JP6527006B2 - 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。

この種の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の樹脂挙動解析装置の例としては特許文献１記載の技術を挙げることができる。

特許文献１記載の技術は、ＣＦＲＰ（炭素繊維強化プラスチック）材をプレス成形する際の目標となる形状と、温度上昇時の硬化度５０％付近のＣＦＲＰ材の物性値などの情報と、成形時にＣＦＲＰ材に付与される力とその動きを含む解析条件とに基づいてＣＦＲＰ材の成形時の挙動を解析している。

特開２０１４−１０８６１２号

ところで、一般的に連続繊維や不連続な長繊維が混入された樹脂をプレス成形などで成形する際に樹脂の流動によって繊維の曲がり（うねり）が発生し、製品の強度低下を招くことから、シミュレーションプログラムを介して樹脂の挙動を解析するとき、繊維の曲がりを評価して曲がりが少なくなる条件を見つけることが望ましい。

しかしながら、樹脂に混入される繊維の１本当たりの大きさは極小であるため、解析モデルを拡大表示させないと繊維の曲がりを判断することができず、拡大表示させても、繊維の曲がりを感覚的あるいは官能的にしか評価することができなかった。また、繊維の曲がりには細かいうねり（小さい曲がり）から大きい曲がりまで様々な形態があるものの、それらを分類、定量評価する手法は存在しなかった。

即ち、繊維の曲がりを定量的に評価することができなかったため、成形条件と繊維の曲がりの因果関係を的確に判断することができず、強度を上げるべく成形条件を変更したとしても、そのときの繊維の曲がりの可否を適正に判定することができなかった。

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、繊維の曲がりの定量的な評価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、前記繊維の複数個の節点Ｆを少なくとも含む解析条件が入力されるとき、前記入力された解析条件に基づいて前記複数個の節点Ｆの中から少なくとも３点以上の連続する節点を選択し、前記連続する節点の一端の第１節点と他端の第２節点との間の節点Ｆｎあるいはその付近の任意の点から前記第１節点と前記第２節点とを結ぶ直線に向けられた垂線の長さｈを算出し、前記算出された垂線の長さｈを前記第１節点から前記第２節点までの前記繊維の長さからなる評価長さで除算してアスペクト比Ａｓを算出し、前記算出されたアスペクト比Ａｓに基づいて前記評価長さに対する成形条件から予測される繊維の曲がり率Ａｆを算出し、算出された評価長さに対する曲がり率Ａｆに基づいて繊維の曲がり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、前記繊維の曲がり率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に基づいて前記繊維の曲がり率Ａｆを算出するステップからなる如く構成した。

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、前記繊維の曲がり率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とに基づいて前記繊維の曲がり率Ａｆ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、前記繊維の曲がり率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とに基づいて前記繊維の曲がり率Ａｆを算出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、前記繊維の曲がり率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に基づいて前記繊維の曲がり率Ａｆを算出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、前記繊維の曲がり率Ａｆ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繊維の曲がり率Ａｆを算出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、前記繊維の曲がり率Ａｆ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繊維の曲がり率Ａｆを算出するステップからなる如く構成した。

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、前記繊維の曲がり率Ａｆ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繊維の曲がり率Ａｆ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、前記繊維の曲がりを評価するステップは、前記算出された評価長さに対する曲がり率Ａｆを所定のしきい値と比較して前記繊維の曲がりを評価するステップ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、前記繊維の曲がりを評価するステップは、前記算出された評価長さに対する曲がり率Ａｆを表示色に関連付けて前記繊維の曲がりを評価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、前記繊維が少なくとも１本の繊維からなる如く構成した。

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、繊維の複数個の節点Ｆを少なくとも含む解析条件が入力されるとき、入力された解析条件に基づいて複数個の節点Ｆの中から少なくとも３点以上の連続する節点を選択し、連続する節点の一端の第１節点と他端の第２節点との間の節点Ｆｎあるいはその付近の任意の点から第１節点と第２節点とを結ぶ直線に向けられた垂線の長さｈを算出し、算出された垂線の長さｈを第１節点から第２節点までの繊維の長さからなる評価長さで除算してアスペクト比Ａｓを算出し、算出されたアスペクト比Ａｓに基づいて評価長さに対する成形条件から予測される繊維の曲がり率Ａｆを算出し、算出された評価長さに対する曲がり率Ａｆに基づいて繊維の曲がりを評価するステップからなる如く構成したので、繊維の曲がりを評価長さに対する曲がり率Ａｆという数値で算出することにより、金型キャビティ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とき、樹脂に混入された繊維の曲がりを定量的に評価することが可能となる。

また、評価長さに対する曲がり率Ａｆに基づいて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。さらに、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を上げることも可能となる。

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、繊維の曲がり率Ａｆ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に基づいて繊維の曲がり率Ａｆ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Ａｆを簡易に算出することができる。

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、繊維の曲がり率Ａｆ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とに基づいて繊維の曲がり率Ａｆ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Ａｆを簡易かつ精度良く算出することができる。

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、繊維の曲がり率Ａｆ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とに基づいて繊維の曲がり率Ａｆ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Ａｆを簡易かつ一層精度良く算出することができる。

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、繊維の曲がり率Ａｆ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に基づいて繊維の曲がり率Ａｆ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Ａｆを簡易かつ一層精度良く算出することができる。

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、繊維の曲がり率Ａｆ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繊維の曲がり率Ａｆ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Ａｆを簡易かつ一層精度良く算出することができる。

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、繊維の曲がり率Ａｆ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繊維の曲がり率Ａｆ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Ａｆを簡易かつ一層精度良く算出することができる。

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、繊維の曲がり率Ａｆ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繊維の曲がり率Ａｆ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Ａｆ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、繊維の曲がりを評価するステップは、算出された評価長さに対する曲がり率Ａｆを所定のしきい値と比較して繊維の曲がりを評価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Ａｆを簡易に算出することができ、繊維の曲がりを一層定量的に評価することが可能となる。

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、繊維の曲がりを評価するステップは、算出された評価長さに対する曲がり率Ａｆを表示色に関連付けて繊維の曲がりを評価するステップからなる如く構成したので、繊維の曲がりを空間的に視認可能とすることで、成形品における曲がりの状態の把握を容易にすることができる。

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、繊維が少なくとも１本の繊維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Ａｆを一層簡易に算出することができる。

この発明の第１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Ｓ１００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。 この発明の第２実施形態に係るコンピュータ支援の樹脂挙動解析装置の処理を示す、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。 この発明の第３実施形態に係るコンピュータ支援の樹脂挙動解析装置の処理を示す、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。 図３フロー・チャートのＳ１００の処理の説明図である。 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。 第３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。 同様に第３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２２フロー・チャートの処理の説明図である。 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。 第３実施形態の変形例を示す説明図である。 第３実施形態の変形例を示すフロー・チャートである。 第３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。

（第１実施形態）
図１はこの発明の第１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はこの発明の第１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に進んで繊維挙動解析を終了する。Ｓ３４からＳ４４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に混入される多数の繊維１６ａの１本に着目し、その１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Ｓ１００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以降の実施形態において、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に第１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。

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に第１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に第１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。

第１実施形態およびその変形例にあっては、金型１４のキャビティ１４ｃ内で所定の成形条件で成形するときの繊維混入樹脂１６の挙動を解析するシミュレーションプログラム２０が、１本の繊維１６ａの１１個（複数個）の節点Ｆを少なくとも含む解析条件が入力されるとき、入力された解析条件に基づいて複数個の節点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成形条件から予測される繊維１６ａの曲がり率Ａｆを算出、より具体的には節点Ｆｎを曲線または直線で接続して三次元図形を生成し、生成された三次元図形に基づいて繊維１６ａの曲がり率Ａｆを算出すると共に、算出された繊維１６ａの評価長さに対する曲がり率Ａｆに基づいて繊維１６ａの曲がりを評価するステップからなる如く構成したので、樹脂１６に混入された繊維１６ａの曲がりを繊維１６ａの評価長さに対する曲がり率Ａｆという数値で算出することにより、金型キャビティ１４ｃ内で所定の成形条件で成形するときの繊維混入樹脂１６の挙動を解析するとき、繊維１６ａの曲がりを定量的に評価することが可能となると共に、数値としての繊維の曲がり率Ａｆを簡易かつ精度よく算出することができる。

尚、第１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（８ｍｍなど）としたが、不定の値（４ｍｍ，６ｍｍ，．．．，２０ｍｍなど）としても良い。

（第２実施形態）
図１３はこの発明の第２実施形態に係るコンピュータ支援の樹脂挙動解析装置１０の処理を示す、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。

第１実施形態と相違する点に焦点をおいて説明すると、第１実施形態と同様に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に第２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。

第２実施形態およびその変形例にあっては、金型１４のキャビティ１４ｃ内で所定の成形条件で成形するときの繊維混入樹脂１６の挙動を解析するシミュレーションプログラム２０が、１本の繊維１６ａの１１個（複数個）の節点Ｆを少なくとも含む解析条件が入力されるとき、入力された解析条件に基づいて複数個の節点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成形条件から予測される繊維１６ａの曲がり率Ａｆを算出、より具体的には節点Ｆｎを曲線または直線で接続して三次元図形を生成し、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、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を算出すると共に、算出された繊維１６ａの評価長さに対する曲がり率Ａｆに基づいて繊維１６ａの曲がりを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、数値としての繊維の曲がり率Ａｆを一層簡易に算出することができる。

尚、第２実施形態およびその変形例においても、評価長さは一定の値（８ｍｍなど）としたが、不定の値（４ｍｍ，６ｍｍ，．．．，２０ｍｍなど）としても良い。

（第３実施形態）
図１６はこの発明の第３実施形態に係るコンピュータ支援の樹脂挙動解析装置１０の処理を示す、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。この実施形態ではさらに第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３フロー・チャートのＳ１００の処理において１本の繊維１６ａの曲がり率Ａｆを評価長さに対して算出するが、図１９はその処理を示す説明図である。図示の如く、評価長さに対して繊維１６ａの曲がり率の算出は、評価長さとその長さにおける繊維１６ａの曲がり率Ａｆ（アスペクト比Ａｓ）との関係をグラフにすると共に、しきい値と比較することで行う。

図３フロー・チャートの説明に戻ると、次いでＳ１０２に進み、算出された評価長さに対する曲がり率Ａｆに基づいて繊維１６ａの曲がりを評価する。

図２０はその処理を示すフロー・チャートである。

以下説明すると、Ｓ５００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Ｓ５０２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、Ｓ５００で否定されるときはＳ５０４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する。Ｓ５０４においては曲がり率Ａｆを適宜設定する第２、第３のしきい値と比較することで、曲がりの大小も判断するようにしても良い。

図２１は第３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、Ｓ６００からＳ６０６までに図１６と同様の処理を行ってＳ６０８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２２は第３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２３は図２２フロー・チャートの処理の説明図である。

以下説明すると、Ｓ７００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Ｓ７０２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Ｓ７０４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Ｓ７０６において他の節点についてＳ７００からＳ７０４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２３においてＡｓｎの図示は省略する。

次いでＳ７０８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。

図２４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の強度を上げることも可能となる。

尚、第３実施形態の変形例として、図２５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２６は第３実施形態の変形例を示すフロー・チャートである。

以下説明すると、Ｓ８００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２７にこの実施形態に係る解析結果の一例を写真で示す。

第３実施形態およびその変形例にあっては、金型１４のキャビティ１４ｃ内で所定の成形条件で成形するときの繊維混入樹脂１６の挙動を解析するシミュレーションプログラム２０が、１本の繊維１６ａの１１個（複数個）の節点Ｆを少なくとも含む解析条件が入力されるとき、入力された解析条件に基づいて複数個の節点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成形条件から予測される繊維１６ａの曲がり率Ａｆを算出、より具体的には節点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の点を直線で接続して三角形を生成し、生成された三角形に基づいて繊維１６ａの曲がり率Ａｆを算出すると共に、算出された繊維１６ａの評価長さに対する曲がり率Ａｆに基づいて繊維１６ａの曲がりを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、数値としての繊維の曲がり率Ａｆをより一層簡易に算出することができる。尚、残余の構成と効果は第１、第２実施形態と異ならない。

尚、第３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，６ｍｍなど）としたが、不定の値（４ｍｍ，６ｍｍ，．．．，２０ｍｍなど）としても良い。

また、第１、第２、第３実施形態において、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。

上記した如く、この発明の第１、第２、第３実施形態にあっては、連続繊維および不連続な長繊維１６ａが混入された樹脂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、前記繊維の複数個の節点Ｆを少なくとも含む解析条件が入力されるとき、前記入力された解析条件に基づいて前記複数個の節点Ｆの中から少なくとも３点以上の連続する節点を選択し、前記連続する節点の一端の第１節点と他端の第２節点との間の節点Ｆｎあるいはその付近の任意の点から前記第１節点と前記第２節点とを結ぶ直線に向けられた垂線の長さｈを算出し、前記算出された垂線の長さｈを前記第１節点から前記第２節点までの前記繊維の長さからなる評価長さで除算してアスペクト比Ａｓを算出し、前記算出されたアスペクト比Ａｓに基づいて前記評価長さに対する前記成形条件から予測される前記繊維１６ａの曲がり率Ａｆを算出し（Ｓ１００）、前記算出された評価長さに対する曲がり率Ａｆに基づいて前記繊維の曲がりを評価する（Ｓ１０２，Ｓ５００からＳ５０４，Ｓ８００）ステップからなる如く構成したので、繊維１６ａの曲がりを評価長さに対する曲がり率Ａｆという数値で算出することにより、金型キャビティ１４ｃ内で所定の成形条件で成形するときの繊維混入樹脂１６の挙動を解析するとき、混入された繊維１６ａの曲がりを定量的に評価することが可能となる。

また、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で、曲がりの形態ごとに定量的に評価することが可能となり、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可能となる。さらに、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の強度を上げることも可能となる。

また、この発明の第１実施形態にあっては、前記繊維１６ａの曲がり率Ａｆを算出するステップは、前記複数個の節点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生成される三次元図形に基づいて前記繊維の曲がり率Ａｆを算出するステップ（Ｓ２００，Ｓ２０２）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を簡易かつ精度よく算出することができる。

また、この発明の第２実施形態にあっては、前記繊維１６ａの曲がり率Ａｆを算出するステップは、前記複数個の節点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生成される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繊維の曲がり率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、この発明の第３実施形態にあっては、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、前記隣接する節点Ｆn-1，Ｆn+1を結ぶ線Ｆn-1Ｆn+1を底辺とする三角形を設定し（Ｓ４００，Ｓ６００）、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，Ｓ６０２）、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，Ｓ６０４）、前記算出されたアスペクト比Ａｓ１に基づいて前記繊維の曲がり率Ａｆを算出するステップ（Ｓ４０８，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を簡易に算出することができる。

また、前記繊維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、前記隣接する節点Ｆｎ，Ｆn+2を結ぶ線ＦｎＦn+2を底辺とする三角形を設定し（Ｓ４０６，Ｓ６０６）、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，Ｓ６０６）、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とに基づいて前記繊維の曲がり率Ａｆを算出するステップ（Ｓ４０８，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を簡易かつ精度良く算出することができる。

また、前記繊維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+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、前記隣接する節点Ｆn+1，Ｆn+mを結ぶ線Ｆn+1Ｆn+mを底辺とする三角形を設定し、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とに基づいて前記繊維の曲がり率Ａｆを算出するステップ（Ｓ４００からＳ４０８，Ｓ６００から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を底辺とする三角形を設定し（Ｓ７００）、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（Ｓ７０２）、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（Ｓ７０４）、次いで他の節点についてアスペクト比Ａｓｎを算出し（Ｓ７０６）、前記算出されたアスペクト比Ａｓ１，Ａｓｎに基づいて前記繊維の曲がり率Ａｆを算出するステップ（Ｓ７０８）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に基づいて前記繊維１６ａの曲がり率Ａｆを算出するステップ（Ｓ１００）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、前記繊維１６ａの曲がりを評価するステップは、前記算出された評価長さに対する曲がり率Ａｆを所定のしきい値と比較して前記繊維の曲がりを評価するステップ（Ｓ１０２，Ｓ５００からＳ５０４）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を簡易に算出することができる繊維１６ａの曲がりを一層定量的に評価することが可能となる。

また、評価長さは三次元図形の始点から終点までの長さ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Ａｆを一層精度良く算出することができる。

また、繊維１６ａの曲がりを評価するステップは、算出された評価長さに対する曲がり率Ａｆを表示色に関連付けて繊維１６ａの曲がりを評価するステップ（Ｓ８００）からなる如く構成したので、繊維１６ａの曲がりを空間的に視認可能とすることで、成形品における曲がりの状態の把握を容易にすることができる。

また、前記繊維１６ａが少なくとも１本の繊維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。

尚、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 (11)

1. 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、前記繊維の複数個の節点Ｆを少なくとも含む解析条件が入力されるとき、前記入力された解析条件に基づいて前記複数個の節点Ｆの中から少なくとも３点以上の連続する節点を選択し、前記連続する節点の一端の第１節点と他端の第２節点との間の節点Ｆｎあるいはその付近の任意の点から前記第１節点と前記第２節点とを結ぶ直線に向けられた垂線の長さｈを算出し、前記算出された垂線の長さｈを前記第１節点から前記第２節点までの前記繊維の長さからなる評価長さで除算してアスペクト比Ａｓを算出し、前記算出されたアスペクト比Ａｓに基づいて前記評価長さに対する前記成形条件から予測される前記繊維の曲がり率Ａｆを算出し、前記算出された評価長さに対する曲がり率Ａｆに基づいて前記繊維の曲がり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. 前記繊維の曲がり率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に基づいて前記繊維の曲がり率Ａｆ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に記載のコンピュータ支援の樹脂挙動解析装置。
3. 前記繊維の曲がり率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とに基づいて前記繊維の曲がり率Ａｆを算出するステップからなることを特徴とする請求項２に記載のコンピュータ支援の樹脂挙動解析装置。
4. 前記繊維の曲がり率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とに基づいて前記繊維の曲がり率Ａｆを算出するステップからなることを特徴とする請求項３に記載のコンピュータ支援の樹脂挙動解析装置。
5. 前記繊維の曲がり率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に基づいて前記繊維の曲がり率Ａｆ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に記載のコンピュータ支援の樹脂挙動解析装置。
6. 前記繊維の曲がり率Ａｆ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繊維の曲がり率Ａｆを算出するステップからなることを特徴とする請求項３から５のいずれか一項に記載のコンピュータ支援の樹脂挙動解析装置。
7. 前記繊維の曲がり率Ａｆ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繊維の曲がり率Ａｆを算出するステップからなることを特徴とする請求項３から５のいずれか一項に記載のコンピュータ支援の樹脂挙動解析装置。
8. 前記繊維の曲がり率Ａｆ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繊維の曲がり率Ａｆ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のいずれか一項に記載のコンピュータ支援の樹脂挙動解析装置。
9. 前記繊維の曲がりを評価するステップは、前記算出された評価長さに対する曲がり率Ａｆを所定のしきい値と比較して前記繊維の曲がりを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８のいずれか一項に記載のコンピュータ支援の樹脂挙動解析装置。
10. 前記繊維の曲がりを評価するステップは、前記算出された評価長さに対する曲がり率Ａｆを表示色に関連付けて前記繊維の曲がりを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９のいずれか一項に記載のコンピュータ支援の樹脂挙動解析装置。
11. 前記繊維が少なくとも１本の繊維からなることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載のコンピュータ支援の樹脂挙動解析装置。