JP4096256B2 - 成形品の品質を考慮した製品の機能解析方法及び製品の機能解析プログラム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、成形品の品質を考慮した製品の機能解析方法及び製品の機能解析プログラムに関し、更に詳しくは製品の機能解析を行うに当たり成形解析で求めた成形品の特性を用いることで精度よく機能解析ができる製品の機能解析方法及び製品の機能解析プログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
鋳鉄・アルミ等による鋳造・ダイカスト等や、樹脂の射出成形のように、溶融した材料（溶融材料）を成形型内に充填することで必要な形状をもつ成形品を製造する手法が汎用されている。
【０００３】
ところで近年のコンピュータの計算能力の向上に伴い、溶融材料を型内に充填するときの溶融材料の挙動についてのコンピュータ上における成形シミュレーションの適用範囲が広がっている。成形シミュレーションは溶融材料の流れ及び凝固の挙動について理解を深めることを目的としており、適正な成形条件を探索する有用な手段として期待されている（特許文献１など）。
【０００４】
成形シミュレーション方法は、溶融材料の流れ解析と共に型内のキャビティ領域中の溶融材料についても凝固の解析を行うのであるが、溶融材料の凝固に伴う凝固収縮による溶融材料の流れについても解析を行うことができる（特許文献２など）。例えば、凝固解析において、型を多面体からなる微小要素に分割し、その微小要素毎に熱伝導及び溶質移動を解析することで、ヤング率、残留応力、欠陥の発生などを解析できる。
【０００５】
更に、最終的な製品について、振動解析や強度解析などの機能解析を行うことがある。機能解析についてもコンピュータ上におけるシミュレーションが広く行われている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−１７８１３８号公報
【特許文献２】
特開２００１−２８７０２３号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の機能解析方法では充分な精度が得られない場合があった。例えば、強度解析では充分な精度が確保できない結果、解析では充分な強度をもつとされた製品が実際の製品にて亀裂が発生したり、振動解析でも同様に解析結果と実際の部品での結果とに乖離が発生する場合があった。
【０００８】
本発明者らはこれら機能解析の精度が低い原因を製品の材料の機械特性（ヤング率等）の不均一さや、欠陥の存在を考慮していないためであると考えた。従来は成形解析と機能解析とが独立して行われており、成形解析の結果を機能解析に用いる発想がなかった。成形解析と機能解析とでは用いるメッシュデータも異なることが多く、メッシュデータ間での解析データの受け渡しを行う発想もなかった。
【０００９】
上記事情に鑑み本発明では成形解析の結果を機能解析に用いることができる機能解析方法及び機能解析プログラムを提供することを解決すべき課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
上記課題を解決する本発明の製品の機能解析方法は、製品の形状を多面体からなる微小要素に分割した製品メッシュデータに対して所定の機能解析を行う製品の機能解析方法であって、
成形型が形成するキャビティ及び型を多面体からなる微小要素に分割したキャビティメッシュデータ及び型メッシュデータに対して充填される溶融材料及び型の挙動を解析し、成形品の特性を解析する成形解析工程と、
それぞれの該製品メッシュデータに該特性を関連づけるデータ変換工程と、
該製品メッシュデータに関連づけられた該特性に基づき該所定の機能解析を行う機能解析工程と、を有し、
前記キャビティメッシュデータを構成する微小要素と、前記製品メッシュデータを構成する微小要素とは、異なる分割がなされており、
前記データ変換工程は、
前記キャビティメッシュデータ及び前記製品メッシュデータを同じ座標空間上に位置づけ、該キャビティメッシュデータを構成する該微小要素と該製品メッシュデータを構成する該微小要素とを対応させて対応キャビティメッシュデータとする微小要素対応ステップと、
該製品メッシュデータを構成する前記微小要素毎に、該対応キャビティメッシュデータを構成する前記微小要素が有する前記特性を関連づける特性関連づけステップとをもつことを特徴とする。
【００１１】
つまり、製品の機能解析を行う際に、成形解析の結果を参照することで高い精度の機能解析を行うことができる。通常、成形解析を行う場合のメッシュと機能解析を行う場合のメッシュとは異なるので成形解析にて得られた特性を機能解析に利用するためにデータ変換工程によりメッシュ間でのデータ変換を行う。
【００１３】
そして、キャビティメッシュデータ及び製品メッシュデータを同じ座標空間上に位置づけ、キャビティメッシュデータを構成する微小要素と製品メッシュデータを構成する微小要素との対応付けを行った後に、対応付けを行った各微小要素間にて成形解析にて得られた特性のデータを関連づけることでデータを変換する方法である。
【００１４】
そして、前記特性は前記成形品の機械特性であり、前記所定の機能解析は振動解析であることができる。機械特性は平均値を関連づけることが好ましい。また、前記特性は前記成形品に存在する欠陥の大きさであり、前記データ変換工程は前記製品メッシュデータを構成するそれぞれの前記微小要素毎に対応する前記対応キャビティメッシュデータの微小要素が有する該欠陥の大きさの最大値を関連づける工程とすることができる。
【００１５】
更に、上記課題を解決する本発明の製品の機能解析プログラムは、製品の形状を多面体からなる微小要素に分割した製品メッシュデータに対して所定の機能解析を行う製品の機能解析装置としてコンピュータを機能させる製品の機能解析プログラムであって、
前記機能解析装置は、
成形型が形成するキャビティ及び型を多面体からなる微小要素に分割したキャビティメッシュデータ及び型メッシュデータに対して充填される溶融材料の挙動を解析し、成形品の特性を解析する成形解析手段と、
それぞれの該製品メッシュデータに該特性を関連づけるデータ変換手段と、
該製品メッシュデータに関連づけられた該特性に基づき該所定の機能解析を行う機能解析手段と、を有し、
前記キャビティメッシュデータを構成する微小要素と、前記製品メッシュデータを構成する微小要素とは、異なる分割がなされており、
前記データ変換手段は、
前記キャビティメッシュデータ及び前記製品メッシュデータを同じ座標空間上に位置づけ、該キャビティメッシュデータを構成する該微小要素と該製品メッシュデータを構成する該微小要素とを対応させて対応キャビティメッシュデータとする微小要素対応手段と、
該製品メッシュデータを構成する前記微小要素毎に、該対応キャビティメッシュデータを構成する前記微小要素が有する前記特性を関連づける特性関連づけ手段とをもつことを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
〈機能解析方法〉
以下に溶融材料としての鋳湯を成形型としての鋳型に流し込んで製造する成形品としての鋳造品から製造する製品について機能解析を行う本実施形態の機能解析方法について説明を行う。本実施形態の機能解析方法は、コンピュータ上に実装されたロジック等により実現できる。なお、本発明の機能解析方法は鋳造品のほか、型内に溶融材料を充填して行う成型方法一般に適用できる。例えば、一般的な鋳造のほか、ダイカストや、プラスチックの射出成形にも適用できる。
【００１７】
〔第１実施形態〕
以下に鋳造にて製造した製品について機能解析としての振動解析を行う本実施形態の振動解析方法について説明する。本振動解析方法は成型解析工程とデータ変換工程と機能解析工程としての振動解析工程と必要に応じて可視化工程等のその他の工程とを有する。
【００１８】
〈成形解析工程〉
本工程では有限差分法にて鋳型内に充填される溶湯の様子を解析する工程である。本工程にて後述する振動解析工程にて用いる材料の機械特性としてのヤング率を製品の各部位において算出することを必須とする。
【００１９】
鋳造について成形解析を行うために鋳型及び鋳型が形成するキャビティ及び型の形状を多面体からなる微小要素に分割してメッシュを形成する。本実施形態においては成形解析を有限差分法にて行うので微小要素の形状は六面体である。成形解析を有限要素法等の他の方法にて行う場合には微小要素の形状は四面体等の他の形状をとりうる。
【００２０】
具体的には、成形解析の対象である鋳型を座標系上に位置づけ、その座標系上に計算領域を定める複数の六面体からなる微小要素を規定する。鋳型の形状はＣＡＤデータ型式等の数値データに変換されている必要がある。鋳型の形状を数値データに変換する方法としては、特に限定されず、たとえば、最初から鋳型をＣＡＤにより設計することができる。ここでＣＡＤにより鋳型の数値データを作成した場合には、ＣＡＤ等により作成された鋳型のデータを読み込み鋳型の外形データを抽出する必要がある。その方法については公知の方法が使用できる。また、本方法においてＣＡＤデータをそのまま使用できるようにしても良い。
【００２１】
座標系は、適当なものを選択することが可能である。この座標系には必要に応じた間隔で六面体からなる要素が形成される。この要素の大きさは従来の有限差分法にあっては、少なくとも鋳型で鋳造される鋳造品の肉厚方向で肉厚以下が好ましく、肉厚の５分の１以下が更に好ましいと考えられている。そして、解析時間・解析に要するコンピュータ資源等が許す限り微小要素の大きさは小さいことが好ましい。なお、作成される微小要素の方向は特に限定されない。
【００２２】
六面体の微小要素にてメッシュを形成する場合には、すべて同じ形状の微小要素にて分割してもよいし、より精密な形態を再現する必要がある部分のみ細かい微小要素にて分割してもよい。例えば鋳造品の肉厚が薄い部分では局所的に微小要素の大きさを小さく設定することができる。
【００２３】
また、微小要素は、座標系のすべてに規定する必要はなく、必要な部分（鋳型が存在する部分・溶湯が注入されるキャビティ部分）を充分に含む範囲とすることで充分である。
【００２４】
その後、規定された微小要素のそれぞれについて、鋳型の型領域に位置する微小要素と鋳造型のキャビティ領域に位置する微小要素とに分類する。すなわち、解析用に各微小要素を分類し、座標系上に鋳型の形状を微小要素により構築する。各微小要素を型とキャビティとに分類する方法としては特に限定されず、公知の方法が採用可能である。例えば、各微小要素の重心等の代表点の位置が、鋳型の型領域に存在する場合にはその微小要素を型に分類（型メッシュデータ）し、キャビティ領域に存在する場合にはその微小要素をキャビティに分類（キャビティメッシュデータ）する。
【００２５】
キャビティに分類された微小要素について、溶湯の充填解析を行う。基本的な溶湯の充填解析については、有限差分法乃至は有限差分法の関連・発展技術を用いるものならば特に限定されるものではなく、たとえば、ＶＯＦ（Ｖｏｌｕｍｅｏｆ Ｆｌｕｉｄ）等の通常の公知技術・慣用技術等を適用することができる。また、溶湯の凝固挙動について有限差分法を用いて推定する凝固解析を行う。凝固解析は、キャビティ内に充填された溶湯について、溶湯間及び型との関係を考慮して行う。
【００２６】
更に、充填解析、凝固解析以外にも鋳造欠陥予測解析（引け巣予測、湯回りおよび湯境予測等）、ＤＣスリーブ内流動解析、中子ガス発生解析、鋳造残留応力解析等を行うこともできる。これらの解析を併せて行うことにより、全体として、引け巣、めざし、型温分布、湯境、湯しわ、ブリスター、残留歪、鋳造割れ、耐久強度（静的、疲労、衝撃）、特性予測等を精度および効率よく行うことができる。
【００２７】
ヤング率は充填解析及び凝固解析により求めた凝固時間やＡｌ合金の組成（Ｓｉ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｃｕなどの含有量）に基づき算出できる。特にヤング率の算出方法は限定しない。
【００２８】
〈データ変換工程〉
本工程は、後述する振動解析工程にて用いる製品メッシュデータに、成形解析工程にて解析された特性（ヤング率など）を関連づける工程である。具体的には、成形解析工程において用いたそれぞれの微小要素について解析された鋳造品の特性（ヤング率など）のデータを後述する振動解析工程にて用いる微小要素にて使用できる形式に変換する工程である。
【００２９】
振動解析工程にて用いる微小要素は成形解析工程にて用いた微小要素とは異なることが多いと考えられる。本実施形態では振動解析工程を有限要素法にて行うので、微小要素の形状は四面体となる。また、成形解析で用いる鋳造品の形状は湯道などの最終的な製品である製品が有しない形状を含むからである。
【００３０】
具体的には、製品の形状を座標系上に位置づけ、その座標系上に計算領域を定める複数の四面体からなる微小要素に分割（製品メッシュデータ）する。座標系は成形解析にて使用したものをそのまま用いることができる。四面体への分割は製品形状を考慮して行うことが好ましい。一般的には有限要素法にて用いる四面体からなる微小要素の大きさは有限差分法にて用いる六面体からなる微小要素の大きさよりも大きくなることが多い。
【００３１】
成形解析にて用いたメッシュから振動解析にて用いるメッシュに特性データを変換する方法を以下に説明する。
【００３２】
まず、鋳造品を表すキャビティメッシュデータ及び最終的な製品を表す製品メッシュデータを同じ座標空間上に位置づける。前述したように同じ座標空間にてそれぞれのメッシュデータを作成することで、キャビティメッシュデータ及び製品メッシュデータを同じ座標空間上に位置づける。同じ座標空間上に位置づけることでキャビティメッシュデータ及び製品メッシュデータを比較して対応づけることができる。製品メッシュデータを構成する微小要素の形状がキャビティメッシュデータを構成する微小要素の大きさよりも大きい本実施形態では、キャビティメッシュデータと製品メッシュデータとの対応付けは基本的には１対多の関係であるが、微小要素の大きさが反転してキャビティメッシュデータの方が製品メッシュデータよりも大きい場合にはキャビティメッシュデータと製品メッシュデータとの対応付けは多対１の関係になる。微小要素間の対応が多対１の場合にはキャビティメッシュデータを構成する微小要素がもつ特性がそのまま製品メッシュデータの微小要素の特性の値となる。
【００３３】
微小要素間の対応が１対多の場合について図１を例に挙げて説明する。図１は製品メッシュデータを構成する微小要素のうちの１つを抜き出したものであり、実際には３次元方向に複数の微小要素が連なっている。以下に、図１（ａ）に示す製品メッシュデータを構成する微小要素の１つＡに対して、成形解析にて得られた特性（ヤング率）を関連づける方法を説明する。
【００３４】
製品メッシュデータ及びキャビティメッシュデータを同じ座標空間上に位置づけた結果（図１（ｂ））、製品メッシュデータの微小要素Ａに対応するのは、図１（ｃ）に示す１０個のキャビティメッシュデータの微小要素である。本実施形態では、製品メッシュデータの微小要素Ａが区画する空間内にキャビティメッシュデータの微小要素の重心が含まれる場合にそれら微小要素は対応するものと扱っている。重心を基準とするほかに、他の点を代表点として採用し、その代表点が含まれるか否かによって判断することもできる。
【００３５】
製品メッシュデータの微小要素Ａに関連づけられる特性は、対応するキャビティメッシュデータの微小要素Ｂのそれぞれが有する特性を平均したものとして扱う。図１に示す場合には微小要素Ａがもつ特性は微小要素Ｂがそれぞれ有する特性の値の和を微小要素Ｂの数である１０で除したものである。以上説明したように、製品メッシュデータを構成する微小要素のすべてについて特性を関連づける。
【００３６】
なお、図１で例示したキャビティメッシュデータを構成する微小要素の大きさはすべて同じであったが微小要素の大きさが異なる場合もあり得る。キャビティメッシュデータを構成する微小要素の大きさが異なる場合には体積を考慮して平均値を求めることもできる。
【００３７】
〈振動解析工程〉
本工程は機能解析としての振動解析を行う工程である。振動解析は製品メッシュデータに対して行い、製品メッシュデータを構成する微小要素に関連づけられた特性（機械特性：＝ヤング率）及びその他の解析条件に基づいて解析される。
【００３８】
振動解析の方法は特に限定されず一般的な方法が採用できる。例えば、各微小要素毎にヤング率と質量との関係から運動方程式を作成し、その運動方程式を解くことで製品についての固有振動数を求める方法がある。固有振動数の値は製品全体のほか、製品の各部分ごとに求めることもできる。
【００３９】
〈その他の工程〉
本実施形態の振動解析方法はその他の工程として、振動解析結果を可視化する可視化工程をもつ。可視化工程では部分毎の固有振動数を表示したり、予め設定した範囲内の固有振動数を示す部分を表示することができる。
【００４０】
更に、振動解析した結果に基づき製品形状を目的の固有振動数を有するように変化させる修正工程をもつことができる。修正工程は、振動解析工程で解析した結果のほか、その他の制限条件を考慮して鋳造品の部分の厚みや長さを変更することで固有振動数が予め設定した範囲内になる部分を含まない製品形状を提供する工程である。
【００４１】
〔第２実施形態〕
以下に、製品に対して機能解析としての強度解析を行う本実施形態の強度解析方法について説明する。本強度解析方法は成型解析工程とデータ変換工程と機能解析工程としての強度解析工程と必要に応じて可視化工程等のその他の工程とを有する。
【００４２】
〈成形解析工程〉
本工程は材料の各部位のヤング率、欠陥情報（ひけ巣の位置、大きさ等）及び残留応力を解析することを必須とするほかは、第１実施形態で説明した成形解析工程と同様の工程が採用できる。ヤング率は第１実施形態で説明した方法で算出でき、ひけ巣の位置や大きさは気体の巻き込みの解析や凝固解析等により算出でき、残留応力は凝固解析等により算出できる。
【００４３】
〈データ変換工程〉
本工程は、後述する振動解析工程にて用いる製品メッシュデータに、成形解析工程にて解析された特性（ヤング率、欠陥情報及び残留応力）を関連づける工程である。具体的には、成形解析工程において用いたそれぞれの微小要素について解析された製品の特性のデータを後述する強度解析工程にて用いる微小要素にて使用できる形式に変換する工程である。
【００４４】
成形解析にて用いたキャビティメッシュデータから強度解析にて用いる製品メッシュデータにヤング率の値を変換する方法は第１実施形態のデータ変換工程と同様の方法が採用できる。そして、欠陥情報及び残留応力を変化する方法についても第１実施形態で説明した方法を採用することも可能であり特に限定しないが、好ましい方法を以下に説明する。
【００４５】
まず、鋳造品を表すキャビティメッシュデータ及び最終的な製品を表す製品メッシュデータを同じ座標空間上に位置づける。同じ座標空間上に位置づけることでキャビティメッシュデータ及び製品メッシュデータを比較して対応づけることができる。
【００４６】
第１実施形態と同様に、図１に示す場合を例として説明する。製品メッシュデータ及びキャビティメッシュデータを同じ座標空間上に位置づけた結果（図１（ｂ））、製品メッシュデータの微小要素Ａに対応するのは、図１（ｃ）に示す１０個のキャビティメッシュデータの微小要素である。製品メッシュデータの微小要素Ａが区画する空間内にキャビティメッシュデータの微小要素の重心が含まれる場合にそれら微小要素は対応するものと扱っている。
【００４７】
製品メッシュデータの微小要素Ａに関連づけられる特性は、対応するキャビティメッシュデータの微小要素Ｂのうちの最も大きい欠陥情報の値と、最も大きい残留応力の値とが対応される。なお、残留応力の値については製品メッシュデータの微少要素Ａに含まれるキャビティメッシュデータの微小要素Ｂにおける残留応力の値を平均化した値を採用することもできる。
【００４８】
〈強度解析工程〉
本工程は機能解析としての強度解析を行う工程である。強度解析は製品メッシュデータに対して行い、製品メッシュデータを構成する微小要素に関連づけられた特性（ヤング率）及びその他の解析条件に基づいて応力振幅及び平均応力の値を求め、予め実験等により作成した判定曲線により破壊・非破壊を判定することで解析する。応力振幅及び平均応力の値を求める方法は特に限定しない。例えば、汎用の出力プログラムにおいて、各点について、最大値と最小値とを抽出し、その差分及び平均値を計算する方法が採用できる。更に計算により求めた値にデータ変換工程にて関連づけた残留応力の値を加えることで、より正確な解析ができる。
【００４９】
判定曲線は図２に示すような曲線であり、応力振幅及び平均応力の値が判定曲線で区画された領域の図面上方側にプロットされた場合は破壊、判定曲線を含み判定曲線で区画された領域の図面下方側にプロットされた場合は非破壊と判定する。判定曲線は複数存在し、欠陥情報に応じて適正な曲線が選択される。例えば、ひけ巣の大きさがｒ1以下である場合には▲１▼の曲線を、ひけ巣の大きさがｒ1より大きくｒ2以下である場合には▲２▼の曲線を。以下、ひけ巣の大きさがｒ2〜ｒ3、ｒ3〜ｒ4、ｒ4〜ｒ5及びｒ5より大きい範囲のそれぞれに対して▲３▼、▲４▼、▲５▼及び▲６▼の判定曲線をそれぞれ対応させる。ひけ巣の大きさとしては生成したひけ巣の外接球、内接球、体積相当球などの方法で求めた球の半径にて表すことができる。
【００５０】
判定曲線の作成方法は特に限定せず、欠陥情報と材料の破壊・非破壊との関係に基づき作成する。理論的方法、経験的方法を問わず採用できる。
【００５１】
本実施形態では判定曲線を経験的方法（実験）にて求める。実験としては種々の大きさのひけ巣をもつテストピースを作成し、所定の応力振幅及び平均応力、並びに所定回数の荷重を繰り返し加えた場合のテストピースの破壊の有無を調べて、判定曲線を作成する。
【００５２】
理論的に求める場合にはひけ巣の大きさを変化させて上述した強度解析を行うことができる。その場合、ひけ巣等の欠陥を充分に表すことができるように大きさが選択された微小要素を用いて強度解析を行う。
【００５３】
〈その他の工程〉
本実施形態の強度解析方法はその他の工程として、強度解析結果を可視化する可視化工程をもつ。可視化工程では強度解析により破壊される部分を表示したり、予め設定した範囲内の強度（応力振幅の値など）を示す部分を表示することができる。
【００５４】
〈機能解析プログラム〉
本実施形態の機能解析プログラムは、コンピュータを機能解析装置として機能させるプログラムである。機能解析装置は製品の形状を多面体からなる微小要素に分割した製品メッシュデータに対して所定の機能解析を行う装置であって、成形型が形成するキャビティを多面体からなる微小要素に分割したキャビティメッシュデータに対して充填される溶融材料の挙動を解析し、鋳造品の特性を解析する成形解析手段と、それぞれの製品メッシュデータにそれら特性を関連づけるデータ変換手段と、それら製品メッシュデータに関連づけられた特性に基づき所定の機能解析を行う機能解析手段と、を有する。
【００５５】
本機能解析プログラムは、使用されるコンピュータ上にて実行可能な型式で作成されており、さらには、記録媒体上に記録されていても良い。本鋳造シミュレーションプログラムの各構成要素については前述の鋳造シミュレーション方法の各構成要素の説明と概ね同一であるので、先の説明をもって本構成要素の説明に代える。
【図面の簡単な説明】
【図１】メッシュデータ間の対応の一例を示した模式図である。
【図２】強度解析に用いる判定曲線の一例を示した模式図である。
【符号の説明】
Ａ…微小要素（製品メッシュデータ）
Ｂ…微小要素（キャビティメッシュデータ）
【発明の属する技術分野】
本発明は、成形品の品質を考慮した製品の機能解析方法及び製品の機能解析プログラムに関し、更に詳しくは製品の機能解析を行うに当たり成形解析で求めた成形品の特性を用いることで精度よく機能解析ができる製品の機能解析方法及び製品の機能解析プログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
鋳鉄・アルミ等による鋳造・ダイカスト等や、樹脂の射出成形のように、溶融した材料（溶融材料）を成形型内に充填することで必要な形状をもつ成形品を製造する手法が汎用されている。
【０００３】
ところで近年のコンピュータの計算能力の向上に伴い、溶融材料を型内に充填するときの溶融材料の挙動についてのコンピュータ上における成形シミュレーションの適用範囲が広がっている。成形シミュレーションは溶融材料の流れ及び凝固の挙動について理解を深めることを目的としており、適正な成形条件を探索する有用な手段として期待されている（特許文献１など）。
【０００４】
成形シミュレーション方法は、溶融材料の流れ解析と共に型内のキャビティ領域中の溶融材料についても凝固の解析を行うのであるが、溶融材料の凝固に伴う凝固収縮による溶融材料の流れについても解析を行うことができる（特許文献２など）。例えば、凝固解析において、型を多面体からなる微小要素に分割し、その微小要素毎に熱伝導及び溶質移動を解析することで、ヤング率、残留応力、欠陥の発生などを解析できる。
【０００５】
更に、最終的な製品について、振動解析や強度解析などの機能解析を行うことがある。機能解析についてもコンピュータ上におけるシミュレーションが広く行われている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−１７８１３８号公報
【特許文献２】
特開２００１−２８７０２３号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の機能解析方法では充分な精度が得られない場合があった。例えば、強度解析では充分な精度が確保できない結果、解析では充分な強度をもつとされた製品が実際の製品にて亀裂が発生したり、振動解析でも同様に解析結果と実際の部品での結果とに乖離が発生する場合があった。
【０００８】
本発明者らはこれら機能解析の精度が低い原因を製品の材料の機械特性（ヤング率等）の不均一さや、欠陥の存在を考慮していないためであると考えた。従来は成形解析と機能解析とが独立して行われており、成形解析の結果を機能解析に用いる発想がなかった。成形解析と機能解析とでは用いるメッシュデータも異なることが多く、メッシュデータ間での解析データの受け渡しを行う発想もなかった。
【０００９】
上記事情に鑑み本発明では成形解析の結果を機能解析に用いることができる機能解析方法及び機能解析プログラムを提供することを解決すべき課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
上記課題を解決する本発明の製品の機能解析方法は、製品の形状を多面体からなる微小要素に分割した製品メッシュデータに対して所定の機能解析を行う製品の機能解析方法であって、
成形型が形成するキャビティ及び型を多面体からなる微小要素に分割したキャビティメッシュデータ及び型メッシュデータに対して充填される溶融材料及び型の挙動を解析し、成形品の特性を解析する成形解析工程と、
それぞれの該製品メッシュデータに該特性を関連づけるデータ変換工程と、
該製品メッシュデータに関連づけられた該特性に基づき該所定の機能解析を行う機能解析工程と、を有し、
前記キャビティメッシュデータを構成する微小要素と、前記製品メッシュデータを構成する微小要素とは、異なる分割がなされており、
前記データ変換工程は、
前記キャビティメッシュデータ及び前記製品メッシュデータを同じ座標空間上に位置づけ、該キャビティメッシュデータを構成する該微小要素と該製品メッシュデータを構成する該微小要素とを対応させて対応キャビティメッシュデータとする微小要素対応ステップと、
該製品メッシュデータを構成する前記微小要素毎に、該対応キャビティメッシュデータを構成する前記微小要素が有する前記特性を関連づける特性関連づけステップとをもつことを特徴とする。
【００１１】
つまり、製品の機能解析を行う際に、成形解析の結果を参照することで高い精度の機能解析を行うことができる。通常、成形解析を行う場合のメッシュと機能解析を行う場合のメッシュとは異なるので成形解析にて得られた特性を機能解析に利用するためにデータ変換工程によりメッシュ間でのデータ変換を行う。
【００１３】
そして、キャビティメッシュデータ及び製品メッシュデータを同じ座標空間上に位置づけ、キャビティメッシュデータを構成する微小要素と製品メッシュデータを構成する微小要素との対応付けを行った後に、対応付けを行った各微小要素間にて成形解析にて得られた特性のデータを関連づけることでデータを変換する方法である。
【００１４】
そして、前記特性は前記成形品の機械特性であり、前記所定の機能解析は振動解析であることができる。機械特性は平均値を関連づけることが好ましい。また、前記特性は前記成形品に存在する欠陥の大きさであり、前記データ変換工程は前記製品メッシュデータを構成するそれぞれの前記微小要素毎に対応する前記対応キャビティメッシュデータの微小要素が有する該欠陥の大きさの最大値を関連づける工程とすることができる。
【００１５】
更に、上記課題を解決する本発明の製品の機能解析プログラムは、製品の形状を多面体からなる微小要素に分割した製品メッシュデータに対して所定の機能解析を行う製品の機能解析装置としてコンピュータを機能させる製品の機能解析プログラムであって、
前記機能解析装置は、
成形型が形成するキャビティ及び型を多面体からなる微小要素に分割したキャビティメッシュデータ及び型メッシュデータに対して充填される溶融材料の挙動を解析し、成形品の特性を解析する成形解析手段と、
それぞれの該製品メッシュデータに該特性を関連づけるデータ変換手段と、
該製品メッシュデータに関連づけられた該特性に基づき該所定の機能解析を行う機能解析手段と、を有し、
前記キャビティメッシュデータを構成する微小要素と、前記製品メッシュデータを構成する微小要素とは、異なる分割がなされており、
前記データ変換手段は、
前記キャビティメッシュデータ及び前記製品メッシュデータを同じ座標空間上に位置づけ、該キャビティメッシュデータを構成する該微小要素と該製品メッシュデータを構成する該微小要素とを対応させて対応キャビティメッシュデータとする微小要素対応手段と、
該製品メッシュデータを構成する前記微小要素毎に、該対応キャビティメッシュデータを構成する前記微小要素が有する前記特性を関連づける特性関連づけ手段とをもつことを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
〈機能解析方法〉
以下に溶融材料としての鋳湯を成形型としての鋳型に流し込んで製造する成形品としての鋳造品から製造する製品について機能解析を行う本実施形態の機能解析方法について説明を行う。本実施形態の機能解析方法は、コンピュータ上に実装されたロジック等により実現できる。なお、本発明の機能解析方法は鋳造品のほか、型内に溶融材料を充填して行う成型方法一般に適用できる。例えば、一般的な鋳造のほか、ダイカストや、プラスチックの射出成形にも適用できる。
【００１７】
〔第１実施形態〕
以下に鋳造にて製造した製品について機能解析としての振動解析を行う本実施形態の振動解析方法について説明する。本振動解析方法は成型解析工程とデータ変換工程と機能解析工程としての振動解析工程と必要に応じて可視化工程等のその他の工程とを有する。
【００１８】
〈成形解析工程〉
本工程では有限差分法にて鋳型内に充填される溶湯の様子を解析する工程である。本工程にて後述する振動解析工程にて用いる材料の機械特性としてのヤング率を製品の各部位において算出することを必須とする。
【００１９】
鋳造について成形解析を行うために鋳型及び鋳型が形成するキャビティ及び型の形状を多面体からなる微小要素に分割してメッシュを形成する。本実施形態においては成形解析を有限差分法にて行うので微小要素の形状は六面体である。成形解析を有限要素法等の他の方法にて行う場合には微小要素の形状は四面体等の他の形状をとりうる。
【００２０】
具体的には、成形解析の対象である鋳型を座標系上に位置づけ、その座標系上に計算領域を定める複数の六面体からなる微小要素を規定する。鋳型の形状はＣＡＤデータ型式等の数値データに変換されている必要がある。鋳型の形状を数値データに変換する方法としては、特に限定されず、たとえば、最初から鋳型をＣＡＤにより設計することができる。ここでＣＡＤにより鋳型の数値データを作成した場合には、ＣＡＤ等により作成された鋳型のデータを読み込み鋳型の外形データを抽出する必要がある。その方法については公知の方法が使用できる。また、本方法においてＣＡＤデータをそのまま使用できるようにしても良い。
【００２１】
座標系は、適当なものを選択することが可能である。この座標系には必要に応じた間隔で六面体からなる要素が形成される。この要素の大きさは従来の有限差分法にあっては、少なくとも鋳型で鋳造される鋳造品の肉厚方向で肉厚以下が好ましく、肉厚の５分の１以下が更に好ましいと考えられている。そして、解析時間・解析に要するコンピュータ資源等が許す限り微小要素の大きさは小さいことが好ましい。なお、作成される微小要素の方向は特に限定されない。
【００２２】
六面体の微小要素にてメッシュを形成する場合には、すべて同じ形状の微小要素にて分割してもよいし、より精密な形態を再現する必要がある部分のみ細かい微小要素にて分割してもよい。例えば鋳造品の肉厚が薄い部分では局所的に微小要素の大きさを小さく設定することができる。
【００２３】
また、微小要素は、座標系のすべてに規定する必要はなく、必要な部分（鋳型が存在する部分・溶湯が注入されるキャビティ部分）を充分に含む範囲とすることで充分である。
【００２４】
その後、規定された微小要素のそれぞれについて、鋳型の型領域に位置する微小要素と鋳造型のキャビティ領域に位置する微小要素とに分類する。すなわち、解析用に各微小要素を分類し、座標系上に鋳型の形状を微小要素により構築する。各微小要素を型とキャビティとに分類する方法としては特に限定されず、公知の方法が採用可能である。例えば、各微小要素の重心等の代表点の位置が、鋳型の型領域に存在する場合にはその微小要素を型に分類（型メッシュデータ）し、キャビティ領域に存在する場合にはその微小要素をキャビティに分類（キャビティメッシュデータ）する。
【００２５】
キャビティに分類された微小要素について、溶湯の充填解析を行う。基本的な溶湯の充填解析については、有限差分法乃至は有限差分法の関連・発展技術を用いるものならば特に限定されるものではなく、たとえば、ＶＯＦ（Ｖｏｌｕｍｅｏｆ Ｆｌｕｉｄ）等の通常の公知技術・慣用技術等を適用することができる。また、溶湯の凝固挙動について有限差分法を用いて推定する凝固解析を行う。凝固解析は、キャビティ内に充填された溶湯について、溶湯間及び型との関係を考慮して行う。
【００２６】
更に、充填解析、凝固解析以外にも鋳造欠陥予測解析（引け巣予測、湯回りおよび湯境予測等）、ＤＣスリーブ内流動解析、中子ガス発生解析、鋳造残留応力解析等を行うこともできる。これらの解析を併せて行うことにより、全体として、引け巣、めざし、型温分布、湯境、湯しわ、ブリスター、残留歪、鋳造割れ、耐久強度（静的、疲労、衝撃）、特性予測等を精度および効率よく行うことができる。
【００２７】
ヤング率は充填解析及び凝固解析により求めた凝固時間やＡｌ合金の組成（Ｓｉ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｃｕなどの含有量）に基づき算出できる。特にヤング率の算出方法は限定しない。
【００２８】
〈データ変換工程〉
本工程は、後述する振動解析工程にて用いる製品メッシュデータに、成形解析工程にて解析された特性（ヤング率など）を関連づける工程である。具体的には、成形解析工程において用いたそれぞれの微小要素について解析された鋳造品の特性（ヤング率など）のデータを後述する振動解析工程にて用いる微小要素にて使用できる形式に変換する工程である。
【００２９】
振動解析工程にて用いる微小要素は成形解析工程にて用いた微小要素とは異なることが多いと考えられる。本実施形態では振動解析工程を有限要素法にて行うので、微小要素の形状は四面体となる。また、成形解析で用いる鋳造品の形状は湯道などの最終的な製品である製品が有しない形状を含むからである。
【００３０】
具体的には、製品の形状を座標系上に位置づけ、その座標系上に計算領域を定める複数の四面体からなる微小要素に分割（製品メッシュデータ）する。座標系は成形解析にて使用したものをそのまま用いることができる。四面体への分割は製品形状を考慮して行うことが好ましい。一般的には有限要素法にて用いる四面体からなる微小要素の大きさは有限差分法にて用いる六面体からなる微小要素の大きさよりも大きくなることが多い。
【００３１】
成形解析にて用いたメッシュから振動解析にて用いるメッシュに特性データを変換する方法を以下に説明する。
【００３２】
まず、鋳造品を表すキャビティメッシュデータ及び最終的な製品を表す製品メッシュデータを同じ座標空間上に位置づける。前述したように同じ座標空間にてそれぞれのメッシュデータを作成することで、キャビティメッシュデータ及び製品メッシュデータを同じ座標空間上に位置づける。同じ座標空間上に位置づけることでキャビティメッシュデータ及び製品メッシュデータを比較して対応づけることができる。製品メッシュデータを構成する微小要素の形状がキャビティメッシュデータを構成する微小要素の大きさよりも大きい本実施形態では、キャビティメッシュデータと製品メッシュデータとの対応付けは基本的には１対多の関係であるが、微小要素の大きさが反転してキャビティメッシュデータの方が製品メッシュデータよりも大きい場合にはキャビティメッシュデータと製品メッシュデータとの対応付けは多対１の関係になる。微小要素間の対応が多対１の場合にはキャビティメッシュデータを構成する微小要素がもつ特性がそのまま製品メッシュデータの微小要素の特性の値となる。
【００３３】
微小要素間の対応が１対多の場合について図１を例に挙げて説明する。図１は製品メッシュデータを構成する微小要素のうちの１つを抜き出したものであり、実際には３次元方向に複数の微小要素が連なっている。以下に、図１（ａ）に示す製品メッシュデータを構成する微小要素の１つＡに対して、成形解析にて得られた特性（ヤング率）を関連づける方法を説明する。
【００３４】
製品メッシュデータ及びキャビティメッシュデータを同じ座標空間上に位置づけた結果（図１（ｂ））、製品メッシュデータの微小要素Ａに対応するのは、図１（ｃ）に示す１０個のキャビティメッシュデータの微小要素である。本実施形態では、製品メッシュデータの微小要素Ａが区画する空間内にキャビティメッシュデータの微小要素の重心が含まれる場合にそれら微小要素は対応するものと扱っている。重心を基準とするほかに、他の点を代表点として採用し、その代表点が含まれるか否かによって判断することもできる。
【００３５】
製品メッシュデータの微小要素Ａに関連づけられる特性は、対応するキャビティメッシュデータの微小要素Ｂのそれぞれが有する特性を平均したものとして扱う。図１に示す場合には微小要素Ａがもつ特性は微小要素Ｂがそれぞれ有する特性の値の和を微小要素Ｂの数である１０で除したものである。以上説明したように、製品メッシュデータを構成する微小要素のすべてについて特性を関連づける。
【００３６】
なお、図１で例示したキャビティメッシュデータを構成する微小要素の大きさはすべて同じであったが微小要素の大きさが異なる場合もあり得る。キャビティメッシュデータを構成する微小要素の大きさが異なる場合には体積を考慮して平均値を求めることもできる。
【００３７】
〈振動解析工程〉
本工程は機能解析としての振動解析を行う工程である。振動解析は製品メッシュデータに対して行い、製品メッシュデータを構成する微小要素に関連づけられた特性（機械特性：＝ヤング率）及びその他の解析条件に基づいて解析される。
【００３８】
振動解析の方法は特に限定されず一般的な方法が採用できる。例えば、各微小要素毎にヤング率と質量との関係から運動方程式を作成し、その運動方程式を解くことで製品についての固有振動数を求める方法がある。固有振動数の値は製品全体のほか、製品の各部分ごとに求めることもできる。
【００３９】
〈その他の工程〉
本実施形態の振動解析方法はその他の工程として、振動解析結果を可視化する可視化工程をもつ。可視化工程では部分毎の固有振動数を表示したり、予め設定した範囲内の固有振動数を示す部分を表示することができる。
【００４０】
更に、振動解析した結果に基づき製品形状を目的の固有振動数を有するように変化させる修正工程をもつことができる。修正工程は、振動解析工程で解析した結果のほか、その他の制限条件を考慮して鋳造品の部分の厚みや長さを変更することで固有振動数が予め設定した範囲内になる部分を含まない製品形状を提供する工程である。
【００４１】
〔第２実施形態〕
以下に、製品に対して機能解析としての強度解析を行う本実施形態の強度解析方法について説明する。本強度解析方法は成型解析工程とデータ変換工程と機能解析工程としての強度解析工程と必要に応じて可視化工程等のその他の工程とを有する。
【００４２】
〈成形解析工程〉
本工程は材料の各部位のヤング率、欠陥情報（ひけ巣の位置、大きさ等）及び残留応力を解析することを必須とするほかは、第１実施形態で説明した成形解析工程と同様の工程が採用できる。ヤング率は第１実施形態で説明した方法で算出でき、ひけ巣の位置や大きさは気体の巻き込みの解析や凝固解析等により算出でき、残留応力は凝固解析等により算出できる。
【００４３】
〈データ変換工程〉
本工程は、後述する振動解析工程にて用いる製品メッシュデータに、成形解析工程にて解析された特性（ヤング率、欠陥情報及び残留応力）を関連づける工程である。具体的には、成形解析工程において用いたそれぞれの微小要素について解析された製品の特性のデータを後述する強度解析工程にて用いる微小要素にて使用できる形式に変換する工程である。
【００４４】
成形解析にて用いたキャビティメッシュデータから強度解析にて用いる製品メッシュデータにヤング率の値を変換する方法は第１実施形態のデータ変換工程と同様の方法が採用できる。そして、欠陥情報及び残留応力を変化する方法についても第１実施形態で説明した方法を採用することも可能であり特に限定しないが、好ましい方法を以下に説明する。
【００４５】
まず、鋳造品を表すキャビティメッシュデータ及び最終的な製品を表す製品メッシュデータを同じ座標空間上に位置づける。同じ座標空間上に位置づけることでキャビティメッシュデータ及び製品メッシュデータを比較して対応づけることができる。
【００４６】
第１実施形態と同様に、図１に示す場合を例として説明する。製品メッシュデータ及びキャビティメッシュデータを同じ座標空間上に位置づけた結果（図１（ｂ））、製品メッシュデータの微小要素Ａに対応するのは、図１（ｃ）に示す１０個のキャビティメッシュデータの微小要素である。製品メッシュデータの微小要素Ａが区画する空間内にキャビティメッシュデータの微小要素の重心が含まれる場合にそれら微小要素は対応するものと扱っている。
【００４７】
製品メッシュデータの微小要素Ａに関連づけられる特性は、対応するキャビティメッシュデータの微小要素Ｂのうちの最も大きい欠陥情報の値と、最も大きい残留応力の値とが対応される。なお、残留応力の値については製品メッシュデータの微少要素Ａに含まれるキャビティメッシュデータの微小要素Ｂにおける残留応力の値を平均化した値を採用することもできる。
【００４８】
〈強度解析工程〉
本工程は機能解析としての強度解析を行う工程である。強度解析は製品メッシュデータに対して行い、製品メッシュデータを構成する微小要素に関連づけられた特性（ヤング率）及びその他の解析条件に基づいて応力振幅及び平均応力の値を求め、予め実験等により作成した判定曲線により破壊・非破壊を判定することで解析する。応力振幅及び平均応力の値を求める方法は特に限定しない。例えば、汎用の出力プログラムにおいて、各点について、最大値と最小値とを抽出し、その差分及び平均値を計算する方法が採用できる。更に計算により求めた値にデータ変換工程にて関連づけた残留応力の値を加えることで、より正確な解析ができる。
【００４９】
判定曲線は図２に示すような曲線であり、応力振幅及び平均応力の値が判定曲線で区画された領域の図面上方側にプロットされた場合は破壊、判定曲線を含み判定曲線で区画された領域の図面下方側にプロットされた場合は非破壊と判定する。判定曲線は複数存在し、欠陥情報に応じて適正な曲線が選択される。例えば、ひけ巣の大きさがｒ1以下である場合には▲１▼の曲線を、ひけ巣の大きさがｒ1より大きくｒ2以下である場合には▲２▼の曲線を。以下、ひけ巣の大きさがｒ2〜ｒ3、ｒ3〜ｒ4、ｒ4〜ｒ5及びｒ5より大きい範囲のそれぞれに対して▲３▼、▲４▼、▲５▼及び▲６▼の判定曲線をそれぞれ対応させる。ひけ巣の大きさとしては生成したひけ巣の外接球、内接球、体積相当球などの方法で求めた球の半径にて表すことができる。
【００５０】
判定曲線の作成方法は特に限定せず、欠陥情報と材料の破壊・非破壊との関係に基づき作成する。理論的方法、経験的方法を問わず採用できる。
【００５１】
本実施形態では判定曲線を経験的方法（実験）にて求める。実験としては種々の大きさのひけ巣をもつテストピースを作成し、所定の応力振幅及び平均応力、並びに所定回数の荷重を繰り返し加えた場合のテストピースの破壊の有無を調べて、判定曲線を作成する。
【００５２】
理論的に求める場合にはひけ巣の大きさを変化させて上述した強度解析を行うことができる。その場合、ひけ巣等の欠陥を充分に表すことができるように大きさが選択された微小要素を用いて強度解析を行う。
【００５３】
〈その他の工程〉
本実施形態の強度解析方法はその他の工程として、強度解析結果を可視化する可視化工程をもつ。可視化工程では強度解析により破壊される部分を表示したり、予め設定した範囲内の強度（応力振幅の値など）を示す部分を表示することができる。
【００５４】
〈機能解析プログラム〉
本実施形態の機能解析プログラムは、コンピュータを機能解析装置として機能させるプログラムである。機能解析装置は製品の形状を多面体からなる微小要素に分割した製品メッシュデータに対して所定の機能解析を行う装置であって、成形型が形成するキャビティを多面体からなる微小要素に分割したキャビティメッシュデータに対して充填される溶融材料の挙動を解析し、鋳造品の特性を解析する成形解析手段と、それぞれの製品メッシュデータにそれら特性を関連づけるデータ変換手段と、それら製品メッシュデータに関連づけられた特性に基づき所定の機能解析を行う機能解析手段と、を有する。
【００５５】
本機能解析プログラムは、使用されるコンピュータ上にて実行可能な型式で作成されており、さらには、記録媒体上に記録されていても良い。本鋳造シミュレーションプログラムの各構成要素については前述の鋳造シミュレーション方法の各構成要素の説明と概ね同一であるので、先の説明をもって本構成要素の説明に代える。
【図面の簡単な説明】
【図１】メッシュデータ間の対応の一例を示した模式図である。
【図２】強度解析に用いる判定曲線の一例を示した模式図である。
【符号の説明】
Ａ…微小要素（製品メッシュデータ）
Ｂ…微小要素（キャビティメッシュデータ）
Claims (8)
- 製品の形状を多面体からなる微小要素に分割した製品メッシュデータに対して所定の機能解析を行う製品の機能解析方法であって、
成形型が形成するキャビティ及び型を多面体からなる微小要素に分割したキャビティメッシュデータ及び型メッシュデータに対して充填される溶融材料及び型の挙動を解析し、成形品の特性を解析する成形解析工程と、
それぞれの該製品メッシュデータに該特性を関連づけるデータ変換工程と、
該製品メッシュデータに関連づけられた該特性に基づき該所定の機能解析を行う機能解析工程と、を有し、
前記キャビティメッシュデータを構成する微小要素と、前記製品メッシュデータを構成する微小要素とは、異なる分割がなされており、
前記データ変換工程は、
前記キャビティメッシュデータ及び前記製品メッシュデータを同じ座標空間上に位置づけ、該キャビティメッシュデータを構成する該微小要素と該製品メッシュデータを構成する該微小要素とを対応させて対応キャビティメッシュデータとする微小要素対応ステップと、
該製品メッシュデータを構成する前記微小要素毎に、該対応キャビティメッシュデータを構成する前記微小要素が有する前記特性を関連づける特性関連づけステップとをもつことを特徴とする製品の機能解析方法。 - 前記特性は前記成形品の機械特性であり、
前記特性関連づけステップは、前記製品メッシュデータを構成するそれそれの微小要素毎に前記成形解析工程にて解析された前記機械特性の平均値を関連づけるステップであって、その平均値は、前記製品メッシュデータを構成するそれぞれの微小要素毎に算出され且つそれぞれの微小要素に対応する前記対応キャビティメッシュデータを構成する微小要素のそれぞれがもつ該機械特性を平均した値であり、
前記所定の機能解析は振動解析である請求項１に記載の製品の機能解析方法。 - 前記特性は前記成形品に存在する欠陥の大きさであり、
前記データ変換工程は前記製品メッシュデータを構成するそれぞれの前記微小要素毎に対応する前記対応キャビティメッシュデータの微小要素が有する該欠陥の大きさの最大値を関連づける工程であり、
前記所定の機能解析は強度解析である請求項１又は２に記載の製品の機能解析方法。 - 前記特性は前記成形品に存在する残留応力の大きさであり、
前記所定の機能解析は強度解析である請求項１〜３のいずれかに記載の製品の機能解析方法。 - 製品の形状を多面体からなる微小要素に分割した製品メッシュデータに対して所定の機能解析を行う製品の機能解析装置としてコンピュータを機能させる製品の機能解析プログラムであって、
前記機能解析装置は、
成形型が形成するキャビティ及び型を多面体からなる微小要素に分割したキャビティメッシュデータ及び型メッシュデータに対して充填される溶融材料の挙動を解析し、成形品の特性を解析する成形解析手段と、
それぞれの該製品メッシュデータに該特性を関連づけるデータ変換手段と、
該製品メッシュデータに関連づけられた該特性に基づき該所定の機能解析を行う機能解析手段と、を有し、
前記キャビティメッシュデータを構成する微小要素と、前記製品メッシュデータを構成 する微小要素とは、異なる分割がなされており、
前記データ変換手段は、
前記キャビティメッシュデータ及び前記製品メッシュデータを同じ座標空間上に位置づけ、該キャビティメッシュデータを構成する該微小要素と該製品メッシュデータを構成する該微小要素とを対応させて対応キャビティメッシュデータとする微小要素対応手段と、
該製品メッシュデータを構成する前記微小要素毎に、該対応キャビティメッシュデータを構成する前記微小要素が有する前記特性を関連づける特性関連づけ手段とをもつことを特徴とする製品の機能解析プログラム。 - 前記特性は前記成形品の機械特性であり、
前記特性関連づけ手段は、前記製品メッシュデータを構成するそれそれの微小要素毎に前記成形解析手段にて解析された前記機械特性の平均値を関連づける手段であって、その平均値は、前記製品メッシュデータを構成するそれぞれの微小要素毎に算出され且つそれぞれの微小要素に対応する前記対応キャビティメッシュデータを構成する微小要素のそれぞれがもつ該機械特性を平均した値であり、
前記所定の機能解析は振動解析である請求項５に記載の製品の機能解析プログラム。 - 前記特性は前記成形品に存在する欠陥の大きさであり、
前記データ変換手段は前記製品メッシュデータを構成するそれぞれの前記微小要素毎に対応する前記対応キャビティメッシュデータの微小要素が有する該欠陥の大きさの最大値を関連づける手段であり、
前記所定の機能解析は強度解析である請求項５又は６に記載の製品の機能解析プログラム。 - 前記特性は前記成形品に存在する残留応力の大きさであり、
前記所定の機能解析は強度解析である請求項５〜７のいずれかに記載の製品の機能解析プログラム。
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