JP2017129977A - Method of analysis of composite material and computer program for analysis of composite material - Google Patents

Method of analysis of composite material and computer program for analysis of composite material Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of analysis of composite material which can analyze network of polymeric materials formed in a composite material effectively and accurately.SOLUTION: A method of analysis of a composite material includes: a first step ST11 of making models for analysis of the composite material including polymer models and filler models; a second step ST12 of making the polymer models crosslink by crosslink analysis; a third step ST13 of setting interaction to the model for analysis after the crosslink analysis, and executing numerical analysis; a fourth step ST14 of setting an analysis object area around the filler model of the model for analysis after the numerical analysis; and a fifth step ST15 of analyzing a path between a first particle existing in a first analysis object area set around a specified first filler model and a second particle existing in a second analysis object area set around a second filler model which is different from the first filler model.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、複合材料の解析方法及び複合材料の解析用コンピュータプログラムに関し、例えば、複合材料中に形成された高分子材料のネットワークを効率的に精度良く解析可能な複合材料の解析方法及び複合材料の解析用コンピュータプログラムに関する。   The present invention relates to a composite material analysis method and a composite material analysis computer program. For example, a composite material analysis method and composite material capable of efficiently and accurately analyzing a network of polymer materials formed in a composite material The present invention relates to a computer program for analysis.

従来、分子動力学を用いた高分子材料のシミュレーション方法が提案されている(例えば、特許文献1及び特許文献2参照)。特許文献1に記載された高分子材料のシミュレーション方法では、フィラーをモデル化したフィラーモデル及びポリマーをモデル化したポリマーモデルを用いた分子動力学計算により高分子材料モデルを設定した後、設定した高分子材料モデルに基づいて、有限個の要素でモデル化した有限要素モデルを用いて変形解析を実施する。また、特許文献2に記載の高分子材料のシミュレーション方法では、高分子材料を用いた粗視化モデルとフィラーの外面を含むフィラーモデルとを用いて分子動力学計算を実施した後、粗視化モデルが配置された空間を複数の微小領域に区分して緩和弾性率を計算する。   Conventionally, a simulation method of a polymer material using molecular dynamics has been proposed (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2). In the simulation method of a polymer material described in Patent Document 1, after setting a polymer material model by molecular dynamics calculation using a filler model modeling a filler and a polymer model modeling a polymer, Based on the molecular material model, deformation analysis is performed using a finite element model modeled with a finite number of elements. Further, in the simulation method of the polymer material described in Patent Document 2, after performing the molecular dynamics calculation using the coarse-grained model using the polymer material and the filler model including the outer surface of the filler, the coarse-grained The relaxation modulus is calculated by dividing the space in which the model is arranged into a plurality of minute regions.

特開2015−056002号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2015-056002 特開2014−203262号公報JP 2014-203262 A

ところで、ポリマー及びフィラーを含むゴムなどの2種類以上の物質を含有する複合材料においては、フィラーとフィラーの周囲に存在するポリマーとの間の相互作用がコンパウンドの材料特性に大きな影響を与えることが予測される。このような複合材料の材料特性の発現のメカニズムを解明するためには、フィラーの影響を直接受けるフィラー近傍のポリマーの運動及び構造の解析が有効である。   By the way, in a composite material containing two or more substances such as rubber containing a polymer and a filler, the interaction between the filler and the polymer existing around the filler can greatly affect the material properties of the compound. is expected. In order to elucidate the mechanism of the development of the material properties of such a composite material, it is effective to analyze the motion and structure of the polymer in the vicinity of the filler that is directly affected by the filler.

しかしながら、従来の分子動力学法を用いた複合材料のシミュレーション方法では、フィラーの影響を直接受けるフィラー近傍のポリマーの運動及び構造を解析することが困難であった。   However, it has been difficult to analyze the motion and structure of the polymer in the vicinity of the filler that is directly affected by the filler by the conventional simulation method of the composite material using the molecular dynamics method.

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、複合材料中に形成された高分子材料のネットワークを効率的に精度良く解析可能な複合材料の解析方法及び複合材料の解析用コンピュータプログラムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and a composite material analysis method and a composite material analysis computer capable of efficiently and accurately analyzing a network of polymer materials formed in a composite material. The purpose is to provide a program.

本発明の複合材料の解析方法は、コンピュータを用いて分子動力学法により作成した複合材料の解析用モデルを用いた複合材料の解析方法であって、複数のポリマー粒子によってポリマーをモデル化した複数のポリマーモデル及びフィラーをモデル化した複数のフィラーモデルを含む複合材料の解析用モデルを作成する第1ステップと、前記ポリマーモデルを架橋解析により架橋させる第2ステップと、架橋解析後の前記解析用モデルに相互作用を設定して数値解析を実施する第3ステップと、数値解析後の前記解析用モデルの前記フィラーモデルの周囲に解析対象領域を設定する第4ステップと、第1フィラーモデルの周囲に設定された第1解析対象領域内に一部が存在する特定のポリマーモデルの粒子群に属する第1粒子と、前記第1フィラーモデルとは異なる第2フィラーモデルの周囲に設定された第2解析対象領域内に一部が存在する前記特定のポリマーモデルの粒子群に属する第2粒子との間の経路を解析する第5ステップとを含むことを特徴とする。   The composite material analysis method of the present invention is a composite material analysis method using a composite material analysis model created by a molecular dynamics method using a computer, wherein a polymer is modeled by a plurality of polymer particles. A first step of creating a model for analysis of a composite material including a plurality of filler models obtained by modeling the polymer model and fillers, a second step of crosslinking the polymer model by cross-linking analysis, and the analysis after cross-linking analysis A third step of setting an interaction in the model and performing a numerical analysis; a fourth step of setting an analysis target region around the filler model of the analysis model after the numerical analysis; and a periphery of the first filler model A first particle belonging to a particle group of a specific polymer model partially existing in the first analysis target region set to A fifth path for analyzing a path to a second particle belonging to a group of particles of the specific polymer model partially existing in a second analysis target region set around a second filler model different from the first model And a step.

本発明の複合材料の解析方法によれば、フィラーモデルの近傍の解析対象領域内におけるポリマーモデルとフィラーモデルとの間の相互作用によって生じる経路に基づく複合材料の力学特性などを精度良く解析できるので、複合材料中に形成された高分子材料のネットワークを効率的に精度良く解析可能となる。また、第1粒子と第2粒子との間に含まれるポリマー粒子の情報及び第1粒子と第2粒子との間の経路の形状を解析することも可能となる。これらにより、複合材料の材料特性を高い精度で解析することが可能となるので、複合材料の変形に伴うエネルギーロスなどの材料特定(ヒステリシス)と複合材料のナノ構造とのメカニズムとの関係をより一層明らかにすることが可能となり、複合材料のマリンス効果及び応力の立ち上がりなどの詳細な解析ができ、低燃費タイヤの開発の加速が可能となる。   According to the composite material analysis method of the present invention, it is possible to accurately analyze the mechanical properties of the composite material based on the path generated by the interaction between the polymer model and the filler model in the analysis target region in the vicinity of the filler model. The network of polymer materials formed in the composite material can be efficiently and accurately analyzed. It is also possible to analyze the information of the polymer particles contained between the first particles and the second particles and the shape of the path between the first particles and the second particles. As a result, it is possible to analyze the material properties of the composite material with high accuracy. Therefore, the relationship between the material identification (hysteresis) such as energy loss accompanying the deformation of the composite material and the mechanism of the nanostructure of the composite material is improved. It becomes possible to clarify further, and it is possible to perform detailed analysis such as the Marin's effect and stress rise of the composite material, and to accelerate the development of a fuel-efficient tire.

本発明の複合材料の解析方法においては、前記第5ステップにおいて、前記第1解析対象領域内に一部が存在する複数の前記ポリマーモデルに属する第1ポリマー粒子群と、前記第2解析対象領域内に一部が存在する複数の前記ポリマーモデルに属する第2ポリマー粒子群との間の経路を複数抽出し、前記第1解析対象領域内と前記第2解析対象領域内との間に亘って存在する前記ポリマーモデルの前記複数の経路を解析することが好ましい。この方法により、複合材料の解析方法は、第1フィラーモデルと第2フィラーモデルとの間に介在する複数のポリマーモデルの中から第1フィラーモデルと第2フィラーモデルとの間に介在する最短経路に属するポリマーモデルを解析することができる。この結果、複合材料の解析方法は、第1フィラーモデルと第2フィラーモデルとの間のポリマーネットワークを更に効率良く解析することが可能となる。   In the composite material analysis method of the present invention, in the fifth step, the first polymer particle group belonging to the plurality of polymer models, a part of which is present in the first analysis target region, and the second analysis target region A plurality of paths between a plurality of second polymer particle groups belonging to the plurality of polymer models, a part of which is present in the polymer model, are extracted between the first analysis target region and the second analysis target region. It is preferable to analyze the plurality of paths of the polymer model that exists. By this method, the analysis method of the composite material is the shortest path interposed between the first filler model and the second filler model among the plurality of polymer models interposed between the first filler model and the second filler model. The polymer model belonging to can be analyzed. As a result, the composite material analysis method can more efficiently analyze the polymer network between the first filler model and the second filler model.

本発明の複合材料の解析方法においては、前記第5ステップにおいて、前記第1粒子と前記第2粒子との間の経路長を解析することが好ましい。この方法により、第1粒子と第2粒子との間の距離の解析が可能となるので、複合材料の変形に伴うエネルギーロスなどの材料特定(ヒステリシス)と複合材料のナノ構造とのメカニズムとの関係をより一層明らかにすることが可能となる。   In the composite material analysis method of the present invention, it is preferable to analyze a path length between the first particles and the second particles in the fifth step. By this method, it becomes possible to analyze the distance between the first particle and the second particle. Therefore, the mechanism of material specification (hysteresis) such as energy loss accompanying deformation of the composite material and the nanostructure of the composite material It becomes possible to further clarify the relationship.

本発明の複合材料の解析方法においては、前記第5ステップにおいて、前記第1粒子と前記第2粒子との間の最短経路を解析することが好ましい。この方法により、複合材料の解析方法は、第1フィラーモデルと第2フィラーモデルとの間の相互作用に最も寄与する最短経路を解析できると共に、ポリマーモデルの第1粒子と第2粒子との間の最短経路以外の経路の重複解析を防ぐことができる。これにより、更に効率良く高精度で複合材料の材料特性の解析が可能となり、フィラーモデル間のポリマーモデルのネットワークを効率良く解析できる。   In the composite material analysis method of the present invention, it is preferable that in the fifth step, the shortest path between the first particle and the second particle is analyzed. By this method, the analysis method of the composite material can analyze the shortest path that contributes most to the interaction between the first filler model and the second filler model, and between the first particle and the second particle of the polymer model. It is possible to prevent duplicate analysis of routes other than the shortest route. This makes it possible to analyze the material characteristics of the composite material more efficiently and with high accuracy, and efficiently analyze the network of polymer models between filler models.

本発明の複合材料の解析方法においては、前記第5ステップにおいて、特定の前記ポリマーモデルの前記第1粒子を複数抽出して前記第1粒子群とすると共に、特定の前記ポリマーモデルの前記第2粒子を複数抽出して前記第2粒子群とし、前記第1粒子群に属する複数の第1粒子と前記第2粒子群に属する複数の第2粒子との間の経路をそれぞれ解析することが好ましい。この方法により、複合材料の解析方法は、第1フィラーモデルと第2フィラーモデルとの間の特定のポリマーモデルの複数の経路を解析することができるので、第1フィラーモデルと第2フィラーモデルとの間のポリマーネットワークを更に効率良く解析することが可能となる。   In the composite material analysis method of the present invention, in the fifth step, a plurality of the first particles of the specific polymer model are extracted to form the first particle group, and the second of the specific polymer model is extracted. It is preferable to extract a plurality of particles to form the second particle group, and to analyze the paths between the plurality of first particles belonging to the first particle group and the plurality of second particles belonging to the second particle group, respectively. . With this method, the composite material analysis method can analyze a plurality of paths of a specific polymer model between the first filler model and the second filler model, and thus the first filler model, the second filler model, It is possible to more efficiently analyze the polymer network between the two.

本発明の複合材料の解析方法においては、前記第5ステップにおいて、前記第1粒子と前記第2粒子との間の前記ポリマーモデルの粒子の結合数及び粒子数の少なくとも一つを用いて前記経路を解析することが好ましい。この方法により、複合材料の解析方法は、経路の解析時のポリマー粒子の熱揺らぎの影響を低減できるので、更に精度良く経路を解析することが可能となる。   In the composite material analysis method of the present invention, in the fifth step, the route is obtained using at least one of the number of bonds and the number of particles of the polymer model between the first particles and the second particles. Is preferably analyzed. By this method, the composite material analysis method can reduce the influence of the thermal fluctuation of the polymer particles at the time of analyzing the path, so that the path can be analyzed with higher accuracy.

本発明の複合材料の解析方法においては、前記第5ステップにおいて、変温解析により前記解析用モデルを低温状態にして第1粒子と前記第2粒子との間の経路を解析することが好ましい。この方法により、複合材料の解析方法は、経路の解析時のポリマー粒子の熱揺らぎの影響を低減できるので、更に精度良く経路を解析することが可能となる。   In the composite material analysis method of the present invention, in the fifth step, it is preferable to analyze the path between the first particles and the second particles by changing the analysis model to a low temperature state by temperature change analysis. By this method, the composite material analysis method can reduce the influence of the thermal fluctuation of the polymer particles at the time of analyzing the path, so that the path can be analyzed with higher accuracy.

本発明の複合材料の解析方法においては、前記第5ステップにおいて、前記第1解析対象領域に属する第1特定領域内から前記第1粒子を抽出し、前記第2解析対象領域に属する第2特定領域内から前記第2粒子を抽出することが好ましい。この方法により、複合材料の解析方法は、第1粒子及び第2粒子の抽出に必要な領域を削減できるので、更に効率良く第1粒子と第2粒子との間の経路を解析することが可能となる。   In the composite material analysis method of the present invention, in the fifth step, the first particles are extracted from the first specific region belonging to the first analysis target region, and the second specification belonging to the second analysis target region is obtained. It is preferable to extract the second particles from within the region. By this method, the analysis method of the composite material can reduce the area necessary for the extraction of the first particles and the second particles, so that the path between the first particles and the second particles can be analyzed more efficiently. It becomes.

本発明の複合材料の解析方法においては、前記第5ステップにおいて、第1解析時間において設定した前記第1粒子と前記第2粒子との間の第1経路と、前記第1解析時間とは異なる第2解析時間において設定した前記第1粒子と前記第2粒子との間の第2経路とをそれぞれ解析することが好ましい。この方法により、複合材料の解析方法は、複数の解析時間における第1粒子と第2粒子との間の経路を解析できるので、複合材料の解析用モデルの時刻例における変化を解析することが可能となる。この結果、複合材料の解析方法は、例えば、伸張解析では、ポリマーモデルの伸張による経路の変化を解析することが可能となり、また緩和解析では、緩和解析によって得られるデータ数が増加するので、解析精度が更に向上する。   In the composite material analysis method of the present invention, in the fifth step, the first path between the first particles and the second particles set in the first analysis time is different from the first analysis time. It is preferable to analyze each of the second paths between the first particles and the second particles set in the second analysis time. By this method, the composite material analysis method can analyze the path between the first particle and the second particle at a plurality of analysis times, so that it is possible to analyze the change in the time example of the composite material analysis model. It becomes. As a result, the composite material analysis method, for example, in extension analysis, can analyze path changes due to extension of the polymer model, and in relaxation analysis, the number of data obtained by relaxation analysis increases. The accuracy is further improved.

本発明の複合材料の解析方法においては、さらに、前記第1粒子と前記第2粒子との間の経路に含まれる前記粒子及び結合の少なくとも一方を可視化することが好ましい。この方法により、複合材料の解析方法は、第1ポリマーモデルと第2ポリマーモデルとの間におけるポリマーモデルの経路の形状を確認することができる。また、複合材料の解析方法は、第1解析対象領域内の第1フィラーモデル及び第2解析対象領域内の第2フィラーモデルをポリマーモデルと共に可視化することにより、ポリマーモデルを介した第1フィラーモデルと第2フィラーモデルとの間の経路の配置を確認することができる。   In the composite material analysis method of the present invention, it is further preferable to visualize at least one of the particles and the bonds included in the path between the first particles and the second particles. By this method, the composite material analysis method can confirm the shape of the path of the polymer model between the first polymer model and the second polymer model. In addition, the composite material analysis method visualizes the first filler model in the first analysis target region and the second filler model in the second analysis target region together with the polymer model, so that the first filler model via the polymer model is obtained. And the arrangement of the path between the second filler model can be confirmed.

本発明の複合材料の解析方法においては、前記第1ステップにおいて、前記ポリマーモデルとして相互にパラメーターが異なる第1ポリマーモデル及び第2ポリマーモデルを作成し、前記第5ステップにおいて、第1ポリマーモデル及び前記第2ポリマーモデルの前記経路を解析して評価することが好ましい。この方法により、複合材料の解析方法は、ポリマーモデルと第1フィラーモデル及び第2フィラーモデルとの間の相互作用の強さ、体積分率、凝集構造などのフィラー形状がポリマーモデルに与える影響を評価することができる。   In the composite material analysis method of the present invention, in the first step, a first polymer model and a second polymer model having different parameters are created as the polymer model, and in the fifth step, the first polymer model and It is preferable to analyze and evaluate the path of the second polymer model. By this method, the analysis method of the composite material affects the influence of the filler shape such as the strength of interaction, volume fraction, and aggregate structure between the polymer model and the first filler model and the second filler model on the polymer model. Can be evaluated.

本発明の複合材料の解析方法においては、前記第5ステップにおいて、前記解析用モデルを用いた前記経路の解析を複数回実行し、回数毎の経路の変化を評価することが好ましい。この方法により、複合材料の解析方法は、変形解析などによる解析用モデルの変形が第1フィラーモデル及び第2フィラーモデルの近傍のポリマーモデルの運動に与える影響を解析することができる。   In the composite material analysis method of the present invention, in the fifth step, it is preferable that the analysis of the path using the analysis model is executed a plurality of times to evaluate a change in the path for each number of times. By this method, the analysis method of the composite material can analyze the influence of the deformation of the analysis model by deformation analysis or the like on the motion of the polymer model in the vicinity of the first filler model and the second filler model.

本発明の複合材料の解析用コンピュータプログラムは、上記複合材料の解析方法をコンピュータに実行させることを特徴とする。   The computer program for analyzing a composite material according to the present invention causes a computer to execute the above-described composite material analysis method.

本発明の複合材料の解析用コンピュータプログラムによれば、フィラーモデルの近傍の解析対象領域内におけるポリマーモデルとフィラーモデルとの間の相互作用によって生じる経路に基づく複合材料の力学特性などを精度良く解析できるので、複合材料中に形成された高分子材料のネットワークを効率的に精度良く解析可能な複合材料の解析方法を実現できる。また、ポリマーモデルの第1粒子と第2粒子との間に含まれるポリマー粒子の情報及び第1粒子と第2粒子との間の経路の形状を解析することも可能となる。これらにより、複合材料の材料特性を高い精度で解析することが可能となるので、複合材料の変形に伴うエネルギーロスなどの材料特定(ヒステリシス)と複合材料のナノ構造とのメカニズムとの関係をより一層明らかにすることが可能となり、複合材料のマリンス効果及び応力の立ち上がりなどの詳細な解析ができ、低燃費タイヤの開発の加速が可能となる。   According to the computer program for analyzing a composite material of the present invention, the mechanical properties of the composite material based on the path generated by the interaction between the polymer model and the filler model in the analysis target region near the filler model can be analyzed with high accuracy. Therefore, it is possible to realize a composite material analysis method capable of efficiently and accurately analyzing a network of polymer materials formed in the composite material. It is also possible to analyze the information of the polymer particles contained between the first particles and the second particles of the polymer model and the shape of the path between the first particles and the second particles. As a result, it is possible to analyze the material properties of the composite material with high accuracy. Therefore, the relationship between the material identification (hysteresis) such as energy loss accompanying the deformation of the composite material and the mechanism of the nanostructure of the composite material is improved. It becomes possible to clarify further, and it is possible to perform detailed analysis such as the Marin's effect and stress rise of the composite material, and to accelerate the development of a fuel-efficient tire.

本発明によれば、複合材料中に形成された高分子材料のネットワークを効率的に精度良く解析可能な複合材料の解析方法及び複合材料の解析用コンピュータプログラムを実現できる。   According to the present invention, it is possible to realize a composite material analysis method and a composite material analysis computer program capable of efficiently and accurately analyzing a network of polymer materials formed in a composite material.

図1は、本発明の実施の形態に係る複合材料の解析方法の概略を示すフロー図である。FIG. 1 is a flowchart showing an outline of a composite material analysis method according to an embodiment of the present invention. 図2は、本実施の形態に係る複合材料の解析方法で作成される解析用モデルの一例を示す概念図である。FIG. 2 is a conceptual diagram showing an example of an analysis model created by the composite material analysis method according to the present embodiment. 図3は、本実施の形態に係る複合材料の解析方法の一例を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of a composite material analysis method according to the present embodiment. 図4は、本実施の形態に係る複合材料の解析方法の他の例を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing another example of the composite material analysis method according to the present embodiment. 図5は、本実施の形態に係る複合材料の解析方法の説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of a composite material analysis method according to the present embodiment. 図6は、本実施の形態に係る複合材料の解析方法の他の例における代表点の設定の一例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing an example of representative point setting in another example of the composite material analysis method according to the present embodiment. 図7は、本実施の形態に係る複合材料の解析方法における解析対象領域の範囲指定の説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram for specifying the range of the analysis target region in the composite material analysis method according to the present embodiment. 図8は、解析用モデルにおける周期境界条件の説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram of periodic boundary conditions in the analysis model. 図9は、本実施の形態に係る複合材料の解析方法を実行する解析装置の機能ブロック図である。FIG. 9 is a functional block diagram of an analysis apparatus that executes the composite material analysis method according to the present embodiment. 図10は、本発明の実施例に係る複合材料の解析用モデルの応力歪曲線を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a stress-strain curve of an analysis model of a composite material according to an example of the present invention. 図11は、本発明の実施例に係る複合材料の解析用モデルの経路長と経路数との関係のヒストグラムを示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a histogram of the relationship between the path length and the number of paths in the composite material analysis model according to the embodiment of the present invention.

以下、本発明の一実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、適宜変更して実施可能である。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, this invention is not limited to the following embodiment, It can implement by changing suitably.

図1は、本実施の形態に係る複合材料の解析方法の概略を示すフロー図である。図1に示すように、本実施の形態に係る複合材料の解析方法は、コンピュータを用いて分子動力学法により作成した複合材料の解析用モデルを用いた複合材料の解析方法である。この複合材料の解析方法は、複数のポリマー粒子によってポリマーをモデル化した複数のポリマーモデル及びフィラーをモデル化した複数のフィラーモデルを含む複合材料の解析用モデルを作成する第1ステップST11と、ポリマーモデルを架橋解析により架橋させる第2ステップST12と、架橋解析後の解析用モデルに相互作用を設定して数値解析を実施する第3ステップST13と、数値解析後の解析用モデルのフィラーモデルの周囲に解析対象領域を設定する第4ステップST14と、特定の第1フィラーモデルの周囲に設定された第1解析対象領域内に一部が存在する特定のポリマーモデルの粒子群に属する第1粒子と、第1フィラーモデルとは異なる第2フィラーモデルの周囲に設定された第2解析対象領域内に一部が存在する特定のポリマーモデルの粒子群に属する第2粒子との間の経路を解析する第5ステップST15とを含む。   FIG. 1 is a flowchart showing an outline of a composite material analysis method according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the composite material analysis method according to the present embodiment is a composite material analysis method using a composite material analysis model created by a molecular dynamics method using a computer. This composite material analysis method includes a first step ST11 for creating a composite material analysis model including a plurality of polymer models obtained by modeling a polymer by a plurality of polymer particles and a plurality of filler models obtained by modeling fillers, and a polymer Second step ST12 in which the model is cross-linked by cross-linking analysis, third step ST13 in which interaction is set in the analysis model after cross-linking analysis to perform numerical analysis, and surroundings of the filler model of the analytical model after numerical analysis A first step ST14 for setting an analysis target region in the first analysis target region, and a first particle belonging to a particle group of a specific polymer model partially existing in the first analysis target region set around the specific first filler model; , There is a part in the second analysis target region set around the second filler model different from the first filler model And a fifth step ST15 of analyzing the path between the second particles belonging to the particles of the particular polymer model.

図2は、本実施の形態に係る複合材料の解析方法で作成される解析用モデル1の一例を示す概念図である。図2に示すように、本実施の形態に係る複合材料の解析用モデル1は、例えば、一辺の長さが距離Lの略立方体形状の仮想空間であるモデル作成領域A内に配置されてモデル化される。解析用モデル1は、複数のフィラー粒子11a、12aがモデル化されてなる一対の第1フィラーモデル11及び第2フィラーモデル12と、複数のポリマー粒子21a及び結合鎖21bがモデル化されてなる複数のポリマーモデル21とを有する。なお、本実施の形態では、解析対象となる複合材料がフィラー及び高分子材料であるポリマーを含有する例について説明するが、本発明は、2種類の以上の物質を含有する複合材料にも適用可能である。また、図2に示す例では、解析用モデル1が、2つの第1フィラーモデル11及び第2フィラーモデル12と、複数のポリマーモデル21とを有する例について説明したが、3以上のフィラーモデルを配置してもよい。また、モデル作成領域Aは、必ずしも略立方体形状の仮想空間である必要はなく、球状、楕円状、直方体形状、多面体形状など任意の形状としてもよい。   FIG. 2 is a conceptual diagram showing an example of an analysis model 1 created by the composite material analysis method according to the present embodiment. As shown in FIG. 2, the composite material analysis model 1 according to the present embodiment is, for example, a model arranged in a model creation region A, which is a substantially cubic virtual space whose one side is a distance L in length. It becomes. The analysis model 1 includes a pair of first filler model 11 and second filler model 12 obtained by modeling a plurality of filler particles 11a and 12a, and a plurality of models obtained by modeling a plurality of polymer particles 21a and bonding chains 21b. And a polymer model 21 of Note that in this embodiment, an example in which a composite material to be analyzed contains a filler and a polymer that is a polymer material will be described; however, the present invention is also applicable to a composite material containing two or more kinds of substances. Is possible. In the example shown in FIG. 2, an example in which the analysis model 1 includes two first filler models 11 and second filler models 12 and a plurality of polymer models 21 has been described. You may arrange. The model creation area A does not necessarily have to be a substantially cubic virtual space, and may have an arbitrary shape such as a spherical shape, an elliptical shape, a rectangular parallelepiped shape, or a polyhedral shape.

第1フィラーモデル11及び第2フィラーモデル12は、複数のフィラー粒子11a、12aがそれぞれ略球状体に集合した状態でモデル化される。また、第1フィラーモデル11及び第2フィラーモデル12は、互いに所定間隔をとって離れた状態で配置されている。なお、第1フィラーモデル11と第2フィラーモデル12とは、相互に凝集した状態で外縁部が共有結合によって相互に連結されていてもよい。   The first filler model 11 and the second filler model 12 are modeled in a state where a plurality of filler particles 11a and 12a are gathered in a substantially spherical body. Moreover, the 1st filler model 11 and the 2nd filler model 12 are arrange | positioned in the state which mutually left the predetermined space | interval. In addition, the 1st filler model 11 and the 2nd filler model 12 may mutually be connected with the outer edge part by the covalent bond in the state aggregated mutually.

複数のポリマーモデル21は、第1フィラーモデル11と第2フィラーモデル12との間に配置される。また、複数のポリマーモデル21は、一端が第1フィラーモデル11からの相互作用を受ける範囲である解析対象領域A11内に配置される。なお、複数のポリマーモデル21は、一端を第1フィラーモデル11の表面のフィラー粒子11aと結合させてもよい。また、複数のポリマーモデル21は、他端が第2フィラーモデル12からの相互作用を受ける範囲である解析対象領域A12内に配置される。なお、複数のポリマーモデル21は、他端を第2フィラーモデル12の表面のフィラー粒子12aと結合させてもよい。   The plurality of polymer models 21 are arranged between the first filler model 11 and the second filler model 12. In addition, the plurality of polymer models 21 are arranged in the analysis target region A <b> 11 that is a range in which one end receives an interaction from the first filler model 11. Note that one end of each of the plurality of polymer models 21 may be combined with the filler particles 11 a on the surface of the first filler model 11. In addition, the plurality of polymer models 21 are arranged in the analysis target region A <b> 12 that is a range where the other end receives the interaction from the second filler model 12. The plurality of polymer models 21 may have the other end bonded to filler particles 12 a on the surface of the second filler model 12.

フィラーとしては、例えば、カーボンブラック、シリカ、及びアルミナなどが含まれる。フィラー粒子11a、12aは、複数のフィラーの原子が集合されてモデル化される。また、フィラー粒子11a、12aは、複数のフィラー粒子11a、12aが集合してフィラー粒子群を構成する。フィラー粒子11a、12aは、複数のフィラー粒子11a、12a間の結合鎖(不図示)によって相対位置が特定されている。この結合鎖(不図示)は、フィラー粒子11a、12a間の結合距離である平衡長とばね定数とが定義されたバネとしての機能を有し、各フィラー粒子11a、12a間を拘束している。結合鎖は、フィラー粒子11a、12aの相対位置及び捻り、曲げなどによって力が発生するポテンシャルが定義されているボンドである。このフィラーモデル11、12は、フィラーを分子動力学で取り扱うための数値データ(フィラー粒子11a、12aの質量、体積、直径及び初期座標などを含む)である。フィラーモデル11、12の数値データは、コンピュータに入力される。   Examples of the filler include carbon black, silica, and alumina. The filler particles 11a and 12a are modeled by collecting a plurality of filler atoms. Moreover, the filler particles 11a and 12a constitute a filler particle group by aggregating a plurality of filler particles 11a and 12a. The relative positions of the filler particles 11a and 12a are specified by a bond chain (not shown) between the plurality of filler particles 11a and 12a. This bond chain (not shown) has a function as a spring in which an equilibrium length, which is a bond distance between the filler particles 11a and 12a, and a spring constant are defined, and binds between the filler particles 11a and 12a. . The bond chain is a bond in which the relative position of the filler particles 11a and 12a and the potential at which force is generated by twisting, bending, and the like are defined. The filler models 11 and 12 are numerical data (including the mass, volume, diameter, initial coordinates, and the like of the filler particles 11a and 12a) for handling the filler with molecular dynamics. Numerical data of the filler models 11 and 12 is input to the computer.

ポリマーとしては、例えば、ゴム、樹脂、及びエラストマーなどが含まれる。ポリマー粒子21aは、複数のポリマーの原子が集合されてモデル化される。また、ポリマー粒子21aは、複数のポリマー粒子21aが集合してポリマー粒子群を構成する。ポリマーには、フィラーとの親和性を高める変性剤が必要に応じて配合される。この変性剤としては、例えば、水酸基、カルボニル基、及び原子団の官能基などが含まれる。ポリマーモデル21は、複数のポリマー原子及び複数のポリマー原子の集合体であるポリマー粒子21aがモデル作成領域A内に所定密度で充填されてモデル化される。ポリマー粒子21aは、複数のポリマー粒子21a間の結合鎖21bによって相対位置が特定されている。この結合鎖21bは、ポリマー粒子21a間の結合距離である平衡長とばね定数とが定義されたバネとしての機能を有し、各ポリマー粒子21a間を拘束している。結合鎖21bは、ポリマー粒子21aの相対位置及び捻り、曲げなどによって力が発生するポテンシャルが定義されているボンドである。このポリマーモデル21は、ポリマーを分子動力学で取り扱うための数値データ(ポリマー粒子21aの質量、体積、直径及び初期座標などを含む)である。ポリマーモデル21の数値データは、コンピュータに入力される。   Examples of the polymer include rubber, resin, and elastomer. The polymer particle 21a is modeled by collecting a plurality of polymer atoms. The polymer particles 21a constitute a polymer particle group by aggregating a plurality of polymer particles 21a. A modifier is added to the polymer as needed to enhance the affinity with the filler. Examples of the modifier include a hydroxyl group, a carbonyl group, and a functional group of an atomic group. The polymer model 21 is modeled by filling a plurality of polymer atoms and polymer particles 21a, which are aggregates of a plurality of polymer atoms, into the model creation region A at a predetermined density. The relative position of the polymer particle 21a is specified by the bonding chain 21b between the plurality of polymer particles 21a. The binding chain 21b functions as a spring in which an equilibrium length, which is a binding distance between the polymer particles 21a, and a spring constant are defined, and restrains the polymer particles 21a. The bond chain 21b is a bond in which the relative position of the polymer particle 21a and the potential at which force is generated by twisting, bending, or the like are defined. The polymer model 21 is numerical data (including the mass, volume, diameter, initial coordinates, and the like of the polymer particle 21a) for handling the polymer by molecular dynamics. Numerical data of the polymer model 21 is input to a computer.

次に、本実施の形態に係る複合材料の解析方法について詳細に説明する。図3は、本実施の形態に係る複合材料の解析方法の一例を示す説明図である。なお、図3においては、図2に示した第1フィラーモデル11と第2フィラーモデル12との間の空間を拡大して示している。図3に示すように、本実施の形態では、第1フィラーモデル11の近傍の領域に設定された第1解析対象領域A11と第2フィラーモデル12の近傍の領域に設定された第2解析対象領域A12との間に亘って存在するポリマーモデル21の経路R1−R3を解析する。ここでの、第1解析対象領域A11が設定される第1フィラーモデル11の近傍の領域とは、複数のフィラー粒子11aによって構成される第1フィラーモデル11からの分子間力及び水素結合などの相互作用をポリマーモデル21が受ける範囲内に設定される。同様に、第2解析対象領域A12が設定される第2フィラーモデル12の近傍の領域とは、複数のフィラー粒子12aによって構成される第2フィラーモデル12からの分子間力及び水素結合などの相互作用をポリマーモデル21が受ける範囲内に設定される。   Next, a method for analyzing a composite material according to the present embodiment will be described in detail. FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of a composite material analysis method according to the present embodiment. In FIG. 3, the space between the first filler model 11 and the second filler model 12 shown in FIG. As shown in FIG. 3, in the present embodiment, the first analysis target area A <b> 11 set in the area in the vicinity of the first filler model 11 and the second analysis target set in the area in the vicinity of the second filler model 12. The route R1-R3 of the polymer model 21 existing between the region A12 is analyzed. Here, the region in the vicinity of the first filler model 11 in which the first analysis target region A11 is set is an intermolecular force, a hydrogen bond, or the like from the first filler model 11 configured by a plurality of filler particles 11a. It is set within a range where the polymer model 21 receives the interaction. Similarly, the region in the vicinity of the second filler model 12 in which the second analysis target region A12 is set is a mutual force such as intermolecular force and hydrogen bond from the second filler model 12 constituted by the plurality of filler particles 12a. It is set within a range where the polymer model 21 receives the action.

ポリマーモデル21は、それぞれ一端部が第1フィラーモデル11の相互作用を受ける第1解析対象領域A11内に存在し、他端部が第2フィラーモデル12の相互作用を受ける第2解析対象領域A12内に存在する。また、ポリマーモデル21は、複数のポリマーモデル21(図3において不図示、図2参照)によって架橋結合(不図示)を介して複雑な三次元ネットワークを形成している。本実施の形態では、ポリマーモデル21に含まれるポリマーモデル21の一端側の第1解析対象領域A11内に配置されたポリマー粒子21aを代表点P1(第1粒子)として抽出すると共に、ポリマーモデル21の他端側の第2解析対象領域A12内に配置されたポリマー粒子21aを代表点P2(第2粒子)として抽出する。そして、ポリマーモデル21に属する第1解析対象領域A11及び第2解析対象領域A12の範囲外のポリマー粒子21aを介して代表点P1と代表点P2との間に形成される経路を解析することにより、第1フィラーモデル11と第2フィラーモデル12との間に形成されたポリマーモデル21のネットワークの経路R1を最短経路として解析することが可能となる。   Each of the polymer models 21 exists in the first analysis target region A11 where one end is subjected to the interaction of the first filler model 11, and the second analysis target region A12 is subjected to the interaction of the second filler model 12 at the other end. Exists within. In addition, the polymer model 21 forms a complex three-dimensional network through cross-linking (not shown) by a plurality of polymer models 21 (not shown in FIG. 3, see FIG. 2). In the present embodiment, the polymer model 21 included in the polymer model 21 included in the polymer model 21 is extracted as the representative point P1 (first particle) in the first analysis target region A11 on one end side, and the polymer model 21 is extracted. The polymer particles 21a arranged in the second analysis target area A12 on the other end side of the other are extracted as representative points P2 (second particles). Then, by analyzing a path formed between the representative point P1 and the representative point P2 via the polymer particles 21a outside the range of the first analysis target region A11 and the second analysis target region A12 belonging to the polymer model 21. The network path R1 of the polymer model 21 formed between the first filler model 11 and the second filler model 12 can be analyzed as the shortest path.

第1解析対象領域A11は、第1フィラーモデル11の中心からの所定距離を指定して設定してもよく、第1フィラーモデル11とポリマーモデル21との最短距離となる第1フィラーモデル11の表面からの所定距離を指定して設定してもよい。第1解析対象領域A11は、第1フィラーモデル11とポリマーモデル21との水素結合、分子間力などの相互作用が作用する範囲内に設定することが好ましい。このように第1解析対象領域A11を設定することにより、変形解析などによる第1フィラーモデル11とポリマーモデル21との間の影響を高精度で解析することが可能となる。なお、第2解析対象領域A12は、第1解析対象領域A11と同様に、第2フィラーモデル12とポリマーモデル21との間に設定することができる。   The first analysis target area A11 may be set by designating a predetermined distance from the center of the first filler model 11, and the first filler model 11 which is the shortest distance between the first filler model 11 and the polymer model 21. A predetermined distance from the surface may be specified and set. The first analysis target region A11 is preferably set within a range in which an interaction such as hydrogen bonding and intermolecular force between the first filler model 11 and the polymer model 21 acts. By setting the first analysis target region A11 in this way, it becomes possible to analyze the influence between the first filler model 11 and the polymer model 21 by deformation analysis or the like with high accuracy. Note that the second analysis target area A12 can be set between the second filler model 12 and the polymer model 21 in the same manner as the first analysis target area A11.

フィラーとポリマーとの間に設定される相互作用は、フィラー粒子間、ポリマー粒子間及びフィラー粒子とポリマー粒子との間に設定されるものであり、必ずしも全てのフィラー粒子及びポリマー粒子に設定する必要はない。また、フィラー粒子とポリマー粒子と間の相互作用は、引力などの化学的な相互作用を設定してもよく、化学結合によって結合された物理的な相互作用を設定してもよい。また、ポリマーモデル21は、複数の種類のポリマー粒子21aで構成されていてもよい。この場合には、ポリマーモデル21は、複数の種類のポリマー粒子21aにそれぞれ相互作用を設定してもよく、各ポリマー粒子21aとフィラーモデル11との相互作用は同一であってもよく、異なっていてもよい。例えば、ポリマー粒子Aとフィラー粒子の相互作用とポリマー粒子Bとフィラー粒子の相互作用とは異なる相互作用として設定してもよい。   The interaction set between the filler and the polymer is set between the filler particles, between the polymer particles, and between the filler particles and the polymer particles, and must be set for all filler particles and polymer particles. There is no. Further, the interaction between the filler particles and the polymer particles may set a chemical interaction such as an attractive force, or may set a physical interaction bonded by a chemical bond. The polymer model 21 may be composed of a plurality of types of polymer particles 21a. In this case, the polymer model 21 may set an interaction with each of a plurality of types of polymer particles 21a, and the interaction between each polymer particle 21a and the filler model 11 may be the same or different. May be. For example, the interaction between the polymer particle A and the filler particle and the interaction between the polymer particle B and the filler particle may be set as different interactions.

本実施の形態においては、代表点P1は、第1解析対象領域A11の外縁に存在する最外粒子であるポリマー粒子21aに設定し、代表点P2は、第2解析対象領域A12の外縁に存在する最外粒子であるポリマー粒子21aに設定することが好ましい。このように代表点P1、P2を設定することにより、ポリマーモデル21を介した代表点P1と代表点P2との間の最短経路を解析することが可能となる。この最短経路を解析することにより、ポリマーモデル21内の第1解析対象領域A11内で代表点P1より第1フィラーモデル11側に存在するポリマー粒子21a(例えば、点P3参照)と第2解析対象領域A12内で代表点P2より第2フィラーモデル12側に存在するポリマー粒子21a(例えば、点P4)との間の経路(例えば、点P3と点P4との間の経路)との重複計算を回避することができるので、ポリマーモデル21を介した第1フィラーモデル11と第2フィラーモデル12との間の経路を効率良く解析することが可能となる。   In the present embodiment, the representative point P1 is set to the polymer particle 21a that is the outermost particle present at the outer edge of the first analysis target region A11, and the representative point P2 is present at the outer edge of the second analysis target region A12. It is preferable to set it to the polymer particle 21a which is the outermost particle. By setting the representative points P1 and P2 in this way, it is possible to analyze the shortest path between the representative point P1 and the representative point P2 via the polymer model 21. By analyzing this shortest path, polymer particles 21a (see, for example, point P3) present on the first filler model 11 side from the representative point P1 in the first analysis target region A11 in the polymer model 21 and the second analysis target. Overlapping calculation with a path (for example, a path between the point P3 and the point P4) between the polymer particle 21a (for example, the point P4) existing on the second filler model 12 side from the representative point P2 in the region A12. Since this can be avoided, the path between the first filler model 11 and the second filler model 12 via the polymer model 21 can be efficiently analyzed.

本実施の形態では、代表点P1、代表点P2、点P3及び点P4の間の結合長は、代表点P1、代表点P2、点P3及び点P4間の直線距離を用いずに、代表点P1、代表点P2、点P3及び点P4との間に介在するポリマー粒子21aの粒子数又は結合数を用いて解析してもよく、変温解析によりポリマー粒子21aの熱振動による結合長の長さの変動を低減してから解析してもよい。この場合の変温解析の条件としては、例えば、作成したポリマーモデル21のガラス転移点(Tg)以下の温度が挙げられる。また、最短経路の解析にポリマーモデル21の結合長を用いる際には、ポリマー粒子21aの熱揺らぎの平均値及び結合鎖21bの伸縮時の平衡長を用いてもよい。このように代表点P1、代表点P2、点P3及び点P4間の結合長を解析することにより、ポリマーモデル21の熱揺らぎの影響を排除できるので、代表点P1、代表点P2、点P3及び点P4間の経路を高精度で解析することが可能となる。なお、上述した実施の形態においては、第1フィラーモデル11と第2フィラーモデル12との間に存在する経路R1−R3のうち最短経路の経路R1を解析する例について説明したが、ポリマーモデル21の任意のポリマー粒子21aを指定することにより、副鎖の経路R2、R3を解析することもできる。   In the present embodiment, the coupling length between the representative point P1, the representative point P2, the point P3, and the point P4 is the representative point without using the linear distance between the representative point P1, the representative point P2, the point P3, and the point P4. The analysis may be performed using the number of particles or the number of bonds of the polymer particle 21a interposed between P1, the representative point P2, the point P3, and the point P4. The analysis may be performed after reducing the fluctuation of the height. The temperature change analysis condition in this case includes, for example, a temperature below the glass transition point (Tg) of the created polymer model 21. Moreover, when using the bond length of the polymer model 21 for the analysis of the shortest path, the average value of the thermal fluctuation of the polymer particle 21a and the equilibrium length at the time of expansion / contraction of the bond chain 21b may be used. Thus, by analyzing the bond length between the representative point P1, the representative point P2, the point P3, and the point P4, the influence of the thermal fluctuation of the polymer model 21 can be eliminated. Therefore, the representative point P1, the representative point P2, the point P3, and It becomes possible to analyze the path between the points P4 with high accuracy. In the above-described embodiment, the example in which the shortest path R1 among the paths R1 to R3 existing between the first filler model 11 and the second filler model 12 is analyzed has been described. By specifying any of the polymer particles 21a, sub-chain paths R2 and R3 can be analyzed.

点P3は、例えば、代表点P1に対して所定数であるN個の第1フィラーモデル11側のポリマー粒子21aを設定する。また、点P4としては、例えば、代表点P2に対して所定数であるN個の第2フィラーモデル12側のポリマー粒子21aを設定する。また、代表点P1及び代表点P2は、第1解析対象領域A11及び第2解析対象領域A12の最外粒子に設定する必要はなく、第1フィラーモデル11及び第2フィラーモデル12側の再内粒子であるポリマー粒子21aに設定してもよく、最外粒子と最内粒子との間に設定してもよい。なお、代表点P1、代表点P2、点P3及び点P4としては、必ずしも一つのポリマー粒子21aを設定する必要はなく、複数のポリマー粒子21aの粒子群を設定してもよい。このように設定することにより、解析時間中の短時間に第1解析対象領域A11及び第2解析対象領域A12内に混入したポリマー粒子21aの影響を排除して高精度で解析を行うことが可能となる。また、代表点P1、代表点P2、点P3及び点P4は、必ずしもポリマーモデル21の主鎖に属するポリマー粒子21aに設定する必要はなく、ポリマーモデル21間の架橋点間の副鎖及びポリマーモデル21の主鎖から分岐した副鎖に設定してもよい。また、代表点P1、代表点P2、点P3及び点P4は、架橋後のポリマーモデル21に設定してもよく、架橋前のポリマーモデル21に予め設定してもよい。   For the point P3, for example, a predetermined number of N polymer particles 21a on the first filler model 11 side are set with respect to the representative point P1. In addition, as the point P4, for example, N polymer particles 21a on the second filler model 12 side which is a predetermined number with respect to the representative point P2 are set. In addition, the representative point P1 and the representative point P2 do not need to be set as the outermost particles of the first analysis target region A11 and the second analysis target region A12, and the inner points on the first filler model 11 and the second filler model 12 side. You may set to the polymer particle 21a which is particle | grains, and you may set between outermost particle | grains and innermost particle | grains. In addition, as the representative point P1, the representative point P2, the point P3, and the point P4, it is not always necessary to set one polymer particle 21a, and a particle group of a plurality of polymer particles 21a may be set. By setting in this way, it is possible to eliminate the influence of the polymer particles 21a mixed in the first analysis target region A11 and the second analysis target region A12 in a short time during the analysis time and perform analysis with high accuracy. It becomes. Further, the representative point P1, the representative point P2, the point P3, and the point P4 are not necessarily set in the polymer particle 21a belonging to the main chain of the polymer model 21, and the sub-chains between the crosslinking points between the polymer models 21 and the polymer model. You may set to the subchain branched from 21 main chains. The representative point P1, the representative point P2, the point P3, and the point P4 may be set in the polymer model 21 after crosslinking, or may be set in advance in the polymer model 21 before crosslinking.

なお、上述した実施の形態では、代表点P1と代表点P2との間の経路を抽出する例について説明したが、経路としては、代表点P1と点P4との間の経路、代表点P2と点P3との間の経路を抽出してもよく、点P3と点P4との間の経路を抽出した場合であっても、経路の重複抽出を防ぐことが可能となるので、第1フィラーモデル11と第2フィラーモデル12との間の経路を効率良く高い精度で解析することが可能となる。また、第1解析対象領域A11内で代表点P1及び点P3を第1粒子群として抽出し、第2解析対象領域A12内で複数の代表点P2及び点P4を第2粒子群として抽出し、第1粒子群に属する代表点P1及び点P3と、第2粒子群に属する代表点P2及び点P4との間の経路を比較して解析してもよい。   In the above-described embodiment, the example of extracting the route between the representative point P1 and the representative point P2 has been described. However, as the route, the route between the representative point P1 and the point P4, the representative point P2 and The route between the point P3 may be extracted, and even when the route between the point P3 and the point P4 is extracted, it is possible to prevent duplicate extraction of the route, so the first filler model 11 and the second filler model 12 can be efficiently analyzed with high accuracy. Further, representative points P1 and P3 are extracted as the first particle group in the first analysis target region A11, and a plurality of representative points P2 and points P4 are extracted as the second particle group in the second analysis target region A12. The paths between the representative points P1 and P3 belonging to the first particle group and the representative points P2 and P4 belonging to the second particle group may be compared and analyzed.

図4は、本実施の形態に係る複合材料の解析方法の他の例を示す説明図である。なお、図4においても、図3と同様に、図2に示した第1フィラーモデル11と第2フィラーモデル12との間の空間を拡大して示している。図4に示す例では、第1フィラーモデル11と第2フィラーモデル12との間に亘って第1ポリマーモデル21−1及び第2ポリマーモデル21−2が配置されている。第1ポリマーモデル21−1は、ポリマー粒子21−1a及び結合鎖21−1bによって構成されている。第2ポリマーモデル21−2は、ポリマー粒子21−2a及び結合鎖21−2bによって構成されている。   FIG. 4 is an explanatory diagram showing another example of the composite material analysis method according to the present embodiment. In FIG. 4 as well, the space between the first filler model 11 and the second filler model 12 shown in FIG. In the example shown in FIG. 4, the first polymer model 21-1 and the second polymer model 21-2 are arranged between the first filler model 11 and the second filler model 12. The first polymer model 21-1 is composed of polymer particles 21-1a and bonding chains 21-1b. The second polymer model 21-2 includes polymer particles 21-2a and bonding chains 21-2b.

図4に示す例では、図3と同様に第1ポリマーモデル21−1の代表点P1、P2及び点P3、P4を抽出する。また、第2ポリマーモデル21−2の一端側の第1解析対象領域A11内のポリマー粒子21−2aを代表点P5として抽出すると共に、第2ポリマーモデル21−2の他端側の第2解析対象領域A12内のポリマー粒子21−2aを代表点P6として抽出する。そして、第1ポリマーモデル21−1を介して代表点P1と代表点P2との間の第1経路R11を解析すると共に、第2ポリマーモデル21−2に属するポリマー粒子21−2aを介して代表点P5と代表点P6との間の第2経路R21を解析する。続いて、第1経路R11及び第2経路R21の長さを比較することにより、第1ポリマーモデル21−1及び第2ポリマーモデル21−2のいずれが第1フィラーモデル11と第2フィラーモデル12との間の最短経路を含むかを解析することが可能となる。これにより、第1フィラーモデル11と第2フィラーモデル12との間に形成された第1ポリマーモデル21−1及び第2ポリマーモデル21−2のネットワークを解析することが可能となるだけでなく、例えば、変形解析における変形前後で複合材料の材料特性に及ぼす影響が第1ポリマーモデル21−1及び第2ポリマーモデル21−2のいずれが支配的であるかを解析することが可能となる。   In the example shown in FIG. 4, the representative points P1 and P2 and the points P3 and P4 of the first polymer model 21-1 are extracted as in FIG. In addition, the polymer particle 21-2a in the first analysis target region A11 on one end side of the second polymer model 21-2 is extracted as the representative point P5, and the second analysis on the other end side of the second polymer model 21-2. The polymer particle 21-2a in the target area A12 is extracted as the representative point P6. Then, the first path R11 between the representative point P1 and the representative point P2 is analyzed through the first polymer model 21-1, and the representative is expressed through the polymer particle 21-2a belonging to the second polymer model 21-2. The second path R21 between the point P5 and the representative point P6 is analyzed. Subsequently, by comparing the lengths of the first path R11 and the second path R21, any of the first polymer model 21-1 and the second polymer model 21-2 is the first filler model 11 and the second filler model 12. It is possible to analyze whether the shortest path between the two is included. Thereby, not only can the network of the first polymer model 21-1 and the second polymer model 21-2 formed between the first filler model 11 and the second filler model 12 be analyzed, For example, it becomes possible to analyze which of the first polymer model 21-1 and the second polymer model 21-2 is dominant in the influence on the material properties of the composite material before and after the deformation in the deformation analysis.

本実施の形態においては、代表点P5は、第1解析対象領域A11の外縁に存在するポリマー粒子21−2aに設定し、代表点P6は、第2解析対象領域A12の外縁に存在するポリマー粒子21−2aに設定することが好ましい。このように代表点P5、P6を設定することにより、第2ポリマーモデル21−2を介した代表点P5と代表点P6との間の最短経路を抽出することが可能となる。   In the present embodiment, the representative point P5 is set to the polymer particle 21-2a existing at the outer edge of the first analysis target region A11, and the representative point P6 is the polymer particle existing at the outer edge of the second analysis target region A12. It is preferable to set to 21-2a. By setting the representative points P5 and P6 in this way, it becomes possible to extract the shortest path between the representative point P5 and the representative point P6 via the second polymer model 21-2.

この最短経路を抽出することにより、第2ポリマーモデル21−2内の第1解析対象領域A11内で代表点P5より第1フィラーモデル11側に存在するポリマー粒子21−2a(例えば、点P7参照)と第2解析対象領域A12内で代表点P6より第2フィラーモデル12側に存在するポリマー粒子21−2a(例えば、点P8)との間の経路(例えば、点P7と点P8との間の経路)との重複計算を回避することができるので、第1ポリマーモデル21を介した第1フィラーモデル11と第2フィラーモデル12との間の経路を効率良く解析することが可能となる。   By extracting this shortest path, the polymer particles 21-2a existing on the first filler model 11 side from the representative point P5 in the first analysis target region A11 in the second polymer model 21-2 (see, for example, the point P7) ) And the polymer particle 21-2a (for example, point P8) existing on the second filler model 12 side from the representative point P6 in the second analysis target region A12 (for example, between the point P7 and the point P8) Therefore, it is possible to efficiently analyze the path between the first filler model 11 and the second filler model 12 via the first polymer model 21.

なお、図4に示した例では、代表点P5と代表点P6との間の経路を抽出する例について説明したが、経路としては、代表点P5と点P8との間の経路、代表点P6と点P7との間の経路を抽出してもよく、点P7と点P8との間の経路を抽出してもよい。このように抽出した場合であっても、経路の重複抽出を防ぐことが可能となるので、第1フィラーモデル11と第2フィラーモデル12との間の経路を効率良く高い精度で解析することが可能となる。なお、代表点P5、代表点P6、点P7及び点P8間の結合長は、代表点P1、代表点P2、点P3及び点P4と同様に測定することができる。   In the example shown in FIG. 4, the example of extracting the route between the representative point P5 and the representative point P6 has been described. However, as the route, the route between the representative point P5 and the point P8, the representative point P6. And a route between point P7 and a route between point P7 and point P8 may be extracted. Even in such a case, it is possible to prevent redundant extraction of routes, so that the route between the first filler model 11 and the second filler model 12 can be efficiently analyzed with high accuracy. It becomes possible. Note that the coupling lengths between the representative point P5, the representative point P6, the point P7, and the point P8 can be measured in the same manner as the representative point P1, the representative point P2, the point P3, and the point P4.

また、図4に示した例では、第1解析対象領域A11内に一部が存在する第1ポリマーモデル21−1のポリマー粒子21−1a群に属する第1ポリマー粒子と、第2解析対象領域A12内に一部が存在する複数の第2ポリマーモデル21−2のポリマー粒子21−2a群に属する第2ポリマー粒子群との間の経路を複数抽出してもよい。この場合に抽出される経路としては、例えば、代表点P1と代表点P6との間の経路、代表点P2と代表点P5との間の経路、点P3と代表点P6との間の経路、点P4と代表点P5との間の経路、代表点P1と点P8との間の経路及び代表点P2と点P7との間の経路などが挙げられる。このように複数の経路を抽出して解析することにより、第1解析対象領域A11内と第2解析対象領域A12内との間に亘って存在する最短経路R11が第1ポリマーモデル21−1に属することを解析することが可能となる。これにより、第1フィラーモデル11と第2フィラーモデル12とのいずれが解析用モデル1の変形解析などにおける応力歪の影響に寄与するかを解析することもできる。   In the example shown in FIG. 4, the first polymer particles belonging to the group of polymer particles 21-1a of the first polymer model 21-1 partially existing in the first analysis target region A11, and the second analysis target region A plurality of paths between the second polymer particle group belonging to the polymer particle 21-2a group of the plurality of second polymer models 21-2 partially existing in A12 may be extracted. Examples of the path extracted in this case include a path between the representative point P1 and the representative point P6, a path between the representative point P2 and the representative point P5, a path between the point P3 and the representative point P6, Examples include a path between the point P4 and the representative point P5, a path between the representative point P1 and the point P8, a path between the representative point P2 and the point P7, and the like. By extracting and analyzing a plurality of paths in this way, the shortest path R11 that exists between the first analysis target area A11 and the second analysis target area A12 becomes the first polymer model 21-1. It becomes possible to analyze belonging. Thereby, it is also possible to analyze which of the first filler model 11 and the second filler model 12 contributes to the influence of stress strain in the deformation analysis or the like of the analysis model 1.

このように、本実施の形態によれば、第1フィラーモデル11の近傍の解析対象領域A11及び第2フィラーモデル12の近傍の解析対象領域A12内におけるポリマーモデル21と第1フィラーモデル11及び第2フィラーモデル12との間の相互作用によって生じる経路を精度良く解析することが可能となる。これにより、図5に示すように、実際の複合材料中で、一対の第1フィラーモデル11と第2フィラーモデル12との間に、複数のポリマーモデル21−1、21−2、21−3・・・21−Nが存在する場合であっても、第1フィラーモデル11と第2フィラーモデル12との間の最短経路R11に含まれるポリマー粒子21が第1ポリマーモデル21−1であることを特定することができる。したがって、複合材料の変形解析などにおいて、最短経路R11に含まれる第1ポリマーモデル21−1が複合材料のコンパウンドの材料特性への影響が最も大きいことを特定することが可能となる。また、第1フィラーモデル11及び第2フィラーモデル12との間の経路を解析することにより、代表点P1と代表点P2との間に含まれるポリマー粒子21aの情報及び代表点P1と代表点P2との間の経路の形状を解析することも可能となると共に、第1フィラーモデル11及び第2フィラーモデル12との間の距離などを求めることも可能となる。   Thus, according to the present embodiment, the polymer model 21, the first filler model 11, and the first filler model 11 in the analysis target area A11 in the vicinity of the first filler model 11 and the analysis target area A12 in the vicinity of the second filler model 12. It is possible to analyze the path generated by the interaction with the two filler model 12 with high accuracy. Thereby, as shown in FIG. 5, in the actual composite material, a plurality of polymer models 21-1, 21-2, 21-3 are interposed between the pair of the first filler model 11 and the second filler model 12. ... Even when 21-N exists, the polymer particles 21 included in the shortest path R11 between the first filler model 11 and the second filler model 12 are the first polymer model 21-1. Can be specified. Therefore, in the deformation analysis or the like of the composite material, it is possible to specify that the first polymer model 21-1 included in the shortest path R11 has the greatest influence on the material properties of the composite material compound. Further, by analyzing the path between the first filler model 11 and the second filler model 12, information on the polymer particles 21a included between the representative point P1 and the representative point P2 and the representative point P1 and the representative point P2 are obtained. It is also possible to analyze the shape of the path between the first filler model 11 and the second filler model 12, and to determine the distance between the first filler model 11 and the second filler model 12.

図6は、本実施の形態に係る複合材料の解析方法の他の例における代表点の設定の一例を示す図である。図6に示すように、代表点P1及び代表点P2は、必ずしも第1解析対象領域A11内の粒子であるポリマー粒子21aに設定する必要はなく、フィラーモデル11の中心点Pから所定の距離に設定してもよい。図6に示す例では、第1解析対象領域A11内に配置されたポリマーモデル21は、一端側が第1解析対象領域A11内で折り返されて端部が第1解析対象領域A11外に配置される。このような場合には、フィラーモデル11の中心点Pからポリマーモデル21の所定位置を設定すると、等距離のL1、L2に存在するポリマー粒子21aに対して2つの代表点P11、P12が設定される。このようにして解析することにより、ポリマーモデル21が第1解析対象領域A11内で折り返された構造を有しているか否かを解析することもできる。   FIG. 6 is a diagram showing an example of representative point setting in another example of the composite material analysis method according to the present embodiment. As shown in FIG. 6, the representative point P1 and the representative point P2 are not necessarily set to the polymer particle 21a that is a particle in the first analysis target region A11, and are at a predetermined distance from the center point P of the filler model 11. It may be set. In the example shown in FIG. 6, the polymer model 21 arranged in the first analysis target area A11 has one end folded back in the first analysis target area A11 and the end arranged outside the first analysis target area A11. . In such a case, when a predetermined position of the polymer model 21 is set from the center point P of the filler model 11, two representative points P11 and P12 are set for the polymer particles 21a existing at equal distances L1 and L2. The By analyzing in this way, it is also possible to analyze whether or not the polymer model 21 has a folded structure in the first analysis target region A11.

図7は、本実施の形態に係る複合材料の解析方法における解析対象領域の範囲指定の説明図である。図7に示すように、本実施の形態においては、必ずしも第1フィラーモデル11の第1解析対象領域A11の全領域のポリマー粒子21aを解析対象として指定する必要はない。第1解析対象領域A11内におけるポリマー粒子21aの解析対象範囲は、例えば、第1フィラーモデル11と対をなす第2フィラーモデル12側に投影される領域を特定領域A111として指定してもよく、第1フィラーモデル11の中心点Pと第2フィラーモデル12の中心点Pとの間のベクトルに対してポリマー粒子21aのベクトルが所定角度θ以下の範囲などを特定領域A112として指定してもよい。   FIG. 7 is an explanatory diagram for specifying the range of the analysis target region in the composite material analysis method according to the present embodiment. As shown in FIG. 7, in the present embodiment, it is not always necessary to designate the polymer particles 21a in the entire region of the first analysis target region A11 of the first filler model 11 as the analysis target. As the analysis target range of the polymer particles 21a in the first analysis target region A11, for example, a region projected on the second filler model 12 paired with the first filler model 11 may be designated as the specific region A111. A range in which the vector of the polymer particle 21a is equal to or less than the predetermined angle θ with respect to the vector between the center point P of the first filler model 11 and the center point P of the second filler model 12 may be designated as the specific region A112. .

また、本実施の形態においては、第1フィラーモデル11の第1解析対象領域A11の解析対象となるポリマー粒子21aは、上述した第1解析対象領域A11内のポリマー粒子21aと第2解析対象領域A12内のポリマー粒子21aとの間の所定の結合長、結合数及び直線距離の閾値を設けて指定してもよい。このように解析対象となるポリマー粒子21aを指定することにより、解析対象として指定されるポリマー粒子21aの数を削減できるので、演算処理が容易となる。   In the present embodiment, the polymer particles 21a to be analyzed in the first analysis target region A11 of the first filler model 11 are the polymer particles 21a in the first analysis target region A11 and the second analysis target region. A threshold value of a predetermined bond length, bond number, and linear distance between the polymer particles 21a in A12 may be provided and specified. By designating the polymer particles 21a to be analyzed in this way, the number of polymer particles 21a designated as analysis objects can be reduced, so that arithmetic processing is facilitated.

また、本実施の形態においては、ポリマーモデル21の代表点P1と代表点P2との間の最短経路は、解析用モデル1の周期境界条件を加味して解析してもよい。図8は、解析用モデル1における周期境界条件の説明図である。図8に示すように、解析用モデル1においては、一対の第1フィラーモデル11及び第2フィラーモデル12と第1フィラーモデル11と第2フィラーモデル12との間に存在するポリマーモデル21とがモデル作成領域Aに含まれる複数の領域AX、AYに亘って繰り返し等価なモデルとして存在する。このため、例えば、隣接する一対の第1フィラーモデル11と第2フィラーモデル12との間の結合長の最短経路を解析する場合には、領域AX内の第1フィラーモデル11と第2フィラーモデル12との間のポリマーモデル21に加えて、領域3内の第1フィラーモデルと領域AY内の第1フィラーモデル11との間に亘って存在するポリマーモデル21Bが存在する。このポリマーモデル21Bの全長は、領域AX内のポリマーモデル21B1とポリマーモデル21B2とを足した長さとなる。ここで、領域A1と領域A2とが等価なモデルであることを考慮すると、ポリマーモデル21Bの全長は、領域AX内のポリマーモデル21B1の全長と、ポリマーモデル21B2に対応する領域AX内に存在するポリマーモデル21Cの全長とを足した長さとなる。このようにして領域AX内の第1フィラーモデル11と第2フィラーモデル12との間に存在するポリマーモデル21の経路を比較することにより、容易に演算処理を実施することが可能となる。   In the present embodiment, the shortest path between the representative point P1 and the representative point P2 of the polymer model 21 may be analyzed in consideration of the periodic boundary condition of the analysis model 1. FIG. 8 is an explanatory diagram of periodic boundary conditions in the analysis model 1. As shown in FIG. 8, the analysis model 1 includes a pair of first filler model 11 and second filler model 12, and a polymer model 21 existing between the first filler model 11 and the second filler model 12. It exists as an equivalent model repeatedly over a plurality of areas AX, AY included in the model creation area A. For this reason, for example, when analyzing the shortest path of the coupling length between the pair of adjacent first filler model 11 and second filler model 12, the first filler model 11 and the second filler model in the region AX. In addition to the polymer model 21 between 12, there is a polymer model 21B that exists between the first filler model in the region 3 and the first filler model 11 in the region AY. The total length of the polymer model 21B is a length obtained by adding the polymer model 21B1 and the polymer model 21B2 in the region AX. Here, considering that the region A1 and the region A2 are equivalent models, the total length of the polymer model 21B exists within the region AX corresponding to the total length of the polymer model 21B1 in the region AX and the polymer model 21B2. The total length of the polymer model 21C is added. Thus, by comparing the paths of the polymer model 21 existing between the first filler model 11 and the second filler model 12 in the region AX, it is possible to easily perform the arithmetic processing.

また、本実施の形態では、複合材料の解析用モデル1の第1解析時間におけるポリマー粒子21aの代表点P1と代表点P2との間の第1距離と、第1解析時間とは異なる第2解析時間における代表点P1と代表点P2との間の第2距離との間の経路を解析してもよい。このように解析することにより、一定期間におけるポリマー粒子21aの運動に伴う代表点P1と代表点P2との間の経路の変化を解析することもできる。   In the present embodiment, the first distance between the representative point P1 and the representative point P2 of the polymer particle 21a at the first analysis time of the composite material analysis model 1 is different from the first analysis time. A path between the representative point P1 and the second distance between the representative points P2 in the analysis time may be analyzed. By analyzing in this way, it is also possible to analyze a change in the path between the representative point P1 and the representative point P2 due to the movement of the polymer particle 21a in a certain period.

また、ポリマーモデル21の最短経路の探索方法としては、特に制限はなく、ベルマン-フォード法、ダイクストラ法、A*アルゴリズムなどを用いることができる。   Moreover, there is no restriction | limiting in particular as a search method of the shortest path | route of the polymer model 21, A Bellman-Ford method, Dijkstra method, A * algorithm, etc. can be used.

ポリマーフィラー間に設定する相互作用は、フィラー粒子間、ポリマー粒子間及びフィラー粒子とポリマー粒子との間などが挙げられる。なお、相互作用は、これらの全てに設定する必要はなく、必要に応じて適宜設定することができる。フィラーモデル11、12とポリマーモデル21との間の相互作用は、分子間力及び水素結合などの化学的な引力などの相互作用を設定してもよく、フィラー粒子11a、12aとポリマー粒子21aとの間の結合などの物理的な相互作用を設定してもよい。また、ポリマーモデル21が複数種類のポリマー粒子21aで構成されている場合には、複数種類のポリマー粒子21a間に上述した化学的及び物理的な相互作用を設定してもよい。また、複数種類のポリマー粒子21aとフィラー粒子11a、12aとの間の相互作用は、必ずしも同一の相互作用を設定する必要はなく、例えば、ポリマー粒子21aAとフィラー粒子11a、12aとの間の相互作用と、ポリマー粒子21aBとフィラー粒子11a、12aとの間の相互作用とは相互に異なる相互作用を設定してもよい。また、数値解析としては、例えば、緩和解析、伸張解析、変温解析及び変圧解析などが挙げられる。なお、伸張解析を実行する場合には、少なくとも無変形状態を評価時間に含めることが好ましい。これにより、無変形状態の評価時間における解析結果と伸張解析後の解析結果とを比較することにより、伸張過程で剥がれた粒子数を評価することができる。   Examples of the interaction set between the polymer fillers include filler particles, polymer particles, and between filler particles and polymer particles. The interaction does not need to be set for all of these, and can be set as needed. The interaction between the filler models 11 and 12 and the polymer model 21 may set an interaction such as a chemical attractive force such as an intermolecular force and a hydrogen bond, and the filler particles 11a and 12a and the polymer particle 21a Physical interactions such as the coupling between them may be set. When the polymer model 21 is composed of a plurality of types of polymer particles 21a, the above-described chemical and physical interaction may be set between the plurality of types of polymer particles 21a. Further, the interaction between the plurality of types of polymer particles 21a and the filler particles 11a and 12a is not necessarily set to the same interaction. For example, the interaction between the polymer particles 21aA and the filler particles 11a and 12a The interaction and the interaction between the polymer particles 21aB and the filler particles 11a and 12a may be different from each other. Examples of numerical analysis include relaxation analysis, extension analysis, temperature change analysis, and transformer analysis. In addition, when performing an extension analysis, it is preferable to include at least an undeformed state in the evaluation time. Thereby, the number of particles peeled off during the extension process can be evaluated by comparing the analysis result in the evaluation time of the non-deformed state with the analysis result after the extension analysis.

また、本実施の形態に係る複合材料においては、ポリマー粒子21aの代表点P1と代表点P2との間の経路に含まれるポリマー粒子21a及び結合鎖21bの少なくとも1つを可視化することが好ましい。これにより、第1フィラー粒子11と第2フィラー粒子12との間のポリマー粒子21aの経路R1を容易に確認することが可能となる。ポリマー粒子21a及び結合鎖21bの可視化は、例えば、全てのポリマー粒子21a及び結合鎖21bを着色して可視化してもよく、一部のポリマー粒子21a及び結合鎖21bを着色して可視化して他の領域を透明化してもよい。また、ポリマー粒子21a及び結合鎖21bの可視化は、相互に異なる複数の解析時間毎に同一のポリマー粒子21a及び結合鎖21bを指定して可視化してもよく、相互に異なる複数の解析時間毎にポリマー粒子21a及び結合鎖21bを可視化してもよい。また、必ずしもポリマー粒子21a及び結合鎖21bのみを可視化する必要はなく、フィラー粒子11aを可視化してもよく、解析用モデル1の一部の領域を可視化してもよい。   In the composite material according to the present embodiment, it is preferable to visualize at least one of the polymer particle 21a and the bonding chain 21b included in the path between the representative point P1 and the representative point P2 of the polymer particle 21a. Thereby, it becomes possible to easily confirm the path R1 of the polymer particle 21a between the first filler particle 11 and the second filler particle 12. Visualization of the polymer particles 21a and the bonding chains 21b may be, for example, by coloring all the polymer particles 21a and the bonding chains 21b, or by coloring some of the polymer particles 21a and the bonding chains 21b for visualization. The area may be made transparent. Further, the visualization of the polymer particles 21a and the bonding chains 21b may be performed by designating the same polymer particles 21a and bonding chains 21b for each of a plurality of different analysis times, and for each of a plurality of different analysis times of each other. The polymer particles 21a and the bonding chains 21b may be visualized. Moreover, it is not always necessary to visualize only the polymer particles 21a and the bonding chains 21b, the filler particles 11a may be visualized, and a partial region of the analysis model 1 may be visualized.

また、本実施の形態に係る複合材料の解析方法は、上述した複合材料の解析方法によって求めた第1フィラーモデル11と第2フィラーモデル12との間に存在するポリマーモデル21の経路のヒストグラム及びポリマーモデル21の特定経路の時刻歴などを応力歪曲線などの力学応答曲線と対比させることにより、力学応答とポリマーモデル21の経路との関係を評価することができる。また、本実施の形態では、ポリマーモデル21として複数の第1ポリマーモデル21−1及び第1ポリマーモデル21−1とは異なるパラメーターを有する複数の第2ポリマーモデル21−2を作成し、第1ポリマーモデル21−1及び第2ポリマーモデル21−2の代表点の経路を解析して評価してもよい。このように解析することにより、ポリマーモデルのパラメーターの変化に伴う第1ポリマーモデル21−1及び第2ポリマーモデル21−2と第1フィラーモデル11及び第2フィラーモデル12との間の距離の変化を解析することもできる。   Further, the composite material analysis method according to the present embodiment includes a histogram of the path of the polymer model 21 existing between the first filler model 11 and the second filler model 12 obtained by the composite material analysis method described above, and By comparing the time history of a specific path of the polymer model 21 with a mechanical response curve such as a stress strain curve, the relationship between the mechanical response and the path of the polymer model 21 can be evaluated. In the present embodiment, a plurality of first polymer models 21-1 and a plurality of second polymer models 21-2 having parameters different from those of the first polymer model 21-1 are created as the polymer model 21. You may analyze and evaluate the path | route of the representative point of the polymer model 21-1 and the 2nd polymer model 21-2. By analyzing in this way, the change of the distance between the 1st polymer model 21-1 and the 2nd polymer model 21-2 and the 1st filler model 11 and the 2nd filler model 12 accompanying the change of the parameter of a polymer model. Can also be analyzed.

次に、本実施の形態に係る複合材料の解析方法及び複合材料の解析用コンピュータプログラムについてより詳細に説明する。図9は、本実施の形態に係る複合材料の解析方法を実行する解析装置の機能ブロック図である。   Next, the composite material analysis method and the composite material analysis computer program according to the present embodiment will be described in more detail. FIG. 9 is a functional block diagram of an analysis apparatus that executes the composite material analysis method according to the present embodiment.

図9に示すように、本実施の形態に係る複合材料の解析方法は、処理部52と記憶部54とを含むコンピュータである解析装置50が実現する。この解析装置50は、入力手段53を備えた入出力装置51と電気的に接続されている。入力手段53は、複合材料の解析用モデルの作成対象であるポリマー及びフィラーの各種物性値、ポリマー及びフィラーを含有する複合材料を用いた伸張試験結果の実測結果、及び解析における境界条件などを処理部52又は記憶部54へ入力する。入力手段53としては、例えば、キーボード、マウスなどの入力デバイスが用いられる。   As shown in FIG. 9, the analysis method of a composite material according to the present embodiment is realized by an analysis device 50 that is a computer including a processing unit 52 and a storage unit 54. This analysis device 50 is electrically connected to an input / output device 51 having an input means 53. The input means 53 processes various physical property values of the polymer and filler for which a composite material analysis model is to be created, the actual measurement result of the extension test result using the composite material containing the polymer and filler, and the boundary conditions in the analysis. Input to the unit 52 or the storage unit 54. As the input means 53, for example, an input device such as a keyboard and a mouse is used.

処理部52は、例えば、中央演算装置(CPU:CentraL1 Processing Unit)及びメモリを含む。処理部52は、各種処理を実行する際にコンピュータプログラムを記憶部54から読み込んでメモリに展開する。メモリに展開されたコンピュータプログラムは、各種処理を実行する。例えば、処理部52は、記憶部54から予め記憶された各種処理に係るデータを必要に応じて適宜メモリ上の自身に割り当てられた領域に展開し、展開したデータに基づいて複合材料の解析用モデルの作成及び複合材料の解析用モデルを用いた複合材料の解析に関する各種処理を実行する。   The processing unit 52 includes, for example, a central processing unit (CPU: CentralL1 Processing Unit) and a memory. The processing unit 52 reads a computer program from the storage unit 54 and develops it in a memory when executing various processes. The computer program expanded in the memory executes various processes. For example, the processing unit 52 expands data relating to various processes stored in advance from the storage unit 54 to an area allocated to itself on the memory as necessary, and analyzes the composite material based on the expanded data. Various processes relating to composite material analysis using a model and a composite material analysis model are executed.

処理部52は、モデル作成部52aと、条件設定部52bと、解析部52cとを含む。モデル作成部52aは、予め記憶部54に記憶されたデータに基づき、分子動力学法により複合材料の解析用モデル1を作成する際のフィラー及びポリマーなどの複合材料の粒子数、分子数、分子量、分子鎖長、分子鎖数、分岐、形状、大きさ、反応時間、反応条件及び作成する解析用モデルに含まれる分子数である目標分子数などの構成要素の配置、設定及び計算ステップ数などの粗視化モデルの設定、分子鎖間などの相互作用などの各種計算パラメーターの初期条件の設定を行う。   The processing unit 52 includes a model creation unit 52a, a condition setting unit 52b, and an analysis unit 52c. The model creation unit 52a is based on data stored in the storage unit 54 in advance, and the number of particles, the number of molecules, and the molecular weight of the composite material such as filler and polymer when creating the composite material analysis model 1 by the molecular dynamics method. , Molecular chain length, number of molecular chains, branching, shape, size, reaction time, reaction conditions, arrangement of components such as the number of molecules included in the model for analysis to be created, setting and number of calculation steps, etc. The initial conditions of various calculation parameters such as the coarse-grained model and the interaction between molecular chains are set.

フィラー粒子11a間の相互作用及びポリマー粒子21a間の相互作用を調整する計算パラメーターとしては、下記式(1)で表されるレナード・ジョーンズポテンシャルのσ、εを用い、これらが調整される。ポテンシャルを計算する上限距離(カットオフ距離)を大きくすることで、遠距離まで働いた引力、斥力を調整できる。なお、フィラー粒子11a間の相互作用及びポリマー粒子21a間の相互作用が一定値になるまで順次、フィラー粒子11a間の相互作用及びポリマー粒子21a間の相互作用のパラメーターを小さくすることが好ましい。レナード・ジョーンズポテンシャルのσ、εを大きな値から徐々に本来の値に近づけることにより、分子を不自然な状態に導かない穏やかな速度で粒子の接近を行うことができる。また、カットオフ距離も徐々に小さくすることにより、適正な範囲で引力、斥力を調整できる。   As calculation parameters for adjusting the interaction between the filler particles 11a and the interaction between the polymer particles 21a, σ and ε of Leonard-Jones potential expressed by the following formula (1) are used, and these are adjusted. By increasing the upper limit distance (cutoff distance) for calculating the potential, it is possible to adjust the attractive force and repulsive force that worked to a long distance. It is preferable that the interaction parameter between the filler particles 11a and the interaction between the polymer particles 21a are sequentially reduced until the interaction between the filler particles 11a and the interaction between the polymer particles 21a reach a constant value. By gradually bringing the σ and ε of the Leonard-Jones potential closer to the original values from large values, it is possible to approach the particles at a gentle speed that does not lead the molecule to an unnatural state. Further, by gradually reducing the cut-off distance, the attractive force and the repulsive force can be adjusted within an appropriate range.

Figure 2017129977
Figure 2017129977

条件設定部52bは、架橋解析、並びに、緩和解析、伸張解析、変温解析及び変圧解析などの各種数値解析などの各種解析条件を設定する。解析部52cは、条件設定部52bによって設定された解析条件に基づいてポリマーモデル21の架橋解析及び解析用モデル1の各種数値解析を実行する。また、解析部52cは、第1フィラーモデル11の周囲に第1解析対象領域A11を設定すると共に、第2フィラーモデル12の周囲に第2解析対象領域A12を設定する。また、解析部52cは、第1解析対象領域A11内のポリマー粒子21aに代表点P1などを設定し、第2解析対象領域A12内のポリマー粒子21aに代表点P2などを設定する。そして、解析部52cは、第2フィラーモデル12の周囲に設定された第2解析対象領域A12内に一部が存在する特定のポリマーモデル21の代表点P1と代表点P2との間の経路を解析する。   The condition setting unit 52b sets various analysis conditions such as cross-linking analysis, various numerical analyzes such as relaxation analysis, extension analysis, temperature change analysis, and transformer analysis. The analysis unit 52c performs a cross-linking analysis of the polymer model 21 and various numerical analyzes of the analysis model 1 based on the analysis conditions set by the condition setting unit 52b. The analysis unit 52 c sets the first analysis target area A <b> 11 around the first filler model 11, and sets the second analysis target area A <b> 12 around the second filler model 12. The analysis unit 52c sets a representative point P1 or the like for the polymer particle 21a in the first analysis target area A11, and sets a representative point P2 or the like for the polymer particle 21a in the second analysis target area A12. And the analysis part 52c shows the path | route between the representative point P1 of the specific polymer model 21 in which a part exists in 2nd analysis object area | region A12 set around the 2nd filler model 12, and the representative point P2. To analyze.

記憶部54は、ハードディスク装置、光磁気ディスク装置、フラッシュメモリ及びCD−ROMなどの読み出しのみが可能な記録媒体である不揮発性のメモリ、並びに、RAM(Random Access Memory)のような読み出し及び書き込みが可能な記録媒体である揮発性のメモリが適宜組み合わせられる。   The storage unit 54 is a non-volatile memory that is a readable recording medium such as a hard disk device, a magneto-optical disk device, a flash memory, and a CD-ROM, and a read / write operation such as a RAM (Random Access Memory). A volatile memory which is a possible recording medium is appropriately combined.

記憶部54には、入力手段53を介して解析対象となる複合材料の解析用モデルを作成するためのデータであるゴムカーボンブラック、シリカ、及びアルミナなどのフィラーのデータ、ゴム、樹脂、及びエラストマーなどのポリマーのデータ、予め設定した物理量履歴である応力ひずみ曲線及び本実施の形態に係る複合材料の解析用モデルの作成方法、複合材料の解析方法を実現するためのコンピュータプログラムなどが格納されている。このコンピュータプログラムは、コンピュータ又はコンピュータシステムに既に記録されているコンピュータプログラムとの組み合わせによって、本実施の形態に係る複合材料の解析方法を実現できるものであってもよい。ここでいう「コンピュータシステム」とは、OS(Operating System)及び周辺機器などのハードウェアを含むものとする。   In the storage unit 54, data on fillers such as rubber carbon black, silica, and alumina, which are data for creating a model for analysis of a composite material to be analyzed via the input means 53, rubber, resin, and elastomer Such as polymer data, stress strain curves that are physical quantity history set in advance, a method for creating a composite material analysis model according to the present embodiment, a computer program for realizing a composite material analysis method, and the like. Yes. This computer program may be capable of realizing the composite material analysis method according to the present embodiment in combination with a computer program already recorded in a computer or computer system. The “computer system” here includes hardware such as an OS (Operating System) and peripheral devices.

表示手段55は、例えば、液晶表示装置等の表示用デバイスである。なお、記憶部54は、データベースサーバなどの他の装置内にあってもよい。例えば、解析装置50は、入出力装置51を備えた端末装置から通信により処理部52及び記憶部54にアクセスするものであってもよい。   The display means 55 is a display device such as a liquid crystal display device. The storage unit 54 may be in another device such as a database server. For example, the analysis device 50 may access the processing unit 52 and the storage unit 54 by communication from a terminal device including the input / output device 51.

次に、再び図1を参照して。本実施の形態に係る複合材料の解析方法についてより詳細に説明する。   Next, referring again to FIG. The composite material analysis method according to the present embodiment will be described in more detail.

図1に示すように、モデル作成部52aが、所定のモデル作成領域A内に未架橋のポリマーモデル21を作成すると共にフィラーモデル11を作成する(ステップST11)。未架橋のポリマーモデル21は、図2に示したように、複数のポリマー粒子21aが結合鎖21bによって連結されてなるものである。ここでは、モデル作成部52aは、必要に応じて複数のフィラーモデル11及び複数のポリマーモデル21を作成する。次に、モデル作成部52aは、作成したフィラーモデル11中に未架橋のポリマーモデル21を配置して複合材料の解析用モデル1を作成する。ここでは、モデル作成部52aは、初期条件の設定の後、平衡化計算を行う。平衡化計算では、所定の温度、密度及び圧力で、初期設定後の各種構成要素が平衡状態に到達する所定の時間、分子動力学計算を行う。そして、モデル作成部52aは、初期条件の設定及び平衡化の計算処理後に、計算領域内に設定した複合材料の解析用モデルを作成するモデル作成領域A内にポリマー粒子21a及び結合鎖21bを含むポリマーモデル21及びフィラー粒子11aを含むフィラーモデル11を作成する。また、モデル作成部52aは、必要に応じてポリマーにフィラーとの親和性を高める水酸基、カルボニル基、及び原子団の官能基などの変性剤を配合してもよい。   As shown in FIG. 1, the model creation unit 52a creates an uncrosslinked polymer model 21 in a predetermined model creation region A and creates a filler model 11 (step ST11). As shown in FIG. 2, the uncrosslinked polymer model 21 is formed by connecting a plurality of polymer particles 21a with a bonding chain 21b. Here, the model creation unit 52a creates a plurality of filler models 11 and a plurality of polymer models 21 as necessary. Next, the model creation unit 52 a creates the composite material analysis model 1 by placing the uncrosslinked polymer model 21 in the created filler model 11. Here, the model creation unit 52a performs the balancing calculation after setting the initial conditions. In the equilibration calculation, molecular dynamics calculation is performed at a predetermined temperature, density, and pressure for a predetermined time for various components after the initial setting to reach an equilibrium state. The model creation unit 52a includes the polymer particles 21a and the bonding chains 21b in the model creation region A for creating a composite material analysis model set in the calculation region after the initial condition setting and equilibration calculation processing. A filler model 11 including a polymer model 21 and filler particles 11a is created. Moreover, the model creation part 52a may mix | blend modifiers, such as a hydroxyl group, a carbonyl group, and a functional group of an atomic group which raise affinity with a filler to a polymer as needed.

次に、条件設定部52bが、モデル作成部52aで作成した複合材料の解析用モデル1を用いた分子動力学法による架橋解析、数値解析及び運動解析(シミュレーション)を実行するための各種条件を設定する。条件設定部52bは、入力手段53からの入力及び記憶部54に記憶されている情報に基づいて各種条件を設定する。各種条件としては、解析を実行するフィラーモデル11の位置及び数、フィラー原子、フィラー原子団、フィラー粒子11a及びフィラー粒子群の位置及び数、フィラー粒子11a番号、ポリマーの分子鎖の位置及び数、ポリマー原子、ポリマー原子団、ポリマー粒子21a及びポリマー粒子群の位置及び数、ポリマー粒子番号、結合鎖21b及び結合鎖21bの位置及び数、結合鎖21bの番号、予め設定した物理量履歴である応力ひずみ曲線及び条件を変更しない固定値などが含まれる。   Next, the condition setting unit 52b sets various conditions for executing cross-linking analysis, numerical analysis, and motion analysis (simulation) by the molecular dynamics method using the composite material analysis model 1 created by the model creation unit 52a. Set. The condition setting unit 52 b sets various conditions based on the input from the input unit 53 and the information stored in the storage unit 54. As various conditions, the position and number of the filler model 11 for performing the analysis, the position and number of the filler atom, the filler atomic group, the filler particle 11a and the filler particle group, the filler particle 11a number, the position and number of the molecular chain of the polymer, Position and number of polymer atom, polymer atomic group, polymer particle 21a and polymer particle group, polymer particle number, position and number of bonding chain 21b and bonding chain 21b, number of bonding chain 21b, stress strain which is a preset physical quantity history Curves and fixed values that do not change conditions are included.

次に、解析部52cは、複合材料の解析用モデル1中の未架橋のポリマーモデル中に架橋解析を実行して架橋点を作成する(ステップST12)。ここでは、モデル作成部52aは、未架橋のポリマーモデル21の中の所定のポリマー粒子21aを特定して架橋点を作成する。これにより、複合材料の解析用モデル1は、複数のポリマーモデル21によって架橋後の大きなポリマーモデル21が作成される。なお、ここでの架橋とは、3つ以上の結合鎖21bが接続してなるポリマー粒子21aを含むポリマーモデル21を形成することをいう。   Next, the analysis part 52c performs a bridge | crosslinking analysis in the uncrosslinked polymer model in the analysis model 1 of a composite material, and produces a crosslinking point (step ST12). Here, the model creation unit 52a identifies predetermined polymer particles 21a in the uncrosslinked polymer model 21, and creates a crosslinking point. As a result, in the composite material analysis model 1, a large polymer model 21 after crosslinking is created by the plurality of polymer models 21. Here, the term “crosslinking” refers to forming a polymer model 21 including polymer particles 21a formed by connecting three or more bonding chains 21b.

次に、解析部52cは、架橋解析後の解析用モデル1に相互作用を設定して各種数値解析を実施する(ステップST13)、ここでの相互作用としては、例えば、フィラー粒子11a間、ポリマー粒子21a間、フィラー粒子11aとポリマー粒子21aとの間の相互作用及びフィラー粒子11aとポリマー粒子21aとが結合鎖で結合した状態の相互作用が挙げられるが、これらの全てに設定する必要はない。また、解析部52cは、ポリマーモデル21が複数種類のポリマーモデルを含有する場合には、各ポリマーモデル21を構成するポリマー粒子21aとフィラー粒子11a及びポリマー粒子21aとの間に設定してもよい。さらに、この場合にあっては、解析部52cは、作成するポリマーモデル21の種類に応じて、例えば、第1のポリマーモデル21を構成するポリマー粒子21aとフィラー粒子11aとの間の第1相互作用と第2のポリマーモデル21を構成するポリマー粒子21aと当該フィラー粒子11aとの間の第2相互作用とを異なる相互作用として設定してもよい。また、数値解析としては、モデル作成部52aによって作成されたフィラーモデル11及びポリマーモデル21を含む複合材料の解析用モデル1を用いた分子動力学法による緩和解析、伸張解析、変温解析、変圧解析、及びせん断解析などの変形解析などの運動解析による数値解析などが挙げられる。また、解析部51cは、数値解析による運動解析の結果得られる運動変位及び公称応力又は運動変位を演算して得られる公称ひずみなどの各種物理量を取得する。このような数値解析により、解析時間毎に変化する解析用モデル全体のポリマー分子の結合長及びポリマー粒子速度、架橋点間と自由末端の速度又は結合長、配向などの物理量などのセグメントの状態変化を表す数値とひずみとの関係、解析時間毎に変化するポリマー分子の結合長及びポリマー粒子速度などのセグメントの状態変化を表す数値と圧力又は解析時間との関係、及び解析時間毎に変化するポリマー分子の結合長及びポリマー粒子速度などのセグメントの状態変化を表す数値と温度又は解析時間との関係などを評価できるので、ポリマー分子の局所的な分子状態変化のより詳細な解析が可能となる。   Next, the analysis unit 52c sets the interaction in the analysis model 1 after the bridge analysis and performs various numerical analyzes (step ST13). Examples of the interaction here include the filler particles 11a, the polymer, and the like. The interaction between the particles 21a, the interaction between the filler particles 11a and the polymer particles 21a, and the interaction in the state where the filler particles 11a and the polymer particles 21a are bonded by a bonding chain are mentioned, but it is not necessary to set all of them. . Moreover, when the polymer model 21 contains a plurality of types of polymer models, the analysis unit 52c may be set between the polymer particles 21a, the filler particles 11a, and the polymer particles 21a constituting each polymer model 21. . Further, in this case, the analysis unit 52c, for example, according to the type of the polymer model 21 to be created, for example, the first mutual between the polymer particle 21a and the filler particle 11a constituting the first polymer model 21. The action and the second interaction between the polymer particles 21a constituting the second polymer model 21 and the filler particles 11a may be set as different interactions. As numerical analysis, relaxation analysis, extension analysis, temperature change analysis, transformation by molecular dynamics method using the model 1 for analysis of a composite material including the filler model 11 and the polymer model 21 created by the model creation unit 52a. Numerical analysis by motion analysis such as analysis and deformation analysis such as shear analysis can be given. The analysis unit 51c also acquires various physical quantities such as a nominal displacement obtained by calculating a motion displacement and a nominal stress or a motion displacement obtained as a result of the motion analysis by numerical analysis. By such numerical analysis, the state of the segment such as the bond length and polymer particle speed of the entire analytical model, the speed or bond length between the crosslink points and the free end, and physical quantities such as orientation, which change with the analysis time, are changed by the analysis time. The relationship between the numerical value representing the strain and the relationship between the numerical value representing the state change of the segment, such as the bond length of the polymer molecule and the polymer particle velocity changing at each analysis time, and the pressure or analysis time, and the polymer changing at every analysis time Since the relationship between the numerical value representing the state change of the segment such as the bond length of the molecule and the polymer particle velocity and the temperature or the analysis time can be evaluated, the local molecular state change of the polymer molecule can be analyzed in more detail.

次に、解析部52cは、数値解析後の解析用モデル1のフィラーモデル11の周囲に解析対象領域を設定する(ステップST14)。ここでは、解析部52cは、フィラーモデル11によってポリマーモデル21が相互作用による影響を受ける範囲を解析対象領域として設定する。次に、解析部52cは、第1フィラーモデル11の周囲に設定された第1解析対象領域A11内に一部が存在する特定のポリマーモデル21のポリマー粒子21aを第2粒子(例えば、代表点P1)として設定し、第1フィラーモデル11とは異なる第2フィラーモデル12の周囲に設定された第2解析対象領域A12内に一部が存在する特定のポリマーモデル21のポリマー粒子21aを第2粒子(例えば、代表点P2)として設定し、代表点P1と代表点P2との間の経路を解析する(ステップST15)。ここでは、解析部52cは、代表点P1(第1粒子)を第1解析対象領域A11の外縁に存在する最外粒子であるポリマー粒子21aに設定し、代表点P2(第2粒子)を第2解析対象領域A12の外縁に存在する最外粒子であるポリマー粒子21a(第2粒子)に設定してもよい。このように代表点P1、P2を設定することにより、解析部52cは、ポリマーモデル21を介した代表点P1と代表点P2との間の最短経路を解析することが可能となる。そして、この最短経路を解析することにより、解析部52cは、ポリマーモデル21内の第1解析対象領域A11内で代表点P1より第1フィラーモデル11側に存在するポリマー粒子21aと第2解析対象領域A12内で代表点P2より第2フィラーモデル12側に存在するポリマー粒子21aとの間の経路との重複計算を回避することができるので、ポリマーモデル21を介した第1フィラーモデル11と第2フィラーモデル12との間の経路を効率良く解析することが可能となる。また、解析部52cは、第1粒子として、代表点P1から所定数であるN個の第1フィラーモデル11側のポリマー粒子21aを設定してもよく、第2粒子として、代表点P2に対して所定数であるN個の第2フィラーモデル12側のポリマー粒子21aを設定してもよい。また、解析部52cは、代表点P1及び代表点P2を第1解析対象領域A11及び第2解析対象領域A12の最外粒子に設定する必要はなく、第1フィラーモデル11及び第2フィラーモデル12側の再内粒子であるポリマー粒子21aに設定してもよく、最外粒子と最内粒子との間に設定してもよい。さらに、解析部52cは、第1粒子及び第2粒子を必ずしも一つのポリマー粒子21aを設定する必要はなく、複数のポリマー粒子21aの粒子群を設定してもよい。このように設定することにより、解析時間中の短時間に第1解析対象領域A11及び第2解析対象領域A12内に混入したポリマー粒子21aの影響を排除して高精度で解析を行うことが可能となる。また、解析部52cは、第1粒子及び第2粒子を必ずしもポリマーモデル21の主鎖に属するポリマー粒子21aに設定する必要はなく、ポリマーモデル21間の架橋点間の副鎖及びポリマーモデル21の主鎖から分岐した自由末端鎖の副鎖に設定してもよい。また、解析部52cは、第1粒子及び第2粒子を架橋後のポリマーモデル21に設定してもよく、架橋前のポリマーモデル21に予め設定してもよい。次に、解析部52cは、解析した複合材料の解析結果を記憶部54に格納する。   Next, the analysis unit 52c sets an analysis target region around the filler model 11 of the analysis model 1 after numerical analysis (step ST14). Here, the analysis unit 52c sets a range in which the polymer model 21 is affected by the interaction by the filler model 11 as an analysis target region. Next, the analysis unit 52c converts the polymer particles 21a of the specific polymer model 21 partially existing in the first analysis target region A11 set around the first filler model 11 into second particles (for example, representative points). P1), the second polymer particle 21a of the specific polymer model 21 partially existing in the second analysis target region A12 set around the second filler model 12 different from the first filler model 11 It is set as a particle (for example, representative point P2), and the path between the representative point P1 and the representative point P2 is analyzed (step ST15). Here, the analysis unit 52c sets the representative point P1 (first particle) to the polymer particle 21a which is the outermost particle present on the outer edge of the first analysis target region A11, and sets the representative point P2 (second particle) to the first. 2 You may set to the polymer particle 21a (2nd particle) which is the outermost particle which exists in the outer edge of analysis object area | region A12. By setting the representative points P1 and P2 in this way, the analysis unit 52c can analyze the shortest path between the representative point P1 and the representative point P2 via the polymer model 21. Then, by analyzing this shortest path, the analysis unit 52c causes the polymer particles 21a existing on the first filler model 11 side from the representative point P1 in the first analysis target area A11 in the polymer model 21 and the second analysis target. Since it is possible to avoid overlapping calculation with the path between the polymer particle 21a existing on the second filler model 12 side from the representative point P2 in the region A12, the first filler model 11 and the first filler model 11 via the polymer model 21 can be avoided. It is possible to efficiently analyze the path between the two filler models 12. In addition, the analysis unit 52c may set N polymer particles 21a on the first filler model 11 side, which is a predetermined number from the representative point P1, as the first particle, and the second particle may be set with respect to the representative point P2. Alternatively, a predetermined number N of polymer particles 21a on the second filler model 12 side may be set. The analysis unit 52c does not need to set the representative point P1 and the representative point P2 as the outermost particles of the first analysis target region A11 and the second analysis target region A12, and the first filler model 11 and the second filler model 12 are not required. It may be set to the polymer particle 21a which is the re-inner particle on the side, or may be set between the outermost particle and the innermost particle. Furthermore, the analysis unit 52c does not necessarily need to set one polymer particle 21a as the first particle and the second particle, and may set a particle group of a plurality of polymer particles 21a. By setting in this way, it is possible to eliminate the influence of the polymer particles 21a mixed in the first analysis target region A11 and the second analysis target region A12 in a short time during the analysis time and perform analysis with high accuracy. It becomes. The analysis unit 52c does not necessarily set the first particle and the second particle as the polymer particle 21a belonging to the main chain of the polymer model 21, and the sub-chain between the crosslinking points between the polymer models 21 and the polymer model 21 You may set to the subchain of the free end chain branched from the main chain. The analysis unit 52c may set the first particle and the second particle in the polymer model 21 after crosslinking, or may be set in advance in the polymer model 21 before crosslinking. Next, the analysis unit 52 c stores the analysis result of the analyzed composite material in the storage unit 54.

解析部52cは、第1粒子と第2粒子との間の経路長となる代表点P1と代表点P2との間の経路長を解析することが好ましい。これにより、代表点P1と代表点P2との間の距離の解析が可能となるので、複合材料の変形に伴うエネルギーロスなどの材料特定(ヒステリシス)と複合材料のナノ構造とのメカニズムとの関係をより一層明らかにすることが可能となる。また、解析部52cは、第1粒子と第2粒子との間の最短距離となる代表点P1と代表点P2との間の最短経路を解析することが好ましい。これにより、複合材料の解析方法は、第1フィラーモデル11と第2フィラーモデル12との間の相互作用に最も寄与する最短経路を解析できると共に、ポリマーモデル21の第1粒子と第2粒子との間の最短経路以外の経路(例えば、代表点P1と点P4との間の経路など)の重複解析を防ぐことができる。これにより、更に効率良く高精度で複合材料の材料特性の解析が可能となり、フィラーモデル11、12間のポリマーモデルのネットワークを効率良く解析できる。   The analysis unit 52c preferably analyzes the path length between the representative point P1 and the representative point P2 that is the path length between the first particle and the second particle. As a result, the distance between the representative point P1 and the representative point P2 can be analyzed, and the relationship between the material specification (hysteresis) such as energy loss accompanying the deformation of the composite material and the nanostructure of the composite material. Can be further clarified. Moreover, it is preferable that the analysis part 52c analyzes the shortest path | route between the representative point P1 and the representative point P2 used as the shortest distance between 1st particle | grains and 2nd particle | grains. Thereby, the analysis method of the composite material can analyze the shortest path that contributes most to the interaction between the first filler model 11 and the second filler model 12, and the first and second particles of the polymer model 21 It is possible to prevent duplication analysis of routes other than the shortest route between (for example, a route between the representative point P1 and the point P4). As a result, the material characteristics of the composite material can be analyzed more efficiently and with high accuracy, and the polymer model network between the filler models 11 and 12 can be analyzed efficiently.

また、解析部52cは、第1解析対象領域A11内に一部が存在する複数のポリマーモデル21に属する第1ポリマー粒子群と、第2解析対象領域内に一部が存在する複数のポリマーモデル21に属する第2ポリマー粒子群との間の経路を複数抽出し、第1解析対象領域A1内と第2解析対象領域A2内との間に亘って存在する最短経路の前記ポリマーモデル21を解析することが好ましい。これにより、複合材料の解析方法は、第1フィラーモデル11と第2フィラーモデル12との間に介在する複数のポリマーモデル21の中から第1フィラーモデル11と第2フィラーモデル12との間に介在する最短経路に属するポリマーモデル21を解析することができる。この結果、複合材料の解析方法は、第1フィラーモデル11と第2フィラーモデル12との間のポリマーネットワークを更に効率良く解析することが可能となる。   The analysis unit 52c includes a first polymer particle group belonging to a plurality of polymer models 21 partially existing in the first analysis target region A11 and a plurality of polymer models partially existing in the second analysis target region. A plurality of paths between the second polymer particle group belonging to 21 are extracted, and the polymer model 21 of the shortest path existing in the first analysis target area A1 and the second analysis target area A2 is analyzed. It is preferable to do. Thereby, the analysis method of a composite material is between the 1st filler model 11 and the 2nd filler model 12 among the several polymer models 21 interposed between the 1st filler model 11 and the 2nd filler model 12. The polymer model 21 belonging to the shortest path interposed can be analyzed. As a result, the composite material analysis method can more efficiently analyze the polymer network between the first filler model 11 and the second filler model 12.

さらに、解析部52cは、特定のポリマーモデル21の第1解析対象領域A1内の第1粒子を複数抽出して第1粒子群とすると共に、第2解析対象領域A2内の第2粒子を複数抽出して第2粒子群とし、第1粒子群に属する複数の第1粒子と前記第2粒子群に属する複数の第2粒子との間の経路をそれぞれ解析することが好ましい。これにより、複合材料の解析方法は、第1フィラーモデル11と第2フィラーモデル12との間の特定のポリマーモデル21の複数の経路を解析することができるので、第1フィラーモデル11と第2フィラーモデル12との間のポリマーネットワークを更に効率良く解析することが可能となる。   Furthermore, the analysis unit 52c extracts a plurality of first particles in the first analysis target region A1 of the specific polymer model 21 to form a first particle group, and a plurality of second particles in the second analysis target region A2. It is preferable to extract the second particle group and analyze the paths between the plurality of first particles belonging to the first particle group and the plurality of second particles belonging to the second particle group. Thereby, since the analysis method of a composite material can analyze the several path | route of the specific polymer model 21 between the 1st filler model 11 and the 2nd filler model 12, the 1st filler model 11 and the 2nd It becomes possible to analyze the polymer network between the filler model 12 more efficiently.

また、解析部52cは、第1粒子と第2粒子との間のポリマーモデル21のポリマー粒子21aの結合数及び粒子数の少なくとも一つを用いて経路を解析することが好ましい。これにより、複合材料の解析方法は、経路の解析時のポリマー粒子21aの熱揺らぎの影響を低減できるので、更に精度良く経路を解析することが可能となる。   The analysis unit 52c preferably analyzes the path using at least one of the number of bonds and the number of particles of the polymer particles 21a of the polymer model 21 between the first particles and the second particles. Thereby, the analysis method of the composite material can reduce the influence of the thermal fluctuation of the polymer particles 21a at the time of analyzing the path, so that the path can be analyzed with higher accuracy.

さらに、解析部52cは、変温解析により解析用モデル1を低温状態にして第1粒子と第2粒子との間の経路を解析することが好ましい。これにより、複合材料の解析方法は、経路の解析時のポリマー粒子21aの熱揺らぎの影響を低減できるので、更に精度良く経路を解析することが可能となる。   Furthermore, it is preferable that the analysis unit 52c analyze the path between the first particle and the second particle by changing the analysis model 1 to a low temperature state by temperature change analysis. Thereby, the analysis method of the composite material can reduce the influence of the thermal fluctuation of the polymer particles 21a at the time of analyzing the path, so that the path can be analyzed with higher accuracy.

また、解析部52cは、第1解析対象領域A1に属する第1特定領域A111内からポリマーモデル21の第1粒子を抽出し、第2解析対象領域A2に属する第2特定領域A112内からポリマーモデル21の第2粒子を抽出することが好ましい。これにより、複合材料の解析方法は、第1粒子及び第2粒子の抽出に必要な領域を削減できるので、更に効率良く第1粒子と第2粒子との間の経路を解析することが可能となる。   The analysis unit 52c extracts the first particles of the polymer model 21 from the first specific area A111 belonging to the first analysis target area A1, and the polymer model from the second specific area A112 belonging to the second analysis target area A2. It is preferable to extract 21 second particles. Thereby, since the analysis method of a composite material can reduce the area | region required for extraction of 1st particle | grains and 2nd particle | grains, it becomes possible to analyze the path | route between 1st particle | grains and 2nd particle | grains still more efficiently. Become.

さらに、解析部52cは、第1解析時間における第1粒子と第2粒子との間の第1経路と、第1解析時間とは異なる第2解析時間における第1粒子と第2粒子との間の第2経路とを解析することが好ましい。これにより、複合材料の解析方法は、複数の解析時間における第1粒子と第2粒子との間の経路を解析できるので、複合材料の解析用モデル1の時刻例における変化を解析することが可能となる。この結果、複合材料の解析方法は、例えば、伸張解析では、ポリマーモデルの伸張による経路の変化を解析することが可能となり、また緩和解析では、緩和解析によって得られるデータ数が増加するので、解析精度が更に向上する。   Furthermore, the analysis unit 52c includes a first path between the first particle and the second particle in the first analysis time, and a gap between the first particle and the second particle in the second analysis time different from the first analysis time. It is preferable to analyze the second path. Thereby, since the analysis method of a composite material can analyze the path | route between the 1st particle and the 2nd particle in several analysis time, it is possible to analyze the change in the time example of the model 1 for composite material analysis. It becomes. As a result, the composite material analysis method, for example, in extension analysis, can analyze path changes due to extension of the polymer model, and in relaxation analysis, the number of data obtained by relaxation analysis increases. The accuracy is further improved.

また、解析部52cは、第1粒子と第2粒子との間の経路に含まれる粒子又は結合を可視化することが好ましい。これにより、複合材料の解析方法は、第1フィラーモデル11と第2フィラーモデル12との間におけるポリマーモデル21の経路の形状を確認することができる。また、複合材料の解析方法は、第1解析対象領域A1内の第1フィラーモデル11及び第2解析対象領域A2内の第2フィラーモデル12をポリマーモデル21と共に可視化することにより、ポリマーモデル21を介した第1フィラーモデル11と第2フィラーモデル12との間の経路の配置を確認することができる。   Moreover, it is preferable that the analysis part 52c visualizes the particle | grains or coupling | bonding contained in the path | route between 1st particle | grains and 2nd particle | grains. Thereby, the analysis method of a composite material can confirm the shape of the path | route of the polymer model 21 between the 1st filler model 11 and the 2nd filler model 12. FIG. In addition, the composite material analysis method visualizes the first filler model 11 in the first analysis target area A1 and the second filler model 12 in the second analysis target area A2 together with the polymer model 21, thereby making the polymer model 21 The arrangement of the path between the first filler model 11 and the second filler model 12 can be confirmed.

さらに、解析部52cは、モデル作成部52aによって作成された相互にパラメーターが異なる第1フィラーモデル及び第2フィラーモデルを作成し、作成したポリマーモデル21の経路を解析してもよい。これにより、複合材料の解析方法は、ポリマーモデル21と第1フィラーモデル11及び第2フィラーモデル12との間の相互作用の強さ、体積分率、凝集構造などのフィラー形状がポリマーモデル21に与える影響を評価することができる。   Furthermore, the analysis unit 52c may create a first filler model and a second filler model that are created by the model creation unit 52a and have different parameters, and analyze the path of the created polymer model 21. Thereby, the analysis method of the composite material is such that the filler shape such as the strength of interaction, volume fraction, and aggregate structure between the polymer model 21 and the first filler model 11 and the second filler model 12 is the polymer model 21. The impact can be evaluated.

また、解析部52cは、解析用モデル1を用いた経路の解析を複数回実行し、回数毎の経路の変化を解析してもよい。これにより、複合材料の解析方法は、変形解析などによる解析用モデル1の変形が第1フィラーモデル11及び第2フィラーモデル12の近傍のポリマーモデル21の運動に与える影響を解析することができる。   Moreover, the analysis part 52c may perform the analysis of the path | route using the model 1 for analysis in multiple times, and may analyze the change of the path | route for every frequency | count. Thereby, the analysis method of a composite material can analyze the influence which the deformation | transformation of the model 1 for analysis by deformation | transformation analysis etc. has on the motion of the polymer model 21 in the vicinity of the first filler model 11 and the second filler model 12.

(実施例)
次に、本発明の効果を明確にするために行った実施例について説明する。なお、本発明は、以下の実施例によって何ら限定されるものではない。
(Example)
Next, examples performed for clarifying the effects of the present invention will be described. In addition, this invention is not limited at all by the following examples.

本発明者らは、力学応答が異なる2種類の複合材料のコンパウンドの解析用モデルである、カーボンを用いて作成したフィラーモデルを含む複合材料の第1解析用モデルと、シリカを用いて作成したフィラーモデルを含む複合材料の第2解析用モデルとをそれぞれ作成し、作成した第1解析用モデルと第2解析用モデルとの平衡状態におけるポリマーモデルのネットワークを解析して評価した。以下、本発明者らが調べた内容について説明する。   The inventors of the present invention have prepared a first analysis model of a composite material including a filler model created using carbon, which is a model for analyzing a compound of two types of composite materials having different mechanical responses, and silica. A second analysis model of the composite material including the filler model was created, and the polymer model network in an equilibrium state between the created first analysis model and the second analysis model was analyzed and evaluated. The contents examined by the inventors will be described below.

図10は、本発明の実施例に係る複合材料の解析用モデルの応力歪曲線を示す図であり、図11は、本発明の実施例に係る複合材料の解析用モデルの経路と経路数との関係のヒストグラムを示す図である。図10に示すように、第1解析用モデル101と第2解析用モデル102との応力歪曲線を対比すると、応力の増大に伴う歪の増大が、第1解析用モデル101(実線参照)に対して第2解析用モデル102(点線参照)の方が相対的に小さくなることが分かる。この結果は、第1解析用モデル101で用いたフィラーモデルのカーボンが、第2解析用モデル102で用いたフィラーモデルのシリカに対して、相対的にポリマーモデルとフィラーモデルとの間の相互作用に対して相対的に大きいために、第1解析用モデル101では、第2解析用モデル102に対してポリマーモデルがフィラーモデルに強く引き付けられて応力の増大に伴う歪の増大が大きくなり、ポリマーのネットワークが異なっていたためと考えられる。   FIG. 10 is a diagram illustrating a stress-strain curve of a composite material analysis model according to an embodiment of the present invention. FIG. 11 illustrates a composite material analysis model path and the number of paths according to the embodiment of the present invention. It is a figure which shows the histogram of these relationships. As shown in FIG. 10, when the stress-strain curves of the first analysis model 101 and the second analysis model 102 are compared, an increase in strain accompanying an increase in stress is applied to the first analysis model 101 (see the solid line). On the other hand, it can be seen that the second analysis model 102 (see the dotted line) is relatively small. This result shows that the filler model carbon used in the first analysis model 101 is relatively interacted with the filler model silica used in the second analysis model 102 between the polymer model and the filler model. Therefore, in the first analysis model 101, the polymer model is strongly attracted to the filler model with respect to the second analysis model 102, and the increase in strain accompanying the increase in stress is increased. This is thought to be because the network of was different.

図11に示すように、第1解析用モデル101と第2解析用モデル102との経路及び経路数を対比すると、経路の増大に伴う経路数が、第2解析用モデル102に対して第1解析用モデル101の方が相対的に大きく減少することが分かる。この結果は、第1解析用モデル101で用いたフィラーモデルのカーボンが、第2解析用モデル102で用いたフィラーモデルのシリカに対して、相対的にポリマーモデルとフィラーモデルとの間の相互作用に対して相対的に大きかったために、第1解析用モデル101では、第2解析用モデル102に対してフィラーモデルの周囲にポリマーモデルが強く引き付けられて、経路が短く、経路数が増大してポリマーのネットワークが異なったと考えられる。   As shown in FIG. 11, when the paths and the number of paths of the first analysis model 101 and the second analysis model 102 are compared, the number of paths associated with the increase in the path is the first with respect to the second analysis model 102. It can be seen that the analysis model 101 decreases relatively larger. This result shows that the filler model carbon used in the first analysis model 101 is relatively interacted with the filler model silica used in the second analysis model 102 between the polymer model and the filler model. Therefore, in the first analysis model 101, the polymer model is strongly attracted around the filler model with respect to the second analysis model 102, the path is short, and the number of paths is increased. The polymer network is thought to be different.

このように、上述した実施例によれば、フィラーモデルとして用いるフィラー種を変更してフィラーモデルとポリマーモデルとの間の相互作用を変更して解析用モデルを作成することにより、フィラー形状及びフィラー粒子の凝集構造などに基づくフィラーモデルとポリマーモデルとの間の相互作用を反映した応力歪曲線及び経路と経路数との関係のヒストグラムが得られることが分かる。これにより、本実施の形態によれば、フィラーモデルとポリマーモデルとの間の相互作用によって変化する経路に基づく複合材料の材料特性を精度良く解析することが可能となる。   Thus, according to the above-described embodiment, the filler shape and the filler can be obtained by changing the filler type used as the filler model and changing the interaction between the filler model and the polymer model to create the analysis model. It can be seen that a stress-strain curve reflecting the interaction between the filler model based on the particle aggregation structure and the like and the polymer model and a histogram of the relationship between the path and the number of paths can be obtained. Thereby, according to this Embodiment, it becomes possible to analyze accurately the material characteristic of the composite material based on the path | route which changes with interaction between a filler model and a polymer model.

以上説明したように、上記実施の形態に係る複合材料の解析方法によれば、フィラーモデルの近傍の解析対象領域内におけるポリマーモデルとフィラーモデルとの間の相互作用によって生じる経路に基づく複合材料の力学特性などを精度良く解析できるので、複合材料の材料特性を高い精度で解析することが可能となる。第1粒子と第2粒子との間に含まれるポリマー粒子の情報及び第1粒子と第2粒子との間の経路の形状を解析することも可能となる。これらにより、複合材料の変形に伴うエネルギーロスなどの材料特定(ヒステリシス)と複合材料のナノ構造とのメカニズムとの関係をより一層明らかにすることが可能となるので、複合材料のマリンス効果及び応力の立ち上がりなどの詳細な解析ができ、低燃費タイヤの開発の加速が可能となる。   As described above, according to the composite material analysis method according to the above-described embodiment, the composite material based on the path generated by the interaction between the polymer model and the filler model in the analysis target region in the vicinity of the filler model. Since the mechanical characteristics can be analyzed with high accuracy, the material characteristics of the composite material can be analyzed with high accuracy. It is also possible to analyze the information on the polymer particles contained between the first particles and the second particles and the shape of the path between the first particles and the second particles. As a result, it becomes possible to further clarify the relationship between the material identification (hysteresis) such as energy loss accompanying the deformation of the composite material and the mechanism of the nanostructure of the composite material. This enables detailed analysis of the rise of the vehicle and accelerates the development of fuel-efficient tires.

1、101、102 解析用モデル
11 第1フィラーモデル
12 第2フィラーモデル
11a、12a フィラー粒子
21 ポリマーモデル
21a ポリマー粒子
21b 結合鎖
50 解析装置
51 入出力装置
52 処理部
52a モデル作成部
52b 条件設定部
52c 解析部
53 入力手段
54 記憶部
55 表示手段
A モデル作成領域
A11 第1解析対象領域
A12 第2解析対象領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,101,102 Analysis model 11 1st filler model 12 2nd filler model 11a, 12a Filler particle 21 Polymer model 21a Polymer particle 21b Bond chain 50 Analyzing device 51 Input / output device 52 Processing unit 52a Model creation unit 52b Condition setting unit 52c Analysis unit 53 Input unit 54 Storage unit 55 Display unit A Model creation region A11 First analysis target region A12 Second analysis target region

Claims (13)

コンピュータを用いて分子動力学法により作成した複合材料の解析用モデルを用いた複合材料の解析方法であって、
複数のポリマー粒子によってポリマーをモデル化した複数のポリマーモデル及びフィラーをモデル化した複数のフィラーモデルを含む複合材料の解析用モデルを作成する第1ステップと、
前記ポリマーモデルを架橋解析により架橋させる第2ステップと、
架橋解析後の前記解析用モデルに相互作用を設定して数値解析を実施する第3ステップと、
数値解析後の前記解析用モデルの前記フィラーモデルの周囲に解析対象領域を設定する第4ステップと、
第1フィラーモデルの周囲に設定された第1解析対象領域内に一部が存在する特定のポリマーモデルの粒子群に属する第1粒子と、前記第1フィラーモデルとは異なる第2フィラーモデルの周囲に設定された第2解析対象領域内に一部が存在する前記特定のポリマーモデルの粒子群に属する第2粒子との間の経路を解析する第5ステップとを含むことを特徴とする、複合材料の解析方法。
A composite material analysis method using a composite material analysis model created by a molecular dynamics method using a computer,
A first step of creating a model for analysis of a composite material including a plurality of polymer models modeling a polymer by a plurality of polymer particles and a plurality of filler models modeling a filler;
A second step of crosslinking the polymer model by crosslinking analysis;
A third step of setting an interaction in the analysis model after the bridge analysis and performing a numerical analysis;
A fourth step of setting an analysis target region around the filler model of the analysis model after numerical analysis;
A first particle belonging to a particle group of a specific polymer model partially existing in the first analysis target region set around the first filler model, and a second filler model that is different from the first filler model And a fifth step of analyzing a path between the second particle belonging to the particle group of the specific polymer model partially existing in the second analysis target region set to Material analysis method.
前記第5ステップにおいて、前記第1解析対象領域内に一部が存在する複数の前記ポリマーモデルに属する第1ポリマー粒子群と、前記第2解析対象領域内に一部が存在する複数の前記ポリマーモデルに属する第2ポリマー粒子群との間の経路を複数抽出し、前記第1解析対象領域内と前記第2解析対象領域内との間に亘って存在する前記ポリマーモデルの前記複数の経路を解析する、請求項1に記載の複合材料の解析方法。   In the fifth step, a first polymer particle group belonging to a plurality of the polymer models partially existing in the first analysis target region, and a plurality of the polymers partially existing in the second analysis target region A plurality of paths between the second polymer particles belonging to the model are extracted, and the plurality of paths of the polymer model existing between the first analysis target region and the second analysis target region are extracted. The method for analyzing a composite material according to claim 1, wherein analysis is performed. 前記第5ステップにおいて、前記第1粒子と前記第2粒子との間の経路長を解析する、請求項1又は請求項2に記載の複合材料の解析方法。   The composite material analysis method according to claim 1, wherein in the fifth step, a path length between the first particles and the second particles is analyzed. 前記第5ステップにおいて、前記第1粒子と前記第2粒子との間の最短経路を解析する、請求項1又は請求項2に記載の複合材料の解析方法。   The composite material analysis method according to claim 1, wherein in the fifth step, a shortest path between the first particles and the second particles is analyzed. 前記第5ステップにおいて、特定の前記ポリマーモデルの前記第1粒子を複数抽出して前記第1粒子群とすると共に、特定の前記ポリマーモデル前記第2粒子を複数抽出して前記第2粒子群とし、前記第1粒子群に属する複数の第1粒子と前記第2粒子群に属する複数の第2粒子との間の経路をそれぞれ解析する、請求項1に記載の複合材料の解析方法。   In the fifth step, a plurality of the first particles of the specific polymer model are extracted as the first particle group, and a plurality of the specific polymer models are extracted as the second particle group. The composite material analysis method according to claim 1, wherein paths between the plurality of first particles belonging to the first particle group and the plurality of second particles belonging to the second particle group are each analyzed. 前記第5ステップにおいて、前記第1粒子と前記第2粒子との間の前記ポリマーモデルの粒子の結合数及び粒子数の少なくとも一つを用いて前記経路を解析する、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の複合材料の解析方法。   The path is analyzed using at least one of the number of bonds and the number of particles of the polymer model between the first particles and the second particles in the fifth step. The method for analyzing a composite material according to any one of the above. 前記第5ステップにおいて、変温解析により前記解析用モデルを低温状態にして第1粒子と前記第2粒子との間の経路を解析する、請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の複合材料の解析方法。   The said 5th step WHEREIN: The path | route between 1st particle | grains and said 2nd particle | grains is analyzed by making the said model for analysis into a low-temperature state by temperature change analysis, The any one of Claim 1-6 Analysis method for composite materials. 前記第5ステップにおいて、前記第1解析対象領域に属する第1特定領域内から前記第1粒子を抽出し、前記第2解析対象領域に属する第2特定領域内から前記第2粒子を抽出する、請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の複合材料の解析方法。   In the fifth step, the first particles are extracted from the first specific region belonging to the first analysis target region, and the second particles are extracted from the second specific region belonging to the second analysis target region. The method for analyzing a composite material according to any one of claims 1 to 7. 前記第5ステップにおいて、第1解析時間において設定した前記第1粒子と前記第2粒子との間の第1経路と、前記第1解析時間とは異なる第2解析時間において設定した前記第1粒子と前記第2粒子との間の第2経路とをそれぞれ解析する、請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の複合材料の解析方法。   In the fifth step, the first particle set in the first analysis time and the first particle set in the second analysis time different from the first analysis time and the first path between the first particle and the second particle set in the first analysis time. The analysis method of the composite material of any one of Claims 1-8 which each analyzes the 2nd path | route between a 2nd particle | grain and the said 2nd particle | grain. さらに、前記第1粒子と前記第2粒子との間の経路に含まれる前記粒子及び結合の少なくとも一方を可視化する、請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の複合材料の解析方法。   The composite material analysis method according to any one of claims 1 to 9, further comprising visualizing at least one of the particles and bonds included in a path between the first particles and the second particles. . 前記第1ステップにおいて、前記ポリマーモデルとして相互にパラメーターが異なる第1ポリマーモデル及び第2ポリマーモデルを作成し、
前記第5ステップにおいて、第1ポリマーモデル及び前記第2ポリマーモデルの前記経路を解析して評価する、請求項1から請求項10のいずれか1項に記載の複合材料の解析方法。
In the first step, creating a first polymer model and a second polymer model having different parameters as the polymer model,
11. The method for analyzing a composite material according to claim 1, wherein, in the fifth step, the path of the first polymer model and the second polymer model is analyzed and evaluated.
前記第5ステップにおいて、前記解析用モデルを用いた前記経路の解析を複数回実行し、回数毎の経路の変化を評価する、請求項1から請求項11のいずれか1項に記載の複合材料の解析方法。   The composite material according to any one of claims 1 to 11, wherein in the fifth step, the analysis of the path using the analysis model is executed a plurality of times to evaluate a change in the path for each number of times. Analysis method. 請求項1から請求項12のいずれか1項に記載の複合材料の解析方法をコンピュータに実行させることを特徴とする、複合材料の解析用コンピュータプログラム。   A computer program for analyzing a composite material, which causes a computer to execute the method for analyzing a composite material according to any one of claims 1 to 12.
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