JP2010169500A - Apparatus, method, and program for stress-strain curve calculation - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、軟質発泡材の応力ひずみ曲線を算出する応力ひずみ曲線算出装置、応力ひずみ曲線算出方法およびプログラムに関するものである。 The present invention relates to a stress strain curve calculating device, a stress strain curve calculating method, and a program for calculating a stress strain curve of a soft foam material.
従来、自動車シート等に用いられるウレタン材料等の軟質発泡材の公的な規格試験としては、非特許文献１から非特許文献３に記載されたものがある。非特許文献１では、軟質発泡剤の荷重耐久性のための試験を規定している。非特許文献２では、静的な強度試験、燃焼性、通気性等、非特許文献１よりも項目数が多い標準化のための試験を規定している。非特許文献３では、振動試験も含む自動車シート用標準規格試験を規定している。 Conventionally, public standard tests of soft foam materials such as urethane materials used for automobile seats and the like are described in Non-Patent Document 1 to Non-Patent Document 3. Non-Patent Document 1 defines a test for load durability of a soft foaming agent. Non-Patent Document 2 defines tests for standardization having a larger number of items than Non-Patent Document 1, such as static strength test, combustibility, and air permeability. Non-Patent Document 3 defines a standard test for automobile seats including a vibration test.
一方、計算機の技術的向上に伴い、従来不可能であったＣＡＥ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）解析による自動車シート（材質が軟質発泡材）の乗り心地解析が可能になりつつある。ＣＡＥ解析を行うためには、材料モデルの実験データが必要である。特に、非線形過渡解析を行う場合、ひずみ速度が判明している応力ひずみ曲線が必要となる。 On the other hand, with the technical improvement of computers, it is becoming possible to analyze the ride comfort of an automobile seat (material is a soft foam material) by CAE (Computer Aided Engineering) analysis, which was impossible in the past. In order to perform CAE analysis, experimental data of a material model is necessary. In particular, when nonlinear transient analysis is performed, a stress-strain curve with a known strain rate is required.
非特許文献１から非特許文献３に規定されている試験は、軟質発泡材の相対的な性能比較のための試験であり、ＣＡＥ解析を行う為のデータを取得することはできない。 The tests specified in Non-Patent Document 1 to Non-Patent Document 3 are tests for comparing the relative performance of soft foam materials, and data for performing CAE analysis cannot be acquired.
ＣＡＥ解析に必要なデータを測定する手法としては、実験モード解析が知られている。実験モード解析は、線形固有値解析で利用できるモーダルパラメータを実験同定する手法である。しかし、実験モード解析では、ひずみ速度に依存する応力ひずみ曲線を取得することはできない。 Experimental mode analysis is known as a method for measuring data necessary for CAE analysis. Experimental mode analysis is a technique for experimentally identifying modal parameters that can be used in linear eigenvalue analysis. However, in the experimental mode analysis, a stress-strain curve depending on the strain rate cannot be obtained.
ひずみ速度に依存する応力ひずみ曲線を測定する実験としては、島津製作所製の高速引張試験機ＨＩＴＳ−Ｔ１０等を利用した高速引張試験がある。しかし、この試験機ではロードセルが荷重側についており、高速での試験では試験片（＝軟質発泡材）への慣性力の影響が大きく、測定結果の扱いが難しい。また、乗り心地解析に必要なデータは、圧縮の場合と除荷重の場合の両方である。しかし、通常の圧縮試験では、速度一定とした高速圧縮を行うと、底付きして試験機が破損してしまう。 As an experiment for measuring a stress-strain curve depending on the strain rate, there is a high-speed tensile test using a high-speed tensile tester HITS-T10 manufactured by Shimadzu Corporation. However, in this testing machine, the load cell is on the load side, and in the high-speed test, the influence of the inertial force on the test piece (= soft foam material) is large, and it is difficult to handle the measurement results. Data necessary for the ride comfort analysis is both in the case of compression and in the case of load removal. However, in a normal compression test, if high-speed compression is performed at a constant speed, the testing machine will be damaged and the tester will be damaged.
前述のとおり、軟質発泡材に対して、ひずみ速度に依存する応力ひずみ曲線を算出する有効な方法が存在しない。ひいては、軟質発泡材に対して、非線形過渡解析を行うことができない。 As described above, there is no effective method for calculating the stress-strain curve depending on the strain rate for the soft foam material. As a result, nonlinear transient analysis cannot be performed on a soft foam material.
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたもので、その目的とすることは、軟質発泡材に対して、ひずみ速度に依存する応力ひずみ曲線を算出することができる応力ひずみ曲線算出装置等を提供することである。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and the object of the present invention is to provide a stress-strain curve calculation device that can calculate a stress-strain curve depending on the strain rate for a soft foam material, and the like. Is to provide.
前述した目的を達成するために第１の発明は、軟質発泡材の応力ひずみ曲線を算出する応力ひずみ曲線算出装置であって、軟質発泡材である試験片の固定側に荷重計測装置を配置し、正弦波の加振信号によって加振実験を行うことで測定した、前記試験片にかかる荷重、前記試験片の変位、前記加振信号の周波数を入力する入力手段と、前記荷重、前記変位、前記周波数に基づいて、前記試験片のひずみ、ひずみ速度、応力を算出する算出手段と、前記ひずみ、前記ひずみ速度、前記応力の３変数データから前記応力の応答曲面を生成する生成手段と、を具備することを特徴とする応力ひずみ曲線算出装置である。 In order to achieve the above-mentioned object, the first invention is a stress-strain curve calculation device for calculating a stress-strain curve of a soft foam material, wherein a load measuring device is arranged on a fixed side of a test piece that is a soft foam material. The load applied to the test piece, the displacement of the test piece, the input means for inputting the frequency of the excitation signal, the load, the displacement, Calculation means for calculating strain, strain rate, and stress of the test piece based on the frequency; and generation means for generating a response surface of the stress from three variable data of the strain, strain rate, and stress. A stress-strain curve calculation device comprising:
第１の発明における前記算出手段は、前記荷重から前記試験片の質量による慣性力を除いて前記応力を算出することが望ましい。また、第１の発明の応力ひずみ曲線算出装置は、前記応答曲面から任意のひずみ速度の応力ひずみ曲線を抽出する抽出手段、を更に具備することが望ましい。 The calculation means in the first invention preferably calculates the stress by excluding an inertial force due to a mass of the test piece from the load. The stress-strain curve calculation device according to the first aspect of the invention preferably further includes an extraction unit that extracts a stress-strain curve at an arbitrary strain rate from the response curved surface.
第２の発明は、軟質発泡材の応力ひずみ曲線を算出する応力ひずみ曲線算出方法であって、軟質発泡材である試験片の固定側に荷重計測装置を配置し、正弦波の加振信号によって加振実験を行うことで測定した、前記試験片にかかる荷重、前記試験片の変位、前記加振信号の周波数を入力する入力ステップと、前記荷重、前記変位、前記周波数に基づいて、前記試験片のひずみ、ひずみ速度、応力を算出する算出ステップと、前記ひずみ、前記ひずみ速度、前記応力の３変数データから前記応力の応答曲面を生成する生成ステップと、を含むことを特徴とする応力ひずみ曲線算出方法である。 A second invention is a stress-strain curve calculation method for calculating a stress-strain curve of a soft foam material, wherein a load measuring device is arranged on a fixed side of a test piece that is a soft foam material, and a sinusoidal excitation signal is used. Based on the load, the displacement, and the frequency, an input step for inputting the load applied to the test piece, the displacement of the test piece, and the frequency of the excitation signal, measured by performing an excitation experiment, A stress strain comprising: a calculation step of calculating a strain, strain rate, and stress of a piece; and a generation step of generating a response curved surface of the stress from three-variable data of the strain, the strain rate, and the stress. This is a curve calculation method.
第３の発明は、コンピュータを第１の発明の応力ひずみ曲線装置として機能させるプログラムである。 The third invention is a program for causing a computer to function as the stress-strain curve device of the first invention.
本発明により、軟質発泡材に対して、ひずみ速度に依存する応力ひずみ曲線を算出することができる応力ひずみ曲線算出装置等を提供することができる。ひいては、本発明により、軟質発泡材に対して、非線形過渡解析を行うことが可能となる。 According to the present invention, it is possible to provide a stress-strain curve calculation device that can calculate a stress-strain curve depending on a strain rate for a soft foam material. As a result, according to this invention, it becomes possible to perform a nonlinear transient analysis with respect to a soft foam material.
以下図面に基づいて、本発明の実施形態を詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図１は、加振実験を説明するための図である。本発明の実施形態では、試験片１は、軟質発泡材である。試験片１は固定部材２に固定され、軽く圧縮された状態で固定部材２と支持部材３に挟持される。加振器４は、試験片１の下部に配置され、振動伝達部材５を介して、試験片１に振動を与える。ロードセル６は、固定部材２の上部に配置され、試験片１に加えられた荷重を計測する。変位計７は、磁界、光、超音波等を媒体とした非接触型のセンサである。変位計７は、試験片１の上下方向の変位を計測する。 FIG. 1 is a diagram for explaining an excitation experiment. In the embodiment of the present invention, the test piece 1 is a soft foam material. The test piece 1 is fixed to the fixing member 2 and is sandwiched between the fixing member 2 and the support member 3 in a lightly compressed state. The vibrator 4 is disposed below the test piece 1 and applies vibration to the test piece 1 via the vibration transmission member 5. The load cell 6 is arranged on the upper part of the fixing member 2 and measures a load applied to the test piece 1. The displacement meter 7 is a non-contact type sensor using a magnetic field, light, ultrasonic waves, or the like as a medium. The displacement meter 7 measures the vertical displacement of the test piece 1.
ＣＡＥ解析にて必要となる応力ひずみ曲線は、慣性力を含まないものである。一方、ロードセル６で計測される荷重は、慣性力を含むものである。従って、計測された荷重から慣性力を除く必要がある。不要な慣性力は小さい方が望ましいことから、本発明の実施形態に係る加振実験では、ロードセル６は試験片１を固定する固定部材２の上部に取り付ける。これによって、慣性力の対象質量は試験片１のみとなる。 The stress-strain curve required for CAE analysis does not include inertial force. On the other hand, the load measured by the load cell 6 includes inertial force. Therefore, it is necessary to remove the inertial force from the measured load. Since it is desirable that the unnecessary inertial force is small, the load cell 6 is attached to the upper part of the fixing member 2 that fixes the test piece 1 in the vibration experiment according to the embodiment of the present invention. As a result, the target mass of the inertial force is only the test piece 1.
また、慣性力を算出するためには、加振時の加速度が必要となる。加速度を計測するためには加速度ピックアップを試験片１に取り付ける方法が一般的である。しかし、軟質発泡材に加速度ピックアップを取り付けることは困難である。また、取り付けられたとしても、軟質発泡材の質量による慣性力と比べると、加速度ピックアップ自体の質量による慣性力を無視することができない。そこで、本発明の実施形態では、加振器３の加振信号を正弦波とし、加振周波数を測定し、加振周波数と試験片１の変位から加速度を算出する。 Further, in order to calculate the inertial force, acceleration at the time of vibration is required. In order to measure acceleration, a method of attaching an acceleration pickup to the test piece 1 is common. However, it is difficult to attach the acceleration pickup to the soft foam material. Even if it is attached, the inertial force due to the mass of the acceleration pickup itself cannot be ignored compared to the inertial force due to the mass of the soft foam material. Therefore, in the embodiment of the present invention, the vibration signal of the vibrator 3 is a sine wave, the vibration frequency is measured, and the acceleration is calculated from the vibration frequency and the displacement of the test piece 1.
図２は、応力ひずみ曲線算出装置１１を実現するコンピュータのハードウェア構成図である。尚、図２のハードウェア構成は一例であり、用途、目的に応じて様々な構成を採ることが可能である。 FIG. 2 is a hardware configuration diagram of a computer that realizes the stress-strain curve calculation device 11. Note that the hardware configuration in FIG. 2 is an example, and various configurations can be adopted depending on the application and purpose.
応力ひずみ曲線算出装置１１は、制御部１３、記憶部１５、メディア入出力部１７、通信制御部１９、入力部２１、表示部２３、周辺機器Ｉ／Ｆ部２５等が、バス２７を介して接続される。 The stress strain curve calculation device 11 includes a control unit 13, a storage unit 15, a media input / output unit 17, a communication control unit 19, an input unit 21, a display unit 23, a peripheral device I / F unit 25, and the like via a bus 27. Connected.
制御部１３は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等で構成される。 The control unit 13 includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and the like.
ＣＰＵは、記憶部１５、ＲＯＭ、記録媒体等に格納されるプログラムをＲＡＭ上のワークメモリ領域に呼び出して実行し、バス２７を介して接続された各装置を駆動制御し、応力ひずみ曲線算出装置１１が行う後述する処理を実現する。
ＲＯＭは、不揮発性メモリであり、コンピュータのブートプログラムやＢＩＯＳ等のプログラム、データ等を恒久的に保持している。
ＲＡＭは、揮発性メモリであり、記憶部１５、ＲＯＭ、記録媒体等からロードしたプログラム、データ等を一時的に保持するとともに、制御部１３が各種処理を行う為に使用するワークエリアを備える。
The CPU calls a program stored in the storage unit 15, ROM, recording medium, or the like to a work memory area on the RAM, executes it, drives and controls each device connected via the bus 27, and a stress strain curve calculation device The process which 11 mentioned later performs is implemented.
The ROM is a non-volatile memory and permanently holds a computer boot program, a program such as BIOS, data, and the like.
The RAM is a volatile memory, and temporarily stores a program, data, and the like loaded from the storage unit 15, ROM, recording medium, and the like, and includes a work area used by the control unit 13 for performing various processes.
記憶部１５は、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）であり、制御部１３が実行するプログラム、プログラム実行に必要なデータ、ＯＳ（オペレーティングシステム）等が格納される。プログラムに関しては、ＯＳ（オペレーティングシステム）に相当する制御プログラムや、後述する処理をコンピュータに実行させるためのアプリケーションプログラムが格納されている。
これらの各プログラムコードは、制御部１３により必要に応じて読み出されてＲＡＭに移され、ＣＰＵに読み出されて各種の手段として実行される。
The storage unit 15 is an HDD (hard disk drive), and stores a program executed by the control unit 13, data necessary for program execution, an OS (operating system), and the like. As for the program, a control program corresponding to an OS (operating system) and an application program for causing a computer to execute processing described later are stored.
Each of these program codes is read by the control unit 13 as necessary, transferred to the RAM, read by the CPU, and executed as various means.
メディア入出力部１７（ドライブ装置）は、データの入出力を行い、例えば、ＣＤドライブ（−ＲＯＭ、−Ｒ、−ＲＷ等）、ＤＶＤドライブ（−ＲＯＭ、−Ｒ、−ＲＷ等）、ＭＯドライブ等のメディア入出力装置を有する。
通信制御部１９は、通信制御装置、通信ポート等を有し、コンピュータとネットワーク２９間の通信を媒介する通信インタフェースであり、ネットワーク２９を介して、他のコンピュータ間との通信制御を行う。
The media input / output unit 17 (drive device) inputs / outputs data, for example, a CD drive (-ROM, -R, -RW, etc.), DVD drive (-ROM, -R, -RW, etc.), MO drive, etc. And other media input / output devices.
The communication control unit 19 includes a communication control device, a communication port, and the like, and is a communication interface that mediates communication between the computer and the network 29, and controls communication with other computers via the network 29.
入力部２１は、データの入力を行い、例えば、キーボード、マウス等のポインティングデバイス、テンキー等の入力装置を有する。
入力部２１を介して、コンピュータに対して、操作指示、動作指示、データ入力等を行うことができる。
表示部２３は、ＣＲＴモニタ、液晶パネル等のディスプレイ装置、ディスプレイ装置と連携してコンピュータのビデオ機能を実現するための論理回路等（ビデオアダプタ等）を有する。
The input unit 21 inputs data and includes, for example, a keyboard, a pointing device such as a mouse, and an input device such as a numeric keypad.
An operation instruction, an operation instruction, data input, and the like can be performed on the computer via the input unit 21.
The display unit 23 includes a display device such as a CRT monitor and a liquid crystal panel, and a logic circuit (such as a video adapter) for realizing a video function of a computer in cooperation with the display device.
周辺機器Ｉ／Ｆ（インタフェース）部２５は、コンピュータに周辺機器を接続させるためのポートであり、周辺機器Ｉ／Ｆ部２５を介してコンピュータは周辺機器とのデータの送受信を行う。周辺機器Ｉ／Ｆ部２５は、ＵＳＢやＩＥＥＥ１３９４やＲＳ−２３２Ｃ等で構成されており、通常複数の周辺機器Ｉ／Ｆを有する。周辺機器との接続形態は有線、無線を問わない。
バス２７は、各装置間の制御信号、データ信号等の授受を媒介する経路である。
The peripheral device I / F (interface) unit 25 is a port for connecting a peripheral device to the computer, and the computer transmits and receives data to and from the peripheral device via the peripheral device I / F unit 25. The peripheral device I / F unit 25 is configured by USB, IEEE 1394, RS-232C, or the like, and usually includes a plurality of peripheral devices I / F. The connection form with the peripheral device may be wired or wireless.
The bus 27 is a path that mediates transmission / reception of control signals, data signals, and the like between the devices.
図３は、応力ひずみ曲線算出処理を示すフローチャートである。図３に示すように、制御部１３は、ある加振周波数によって行った加振実験の実験データを入力する（Ｓ１０１）。実験データは、加振器３の加振周波数、ロードセル６によって計測された荷重、変位計７によって計測された試験片１の上下方向の変位、の３つである。加振周波数、荷重、変位は、周辺機器Ｉ／Ｆ部２５を介して、加振器３、ロードセル６、変位計７から入力される。 FIG. 3 is a flowchart showing a stress strain curve calculation process. As shown in FIG. 3, the control unit 13 inputs experimental data of an excitation experiment performed at a certain excitation frequency (S101). There are three experimental data: the vibration frequency of the vibrator 3, the load measured by the load cell 6, and the vertical displacement of the test piece 1 measured by the displacement meter 7. The excitation frequency, load, and displacement are input from the vibrator 3, the load cell 6, and the displacement meter 7 via the peripheral device I / F unit 25.
図４は、データフローを説明するための図である。図４に示すように、実験データは、横軸を時間として、加振周波数ごとに測定される変位、荷重のデータである。実験データは、１周期分を計測すれば良い。 FIG. 4 is a diagram for explaining the data flow. As shown in FIG. 4, the experimental data is data of displacement and load measured for each excitation frequency with the horizontal axis as time. The experimental data may be measured for one cycle.
制御部１３は、慣性力補正後の荷重を算出する（Ｓ１０２）。前述したとおり、ＣＡＥ解析にて必要となる応力ひずみ曲線は、慣性力を含まないものであるから、慣性力を除いた後の荷重を算出する。 The control unit 13 calculates the load after inertial force correction (S102). As described above, since the stress-strain curve required for the CAE analysis does not include inertial force, the load after removing the inertial force is calculated.
加振周波数をｆ、変位をｘとすると、加速度ａは、
ａ＝−（（２πｆ）＾２）ｘ・・・（１）
である（ここで、Ａ＾Ｂは、ＡのＢ乗を意味する。）。また、試験片１の質量をｍ、慣性力補正前の荷重をＦｍｅとすると、慣性力補正後の荷重Ｆｍｃは、
Ｆｍｃ＝Ｆｍｅ−ｍａ＝Ｆｍｅ−（−（（２πｆ）＾２）ｘｍ）・・・（２）
となる。制御部１３は、Ｓ１０１にて入力された実験データから式（２）に基づいて慣性力補正後の荷重を算出する。
If the excitation frequency is f and the displacement is x, the acceleration a is
a =-((2πf) ^ 2) x (1)
(Here, A ^ B means A raised to the power B). Further, when the mass of the test piece 1 m, the load of the pre inertial force correction and F me, the load F mc after inertial force correction,
F mc = F me -ma = F me -(-((2πf) ^ 2) xm) (2)
It becomes. The control unit 13 calculates the load after inertial force correction based on the equation (2) from the experimental data input in S101.
制御部１３は、試験片１のひずみ、ひずみ速度、応力を算出する（Ｓ１０３）。試験片１のひずみは、Ｓ１０１にて入力された試験片１の変位を、圧縮されていない状態の試験片１の高さで割ることで算出する。試験片１のひずみ速度は、Ｓ１０１にて入力された試験片１の変位を、時間で微分することで算出する。試験片１の応力は、Ｓ１０２にて算出された慣性力補正後の荷重を、試験片１の荷重作用面の面積で割ることで算出する。 The control unit 13 calculates the strain, strain rate, and stress of the test piece 1 (S103). The strain of the test piece 1 is calculated by dividing the displacement of the test piece 1 input in S101 by the height of the test piece 1 in an uncompressed state. The strain rate of the test piece 1 is calculated by differentiating the displacement of the test piece 1 input in S101 with time. The stress of the test piece 1 is calculated by dividing the load after inertial force correction calculated in S102 by the area of the load acting surface of the test piece 1.
図４に示すように、ひずみ、ひずみ速度、応力の３変数データは、実験データの変位、荷重と同様に、横軸を時間として、加振周波数ごとに算出される。３変数データは、１周期分を算出すれば良い。 As shown in FIG. 4, the three-variable data of strain, strain rate, and stress are calculated for each excitation frequency with the horizontal axis as time, like the displacement and load of the experimental data. The three variable data may be calculated for one cycle.
制御部１３は、Ｓ１０３にて算出されたひずみ、ひずみ速度、応力の３変数データを三次元散布図にプロットする（Ｓ１０４）。 The control unit 13 plots the three-variable data of strain, strain rate, and stress calculated in S103 on a three-dimensional scatter diagram (S104).
図４に示すように、三次元散布図は、ひずみ、ひずみ速度、応力を各軸とする。制御部１３は、ひずみ、ひずみ速度、応力の３変数データの同一時間の値を、三次元散布図の座標値としてプロットする。制御部１３は、１周期分の３変数データを三次元散布図にプロットする。 As shown in FIG. 4, the three-dimensional scatter diagram has strain, strain rate, and stress as axes. The control unit 13 plots the same time values of the three variable data of strain, strain rate, and stress as coordinate values of the three-dimensional scatter diagram. The control unit 13 plots the three variable data for one period on the three-dimensional scatter diagram.
制御部１３は、全ての実験済みの加振周波数について処理が終了したか確認する（Ｓ１０５）。処理が終了していない場合、制御部１３は、Ｓ１０１から処理を繰り返す。処理が終了している場合、制御部１３は、Ｓ１０６に進む。 The control unit 13 confirms whether the processing has been completed for all the experimented excitation frequencies (S105). If the process has not ended, the control unit 13 repeats the process from S101. When the process is finished, the control unit 13 proceeds to S106.
制御部１３は、Ｓ１０４にて生成された三次元散布図上の点群から補完処理を行い、応力の応答曲面を生成し、記憶部１５に記憶する（Ｓ１０６）。補完処理は、加振周波数が同一か否かによって区別することなく、補完する領域の周辺の点群を参照する。 The control unit 13 performs a complementing process from the point group on the three-dimensional scatter diagram generated in S104, generates a stress response surface, and stores it in the storage unit 15 (S106). The complement processing refers to the point cloud around the region to be complemented without distinguishing whether or not the excitation frequencies are the same.
図５は、応力の応答曲面を示す図である。図５に示す点は、制御部１３がＳ１０４にてプロットしたものである。図５に示す矩形は、制御部１３がＳ１０６において行った補完処理によって生成されたものである。図５では、応力の応答曲面を矩形群として示している。 FIG. 5 is a diagram showing a stress response surface. The points shown in FIG. 5 are plotted by the control unit 13 in S104. The rectangle shown in FIG. 5 is generated by the complement processing performed by the control unit 13 in S106. In FIG. 5, the stress response surface is shown as a rectangular group.
図６は、応力の応答曲面の一部を示す図である。制御部１３は、図６に示すように、応力の応答曲面の一部を抽出し、必要な領域を記憶部１５に記憶しても良い。尚、図６の応力の応答曲面を示す矩形の大きさは、図５の応力の応答曲面を示す矩形の大きさよりも小さい。 FIG. 6 is a diagram showing a part of a stress response curved surface. As illustrated in FIG. 6, the control unit 13 may extract a part of the stress response surface and store a necessary region in the storage unit 15. It should be noted that the size of the rectangle indicating the stress response surface in FIG. 6 is smaller than the size of the rectangle indicating the stress response surface in FIG.
制御部１３は、記憶部１５に記憶する応力の応答曲面から、任意のひずみ速度の応力ひずみ曲線を抽出する（Ｓ１０７）。これによって、ユーザは、任意のひずみ速度の応力ひずみ曲線を得ることができ、軟質発泡材に対して、非線形過渡解析を行うことが可能となる。また、本発明の実施形態であれば、圧縮、除荷重の両方の応力ひずみ曲線を得ることができる。ここで、圧縮、除荷重のそれぞれの曲線は、ひずみ速度の絶対値が同じで正負が逆の応力ひずみ曲線である。 The control unit 13 extracts a stress-strain curve at an arbitrary strain rate from the stress response surface stored in the storage unit 15 (S107). As a result, the user can obtain a stress-strain curve at an arbitrary strain rate, and can perform nonlinear transient analysis on the soft foam material. Moreover, if it is embodiment of this invention, the stress strain curve of both compression and unloading can be obtained. Here, each curve of compression and unloading is a stress-strain curve in which the absolute value of the strain rate is the same and the sign is reversed.
以上、添付図面を参照しながら、本発明に係る応力ひずみ曲線算出装置等の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 The preferred embodiments of the stress-strain curve calculation device and the like according to the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such examples. It will be apparent to those skilled in the art that various changes or modifications can be conceived within the scope of the technical idea disclosed in the present application, and these naturally belong to the technical scope of the present invention. Understood.
１………試験片
２………固定部材
３………支持部材
４………加振器
５………振動伝達部材
６………ロードセル
７………変位計
１１………応力ひずみ曲線算出装置
１３………制御部
１５………記憶部
１７………メディア入出力部
１９………通信制御部
２１………入力部
２３………表示部
２５………周辺機器Ｉ／Ｆ部
２７………バス
２９………ネットワーク
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ......... Test piece 2 ......... Fixing member 3 ......... Supporting member 4 ......... Vibrator 5 ......... Vibration transmitting member 6 ......... Load cell 7 ......... Displacement meter 11 ... …… Stress-strain curve Calculation device 13 ......... Control unit 15 ......... Storage unit 17 ......... Media input / output unit 19 ......... Communication control unit 21 ......... Input unit 23 ......... Display unit 25 ......... Peripheral device I / F Club 27 ……… Bus 29 ……… Network
Claims (5)
軟質発泡材である試験片の固定側に荷重計測装置を配置し、正弦波の加振信号によって加振実験を行うことで測定した、前記試験片にかかる荷重、前記試験片の変位、前記加振信号の周波数を入力する入力手段と、
前記荷重、前記変位、前記周波数に基づいて、前記試験片のひずみ、ひずみ速度、応力を算出する算出手段と、
前記ひずみ、前記ひずみ速度、前記応力の３変数データから前記応力の応答曲面を生成する生成手段と、
を具備することを特徴とする応力ひずみ曲線算出装置。 A stress strain curve calculating device for calculating a stress strain curve of a soft foam material,
A load measuring device is arranged on the fixed side of the test piece, which is a soft foam material, and the load applied to the test piece, the displacement of the test piece, and the applied force measured by conducting an excitation experiment using a sinusoidal excitation signal. Input means for inputting the frequency of the vibration signal;
Calculation means for calculating strain, strain rate, and stress of the test piece based on the load, the displacement, and the frequency;
Generating means for generating a response surface of the stress from three-variable data of the strain, the strain rate, and the stress;
A stress-strain curve calculation device comprising:
を更に具備することを特徴とする請求項１に記載の応力ひずみ曲線装置。 Extraction means for extracting a stress-strain curve at an arbitrary strain rate from the response surface;
The stress strain curve device according to claim 1, further comprising:
軟質発泡材である試験片の固定側に荷重計測装置を配置し、正弦波の加振信号によって加振実験を行うことで測定した、前記試験片にかかる荷重、前記試験片の変位、前記加振信号の周波数を入力する入力ステップと、
前記荷重、前記変位、前記周波数に基づいて、前記試験片のひずみ、ひずみ速度、応力を算出する算出ステップと、
前記ひずみ、前記ひずみ速度、前記応力の３変数データから前記応力の応答曲面を生成する生成ステップと、
を含むことを特徴とする応力ひずみ曲線算出方法。 A stress strain curve calculation method for calculating a stress strain curve of a soft foam material,
A load measuring device is arranged on the fixed side of the test piece, which is a soft foam material, and the load applied to the test piece, the displacement of the test piece, and the applied force measured by conducting an excitation experiment using a sinusoidal excitation signal. An input step for inputting the frequency of the vibration signal;
A calculation step of calculating strain, strain rate, and stress of the test piece based on the load, the displacement, and the frequency;
Generating a response curved surface of the stress from three-variable data of the strain, the strain rate, and the stress;
A stress-strain curve calculation method comprising:
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