量は、要素数の増大と共に増大するため、「高さ方向の要素数」として最適な要素数には、変形量が略一定となる中で最小の要素数である3が選択される。   As shown in FIGS. 4B and 4C, “the amount of deformation due to compression” and “the amount of deformation due to shear” are substantially constant when the “number of elements in the height direction” is 3 or more, and the number of elements is 1 Compared to the cases of 2 and 2, the rigidity is closer to the actual product. In addition, since the amount of calculation required for the analysis process increases as the number of elements increases, the optimum number of elements as the “number of elements in the height direction” is the minimum number of elements among which the deformation amount is substantially constant. 3 is selected.

図4(D)は、マスチック接着剤全体の「要素数」を示す列43および「圧縮による変形量」を示す列44から構成される表であり、図4(E)は、横軸に「要素数」、縦軸に「圧縮による変形量」をとったグラフである。   FIG. 4D is a table composed of a column 43 indicating the “number of elements” of the entire mastic adhesive and a column 44 indicating the “deformation amount due to compression”. It is a graph in which “number of elements” and “vertical deformation amount” are plotted on the vertical axis.

列43の2行目の「3」は、要素数が3であることを示し、高さ方向に3分割されたマスチック接着剤を意味する。また、列43の3行目の「12」は、要素数が12であることを示し、高さ方向に3分割、長さ方向および幅方向にそれぞれ2分割されたマスチック接着剤を意味する。高さ方向を3分割に固定するのは、上述の解析結果に基づく。また、その他同様に、例えば、列43の3行目の「27」は、高さ方向に3分割、長さ方向および幅方向にそれぞれ3分割されたマスチック接着剤を意味し、列43の4行目の「48」は、高さ方向に3分割、長さ方向および幅方向にそれぞれ4分割されたマスチック接着剤を意味する。   “3” in the second row of column 43 indicates that the number of elements is 3, and means a mastic adhesive that is divided into three in the height direction. “12” in the third row of the column 43 indicates that the number of elements is 12, and means a mastic adhesive that is divided into three parts in the height direction and two parts in the length direction and the width direction. Fixing the height direction to three divisions is based on the analysis result described above. Similarly, for example, “27” in the third row of column 43 means a mastic adhesive that is divided into three parts in the height direction and three parts in the length direction and the width direction. “48” on the line means a mastic adhesive that is divided into three parts in the height direction and four parts in the length direction and the width direction.

図4(E)に示すように、「圧縮による変形量」は、「要素数」が27以上になると、略一定になり、「要素数」が3または12の場合に比べ、実物により近い剛性を示すものとなる。そのため、マスチック接着剤の「要素数」として最適な要素数には、変形量が略一定となる中で最小の要素数である27(高さ方向に3分割、長さ方向および幅方向にそれぞれ3分割)が選択される。なお、この場合は、要素数が3または12の場合でも、圧縮による変形量に大きな差はないので、選択されてもよい場合がある。   As shown in FIG. 4E, the “deformation amount due to compression” becomes substantially constant when the “number of elements” becomes 27 or more, and the rigidity closer to the actual object than when the “number of elements” is 3 or 12. Will be shown. For this reason, the optimum number of elements as the “number of elements” of the mastic adhesive is 27 (3 divisions in the height direction, 3 in the height direction, and in the length direction and width direction, respectively) while the deformation amount is substantially constant. 3 divisions) is selected. In this case, even when the number of elements is 3 or 12, there is no significant difference in the amount of deformation due to compression, so there may be cases where it may be selected.

図5は、高さ4mm、長さ15mm、幅22mmのマスチック接着剤に圧縮方向およびせん断方向の荷重を加え、分割数に応じて変形量がどのように変化するかを示す図である。なお、複数分割されていないマスチック接着剤および複数分割されたマスチック接着剤のソリッド要素のそれぞれには、物性値として、例えば、ヤング率0.105、ポアソン比0.45、減衰0.188が適用される。   FIG. 5 is a diagram illustrating how the amount of deformation changes depending on the number of divisions when a load in the compression direction and shear direction is applied to a mastic adhesive having a height of 4 mm, a length of 15 mm, and a width of 22 mm. For example, Young's modulus of 0.105, Poisson's ratio of 0.45, and attenuation of 0.188 are applied to each of the solid elements of the mastic adhesive not divided into plural pieces and the solid elements of the plural divided mastic adhesives. Is done.

図5(A)は、「高さ方向の要素数」を示す列50、「圧縮による変形量」を示す列51および「せん断による変形量」を示す列52から構成される表であり、図5(B)は、横軸に「高さ方向の要素数」、縦軸に「圧縮による変形量」をとったグラフであり、図5(C)は、横軸に「高さ方向の要素数」、縦軸に「せん断による変形量」をとったグラフである。   FIG. 5A is a table composed of a column 50 indicating “number of elements in the height direction”, a column 51 indicating “deformation amount due to compression”, and a column 52 indicating “deformation amount due to shear”. 5 (B) is a graph in which the horizontal axis represents “the number of elements in the height direction” and the vertical axis represents “the amount of deformation due to compression”, and FIG. 5C shows the “elements in the height direction” on the horizontal axis. This is a graph in which “number” and “vertical deformation” are plotted on the vertical axis.

図4と同様に、図5(B)および(C)に示すように、「圧縮による変形量」および「せん断による変形量」は、「高さ方向の要素数」が3以上になると、略一定になり、要素数1および2の場合に比べ、実物により近い剛性を示すものとなる。また、解析処理に要する計算量は、要素数の増大と共に増大するため、「高さ方向の要素数」として最適な要素数には、変形量が略一定となる中で最小の要素数である3が選択される。   Similar to FIG. 4, as shown in FIGS. 5B and 5C, the “deformation amount due to compression” and the “deformation amount due to shear” are approximately when the “number of elements in the height direction” is 3 or more. As compared with the case of the number of elements 1 and 2, the rigidity is closer to the actual object. In addition, since the amount of calculation required for the analysis process increases as the number of elements increases, the optimum number of elements as the “number of elements in the height direction” is the minimum number of elements among which the deformation amount is substantially constant. 3 is selected.

図5(D)は、マスチック接着剤全体の「要素数」を示す列53および「圧縮による変形量」を示す列54から構成される表であり、図5(E)は、横軸に「要素数」、縦軸に「圧縮による変形量」をとったグラフである。   FIG. 5D is a table composed of a column 53 indicating the “number of elements” of the entire mastic adhesive and a column 54 indicating the “deformation amount due to compression”. FIG. It is a graph in which “number of elements” and “vertical deformation amount” are plotted on the vertical axis.

図4とは異なり、図5(E)では、「圧縮による変形量」は、「要素数」が12以上になると、略一定になり、「要素数」が3の場合と比べ、実物により近い剛性を示すものとなる。そのため、マスチック接着剤の「要素数」として最適な要素数には、変形量が略一定となる中で最小の要素数である12(高さ方向に3分割、長さ方向および幅方向にそれぞれ2分割)が選択される。   Unlike FIG. 4, in FIG. 5E, the “deformation amount due to compression” becomes substantially constant when the “number of elements” becomes 12 or more, and is closer to the real object than when the “number of elements” is 3. It shows rigidity. For this reason, the optimum number of elements as the “number of elements” of the mastic adhesive is 12 which is the minimum number of elements in which the amount of deformation is substantially constant (3 divisions in the height direction, respectively in the length direction and width direction). 2) is selected.

以上、図4(E)および図5(E)の解析結果を踏まえ、マスチック接着剤の寸法に関係なく、複数分割されたマスチック接着剤のソリッド要素数には、12(高さ方向に3分割、長さ方向および幅方向にそれぞれ2分割)が最適であると思われる。   As described above, based on the analysis results of FIG. 4E and FIG. 5E, the number of solid elements of the divided mastic adhesive is 12 (3 divisions in the height direction) regardless of the dimensions of the mastic adhesive. , Two divisions each in the length direction and the width direction) seems to be optimal.

次に、上述の解析結果に基づいたCAEシステム100によるマスチック接着剤の解析モデルの生成方法を以下に説明する。   Next, a method for generating an analytical model of a mastic adhesive by the CAE system 100 based on the above analysis result will be described below.

図6は、CAEシステム100がマスチック接着剤の解析モデルを作成する処理の流れを示すフローチャートである。   FIG. 6 is a flowchart showing a flow of processing in which the CAE system 100 creates an analysis model of a mastic adhesive.

最初に、CAEシステム100は、プリプロセッサ10を起動し、入力装置3を介してマスチック接着剤22の寸法(高さ、長さ、幅)および物性値に関する情報を入力させてこれらの情報を取得する(ステップS1の情報取得ステップ)。次に、CAEシステム100は、マスチック接着剤22を、高さ方向に3つ、長さ方向および幅方向に2つのソリッド要素に、それぞれ自動的に分割する(ステップS2の要素分割ステップ)。最後に、CAEシステム100は、入力装置3を介して入力させたマスチック接着剤の物性値を、複数分割されたマスチック接着剤のソリッド要素の物性値として設定する(ステップS3の情報設定ステップ)。なお、マスチック接着剤の寸法および物性値は、HDD1に予め記憶させておいてもよい。   First, the CAE system 100 activates the preprocessor 10 and inputs information on the dimensions (height, length, width) and physical property values of the mastic adhesive 22 via the input device 3 and acquires these information. (Information acquisition step of step S1). Next, the CAE system 100 automatically divides the mastic adhesive 22 into three solid elements in the height direction and two solid elements in the length direction and the width direction (element division step in step S2). Finally, the CAE system 100 sets the physical property value of the mastic adhesive inputted via the input device 3 as the physical property value of the solid element of the divided mastic adhesive (information setting step in step S3). The dimensions and physical property values of the mastic adhesive may be stored in the HDD 1 in advance.

このように、本発明に係るCAEシステム100は、マスチック接着剤の解析モデルを作成する際に、入力されたマスチック接着剤の寸法を自動的に、高さ方向に3分割し、長さ方向および幅方向に2分割することにより、実物に近い剛性を表現することが可能となり、物性値を再入力させたり、物性値の合わせこみをさせたりする必要がないようにすることができる。   As described above, the CAE system 100 according to the present invention automatically divides the inputted mastic adhesive dimensions into three in the height direction when creating the analysis model of the mastic adhesive. By dividing into two in the width direction, it is possible to express the rigidity close to the real object, and it is possible to eliminate the need to re-input the physical property values or to adjust the physical property values.

また、本発明に係るCAEシステム100は、複数分割される前のマスチック接着剤の物性値を、複数分割された後のマスチック接着剤の各ソリッド要素の物性値としてそのまま使用することができる。これにより、分割前と分割後とで異なる物性値を入力する必要が無く、1のマスチック接着剤は、対応する1の物性値を有するものとして管理が容易になる。また、複数存在するマスチック接着剤のそれぞれに対応した物性値をHDD1等に記憶管理しておくことで、マスチック接着剤の解析モデル化を簡易迅速に行わせることができる。   Further, the CAE system 100 according to the present invention can use the physical property value of the mastic adhesive before being divided into a plurality of pieces as the physical property value of each solid element of the mastic adhesive after being divided into a plurality of pieces. Thereby, it is not necessary to input different physical property values before and after the division, and one mastic adhesive is easily managed as having a corresponding one physical property value. Further, by storing and managing physical property values corresponding to each of a plurality of mastic adhesives in the HDD 1 or the like, analysis modeling of the mastic adhesive can be performed easily and quickly.

以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。   The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and substitutions can be made to the above-described embodiments without departing from the scope of the present invention. Can be added.

例えば、上述の実施例では、長さ方向の分割数と幅方向の分割数とを同じ分割数とするが、長さ方向の分割数と幅方向の分割数とを異なる分割数として最適な分割数を予め設定するようにしてもよい。   For example, in the above-described embodiment, the number of divisions in the length direction and the number of divisions in the width direction are set to the same number of divisions, but the optimum number of divisions with the number of divisions in the length direction and the number of divisions in the width direction being different. The number may be set in advance.

本発明に係るCAEシステムの概略ブロック図である。1 is a schematic block diagram of a CAE system according to the present invention. マスチック接着剤のモデルを示す図である。It is a figure which shows the model of a mastic adhesive agent. マスチック接着剤に作用する荷重により生じる変形を説明する図である。It is a figure explaining the deformation | transformation which arises by the load which acts on a mastic adhesive agent. 複数の要素数に分割されたマスチック接着剤に荷重を加えた際に生じる変形の解析結果を示す図(その1)である。It is a figure (the 1) which shows the analysis result of the deformation | transformation which arises when a load is applied to the mastic adhesive divided | segmented into the some element number. 複数の要素数に分割されたマスチック接着剤に荷重を加えた際に生じる変形の解析結果を示す図(その2)である。It is a figure (the 2) which shows the analysis result of the deformation | transformation which arises when a load is applied to the mastic adhesive divided | segmented into the some element number. マスチック接着剤の解析モデルを作成する処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the process which creates the analysis model of a mastic adhesive agent.

符号の説明Explanation of symbols

1 HDD
2 ディスプレイ
3 入力装置
4 CPU
5 RAM
10 プリプロセッサ
11 ソルバ
12 ポストプロセッサ
20 第1部品
21 第2部品
22、22A〜22H マスチック接着剤
23 内挿拘束要素
40、50 高さ方向の要素数を示す列
41、44、51、54 圧縮による変形量を示す列
42、52 せん断による変形量を示す列
43、53 要素数を示す列
100 CAEシステム
1 HDD
2 Display 3 Input device 4 CPU
5 RAM
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Preprocessor 11 Solver 12 Postprocessor 20 1st part 21 2nd part 22, 22A-22H Mastic adhesive 23 Interpolation restraint element 40, 50 The row | line | column which shows the number of elements of a height direction 41, 44, 51, 54 Deformation by compression A column indicating the amount 42, 52 A column indicating the amount of deformation due to shear 43, 53 A column indicating the number of elements 100 CAE system

Claims (2)

マスチック接着剤により接着される部分を含む部品の有限要素解析を行うためにマスチック接着剤の解析モデルを生成するマスチック接着剤モデル化方法において、
前記マスチック接着剤に関する情報を取得する情報取得ステップと、
前記マスチック接着剤を複数のソリッド要素に分割する要素分割ステップと、
前記情報取得ステップにおいて取得された前記マスチック接着剤に関する情報を、前記要素分割ステップにおいて分割された前記マスチック接着剤の前記ソリッド要素に関する情報として設定する情報設定ステップと、
を有することを特徴とするマスチック接着剤モデル化方法。
In a mastic adhesive modeling method for generating an analytical model of a mastic adhesive in order to perform a finite element analysis of a part including a part bonded by a mastic adhesive,
An information acquisition step of acquiring information about the mastic adhesive;
An element dividing step of dividing the mastic adhesive into a plurality of solid elements;
An information setting step for setting information on the mastic adhesive acquired in the information acquisition step as information on the solid element of the mastic adhesive divided in the element division step;
A mastic adhesive modeling method characterized by comprising:
前記情報設定ステップにおいて、前記ソリッド要素のそれぞれに設定される前記マスチック接着剤に関する情報は、前記マスチック接着剤の物性値である、
ことを特徴とする請求項1に記載のマスチック接着剤モデル化方法。
In the information setting step, the information about the mastic adhesive set in each of the solid elements is a physical property value of the mastic adhesive.
The mastic adhesive modeling method according to claim 1.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019061601A (en) * 2017-09-28 2019-04-18 Jfeスチール株式会社 Method of analyzing behavior of elastic adhesive
JP2019059887A (en) * 2017-09-28 2019-04-18 ダイハツ工業株式会社 Strain determination method

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