JP4695399B2 - Simulation model generation method for filler compounding materials - Google Patents
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Description
本発明は、マトリックス中にフィラーが分散配合されたフィラー配合材料からそのシミュレーションモデルを簡単に生成しうるフィラー配合材料のシミュレーションモデル生成方法に関する。 The present invention relates to a method for generating a simulation model of a filler compounding material that can easily generate a simulation model from a filler compounding material in which a filler is dispersed and mixed in a matrix.
近年、マトリックス(例えばゴム)中にフィラー(例えばカーボンブラック)が分散配合されたフィラー配合材料(例えばカーボン補強ゴム)の変形挙動、応力ないし歪分布状態などを評価するために、シミュレーションによる解析が行われている。シミュレーションを行うためには、上述のフィラー配合材料について、例えば有限要素法などの数値解析法で取り扱いが可能なモデルを準備する必要がある。 In recent years, analysis by simulation has been performed to evaluate the deformation behavior, stress or strain distribution state of filler compounded material (for example, carbon reinforced rubber) in which filler (for example, carbon black) is dispersed and mixed in a matrix (for example, rubber). It has been broken. In order to perform the simulation, it is necessary to prepare a model that can be handled by a numerical analysis method such as a finite element method for the above-described filler compounding material.
図2には、カーボン補強ゴムを透過型電子顕微鏡(以下、Transmission Electron Microscopeの略として、「TEM」ということがある。)で撮像した透過断面像を示す。白色部分は、ゴムを示し、その中にカーボン粒子が分散して配置されている。また、図7には、従来のカーボン補強ゴムのシミュレーションモデルaの一例を視覚化して示す。やや濃い輪郭で囲まれた部分は、カーボンをモデル化したカーボンモデルbであり、その外側は、ゴムモデルcである。各モデルb、cは、いずれも有限個の小さな要素で分割されている。 FIG. 2 shows a transmission cross-sectional image obtained by imaging the carbon reinforced rubber with a transmission electron microscope (hereinafter, abbreviated as “TEM” for abbreviated as “Transmission Electron Microscope”). A white part shows rubber | gum and the carbon particle is disperse | distributed and arrange | positioned in it. Further, FIG. 7 shows an example of a simulation model a of a conventional carbon reinforced rubber visualized. A portion surrounded by a slightly darker outline is a carbon model b obtained by modeling carbon, and an outer side thereof is a rubber model c. Each model b and c is divided by a finite number of small elements.
従来のシミュレーションモデルaは、TEMなどで得られたカーボン補強ゴムの透過断面像を参考にして作られている。しかしながら、カーボンモデルbの輪郭は円形を基調として簡略化されているため、実際のカーボンの形状等を正確に反映してはいない。このような形状の差異は、シミュレーションの計算結果に影響を及ぼすおそれがある。前記透過断面像を参考にして、カーボンモデルbの輪郭形状を正確に作り込むことも可能である。しかしながら、実際のカーボン粒子は、非常に複雑な輪郭を持っているために、従来のような手作業では、モデルを生成するために多くの手間と時間を要する。 The conventional simulation model a is created with reference to a transmission cross-sectional image of carbon reinforced rubber obtained by TEM or the like. However, since the outline of the carbon model b is simplified based on a circular shape, it does not accurately reflect the actual shape or the like of the carbon. Such a difference in shape may affect the simulation calculation result. It is also possible to accurately create the contour shape of the carbon model b with reference to the transmission cross-sectional image. However, since the actual carbon particles have a very complicated outline, in the conventional manual operation, it takes much time and labor to generate a model.
本発明は、以上のような実情に鑑み案出なされたもので、マトリックス中にフィラーが分散配合されたフィラー配合材料からそのシミュレーションモデルを正確かつ簡単に生成しうるフィラー配合材料のシミュレーションモデル生成方法を提供することを目的としている。 The present invention has been devised in view of the above circumstances, and a method for generating a simulation model of a filler compounding material that can accurately and easily generate a simulation model from a filler compounding material in which a filler is dispersed and mixed in a matrix. The purpose is to provide.
本発明のうち請求項1記載の発明は、マトリックス中にフィラーが分散配合されたフィラー配合材料のシミュレーションモデルを生成するための方法であって、
前記フィラー配合材料から、前記マトリックス及びフィラーを含んだ画像を取得するステップと、
前記画像からフィラーのエッジを抽出するステップと、
前記エッジを抽出した後、エッジの外側に予め定めた厚さでオフセットされた輪郭線を設定するステップと、
前記エッジの内側領域を分割しかつフィラーモデルとして定義するステップと、
前記輪郭線の外側領域を分割しかつマトリックスモデルとして定義するステップと、
前記輪郭線と前記エッジとの間の領域を分割し、かつ、マトリックスとフィラーとの界面を表す前記マトリックスモデルとは異なる物性値の界面モデルとして定義するステップとを含むことを特徴とする。
The invention according to
Obtaining an image containing the matrix and filler from the filler compounding material;
Extracting filler edges from the image;
After extracting the edge, setting a contour line offset by a predetermined thickness outside the edge; and
Dividing the inner region of the edge and defining as a filler model;
Dividing the outer region of the contour and defining as a matrix model ;
And dividing the region between the contour line and the edge and defining the interface model having a physical property value different from the matrix model representing the interface between the matrix and the filler .
また請求項2記載の発明は、前記画像を取得するステップは、解析しようとするフィラー充填率よりも小さいフィラー充填率を有するフィラー配合材料を準備する段階と、このフィラー配合材料から透過型電子顕微鏡を用いて透過断面像を取得する段階とを含むことを特徴とする請求項1記載のフィラー配合材料のシミュレーションモデル生成方法である。
According to a second aspect of the present invention, in the step of acquiring the image, a step of preparing a filler compounding material having a filler filling factor smaller than a filler filling factor to be analyzed, and a transmission electron microscope from the filler compounding material A method for generating a simulation model of a filler compounding material according to
また請求項3記載の発明は、前記エッジを抽出した後、エッジの連続性を判定するステップと、前記エッジが連続していないときに、その不連続部を繋いでエッジを連続させるステップとをさらに含むことを特徴とする請求項1記載のフィラー配合材料のシミュレーションモデル生成方法である。
According to a third aspect of the present invention, the steps of determining edge continuity after extracting the edges, and connecting the discontinuous portions when the edges are not continuous, and continuing the edges are provided. The method for generating a simulation model of a filler compounding material according to
また請求項4記載の発明は、前記エッジを抽出した後、エッジの内側領域の大きさを判定するステップと、前記内側領域が予め定めた大きさよりも小さいときにそのエッジを全て削除するステップとをさらに含むことを特徴とする請求項1記載のフィラー配合材料のシミュレーションモデル生成方法である。
According to a fourth aspect of the present invention, after extracting the edge, determining a size of an inner area of the edge; and deleting all of the edges when the inner area is smaller than a predetermined size; The method for generating a simulation model of a filler compounding material according to
本発明では、実際のフィラー配合材料の画像からそのエッジ(輪郭)を抽出し、それに基づいてフィラーモデルが設定される。従って、実際の物理的構造と非常に近似したフィラーモデルを含むシミュレーションモデルを簡単かつ能率良く生成しうる。 In the present invention, an edge (contour) is extracted from an image of an actual filler compounding material, and a filler model is set based on the extracted edge (contour). Therefore, a simulation model including a filler model that is very close to the actual physical structure can be generated easily and efficiently.
以下、本発明の実施の一形態を図面に基づき説明する。
本実施形態では、フィラー配合材料として、マトリックスとしてのゴムに、フィラーとしてのカーボンを充填したカーボン補強ゴムを例に挙げ、その二次元(単一平面)のシミュレーションモデルを生成する手順を説明する。この手順の大部分は、図示しないコンピュータ装置を用いて行われる。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
In the present embodiment, as a filler compounding material, a carbon reinforced rubber in which rubber as a matrix is filled with carbon as a filler will be described as an example, and a procedure for generating a two-dimensional (single plane) simulation model will be described. Most of this procedure is performed using a computer device (not shown).
図1に、本発明のシミュレーションモデルの生成方法の処理手順の一例を示す。 FIG. 1 shows an example of the processing procedure of the simulation model generation method of the present invention.
シミュレーションモデルの生成方法では、先ず、カーボン補強ゴムから、ゴム及びカーボンを含んだ画像を取得するステップが行われる(ステップS1)。図2には、このような画像2の一例を示す。画像の取得方法は、カーボンCの輪郭が画像として明瞭に得られれば特に制限はない。本実施形態では、画像の取得にTEMが用いられる。 In the simulation model generation method, first, a step of acquiring an image including rubber and carbon from the carbon reinforced rubber is performed (step S1). FIG. 2 shows an example of such an image 2. The image acquisition method is not particularly limited as long as the carbon C outline can be clearly obtained as an image. In the present embodiment, TEM is used for image acquisition.
TEMは、ゴム中にカーボンが分散配置(三次元的配置)されたカーボン補強ゴムからほぼ100ナノメータ程度の厚さ部分の透過断面像を得ることができる。この透過断面像には、前記厚さに含まれるカーボンが一つの平面像の中に投影されることになる。従って、TEMにより得られた画像には、実際のカーボン補強ゴムのカーボン充填率(配合率)よりも高い割合でカーボンが含まれる傾向がある。 The TEM can obtain a transmission cross-sectional image of a thickness portion of about 100 nanometers from a carbon reinforced rubber in which carbon is dispersed and arranged (three-dimensionally) in rubber. In this transmission cross-sectional image, carbon contained in the thickness is projected into one planar image. Therefore, the image obtained by TEM tends to contain carbon at a rate higher than the carbon filling rate (mixing rate) of the actual carbon reinforced rubber.
このため、ある特定のカーボン充填率(面積率)のカーボン補強ゴムの断面像を得たい場合、撮像に用いるカーボン補強ゴムには、解析しようとするカーボン充填率よりも小さい充填率を有するカーボン補強ゴムを用いるのが良い。例えば、カーボン充填率が30%のカーボン補強ゴムの断面像を得たい場合、実際のカーボン補強ゴムのカーボン充填率はそれよりも小さく、例えば10〜20%が望ましい。つまり、画像として得たいカーボン充填率のほぼ33〜66%のカーボン充填率を持った試料から撮像するのが望ましい。これによって、TEMを利用して、ほぼ目的とするカーボン充填率(面積率)の画像を得ることができる。 For this reason, when it is desired to obtain a cross-sectional image of a carbon reinforced rubber having a specific carbon filling rate (area ratio), the carbon reinforced rubber used for imaging has a carbon reinforced with a filling rate smaller than the carbon filling rate to be analyzed. It is better to use rubber. For example, when it is desired to obtain a cross-sectional image of a carbon reinforced rubber having a carbon filling rate of 30%, the actual carbon filling rate of the carbon reinforced rubber is smaller than that, for example, 10 to 20% is desirable. That is, it is desirable to take an image from a sample having a carbon filling rate of about 33 to 66% of the carbon filling rate to be obtained as an image. As a result, an image having a substantially desired carbon filling rate (area ratio) can be obtained using TEM.
TEMを用いた場合、カーボン補強ゴムの断面画像の多くは物理的な写真として得られる。このため、本実施形態では、写真の全部ないし一部をイメージスキャナ等で読み込んで必要な領域がラスターデータ化される(ステップS2)。このデータは、図示しないコンピュータの記憶装置に記憶される。なお、TEMから直接デジタルデータが得られる場合、ステップS2の処理は不要である。また、本実施形態では、例えば移動平均法やメディアン・フィルター等のアルゴリズムに基づいて前記ラスターデータから予めノイズを除去する処理が行われる(ステップS3)。 When TEM is used, many of the cross-sectional images of carbon reinforced rubber are obtained as physical photographs. For this reason, in the present embodiment, all or a part of the photograph is read by an image scanner or the like, and necessary areas are converted into raster data (step S2). This data is stored in a storage device of a computer (not shown). If digital data can be obtained directly from the TEM, the process of step S2 is not necessary. In the present embodiment, for example, noise is previously removed from the raster data based on an algorithm such as a moving average method or a median filter (step S3).
次に、前記ラスター化された画像に対して処理を行いカーボンのエッジを抽出する処理が行われる(ステップS4)。ラスターデータのエッジとは、画像中の明るさ(数値)が急激に変化する部分を指し、この例ではカーボンの輪郭がそれに相当する。 Next, processing is performed on the rasterized image to extract carbon edges (step S4). The edge of the raster data refers to a portion where the brightness (numerical value) in the image changes abruptly, and in this example, the contour of carbon corresponds to it.
ラスター化されたデータから、特定のオブジェクトのエッジを抽出する処理は、例えば種々の画像処理アプリケーションを用いて行うことができる。例えば、エッジ抽出処理は、図2のラスターデータに対して閾値処理を行い、図3のような2値化データ3を得る段階、2値化データ3に含まれる各々のオブジェクトO(この例では、同じ色数値を持っている一塊状の画素群を指す。)に同じグループ属性L1、L2…Lnを与えるラベリングの段階及び各オブジェクトOに対して微分演算などを利用してエッジを抽出する段階を含むことができる。図4には、前記画像から各オブジェクトOのエッジEを抽出した画像データ4の一例が示される。該データ4も、コンピュータの記憶装置に記憶される。
The process of extracting the edge of a specific object from rasterized data can be performed using various image processing applications, for example. For example, in the edge extraction process, a threshold process is performed on the raster data in FIG. 2 to obtain the
次に、本実施形態では、エッジが抽出された画像をベクターデータ化(ベクタライズ)する(ステップS5)。ラスターデータは単にドットの集合体であるが、ベクターデータは、始点及び終点が定義された直線や、中心及び半径が定義された円又は円弧など、数学的に定義された数値データにより構成される。従って、各種の幾何学的計算、例えばエッジEの内側領域の面積やエッジEの連続性などを判定するのに適する。ラスターデータからベクターデータへの変換処理は、種々の画像処理アプリケーションを用いて行うことができる。この際、変換後のベクターデータについて、適宜、修正作業などを行うことができる。 Next, in this embodiment, the image from which the edge is extracted is converted into vector data (vectorized) (step S5). Raster data is simply a collection of dots, but vector data consists of mathematically defined numerical data such as straight lines with defined start and end points and circles or arcs with defined centers and radii. . Therefore, it is suitable for determining various geometric calculations, for example, the area of the inner region of the edge E and the continuity of the edge E. Conversion processing from raster data to vector data can be performed using various image processing applications. At this time, the modified vector data can be appropriately corrected.
次に、本実施形態では、各オブジェクトOについて得られたエッジEが連続しているか否かの判定が行われる(ステップS6)。この判定は、ベクター化されたデータを用いて行われる。各オブジェクトOのエッジEは、複数個の線で形成されているため、各々の始点及び終点を調べることにより、エッジEの連続性は容易に判定できる。 Next, in this embodiment, it is determined whether or not the edge E obtained for each object O is continuous (step S6). This determination is performed using vectorized data. Since the edge E of each object O is formed by a plurality of lines, the continuity of the edge E can be easily determined by examining the start point and the end point of each line.
もし、エッジEが連続していないオブジェクトOがある場合(ステップS6でN)、そのエッジEの不連続部を例えば補間により繋ぎ、該エッジEを連続させる処理が行われる(ステップS11)。これにより、各オブジェクトOは、連続したエッジEによって囲まれる閉じた領域である内側領域Aiと、その外側領域Aoとを区画する。 If there is an object O in which the edge E is not continuous (N in step S6), the discontinuous portion of the edge E is connected by, for example, interpolation, and the edge E is continued (step S11). Thereby, each object O partitions the inner area Ai, which is a closed area surrounded by the continuous edge E, and the outer area Ao.
また、本実施形態では、各オブジェクトOについて、エッジEの内側領域Aiが、予め定められた大きさを有するか否かの判定が行われる(ステップS7)。前記内側領域Aiが予め定めた大きさよりも小さい場合(ステップS7でN)、エッジEを含むオブジェクトを消去する処理が行われる(ステップS7でN)。具体的には、当該エッジEの消去、即ち該エッジEを構成している画素の色情報を非エッジの色情報に書き換える。また、前記内側領域の大きさ(閾値)については、シミュレーションの計算結果に影響を与えない程度の大きさが定められる。この処理を行うことにより、ノイズ除去の処理(ステップS3)では取り除くことができなかった計算に不要なノイズないしカーボンなどを除去し、後のシミュレーション計算負荷を減じて能率化するのに役立つ。 In the present embodiment, for each object O, it is determined whether or not the inner area Ai of the edge E has a predetermined size (step S7). When the inner area Ai is smaller than a predetermined size (N in Step S7), a process for deleting the object including the edge E is performed (N in Step S7). Specifically, the edge E is erased, that is, the color information of the pixels constituting the edge E is rewritten to non-edge color information. Further, the size (threshold value) of the inner region is determined so as not to affect the simulation calculation result. By performing this process, noise or carbon unnecessary for the calculation that could not be removed by the noise removal process (step S3) is removed, and it is useful for reducing the subsequent simulation calculation load and improving efficiency.
次に、本実施形態では、各々のオブジェクトOについて、エッジEにて閉じられた内側領域を分割してカーボンモデルMcとして定義するとともに、エッジEの外側領域を分割してゴムモデルMrとして定義する処理が行われる(ステップS8、S9)。図5には、このような処理を行って生成したシミュレーションモデルMを視覚化して示す。 Next, in this embodiment, for each object O, the inner region closed by the edge E is divided and defined as the carbon model Mc, and the outer region of the edge E is divided and defined as the rubber model Mr. Processing is performed (steps S8 and S9). In FIG. 5, the simulation model M generated by performing such processing is visualized.
予め定められた閉空間を小さな要素eで分割すること、即ちメッシュ化処理は、種々のアプリケーションソフトを用いて行い得る。要素eの形状は、平面要素の場合、三角形又は四角形が望ましい。各要素eの大きさなどは、解析の目的などに応じて予め好ましい範囲を定め、その範囲中に納まるよう処理される。 The predetermined closed space is divided by the small element e, that is, the meshing process can be performed using various application software. In the case of a planar element, the shape of the element e is preferably a triangle or a quadrangle. The size of each element e is determined in advance in accordance with the purpose of analysis and the like, and processed so as to be within the range.
また、エッジEの内側領域Aiの各要素eには、計算用のパラーメータとして、カーボンの密度や弾性率といった物性値がそれぞれ定義される。同様に、エッジEの外側領域Aoの要素eには、計算用のパラーメータとしてゴムの密度、弾性率及びtanδなどの物性値がそれぞれ定義される。そして、このシミュレーションモデルMを構成する数値データは、コンピュータ装置の記憶装置に記憶され(ステップS10)、必要なときに呼び出されてシミュレーションの計算に用いられる。 For each element e in the inner region Ai of the edge E, physical property values such as carbon density and elastic modulus are defined as parameters for calculation. Similarly, in the element e of the outer area Ao of the edge E, physical properties such as rubber density, elastic modulus and tan δ are defined as calculation parameters. The numerical data constituting the simulation model M is stored in the storage device of the computer device (step S10), and is called up when necessary to be used for simulation calculation.
以上のような処理を経て生成されたシミュレーションモデルMは、実際のカーボンの輪郭形状及び分散状態と非常に近似する。従って、シミュレーションにおける計算結果が、より実物に近くなり、シミュレーション精度の大幅な向上が期待できる。また、シミュレーションモデルMの生成工程は、その大部分(本実施形態では、例えば少なくともステップS3〜S10)がコンピュータによる連続自動処理として実行できるため、人間の作業工数を減じ、かつ、短時間で行うことができる。よって、能率化できる。また、例えば、エッジEの内、外をメッシュ化する際、例えばカーボンモデルとなるエッジの形状を変えることなくその位置を変更する(例えば相互に密接させる。)ことにより、分散率などを容易に変えることができる。 The simulation model M generated through the above processing is very close to the actual carbon contour shape and dispersion state. Therefore, the calculation result in the simulation becomes closer to the actual product, and a great improvement in simulation accuracy can be expected. In addition, the generation process of the simulation model M can be executed as a continuous automatic process by a computer for the most part (in this embodiment, for example, at least steps S3 to S10). be able to. Therefore, efficiency can be improved. In addition, for example, when meshing the outside of the edge E, for example, by changing the position without changing the shape of the edge that becomes the carbon model (for example, close contact with each other), the dispersion rate and the like can be easily achieved. Can be changed.
本実施形態では、2次元のシミュレーションモデルMを示したが、以上の処理をカーボン補強ゴムの厚さ方向で繰り返して行い、かつ、それらの間を補って三次元のシミュレーションモデルを生成することも可能になる。 In the present embodiment, the two-dimensional simulation model M is shown. However, the above processing may be repeated in the thickness direction of the carbon reinforced rubber, and a three-dimensional simulation model may be generated by supplementing between them. It becomes possible.
ところで、実際のカーボン補強ゴムにおいて、カーボンとゴムとの界面をどのように取り扱うかはカーボン補強ゴムの変形シミュレーション等において重要な問題である。種々の研究の結果、前記界面において、ゴムとカーボンとの滑り、摩擦及びそれに伴う大きなエネルギーロスなどが判明しつつある。従って、精度の良いカーボン補強ゴムのシミュレーションを行うためには、このような界面をモデルとして取り込み、そこに異なる物性値を与えることが望ましい。従って、本発明は、このような界面をモデル化した界面モデルを作るステップをさらに含むことができる。 By the way, how to handle the interface between carbon and rubber in an actual carbon reinforced rubber is an important problem in deformation simulation of the carbon reinforced rubber. As a result of various studies, slipping between rubber and carbon, friction, and a large energy loss associated therewith are becoming apparent at the interface. Therefore, in order to simulate a carbon reinforced rubber with high accuracy, it is desirable to incorporate such an interface as a model and give different physical property values thereto. Therefore, the present invention can further include a step of creating an interface model that models such an interface.
図6には、そのような界面モデルを作る手順の一例を簡略化して示す。
本実施形態では、界面モデルは、ゴムとカーボンとの間に形成され、かつ厚さが小さい膜状でモデル化する。先ず、図6(A)のように、カーボンモデルMcのエッジEの周囲に、該エッジEから予め定めた所定の厚さtでオフセットされた輪郭線Fを設定する。この厚さtは、特に限定されないが、例えば1〜10ナノメータ程度が採用できる。
FIG. 6 shows a simplified example of a procedure for creating such an interface model.
In the present embodiment, the interface model is modeled as a film formed between rubber and carbon and having a small thickness. First, as shown in FIG. 6A, a contour line F offset from the edge E by a predetermined thickness t is set around the edge E of the carbon model Mc. Although this thickness t is not specifically limited, For example, about 1-10 nanometer is employable.
次に、図6(B)のように、輪郭線Fの内側かつエッジEの外側は、界面モデルMeとして定義されかつメッシュ化される。また輪郭線Fの外側は、前記実施形態と同様、ゴムモデルMrとして定義されかつメッシュ化される。界面モデルMeを構成する各要素eには、計算用のパラーメータとして、例えばゴムの弾性率(複素弾性率)よりもヒステリシスロスの大きい粘弾性特性が定義されることが望ましい。これにより、界面モデルMeでより大きなエネルギーロスを生じさせることができる。なおエッジEの内側領域は、前記実施形態と同様にカーボンモデルMcとして定義されかつメッシュ化される。このように、本実施形態では、エッジEによって特定されたカーボンモデルMcの周囲に、界面モデルMeを自動的に設定する処理を含むことが可能である。 Next, as shown in FIG. 6B, the inside of the contour line F and the outside of the edge E are defined and meshed as the interface model Me. Further, the outside of the contour line F is defined as a rubber model Mr and meshed as in the above embodiment. For each element e constituting the interface model Me , it is desirable to define a viscoelastic characteristic having a hysteresis loss larger than, for example, the elastic modulus (complex elastic modulus) of rubber as a parameter for calculation. Thereby, a larger energy loss can be caused in the interface model Me. The inner region of the edge E is defined as a carbon model Mc and meshed as in the above embodiment. Thus, in this embodiment, it is possible to include a process of automatically setting the interface model Me around the carbon model Mc specified by the edge E.
以上本発明の実施形態について説明したが、本発明は、カーボン補強ゴム以外にも、シリカをフィラーとしてゴム組成物や、各種のエラストマーなどのシミュレーションモデルの生成にも用いることができる。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention can be used to generate a simulation model of a rubber composition or various elastomers using silica as a filler in addition to a carbon reinforced rubber.
Ai エッジの内側領域
Ao エッジの外側領域
E エッジ
M シミュレーションモデル
Mc カーボンモデル
Mr ゴムモデル
Me 界面モデル
Ai Inner region Ao Edge outer region E Edge M Simulation model Mc Carbon model Mr Rubber model Me Interface model
Claims (4)
前記フィラー配合材料から、前記マトリックス及びフィラーを含んだ画像を取得するステップと、
前記画像からフィラーのエッジを抽出するステップと、
前記エッジを抽出した後、エッジの外側に予め定めた厚さでオフセットされた輪郭線を設定するステップと、
前記エッジの内側領域を分割しかつフィラーモデルとして定義するステップと、
前記輪郭線の外側領域を分割しかつマトリックスモデルとして定義するステップと、
前記輪郭線と前記エッジとの間の領域を分割し、かつ、マトリックスとフィラーとの界面を表す前記マトリックスモデルとは異なる物性値の界面モデルとして定義するステップとを含むことを特徴とするフィラー配合材料のシミュレーションモデル生成方法。 A method for generating a simulation model of a filler compounded material in which a filler is dispersed and mixed in a matrix,
Obtaining an image containing the matrix and filler from the filler compounding material;
Extracting filler edges from the image;
After extracting the edge, setting a contour line offset by a predetermined thickness outside the edge; and
Dividing the inner region of the edge and defining as a filler model;
Dividing the outer region of the contour and defining as a matrix model ;
Dividing the region between the contour line and the edge and defining as an interface model having a physical property value different from the matrix model representing the interface between the matrix and the filler. A simulation model generation method for materials.
解析しようとするフィラー充填率よりも小さいフィラー充填率を有するフィラー配合材料を準備する段階と、
このフィラー配合材料から透過型電子顕微鏡を用いて透過断面像を取得する段階とを含むことを特徴とする請求項1記載のフィラー配合材料のシミュレーションモデル生成方法。 The step of acquiring the image includes
Preparing a filler compounding material having a filler filling rate smaller than the filler filling rate to be analyzed;
The method of generating a simulation model for a filler compounding material according to claim 1, further comprising: obtaining a transmission cross-sectional image from the filler compounding material using a transmission electron microscope.
前記エッジが連続していないときに、その不連続部を繋いでエッジを連続させるステップとをさらに含むことを特徴とする請求項1又は2記載のフィラー配合材料のシミュレーションモデル生成方法。 Determining the continuity of the edges after extracting the edges;
3. The method for generating a simulation model of a filler compounding material according to claim 1, further comprising a step of connecting the discontinuous portions to make the edges continuous when the edges are not continuous.
前記内側領域が予め定めた大きさよりも小さいときにそのエッジを全て削除するステップとをさらに含むことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のフィラー配合材料のシミュレーションモデル生成方法。 Determining the size of the inner region of the edge after extracting the edge;
The method for generating a simulation model for a filler compounding material according to any one of claims 1 to 3, further comprising the step of deleting all edges when the inner region is smaller than a predetermined size.
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