JP6203787B2 - コンピュータ支援の樹脂挙動解析装置 - Google Patents

Description

この発明はコンピュータ支援の樹脂挙動解析装置に関し、より詳しくは連続繊維および不連続な長繊維が混入された樹脂を金型内で成形するときの挙動をコンピュータに格納されたシミュレーションプログラムを介して解析するコンピュータ支援（Computer Aided Engineering）の樹脂挙動解析装置に関する。

従来から、繊維強化樹脂のプレス成形時に発生する繊維曲がりに起因する成形品の構造強度低下を低減する技術が知られている。例えば、特許文献１記載の技術は、キャビティ内に樹脂を充填して繊維強化樹脂材を製造するとき、下型の内部に摺動自在に設けられた中子の上に連続繊維補強材を載置し、それを押上げて樹脂内に埋め込むようにしている。

また、特許文献２記載の技術は、樹脂基材に繊維強化樹脂材を補強材として配置して樹脂成形体を製造するとき、下型において繊維強化樹脂に可動ピンを貫通させ、樹脂基材を貫通孔に導入しながら成形するようにしている。

特許第５４１８６８４号公報 特開２０１３−０２２８５２号公報

ところで、特許文献１，２記載の技術は研究開発にあたって試作品（成形品）の構造強度を確認するが、実際の成形品が必要となるため大きな手間がかかる。これを解決するには樹脂挙動解析を用いて成形品の構造強度または弾性率（剛性）を予測することが考えられるが、繊維曲がりに起因する成形品の構造強度低下または弾性率（剛性）低下を対象とした解析技術は存在していない。

従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、連続繊維および不連続な長繊維が複数本混入された繊維強化樹脂を金型内で所定の成形条件で成形するときの挙動をコンピュータに格納されたシミュレーションプログラムを介して解析するとき、繊維曲がりに起因する成形品の構造強度低下または弾性率（剛性）低下の予測を可能としたコンピュータ支援の樹脂挙動解析装置を提供することにある。

上記した課題を解決するために、請求項１にあっては、連続繊維および不連続な長繊維が複数本混入された樹脂を金型内で所定の成形条件で成形するときの前記繊維の曲がり挙動をコンピュータに格納されたシミュレーションプログラムを介して解析する樹脂挙動解析装置において、前記シミュレーションプログラムが、前記複数本の繊維の複数個の節点の位置情報が入力されるとき、前記複数本の繊維のうちの少なくとも一部の繊維群を選択し、前記選択された繊維群を構成するそれぞれの繊維の前記複数個の節点から少なくとも一つの節点Ｆｎを選択し、前記入力された位置情報のうち前記選択された節点Ｆｎの位置情報に基づいて、前記選択された節点Ｆｎの全部または一部を曲線または直線で接続してなる経路の一端から他端までの長さである評価長さと、前記経路によって構成される三次元図形の、前記一端と前記他端とを接続してなる基準線からの高さである評価高さとの比に基づいて前記それぞれの繊維の曲がり率を算出し、前記算出されたそれぞれの繊維の曲がり率と所定のしきい値との比較結果に基づいて前記それぞれの繊維の曲がりの程度を判断し、前記それぞれの繊維の曲がりの程度の判断に基づいて前記選択された繊維群の強度または弾性率（剛性）を評価するステップからなる如く構成した。

請求項２に係るコンピュータ支援の樹脂挙動解析装置にあっては、前記シミュレーションプログラムは、前記繊維群の強度または弾性率（剛性）の評価に基づいて前記複数本の繊維の全体の強度または弾性率（剛性）を評価するステップを含む如く構成した。

請求項３に係るコンピュータ支援の樹脂挙動解析装置にあっては、前記それぞれの繊維の曲がりの程度を判断するステップは、前記算出されたそれぞれの繊維の曲がり率を前記所定のしきい値と比較して所定の範囲ごとに分類して判断するステップからなり、前記選択された繊維群の強度または弾性率（剛性）を評価するステップは、前記所定の範囲に属する繊維の割合を算出し、前記算出された繊維の割合に基づいて前記選択された繊維群の強度または弾性率（剛性）評価値を算出するステップからなる如く構成した。

請求項４に係るコンピュータ支援の樹脂挙動解析装置にあっては、前記選択された繊維群の強度または弾性率（剛性）を評価するステップは、前記所定の範囲に属する繊維の割合を前記所定の範囲ごとに表示して評価するステップからなる如く構成した。

請求項５に係るコンピュータ支援の樹脂挙動解析装置にあっては、前記選択された繊維群の強度または弾性率（剛性）を評価するステップは、前記算出された繊維群の強度または弾性率（剛性）評価値から予め設定された特性に基づいて前記選択された繊維群の強度または弾性率（剛性）を算出して評価するステップからなる如く構成した。

請求項６に係るコンピュータ支援の樹脂挙動解析装置にあっては、連続繊維および不連続な長繊維が複数本混入された樹脂を金型内で所定の成形条件で成形するときの前記繊維の曲がり挙動をコンピュータに格納されたシミュレーションプログラムを介して解析する樹脂挙動解析装置において、前記シミュレーションプログラムが、前記複数本の繊維の複数個の節点の位置情報が入力されるとき、前記複数本の繊維のうちの少なくとも一部の繊維群を選択し、前記選択された繊維群を構成するそれぞれの繊維の前記複数個の節点から少なくとも一つの節点Ｆｎを選択し、前記入力された位置情報のうち前記選択された節点Ｆｎの位置情報に基づいて、前記選択された節点Ｆｎの全部または一部を曲線または直線で接続してなる経路の一端から他端までの長さである評価長さと、前記経路によって構成される三次元図形の、前記一端と前記他端とを接続してなる基準線からの高さである評価高さとの比に基づいて前記それぞれの繊維の曲がり率を算出し、前記算出されたそれぞれの繊維の曲がり率を表示色に関連付けて前記それぞれの繊維の曲がりの程度を判断し、前記それぞれの繊維の曲がりの程度の判断に基づいて前記選択された繊維群の強度または弾性率（剛性）を評価するステップからなる如く構成した。

請求項７に係るコンピュータ支援の樹脂挙動解析装置にあっては、前記シミュレーションプログラムは、前記繊維群の強度または弾性率（剛性）の評価に基づいて前記複数本の繊維の全体の強度または弾性率（剛性）を評価するステップを含む如く構成した。

請求項８に係るコンピュータ支援の樹脂挙動解析装置にあっては、前記それぞれの繊維の曲がり率を算出するステップは、前記三次元図形上の点を曲線または直線で接続して生成される第２の三次元図形に基づいて前記それぞれの繊維の曲がり率を算出するステップからなる如く構成した。

請求項９に係るコンピュータ支援の樹脂挙動解析装置にあっては、前記第２の三次元図形は三角形からなる如く構成した。

請求項１０に係るコンピュータ支援の樹脂挙動解析装置にあっては、前記それぞれの繊維の曲がり率を算出するステップは、前記節点Ｆｎとそれに隣接する節点Ｆn-1，Ｆn+1とをそれぞれ結ぶ線ＦｎＦn-1ＦｎＦn+1を斜辺とすると共に、隣接する節点Ｆn-1，Ｆn+1を結ぶ線Ｆn-1Ｆn+1を底辺とする前記三角形を設定し、前記節点Ｆｎあるいはその付近の任意の点から前記底辺に向けられた垂線の長さｈ１を算出し、前記算出された垂線の長さｈ１を前記斜辺ＦｎＦn-1ＦｎＦn+1の長さの合計値で除算してアスペクト比Ａｓ１を算出し、前記算出されたアスペクト比Ａｓ１に基づいて前記それぞれの繊維の曲がり率を算出するステップからなる如く構成した。

請求項１１に係るコンピュータ支援の樹脂挙動解析装置にあっては、前記それぞれの繊維の曲がり率を算出するステップは、前記節点Ｆn+1とそれに隣接する節点Ｆｎ，Ｆn+2とをそれぞれ結ぶ線Ｆn+1ＦｎＦn+1Ｆn+2を斜辺とすると共に、隣接する節点Ｆｎ，Ｆn+2を結ぶ線ＦｎＦn+2を底辺とする前記三角形を設定し、前記節点Ｆn+1あるいはその付近の任意の点から前記底辺に向けられた垂線の長さｈ２を算出し、前記算出された垂線の長さｈ２を前記斜辺Ｆn+1ＦｎＦn+1Ｆn+2の長さの合計値で除算してアスペクト比Ａｓ２を算出し、前記算出されたアスペクト比Ａｓ２と前記節点Ｆｎについて算出されたアスペクト比Ａｓ１とに基づいて前記それぞれの繊維の曲がり率を算出するステップからなる如く構成した。

請求項１２に係るコンピュータ支援の樹脂挙動解析装置にあっては、前記それぞれの繊維の曲がり率を算出するステップは、前記節点Ｆn+2とそれに隣接する／しない節点Ｆn+2，Ｆn+mとをそれぞれ結ぶ線Ｆn+2Ｆn+1Ｆn+2Ｆn+mを斜辺とすると共に、隣接する節点Ｆn+1，Ｆn+mを結ぶ線Ｆn+1Ｆn+mを底辺とする前記三角形を設定し、前記節点Ｆn+2あるいはその付近の任意の点から前記底辺に向けられた垂線の長さｈｍを算出し、前記算出された垂線の長さｈｍを前記斜辺Ｆn+2Ｆn+1Ｆn+2Ｆn+mの長さの合計値で除算してアスペクト比Ａｓｍを算出し、前記算出されたアスペクト比Ａｓｍと前記節点Ｆｎと前記節点Ｆn+1について算出されたアスペクト比Ａｓ１，Ａｓ２とに基づいて前記それぞれの繊維の曲がり率を算出するステップからなる如く構成した。

請求項１３に係るコンピュータ支援の樹脂挙動解析装置にあっては、前記それぞれの繊維の曲がり率を算出するステップは、前記節点Ｆｎとそれに隣接する節点Ｆn-1，Ｆn+1とをそれぞれ結ぶ線ＦｎＦn-1ＦｎＦn+1上のいずれかの任意の点Ｐと隣接する節点Ｆn-1，Ｆn+2を結ぶ線ＰＦn-1ＰＦn+2を斜辺とすると共に、節点Ｆn-1，Ｆn+2を結ぶ線Ｆn-1Ｆn+2を底辺とする前記三角形を設定し、前記任意の点Ｐから前記底辺に向けられた垂線の長さｈ１を算出し、前記算出された垂線の長さｈ１を前記斜辺ＰＦn-1ＰＦn+2の長さの合計値で除算してアスペクト比Ａｓ１を算出し、次いで他の節点について前記アスペクト比Ａｓｎを算出し、前記算出されたアスペクト比Ａｓ１，Ａｓｎに基づいて前記それぞれの繊維の曲がり率を算出するステップからなる如く構成した。

請求項１４に係るコンピュータ支援の樹脂挙動解析装置にあっては、前記それぞれの繊維の曲がり率を算出するステップは、前記算出された値の平均値に基づいて前記それぞれの繊維の曲がり率を算出するステップからなる如く構成した。

請求項１５に係るコンピュータ支援の樹脂挙動解析装置にあっては、前記それぞれの繊維の曲がり率を算出するステップは、前記算出された値の最大値に基づいて前記それぞれの繊維の曲がり率を算出するステップからなる如く構成した。

請求項１６に係るコンピュータ支援の樹脂挙動解析装置にあっては、前記それぞれの繊維の曲がり率を算出するステップは、前記金型のキャビティにおける前記繊維の三次元空間での座標位置に基づいて前記それぞれの繊維の曲がり率を算出するステップからなる如く構成した。

請求項１７に係るコンピュータ支援の樹脂挙動解析装置にあっては、前記シミュレーションプログラムは、分析器を介して得られる前記複数本の繊維の複数個の節点の位置情報が入力されるとき、前記複数本の繊維のうちの少なくとも一部の繊維群を選択し、前記選択された繊維群を構成するそれぞれの繊維の前記複数個の節点から少なくとも一つの節点Ｆｎを選択し、前記入力された位置情報のうち前記選択された節点Ｆｎの位置情報に基づいて、前記選択された節点Ｆｎの全部または一部を曲線または直線で接続してなる経路の一端から他端までの長さである評価長さと、前記経路によって構成される三次元図形の、前記一端と前記他端とを接続してなる基準線からの高さである評価高さとの比に基づいて前記それぞれの繊維の曲がり率を算出し、前記算出されたそれぞれの繊維の曲がり率と所定のしきい値との比較結果に基づいて前記それぞれの繊維の曲がりの程度を判断し、前記それぞれの繊維の曲がりの程度の判断に基づいて前記選択された繊維群の強度または弾性率を評価するステップを含む如く構成した。

請求項１に係るコンピュータ支援の樹脂挙動解析装置にあっては、金型内で所定の成形条件で成形するときの繊維混入樹脂の挙動を解析するシミュレーションプログラムが、複数本の繊維の複数個の節点の位置情報が入力されるとき、複数本の繊維のうちの少なくとも一部の繊維群を選択し、選択された繊維群を構成するそれぞれの繊維の複数個の節点から少なくとも一つの節点Ｆｎを選択し、入力された位置情報のうち選択された節点Ｆｎの位置情報に基づいて、選択された節点Ｆｎの全部または一部を曲線または直線で接続してなる経路の一端から他端までの長さである評価長さと、経路によって構成される三次元図形の、一端と他端とを接続してなる基準線からの高さである評価高さとの比に基づいてそれぞれの繊維の曲がり率を算出し、算出されたそれぞれの繊維の曲がり率と所定のしきい値との比較結果に基づいてそれぞれの繊維の曲がりの程度を判断し、それぞれの繊維の曲がりの程度の判断に基づいて選択された繊維群の強度または弾性率（剛性）を評価するステップからなる如く構成したので、それぞれの繊維の曲がり率に基づいて選択された繊維群、即ち、成形品において強度または弾性率（剛性）を評価する範囲の強度または弾性率（剛性）を定量的に評価することができる。また、評価長さに対する曲がり率に基づいてそれぞれの繊維の曲がりを評価することで細かいうねり（小さい曲がり）は小さい評価長さで、大きい曲がりは大きい評価長さで評価することも可能となり、それによって曲がりの形態ごとに定量的に評価することができ、細かいうねりと大きい曲がりで構成される複合的な曲がりも定量的に評価することができる。また、それぞれの繊維の曲がりを適正に判定することが可能となることで、それぞれの繊維の曲がりが少なくなる条件を見つけることが容易となり、成形条件を変更して製品の強度または弾性率（剛性）を上げることも可能となる。また、数値としての繊維の曲がり率を簡易かつ精度よく算出することができる。

請求項２に係るコンピュータ支援の樹脂挙動解析装置にあっては、シミュレーションプログラムは、繊維群の強度または弾性率（剛性）の評価に基づいて複数本の繊維の全体の強度または弾性率（剛性）を評価するステップを含む如く構成したので、上記した効果に加え、複数本の繊維の全体、即ち、複数本の繊維が混入された樹脂を金型内で成形するときの成形品の強度または弾性率（剛性）を定量的に評価することができる。

請求項３に係るコンピュータ支援の樹脂挙動解析装置にあっては、それぞれの繊維の曲がりの程度を判断するステップは、算出されたそれぞれの繊維の曲がり率を所定のしきい値と比較して所定の範囲ごとに分類して判断するステップからなり、選択された繊維群の強度または弾性率（剛性）を評価するステップは、所定の範囲に属する繊維の割合を算出し、算出された繊維の割合に基づいて選択された繊維群の強度または弾性率（剛性）評価値を算出するステップからなる如く構成したので、上記した効果に加え、成形品において強度または弾性率（剛性）を評価する範囲の強度または弾性率（剛性）を、強度低下または弾性率（剛性）低下に寄与する曲がり率などの特定の曲がり率の繊維割合に基づいて定量的に評価することができる。

請求項４に係るコンピュータ支援の樹脂挙動解析装置にあっては、選択された繊維群の強度または弾性率（剛性）を評価するステップは、所定の範囲に属する繊維の割合を所定の範囲ごとに表示して評価するステップからなる如く構成したので、上記した効果に加え、成形品において強度または弾性率（剛性）を評価する範囲の強度または弾性率（剛性）を数値的に表示して評価することができ、成形条件を変更した結果を比較して評価することが容易になる。

請求項５に係るコンピュータ支援の樹脂挙動解析装置にあっては、選択された繊維群の強度または弾性率（剛性）を評価するステップは、算出された繊維群の強度または弾性率（剛性）評価値から予め設定された特性に基づいて選択された繊維群の強度または弾性率（剛性）を算出して評価するステップからなる如く構成したので、上記した効果に加え、成形品において強度または弾性率（剛性）を評価する範囲の強度または弾性率（剛性）を精度良く算出することができ、要求強度または弾性率（剛性）と比較して強度または弾性率（剛性）が十分か確認することができる。

請求項６に係るコンピュータ支援の樹脂挙動解析装置にあっては、金型内で所定の成形条件で成形するときの繊維混入樹脂の挙動を解析するシミュレーションプログラムが、複数本の繊維の複数個の節点の位置情報が入力されるとき、複数本の繊維のうちの少なくとも一部の繊維群を選択し、選択された繊維群を構成するそれぞれの繊維の複数個の節点から少なくとも一つの節点Ｆｎを選択し、入力された位置情報のうち選択された節点Ｆｎの位置情報に基づいて、選択された節点Ｆｎの全部または一部を曲線または直線で接続してなる経路の一端から他端までの長さである評価長さと、経路によって構成される三次元図形の、一端と他端とを接続してなる基準線からの高さである評価高さとの比に基づいてそれぞれの繊維の曲がり率を算出し、算出されたそれぞれの繊維の曲がり率を表示色に関連付けて前記それぞれの繊維の曲がりの程度を判断し、それぞれの繊維の曲がりの程度の判断に基づいて選択された繊維群の強度または弾性率（剛性）を評価するステップからなる如く構成したので、それぞれの繊維の曲がり率に基づいて成形品において強度または弾性率（剛性）を評価する範囲の強度または弾性率（剛性）を視覚的に表示して評価することができ、成形条件を変更した結果を比較して評価することが容易になる。

請求項７に係るコンピュータ支援の樹脂挙動解析装置にあっては、シミュレーションプログラムは、繊維群の強度または弾性率（剛性）の評価に基づいて複数本の繊維の全体の強度または弾性率（剛性）を評価するステップを含む如く構成したので、上記した効果に加え、成形品の強度または弾性率（剛性）を定量的に評価することができる。

請求項８に係るコンピュータ支援の樹脂挙動解析装置にあっては、それぞれの繊維の曲がり率を算出するステップは、三次元図形上の点を曲線または直線で接続して生成される第２の三次元図形に基づいてそれぞれの繊維の曲がり率を算出するステップからなる如く構成したので、上記した効果に加え、数値としての繊維の曲がり率を一層簡易に算出することができる。

請求項９に係るコンピュータ支援の樹脂挙動解析装置にあっては、第２の三次元図形は三角形からなる如く構成したので、上記した効果に加え、数値としての繊維の曲がり率をより一層簡易に算出することができる。

請求項１０に係るコンピュータ支援の樹脂挙動解析装置にあっては、それぞれの繊維の曲がり率を算出するステップは、節点Ｆｎとそれに隣接する節点Ｆn-1，Ｆn+1とをそれぞれ結ぶ線ＦｎＦn-1ＦｎＦn+1を斜辺とすると共に、隣接する節点Ｆn-1，Ｆn+1を結ぶ線Ｆn-1Ｆn+1を底辺とする三角形を設定し、節点Ｆｎあるいはその付近の任意の点から底辺に向けられた垂線の長さｈ１を算出し、算出された垂線の長さｈ１を斜辺ＦｎＦn-1ＦｎＦn+1の長さの合計値で除算してアスペクト比Ａｓ１を算出し、算出されたアスペクト比Ａｓ１に基づいてそれぞれの繊維の曲がり率を算出するステップからなる如く構成したので、上記した効果に加え、数値としての繊維の曲がり率を簡易に算出することができる。

請求項１１に係るコンピュータ支援の樹脂挙動解析装置にあっては、それぞれの繊維の曲がり率を算出するステップは、節点Ｆn+1とそれに隣接する節点Ｆｎ，Ｆn+2とをそれぞれ結ぶ線Ｆn+1ＦｎＦn+1Ｆn+2を斜辺とすると共に、隣接する節点Ｆｎ，Ｆn+2を結ぶ線ＦｎＦn+2を底辺とする三角形を設定し、節点Ｆn+1あるいはその付近の任意の点から底辺に向けられた垂線の長さｈ２を算出し、算出された垂線の長さｈ２を斜辺Ｆn+1ＦｎＦn+1Ｆn+2の長さの合計値で除算してアスペクト比Ａｓ２を算出し、算出されたアスペクト比Ａｓ２と節点Ｆｎについて算出されたアスペクト比Ａｓ１とに基づいてそれぞれの繊維の曲がり率を算出するステップからなる如く構成したので、上記した効果に加え、数値としての繊維の曲がり率を簡易かつ精度良く算出することができる。

請求項１２に係るコンピュータ支援の樹脂挙動解析装置にあっては、それぞれの繊維の曲がり率を算出するステップは、節点Ｆn+2とそれに隣接する／しない節点Ｆn+2，Ｆn+mとをそれぞれ結ぶ線Ｆn+2Ｆn+1Ｆn+2Ｆn+mを斜辺とすると共に、隣接する節点Ｆn+1，Ｆn+mを結ぶ線Ｆn+1Ｆn+mを底辺とする三角形を設定し、節点Ｆn+2あるいはその付近の任意の点から底辺に向けられた垂線の長さｈｍを算出し、算出された垂線の長さｈｍを斜辺Ｆn+2Ｆn+1Ｆn+2Ｆn+mの長さの合計値で除算してアスペクト比Ａｓｍを算出し、算出されたアスペクト比Ａｓｍと節点Ｆｎと節点Ｆn+1について算出されたアスペクト比Ａｓ１，Ａｓ２とに基づいてそれぞれの繊維の曲がり率を算出するステップからなる如く構成したので、上記した効果に加え、数値としての繊維の曲がり率を簡易かつ一層精度良く算出することができる。

請求項１３に係るコンピュータ支援の樹脂挙動解析装置にあっては、それぞれの繊維の曲がり率を算出するステップは、節点Ｆｎとそれに隣接する節点Ｆn-1，Ｆn+1とをそれぞれ結ぶ線ＦｎＦn-1ＦｎＦn+1上のいずれかの任意の点Ｐと隣接する節点Ｆn-1，Ｆn+2を結ぶ線ＰＦn-1ＰＦn+2を斜辺とすると共に、節点Ｆn-1，Ｆn+2を結ぶ線Ｆn-1Ｆn+2を底辺とする三角形を設定し、任意の点Ｐから底辺に向けられた垂線の長さｈ１を算出し、算出された垂線の長さｈ１を斜辺ＰＦn-1ＰＦn+2の長さの合計値で除算してアスペクト比Ａｓ１を算出し、次いで他の節点についてアスペクト比Ａｓｎを算出し、算出されたアスペクト比Ａｓ１，Ａｓｎに基づいてそれぞれの繊維の曲がり率を算出するステップからなる如く構成したので、上記した効果に加え、数値としての繊維の曲がり率を簡易かつ一層精度良く算出することができる。

請求項１４に係るコンピュータ支援の樹脂挙動解析装置にあっては、それぞれの繊維の曲がり率を算出するステップは、算出された値の平均値に基づいてそれぞれの繊維の曲がり率を算出するステップからなる如く構成したので、上記した効果に加え、数値としての繊維の曲がり率を簡易かつ一層精度良く算出することができる。

請求項１５に係るコンピュータ支援の樹脂挙動解析装置にあっては、それぞれの繊維の曲がり率を算出するステップは、算出された値の最大値に基づいてそれぞれの繊維の曲がり率を算出するステップからなる如く構成したので、上記した効果に加え、数値としての繊維の曲がり率を簡易かつ一層精度良く算出することができる。

請求項１６に係るコンピュータ支援の樹脂挙動解析装置にあっては、それぞれの繊維の曲がり率を算出するステップは、金型のキャビティにおける繊維の三次元空間での座標位置に基づいてそれぞれの繊維の曲がり率を算出するステップからなる如く構成したので、数値としての繊維の曲がり率を一層簡易に算出することができる。

請求項１７に係るコンピュータ支援の樹脂挙動解析装置にあっては、シミュレーションプログラムは、分析器を介して得られる複数本の繊維の複数個の節点の位置情報が入力されるとき、複数本の繊維のうちの少なくとも一部の繊維群を選択し、選択された繊維群を構成するそれぞれの繊維の複数個の節点から少なくとも一つの節点Ｆｎを選択し、入力された位置情報のうち選択された節点Ｆｎの位置情報に基づいて、選択された節点Ｆｎの全部または一部を曲線または直線で接続してなる経路の一端から他端までの長さである評価長さと、経路によって構成される三次元図形の、一端と他端とを接続してなる基準線からの高さである評価高さとの比に基づいてそれぞれの繊維の曲がり率を算出し、算出されたそれぞれの繊維の曲がり率と所定のしきい値との比較結果に基づいてそれぞれの繊維の曲がりの程度を判断し、それぞれの繊維の曲がりの程度の判断に基づいて選択された繊維群の強度または弾性率を評価するステップからなる如く構成したので、実際の成形品を分析器、例えばＸ線ＣＴスキャンで分析して得られるデータ（実際の成形品中の繊維の形状、節点）をシミュレーションデータと同様の手法で解析して比較することができる。

この発明の実施形態に係るコンピュータ支援の樹脂挙動解析装置を用いて行われる製品設計から量産までの工程を示す説明図である。 図１に示す装置のコンピュータに格納されるシミュレーションプログラムの処理を示すフロー・チャートである。 図２フロー・チャートのＳ３８の処理のサブ・ルーチン・フロー・チャートである。 図３の曲がりの評価で対象とする１本の繊維を、繊維０１から０４までの４例について示す説明図である。 図３フロー・チャートのＳ１０２の処理のサブ・ルーチン・フロー・チャートである。 図５フロー・チャートの処理の説明図である。 同様に図５フロー・チャートの処理の説明図である。 同様に図５フロー・チャートの処理の説明図である。 同様に図５フロー・チャートの処理の説明図である。 同様に図５フロー・チャートの処理の説明図である。 同様に図５フロー・チャートの処理の説明図である。 同様に図５フロー・チャートの処理の説明図である。 この実施形態の変形例を示す、図５と同様のフロー・チャートである。 図１３フロー・チャートの処理の説明図である。 同様に図１３フロー・チャートの処理の説明図である。 この実施形態の変形例を示す、図５と同様のフロー・チャートである。 図１６フロー・チャートの処理の説明図である。 同様に図１６フロー・チャートの処理の説明図である。 この実施形態の変形例を示す、図１６に類似するフロー・チャートである。 同様にこの実施形態の変形例を示す、図１６に類似するフロー・チャートである。 図２０フロー・チャートの処理の説明図である。 この実施形態の変形例を示す説明図である。 図１６などの処理によって得られる図４に示す４種の繊維についての算出結果を示す説明図である。 図３フロー・チャートのＳ１０４の処理のサブ・ルーチン・フロー・チャートである。 図２フロー・チャートのＳ４４の処理のサブ・ルーチン・フロー・チャートである。 図２５フロー・チャートの強度または弾性率（剛性）算出マップの例を示す説明図である。 図２５の処理によって得られる繊維割合の算出結果を示す説明図である。 この実施形態の変形例を示す、図３と同様のフロー・チャートである。 この実施形態に係る解析結果の一例を示す写真である。 同様にこの実施形態に係る解析結果の一例を示す写真である。

以下、添付図面を参照してこの発明に係るコンピュータ支援の樹脂挙動解析装置を実施するための形態について説明する。

図１はこの発明の実施形態に係るコンピュータ支援の樹脂挙動解析装置を用いて行われる製品設計から量産までの工程を示す説明図である。

図１において符号１０は樹脂挙動解析装置を示し、装置１０はコンピュータ１２を備え、コンピュータによる開発支援装置（Computer Aided Engineering）、即ち、コンピュータ支援の樹脂挙動解析装置として構成される。

コンピュータ１２はバスを介して互いにデータ通信可能に構成されるＣＰＵ（Central Processing Unit）、メモリ、入出力回路などからなると共に、ディスプレイ１２ａと、キーボード、マウス、タッチパネルなどからなる入力デバイス１２ｂを備える。

コンピュータ１２のメモリには金型１４内の樹脂１６の挙動を解析するための対話形式のシミュレーションプログラム２０が格納され、ＣＰＵはメモリに格納されたシミュレーションプログラム２０を実行する。ディスプレイ１２ａはその結果を表示すると共に、入力デバイス１２ｂは設計者（エンジニア）の操作や指示を受付ける。

シミュレーションプログラム２０の解析対象である金型１４について説明すると、図１に示すように、金型１４は上型１４ａと下型１４ｂを備え、その間にキャビティ１４ｃが形成される。キャビティ１４ｃには樹脂１６が投入される。樹脂１６は炭素繊維などからなる連続繊維および不連続な長繊維（以下「繊維」という）１６ａが混入されてシート状を呈する。

コンピュータ１２は、設計者による入力デバイス１２ｂの操作によって所定の成形条件が入力されるとき、樹脂１６を金型キャビティ１４ｃに投入して所定の成形条件で流動させて成形品（製品あるいは半製品）を成形、より具体的にはプレス成形するときの樹脂１６の挙動を格納された対話形式のシミュレーションプログラム２０によるシミュレーションを介して解析する。

樹脂１６の挙動の解析は具体的には製品設計から量産までの工程の一環として行われ、設計者（エンジニア）は、入力デバイス１２ｂを介してデータを入力し、シミュレーションプログラム２０に格納された指示に従い、対話形式で製品モデル２２を設計する。

装置１０においては、金型１４を用いて製品製造を行う場合、設計者は先ず製品設計工程で製品モデル２２を設計し、作成した製品モデル２２を使用して金型設計工程で金型モデル２４を設計する。

次いで、設計者は、作成した金型モデル２４を使用して金型加工データを作成し、そのデータを使用してＮＣ加工装置２６などによって金型１４を製造し、製造した金型１４を使用して成形を行うことによって製品（あるいは半製品）３０を製造する。

図２はこの発明の実施形態によるコンピュータ支援の樹脂挙動解析装置１０の処理（動作）を示すフロー・チャート、より具体的には装置１０のコンピュータ１２に格納されたシミュレーションプログラム２０の処理（ステップ）を示すフロー・チャートである。

以下説明すると、Ｓ１０において樹脂充填解析を開始する。具体的には、Ｓ１２において設計者によって所定の成形条件が入力される。所定の成形条件は、樹脂（シート状）１６の物性（粘度、熱伝導率など）、初期樹脂充填（チャージ）位置と樹脂１６の寸法、金型材特性、プレス機特性（最大型締め力Ｎｍａｘ、型締め速度Ｖ１など）と、樹脂１６に混入される繊維１６ａの形状、分割長さなどを含む。

次いでＳ１４に進んで初期値を設定（リセット）する。即ち、時間ｔを０とすると共に、型締め速度Ｖを成形条件のＶ１とする。Ｓ１２とＳ１４の処理が条件入力に相当する。

次いでＳ１６に進んで時間ｔを単位時間Δｔだけインクリメントし、Ｓ１８に進んで型締め速度Ｖ１一定としたときの単位時間Δｔの間のプレスによる樹脂１６の流動を解析する。即ち、金型キャビティ１４ｃに相当する三次元空間における樹脂１６の流動速度分布を算出する。

次いで、Ｓ２０に進み、時間ｔからｔ＋Δｔまでの間の圧縮力Ｎを算出し、Ｓ２２に進み、算出された圧縮力Ｎが最大型締め力Ｎｍａｘ未満か否か判断する。Ｓ２２で肯定されるときはＳ１６に戻って上記した処理を繰り返す。Ｓ１６からＳ２２までの処理が充填解析に相当する。

一方、Ｓ２２で否定されるときは圧縮力Ｎが最大型締め力Ｎｍａｘに達したと判断できるため、Ｓ２４に進んで圧縮力Ｎを一定としたときの単位時間Δｔの間のプレスによる樹脂１６の流動を解析する。即ち、圧縮力Ｎを最大値としたときの単位時間Δｔの間に充填される際の樹脂１６の流動速度分布を算出する。

次いで、Ｓ２６に進んで時間ｔからｔ＋Δｔまでの間の型締め速度Ｖを算出し、Ｓ２８に進み、算出された型締め速度Ｖが０より大きいか否か判断する。Ｓ２８で肯定されるときはＳ３０に進んで時間ｔを単位時間ΔｔだけインクリメントしてＳ２４に戻り、上記した処理を繰り返す。

他方、Ｓ２８で否定されるときは型締め速度Ｖが０になって樹脂１６の充填が終了したと判断できるため、Ｓ３２に進んで樹脂充填解析を終了する。Ｓ２４からＳ３２までの処理も充填解析に相当する。

次いでＳ３４に進み、繊維挙動解析を開始する。

即ち、Ｓ３６に進んで時間ｔを０にリセットし、次いでＳ３８に進み、各繊維１６ａ、即ち、繊維１６ａの１本ごとの挙動を解析する。具体的には、時間ｔ＝０（ｔ：樹脂１６の充填解析時間）において、各繊維１６ａに三次元座標を付与し、付与された座標とＳ１８，Ｓ２４で算出された樹脂１６の流動速度分布とに基づき、樹脂１６の流動に伴う各繊維１６ａの挙動を解析する、即ち、各繊維１６ａの各節点Ｆの座標を算出して各繊維１６ａの曲がりを評価することで挙動を解析する。

次いで、Ｓ４０に進み、時間を単位時間Δｔだけインクリメントし、Ｓ４２に進み、時間ｔが樹脂１６の充填終了時間に達したか否か判断する。Ｓ４２で否定されるときはＳ３８に戻る一方、肯定されるときはＳ４４に進んで成形品の構造強度または弾性率（剛性）を評価し、Ｓ４６に進んで繊維挙動解析を終了する。Ｓ３４からＳ４６までの処理が繊維挙動解析に相当する。

図３は図２フロー・チャートのＳ３８の処理のサブ・ルーチン・フロー・チャートである。Ｓ１００において、樹脂１６に混入される複数本の繊維１６ａの複数個の節点Ｆを少なくとも含む解析条件が設計者によって入力デバイス１２ｂから入力されるとき、複数本の繊維１６ａのうち少なくとも一部の繊維群を選択、即ち、成形品において強度または弾性率（剛性）を評価する範囲に相当する繊維群を選択する。次いで、Ｓ１０２において、選択された繊維群を構成するそれぞれの繊維１６ａに着目し、それぞれの繊維１６ａの複数個の節点Ｆの中の少なくとも一つの節点Ｆｎから得られる評価長さに対する、上記した成形条件から予測される１本の繊維１６ａの曲がり率Ａｆを算出する。解析条件は繊維１６ａの長さ、節点Ｆの間の距離、製品３０の形状などからなる。

図４は曲がりの評価で対象とする１本の繊維１６ａを、繊維０１から０４までの４例について示す説明図である。この実施形態では４例のいずれの場合でも、繊維１６ａの長さ（繊維長）は２０ｍｍ、分割数１０個、分割長さ一定とする。即ち、４例の繊維１６ａはいずれもその長さを１０個に均等に分割して得られる１１個の節点Ｆを備える。実施形態では４例の全てについて繊維１６ａの１本ごとに曲がりを評価するようにした。

繊維１６ａの曲がりを評価するには繊維１６ａの形状（位置）を把握する必要があるが、図１の構成にあってはシミュレーションにおいて樹脂１６が金型１４のキャビティ１４ｃに投入されるとき、そこに混入された多数の繊維１６ａのそれぞれは金型キャビティ１４ｃにおける三次元空間での座標位置で指定されることから、繊維１６ａの位置はその座標位置を流用して特定（検出）する。

図５は図３フロー・チャートのＳ１０２の処理のサブ・ルーチン・フロー・チャート、図６から図１２は図５フロー・チャートの処理の説明図である。

まずＳ２００において複数個の節点Ｆの少なくとも一つの節点Ｆｎを曲線または直線で接続して三次元図形を生成する。各節点Ｆは、図２フロー・チャートで規定される時間ｔにおける、各繊維１６ａの各節点Ｆの座標としてコンピュータ１２のメモリに格納されたデータから読み出される。

次いでＳ２０２において生成された三次元図形に基づいて繊維１６ａの曲がり率Ａｆを算出する。

図６に示すように、曲がり率Ａｆは繊維１６ａの「評価長さ」と複数個の節点Ｆから選択された節点Ｆｎを接続して生成される三次元図形の「評価高さ」の比に基づいて算出する。また、評価長さは選択された節点Ｆｎの全部または一部を曲線または直線で接続して生成される三次元図形の始点から終点までの長さとして算出する。

尚、図６およびそれ以降の図に記載される図形はｘｙｚ三次元空間における三次元図形をｘｙ平面上に投影して得た二次元図形であるが、図示の便宜のため、この二次元図形を請求項でいう「三次元図形」を意味するものとして使用する。

図７に示すように、繊維１６ａの曲がりは細かいうねり（小さい曲がり）、大きい曲がり、小さい曲がりと大きい曲がりの複合曲がりに大きく分類することができる。

このように形態の異なる曲がりを定量的に評価するには、形態ごとに切り分けて評価する必要がある。そのため、曲がりの大きさ（曲がり率Ａｆ）を特定の長さ（評価長さ）ごとに評価することとした。即ち、小さい曲がりは小さい評価長さで、大きい曲がりは大きい評価長さで曲がり率Ａｆを算出することとした。

上記したように、この実施形態およびその変形例において、評価長さは、三次元図形の始点と終点との直線距離ではなく、始点から終点までの繊維１６ａの長さとした。これは、曲がりの強いものと弱いものの横軸（評価長さ）を揃えるためである。

続いて、図８を参照して図６の評価高さの算出方法について説明する。繊維１６ａの曲がりの形状を正弦曲線と仮定するとき、評価高さｈは正弦曲線の振幅として算出することができる。

即ち、三次元図形の始点を（０，０，０）、終点を（π，０，０）とする新たな三次元座標空間に点Ｈ（π／２，ｈ，０）を取り、各節点Ｆｎと曲線ｙ＝ｈ・ｓｉｎ（ｘ）（ｚ＝０）との距離の総和が最小になるよう、最小二乗法によって評価高さｈを求める。

しかしながら、上記のように正弦曲線を仮定して評価高さｈを算出する方法は計算負荷が高く現実的ではない。そのため、評価高さｈは、すでに座標が確定している節点Ｆｎを連結して生成される三次元図形の形状に基づいて算出することとした。

具体的には、図９に示すような形状に基づいて算出することとした。即ち、節点Ｆｎを直線で接続して三次元図形を生成し、生成された三次元図形上を点Ｐが始点から終点までの全部または一部を動くとき、点Ｐから始点と終点とを結んだ直線に下した垂線が通過する部分の面積Ｓを、垂線の足が通過した部分の長さＬｈで除算して、評価高さｈを算出するように構成した。

より具体的には、隣接する二つの節点間を一つの区間とし、各区間について点Ｐを隣接する二つの節点Ｆｎを通る直線上の点として数式で表す。次いで、始点と終点を通る直線と点Ｐの距離を数式で表し、それを積分することでその区間の面積を求め、すべての区間の面積の合計値を求める。

尚、数式で表すことができれば、節点Ｆｎは曲線で接続しても良いことになる。節点Ｆの番号はコンピュータ１２のメモリに格納されたデータから繊維１６ａの節点（あるいは一端（始端）と他端（終端））の座標（ｘ，ｙ，ｚの三次元座標）を読み出し、ナンバリングすることで行う。

図１０にこの実施形態の変形例を示す。この変形例では、節点Ｆｎを直線で接続して三次元図形を生成し、生成された三次元図形上を点Ｐが始点から終点までの全部または一部を動くとき、点Ｐから始点と終点とを結んだ直線に下した垂線が通過する部分の重心Ｇから始点と終点とを結んだ直線に下した垂線の長さとして、評価高さｈを算出するように構成した。節点Ｆｎは曲線で接続しても良い。

上記した垂線の中点と重心Ｇとの各軸方向の変位と垂線の長さとの積は、三次元図形の始点と終点とを結んだ直線の方向に積分するとき、すべて０となる。従って、始点を（０，０，０）、終点をｘ軸上に置いた新たな三次元座標空間において、各軸方向の変位と垂線の長さとの積をｘの関数として表し、それぞれｘ軸方向に積分したとき０となるように重心Ｇの座標を求める。節点Ｆｎは曲線で接続しても良い。

図１１にこの実施形態の変形例を示す。この変形例では、節点Ｆｎを直線で接続して三次元図形を生成し、生成された三次元図形上に複数個の点Ｐを生成し、各点Ｐから始点と終点とを結んだ直線に下した垂線の長さの最大値として、評価高さｈを算出するように構成した。節点Ｆｎは曲線で接続しても良い。

図１２にこの実施形態の変形例を示す。この変形例では、節点Ｆｎを直線で接続して三次元図形を生成し、生成された三次元図形上に複数個の点Ｐを生成し、各点Ｐから始点と終点とを結んだ直線に下した垂線の長さの平均値として、評価高さｈを算出するように構成した。節点Ｆｎは曲線で接続しても良い。

図１３はこの実施形態の変形例を示す、図５と同様のフロー・チャート、図１４、図１５は図１３フロー・チャートの処理の説明図である。

図５と同様にＳ３００において複数個の節点Ｆの少なくとも一つの節点Ｆｎを曲線または直線で接続して三次元図形を生成し、Ｓ３０２において生成された三次元図形上の点を曲線または直線で接続して第２の三次元図形を生成し、Ｓ３０４において生成された第２の三次元図形に基づいて繊維１６ａの曲がり率Ａｆを算出するように構成した。

曲がり率Ａｆは、繊維１６ａの評価長さと複数個の節点Ｆから選択された節点Ｆｎを接続して生成される三次元図形上の点を接続して生成される第２の三次元図形の評価高さの比に基づいて算出する。評価長さは三次元図形の始点から終点までの長さとして算出する。

図１４に示すように、節点Ｆｎの中から複数個の点Ｐを選択し、複数個の点Ｐを直線で接続して生成される第２の三次元図形を生成し、生成された第２の三次元図形の重心Ｇから、三次元図形の始点と終点とを結んだ直線に下した垂線の長さとして、評価高さｈを算出するように構成した。重心Ｇの座標は複数個の点Ｐの座標の平均値として算出する。

図１５にこの実施形態の変形例を示す。この変形例では、節点Ｆｎを直線で接続して三次元図形を生成し、生成された三次元図形上に複数個の点Ｐを生成し、複数個の点Ｐを直線で接続して第２の三次元図形を生成し、生成された第２の三次元図形の重心Ｇから、三次元図形の始点と終点とを結んだ直線に下した垂線の長さとして、評価高さｈを算出するように構成した。重心Ｇの座標は複数個の点Ｐの座標の平均値として算出する。節点Ｆｎは曲線で接続しても良い。

図１６はこの実施形態の変形例を示す、図５と同様のフロー・チャート、図１７、図１８は図１６フロー・チャートの処理の説明図である。この変形例ではさらに第２の三次元図形を点Ｐおよび三次元図形の始点と終点を頂点とする三角形として生成し、生成された三角形の高さを評価高さｈとして算出するように構成した。

まずＳ４００において節点Ｆｎとそれに隣接する節点Ｆn-1，Ｆn+1とをそれぞれ結ぶ線ＦｎＦn-1ＦｎＦn+1を斜辺（評価長さに相当）とすると共に、隣接する節点Ｆn-1，Ｆn+1を結ぶ線Ｆn-1Ｆn+1を底辺とする三角形を設定する。尚、図１８においては図示の便宜のため、斜辺と底辺をａ，ｂ，ｃで示した。

次いでＳ４０２において節点Ｆｎあるいはその付近の任意の点から底辺に向けられた垂線の長さｈ１を算出する。図示例では垂線は節点Ｆｎから底辺に向けられるが、節点Ｆｎ付近の任意の点から底辺に向けられても良い。

次いでＳ４０４において算出された垂線の長さｈ１を斜辺ＦｎＦn-1ＦｎＦn+1の長さの合計値（評価長さ）で除算してアスペクト比Ａｓ１を算出する。このようにアスペクト比は３個の節点を用いて算出する。

次いでＳ４０６に進み、隣接する節点に対して同様の処理を行う。

即ち、節点Ｆn+1とそれに隣接する節点Ｆｎ，Ｆn+2とをそれぞれ結ぶ線Ｆn+1ＦｎＦn+1Ｆn+2を斜辺とすると共に、隣接する節点Ｆｎ，Ｆn+2を結ぶ線ＦｎＦn+2を底辺とする三角形を設定し、節点Ｆn+1あるいはその付近の任意の点から斜辺に向けられた垂線の長さｈ２を算出し、算出された垂線の長さｈ２を斜辺Ｆn+1ＦｎＦn+1Ｆn+2の長さの合計値で除算してアスペクト比Ａｓ２を算出し、以降、同様の処理を繊維１６ａの終端まで繰り返す。

具体的には、それ以降の節点（あるいは他端）のいずれかをｍと総称するとき、節点Ｆn+2とそれに隣接する／しない節点Ｆn+1，Ｆn+mとをそれぞれ結ぶ線Ｆn+2Ｆn+1Ｆn+2Ｆn+mを斜辺とすると共に、隣接する節点Ｆn+1，Ｆn+mを結ぶ線Ｆn+1Ｆn+mを底辺とする三角形を設定し、節点Ｆn+2あるいはその付近の任意の点から斜辺に向けられた垂線の長さｈｍを算出し、算出された垂線の長さｈｍを斜辺Ｆn+2Ｆn+1Ｆn+2Ｆn+mの長さの合計値で除算してアスペクト比Ａｓｍを算出する。

次いでＳ４０８に進み、算出されたアスペクト比Ａｓ２と、節点Ｆｎについて算出されたアスペクト比Ａｓ１と、それ以降の終端までについて算出されたアスペクト比Ａｓｍとに基づいて繊維の曲がり率Ａｆを繊維１６ａの長さに対して算出する。

具体的にはアスペクト比Ａｓ１，Ａｓ２，．．Ａｓｍまでの合計値を算出すると共に、その平均値を算出し、その平均値に基づいて繊維１６ａの曲がり率Ａｆを算出、より具体的にはその平均値を繊維１６ａの曲がり率Ａｆとする。

図１７と図１８に図１６フロー・チャートに示す処理を示す。

図１９はこの実施形態の変形例を示す、図１６に類似するフロー・チャートである。

この変形例の場合、Ｓ５００からＳ５０６までに図１６と同様の処理を行ってＳ５０８に進み、アスペクト比Ａｓ１，Ａｓ２，．．Ａｓｍを算出すると共に、その中の最大値を選択し、その最大値に基づいて繊維１６ａの曲がり率Ａｆを算出、より具体的にはその最大値を繊維１６ａの曲がり率とするようにした。

図２０はこの実施形態の変形例を示す、図１６に類似するフロー・チャート、図２１は図２０フロー・チャートの処理の説明図である。

以下説明すると、Ｓ６００において節点Ｆｎとそれに隣接する節点Ｆn-1，Ｆn+1とをそれぞれ結ぶ線ＦｎＦn-1ＦｎＦn+1上のいずれかの任意の点Ｐと隣接する節点Ｆn-1，Ｆn+2を結ぶ線ＰＦn-1ＰＦn+2を斜辺とすると共に、節点Ｆn-1，Ｆn+2を結ぶ線Ｆn-1Ｆn+2を底辺とする三角形を設定する。図示例では任意の点Ｐは中点とするが、それに限られるものではない。

次いでＳ６０２において任意の点Ｐから底辺に向けられた垂線の長さｈ１を図１８と同様な手法で算出する。

次いでＳ６０４において算出された垂線の長さｈ１を斜辺ＰＦn-1ＰＦn+2の長さの合計値で除算してアスペクト比Ａｓ１を算出する。即ち、図示例では４個の節点を用いてアスペクト比を算出する。

次いでＳ６０６において他の節点についてＳ６００からＳ６０４に述べた手法でアスペクト比Ａｓｎを順次算出する。アスペクト比の算出自体は図１８と同様なので、図２１においてＡｓｎの図示は省略する。

次いでＳ６０８において算出されたアスペクト比Ａｓ１，Ａｓｎに基づいて繊維１６ａの曲がり率Ａｆを算出する。具体的には算出されたアスペクト比Ａｓ１，Ａｓｎの平均値を算出して曲がり率Ａｆとする、あるいは算出されたアスペクト比Ａｓ１，Ａｓｎの中の最大値を算出して曲がり率とする。

尚、この実施形態の変形例として、図２２に示す如く、中点を節点にしない場合、同図（ａ）（ｂ）に示すように周囲の点から内部補間（平均）した値を節点Ｆn+1としても良い。

図３フロー・チャートのＳ１０２の処理においてそれぞれの繊維１６ａの曲がり率Ａｆを評価長さに対して算出するが、図２３に図４に示す４種の繊維についての算出結果を示す。数値で算出することにより、４種の例でいえば、繊維０１（図３）は４ｍｍのところにのみ曲がり（うねり）があり、全体として細かい曲がり（うねり）があると評価でき、繊維０２は全体的に曲がり（うねり）なしと評価することができる。

また、繊維０３は長さが短い領域も長い領域も曲がり率（アスペクト比）が大きく、細かい曲がり（うねり）だけではなく、大きな曲がりも存在する繊維と評価でき、繊維０４は長さが長い領域では曲がり率が大きいことから、細かい曲がり（うねり）はなく、大きな曲がりが存在する繊維と評価することができる。また、繊維１６ａの曲がりを適正に判定することが可能となることで、成形条件を変更して製品３０の強度または弾性率（剛性）を上げることも可能となる。

図３フロー・チャートの説明に戻ると、次いでＳ１０４に進み、算出された評価長さに対する曲がり率Ａｆに基づいてそれぞれの繊維１６ａの曲がりを評価する。

図２４は図３フロー・チャートのＳ１０４の処理のサブ・ルーチン・フロー・チャートである。

以下説明すると、Ｓ７００において算出された繊維１６ａの評価長さに対する曲がり率Ａｆ（アスペクト比Ａｓ）を所定のしきい値ＴＨ１と比較し、曲がり率Ａｆがしきい値未満か否か判断し、肯定されるときはＳ７０２に進んでその評価長さに対する繊維１６ａの曲がりなしと判断する。

一方、Ｓ７００で否定されるときはＳ７０４に進んでその評価長さに対する繊維１６ａの曲がりありと判断し、Ｓ７０６に進んで曲がり率Ａｆを適宜設定する第２、第３、・・・の所定のしきい値ＴＨ２，ＴＨ３，・・・と比較して繊維１６を所定の範囲ごとに分類する。

図２フロー・チャートのＳ４４の処理において成形品の構造強度または弾性率（剛性）を評価するが、具体的には、得られたそれぞれの繊維１６ａの曲がり評価結果に基づいて選択された繊維群の強度または弾性率（剛性）を評価し、その強度または弾性率（剛性）評価結果に基づいて複数本の繊維１６ａの全体の強度または弾性率（剛性）を評価する。

図２５は図２フロー・チャートのＳ４４の処理のサブ・ルーチン・フロー・チャートである。

以下説明すると、Ｓ８００において所定の範囲（曲がりなし、または曲がりありの所定の範囲）に属する繊維１６ａの割合（繊維割合）Ｒを算出する。即ち、選択された繊維群を構成する繊維１６ａの総本数に対する所定の範囲に属する繊維１６ａの本数の割合を算出する。

次いでＳ８０２に進み、算出された繊維割合Ｒに基づいて選択された繊維群の強度または弾性率（剛性）評価値を算出する。具体的には、Ｓ８００において１つの繊維群に対して所定の範囲の数だけ算出された繊維割合Ｒのうち、特に成形品の構造強度または弾性率（剛性）低下に寄与する範囲の繊維割合Ｒを強度または弾性率（剛性）評価値として算出する。

より具体的には、図２４フロー・チャートのＳ７０２において曲がりありと判断される所定のしきい値ＴＨ１以上のすべての範囲（ＴＨ１〜ＴＨ２，ＴＨ２〜ＴＨ３，・・・）の繊維割合Ｒの合計値を強度または弾性率（剛性）評価値として算出する。

次いでＳ８０４に進み、算出された繊維群の強度または弾性率（剛性）評価値から予め設定された特性（強度または弾性率（剛性）算出マップ）に基づいて選択された繊維群の強度または弾性率（剛性）を算出する。即ち、図２６に示すような強度または弾性率（剛性）算出マップを参照して強度または弾性率（剛性）評価値に対応する強度または弾性率（剛性）を算出し、Ｓ８０６に進んで要求強度または弾性率（剛性）を満たしているか否か判断する。強度または弾性率（剛性）評価マップは試験などにより事前に作成する。

Ｓ８０６で肯定されるときはＳ８０８に進んでまたは弾性率（剛性）十分と判断する一方、否定されるときはＳ８１０に進んで強度または弾性率（剛性）不足と判断する。強度または弾性率（剛性）不足の場合は製品３０の強度または弾性率（剛性）が向上するように成形条件を変更する。

図２７は、成形条件変更の前後において強度または弾性率（剛性）評価値の算出結果を比較した例を示す、繊維１６ａの曲がり率Ａｆの所定の範囲ごとに繊維割合Ｒを表示したヒストグラムである。

繊維１６ａの曲がり率Ａｆが０〜ＴＨ１の範囲（曲がりなし）の繊維割合Ｒは約８５％から約９７％に増加した一方、ＴＨ１以上の範囲（曲がりあり）の繊維割合Ｒはいずれも減少、即ち、ＴＨ１以上の範囲の繊維割合Ｒの合計値は約１５％から約３％に減少し、選択された繊維群（成形品において強度または弾性率（剛性）を評価する範囲に相当する繊維群）全体として曲がりが抑制され、成形品の強度または弾性率（剛性）が向上していることを数値的に確認することができる。

図２８はこの実施形態の変形例を示す、図３と同様のフロー・チャートである。

この変形例の場合、Ｓ９００からＳ９０２までに図３と同様の処理を行ってＳ９０４に進み、算出された繊維１６ａの評価長さに対する曲がり率Ａｆをそれに応じた表示色に関連付けて繊維１６ａの曲がりを評価する。

図２フロー・チャートのＳ４４の処理において成形品の構造強度または弾性率（剛性）を評価するが、具体的には、得られたそれぞれの繊維１６ａの曲がり評価結果に基づいて選択された繊維群の強度または弾性率（剛性）を評価し、その強度または弾性率（剛性）評価結果に基づいて複数本の繊維１６ａの全体の強度または弾性率（剛性）を評価する。

図２９、図３０はそれぞれ成形条件の変更前、変更後における、この実施形態に係る解析結果の一例を示す写真である。図２９と図３０は複数本の繊維１６ａの全体、即ち、複数本の繊維１６ａが混入された樹脂１６を金型１４内で成形するときの成形品の全体像である。また、図中に繊維群、即ち、成形品において強度または弾性率（剛性）を評価する範囲に相当する繊維群の例を符号Ａ，Ｂ，Ｃで示す。

繊維１６ａの曲がりの有無や大小を、表示色を用いてコンター表示しているため、成形品における繊維曲がりの深刻な箇所を容易に把握することができ、成形条件変更の前後で選択された繊維群全体として曲がりが抑制され、成形品の強度または弾性率（剛性）が向上していることを視覚的に確認することができる。

上記した如く、この発明の実施形態およびその変形例にあっては、連続繊維および不連続な長繊維１６ａが複数本混入された樹脂１６を金型１４内で所定の成形条件で成形するときの前記繊維１６ａの曲がり挙動をコンピュータ１２に格納されたシミュレーションプログラム２０を介して解析する樹脂挙動解析装置１０において、前記シミュレーションプログラム２０が、前記複数本の繊維１６ａの複数個の節点Ｆの位置情報が入力されるとき、前記複数本の繊維１６ａのうちの少なくとも一部の繊維群を選択し（Ｓ１００）、前記選択された繊維群を構成するそれぞれの繊維１６ａの前記複数個の節点Ｆから少なくとも一つの節点Ｆｎを選択し、前記入力された位置情報のうち前記選択された節点Ｆｎの位置情報に基づいて、前記選択された節点Ｆｎの全部または一部を曲線または直線で接続してなる経路の一端から他端までの長さである評価長さと、前記経路によって構成される三次元図形の、前記一端と前記他端とを接続してなる基準線からの高さである評価高さｈとの比に基づいて前記それぞれの繊維１６ａの曲がり率Ａｆを算出し（Ｓ１０２）、前記算出されたそれぞれの繊維１６ａの曲がり率Ａｆと所定のしきい値（ＴＨ１，ＴＨ２，・・・）との比較結果に基づいて前記それぞれの繊維１６ａの曲がりの程度（曲がりなし、曲がりあり、ＴＨ２〜ＴＨ３，・・・）を判断し（Ｓ１０４）、前記それぞれの繊維１６ａの曲がりの程度の判断に基づいて前記選択された繊維群の強度または弾性率（剛性）を評価するステップ（Ｓ４４）からなる如く構成したので、それぞれの繊維１６ａの曲がり率Ａｆに基づいて選択された繊維群、即ち、成形品において強度または弾性率（剛性）を評価する範囲の強度または弾性率（剛性）を定量的に評価することができる。また、評価長さに対する曲がり率Ａｆに基づいてそれぞれの繊維１６ａの曲がりを評価することで細かいうねり（小さい曲がり）は小さい評価長さで、大きい曲がりは大きい評価長さで評価することも可能となり、それによって曲がりの形態ごとに定量的に評価することができ、細かいうねりと大きい曲がりで構成される複合的な曲がりも定量的に評価することができる。また、それぞれの繊維１６ａの曲がりを適正に判定することが可能となることで、それぞれの繊維１６ａの曲がりが少なくなる条件を見つけることが容易となり、成形条件を変更して製品３０の強度または弾性率（剛性）を上げることも可能となる。また、数値としての繊維１６ａの曲がり率Ａｆを簡易かつ精度よく算出することができる。

また、前記シミュレーションプログラム２０は、前記繊維群の強度または弾性率（剛性）の評価に基づいて前記複数本の繊維１６ａの全体の強度または弾性率（剛性）を評価するステップ（Ｓ４４）を含む如く構成したので、上記した効果に加え、複数本の繊維１６ａの全体、即ち、複数本の繊維１６ａが混入された樹脂１６を金型１４内で成形するときの成形品の強度または弾性率（剛性）を定量的に評価することができる。

また、前記それぞれの繊維１６ａの曲がりの程度を判断するステップは、前記算出されたそれぞれの繊維１６ａの曲がり率Ａｆを前記所定のしきい値（ＴＨ１，ＴＨ２，・・・）と比較して所定の範囲（ＴＨ１〜ＴＨ２，ＴＨ２〜ＴＨ３，・・・）ごとに分類して判断するステップ（Ｓ７００からＳ７０６）からなり、前記選択された繊維群の強度または弾性率（剛性）を評価するステップは、前記所定の範囲に属する繊維１６ａの割合（繊維割合）Ｒを算出し（Ｓ８００）、前記算出された繊維１６ａの割合（繊維割合）Ｒに基づいて前記選択された繊維群の強度または弾性率（剛性）評価値（ＴＨ１以上の範囲の繊維割合Ｒの合計値）を算出するステップ（Ｓ８０２）からなる如く構成したので、上記した効果に加え、成形品において強度または弾性率（剛性）を評価する範囲の強度または弾性率（剛性）を、強度または弾性率（剛性）低下に寄与する曲がり率Ａｆ（ＴＨ１以上）などの特定の曲がり率Ａｆの繊維割合Ｒに基づいて定量的に評価することができる。

また、前記選択された繊維群の強度または弾性率（剛性）を評価するステップは、前記所定の範囲（ＴＨ１〜ＴＨ２，ＴＨ２〜ＴＨ３，・・・）に属する繊維１６ａの割合（繊維割合）Ｒを前記所定の範囲ごとに表示して評価するステップ（Ｓ８００、図２７）からなる如く構成したので、上記した効果に加え、成形品において強度を評価する範囲の強度を数値的に表示して評価することができ、成形条件を変更した結果を比較して評価することが容易になる。

また、前記選択された繊維群の強度または弾性率（剛性）を評価するステップは、前記算出された繊維群の強度または弾性率（剛性）評価値（ＴＨ１以上の範囲の繊維割合Ｒの合計値）から予め設定された特性（強度または弾性率（剛性）算出マップ）に基づいて前記選択された繊維群の強度または弾性率（剛性）を算出して評価するステップ（Ｓ８０４からＳ８１０）からなる如く構成したので、上記した効果に加え、成形品において強度または弾性率（剛性）を評価する範囲の強度または弾性率（剛性）を精度良く算出することができ、要求強度または弾性率（剛性）と比較して強度または弾性率（剛性）が十分か確認することができる。

また、連続繊維および不連続な長繊維１６ａが複数本混入された樹脂１６を金型１４内で所定の成形条件で成形するときの前記繊維１６ａの曲がり挙動をコンピュータ１２に格納されたシミュレーションプログラム２０を介して解析する樹脂挙動解析装置１０において、前記シミュレーションプログラム２０が、前記複数本の繊維１６ａの複数個の節点Ｆの位置情報が入力されるとき、前記複数本の繊維１６ａのうちの少なくとも一部の繊維群を選択し（Ｓ９００）、前記選択された繊維群を構成するそれぞれの繊維１６ａの前記複数個の節点Ｆから少なくとも一つの節点Ｆｎを選択し、前記入力された位置情報のうち前記選択された節点Ｆｎの位置情報に基づいて、前記選択された節点Ｆｎの全部または一部を曲線または直線で接続してなる経路の一端から他端までの長さである評価長さと、前記経路によって構成される三次元図形の、前記一端と前記他端とを接続してなる基準線からの高さである評価高さｈとの比に基づいて前記それぞれの繊維１６ａの曲がり率Ａｆを算出し（Ｓ９０２）、前記算出されたそれぞれの繊維１６ａの曲がり率Ａｆを表示色に関連付けて前記それぞれの繊維１６ａの曲がりの程度を判断し（Ｓ９０４、図２９、図３０）、前記それぞれの繊維１６ａの曲がりの程度の判断に基づいて前記選択された繊維群の強度または弾性率（剛性）を評価するステップ（Ｓ４４）からなる如く構成したので、それぞれの繊維１６ａの曲がり率Ａｆに基づいて成形品において強度または弾性率（剛性）を評価する範囲の強度または弾性率（剛性）を視覚的に表示して評価することができ、成形条件を変更した結果を比較して評価することが容易になる。

また、前記シミュレーションプログラム２０は、前記繊維群の強度または弾性率（剛性）の評価に基づいて前記複数本の繊維１６ａの全体の強度または弾性率（剛性）を評価するステップ（Ｓ４４）を含む如く構成したので、上記した効果に加え、成形品の強度または弾性率（剛性）を定量的に評価することができる。

また、前記それぞれの繊維１６ａの曲がり率Ａｆを算出するステップは、前記三次元図形上の点を曲線または直線で接続して生成される第２の三次元図形に基づいて前記それぞれの繊維１６ａの曲がり率Ａｆを算出するステップ（Ｓ３００からＳ３０４）からなる如く構成したので、上記した効果に加え、数値としての繊維１６ａの曲がり率Ａｆを一層簡易に算出することができる。

また、前記第２の三次元図形は三角形からなる如く構成したので、上記した効果に加え、数値としての繊維１６ａの曲がり率Ａｆをより一層簡易に算出することができる。

また、前記それぞれの繊維１６ａの曲がり率Ａｆを算出するステップは、前記節点Ｆｎとそれに隣接する節点Ｆn-1，Ｆn+1とをそれぞれ結ぶ線ＦｎＦn-1ＦｎＦn+1を斜辺とすると共に、隣接する節点Ｆn-1，Ｆn+1を結ぶ線Ｆn-1Ｆn+1を底辺とする前記三角形を設定し（Ｓ４００，Ｓ５００）、前記節点Ｆｎあるいはその付近の任意の点から前記底辺に向けられた垂線の長さｈ１を算出し（Ｓ４０２，Ｓ５０２）、前記算出された垂線の長さｈ１を前記斜辺ＦｎＦn-1ＦｎＦn+1の長さの合計値で除算してアスペクト比Ａｓ１を算出し（Ｓ４０４，Ｓ５０４）、前記算出されたアスペクト比Ａｓ１に基づいて前記それぞれの繊維の曲がり率Ａｆを算出するステップ（Ｓ４０８，Ｓ５０８）からなる如く構成したので、上記した効果に加え、数値としての繊維１６ａの曲がり率Ａｆを簡易に算出することができる。

また、前記それぞれの繊維１６ａの曲がり率Ａｆを算出するステップは、前記節点Ｆn+1とそれに隣接する節点Ｆｎ，Ｆn+2とをそれぞれ結ぶ線Ｆn+1ＦｎＦn+1Ｆn+2を斜辺とすると共に、隣接する節点Ｆｎ，Ｆn+2を結ぶ線ＦｎＦn+2を底辺とする前記三角形を設定し（Ｓ４０６，Ｓ５０６）、前記節点Ｆn+1あるいはその付近の任意の点から前記底辺に向けられた垂線の長さｈ２を算出し、前記算出された垂線の長さｈ２を前記斜辺Ｆn+1ＦｎＦn+1Ｆn+2の長さの合計値で除算してアスペクト比Ａｓ２を算出し（Ｓ４０６，Ｓ５０６）、前記算出されたアスペクト比Ａｓ２と前記節点Ｆｎについて算出されたアスペクト比Ａｓ１とに基づいて前記それぞれの繊維の曲がり率Ａｆを算出するステップ（Ｓ４０８，Ｓ５０８）からなる如く構成したので、上記した効果に加え、数値としての繊維１６ａの曲がり率Ａｆを簡易かつ精度良く算出することができる。

また、前記それぞれの繊維１６ａの曲がり率Ａｆを算出するステップは、前記節点Ｆn+2とそれに隣接する／しない節点Ｆn+2，Ｆn+mとをそれぞれ結ぶ線Ｆn+2Ｆn+1Ｆn+2Ｆn+mを斜辺とすると共に、隣接する節点Ｆn+1，Ｆn+mを結ぶ線Ｆn+1Ｆn+mを底辺とする前記三角形を設定し、前記節点Ｆn+2あるいはその付近の任意の点から前記底辺に向けられた垂線の長さｈｍを算出し、前記算出された垂線の長さｈｍを前記斜辺Ｆn+2Ｆn+1Ｆn+2Ｆn+mの長さの合計値で除算してアスペクト比Ａｓｍを算出し、前記算出されたアスペクト比Ａｓｍと前記節点Ｆｎと前記節点Ｆn+1について算出されたアスペクト比Ａｓ１，Ａｓ２とに基づいて前記それぞれの繊維の曲がり率Ａｆを算出するステップ（Ｓ４００からＳ４０８，Ｓ５００からＳ５０８）からなる如く構成したので、上記した効果に加え、数値としての繊維１６ａの曲がり率Ａｆを簡易かつ一層精度良く算出することができる。

また、前記それぞれの繊維１６ａの曲がり率Ａｆを算出するステップは、前記節点Ｆｎとそれに隣接する節点Ｆn-1，Ｆn+1とをそれぞれ結ぶ線ＦｎＦn-1ＦｎＦn+1上のいずれかの任意の点Ｐと隣接する節点Ｆn-1，Ｆn+2を結ぶ線ＰＦn-1ＰＦn+2を斜辺とすると共に、節点Ｆn-1，Ｆn+2を結ぶ線Ｆn-1Ｆn+2を底辺とする前記三角形を設定し（Ｓ６００）、前記任意の点Ｐから前記底辺に向けられた垂線の長さｈ１を算出し（Ｓ６０２）、前記算出された垂線の長さｈ１を前記斜辺ＰＦn-1ＰＦn+2の長さの合計値で除算してアスペクト比Ａｓ１を算出し（Ｓ６０４）、次いで他の節点について前記アスペクト比Ａｓｎを算出し（Ｓ６０６）、前記算出されたアスペクト比Ａｓ１，Ａｓｎに基づいて前記それぞれの繊維の曲がり率Ａｆを算出するステップ（Ｓ６０８）からなる如く構成したので、上記した効果に加え、数値としての繊維１６ａの曲がり率Ａｆを簡易かつ一層精度良く算出することができる。

また、前記それぞれの繊維１６ａの曲がり率Ａｆを算出するステップは、前記算出された値（アスペクト比Ａｓ１，Ａｓ２；Ａｓ１，Ａｓ２，Ａｓｍ；Ａｓ１，Ａｓｍ）の平均値に基づいて前記それぞれの繊維の曲がり率Ａｆを算出するステップ（Ｓ４０８）からなる如く構成したので、上記した効果に加え、数値としての繊維１６ａの曲がり率Ａｆを簡易かつ一層精度良く算出することができる。

また、前記それぞれの繊維１６ａの曲がり率Ａｆを算出するステップは、前記算出された値（アスペクト比Ａｓ１，Ａｓ２；Ａｓ１，Ａｓ２，Ａｓｍ；Ａｓ１，Ａｓｍ）の最大値に基づいて前記それぞれの繊維の曲がり率Ａｆを算出するステップ（Ｓ５０８）からなる如く構成したので、上記した効果に加え、数値としての繊維１６ａの曲がり率Ａｆを簡易かつ一層精度良く算出することができる。

また、前記それぞれの繊維１６ａの曲がり率Ａｆを算出するステップは、前記金型１４のキャビティ１４ｃにおける前記繊維１６ａの三次元空間での座標位置ｘ，ｙ，ｚに基づいて前記それぞれの繊維１６ａの曲がり率Ａｆを算出するステップ（Ｓ１０２）からなる如く構成したので、数値としての繊維１６ａの曲がり率Ａｆを一層簡易に算出することができる。

また、前記シミュレーションプログラム２０は、分析器を介して得られる前記複数本の繊維１６ａの複数個の節点Ｆの位置情報が入力されるとき、前記複数本の繊維１６ａのうちの少なくとも一部の繊維群を選択し（Ｓ１００）、前記選択された繊維群を構成するそれぞれの繊維１６ａの前記複数個の節点Ｆから少なくとも一つの節点Ｆｎを選択し、前記入力された位置情報のうち前記選択された節点Ｆｎの位置情報に基づいて、前記選択された節点Ｆｎの全部または一部を曲線または直線で接続してなる経路の一端から他端までの長さである評価長さと、前記経路によって構成される三次元図形の、前記一端と前記他端とを接続してなる基準線からの高さである評価高さｈとの比に基づいて前記それぞれの繊維１６ａの曲がり率Ａｆを算出し（Ｓ１０２）、前記算出されたそれぞれの繊維１６ａの曲がり率Ａｆと所定のしきい値との比較結果に基づいて前記それぞれの繊維１６ａの曲がりの程度を判断し（Ｓ１０４）、前記それぞれの繊維１６ａの曲がりの程度の判断に基づいて前記選択された繊維群の強度または弾性率（剛性）を評価するステップ（Ｓ４４）からなる如く構成したので、実際の成形品を分析器、例えばＸ線ＣＴスキャンで分析して得られるデータ（実際の成形品中の繊維の形状、節点）をシミュレーションデータと同様の手法で解析して比較することができる。

尚、この実施形態およびその変形例においては、評価長さは一定の値（４ｍｍなど）としたが、不定の値（４ｍｍ，６ｍｍ，．．．，２０ｍｍなど）としても良い。

また、繊維１６ａの分割数は１０に限られるものではなく、さらに分割長さも不定でも良いことはいうまでもない。また、繊維１６ａの一端（始端）から始めて他端（終端）まで節点の全てあるいは一部についてアスペクト比Ａｓｎを算出したが、繊維１６ａの途中から始めても良く、節点の一部についてのみ算出するようにしても良い。また、アスペクト比を算出するのに３個あるいは４個の節点を用いたが、それに限られるものではない。また、繊維１６ａは１本に限られるものではなく、複数本であっても良い。

また、上記において装置構成も開示したものに限られるものではないことはいうまでもない。

１０ コンピュータ支援の樹脂挙動解析装置、１２ コンピュータ、１２ａ ディスプレイ、１２ｂ 入力デバイス、１４ 金型、１４ａ 上型、１４ｂ 下型、１４ｃ キャビティ、１６ 樹脂、１６ａ 繊維、２０ シミュレーションプログラム、２２ 製品モデル、２４ 金型モデル、２６ ＮＣ加工機、３０ 製品

Claims (17)

1. 連続繊維および不連続な長繊維が複数本混入された樹脂を金型内で所定の成形条件で成形するときの前記繊維の曲がり挙動をコンピュータに格納されたシミュレーションプログラムを介して解析する樹脂挙動解析装置において、前記シミュレーションプログラムが、前記複数本の繊維の複数個の節点の位置情報が入力されるとき、前記複数本の繊維のうちの少なくとも一部の繊維群を選択し、前記選択された繊維群を構成するそれぞれの繊維の前記複数個の節点から少なくとも一つの節点Ｆｎを選択し、前記入力された位置情報のうち前記選択された節点Ｆｎの位置情報に基づいて、前記選択された節点Ｆｎの全部または一部を曲線または直線で接続してなる経路の一端から他端までの長さである評価長さと、前記経路によって構成される三次元図形の、前記一端と前記他端とを接続してなる基準線からの高さである評価高さとの比に基づいて前記それぞれの繊維の曲がり率を算出し、前記算出されたそれぞれの繊維の曲がり率と所定のしきい値との比較結果に基づいて前記それぞれの繊維の曲がりの程度を判断し、前記それぞれの繊維の曲がりの程度の判断に基づいて前記選択された繊維群の強度または弾性率を評価するステップからなることを特徴とするコンピュータ支援の樹脂挙動解析装置。
2. 前記シミュレーションプログラムは、前記繊維群の強度または弾性率の評価に基づいて前記複数本の繊維の全体の強度または弾性率を評価するステップを含むことを特徴とする請求項１記載のコンピュータ支援の樹脂挙動解析装置。
3. 前記それぞれの繊維の曲がりの程度を判断するステップは、前記算出されたそれぞれの繊維の曲がり率を前記所定のしきい値と比較して所定の範囲ごとに分類して判断するステップからなり、前記選択された繊維群の強度または弾性率を評価するステップは、前記所定の範囲に属する繊維の割合を算出し、前記算出された繊維の割合に基づいて前記選択された繊維群の強度または弾性率評価値を算出するステップからなることを特徴とする請求項１または２記載のコンピュータ支援の樹脂挙動解析装置。
4. 前記選択された繊維群の強度または弾性率を評価するステップは、前記所定の範囲に属する繊維の割合を前記所定の範囲ごとに表示して評価するステップからなることを特徴とする請求項３記載のコンピュータ支援の樹脂挙動解析装置。
5. 前記選択された繊維群の強度または弾性率を評価するステップは、前記算出された繊維群の強度または弾性率評価値から予め設定された特性に基づいて前記選択された繊維群の強度または弾性率を算出して評価するステップからなることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のコンピュータ支援の樹脂挙動解析装置。
6. 連続繊維および不連続な長繊維が複数本混入された樹脂を金型内で所定の成形条件で成形するときの前記繊維の曲がり挙動をコンピュータに格納されたシミュレーションプログラムを介して解析する樹脂挙動解析装置において、前記シミュレーションプログラムが、前記複数本の繊維の複数個の節点の位置情報が入力されるとき、前記複数本の繊維のうちの少なくとも一部の繊維群を選択し、前記選択された繊維群を構成するそれぞれの繊維の前記複数個の節点から少なくとも一つの節点Ｆｎを選択し、前記入力された位置情報のうち前記選択された節点Ｆｎの位置情報に基づいて、前記選択された節点Ｆｎの全部または一部を曲線または直線で接続してなる経路の一端から他端までの長さである評価長さと、前記経路によって構成される三次元図形の、前記一端と前記他端とを接続してなる基準線からの高さである評価高さとの比に基づいて前記それぞれの繊維の曲がり率を算出し、前記算出されたそれぞれの繊維の曲がり率を表示色に関連付けて前記それぞれの繊維の曲がりの程度を判断し、前記それぞれの繊維の曲がりの程度の判断に基づいて前記選択された繊維群の強度または弾性率を評価するステップからなることを特徴とするコンピュータ支援の樹脂挙動解析装置。
7. 前記シミュレーションプログラムは、前記繊維群の強度または弾性率の評価に基づいて前記複数本の繊維の全体の強度または弾性率を評価するステップを含むことを特徴とする請求項６記載のコンピュータ支援の樹脂挙動解析装置。
8. 前記それぞれの繊維の曲がり率を算出するステップは、前記三次元図形上の点を曲線または直線で接続して生成される第２の三次元図形に基づいて前記それぞれの繊維の曲がり率を算出するステップからなることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載のコンピュータ支援の樹脂挙動解析装置。
9. 前記第２の三次元図形は三角形からなることを特徴とする請求項８記載のコンピュータ支援の樹脂挙動解析装置。
10. 前記それぞれの繊維の曲がり率を算出するステップは、前記節点Ｆｎとそれに隣接する節点Ｆn-1，Ｆn+1とをそれぞれ結ぶ線ＦｎＦn-1ＦｎＦn+1を斜辺とすると共に、隣接する節点Ｆn-1，Ｆn+1を結ぶ線Ｆn-1Ｆn+1を底辺とする前記三角形を設定し、前記節点Ｆｎあるいはその付近の任意の点から前記底辺に向けられた垂線の長さｈ１を算出し、前記算出された垂線の長さｈ１を前記斜辺ＦｎＦn-1ＦｎＦn+1の長さの合計値で除算してアスペクト比Ａｓ１を算出し、前記算出されたアスペクト比Ａｓ１に基づいて前記それぞれの繊維の曲がり率を算出するステップからなることを特徴とする請求項９記載のコンピュータ支援の樹脂挙動解析装置。
11. 前記それぞれの繊維の曲がり率を算出するステップは、前記節点Ｆn+1とそれに隣接する節点Ｆｎ，Ｆn+2とをそれぞれ結ぶ線Ｆn+1ＦｎＦn+1Ｆn+2を斜辺とすると共に、隣接する節点Ｆｎ，Ｆn+2を結ぶ線ＦｎＦn+2を底辺とする前記三角形を設定し、前記節点Ｆn+1あるいはその付近の任意の点から前記底辺に向けられた垂線の長さｈ２を算出し、前記算出された垂線の長さｈ２を前記斜辺Ｆn+1ＦｎＦn+1Ｆn+2の長さの合計値で除算してアスペクト比Ａｓ２を算出し、前記算出されたアスペクト比Ａｓ２と前記節点Ｆｎについて算出されたアスペクト比Ａｓ１とに基づいて前記それぞれの繊維の曲がり率を算出するステップからなることを特徴とする請求項１０記載のコンピュータ支援の樹脂挙動解析装置。
12. 前記それぞれの繊維の曲がり率を算出するステップは、前記節点Ｆn+2とそれに隣接する／しない節点Ｆn+2，Ｆn+mとをそれぞれ結ぶ線Ｆn+2Ｆn+1Ｆn+2Ｆn+mを斜辺とすると共に、隣接する節点Ｆn+1，Ｆn+mを結ぶ線Ｆn+1Ｆn+mを底辺とする前記三角形を設定し、前記節点Ｆn+2あるいはその付近の任意の点から前記底辺に向けられた垂線の長さｈｍを算出し、前記算出された垂線の長さｈｍを前記斜辺Ｆn+2Ｆn+1Ｆn+2Ｆn+mの長さの合計値で除算してアスペクト比Ａｓｍを算出し、前記算出されたアスペクト比Ａｓｍと前記節点Ｆｎと前記節点Ｆn+1について算出されたアスペクト比Ａｓ１，Ａｓ２とに基づいて前記それぞれの繊維の曲がり率を算出するステップからなることを特徴とする請求項１１記載のコンピュータ支援の樹脂挙動解析装置。
13. 前記それぞれの繊維の曲がり率を算出するステップは、前記節点Ｆｎとそれに隣接する節点Ｆn-1，Ｆn+1とをそれぞれ結ぶ線ＦｎＦn-1ＦｎＦn+1上のいずれかの任意の点Ｐと隣接する節点Ｆn-1，Ｆn+2を結ぶ線ＰＦn-1ＰＦn+2を斜辺とすると共に、節点Ｆn-1，Ｆn+2を結ぶ線Ｆn-1Ｆn+2を底辺とする前記三角形を設定し、前記任意の点Ｐから前記底辺に向けられた垂線の長さｈ１を算出し、前記算出された垂線の長さｈ１を前記斜辺ＰＦn-1ＰＦn+2の長さの合計値で除算してアスペクト比Ａｓ１を算出し、次いで他の節点について前記アスペクト比Ａｓｎを算出し、前記算出されたアスペクト比Ａｓ１，Ａｓｎに基づいて前記それぞれの繊維の曲がり率を算出するステップからなることを特徴とする請求項９記載のコンピュータ支援の樹脂挙動解析装置。
14. 前記それぞれの繊維の曲がり率を算出するステップは、前記算出された値の平均値に基づいて前記それぞれの繊維の曲がり率を算出するステップからなることを特徴とする請求項１１から１３のいずれかに記載のコンピュータ支援の樹脂挙動解析装置。
15. 前記それぞれの繊維の曲がり率を算出するステップは、前記算出された値の最大値に基づいて前記それぞれの繊維の曲がり率を算出するステップからなることを特徴とする請求項１１から１３のいずれかに記載のコンピュータ支援の樹脂挙動解析装置。
16. 前記それぞれの繊維の曲がり率を算出するステップは、前記金型のキャビティにおける前記繊維の三次元空間での座標位置に基づいて前記それぞれの繊維の曲がり率を算出するステップからなることを特徴とする請求項１から１５のいずれかに記載のコンピュータ支援の樹脂挙動解析装置。
17. 前記シミュレーションプログラムは、分析器を介して得られる前記複数本の繊維の複数個の節点の位置情報が入力されるとき、前記複数本の繊維のうちの少なくとも一部の繊維群を選択し、前記選択された繊維群を構成するそれぞれの繊維の前記複数個の節点から少なくとも一つの節点Ｆｎを選択し、前記入力された位置情報のうち前記選択された節点Ｆｎの位置情報に基づいて、前記選択された節点Ｆｎの全部または一部を曲線または直線で接続してなる経路の一端から他端までの長さである評価長さと、前記経路によって構成される三次元図形の、前記一端と前記他端とを接続してなる基準線からの高さである評価高さとの比に基づいて前記それぞれの繊維の曲がり率を算出し、前記算出されたそれぞれの繊維の曲がり率と所定のしきい値との比較結果に基づいて前記それぞれの繊維の曲がりの程度を判断し、前記それぞれの繊維の曲がりの程度の判断に基づいて前記選択された繊維群の強度または弾性率を評価するステップを含むことを特徴とする請求項１から１６のいずれかに記載のコンピュータ支援の樹脂挙動解析装置。