JP3660932B2 - ゴム材料のシミュレーション方法 - Google Patents
ゴム材料のシミュレーション方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3660932B2 JP3660932B2 JP2003386992A JP2003386992A JP3660932B2 JP 3660932 B2 JP3660932 B2 JP 3660932B2 JP 2003386992 A JP2003386992 A JP 2003386992A JP 2003386992 A JP2003386992 A JP 2003386992A JP 3660932 B2 JP3660932 B2 JP 3660932B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- filler
- rubber material
- model
- deformation
- distance
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims description 82
- 238000004088 simulation Methods 0.000 title claims description 46
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 45
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 129
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 39
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 claims description 15
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 12
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 11
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 11
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 10
- 239000011164 primary particle Substances 0.000 claims description 4
- 239000011163 secondary particle Substances 0.000 claims description 4
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000003190 viscoelastic substance Substances 0.000 description 19
- 230000006870 function Effects 0.000 description 14
- 230000008859 change Effects 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 6
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 6
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 3
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 3
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005411 Van der Waals force Methods 0.000 description 2
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 2
- 238000009795 derivation Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000005381 potential energy Methods 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 229910000601 superalloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
- 230000003936 working memory Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Image Generation (AREA)
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
Description
図1には、本発明のシミュレーション方法を実施するためのコンピュータ装置1が示されている。このコンピュータ装置1は、本体1aと、入力手段としてのキーボード1b、マウス1cと、出力手段としてのディスプレイ装置1dとから構成されている。本体1aには、図示していないが、演算処理装置(CPU)、ROM、作業用メモリー、磁気ディスクなどの大容量記憶装置、CD−ROMやフレキシブルディスクのドライブ1a1、1a2が設けられている。そして、前記大容量記憶装置には後述する本発明のシミュレーション方法を実行するための処理手順(プログラム)が記憶されている。コンピュータ装置1にはEWSなどが好適である。
m=(k+1)3 +k3 …式(12)
n=8k3 …式(13)
m=2k3 …式(14)
n=8k3 …式(15)
m=n/4 …式(16)
NA =n・N …式(17)
N=NA /n=NA /4m …式(18)
A=+2.9493
B=−5.8029
C=+5.5220
D=−1.3582
E=+0.1325
A Continuum Model for Void Nucleation by Inclusion Debonding / A. needleman (Journa l of Applied Mechanics SEP. 1987 Vol.54 P.525-531)
このシミュレーションにおいて、フィラーモデル4Aとフィラーモデル4Bとの間の初期の距離dの値は最も小さい所で数ナノメータとし、より具体的には1ないし3ナノメータ程度の範囲で選択している。ただし、初期の距離dの値は、フィラーモデル4の位置やシミュレーションの条件などに応じて種々異なる。
Higa,Y.and Tomita,Y,,Computational Prediction of Mechanical Properties of Nickel-based superalloy with gamma Prime Phase Precipitates,Proceedings of ICM8(Victoria,B.C.,Canada),Advance Materials and Modeling of Mechanical Behavior,(Edited by Ellyin,F,and Proven,J.W.),III(1999),1061-1066,Fleming Printing Ltd..
比嘉吉一,冨田佳宏,粒子強化型複合材の均質化法による変形挙動のモデル化とシミュレーション,日本機械学会論文集,A66(2000),1441-1446.
具体的には前記式(3)に加え下記式(24)の巨視的平衡方程式及び式(25)の特性変位関数(Y−periodic)が用いられる。
CR =0.268
N=6.6
T=296
kB =1.38066×10-29
n=CR /KB /T=6.558×1025
NA =n・N=4.328×1026
フィラーモデルの縦弾性係数E:100MPa
フィラーモデルのポアソン比:0.3
特徴長さδ(δn=δs)=22.75nm
ピークσmax =0.001MPa
法線方向とせん断方向との強さ比γ=1.0
・負荷変形時の平均セグメント数N
N=-3.2368+20.6175 λc-21.8168 λc 2 +10.8227λc 3 -1.9003 λc 4
・除荷変形時の平均セグメント数N(一定)
N=6.6
・分子鎖のセグメントの総数NA (一定)
NA =4.3281×1026
2 ゴム材料モデル
3 マトリックスモデル
4 フィラーモデル
5 フィラー間モデル
Claims (4)
- フィラーが配合されたゴム材料の変形をシミュレーションするゴム材料のシミュレーション方法であって、
前記ゴム材料を数値解析が可能な要素でモデル化したゴム材料モデルを設定するステップと、
前記ゴム材料モデルに条件を設定して変形計算を行うステップと、
前記変形計算から必要な物理量を取得するステップとを含むとともに、
前記ゴム材料モデルは、ゴムマトリックスをモデル化したマトリックスモデルと、
距離を隔てて向き合う少なくとも2つのフィラー粒子をモデル化したフィラーモデルと、
前記2つのフィラーモデル間に設けられ、かつ、該フィラーモデル間の距離に基づくフィラー間
引力が定義されたフィラー間モデルとを含むことを特徴とするゴム材料のシミュレーション方法。 - 前記フィラーモデルは、カーボンブラックの一次粒子又はその凝集体である二次粒子をモデル化したカーボンブラックモデルであることを特徴とする請求項1記載のゴム材料のシミュレーション方法。
- 前記フィラー間引力は、フィラーモデル間の領域の負荷変形時において、フィラーモデルの間の距離が増大するにつれて徐々に増大しかつピークに至る漸増領域と、
さらなる距離の増大によって滑らかに減少し、かつ、予め定めた特徴距離で零に至る漸減領域とを含む放物状曲線を描く関数に基づき定義されることを特徴とする請求項1又は2に記載のゴム材料のシミュレーション方法。 - 前記引力は、負荷変形時の後に続く除荷変形時において、除荷開始時から初期の状態まで線形に減少することにより、荷重の負荷及び除荷の1サイクルでループを描くことを特徴とする請求項3に記載のゴム材料のシミュレーション方法。
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003386992A JP3660932B2 (ja) | 2003-11-17 | 2003-11-17 | ゴム材料のシミュレーション方法 |
EP04017402A EP1526468B1 (en) | 2003-10-17 | 2004-07-22 | Method of simulating viscoelastic material |
DE602004023360T DE602004023360D1 (de) | 2003-10-17 | 2004-07-22 | Verfahren zur Simulation von viskoelastischem Material |
US10/896,862 US7415398B2 (en) | 2003-10-17 | 2004-07-23 | Method of simulating viscoelastic material |
TW093122349A TWI339263B (en) | 2003-10-17 | 2004-07-27 | Method of simulating viscoelastic material |
CN2004100769195A CN1609884B (zh) | 2003-10-17 | 2004-09-02 | 粘弹性材料的模拟方法 |
KR1020040070751A KR101083654B1 (ko) | 2003-10-17 | 2004-09-06 | 점탄성재료의 시뮬레이션 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003386992A JP3660932B2 (ja) | 2003-11-17 | 2003-11-17 | ゴム材料のシミュレーション方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005146146A JP2005146146A (ja) | 2005-06-09 |
JP3660932B2 true JP3660932B2 (ja) | 2005-06-15 |
Family
ID=34694518
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003386992A Expired - Lifetime JP3660932B2 (ja) | 2003-10-17 | 2003-11-17 | ゴム材料のシミュレーション方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3660932B2 (ja) |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1526468B1 (en) | 2003-10-17 | 2009-09-30 | Sumitomo Rubber Industries Limited | Method of simulating viscoelastic material |
JP5169225B2 (ja) * | 2007-05-25 | 2013-03-27 | 横浜ゴム株式会社 | 複合材料モデルの作成装置、シミュレーション装置、複合材料モデルの作成プログラム及び複合材料モデルの作成装置の動作方法 |
JP5435700B2 (ja) * | 2009-03-12 | 2014-03-05 | 独立行政法人海洋研究開発機構 | ゴムのシミュレーション装置、シミュレーション方法、及びシミュレーションプログラム |
JP5503618B2 (ja) | 2011-10-03 | 2014-05-28 | 住友ゴム工業株式会社 | ゴム材料のシミュレーション方法 |
JP5466727B2 (ja) * | 2012-05-16 | 2014-04-09 | 住友ゴム工業株式会社 | 高分子材料のシミュレーション方法 |
JP5592921B2 (ja) * | 2012-06-21 | 2014-09-17 | 住友ゴム工業株式会社 | 高分子材料のシミュレーション方法 |
JP5530480B2 (ja) * | 2012-07-05 | 2014-06-25 | 住友ゴム工業株式会社 | 高分子材料のシミュレーション方法 |
JP6030986B2 (ja) * | 2013-04-01 | 2016-11-24 | 住友ゴム工業株式会社 | ゴム材料の接触シミュレーション方法 |
JP6958112B2 (ja) * | 2017-08-24 | 2021-11-02 | 横浜ゴム株式会社 | 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 |
JP7006220B2 (ja) * | 2017-12-14 | 2022-01-24 | 横浜ゴム株式会社 | 特定物質の解析方法及び特定物質の解析用コンピュータプログラム |
JP7006219B2 (ja) * | 2017-12-14 | 2022-01-24 | 横浜ゴム株式会社 | 特定物質の解析方法及び特定物質の解析用コンピュータプログラム |
JP7127442B2 (ja) * | 2018-09-07 | 2022-08-30 | 横浜ゴム株式会社 | 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 |
-
2003
- 2003-11-17 JP JP2003386992A patent/JP3660932B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2005146146A (ja) | 2005-06-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101083654B1 (ko) | 점탄성재료의 시뮬레이션 방법 | |
JP3668238B2 (ja) | ゴム材料のシミュレーション方法 | |
Wu et al. | Stochastic analysis of polymer composites rupture at large deformations modeled by a phase field method | |
Kumar et al. | Vibration, buckling and bending behavior of functionally graded multi-walled carbon nanotube reinforced polymer composite plates using the layer-wise formulation | |
Yas et al. | Dynamic analysis of functionally graded nanocomposite beams reinforced by randomly oriented carbon nanotube under the action of moving load | |
JP2006138810A (ja) | ゴム材料のシミュレーション方法 | |
JP3660932B2 (ja) | ゴム材料のシミュレーション方法 | |
JP5432549B2 (ja) | ゴム材料のシミュレーション方法 | |
Pettermann et al. | Modeling and simulation of relaxation in viscoelastic open cell materials and structures | |
WO2011145621A1 (ja) | ゴム材料のシミュレーション方法 | |
JP3668239B2 (ja) | 粘弾性材料のシミュレーション方法 | |
Rodríguez-Tembleque et al. | CNT-polymer nanocomposites under frictional contact conditions | |
Chen et al. | A particle-based multiscale simulation procedure within the material point method framework | |
JP4697870B2 (ja) | 粘弾性材料のシミュレーション方法 | |
Fouaidi et al. | Transient analysis of functionally graded graphene oxide powders-reinforced porous composite beams resting on elastic foundations using the reproducing kernel particle meshless method | |
Decklever et al. | Nanocomposite material properties estimation and fracture analysis via peridynamics and Monte Carlo simulation | |
Kumar et al. | Vibration response of FG-CNTRC plate resting on non-homogeneous elastic foundation via a closed-form dynamic stiffness formulation | |
Tserpes et al. | Finite element modeling of the tensile behavior of carbon nanotubes, graphene and their composites | |
JP5001883B2 (ja) | ゴム材料のシミュレーション方法 | |
Kumar et al. | Elastic behavior of CNT-reinforced polymer composites with discontinuities in CNT configurations | |
Chen et al. | Energy absorption in composite structure reinforced with advanced functionally graded nano-materials: Artificial intelligence and numerical approaches | |
Arora et al. | Multi-scale computational analysis of carbon-nanotube–polymer composite | |
Han et al. | Incorporation of gradient-enhanced microplane damage model into isogeometric analysis | |
Al-Kharusi et al. | An Atomistic‐Based Continuum Modeling for Evaluation of Effective Elastic Properties of Single‐Walled Carbon Nanotubes | |
JP2005351770A (ja) | ゴム材料のシミュレーション方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050308 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050318 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 3660932 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080325 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090325 Year of fee payment: 4 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090325 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100325 Year of fee payment: 5 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100325 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110325 Year of fee payment: 6 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110325 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120325 Year of fee payment: 7 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120325 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130325 Year of fee payment: 8 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130325 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140325 Year of fee payment: 9 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |