JP2017189957A - Viscoelastic body simulation method, viscoelastic body simulation apparatus, and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、コンピュータを用いた、未加硫ゴムおよび樹脂等の粘弾性体の加工後の変形を予測するシミュレーション方法、未加硫ゴムの加工後の変形を予測するシミュレーション装置およびプログラムに関し、特に、粘弾性体として、未加硫ゴムを押出加工する際の押出し後の未加硫ゴムの挙動の予測に利用可能な粘弾性体のシミュレーション方法、粘弾性体のシミュレーション装置およびプログラムに関する。 The present invention relates to a simulation method for predicting deformation after processing of viscoelastic bodies such as unvulcanized rubber and resin using a computer, and a simulation apparatus and program for predicting deformation after processing of unvulcanized rubber. The present invention relates to a viscoelastic body simulation method, a viscoelastic body simulation apparatus, and a program that can be used to predict the behavior of an unvulcanized rubber after extrusion when extruding unvulcanized rubber as a viscoelastic body.
現在、種々のものに対してシミュレーションされている。シミュレーションは内部の観察ができないものについて有効であり、ゴムまたはプラスチック等の押出成形において、押出機の流路内における粘弾性流体のシミュレーションがなされている。
例えば、特許文献１には、押出成形におけるゴムまたはプラスチック等の粘弾性流体の流動解析に用いられる流動シミュレーション方法が記載されている。
Currently, various types are simulated. The simulation is effective for those in which the inside cannot be observed. In extrusion molding of rubber or plastic, a viscoelastic fluid in the flow path of the extruder is simulated.
For example, Patent Document 1 describes a flow simulation method used for flow analysis of a viscoelastic fluid such as rubber or plastic in extrusion molding.
より具体的には、特許文献１には、押出機の流路内における未加硫ゴムの流動を以下に示すシミュレーション方法により解析することが記載されている。
シミュレーション方法としては、ステップ１１において、ダクトＤの初期計算格子を生成し、次いで、ステップ１２において、初期計算格子の全計算領域の格子点に初期値として一様流の条件を付与して、ステップ１３において、純粘性非ニュートン流体での数値計算により流れ場の解を求める予備解析を実施する。そして、ステップ１４において、格子点の移動による解適合格子法により、計算格子を更新する。ステップ１３において純粘性非ニュートン流体の非定常解、即ちある物理時刻での解を求める。
計算格子を更新した後、ステップ１５において、更新した計算格子に、初期値として、上記ステップ１３の純粘性非ニュートン流体の計算で得られた非定常解を対応する各計算格子点に付与して、ステップ１６において、粘弾性流体についての数値計算により、ある物理時刻ｔでの流れ場の解を求める。これにより、ある物理時刻での粘弾性流体での速度分布を得ることができる。なお、物理時刻ｔの設定は、解析対象及び目的等に応じて適宜に設定することができる。
More specifically, Patent Document 1 describes that the flow of unvulcanized rubber in the flow path of the extruder is analyzed by the simulation method shown below.
As a simulation method, in step 11, an initial calculation grid of the duct D is generated, and then in step 12, uniform flow conditions are given as initial values to the grid points of all calculation regions of the initial calculation grid. At 13, a preliminary analysis is performed to obtain a flow field solution by numerical calculation with a purely viscous non-Newtonian fluid. In step 14, the calculation grid is updated by a solution-matching grid method based on the movement of grid points. In step 13, an unsteady solution of a pure viscous non-Newtonian fluid, that is, a solution at a certain physical time is obtained.
After the calculation grid is updated, in step 15, the unsteady solution obtained by the calculation of the pure viscous non-Newtonian fluid in step 13 is given to each of the corresponding calculation grid points as an initial value in the updated calculation grid. In step 16, the solution of the flow field at a certain physical time t is obtained by numerical calculation of the viscoelastic fluid. Thereby, the velocity distribution in the viscoelastic fluid at a certain physical time can be obtained. The physical time t can be set as appropriate according to the analysis target, purpose, and the like.
次いで、ステップ１７において、次の物理時刻ｔ＝ｔ＋Δｔに進み、ステップ１８において、１つ前の物理時刻での粘弾性流体についての解に基づいて、格子点の移動による解適合格子法により、計算格子を更新する。更新方法は、ステップ１４と同様に行うことができる。そして、ステップ１９において、更新した計算格子に、１つ前の物理時刻での粘弾性流体の解を初期値として付与し、ステップ２０において、粘弾性流体についての数値計算により現物理時刻での粘弾性流体の解を求める。なお、ステップ１７において進める物理時刻の幅Δｔは、流れの変化度合い等に応じて適宜に設定することができる。
タイヤのトレッドゴム等のゴム部材の押出しにおいては、未加硫ゴムが流路内で環流していると局部的に滞留時間が長くなるため、ゴム焼けが生じて均質な押出しが妨げられる。一方で、押出機内において実際に環流部を確認することは容易ではないことから上述のシミュレーション方法が有効である。
Next, in step 17, the process proceeds to the next physical time t = t + Δt. In step 18, the calculation is performed by the solution-adapted lattice method by moving lattice points based on the solution for the viscoelastic fluid at the previous physical time. Update the grid. The update method can be performed in the same manner as in step 14. In step 19, the updated calculation grid is given the solution of the viscoelastic fluid at the previous physical time as an initial value, and in step 20, the viscosity at the current physical time is calculated by numerical calculation for the viscoelastic fluid. Find the solution of the elastic fluid. The physical time width Δt advanced in step 17 can be set as appropriate according to the degree of change in flow and the like.
In extruding a rubber member such as a tread rubber of a tire, when the unvulcanized rubber is circulating in the flow path, the residence time is locally increased, so that the rubber is burned and homogeneous extrusion is prevented. On the other hand, since it is not easy to actually confirm the circulating portion in the extruder, the above simulation method is effective.
ゴム等の粘弾性体を押出加工する際、押出機内の形状、押出し条件、および押し出すゴムの物性等により、押出し後のゴム形状が所定形状から変化してしまい、その後の加硫工程または加硫後の製品の品質を低下させる原因となる。従って、押出し後の変形を予測することは、ゴム等の粘弾性体の加工において重要である。
しかしながら、上述の特許文献１に記載の粘弾性流体のシミュレーション方法では、押出し前の状態は考慮されているが、押出し後の変形が考慮されておらず、押出し後の変形を予測することができないのが現状である。
When extruding viscoelastic materials such as rubber, the rubber shape after extrusion changes from the predetermined shape due to the shape in the extruder, extrusion conditions, physical properties of the extruded rubber, etc., and the subsequent vulcanization process or vulcanization It causes the quality of later products to deteriorate. Therefore, predicting deformation after extrusion is important in processing viscoelastic bodies such as rubber.
However, in the viscoelastic fluid simulation method described in Patent Document 1 described above, the state before extrusion is considered, but the deformation after extrusion is not considered, and the deformation after extrusion cannot be predicted. is the current situation.
本発明の目的は、前述の従来技術に基づく問題点を解消し、加工後の変形を予測することができる粘弾性体のシミュレーション方法、粘弾性体のシミュレーション装置およびプログラムを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a viscoelastic body simulation method, a viscoelastic body simulation apparatus, and a program capable of solving the problems based on the above-described prior art and predicting deformation after processing.
上述の目的を達成するために、本発明は、コンピュータで解析可能な、流入部と流出部を有する流体解析モデルにおける粘弾性体の、コンピュータで解析可能な粘弾性モデルを設定し、粘弾性モデルによる流体解析を実行する工程と、流体解析の結果得られた流線上の粘弾性応力から構造解析入力用応力を演算する工程と、流体解析モデルの流出部の流出口の形状を断面とした、コンピュータで解析可能な構造解析モデルを設定する工程と、構造解析モデルに対して、構造解析入力用応力を初期応力として設定し構造解析を実行する工程とを有することを特徴とする粘弾性体のシミュレーション方法を提供するものである。 In order to achieve the above-described object, the present invention sets a viscoelastic model that can be analyzed by a computer, and sets a viscoelastic model in a fluid analysis model having an inflow portion and an outflow portion that can be analyzed by a computer. The process of performing fluid analysis by, the process of calculating the stress for structural analysis input from the viscoelastic stress on the streamline obtained as a result of the fluid analysis, and the shape of the outlet of the outflow part of the fluid analysis model as a cross section, A viscoelastic body comprising: a step of setting a structural analysis model that can be analyzed by a computer; and a step of executing structural analysis by setting a structural analysis input stress as an initial stress for the structural analysis model. A simulation method is provided.
構造解析入力用応力として、流体解析における流線上の粘弾性応力の最大値、流体解析における流線上の粘弾性応力の最小値、流体解析における流線上の粘弾性応力の平均値、流体解析における流線上の流体移動時間、および流体解析における流線上の流速のうち、少なくとも１つを用いることが好ましい。
流体解析を実行する工程は、粘弾性体の温度変化をパラメータに加えたことが好ましい。構造解析を実行する工程は、粘弾性体の温度変化をパラメータに加えたことが好ましい。粘弾性体は、例えば、未加硫ゴムである。
As stress for structural analysis input, maximum value of viscoelastic stress on streamline in fluid analysis, minimum value of viscoelastic stress on streamline in fluid analysis, average value of viscoelastic stress on streamline in fluid analysis, flow in fluid analysis It is preferable to use at least one of the fluid moving time on the line and the flow velocity on the stream line in the fluid analysis.
In the step of executing the fluid analysis, it is preferable to add the temperature change of the viscoelastic body to the parameter. In the step of executing the structural analysis, it is preferable to add the temperature change of the viscoelastic body to the parameter. The viscoelastic body is, for example, unvulcanized rubber.
本発明は、コンピュータで解析可能な、流入部と流出部を有する流体解析モデルを作成する流体解析モデル作成部と、流体解析モデルの流出部の流出口の形状を断面とした、コンピュータで解析可能な構造解析モデルを作成する構造解析モデル作成部と、流体解析モデルにおける粘弾性体の、コンピュータで解析可能な粘弾性モデルを設定する設定部と、粘弾性モデルによる流体解析を実行する解析部と、流体解析の結果得られた流線上の粘弾性応力から構造解析入力用応力を演算する演算部とを有し、さらに、解析部は、構造解析モデルにおいて、構造解析入力用応力を初期応力として設定し構造解析を実行するものであることを特徴とする粘弾性体のシミュレーション装置を提供するものである。 The present invention can be analyzed by a computer with a fluid analysis model creation unit that creates a fluid analysis model having an inflow part and an outflow part that can be analyzed by a computer, and a cross-sectional shape of the outlet of the outflow part of the fluid analysis model A structural analysis model creation unit that creates a simple structural analysis model, a setting unit that sets a viscoelastic model that can be analyzed by a computer of a viscoelastic body in a fluid analysis model, and an analysis unit that performs fluid analysis using a viscoelastic model A calculation unit for calculating a stress for structural analysis input from the viscoelastic stress on the streamline obtained as a result of the fluid analysis, and the analysis unit uses the stress for the structural analysis input as an initial stress in the structural analysis model. It is intended to provide a viscoelastic body simulation apparatus which is configured to execute structural analysis.
構造解析入力用応力として、流体解析における流線上の粘弾性応力の最大値、流体解析における流線上の粘弾性応力の最小値、流体解析における流線上の粘弾性応力の平均値、流体解析における流線上の流体移動時間、および流体解析における流線上の流速のうち、少なくとも１つを用いることが好ましい。
解析部は、粘弾性体の温度変化をパラメータに加えて流体解析を実行することが好ましい。解析部は、粘弾性体の温度変化をパラメータに加えて構造解析を実行することが好ましい。粘弾性体は、例えば、未加硫ゴムである。
As stress for structural analysis input, maximum value of viscoelastic stress on streamline in fluid analysis, minimum value of viscoelastic stress on streamline in fluid analysis, average value of viscoelastic stress on streamline in fluid analysis, flow in fluid analysis It is preferable to use at least one of the fluid moving time on the line and the flow velocity on the stream line in the fluid analysis.
The analysis unit preferably performs the fluid analysis by adding the temperature change of the viscoelastic body to the parameter. The analysis unit preferably performs structural analysis by adding a temperature change of the viscoelastic body to the parameter. The viscoelastic body is, for example, unvulcanized rubber.
本発明は、本発明の粘弾性体のシミュレーション方法の各工程を手順としてコンピュータに実行させるためのプログラムを提供するものである。 This invention provides the program for making a computer perform each process of the simulation method of the viscoelastic body of this invention as a procedure.
本発明によれば、未加硫ゴム等の粘弾性体を加工する際の加工後の未加硫ゴム等の粘弾性体の挙動を予測することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the behavior of viscoelastic bodies, such as unvulcanized rubber after a process at the time of processing viscoelastic bodies, such as an unvulcanized rubber, can be estimated.
以下に、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて、本発明の粘弾性体のシミュレーション方法、粘弾性体のシミュレーション装置およびプログラムを詳細に説明する。
図１は本発明の実施形態の粘弾性体のシミュレーション方法に用いられるシミュレーション装置を示す模式図であり、図２は本発明の実施形態の粘弾性体のシミュレーション方法を示すフローチャートである。
Hereinafter, a viscoelastic body simulation method, a viscoelastic body simulation apparatus, and a program according to the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram showing a simulation apparatus used in the viscoelastic body simulation method of the embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a flowchart showing the viscoelastic body simulation method of the embodiment of the present invention.
図１に示すシミュレーション装置１０（以下、単に処理装置１０という）は、本発明の粘弾性体のシミュレーション方法を実施する装置の一例である。処理装置１０は、コンピュータ等のハードウェアを用いて構成される。本発明の粘弾性体のシミュレーション方法には、図１に示す処理装置１０が用いられるが、粘弾性体のシミュレーション方法をコンピュータ等のハードウェアおよびソフトウェアを用いて実行することができれば処理装置１０に限定されるものではない。
粘弾性体とは、例えば、未加硫ゴム、および樹脂等である。
A simulation apparatus 10 (hereinafter, simply referred to as a processing apparatus 10) shown in FIG. 1 is an example of an apparatus that implements the viscoelastic body simulation method of the present invention. The processing device 10 is configured using hardware such as a computer. The processing apparatus 10 shown in FIG. 1 is used in the viscoelastic body simulation method of the present invention. If the viscoelastic body simulation method can be executed using hardware and software such as a computer, the processing apparatus 10 is used. It is not limited.
A viscoelastic body is an unvulcanized rubber, resin, etc., for example.
処理装置１０は、処理部１２と、入力部１４と、表示部１６とを有する。処理部１２は、条件設定部２０、モデル作成部２２、解析部２４、演算部２６、メモリ２８、表示制御部３０および制御部３２を有する。この他に図示はしないがＲＯＭ等を有する。
処理部１２は、制御部３２により制御される。また、処理部１２において条件設定部２０、モデル作成部２２、解析部２４、演算部２６および表示制御部３０はメモリ２８に接続されており、条件設定部２０、モデル作成部２２、解析部２４、および演算部２６のデータがメモリ２８に記憶される。
The processing device 10 includes a processing unit 12, an input unit 14, and a display unit 16. The processing unit 12 includes a condition setting unit 20, a model creation unit 22, an analysis unit 24, a calculation unit 26, a memory 28, a display control unit 30, and a control unit 32. In addition, although not shown, it has a ROM and the like.
The processing unit 12 is controlled by the control unit 32. In the processing unit 12, the condition setting unit 20, the model creation unit 22, the analysis unit 24, the calculation unit 26, and the display control unit 30 are connected to the memory 28, and the condition setting unit 20, model creation unit 22, analysis unit 24 is connected. , And data of the calculation unit 26 are stored in the memory 28.
入力部１４は、マウスおよびキーボード等の各種情報をオペレータの指示により入力するための各種の入力デバイスである。表示部１６は、例えば、後述の流体解析モデル、粘弾性モデル、構造解析モデル、および粘弾性体のシミュレーション方法で得られた結果等を表示するものであり、公知の各種のディスプレイが用いられる。また、表示部１６には各種情報を出力媒体に表示するためのプリンタ等のデバイスも含まれる。 The input unit 14 is various input devices for inputting various information such as a mouse and a keyboard in accordance with an operator instruction. The display unit 16 displays, for example, results obtained by a fluid analysis model, a viscoelastic model, a structural analysis model, and a viscoelastic body simulation method, which will be described later, and various known displays are used. The display unit 16 also includes a device such as a printer for displaying various types of information on an output medium.
処理装置１０は、ＲＯＭ等の記憶媒体に記憶されたプログラム（コンピュータソフトウェア）を、制御部３２を用いて実行することにより、条件設定部２０、モデル作成部２２、解析部２４および演算部２６の各部を機能的に形成する。処理装置１０は、上述のように、プログラムが実行されることで各部位が機能するコンピュータによって構成されてもよいし、各部位が専用回路で構成された専用装置であってもよい。 The processing device 10 executes a program (computer software) stored in a storage medium such as a ROM by using the control unit 32, whereby the condition setting unit 20, the model creation unit 22, the analysis unit 24, and the calculation unit 26 Each part is formed functionally. As described above, the processing apparatus 10 may be configured by a computer in which each part functions by executing a program, or may be a dedicated apparatus in which each part is configured by a dedicated circuit.
条件設定部２０は、本実施形態の粘弾性体のシミュレーション方法において必要なコンピュータで解析可能な流体解析モデルおよび粘弾性モデルならびに構造解析モデルを作成するための各種のパラメータ、および解析条件等の各種の条件および情報が入力され、設定するものである。各種の条件および情報は入力部１４を介して入力される。条件設定部２０で設定する各種の条件および情報はメモリ２８に記憶される。 The condition setting unit 20 is a computer-analyzed fluid analysis model and viscoelastic model necessary for the viscoelastic body simulation method of the present embodiment, various parameters for creating a structural analysis model, and various analysis conditions and the like. The conditions and information are entered and set. Various conditions and information are input via the input unit 14. Various conditions and information set by the condition setting unit 20 are stored in the memory 28.
条件設定部２０には、コンピュータで解析可能な流体解析モデル、粘弾性モデルおよび構造解析モデルを作成するための各種のパラメータが設定される。
各種のパラメータとしては、流体解析モデルについては、例えば、流体解析モデル内の解析領域形状定義、流体解析モデルのメッシュ作成条件、境界条件、ならびに流体解析モデルの内の速度条件および圧力条件等である。
粘弾性モデルについては、例えば、粘性パラメータおよび粘弾性パラメータ等である。
構造解析モデルについては、例えば、解析領域形状定義、構造解析モデルのメッシュ作成条件、初期形状の定義、構造解析の対象の超弾性パラメータ、ならびに構造計算の際の境界条件および計算条件等である。
また、後述するように、流線上の粘弾性応力から、構造解析モデルに適用する構造解析入力用応力を演算するが、この流線の数および流線の間隔等の流線の設定条件、ならびに構造解析入力用応力の設定条件等がパラメータとして、条件設定部２０に設定される。
Various parameters for creating a fluid analysis model, a viscoelastic model, and a structural analysis model that can be analyzed by a computer are set in the condition setting unit 20.
As the various parameters, for the fluid analysis model, for example, the analysis region shape definition in the fluid analysis model, the conditions for creating the mesh of the fluid analysis model, the boundary conditions, the velocity condition and the pressure condition in the fluid analysis model, etc. .
Examples of the viscoelastic model include a viscosity parameter and a viscoelastic parameter.
The structural analysis model includes, for example, an analysis region shape definition, a mesh creation condition of the structural analysis model, an initial shape definition, a superelastic parameter to be subjected to the structural analysis, and boundary conditions and calculation conditions in the structural calculation.
Also, as will be described later, the stress for structural analysis input applied to the structural analysis model is calculated from the viscoelastic stress on the streamline, and the streamline setting conditions such as the number of streamlines and the streamline spacing, and Conditions for setting the structural analysis input stress are set in the condition setting unit 20 as parameters.
流体解析モデルの領域は、流入部と流出部が存在する領域とする。流入部への未加硫ゴムの流入量についても、パラメータとして設定される。
流体解析における粘弾性モデルには、例えば、ＰｏｗｅｒＬｏｗモデルであり、粘弾性モデルは、例えば、Ｏｌｄｒｏｙｄ−Ｂモデル、Ｇｉｅｓｅｋｕｓモデル、Ｐｈａｎ−Ｔｈｉｅｎ−Ｔａｎｎｅｒモデルを用いることができる。
流体解析の計算方法としては、例えば、有限差分法、有限要素法および格子ボルツマン法等による定常計算または非定常計算を用いることができる。
構造解析の計算方法としては、例えば、有限差分法または有限要素法が用いられる。弾性特性としては、例えば、線形材料特性、または超弾性材料特性がある。
未加硫ゴムの物性値としては、例えば、粘性がパラメータとして設定される。
また、未加硫ゴムは、ゴム単相であっても、ゴム単相に限定されるものではなく、カーボンブラックまたはシリカ等のフィラーを含んだゴムでもよい。
The region of the fluid analysis model is a region where an inflow portion and an outflow portion exist. The amount of unvulcanized rubber flowing into the inflow portion is also set as a parameter.
For example, the PowerLow model is used as the viscoelastic model in the fluid analysis, and the Oldroyd-B model, the Giesekus model, and the Phan-Tien-Tanner model can be used as the viscoelastic model, for example.
As a calculation method for fluid analysis, for example, steady calculation or non-stationary calculation by a finite difference method, a finite element method, a lattice Boltzmann method, or the like can be used.
As a calculation method for the structural analysis, for example, a finite difference method or a finite element method is used. Examples of the elastic property include a linear material property or a superelastic material property.
As a physical property value of the unvulcanized rubber, for example, viscosity is set as a parameter.
The unvulcanized rubber may be a rubber single phase or is not limited to a rubber single phase, and may be a rubber containing a filler such as carbon black or silica.
モデル作成部２２は、条件設定部２０に設定された上述の各種のパラメータに基づき、コンピュータで解析可能な流体解析モデル、粘弾性モデル、および構造解析モデルを作成するものである。流体解析モデルは、未加硫ゴム等の粘弾性体の流路を示すものであり、流入部と流出部を有する。
構造解析モデルは、未加硫ゴムが流路から出た状態の形状を示すものであり、流体解析モデルから出た状態の形状を示すものである。また、粘弾性モデルは、未加硫ゴムの粘弾性を示すものである。
The model creation unit 22 creates a fluid analysis model, a viscoelastic model, and a structural analysis model that can be analyzed by a computer based on the various parameters set in the condition setting unit 20. The fluid analysis model shows a flow path of a viscoelastic body such as unvulcanized rubber and has an inflow portion and an outflow portion.
The structural analysis model indicates a shape in a state in which the unvulcanized rubber has exited from the flow path, and indicates a shape in a state where the uncured rubber has exited from the fluid analysis model. Further, the viscoelastic model represents the viscoelasticity of unvulcanized rubber.
なお、モデル作成部２２で作成される流体解析モデル、粘弾性モデル、および構造解析モデルは、条件設定部２０で設定された各種類のパラメータを用いて作成されるが、流体解析モデル、粘弾性モデル、および構造解析モデルの作成には公知の作成方法を用いることができる。
例えば、未加硫ゴム等の粘弾性体の流路を複数の節点で構成される有限個の要素に分割して流体解析モデルを構成する。
流体解析モデルを構成する要素は、例えば、２次元平面では四辺形要素、３次元体では四面体ソリッド要素、五面体ソリッド要素、六面体ソリッド要素等のソリッド要素、三角形シェル要素、四角形シェル要素等のシェル要素、面要素等のコンピュータで解析可能な要素とする。このようにして分割された要素は、解析の過程においては、３次元モデルでは３次元座標を用いて、２次元モデルでは２次元座標を用いて逐一特定される。
流体解析モデルおよび粘弾性モデルでは、解析条件について、粘弾性体、例えば、未加硫ゴムの粘性を２００００（Ｐａ・ｓ）、流入量を４０００（ｍｍ３／ｓ）とし、壁面をｎｏｎ−ｓｌｉｐ条件とし、粘性モデルをＰｏｗｅｒＬｏｗモデル、粘弾性モデルをＯｌｄｒｏｙｄ−Ｂモデルの条件とする。
また、流体解析において、未加硫ゴム等の粘弾性体の温度変化に伴う物性値の変化、例えば、未加硫ゴムの物性値の温度依存性をパラメータとして設定してもよい。また、構造解析において、未加硫ゴム等の粘弾性体の温度変化に伴う物性値の変化、例えば、未加硫ゴムの物性値の温度依存性をパラメータとして設定してもよい。
Note that the fluid analysis model, viscoelastic model, and structural analysis model created by the model creation unit 22 are created using each type of parameters set by the condition setting unit 20, but the fluid analysis model, viscoelasticity, A known creation method can be used for creating the model and the structural analysis model.
For example, a fluid analysis model is configured by dividing a flow path of a viscoelastic body such as unvulcanized rubber into a finite number of elements including a plurality of nodes.
The elements constituting the fluid analysis model include, for example, a quadrilateral element in a two-dimensional plane, a tetrahedral solid element in a three-dimensional body, a solid element such as a pentahedral solid element, a hexahedral solid element, a triangular shell element, and a quadrangular shell element. Elements that can be analyzed by a computer, such as shell elements and surface elements. In the process of analysis, the elements divided in this way are identified one by one using three-dimensional coordinates in the three-dimensional model and using two-dimensional coordinates in the two-dimensional model.
In the fluid analysis model and the viscoelastic model, the viscoelastic body, for example, the viscosity of the unvulcanized rubber is 20000 (Pa · s), the inflow is 4000 (mm 3 / s), and the wall surface is non-slip. It is assumed that the viscosity model is a PowerLow model and the viscoelastic model is an Oldroyd-B model.
Further, in the fluid analysis, a change in physical property value accompanying a temperature change of a viscoelastic body such as unvulcanized rubber, for example, temperature dependence of the physical property value of unvulcanized rubber may be set as a parameter. Further, in the structural analysis, a change in physical property value accompanying a temperature change of a viscoelastic body such as unvulcanized rubber, for example, temperature dependence of the physical property value of unvulcanized rubber may be set as a parameter.
また、モデル作成部２２では、有限個の要素に分割して構造解析モデルを構成する。構造解析モデルを構成する要素は、上述の流体解析モデルと同じとすることができる。このため、詳細な説明は省略する。 In addition, the model creation unit 22 divides into a finite number of elements to construct a structural analysis model. Elements constituting the structural analysis model can be the same as those of the above-described fluid analysis model. For this reason, detailed description is omitted.
解析部２４は、流体解析モデルでの粘弾性モデルによる流体解析を実行するものである。解析部２４では、流体解析を、例えば、上述の解析条件で実行する。
解析部２４は、未加硫ゴム等の粘弾性体の温度変化に伴う物性値の変化、例えば、未加硫ゴムの物性値の温度依存性をパラメータに加えて流体解析を実行することもできる。
また、解析部２４は、構造解析モデルにおいて、構造解析入力用応力を初期応力として構造解析を実行するものである。構造解析入力用応力を初期応力することについては、後に詳細に説明する。この場合、未加硫ゴム等の粘弾性体の温度変化に伴う物性値の変化、例えば、未加硫ゴムの物性値の温度依存性をパラメータに加えて構造解析を実行することもできる。
解析部２４で得られた流体解析の結果、構造解析の結果は、メモリ２８に記憶される。
The analysis unit 24 performs fluid analysis using a viscoelastic model in the fluid analysis model. In the analysis part 24, fluid analysis is performed on the above-mentioned analysis conditions, for example.
The analysis unit 24 can also perform a fluid analysis by adding a change in a physical property value accompanying a temperature change of a viscoelastic body such as an unvulcanized rubber, for example, a temperature dependency of the physical property value of the unvulcanized rubber to a parameter. .
The analysis unit 24 performs structural analysis using the structural analysis input stress as the initial stress in the structural analysis model. The initial stress as the structural analysis input stress will be described in detail later. In this case, the structural analysis can be executed by adding the change in the physical property value accompanying the temperature change of the viscoelastic body such as unvulcanized rubber, for example, the temperature dependence of the physical property value of the unvulcanized rubber to the parameter.
The result of the fluid analysis and the result of the structural analysis obtained by the analysis unit 24 are stored in the memory 28.
演算部２６は、流体解析の結果得られた流線上の粘弾性応力から構造解析入力用応力を演算するものである。演算部２６で得られた構造解析入力用応力の結果は、メモリ２８に記憶される。
演算部２６での演算方法は、特に限定されるものではなく、公知の方法が適宜利用可能である。
上述の構造解析入力用応力としては、流線上での粘弾性応力の履歴を考慮することが好ましい。流線上の各位置での粘弾性応力が適宜用いられる。
例えば、構造解析入力用応力としては、流線上の粘弾性応力の最大値、流線上の粘弾性応力の最小値、流線上の粘弾性応力の平均値、流線上の流体移動時間、および流線上の流速を用いることができ、これらのうち、少なくとも１つを用いる。これらに加えて、未加硫ゴム等の粘弾性体の緩和時間を構造解析入力用応力として用いることもできる。
The calculation unit 26 calculates the stress for structural analysis input from the viscoelastic stress on the streamline obtained as a result of the fluid analysis. The result of the structural analysis input stress obtained by the calculation unit 26 is stored in the memory 28.
The calculation method in the calculation part 26 is not specifically limited, A well-known method can be utilized suitably.
As the structural analysis input stress described above, it is preferable to consider the history of viscoelastic stress on the streamline. Viscoelastic stress at each position on the streamline is appropriately used.
For example, the stress for structural analysis input includes the maximum value of viscoelastic stress on the streamline, the minimum value of viscoelastic stress on the streamline, the average value of viscoelastic stress on the streamline, the fluid movement time on the streamline, and the streamline Can be used, at least one of which is used. In addition to these, the relaxation time of a viscoelastic body such as unvulcanized rubber can be used as the stress for structural analysis input.
表示制御部３０は、流体解析モデル、粘弾性モデルおよび構造解析モデル、流体解析モデル、粘弾性モデルおよび構造解析モデルの数値計算の結果、ならびに構造解析入力用応力の値等を表示部１６に表示させるものである。表示制御部３０は、例えば、流体解析モデル、粘弾性モデルおよび構造解析モデルの数値計算の結果をメモリ２８から読み出し、表示部１６に表示させる。 The display control unit 30 displays the fluid analysis model, the viscoelastic model and the structural analysis model, the numerical result of the fluid analysis model, the viscoelastic model and the structural analysis model, the stress value for the structural analysis input, and the like on the display unit 16. It is something to be made. For example, the display control unit 30 reads out the numerical calculation results of the fluid analysis model, the viscoelastic model, and the structural analysis model from the memory 28 and causes the display unit 16 to display the results.
次に、本実施形態の粘弾性体のシミュレーション方法について、未加硫ゴムを例にして説明する。
図２は、本発明の実施形態の粘弾性体のシミュレーション方法を示すフローチャートである。図３は本発明の実施形態の粘弾性体のシミュレーション方法に用いられる未加硫ゴムの押出機の一例を示す模式的斜視図であり、図４は構造解析モデルの一例を示す模式図である。
本実施形態では、未加硫ゴムの押出機を模した図３に示す流体解析モデル４０と、図４に示す構造解析モデル４６を例にして、粘弾性体のシミュレーション方法について説明する。図３に示す流体解析モデル４０および図４に示す構造解析モデル４６は、いずれもコンピュータで解析可能なモデルである。
Next, the simulation method of the viscoelastic body of the present embodiment will be described using an unvulcanized rubber as an example.
FIG. 2 is a flowchart showing a viscoelastic body simulation method according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a schematic perspective view showing an example of an unvulcanized rubber extruder used in the viscoelastic body simulation method according to the embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a schematic view showing an example of a structural analysis model. .
In the present embodiment, a viscoelastic body simulation method will be described using the fluid analysis model 40 shown in FIG. 3 simulating an unvulcanized rubber extruder and the structure analysis model 46 shown in FIG. 4 as examples. The fluid analysis model 40 shown in FIG. 3 and the structural analysis model 46 shown in FIG. 4 are both models that can be analyzed by a computer.
図３に示す流体解析モデル４０は、円筒状の基部４０ａと、基部４０ａよりも径が小さい円筒状のノズル部４０ｂを有する。基部４０ａには未加硫ゴムが流入する流入部４０ｃが設けられ、ノズル部４０ｂには未加硫ゴムが流出する流出部４０ｄが設けられている。
図４に示す構造解析モデル４６は、図３に示すノズル部４０ｂの流出部４０ｄの流出口の形状を断面とした円筒形状のモデルであり、図４の構造解析モデル４６は中心軸Ｃを回転中心とした軸対称モデルであるため、中心軸Ｃに対して片側しか示していない。構造解析モデル４６は、例えば、メッシュ形状が四角のメッシュモデルである。
A fluid analysis model 40 shown in FIG. 3 includes a cylindrical base portion 40a and a cylindrical nozzle portion 40b having a diameter smaller than that of the base portion 40a. The base portion 40a is provided with an inflow portion 40c through which unvulcanized rubber flows, and the nozzle portion 40b is provided with an outflow portion 40d through which unvulcanized rubber flows out.
The structural analysis model 46 shown in FIG. 4 is a cylindrical model whose section is the shape of the outlet of the outflow portion 40d of the nozzle portion 40b shown in FIG. 3, and the structural analysis model 46 of FIG. Since it is an axially symmetric model with respect to the center, only one side with respect to the central axis C is shown. The structural analysis model 46 is, for example, a square mesh model.
粘弾性体のシミュレーション方法では、まず、条件設定部２０に設定された上述の各種のパラメータに基づき、モデル作成部２２で、例えば、図３に示す流体解析モデル４０を作成する（ステップＳ１０）。作成した図３に示す流体解析モデル４０のデータはメモリ２８に記憶される。
次に、モデル作成部２２で、流体解析モデル４０の内部を流動する粘弾性モデルを設定する（ステップＳ１２）。設定した粘弾性モデルはメモリ２８に記憶される。
次に、解析部２４で、粘弾性モデルに基づき、流体解析モデル４０の内部を流動する流体解析を実行し（ステップＳ１４）、流体解析モデル４０内の未加硫ゴムの流動を解析する。ステップＳ１４では、例えば、汎用流体解析ソフトＡｃｕＳｏｌｖｅが用いられる。
In the viscoelastic body simulation method, first, for example, the fluid analysis model 40 shown in FIG. 3 is created by the model creation unit 22 based on the above-described various parameters set in the condition setting unit 20 (step S10). The created data of the fluid analysis model 40 shown in FIG. 3 is stored in the memory 28.
Next, the model creation unit 22 sets a viscoelastic model that flows inside the fluid analysis model 40 (step S12). The set viscoelastic model is stored in the memory 28.
Next, the analysis unit 24 executes a fluid analysis that flows inside the fluid analysis model 40 based on the viscoelastic model (step S14), and analyzes the flow of the unvulcanized rubber in the fluid analysis model 40. In step S14, for example, general-purpose fluid analysis software AccuSolve is used.
ステップＳ１４での未加硫ゴムの流動の解析結果としては、例えば、図５に示す結果が得られる。図５の解析結果を示すモデル４２は、流体解析モデル４０に対応するものであり、図５の符号４２ａは図３の符号４０ａに対応し、図５の符号４２ｂは図３の符号４０ｂに対応し、図５の符号４２ｃは図３の符号４０ｃに対応し、図５の符号４２ｄは図３の符号４０ｄに対応する。未加硫ゴムの流動の解析結果はメモリ２８に記憶される。
次に、ステップＳ１４で得られた未加硫ゴムの流動の解析結果（図５参照）について、解析部２４にて図６に示すように流線４４を求める。流線４４は公知の方法で求めることができる。流線４４は、図７に拡大して示すように所定の間隔で設定されるものである。流線４４の設定する数、および流線４４の間隔は、流体解析モデル４０の形状、計算精度等に応じて適宜決定されるものである。
As the analysis result of the flow of the unvulcanized rubber in step S14, for example, the result shown in FIG. 5 is obtained. 5 corresponds to the fluid analysis model 40. Reference numeral 42a in FIG. 5 corresponds to reference numeral 40a in FIG. 3, and reference numeral 42b in FIG. 5 corresponds to reference numeral 40b in FIG. 5 corresponds to the reference numeral 40c in FIG. 3, and the reference numeral 42d in FIG. 5 corresponds to the reference numeral 40d in FIG. The analysis result of the flow of the unvulcanized rubber is stored in the memory 28.
Next, with respect to the analysis result (see FIG. 5) of the flow of the unvulcanized rubber obtained in step S14, the analysis unit 24 obtains a streamline 44 as shown in FIG. The streamline 44 can be obtained by a known method. The streamlines 44 are set at predetermined intervals as shown in an enlarged manner in FIG. The number set by the stream lines 44 and the interval between the stream lines 44 are appropriately determined according to the shape of the fluid analysis model 40, the calculation accuracy, and the like.
次に、演算部２６にて各流線４４上での粘弾性応力を求め、各流線４４上での応力の履歴を抽出し、各流線４４上での応力分布を得る。流入部４２ｃから流出部４４ｄ迄未加硫ゴムが移動する際に、応力が一定であったり、応力が変わることがある。このような流入部４２ｃから流出部４４ｄ迄未加硫ゴムの応力の状態のことを応力の履歴という。各流線４４上での応力の履歴の情報はメモリ２８に記憶される。 Next, the calculation unit 26 obtains viscoelastic stress on each streamline 44, extracts a history of stress on each streamline 44, and obtains a stress distribution on each streamline 44. When the unvulcanized rubber moves from the inflow portion 42c to the outflow portion 44d, the stress may be constant or the stress may change. Such a state of stress of the unvulcanized rubber from the inflow portion 42c to the outflow portion 44d is referred to as a stress history. Information on the history of stress on each streamline 44 is stored in the memory 28.
次に、演算部２６にて、構造解析入力用応力を各流線４４上での応力分布から演算する（ステップＳ１６）。
なお、構造解析入力用応力として、流体解析における流線４４上の粘弾性応力の最大値、流体解析における流線４４上の粘弾性応力の最小値、流体解析における流線４４上の粘弾性応力の平均値、流体解析における流線４４上の流体移動時間、および流体解析における流線４４上の流速のうち、少なくとも１つを用いることが好ましい。これにより、未加硫ゴムの加工後の未加硫ゴム内の応力を簡便に算出することができ、シミュレーションを効率的に実施できる。
Next, the calculation unit 26 calculates the structural analysis input stress from the stress distribution on each stream line 44 (step S16).
As the stress for structural analysis input, the maximum value of the viscoelastic stress on the streamline 44 in the fluid analysis, the minimum value of the viscoelastic stress on the streamline 44 in the fluid analysis, and the viscoelastic stress on the streamline 44 in the fluid analysis It is preferable to use at least one of the average value, the fluid movement time on the streamline 44 in the fluid analysis, and the flow velocity on the streamline 44 in the fluid analysis. Thereby, the stress in the unvulcanized rubber after the processing of the unvulcanized rubber can be easily calculated, and the simulation can be carried out efficiently.
なお、上述の流線４４上の流体移動時間、および流線４４上の流速は、演算部２６で公知の方法により算出される。
さらには、未加硫ゴムの応力緩和時間を用いてもよい。この場合、構造解析入力用応力は下記数式１で表される。下記数式１において、ｔｖは流線上の最大流速の逆数、τは未加硫ゴムの応力緩和時間（秒）、σｒは流体解析における流線上の粘弾性応力の最大値と最小値の差である。
The fluid movement time on the streamline 44 and the flow velocity on the streamline 44 are calculated by the calculation unit 26 by a known method.
Furthermore, the stress relaxation time of unvulcanized rubber may be used. In this case, the stress for structural analysis input is expressed by the following mathematical formula 1. In the following Equation 1, t v difference of the reciprocal of the maximum flow rate on the flow line, tau is the stress relaxation time of the unvulcanized rubber (s), sigma r is the maximum value and the minimum value of the viscoelastic stress on streamlines in the fluid analysis It is.
構造解析入力用応力には、例えば、各流線４４上における粘弾性応力の最大値と最小値の差を用いる。
構造解析入力用応力を演算した後（ステップＳ１６）、次に、条件設定部２０に設定された上述の各種のパラメータに基づき、モデル作成部２２で、図４に示す構造解析モデル４６を作成する（ステップＳ１８）。作成した図４に示す構造解析モデル４６のデータはメモリ２８に記憶される。
次に、構造解析モデルにおいて、上述の構造解析入力用応力を初期応力とし、図４に示す構造解析モデル４６に初期応力を与える。この場合、構造解析モデル４６の各メッシュに対して下記表１に示すように初期応力値を与える。なお、下記表１は構造解析モデル４６のメッシュの一部を示すものである。
For the structural analysis input stress, for example, the difference between the maximum value and the minimum value of the viscoelastic stress on each streamline 44 is used.
After the structural analysis input stress is calculated (step S16), the model creation unit 22 creates the structural analysis model 46 shown in FIG. 4 based on the various parameters set in the condition setting unit 20. (Step S18). The data of the created structural analysis model 46 shown in FIG. 4 is stored in the memory 28.
Next, in the structural analysis model, the above-described structural analysis input stress is used as the initial stress, and the initial stress is applied to the structural analysis model 46 shown in FIG. In this case, an initial stress value is given to each mesh of the structural analysis model 46 as shown in Table 1 below. Table 1 below shows a part of the mesh of the structural analysis model 46.
構造解析モデル４６に初期応力を与えた後、構造解析を実行する（ステップＳ２０）。構造解析としては、例えば、Ａｂａｑｕｓを用い、ＦＥＭによる構造解析モデル４６の変形解析を行う。これにより、図８および図９に示すように未加硫ゴムの押出し後の状態を得ることができる（ステップＳ２２）。
図８は、図３の流出部４０ｄから未加硫ゴムが押し出された直後の未加硫ゴム体５０の初期状態を示す。未加硫ゴム体５０は粘弾性体成形体である。
図８に示す未加硫ゴム体５０の端部５０ｄは平面である。この初期状態から時間が経過すると、図９に示す未加硫ゴム体５２のように端部５２ｄの中央部が凹む。この状態は、実際の現象を捉えていることを確認している。このように粘弾性体のシミュレーション方法は、実際の現象を捉えることができ、高い精度のシミュレーションを実現することができる。
After applying initial stress to the structural analysis model 46, structural analysis is executed (step S20). As structural analysis, for example, Abaqus is used, and deformation analysis of the structural analysis model 46 by FEM is performed. Thereby, as shown in FIG.8 and FIG.9, the state after extrusion of unvulcanized rubber can be obtained (step S22).
FIG. 8 shows an initial state of the unvulcanized rubber body 50 immediately after the unvulcanized rubber is extruded from the outflow portion 40d of FIG. The unvulcanized rubber body 50 is a viscoelastic body molded body.
The end 50d of the unvulcanized rubber body 50 shown in FIG. 8 is a plane. When time elapses from this initial state, the central portion of the end portion 52d is recessed like an unvulcanized rubber body 52 shown in FIG. This state confirms that it captures the actual phenomenon. As described above, the simulation method of the viscoelastic body can capture an actual phenomenon, and can realize a highly accurate simulation.
ステップＳ１４において、未加硫ゴムの温度変化をパラメータに加えて、例えば、未加硫ゴムの物性値の温度依存性を加えて流体解析を実行することもできる。この場合、流体解析により算出された温度にしたがって、未加硫ゴムの物性（弾性、粘性）を変えることで、未加硫ゴム内に発生する応力の精度が向上し、シミュレーション精度が向上する。
また、ステップＳ２０において、未加硫ゴム等の粘弾性体の温度変化をパラメータに加えて、例えば、未加硫ゴムの物性値の温度依存性を加えて構造解析を実行することもできる。この場合、未加硫ゴムの物性（弾性、粘性）の温度依存性を考慮することで、未加硫ゴムの変形予測が向上する。これにより、シミュレーション精度が向上する。
なお、温度には、例えば、熱伝導解析により計算した結果を用いる。未加硫ゴム等の粘弾性体の力学物性を温度の関数として定義する。さらには、上述の未加硫ゴム等の粘弾性体の温度変化をパラメータには、未加硫ゴム等の粘弾性体の表面と空気との熱伝達を加えてもよい。未加硫ゴム等の粘弾性体の表面から空気への放熱等の熱伝達を考慮することで、シミュレーション精度が向上する。
In step S14, the temperature change of the unvulcanized rubber can be added to the parameter, for example, the temperature dependence of the physical property value of the unvulcanized rubber can be added to perform the fluid analysis. In this case, by changing the physical properties (elasticity and viscosity) of the unvulcanized rubber according to the temperature calculated by the fluid analysis, the accuracy of the stress generated in the unvulcanized rubber is improved, and the simulation accuracy is improved.
In step S20, the structural analysis can be executed by adding the temperature change of the physical property value of the unvulcanized rubber, for example, by adding the temperature change of the viscoelastic body such as unvulcanized rubber to the parameter. In this case, the prediction of deformation of the unvulcanized rubber is improved by considering the temperature dependence of the physical properties (elasticity, viscosity) of the unvulcanized rubber. This improves the simulation accuracy.
As the temperature, for example, a result calculated by heat conduction analysis is used. The mechanical properties of viscoelastic bodies such as unvulcanized rubber are defined as a function of temperature. Furthermore, heat transfer between the surface of the viscoelastic body such as unvulcanized rubber and air may be added with the temperature change of the viscoelastic body such as unvulcanized rubber as a parameter. Considering heat transfer such as heat radiation from the surface of a viscoelastic body such as unvulcanized rubber to the air, the simulation accuracy is improved.
ステップＳ１８で構造解析モデルを作成したが、構造解析モデルはステップＳ１６で算出された構造解析入力用応力が入力されて構造解析が実行されるので、ステップＳ１６までに作成されていればよい。このため、構造解析モデルは流体解析モデルと同じステップＳ１０で作成してもよい。 Although the structural analysis model is created in step S18, the structural analysis model is input by the structural analysis input stress calculated in step S16, and the structural analysis is executed. For this reason, the structural analysis model may be created in the same step S10 as the fluid analysis model.
シミュレーション方法では、図３に示す流体解析モデル４０と図４に示す構造解析モデル４６を例にして説明したが、これに限定されるものではなく、図１０に示す流体解析モデル５４および構造解析モデル５６でもよい。流体解析モデル５４は、四角筒状の基部５４ａと、基部５４ａと接続され断面が拡張するノズル部５４ｂを有する。基部５４ａには、未加硫ゴム等の粘弾性体が流入する流入部５４ｃが設けられ、ノズル部５４ｂには未加硫ゴムが流出する流出部５４ｄが設けられている。図１０に示す構造解析モデル５６は、流体解析モデル５４のノズル部５４ｂの流出部５４ｄの流出口の形状を断面としたモデルである。流体解析モデル５４の流出部５４ｄの流出口は台形状であり、構造解析モデル５６は台形柱状である。 In the simulation method, the fluid analysis model 40 shown in FIG. 3 and the structural analysis model 46 shown in FIG. 4 have been described as examples. However, the present invention is not limited to this, and the fluid analysis model 54 and the structural analysis model shown in FIG. 56 may be used. The fluid analysis model 54 includes a square cylindrical base portion 54a and a nozzle portion 54b that is connected to the base portion 54a and expands in cross section. The base portion 54a is provided with an inflow portion 54c into which a viscoelastic body such as unvulcanized rubber flows, and the nozzle portion 54b is provided with an outflow portion 54d from which unvulcanized rubber flows out. The structural analysis model 56 shown in FIG. 10 is a model in which the shape of the outlet of the outflow portion 54d of the nozzle portion 54b of the fluid analysis model 54 is a cross section. The outlet of the outflow portion 54d of the fluid analysis model 54 has a trapezoidal shape, and the structural analysis model 56 has a trapezoidal column shape.
本発明は、基本的に以上のように構成されるものである。以上、本発明の粘弾性体のシミュレーション方法、粘弾性体のシミュレーション装置およびプログラムについて詳細に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良または変更をしてもよいのはもちろんである。 The present invention is basically configured as described above. The viscoelastic body simulation method, viscoelastic body simulation apparatus, and program according to the present invention have been described in detail above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. Of course, improvements or changes may be made.
１０ シミュレーション装置（処理装置）
１２ 処理部
１４ 入力部
１６ 表示部
２０ 条件設定部
２２ モデル作成部
２４ 解析部
２６ 演算部
２８ メモリ
３０ 表示制御部
３２ 制御部
４０、５４ 流体解析モデル
４２、５４ 流体解析モデル
４６、５６ 構造解析モデル
５０、５２ 未加硫ゴム体
10 Simulation device (processing device)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 Processing part 14 Input part 16 Display part 20 Condition setting part 22 Model preparation part 24 Analysis part 26 Operation part 28 Memory 30 Display control part 32 Control part 40,54 Fluid analysis model 42,54 Fluid analysis model 46,56 Structural analysis model 50, 52 Unvulcanized rubber body
Claims (11)
前記流体解析の結果得られた流線上の粘弾性応力から構造解析入力用応力を演算する工程と、
前記流体解析モデルの前記流出部の流出口の形状を断面とした、コンピュータで解析可能な構造解析モデルを設定する工程と、
前記構造解析モデルに対して、前記構造解析入力用応力を初期応力として設定し構造解析を実行する工程とを有することを特徴とする粘弾性体のシミュレーション方法。 A step of setting a viscoelastic model that can be analyzed by a computer, and performing a fluid analysis by the viscoelastic model of a viscoelastic body in a fluid analysis model having an inflow portion and an outflow portion that can be analyzed by a computer;
Calculating the stress for structural analysis input from the viscoelastic stress on the streamline obtained as a result of the fluid analysis;
A step of setting a structural analysis model that can be analyzed by a computer, with a cross-sectional shape of the outlet of the outflow portion of the fluid analysis model;
And a step of executing structural analysis for the structural analysis model by setting the stress for structural analysis input as an initial stress.
前記流体解析モデルの前記流出部の流出口の形状を断面とした、コンピュータで解析可能な構造解析モデルを作成する構造解析モデル作成部と、
前記流体解析モデルにおける粘弾性体の、コンピュータで解析可能な粘弾性モデルを設定する設定部と、
前記粘弾性モデルによる流体解析を実行する解析部と、
前記流体解析の結果得られた流線上の粘弾性応力から構造解析入力用応力を演算する演算部とを有し、
さらに、前記解析部は、前記構造解析モデルにおいて、前記構造解析入力用応力を初期応力として設定し構造解析を実行するものであることを特徴とする粘弾性体のシミュレーション装置。 A fluid analysis model creation unit for creating a fluid analysis model having an inflow portion and an outflow portion, which can be analyzed by a computer;
A structural analysis model creation unit that creates a computer-analyzed structural analysis model having a cross-sectional shape of the outlet of the outflow portion of the fluid analysis model;
A setting unit for setting a viscoelastic model that can be analyzed by a computer of the viscoelastic body in the fluid analysis model,
An analysis unit for performing fluid analysis using the viscoelastic model;
A calculation unit for calculating the stress for structural analysis input from the viscoelastic stress on the streamline obtained as a result of the fluid analysis,
Furthermore, the analysis unit sets the stress for structural analysis input as an initial stress in the structural analysis model and executes structural analysis.
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