JP2013057638A - ゴム材料のシミュレーション方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】充填剤を含有するゴム材料のシミュレーション方法であって、走査型透過電子顕微鏡を用いてゴム材料の電子線透過画像を取得する撮像工程S1と、撮像工程で得られた画像からトモグラフィー法により前記ゴム材料の3次元構造を構築する工程S2と、前記3次元構造からゴム材料モデルを設定するモデル設定工程S3乃至S4と、前記ゴム材料モデルに基づいて変形シミュレーションを行う工程S5とを含み、前記ゴム材料モデルは、充填剤モデルと、前記充填剤モデルを囲むとともにゴムが有限個の要素で分割されたゴムモデルとを含み、該ゴムモデルには、変形速度に応じて発生する応力が異なる変形速度依存性が定義されたことを特徴とする。
【選択図】図2
Description
本実施形態では、解析対象物が、図1に示されるように、マトリックスゴムとしてのゴム成分aと、充填剤bとを含む充填剤入りのゴム材料cであり、その変形計算がコンピュータ(図示省略)を用いてシミュレートされる。
[ゴム配合](単位は質量部)
SBR 100
シリカ 53.2
シランカップリング剤 4.4
硫黄 0.5
加硫促進剤A 1
加硫促進剤B 1
[薬品]
SBR:住友化学(株)製のSBR1502
シリカ:ローディアジャパン(株)製の115Gr
シランカップリング剤:デグッサ社製のSi69
硫黄:鶴見化学(株)製の粉末硫黄
加硫促進剤A:大内新興化学工業(株)製のノクセラーNS
加硫促進剤B:大内新興化学工業(株)製のノクセラーD
[装置]
ミクロトーム:LEICA社製のウルトラミクロトームEM VC6
電子顕微鏡:日本電子(株)製の透過型電子顕微鏡JEM2100F
2 一次電子線
3 集束レンズ
4X X方向走査コイル
4Y Y方向走査コイル
5 試料
5a、5b、5c ゴム材料モデル
6 試料ホルダー
7、12、15 透過電子
8、10 電子線通過孔
9 試料ステージ
11、16 散乱角制限絞り
13 シンチレーター
14 光電子増倍管
17 遮蔽板
21 ゴムモデル
22 充填剤モデル
23 細分化領域
100 走査型透過電子顕微鏡装置
Claims (5)
- 充填剤を含有するゴム材料のシミュレーション方法であって、
走査型透過電子顕微鏡を用いて前記ゴム材料の電子線透過画像を取得する撮像工程と、
前記撮像工程で得られた画像からトモグラフィー法によりゴム材料の3次元構造を構築する工程と、
前記ゴム材料の3次元構造に基づいてゴム材料モデルを設定するモデル設定工程と、
前記ゴム材料モデルに基づいて変形シミュレーションを行う工程とを含み、
前記ゴム材料モデルは、前記充填剤が有限個の要素で分割された充填剤モデルと、前記充填剤モデルを囲むとともにゴムが有限個の要素で分割されたゴムモデルとを含み、
しかも前記ゴムモデルには、変形速度に応じて発生する応力が異なる変形速度依存性が定義されたことを特徴とするゴム材料のシミュレーション方法。 - 前記撮像工程は、前記走査型透過電子顕微鏡の焦点を前記ゴム材料の厚さの中央領域に合わせることを特徴とする請求項1記載のゴム材料のシミュレーション方法。
- 前記撮像工程は、前記ゴム材料を、前記走査型透過電子顕微鏡の電子線の光軸に対する角度を異ならせた複数の角度状態で撮像する工程を含み、
前記焦点を、前記ゴム材料を横切る電子線に方向に沿った見かけ厚さの中央領域に合わせる請求項1又は2記載のゴム材料のシミュレーション方法。 - 前記ゴム材料の厚さが200〜1500nmである請求項1乃至3のいずれかに記載のゴム材料のシミュレーション方法。
- 前記ゴム材料と前記走査型透過電子顕微鏡の透過電子の検出器との距離が8〜150cmである請求項1乃至4のいずれかに記載のゴム材料のシミュレーション方法。
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