JP5644652B2 - Arithmetic apparatus, arithmetic method and arithmetic program - Google Patents
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Description
本願は、同軸線の形状の変化を模擬演算する演算装置、該演算装置を用いた演算方法、前記演算装置を実現するための演算プログラムに関する。 The present application relates to a calculation device that simulates a change in the shape of a coaxial line, a calculation method using the calculation device, and a calculation program for realizing the calculation device.
自動車ワイヤーハーネスにおいて、電線に対する端子の圧着は、電線及び端子を接続する方法として広く用いられている。また、近年、車載電装品の増加、高機能化により、接続される回路数が増加し、接続に対して高い信頼性が求められている。 In an automobile wire harness, crimping of a terminal to an electric wire is widely used as a method for connecting the electric wire and the terminal. In recent years, the number of connected circuits has increased due to an increase in in-vehicle electrical components and higher functionality, and high reliability is required for connection.
端子の圧着方法として、例えば、特許文献1には、端子片に電線を載置し、端子片を断面視U字状に曲成した後、治具を用いてかしめることにより、電線に端子を圧着する端子圧着方法の発明が開示されている。
As a method for crimping a terminal, for example, in
このような、圧着方法の圧着工程においては、各種模擬演算等の解析を行うことにより、開発期間の短縮が試みられている。 In such a crimping process of the crimping method, an attempt has been made to shorten the development period by analyzing various simulation operations and the like.
また、ワイヤーハーネスに用いられる電線において、ラジオ受信等の電磁波による高周波ノイズの抑制が必要な箇所には、同軸線が用いられることがある。 Moreover, in the electric wire used for a wire harness, a coaxial line may be used for the location which needs suppression of the high frequency noise by electromagnetic waves, such as radio reception.
しかしながら、同軸線に対する圧着の解析を行う場合、同軸線を構成する多数の編組線についての演算量が膨大となる。例えば、演算量を削減すべく簡略化した模擬モデルを設定した場合には、外圧を加えた場合の形状の変化を十分に模すことができない。 However, when analyzing crimping on a coaxial line, the amount of computation for a large number of braided wires constituting the coaxial line becomes enormous. For example, when a simplified simulation model is set so as to reduce the amount of calculation, the change in shape when an external pressure is applied cannot be sufficiently simulated.
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、簡略化した模擬同軸線モデルを設定した場合であっても、形状変化を模すことが可能な演算装置、演算方法及び演算プログラムの提供を目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a calculation device, a calculation method, and a calculation program capable of imitating a shape change even when a simplified simulated coaxial line model is set. With the goal.
本発明に係る演算装置は、芯線を樹脂層で被覆し、該樹脂層を、複数の素線を編組した編組線にて被覆した同軸線に対し、外部から圧力を加えた場合の形状の変化を模擬演算する演算装置において、芯線、該芯線を被覆した樹脂層及び該樹脂層を被覆した編組線を模し、かつ、該編組線に含まれる複数の素線の間を張架する仮想膜を設定した模擬同軸線モデルに係る芯線、樹脂層、編組線及び仮想膜夫々の形状データ及び物性データの入力を受け付ける受付手段と、該受付手段が受け付けた芯線、樹脂層、編組線及び仮想膜の形状データに基づいて前記模擬同軸線モデルの形状を形成する形成手段と、該形成手段が形成した形状及び前記受付手段が受け付けた物性データを用いた有限要素法に基づいて、前記模擬同軸線モデルに対し、外部から圧力を加えた場合の形状の変化を模擬演算する手段とを備えることを特徴とする。 In the arithmetic device according to the present invention, the core wire is covered with a resin layer, and the shape change when pressure is applied from the outside to the coaxial wire in which the resin layer is covered with a braided wire obtained by braiding a plurality of strands. A virtual film that imitates a core wire, a resin layer that covers the core wire, and a braided wire that covers the resin layer, and stretches between a plurality of strands included in the braided wire core according to the simulated coaxial line model setting the resin layer, and a receiving means for receiving an input of braided wire and virtual Makuotto 's shape data and physical property data, core wire is receiving with means accepted, the resin layer, the braided wire and the virtual and forming means for forming the shape of the simulated coaxial line model based on the shape data of the film, based on the finite element method in which the forming means are formed shape and the receiving unit using the physical property data received, the simulated coaxial Is it external to the line model? Characterized in that it comprises a means for simulating pseudo calculating the change in shape when a pressure is applied.
本発明に係る演算装置は、更に、模擬演算の結果に基づいて、模擬同軸線モデルに係る径方向の断面積の減少率を算出する手段と、算出した断面積の減少率に基づいて、軸方向の引っ張り強度を判定する手段とを備えることを特徴とする。 The arithmetic device according to the present invention further includes means for calculating a reduction rate of the radial cross-sectional area related to the simulated coaxial line model based on the result of the simulation calculation, and a shaft based on the calculated reduction rate of the cross-sectional area. Means for determining the tensile strength in the direction.
本発明に係る演算装置は、前記形状データに基づき形成される仮想膜は、樹脂層及び編組線の間に設定され、編組線に内接する筒状をなすことを特徴とする。 The arithmetic device according to the present invention is characterized in that the virtual film formed based on the shape data is set between the resin layer and the braided wire and has a cylindrical shape inscribed in the braided wire.
本発明に係る演算装置は、前記物性データは、芯線、樹脂層、編組線及び仮想膜の硬度を示す剛性データを含み、該剛性データにより示される仮想膜の硬度は、編組線以下であることを特徴とする。 In the arithmetic device according to the present invention, the physical property data includes stiffness data indicating the hardness of the core wire, the resin layer, the braided wire, and the virtual membrane, and the hardness of the virtual membrane indicated by the stiffness data is equal to or less than the braided wire. It is characterized by.
本発明に係る演算方法は、芯線を樹脂層で被覆し、該樹脂層を、複数の素線を編組した編組線にて被覆した同軸線に対し、外部から圧力を加えた場合の形状の変化を、演算装置を用いて模擬演算する演算方法において、前記演算装置は、芯線、該芯線を被覆した樹脂層及び該樹脂層を被覆した編組線を模し、かつ、該編組線に含まれる複数の素線の間を張架する仮想膜を設定した模擬同軸線モデルに係る芯線、樹脂層、編組線及び仮想膜夫々の形状データ及び物性データの入力を受け付け、受け付けた芯線、樹脂層、編組線及び仮想膜の形状データに基づいて前記模擬同軸線モデルの形状を形成し、形成した形状及び受け付けた物性データを用いた有限要素法に基づいて、前記模擬同軸線モデルに対し、外部から圧力を加えた場合の形状の変化を模擬演算することを特徴とする。 In the calculation method according to the present invention, the core wire is covered with a resin layer, and the shape change when pressure is applied from the outside to the coaxial wire in which the resin layer is covered with a braided wire obtained by braiding a plurality of strands. In the calculation method for performing a simulation operation using an arithmetic device, the arithmetic device imitates a core wire, a resin layer covering the core wire, and a braided wire covering the resin layer, and a plurality of the braided wires are included in the braided wire. The core wire, the resin layer, the braided wire, and the virtual membrane, each of which receives a shape data and physical property data input related to a simulated coaxial line model in which a virtual membrane is stretched between the strands of the core wire, the received core wire, the resin layer, based on the shape data of the braid and the virtual layer to form a shape of the simulated coaxial line model, on the basis of the formed shape and the finite element method the property data using the accepted relative to the simulated coaxial line model, from the outside Change in shape when pressure is applied The characterized in that to simulate pseudo operation.
本発明に係る演算プログラムは、コンピュータに、芯線を樹脂層で被覆し、該樹脂層を、複数の素線を編組した編組線にて被覆した同軸線に対し、外部から圧力を加えた場合の形状の変化を模擬演算させる演算プログラムにおいて、芯線、該芯線を被覆した樹脂層及び該樹脂層を被覆した編組線を模し、かつ、該編組線に含まれる複数の素線の間を張架する仮想膜を設定した模擬同軸線モデルに係る芯線、樹脂層、編組線及び仮想膜夫々の形状データ及び物性データの入力を受け付けたコンピュータに、受け付けた芯線、樹脂層、編組線及び仮想膜の形状データに基づいて前記模擬同軸線モデルの形状を形成する手順と、形成した形状及び受け付けた物性データを用いた有限要素法に基づいて、前記模擬同軸線モデルに対し、外部から圧力を加えた場合の形状の変化を模擬演算する手順とを実行させることを特徴とする。 The arithmetic program according to the present invention is a computer program in which a core wire is covered with a resin layer, and the resin layer is coated with a braided wire obtained by braiding a plurality of strands. In a calculation program for simulating a change in shape, a core wire, a resin layer covering the core wire, and a braided wire covering the resin layer are imitated, and a plurality of strands included in the braided wire are stretched The core wire, the resin layer, the braided wire, and the virtual membrane received by the computer that received the input of the shape data and physical property data of the core wire, the resin layer, the braided wire, and the virtual membrane related to the simulated coaxial line model in which the virtual membrane is set of the procedure for forming the shape of the simulated coaxial line model based on the shape data, on the basis of the formed shape and the finite element method the property data using the accepted relative to the simulated coaxial line model, the external pressure The change in the shape of the case was example is characterized in that to execute a procedure to simulate pseudo operation.
本発明では、例えば、編組線に含まれる素線の本数を削減するという様な簡略化した模擬同軸線モデルに対しても、外圧を加えた場合の形状の変化を模し、高精度な模擬演算をすることが可能である。 In the present invention, for example, a simplified simulation coaxial line model in which the number of strands included in the braided wire is reduced is simulated with high accuracy by imitating a change in shape when external pressure is applied. It is possible to calculate.
本発明は、芯線、該芯線を被覆した樹脂層及び該樹脂層を被覆した複数の編組線を模し、かつ、該編組線間を張架する仮想膜を設定した模擬同軸線モデルを用いる。これにより、例えば、編組線に含まれる素線の本数を削減するという様な簡略化した模擬同軸線モデルに対しても、外圧を加えた場合の形状の変化を模した模擬演算をすることが可能である等、優れた効果を奏する。そして、このような模擬演算を用いることにより、例えば、軸方向の引っ張り強度の判定等の様々な検証に展開し、開発期間の短縮を見込むことが可能である等、優れた効果を奏する。 The present invention uses a simulated coaxial line model that imitates a core wire, a resin layer that covers the core wire, and a plurality of braided wires that cover the resin layer, and that has a virtual membrane that stretches between the braided wires. Thus, for example, even for a simplified simulated coaxial line model that reduces the number of strands included in the braided wire, it is possible to perform a simulation operation that simulates a change in shape when external pressure is applied. It has excellent effects such as being possible. By using such a simulation calculation, for example, it is possible to develop various verifications such as determination of the tensile strength in the axial direction, and to shorten the development period.
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。自動車内での通信等の用途に使用されるワイヤーハーネスにおいて、ラジオ受信等の電磁波による高周波ノイズの抑制が必要な箇所には同軸線(同軸ケーブル)が用いられる。本発明の実施の形態における演算方法は、同軸線に対し、治具を用いて端子を圧着する際の同軸線の形状変化を模擬演算(シミュレート)するものである。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings illustrating embodiments thereof. In wire harnesses used for communications in automobiles, coaxial lines (coaxial cables) are used in places where high-frequency noise suppression due to electromagnetic waves such as radio reception is required. The calculation method according to the embodiment of the present invention performs a simulation calculation (simulation) of a change in the shape of the coaxial line when a terminal is crimped to the coaxial line using a jig.
図1は、本発明の演算方法に係る模擬演算の対象となる同軸線を模式的に示す断面図である。図1中1は、同軸線であり、同軸線1は、銅製の芯線10と、芯線10を被覆する絶縁性の樹脂層11と、樹脂層11を被覆する銅製の編組線12と、編組線12を被覆する絶縁性の外皮13とを備えている。なお、図1では同軸線1の断面を模式的に示しているため、芯線10は、一本の銅線で形成されているように示しているが、数本から十数本の細線にて形成されている。編組線12は、数百本等の本数の素線を編組したものであり、図1に示す編組線12に含まれる円形の断面は、素線の断面を示している。なお、図1では、同軸線1の断面を模式的に示しているため、素線の本数を省略した記載としている。
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a coaxial line that is a target of a simulation calculation according to the calculation method of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a coaxial line. The
図2は、本発明の演算方法に係る模擬演算の対象となる端子部材の形成例を示す外観図である。図2A及び図2Bでは、模擬演算の対象となる端子部材(バレル)2の形状の一例を示している。図2Aは、曲成前の平坦な状態での端子部材2の外観を示しており、図2Bは、同軸線1を圧着すべく曲成した状態での端子部材2の外観を示している。図2に示す端子部材2は、略長方形状の保持片20に、長方形状のかしめ片21を組み合わせた略十字形状の例を示している。これらの形状についても、本願の演算方法を用いることで、適正な設計を行うことが可能である。
FIG. 2 is an external view showing an example of forming a terminal member that is a target of a simulation calculation according to the calculation method of the present invention. 2A and 2B show an example of the shape of the terminal member (barrel) 2 to be simulated. FIG. 2A shows the appearance of the
図3は、本発明の演算方法に係る模擬演算の対象となる圧着工程を模した画像を示す説明図である。図3Aは、アンビル30及びクリンパ31を有する圧着治具(圧着部材)3を用いた圧着工程を示している。図3Aは、アンビル30に設けられた断面視U字状の溝部に、端子部材2のかしめ片21を嵌め込み、かしめ片21に同軸線1を載置し、断面視逆U字形状のクリンパ31により押圧する状態である。なお、アンビル30及びクリンパ31は、圧着ペンチ等の圧着治具3の先端部に形成された部位である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an image simulating a crimping process that is a target of a simulation calculation according to the calculation method of the present invention. FIG. 3A shows a crimping process using a crimping jig (crimping member) 3 having an
同軸線1のうち、端子部材2に載置されている部位は、グラウンドのために編組線12と端子部材2との間の電気的接続が必要であることから、外皮13を剥がして編組線12が露出した状態となっている。なお、図3に示す同軸線1は、後述する模擬演算時に用いる模擬同軸線モデルを示したものである。即ち、実際には数百本等の本数の素線を編組した編組線12を用いるが、そのまま模擬演算を行うと非常に複雑な演算を要するため、素線の本数を数分の一に減じると共に大径化した模擬同軸線モデルを示している。
Of the
図3Aに示す状態から、クリンパ31が、上方へ曲成された端子部材2のかしめ片21の先端部を巻き込みながら下方へ押圧する。そして下方への押圧を続けることにより、クリンパ31が、アンビル30に咬み合っていき、図3Bに示す状態となる。さらに、アンビル30及びクリンパ31による押圧を続けることにより、同軸線1を端子部材2に圧着する工程が完了する。
From the state shown in FIG. 3A, the
図4は、本発明の演算方法に係る模擬演算の対象となる圧着後の同軸線1及び端子部材2を模式的に示す断面図である。図4は、図3Bに示す状態から押圧を続け、圧着が完了した状態を示している。なお、図4は、簡単な模式図の例として示しているため、同軸線1の内部の状態及び端子部材2の詳細な状態については描画していないが、本発明の演算方法ではこれらの状態についても模擬演算することはいうまでもない。
FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing the
次に本実施の形態における模擬演算にて用いる模擬同軸線モデルについて説明する。図5Aは、本実施の形態における演算方法に係る模擬演算に用いる模擬同軸線モデルの断面を示している。図5Aの例における模擬同軸線モデルは、編組線12に含まれる複数の素線間を張架する仮想膜14を想定したモデルである。当実施の形態にて例示する図5Aのモデルでは、樹脂層11と編組線12との間に、円筒状に編組された編組線12に内接する円筒状の仮想膜14を設定している。当該モデルにおいて、仮想膜14は、例えば、編組線12に含まれる各素線に対し接点にて固着している。ここでの接点は幾何学上での接点であってもよいし、計算上設定した接点の近似点であってもよく、各素線上の近似点(節点)は2点以上あってもよい。一の素線上の節点と他の素線の節点とを接続することで、仮想膜を素線間に張架することができる。また、仮想膜14の物性、特に剛性データは、編組線12と同一の材質となるように設定している。なお、剛性データにより示される仮想膜14の硬度は、必ずしも編組線12と同一にする必要はないが、編組線12以下で、かつ、樹脂層11より大きいことが望ましい。また、編組線12は、実際には、数百本等の本数の素線を編成したものであるが、そのままのモデルを設定した場合、演算負荷が大きく実用には不向きであることから、演算負荷を軽減するため、数分の一の本数に減じたモデルを用いている。なお、図5Bは、比較用に示した模擬同軸線モデルであり、仮想膜14を設定していないモデルを示している。
Next, a simulated coaxial line model used in the simulation calculation in the present embodiment will be described. FIG. 5A shows a cross section of a simulated coaxial line model used for the simulation calculation according to the calculation method in the present embodiment. The simulated coaxial line model in the example of FIG. 5A is a model that assumes a
図6は、本実施の形態等における模擬同軸線モデルを示す斜視図である。図6Aは、図5Aに示した模擬同軸線モデルのうち編組線12及び仮想膜14に関する部位の一部を斜視図として示したものである。なお、図6Bは、比較用に示した仮想膜14を想定していないモデルであり、図5Bに示した模擬同軸線モデルのうち編組線12に関する部位の一部を斜視図として示したものである。
FIG. 6 is a perspective view showing a simulated coaxial line model in the present embodiment and the like. FIG. 6A is a perspective view showing a part of the part related to the
図5及び図6に示す模擬同軸線モデルを用いた本実施の形態における演算方法では、圧着により変化する同軸線1の形状を、有限要素法(FEM:Finite Element Method)に基づく模擬演算にて推定することにより、同軸線1の断線強度の予測等の解析を行う。即ち、圧着時に同軸線1に生じる引っ張り歪み、加圧による電線径の減少等の事象を解析し、圧着を確実なものとしながらも、圧着後の引っ張り試験において規定の荷重以下で断線することがない適切な圧着条件を模擬演算にて推定及び解析し、開発期間の短縮を試みるものである。
In the calculation method in the present embodiment using the simulated coaxial line model shown in FIG. 5 and FIG. 6, the shape of the
ところが、比較用に示した図5B及び図6Bの様な膜無しの模擬同軸線モデルを用いて、圧着時の形状の変形について有限要素法に基づく模擬演算を行った場合、現実には生じ得ない変形が発生し、十分な解析結果を得ることができないという問題がある。この原因は、編組線12の構成を簡略化したことに起因し、樹脂製の部位と他の部位との剛性の相違により解析上生じるものである。図5A及び図6Aに示す模擬同軸線モデルでは、編組線12と好ましくは同一の剛性を有する仮想膜14を想定することにより、この解析上の問題が生じないようにして、結果的に高精度な模擬演算を実現することを可能としたものである。
However, if a simulation operation based on the finite element method is performed on the deformation of the shape at the time of crimping using the simulated coaxial line model without a film as shown in FIGS. 5B and 6B for comparison, it may actually occur. There is a problem in that no deformation occurs and sufficient analysis results cannot be obtained. This cause is caused by the simplification of the configuration of the
図7は、本実施の形態等における模擬演算の結果を模式的に示す説明図である。図7Aは、図5A及び図6Aに示した模擬同軸線モデルを用いて圧着工程についての模擬演算を行った結果を、同軸線1の断面の画像として示したものである。なお、図7Bは、図5B及び図6Bの膜無しの模擬同軸線モデルを用いた結果に係る画像を比較用として示したものである。また、図7A及び図7Bでは、仮想膜14の有無による差異を分かり易くするため、端子部材2を表示せずに同軸線1の断面の変形を示している。
FIG. 7 is an explanatory diagram schematically showing the result of the simulation calculation in the present embodiment and the like. FIG. 7A shows the result of the simulation operation for the crimping process using the simulated coaxial line model shown in FIG. 5A and FIG. 6A as an image of the cross section of the
先ず、仮想膜14を設定していない図7Bの模擬同軸線モデルについて説明する。図7Bに示す模擬同軸線モデルでは、圧着時の外部からの圧力により、変形した樹脂層11が編組線12に含まれる素線の隙間からはみ出している。これは、編組線12を編成する素線の本数を減じた模擬同軸線モデルを用いた結果、素線間の隙間が相対的に大きくなり、圧着時の加圧により変形した樹脂層11を構成する樹脂が素線間の隙間からはみ出すという過剰な変形が生じることによるものである。実際の同軸線1では、編組線12を編組する素線の本数が多く、かつ素線の直径も小さいため、模擬同軸線モデルより密に素線が編組されている。従って、樹脂層11を構成する樹脂が素線間の隙間からはみ出すという変形は生じ難い。
First, the simulated coaxial line model of FIG. 7B in which the
これに対して、図7Aに示す模擬同軸線モデルでは、素線の間を張架する仮想膜14により、素線間の隙間が過剰に広がることを防止して、樹脂層11の樹脂がはみ出すような変形を抑制するとともに、樹脂がはみ出ないように直接的な防御壁ともなる。従って、図7Aに示す本発明の演算方法に係る仮想膜14を設定した模擬同軸線モデルについては、編組線12の素線の本数を減じながらも、実際の状況に近い変化を模擬演算することが可能となっている。なお、現実の適切な再現には、編組線12と仮想膜14との両方が必要である。仮想膜14のみにしてしまうと、加圧時の変形を適当に表現することができなくなる。仮想膜14の硬度は上述したように編組線12以下で樹脂層11より大きいことが好ましい。仮想膜14の硬度が編組線12より大きくなると、編組線12等の変形が現実と乖離してしまい、樹脂層11以下になると、樹脂のはみ出しを抑制できないようになるためである。
On the other hand, in the simulated coaxial line model shown in FIG. 7A, the
このように本発明に係る演算方法では、実用化のため演算負荷を軽減しながらも、実際の変化の状況を高精度に模擬演算することを可能としている。そして、模擬演算の結果から同軸線1の形状変化、例えば断面積の減少率を算出し、算出した断面積の減少率を指標として、軸方向の引っ張り強度の判定等の様々な用途への展開を可能としている。
As described above, in the calculation method according to the present invention, it is possible to perform a simulated calculation with high accuracy while actually reducing the calculation load while practically reducing the calculation load. Then, the shape change of the
次に、本発明の演算方法の実装例について説明する。図8は、本発明の演算装置の構成例を示すブロック図である。図8中100は、コンピュータ等の演算装置であり、演算装置100は、少なくとも制御部101、記録部102、記憶部103、入力部104及び出力部105を備えている。
Next, an implementation example of the calculation method of the present invention will be described. FIG. 8 is a block diagram showing a configuration example of the arithmetic device according to the present invention. In FIG. 8,
制御部101は、装置全体を制御するCPU(Central Processing Unit )等の演算機構である。制御部101は、内部通信線を介して演算装置100内のハードウェア各部と接続されており、本発明の演算プログラム200等の各種プログラムの手順に従って所定の処理を実行する。
The
記録部102は、HDD(Hard Disk Drive)等の磁気記録機構、SSD(Solid State Disk)等の不揮発性半導体記録機構等の記録機構である。記録部102には、本発明の演算プログラム200等のプログラム(実行ファイル)及びデータ等の各種情報が記録されている。
The
記憶部103は、制御部101の演算過程において一時的に発生する情報を記憶するRAM(Random Access Memory)等の揮発性の記憶機構である。
The
入力部104は、ユーザの操作を受け付けるマウス、キーボード、及びその付属回路、付属プログラム等の機構として構成されるマンマシンインターフェース機構である。
The
出力部105は、モニタ、プリンタ、及びその付属回路、付属プログラム等の機構として構成されるマンマシンインターフェース機構である。
The
このようにして構成されるコンピュータが、記録部102に記録された演算プログラム200を読み出して、記憶部103に記憶させ、制御部101の制御にて実行することにより、本発明の演算装置100として機能する。
The computer configured as described above reads out the
次に、本発明の演算装置100の処理について説明する。図9は、本発明の演算装置100の演算処理を示すフローチャートである。演算装置100は、制御部101の制御により、演算プログラム200に含まれる各種手順を実行する。即ち、制御部101は、例えば入力部104から、模擬演算に用いる形状データの入力を受け付ける(ステップS1)。そして、制御部101は、受け付けた形状データに基づいて模擬演算の対象となる同軸線1、端子部材2及び圧着部材3の模擬同軸線モデルの形状を形成する(ステップS2)。ステップS1にて受け付ける形状データとは、同軸線1、端子部材2及び圧着部材3等の模擬演算の対象となる部材の形状を、適宜定めた大きさ及び形状のメッシュの集合として示すためのデータである。また、入力される形状データに係る同軸線1は、芯線10、樹脂層11、編組線12及び仮想膜14を備える模擬同軸線モデルである。なお、形状データ等の様々なデータの入力は、手作業による入力に限らず、記録媒体に記録されている形状データ、通信線を介しての他の装置からの入力であっても良く、また、それらのデータを修正又は変更するデータであっても良い。
Next, processing of the
制御部101は、例えば入力部104から、模擬演算に用いる物性データの入力を受け付ける(ステップS3)。ステップS3にて受け付ける物性データには、例えば、同軸線1及び端子部材2については、物性データとして、弾性データ、塑性データ等の剛性データがあり、弾性データには、例えば、ヤング率、ポアソン比等の物性値が含まれる。各物性データは、部材毎に夫々の値が入力されるが、編組線12及び仮想膜14は、剛性を同一にするため、同一の物性データが用いられるものとする。ただし、前述のように剛性データにより示される仮想膜14の硬度は、好ましくは、編組線12以下で、かつ、樹脂層11より大きくする。なお、圧着部材3、即ち、アンビル30及びクリンパ31を有する圧着治具3については、全く変形しない剛体としてモデル化するため、物性データの入力を省略することも可能である。
For example, the
制御部101は、例えば入力部104から、端子仕上がり高さデータの入力を受け付ける(ステップS4)。ステップS4では、圧着工程の完了条件として、端子仕上がり高さ(C/H[mm])を示すデータの入力を受け付ける。一般に端子仕上がり高さが、低すぎると過剰に押圧することになり断線が起こりやすくなる。また、端子仕上がり高さが、高すぎると同軸線1と端子部材2との密着が不十分となり同軸線1の抜けが発生し易くなる。
For example, the
制御部101は、形状データに基づく形状、物性データ及び端子仕上がり高さデータを用いた有限要素法に基づいて、模擬同軸線モデルの形状の変化を演算する模擬演算を実行する(ステップS5)。ステップS5の模擬演算は、形状及び物性に基づいて形成されたメッシュにて示される各要素の変化を、剛性マトリクス[K]、変位ベクトル{δ}及び力ベクトル{P}にて示される剛性方程式{P}=[K]{δ}を用いた有限要素法に基づく模擬演算にて算出することにより実行される。
Based on the finite element method using the shape based on the shape data, the physical property data, and the terminal finish height data, the
制御部101は、模擬演算の結果を、画像及び同軸線1の断面積の変化として導出する(ステップS6)。圧着工程により、端子部材2に接続された同軸線1は、圧着部周囲を、樹脂を介して圧迫されるため、断面積の減少、所謂「括れ」が生じる。ステップS6では、括れが生じる括れ部の断面積の減少率を下記の式1にて定義し、軸方向への引っ張りに対する断線強度の評価の指標として用いる。
The
DS(%)=(S0 −S1 )/S0 ………式1
但し、DS(Decrease of Sectional area):断面積の減少率
S0 :初期断面積
S1 :圧着後の括れ部の断面積
DS (%) = (S0−S1) / S0 (1)
DS (Decrease of Sectional area): Cross-sectional area reduction rate
S0: Initial sectional area
S1: Cross-sectional area of the constricted part after crimping
制御部101は、算出した模擬演算の結果の一つである断面積の変化を示す捻れ部の断面積の減少率を、予め設定されている所定の閾値と比較し(ステップS7)、算出した模擬演算の結果及び比較の結果を出力部105から出力する(ステップS8)。模擬演算の結果は、例えば圧着後の同軸線1を示す画像及び断面積の減少率を示す数値として出力される。また、断面積の減少率を示す数値と共に、所定の閾値と比較した結果に基づく断線強度の良好又は不良を示す評価結果を出力する。このようにして、演算処理が実行される。
The
次に、模擬演算の結果に基づいて評価される断線強度について説明する。図10は、本発明の演算方法にて用いられる同軸線1の括れ部を示す模式図である。図10では、演算処理のステップS6にて導出される断面積の減少率を説明する模式図であり、圧着工程により、同軸線1に括れ部15が生じている。そして、前述の式1にて示すように、初期断面積S0 と、括れ部15の断面積S1 から、断面積の減少率DS(%)を導出することができる。
Next, the disconnection strength evaluated based on the result of the simulation calculation will be described. FIG. 10 is a schematic diagram showing a constricted portion of the
図11は、本発明の演算方法による演算の対象となる括れ部15の断面積減少率に関する特性を示すグラフである。図11は、同軸線1の断線強度[N]を横軸にとり、括れ部15の断面積減少率DS(%)を縦軸にとって、その関係を示したものである。図11は、模擬演算により導出された断面積の減少率と、模擬演算の対象となった模擬同軸線モデルに基づく条件で作成した圧着後の同軸線1についての断線強度との関係を示している。同軸線1の断線強度は、端子部材2を固定し、同軸線1を特定の力で引っ張った場合に断線が生じた時点での強度を示したものである。図11に示すように、断面積の減少率と、断線強度には相関関係が見られることから、演算処理における仮想同軸線のモデルについての断線強度に関する指標として、断面積の減少率を用いることができる。また、断面積の減少率を、適宜定めた所定の閾値と比較して閾値より減少率が低い場合に断線強度は良好であり、高い場合に不良であるとの評価を行うことができる。このようにして本願の演算方法が実行される。
FIG. 11 is a graph showing characteristics relating to the cross-sectional area reduction rate of the
前記実施の形態に示した形態は、本願の無数に存在する実施例の一部に過ぎず、同軸線の模擬演算において、現実には存在しない仮想膜を設定しての演算に幅広く適用することが可能である。例えば、前記実施の形態では、樹脂層及び編組線の間に設定され、編組線に内接する仮想膜を設定する形態を示したが、編組線に含まれる複数の素線の間を張架する仮想膜を設定するのであれば、他の形態であっても良い。具体的には、各素線の中心軸を結ぶ仮想膜を素線間毎に設定するようにしても良く、また、編組線に外接する仮想膜を設定するようにしてもよい。ただし、加圧前の状態で樹脂層と仮想膜とが離れていると、離れている分だけ樹脂がはみ出そうとする(過剰変形する)。このため、上述のように樹脂層の外表面上に仮想膜を設定するのが好ましい。なお、素線間の広がりを抑制(拘束)することを目的として、素線の間を張架する仮想バネを設定する等の様々な形態に展開することも可能である。しかしながら、現実の適切な再現には、素線間の広がりを拘束するよりも、樹脂層外表面のうち編組線のない部分を仮想膜で覆うことの寄与が大きい。 The form shown in the above-described embodiment is only a part of the infinite number of examples of the present application, and can be widely applied to the calculation by setting a virtual film that does not actually exist in the simulation calculation of the coaxial line. Is possible. For example, in the above-described embodiment, the virtual film set between the resin layer and the braided wire and inscribed in the braided wire is shown. However, a plurality of strands included in the braided wire are stretched. Other forms may be used as long as the virtual film is set. Specifically, a virtual membrane that connects the central axes of the strands may be set for each strand, or a virtual membrane that circumscribes the braided wire may be set. However, if the resin layer and the virtual membrane are separated from each other before pressurization, the resin tends to protrude (deform excessively) by the distance. For this reason, it is preferable to set a virtual film on the outer surface of the resin layer as described above. For the purpose of suppressing (constraining) the spread between the strands, it can be developed in various forms such as setting a virtual spring that stretches between the strands. However, in order to appropriately reproduce the actual situation, the contribution of covering the portion having no braided wire on the outer surface of the resin layer with the virtual film is greater than restraining the spread between the strands.
さらに、例えば、上述した実施の形態以外のパラメータを用いることも可能であり、断線強度以外の評価に用いることも可能であり、更に実装形態として、複数のコンピュータにて分散して実行する形態、ASPとして提供する形態等の様々な形態に展開することが可能である。 Furthermore, for example, it is possible to use parameters other than the above-described embodiment, it is also possible to use for evaluations other than the disconnection strength, and as a mounting form, a form that is distributed and executed by a plurality of computers, It is possible to develop into various forms such as a form provided as an ASP.
1 同軸線
10 芯線
11 樹脂層
12 編組線
13 外皮
14 仮想膜
15 括れ部
2 端子部材
20 保持片
21 かしめ片
3 圧着治具(圧着部材)
30 アンビル
31 クリンパ
100 演算装置
101 制御部
102 記録部
103 記憶部
104 入力部
105 出力部
200 演算プログラム
DESCRIPTION OF
30
Claims (6)
芯線、該芯線を被覆した樹脂層及び該樹脂層を被覆した編組線を模し、かつ、該編組線に含まれる複数の素線の間を張架する仮想膜を設定した模擬同軸線モデルに係る芯線、樹脂層、編組線及び仮想膜夫々の形状データ及び物性データの入力を受け付ける受付手段と、
該受付手段が受け付けた芯線、樹脂層、編組線及び仮想膜の形状データに基づいて前記模擬同軸線モデルの形状を形成する形成手段と、
該形成手段が形成した形状及び前記受付手段が受け付けた物性データを用いた有限要素法に基づいて、前記模擬同軸線モデルに対し、外部から圧力を加えた場合の形状の変化を模擬演算する手段と
を備えることを特徴とする演算装置。 In an arithmetic unit that coats a core wire with a resin layer, and simulates a change in shape when pressure is applied from the outside to a coaxial wire that is covered with a braided wire obtained by braiding a plurality of strands,
A simulated coaxial line model that imitates a core wire, a resin layer that covers the core wire, and a braided wire that covers the resin layer, and sets a virtual membrane that stretches between a plurality of strands included in the braided wire Receiving means for receiving input of shape data and physical property data of each of the core wire, the resin layer, the braided wire, and the virtual membrane ;
Core wire receiving with unit receives, resin layer, and forming means for forming the shape of the simulated coaxial line model based on the shape data of the braid and the virtual layer,
Based on the finite element method in which the forming means forms the shape and the reception unit using the physical property data received, with respect to the simulated coaxial line model mimics pseudo calculating the change in shape when a pressure is applied from the outside An arithmetic device comprising: means.
模擬演算の結果に基づいて、模擬同軸線モデルに係る径方向の断面積の減少率を算出する手段と、
算出した断面積の減少率に基づいて、軸方向の引っ張り強度を判定する手段と
を備えることを特徴とする請求項1に記載の演算装置。 Furthermore,
Based on the result of the simulation operation, means for calculating the reduction rate of the radial cross-sectional area related to the simulation coaxial line model,
The arithmetic unit according to claim 1, further comprising: means for determining a tensile strength in the axial direction based on the calculated reduction rate of the cross-sectional area.
該剛性データにより示される仮想膜の硬度は、編組線以下である
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の演算装置。 The physical property data includes stiffness data indicating the hardness of the core wire, the resin layer, the braided wire, and the virtual membrane,
The computing device according to any one of claims 1 to 3, wherein the hardness of the virtual film indicated by the rigidity data is equal to or less than the braided line.
前記演算装置は、
芯線、該芯線を被覆した樹脂層及び該樹脂層を被覆した編組線を模し、かつ、該編組線に含まれる複数の素線の間を張架する仮想膜を設定した模擬同軸線モデルに係る芯線、樹脂層、編組線及び仮想膜夫々の形状データ及び物性データの入力を受け付け、
受け付けた芯線、樹脂層、編組線及び仮想膜の形状データに基づいて前記模擬同軸線モデルの形状を形成し、
形成した形状及び受け付けた物性データを用いた有限要素法に基づいて、前記模擬同軸線モデルに対し、外部から圧力を加えた場合の形状の変化を模擬演算する
ことを特徴とする演算方法。 Using an arithmetic unit, the core wire is covered with a resin layer, and the resin layer is coated with a braided wire made by braiding a plurality of strands. In the calculation method to calculate,
The arithmetic unit is:
A simulated coaxial line model that imitates a core wire, a resin layer that covers the core wire, and a braided wire that covers the resin layer, and sets a virtual membrane that stretches between a plurality of strands included in the braided wire Accepts input of shape data and physical property data of the core wire, resin layer, braided wire and virtual membrane ,
Accepted core, a resin layer, the shape of the simulated coaxial line model formed based on the shape data of the braid and the virtual layer,
Calculation method forming shape and based on the received physical property data finite element method using, with respect to the simulated coaxial line model, characterized by simulating pseudo calculating the change in shape when a pressure is applied from the outside.
芯線、該芯線を被覆した樹脂層及び該樹脂層を被覆した編組線を模し、かつ、該編組線に含まれる複数の素線の間を張架する仮想膜を設定した模擬同軸線モデルに係る芯線、樹脂層、編組線及び仮想膜夫々の形状データ及び物性データの入力を受け付けたコンピュータに、
受け付けた芯線、樹脂層、編組線及び仮想膜の形状データに基づいて前記模擬同軸線モデルの形状を形成する手順と、
形成した形状及び受け付けた物性データを用いた有限要素法に基づいて、前記模擬同軸線モデルに対し、外部から圧力を加えた場合の形状の変化を模擬演算する手順と
を実行させることを特徴とする演算プログラム。 Calculation that simulates a change in shape when pressure is applied from the outside to a coaxial wire in which a core wire is covered with a resin layer and the resin layer is covered with a braided wire formed by braiding a plurality of strands. In the program
A simulated coaxial line model that imitates a core wire, a resin layer that covers the core wire, and a braided wire that covers the resin layer, and sets a virtual membrane that stretches between a plurality of strands included in the braided wire To the computer that received the input of the shape data and physical property data of the core wire, the resin layer, the braided wire, and the virtual membrane ,
A step of forming the shape of the simulated coaxial line model accepted core, a resin layer, based on the shape data of the braid and the virtual layer,
Formed shape and based on the received physical property data finite element method using the relative simulated coaxial line model, characterized in that to execute a procedure to simulate pseudo calculating the change in shape when a pressure is applied from the outside An arithmetic program.
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