JPWO2011108468A1 - Material constant estimation system and material constant estimation method - Google Patents

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Abstract

第1材料と第2材料とを含む複合材料に対して実行される材料試験の負荷条件を提供する負荷条件提供部と、負荷条件に基づいて複合材料の試験を制御し、試験結果を出力する試験制御部と、第1材料の未知である物性を表す第1材料定数として仮に設定された第1仮材料定数と、第2材料の既知である物性を表す第2材料定数とを提供する材料定数提供部と、負荷条件、第1仮材料定数、及び第2材料定数に基づいて、複合材料のモデルに対して応力解析を実行し、解析結果を出力する応力解析部と、試験結果と解析結果との誤差が予め設定された許容範囲内であるか否かを判定する誤差判定部とを具備する。誤差判定部は、誤差が許容範囲内の場合、第1仮材料定数を第1材料定数に決定する。A load condition providing unit that provides a load condition of a material test performed on a composite material including the first material and the second material, and controls the test of the composite material based on the load condition, and outputs a test result. A material that provides a test controller, a first temporary material constant temporarily set as a first material constant representing an unknown physical property of the first material, and a second material constant representing a known physical property of the second material A constant providing unit, a stress analysis unit for executing a stress analysis on the model of the composite material based on the load condition, the first temporary material constant, and the second material constant, and outputting an analysis result, a test result and an analysis An error determination unit that determines whether or not an error from the result is within a preset allowable range. The error determination unit determines the first temporary material constant as the first material constant when the error is within an allowable range.

Description

本発明は、複合材料に含まれる材料の材料定数を推定する材料定数推定システム及び材料定数推定方法に関する。   The present invention relates to a material constant estimation system and a material constant estimation method for estimating a material constant of a material included in a composite material.

複合材料の応力・ひずみを計算する際、マルチスケール法による有限要素法応力解析が行われている。マルチスケール法による有限要素法応力解析は、複合材料全体を粗い要素で分割したマクロな解析モデルと、材料構成に周期性がある領域を細かい要素で分割したミクロな解析モデルとに基づいて、マクロモデルとミクロモデルとの応力・ひずみを計算する方法である。詳細には、ミクロモデルを構成する各材料の剛性等を表す材料定数をもとに、ミクロモデルが均質体であるとして、ミクロモデルの等価剛性を算出する。マクロモデルにその部分の剛性としてこの等価剛性を使用して、マクロモデルの応力解析を行う。次に、マクロモデルによる応力解析の結果からミクロモデルの境界の変位を外挿して求めて、ミクロモデルの応力解析を行う。こうしてマクロモデル及びミクロモデルの応力・ひずみが得られる。   When calculating the stress and strain of a composite material, finite element method stress analysis is performed by the multi-scale method. Finite element stress analysis by the multi-scale method is based on a macro analysis model that divides the entire composite material with coarse elements and a micro analysis model that divides the region where the material composition is periodic into fine elements. This is a method for calculating the stress and strain between the model and the micro model. Specifically, the equivalent stiffness of the micro model is calculated based on the material constants representing the stiffness and the like of each material constituting the micro model, assuming that the micro model is a homogeneous body. Using this equivalent stiffness as the stiffness of that part in the macro model, the macro model is subjected to stress analysis. Next, the displacement of the boundary of the micro model is extrapolated from the result of the stress analysis by the macro model, and the stress analysis of the micro model is performed. In this way, the stress and strain of the macro model and the micro model are obtained.

特許文献1には、材料特性の異なる複数の材料相が分散配置されたミクロ構造を有する不均質材料の挙動を、離散化モデルを用いてシミュレートする不均質材料のシミュレーション方法が開示されている。この不均質材料のシミュレーション方法は、第1のステップから第3のステップを有する。第1のステップは、不均質材料のミクロ構造を再現した第1の離散化モデルを変形させて、シミュレーション演算を行う。そして、不均質材料のミクロ構造を均質な構造としたときの超弾性ポテンシャル及びこのポテンシャルに基づく材料定数を定める。第2のステップは、不均質材料を含む構造体を、不均質材料を均質材料と見なして再現した第2の離散化モデルを用いて、超弾性ポテンシャル及び材料定数に基づいて、所定の条件でシミュレーション演算を行う。第3のステップは、第2の離散化モデルを用いて行われたシミュレーション演算結果のうち、構造体における不均質材料の配置部分の代表点の歪又は歪速度の結果を取得する。そして、この歪又は歪速度から、第1の離散化モデルにおける境界領域の変位又は変位速度を定める。この変位又は変位速度を、第1の離散化モデルの境界条件として第1の離散化モデルに付与し、シミュレーション演算を行い、ミクロ構造を有する不均質材料に作用する物理量を算出する。   Patent Document 1 discloses a method for simulating a heterogeneous material that simulates the behavior of a heterogeneous material having a microstructure in which a plurality of material phases having different material properties are dispersedly arranged using a discretized model. . This heterogeneous material simulation method has a first step to a third step. In the first step, the first discretized model that reproduces the microstructure of the heterogeneous material is deformed to perform a simulation calculation. Then, the superelastic potential when the microstructure of the heterogeneous material is made to be a homogeneous structure and the material constant based on this potential are determined. The second step uses a second discretized model that reproduces a structure containing a heterogeneous material by regarding the heterogeneous material as a homogeneous material, and based on the superelastic potential and the material constant, under a predetermined condition. Perform simulation calculations. The third step obtains the result of the strain or strain rate of the representative point of the arrangement portion of the heterogeneous material in the structure among the simulation calculation results performed using the second discretized model. Then, the displacement or displacement speed of the boundary region in the first discretized model is determined from this distortion or strain speed. This displacement or displacement speed is given to the first discretization model as a boundary condition of the first discretization model, and a simulation operation is performed to calculate a physical quantity that acts on a heterogeneous material having a microstructure.

特許第4093994号公報Japanese Patent No. 4093994

特許文献1のように、マルチスケール法では、ミクロモデルでのシミュレーションは等価剛性を求めるために行う。このとき、ミクロモデルを構成する各材料の物性(力学特性や熱特性など)を表す材料定数は、既知であることが前提となる。このため、材料定数が未知の材料は、複合材料から切り出されて、材料試験によって材料定数が決定されていた。しかし、複合材料から対象となる材料を切り出して材料試験を行うことが困難な場合、その材料の適切な材料定数を決定することは難しい。   As in Patent Document 1, in the multi-scale method, simulation with a micro model is performed to obtain equivalent rigidity. At this time, it is assumed that the material constants representing the physical properties (mechanical characteristics, thermal characteristics, etc.) of each material constituting the micro model are known. For this reason, a material whose material constant is unknown is cut out from the composite material, and the material constant is determined by a material test. However, when it is difficult to cut out a target material from a composite material and perform a material test, it is difficult to determine an appropriate material constant of the material.

また、マルチスケール法によるミクロモデルの応力解析では、材料界面のすべり等は一般に考慮できない。このため、負荷によって材料界面に少しでもすべり等が生じるような複合材料の場合、ミクロモデルを構成する各材料の材料定数をもとに応力解析を行う方法では、得られたマクロモデルの等価剛性と実際の剛性との違いが大きくなることがある。   Moreover, in the stress analysis of the micro model by the multi-scale method, the slip of the material interface cannot generally be considered. For this reason, in the case of a composite material in which even a slight slip or the like occurs at the material interface due to the load, the equivalent stiffness of the obtained macro model is used in the stress analysis method based on the material constants of each material constituting the micro model. The difference between the actual stiffness and the actual stiffness may increase.

本発明の目的は、複合材料に含まれる材料定数が未知の材料に対して、適切な材料定数を推定できる材料定数推定システムを提供する。   An object of the present invention is to provide a material constant estimation system capable of estimating an appropriate material constant for a material whose material constant is unknown in a composite material.

本発明の材料定数推定システムは、第1材料と第2材料とを含む複合材料に対して実行される材料試験の負荷条件を提供する負荷条件提供部と、負荷条件に基づいて複合材料の試験を制御し、試験結果を出力する試験制御部と、第1材料の未知である物性を表す第1材料定数として仮に設定された第1仮材料定数と、第2材料の既知である物性を表す第2材料定数とを提供する材料定数提供部と、負荷条件、第1仮材料定数、及び第2材料定数に基づいて、複合材料のモデルに対して応力解析を実行し、解析結果を出力する応力解析部と、試験結果と解析結果との誤差が、予め設定された許容範囲内であるか否かを判定する誤差判定部とを具備する。誤差判定部は、誤差が許容範囲内の場合、第1仮材料定数を第1材料定数に決定する。   The material constant estimation system of the present invention includes a load condition providing unit that provides a load condition of a material test performed on a composite material including a first material and a second material, and a test of the composite material based on the load condition. And a test control unit that outputs a test result, a first temporary material constant temporarily set as a first material constant representing an unknown physical property of the first material, and a known physical property of the second material Based on the material constant providing unit that provides the second material constant, the load condition, the first temporary material constant, and the second material constant, the stress analysis is performed on the composite material model, and the analysis result is output. A stress analysis unit; and an error determination unit that determines whether or not an error between the test result and the analysis result is within a preset allowable range. The error determination unit determines the first temporary material constant as the first material constant when the error is within an allowable range.

本発明の材料定数推定方法は、第1材料と第2材料とを含む第1複合材料に対して実行される、材料試験の第1負荷条件を提供するステップと、第1負荷条件に基づいて第1複合材料の第1試験を制御するステップと、第1材料の未知である物性を表す第1材料定数として仮に設定された第1仮材料定数と、第2材料の既知である物性を表す第2材料定数とを提供するステップと、第1負荷条件、第1仮材料定数、及び第2材料定数に基づいて、第1複合材料のモデルに対して第1応力解析を実行するステップと、第1試験の試験結果と、第1応力解析の第1解析結果との第1誤差が、予め設定された第1試験に対応する許容範囲内であるか否かを判定するステップと、第1誤差が第1試験に対応する許容範囲内の場合、第1仮材料定数を第1材料定数に決定するステップとを具備する。   The material constant estimation method of the present invention is performed on a first composite material including a first material and a second material, providing a first load condition of a material test, and based on the first load condition Controlling the first test of the first composite material, the first temporary material constant temporarily set as the first material constant representing the unknown physical property of the first material, and the known physical property of the second material Providing a second material constant; performing a first stress analysis on a model of the first composite material based on the first load condition, the first temporary material constant, and the second material constant; Determining whether the first error between the test result of the first test and the first analysis result of the first stress analysis is within an allowable range corresponding to the preset first test; If the error is within the allowable range corresponding to the first test, the first temporary material constant is And a step of determining the material constant.

本発明の材料定数推定システムは、複合材料に含まれる材料定数が未知の材料に対して、適切な材料定数を推定することができる。   The material constant estimation system of the present invention can estimate an appropriate material constant for a material whose material constant is unknown in a composite material.

上記発明の目的、効果、特徴は、添付される図面と連携して実施の形態から、より明らかになる。   The objects, effects, and features of the invention will become more apparent from the embodiments in conjunction with the accompanying drawings.

図1は、本発明の第1の実施の形態による材料定数推定システム1を示したブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a material constant estimation system 1 according to a first embodiment of the present invention. 図2は、推定装置3の実施の形態における、ハードウエア構成例を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating a hardware configuration example in the embodiment of the estimation device 3. 図3は、本発明の実施の形態による材料定数推定システム1の処理動作を示したフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart showing the processing operation of the material constant estimation system 1 according to the embodiment of the present invention. 図4は、本発明の第2の実施の形態による材料定数推定システム1の処理動作を示したフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart showing the processing operation of the material constant estimation system 1 according to the second embodiment of the present invention. 図5は、複合材料100の断面の模式図である。FIG. 5 is a schematic diagram of a cross section of the composite material 100. 図6は、複合材料100に対して実行された引張試験の結果の摸式図である。FIG. 6 is a schematic diagram of the results of a tensile test performed on the composite material 100. 図7は、有限要素法解析モデルで示した複合材料100である。FIG. 7 shows the composite material 100 shown by the finite element method analysis model. 図8は、複合材料100のモデルに対して実行された引張試験を応力解析して得られた応力−ひずみ曲線の摸式図である。FIG. 8 is a schematic diagram of a stress-strain curve obtained by stress analysis of a tensile test performed on a model of the composite material 100. 図9は、材料定数がある値の場合に、試験結果と解析結果との誤差が許容範囲内に収まった結果を示す摸式図である。FIG. 9 is a schematic diagram illustrating a result in which an error between a test result and an analysis result is within an allowable range when the material constant is a certain value. 図10は、ガラス/エポキシ樹脂複合材料である回路基板500の断面の模式図である。FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of a circuit board 500 that is a glass / epoxy resin composite material.

以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態による材料定数推定システムおよび材料定数推定方法を説明する。   Hereinafter, a material constant estimation system and a material constant estimation method according to embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

(第1の実施の形態)
本発明の第1の実施の形態を説明する。図1は、本発明の第1の実施の形態による材料定数推定システム1を示したブロック図である。材料定数推定システム1は、2つ以上の材料を含んだ複合材料を解析し、複合材料に含まれる材料の材料定数を推定する。図1を参照すると、材料定数推定システム1は、試験装置2と、推定装置3とを具備する。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a block diagram showing a material constant estimation system 1 according to a first embodiment of the present invention. The material constant estimation system 1 analyzes a composite material including two or more materials, and estimates a material constant of the material included in the composite material. Referring to FIG. 1, the material constant estimation system 1 includes a test apparatus 2 and an estimation apparatus 3.

試験装置2は、推定装置3の制御に基づいて、複合材料の材料定数を算出するための材料試験を実行する。材料定数は、材料の物性(力学特性や熱特性など)を表す固有の値であって、弾性率、ポアソン比、降伏応力、塑性係数および粘性定数などが例示される。材料試験は、単軸引張・圧縮試験、曲げ試験、多軸試験、振動試験、加速度試験、落下・落錘試験等の機械特性試験や、熱膨張係数計測、熱伝導測定、動的粘弾性測定等の熱特性試験が例示される。試験装置2は、複合材料に対して材料試験を実行し、複合材料の材料定数を算出するための物性に関する試験データ(例えば、荷重や変位)を測定する。試験装置2は、測定した試験データを推定装置3へ出力する。   The test apparatus 2 executes a material test for calculating the material constant of the composite material based on the control of the estimation apparatus 3. The material constant is a specific value representing the physical properties (mechanical characteristics, thermal characteristics, etc.) of the material, and examples thereof include elastic modulus, Poisson's ratio, yield stress, plasticity coefficient, and viscosity constant. Material tests include mechanical property tests such as uniaxial tension / compression test, bending test, multi-axis test, vibration test, acceleration test, drop / fall weight test, thermal expansion coefficient measurement, heat conduction measurement, dynamic viscoelasticity measurement. And the like are exemplified. The test apparatus 2 performs a material test on the composite material, and measures test data (for example, load and displacement) related to physical properties for calculating a material constant of the composite material. The test apparatus 2 outputs the measured test data to the estimation apparatus 3.

推定装置3は、複合材料のモデルに対する応力解析のシミュレーションを実行する。そして、推定装置3は、複合材料に含まれる複数の材料の中で、材料定数が未知である材料の材料定数を適切に推定する。以降、材料定数が未知である材料を未知材料と称し、材料定数が既知である材料を既知材料と称する。尚、推定装置3は、複合材料に含まれる複数の材料のうちで、一度に決定できる未知の材料定数は1つである。従って、第1の実施の形態では、複数の既知材料と、1つの未知材料とを含む複合材料の解析を行う場合を説明する。推定装置3は、負荷条件提供部10と、試験制御部20と、材料定数提供部30と、応力解析部40と、誤差判定部50と、出力部60とを具備する。   The estimation device 3 executes a stress analysis simulation for the composite material model. Then, the estimation device 3 appropriately estimates a material constant of a material whose material constant is unknown among a plurality of materials included in the composite material. Hereinafter, a material whose material constant is unknown is referred to as an unknown material, and a material whose material constant is known is referred to as a known material. The estimation device 3 has one unknown material constant that can be determined at a time among a plurality of materials included in the composite material. Accordingly, in the first embodiment, a case where a composite material including a plurality of known materials and one unknown material is analyzed will be described. The estimation device 3 includes a load condition providing unit 10, a test control unit 20, a material constant providing unit 30, a stress analysis unit 40, an error determination unit 50, and an output unit 60.

負荷条件提供部10は、複合材料に対して実行される材料試験の負荷条件を、ユーザ入力に基づいて試験制御部20及び応力解析部40へ提供する。例えば、試験装置2で実行される材料試験が単軸引張試験の場合、負荷条件は、ひずみ速度が挙げられる。負荷条件提供部10は、ユーザが入力した値を負荷条件として提供してもよいし、様々な種類の材料試験に対応した負荷条件を予め格納し、ユーザの選択に基づいた値を負荷条件として提供してもよい。   The load condition providing unit 10 provides a load condition of a material test to be performed on the composite material to the test control unit 20 and the stress analysis unit 40 based on a user input. For example, when the material test executed by the test apparatus 2 is a uniaxial tensile test, the load condition includes a strain rate. The load condition providing unit 10 may provide a value input by the user as a load condition, store in advance load conditions corresponding to various types of material tests, and use a value based on the user's selection as a load condition. May be provided.

試験制御部20は、複合材料の材料試験を制御する。試験制御部20は、負荷条件提供部10から負荷条件を受け取り、負荷条件に基づいて試験装置2を制御する。試験制御部20は、試験装置2から複合材料の試験データ(例えば、荷重や変位)を受け取り、複合材料の材料定数(例えば、弾性率)を算出する。試験制御部20は、得られた複合材料の材料定数を試験結果として、誤差判定部50へ出力する。   The test control unit 20 controls the material test of the composite material. The test control unit 20 receives the load condition from the load condition providing unit 10 and controls the test apparatus 2 based on the load condition. The test control unit 20 receives test data (for example, load or displacement) of the composite material from the test apparatus 2 and calculates a material constant (for example, elastic modulus) of the composite material. The test control unit 20 outputs the obtained material constant of the composite material to the error determination unit 50 as a test result.

材料定数提供部30は、複合材料に含まれる各材料の情報を設定し、応力解析部40へ提供する。材料定数提供部30は、既知材料提供部31と、未知材料提供部32とを備える。既知材料提供部31は、複合材料に含まれる複数の材料のうちで、材料定数が既知である複数の既知材料の情報を、ユーザ入力に基づいて応力解析部40へ提供する。既知材料の情報は、既知材料の形状と、材料定数とが含まれる。既知材料提供部31は、ユーザが入力した値を既知材料の情報として提供してもよいし、様々な種類の材料の形状及び材料定数を予め格納し、ユーザの選択に基づいた値を既知材料の情報として提供してもよい。また、既知材料定数提供部31は、後述する決定された未知材料の材料定数を未知材料提供部32から受け取ると、既知材料の材料定数として格納する。   The material constant providing unit 30 sets information on each material included in the composite material and provides the information to the stress analysis unit 40. The material constant providing unit 30 includes a known material providing unit 31 and an unknown material providing unit 32. The known material providing unit 31 provides information on a plurality of known materials whose material constants are known among the plurality of materials included in the composite material to the stress analyzing unit 40 based on the user input. The information on the known material includes the shape of the known material and the material constant. The known material providing unit 31 may provide a value input by the user as information on the known material, or store in advance the shapes and material constants of various types of materials, and set the values based on the selection of the user to the known material. It may be provided as information. In addition, when the known material constant providing unit 31 receives a material constant of a determined unknown material described later from the unknown material providing unit 32, the known material constant providing unit 31 stores the material constant of the known material as a known material constant.

未知材料提供部32は、複合材料に含まれる複数の材料のうちで、材料定数が未知である1つの未知材料の情報を、ユーザ入力に基づいて応力解析部40へ提供する。未知材料の情報は、未知材料の形状と、未知材料の材料定数の予測値として仮に設定された仮材料定数とが含まれる。尚、未知材料提供部32が提供する仮材料定数の種類は、既知材料提供部31が提供する既知材料の材料定数の種類と同じである。未知材料提供部32は未知材料の形状を、ユーザが入力した値で提供してもよいし、様々な形状を予め格納し、ユーザの選択に基づいた値で提供してもよい。また、未知材料提供部32は、仮材料定数として、ユーザが入力した値を設定してもよいし、予め予測値として格納した値を設定してもよいし、試験制御部20の試験結果と、既知材料提供部31の既知材料の材料定数との関係から予測して設定してもよい。例えば、既知材料の材料定数と仮材料定数の相乗平均が試験結果と等しい値になるように仮材料定数を設定してもよい。   The unknown material providing unit 32 provides information on one unknown material whose material constant is unknown among the plurality of materials included in the composite material to the stress analyzing unit 40 based on the user input. The information on the unknown material includes the shape of the unknown material and a temporary material constant temporarily set as a predicted value of the material constant of the unknown material. The type of temporary material constant provided by the unknown material providing unit 32 is the same as the type of material constant of the known material provided by the known material providing unit 31. The unknown material providing unit 32 may provide the shape of the unknown material with a value input by the user, or may store various shapes in advance and provide them with values based on the user's selection. Further, the unknown material providing unit 32 may set a value input by the user as a temporary material constant, may set a value stored in advance as a predicted value, or may be a test result of the test control unit 20. Alternatively, it may be set by predicting from the relationship with the material constant of the known material of the known material providing unit 31. For example, the temporary material constant may be set so that the geometric average of the material constant of the known material and the temporary material constant is equal to the test result.

また、未知材料提供部32は、誤差判定部50から誤差が許容範囲内にないことを示す信号を受け取ると、既に提供した未知材料の仮材料定数を適切な未知材料の材料定数に近づくように変更して、新たな未知材料の仮材料定数を設定し、応力解析部40へ提供する。未知材料提供部32は新たな未知材料の仮材料定数として、ユーザが入力した値を設定してもよいし、予め格納している変更幅に基づいて設定してもよいし、誤差判定部50で算出された誤差の値に基づいて設定してもよい。例えば、誤差の値が正値(応力解析結果が実験結果よりも大きい)の場合には、仮材料定数を一定の割合で減少させ、誤差の値が負値(応力解析結果が実験結果よりも小さい)の場合には、仮材料定数を一定の割合で増加させる。これを繰り返すが、一定割合の値は次第に小さくするように設定してもよい。一方、未知材料提供部32は、誤差判定部50から誤差が許容範囲内であることを示す信号を受け取ると、設定した未知材料の材料定数を、決定された材料定数として既知材料提供部31へ提供する。   In addition, when the unknown material providing unit 32 receives a signal indicating that the error is not within the allowable range from the error determining unit 50, the temporary material constant of the already provided unknown material approaches the material constant of the appropriate unknown material. The temporary material constant of a new unknown material is set by changing and provided to the stress analysis unit 40. The unknown material providing unit 32 may set a value input by the user as a temporary material constant of a new unknown material, may be set based on a change width stored in advance, or the error determination unit 50. It may be set based on the error value calculated in (1). For example, if the error value is positive (the stress analysis result is greater than the experimental result), the temporary material constant is decreased at a constant rate, and the error value is negative (the stress analysis result is lower than the experimental result). In the case of (small), the temporary material constant is increased at a constant rate. This is repeated, but the constant ratio value may be set to be gradually reduced. On the other hand, when the unknown material providing unit 32 receives a signal indicating that the error is within the allowable range from the error determining unit 50, the unknown material providing unit 32 sets the set material constant of the unknown material as the determined material constant to the known material providing unit 31. provide.

応力解析部40は、負荷条件提供部10から負荷条件を受け取り、更に、材料定数提供部30から複合材料に含まれる各材料に関する情報を受け取る。応力解析部40は、負荷条件と複合材料に含まれる各材料の情報とに基づいて、複合材料のモデルに対して応力解析を実行する。応力解析部40は、得られたデータ(例えば、荷重や変位)に基づいて、複合材料のモデルの材料定数(例えば、弾性率)を算出する。応力解析部40は、有限要素法解析等の数値解析、又は解析解等の数式処理技術を用いて材料定数を算出する。応力解析部40は、得られた複合材料のモデルの材料定数を解析結果として、誤差判定部50へ出力する。   The stress analysis unit 40 receives a load condition from the load condition providing unit 10 and further receives information on each material included in the composite material from the material constant providing unit 30. The stress analysis unit 40 performs stress analysis on the model of the composite material based on the load condition and information on each material included in the composite material. The stress analysis unit 40 calculates a material constant (for example, elastic modulus) of the model of the composite material based on the obtained data (for example, load or displacement). The stress analysis unit 40 calculates the material constant using numerical analysis such as finite element method analysis or mathematical expression processing technology such as analytical solution. The stress analysis unit 40 outputs the obtained material constant of the model of the composite material as an analysis result to the error determination unit 50.

誤差判定部50は、ユーザによって入力された、誤差判定の基準値として試験に対応する許容範囲を有する。誤差判定部50は、試験制御部20から試験結果を受け取り、応力解析部40から解析結果を受け取る。誤差判定部50は、試験結果と解析結果を比較し、2つの結果の誤差が許容範囲内であるか否かを判定する。尚、誤差判定部50は、複合材料の特性に応じて、例えば弾性変形領域のみを比較したり、ガラス転移点付近のみを比較したりしてもよい。その場合、誤差判定部50は、比較する値の範囲をユーザ入力に基づいて取得する。また、誤差判定部50は、負荷条件のすべての範囲に対して最小二乗誤差で判定してもよく、更に、重み付け最小二乗法や非線形最小二乗法を用いて判定してもよい。誤差判定部50は、誤差が許容範囲内である場合、予測値として仮に設定された仮材料定数を未知材料の材料定数に決定する。詳細には、誤差判定部50は誤差が許容範囲内であることを示す信号を未知材料提供部32へ出力し、未知材料提供部32は設定した未知材料の材料定数を既知材料提供部31へ提供する。一方、誤差判定部50は、誤差が許容範囲内にない場合、誤差が許容範囲内にないことを示す信号を、未知材料提供部32へ出力する。未知材料提供部32は、誤差が許容範囲内にない場合、誤差が許容範囲内に収まるまで未知材料の仮材料定数を変更し続ける。誤差判定部50は、試験結果、解析結果、判定結果、及び決定された未知材料の材料定数を出力部60へ出力する。   The error determination unit 50 has an allowable range corresponding to the test as a reference value for error determination input by the user. The error determination unit 50 receives the test result from the test control unit 20 and receives the analysis result from the stress analysis unit 40. The error determination unit 50 compares the test result and the analysis result, and determines whether or not the error between the two results is within an allowable range. Note that the error determination unit 50 may compare, for example, only the elastic deformation region or only the vicinity of the glass transition point according to the characteristics of the composite material. In that case, the error determination unit 50 acquires a range of values to be compared based on a user input. Further, the error determination unit 50 may determine the entire range of the load condition using a least square error, and may further determine using a weighted least square method or a nonlinear least square method. When the error is within the allowable range, the error determination unit 50 determines the temporary material constant temporarily set as the predicted value as the material constant of the unknown material. Specifically, the error determination unit 50 outputs a signal indicating that the error is within an allowable range to the unknown material providing unit 32, and the unknown material providing unit 32 supplies the set material constant of the unknown material to the known material providing unit 31. provide. On the other hand, when the error is not within the allowable range, the error determination unit 50 outputs a signal indicating that the error is not within the allowable range to the unknown material providing unit 32. If the error is not within the allowable range, the unknown material providing unit 32 continues to change the temporary material constant of the unknown material until the error falls within the allowable range. The error determination unit 50 outputs the test result, the analysis result, the determination result, and the determined material constant of the unknown material to the output unit 60.

出力部60は、誤差判定部50から受け取る情報をユーザが認識できるように出力する。   The output unit 60 outputs the information received from the error determination unit 50 so that the user can recognize it.

本発明の実施の形態による材料定数推定システム1の推定装置3は、コンピュータを用いて実現可能である。図2は、推定装置3の実施の形態における、ハードウエア構成例を示すブロック図である。図2を参照すると、本発明の推定装置3は、CPU(Central Processing Unit)70と、記憶装置71と、入力装置72と、出力装置73と、各装置を接続するバス74とを備えるコンピュータシステムで構成される。   The estimation device 3 of the material constant estimation system 1 according to the embodiment of the present invention can be realized using a computer. FIG. 2 is a block diagram illustrating a hardware configuration example in the embodiment of the estimation device 3. Referring to FIG. 2, the estimation device 3 of the present invention is a computer system including a CPU (Central Processing Unit) 70, a storage device 71, an input device 72, an output device 73, and a bus 74 that connects the devices. Consists of.

CPU70は、記憶装置71に格納されている本発明の材料定数推定システム1に係る演算処理及び制御処理を行う。記憶装置71は、ハードディスクやメモリなど、情報の記録を行う装置である。記憶装置71は、CD−ROMやDVD等のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体から読み取られたプログラム、入力装置72から入力された信号やプログラム、及びCPU70の処理結果を格納する。入力装置72は、マウス、キーボード、マイクロフォンなど、ユーザがコマンド及び信号を入力することが出来る装置である。出力装置73は、ディスプレイ、スピーカなど、ユーザに出力結果を認識させる装置である。尚、本発明はハードウエア構成例として示したものに限定されず、各部はハードウエアとソフトウエアとを単独又は組み合わせて実現することが出来る。   The CPU 70 performs arithmetic processing and control processing according to the material constant estimation system 1 of the present invention stored in the storage device 71. The storage device 71 is a device that records information, such as a hard disk or a memory. The storage device 71 stores a program read from a computer-readable storage medium such as a CD-ROM or DVD, a signal or program input from the input device 72, and a processing result of the CPU 70. The input device 72 is a device that allows a user to input commands and signals, such as a mouse, a keyboard, and a microphone. The output device 73 is a device that causes the user to recognize the output result, such as a display or a speaker. In addition, this invention is not limited to what was shown as a hardware structural example, Each part can be implement | achieved independently or combining hardware and software.

図3は、本発明の実施の形態による材料定数推定システム1の処理動作を示したフローチャートである。図3を参照して、本発明の実施の形態による処理動作を説明する。   FIG. 3 is a flowchart showing the processing operation of the material constant estimation system 1 according to the embodiment of the present invention. With reference to FIG. 3, the processing operation according to the embodiment of the present invention will be described.

ステップS01:
負荷条件提供部10は、複合材料に対して実行される材料試験の負荷条件を、ユーザ入力に基づいて試験制御部20及び応力解析部40へ提供する。負荷条件提供部10は、ユーザが入力した値を負荷条件として提供してもよいし、様々な種類の材料試験に対応した負荷条件を予め格納し、ユーザの選択に基づいた値を負荷条件として提供してもよい。
Step S01:
The load condition providing unit 10 provides a load condition of a material test to be performed on the composite material to the test control unit 20 and the stress analysis unit 40 based on a user input. The load condition providing unit 10 may provide a value input by the user as a load condition, store in advance load conditions corresponding to various types of material tests, and use a value based on the user's selection as a load condition. May be provided.

ステップS02:
試験制御部20は、負荷条件提供部10から負荷条件を受け取り、負荷条件に基づいて試験装置2を制御する。試験装置2は、推定装置3の制御に基づいて複合材料に対して材料試験を実行し、複合材料の材料定数を算出するための物性に関する試験データ(例えば、荷重や変位)を測定する。試験装置2は、測定した試験データを推定装置3へ出力する。試験制御部20は、試験装置2から試験データを受け取り、複合材料の材料定数(例えば、弾性率)を算出する。試験制御部20は、得られた複合材料の材料定数を試験結果として、誤差判定部50へ出力する。
Step S02:
The test control unit 20 receives the load condition from the load condition providing unit 10 and controls the test apparatus 2 based on the load condition. The test apparatus 2 performs a material test on the composite material based on the control of the estimation apparatus 3, and measures test data (for example, load and displacement) related to physical properties for calculating the material constant of the composite material. The test apparatus 2 outputs the measured test data to the estimation apparatus 3. The test control unit 20 receives test data from the test apparatus 2 and calculates a material constant (for example, elastic modulus) of the composite material. The test control unit 20 outputs the obtained material constant of the composite material to the error determination unit 50 as a test result.

ステップS03:
既知材料提供部31は、複合材料に含まれる複数の材料のうちで、材料定数が既知である複数の既知材料の情報を、ユーザ入力に基づいて応力解析部40へ提供する。既知材料の情報は、既知材料の形状と、材料定数とが含まれる。既知材料提供部31は、ユーザが入力した値を既知材料の情報として提供してもよいし、様々な種類の材料の形状及び材料定数を予め格納し、ユーザの選択に基づいた値を既知材料の情報として提供してもよい。
Step S03:
The known material providing unit 31 provides information on a plurality of known materials whose material constants are known among the plurality of materials included in the composite material to the stress analyzing unit 40 based on the user input. The information on the known material includes the shape of the known material and the material constant. The known material providing unit 31 may provide a value input by the user as information on the known material, or store in advance the shapes and material constants of various types of materials, and set the values based on the selection of the user to the known material. It may be provided as information.

ステップS04:
未知材料提供部32は、複合材料に含まれる複数の材料のうちで、材料定数が未知である1つの未知材料の情報を、ユーザ入力に基づいて応力解析部40へ提供する。未知材料の情報は、未知材料の形状と、未知材料の材料定数の予測値として仮に設定された仮材料定数とが含まれる。尚、未知材料提供部32が提供する仮材料定数の種類は、既知材料提供部31が提供する既知材料の材料定数の種類と同じである。未知材料提供部32は未知材料の形状を、ユーザが入力した値で提供してもよいし、様々な形状を予め格納し、ユーザの選択に基づいた値で提供してもよい。また、未知材料提供部32は、仮材料定数として、ユーザが入力した値を設定してもよいし、予め予測値として格納した値を設定してもよいし、試験制御部20の試験結果と、既知材料提供部31の既知材料の材料定数との関係から予測して設定してもよい。
Step S04:
The unknown material providing unit 32 provides information on one unknown material whose material constant is unknown among the plurality of materials included in the composite material to the stress analyzing unit 40 based on the user input. The information on the unknown material includes the shape of the unknown material and a temporary material constant temporarily set as a predicted value of the material constant of the unknown material. The type of temporary material constant provided by the unknown material providing unit 32 is the same as the type of material constant of the known material provided by the known material providing unit 31. The unknown material providing unit 32 may provide the shape of the unknown material with a value input by the user, or may store various shapes in advance and provide them with values based on the user's selection. Further, the unknown material providing unit 32 may set a value input by the user as a temporary material constant, may set a value stored in advance as a predicted value, or may be a test result of the test control unit 20. Alternatively, it may be set by predicting from the relationship with the material constant of the known material of the known material providing unit 31.

ステップS05:
応力解析部40は、負荷条件提供部10から負荷条件を受け取り、更に、材料定数提供部30から複合材料に含まれる各材料に関する情報を受け取る。応力解析部40は、負荷条件と複合材料に含まれる各材料の情報とに基づいて、複合材料のモデルに対して応力解析を行う。応力解析部40は、得られたデータ(例えば、荷重や変位)に基づいて、複合材料のモデルの材料定数(例えば、弾性率)を算出する。応力解析部40は、得られた複合材料のモデルの材料定数を解析結果として、誤差判定部50へ出力する。
Step S05:
The stress analysis unit 40 receives a load condition from the load condition providing unit 10 and further receives information on each material included in the composite material from the material constant providing unit 30. The stress analysis unit 40 performs stress analysis on the model of the composite material based on the load condition and information on each material included in the composite material. The stress analysis unit 40 calculates a material constant (for example, elastic modulus) of the model of the composite material based on the obtained data (for example, load or displacement). The stress analysis unit 40 outputs the obtained material constant of the model of the composite material as an analysis result to the error determination unit 50.

ステップS06:
誤差判定部50は、誤差判定の基準値として許容範囲を有する。誤差判定部50は、試験制御部20から試験結果を受け取り、応力解析部40から解析結果を受け取る。誤差判定部50は、試験結果と解析結果を比較し、2つの結果の誤差が許容範囲内であるか否かを判定する。
Step S06:
The error determination unit 50 has an allowable range as a reference value for error determination. The error determination unit 50 receives the test result from the test control unit 20 and receives the analysis result from the stress analysis unit 40. The error determination unit 50 compares the test result and the analysis result, and determines whether or not the error between the two results is within an allowable range.

ステップS07:
ステップS06において、誤差判定部50は、誤差が許容範囲内にないと判定すると(NO)、誤差が許容範囲内にないことを示す信号を未知材料提供部32へ出力する。出力部60は、誤差判定部50から受け取る情報をユーザが認識できるように出力する。その後、ステップS04へ戻り、未知材料提供部32は、誤差が許容範囲内にないことを示す信号に基づいて、既に提供した未知材料の仮材料定数を変更して、新たな未知材料の仮材料定数を設定し、応力解析部40へ提供する。このとき、未知材料提供部32は、新たな未知材料の仮材料定数として、ユーザが入力した値を設定してもよいし、予め格納している変更幅に基づいて設定してもよいし、誤差判定部50で算出された誤差の値に基づいて設定してもよい。
Step S07:
In step S06, when the error determination unit 50 determines that the error is not within the allowable range (NO), the error determination unit 50 outputs a signal indicating that the error is not within the allowable range to the unknown material providing unit 32. The output unit 60 outputs the information received from the error determination unit 50 so that the user can recognize it. Thereafter, the process returns to step S04, and the unknown material providing unit 32 changes the temporary material constant of the unknown material that has already been provided, based on the signal indicating that the error is not within the allowable range, and creates a new temporary material of the unknown material. A constant is set and provided to the stress analysis unit 40. At this time, the unknown material providing unit 32 may set a value input by the user as a temporary material constant of a new unknown material, or may set based on a change width stored in advance, The error may be set based on the error value calculated by the error determination unit 50.

ステップS08:
ステップS06において、誤差判定部50は、誤差が許容範囲内である場合(YES)、予測値として仮に設定された仮材料定数を未知材料の材料定数に決定する。詳細には、誤差判定部50は、誤差が許容範囲内であることを示す信号を未知材料提供部32へ出力する。未知材料提供部32は、設定した未知材料の材料定数を既知材料提供部31へ提供する。既知材料定数提供部31は、決定された未知材料の材料定数を、既知材料の材料定数として格納する。出力部60は、誤差判定部50から受け取る情報をユーザが認識できるように出力する。
Step S08:
In step S06, when the error is within the allowable range (YES), the error determination unit 50 determines the temporary material constant temporarily set as the predicted value as the material constant of the unknown material. Specifically, the error determination unit 50 outputs a signal indicating that the error is within an allowable range to the unknown material providing unit 32. The unknown material providing unit 32 provides the set material constant of the unknown material to the known material providing unit 31. The known material constant providing unit 31 stores the determined material constant of the unknown material as the material constant of the known material. The output unit 60 outputs the information received from the error determination unit 50 so that the user can recognize it.

以上のように、本発明の材料定数推定システム1は、複合材料に含まれる未知材料に対して仮の材料定数を与え、その仮の材料定数が好適であるか否かを複合材料の試験結果と、複合材料のモデルの解析結果との2つの結果の誤差に基づいて判断することで、適切な材料定数を推定することができる。これによって、本発明の材料定数推定システム1は、複合材料から切り出して材料試験を行うことが困難な材料にも、適切な材料定数を決定することができる効果を奏する。また、試験結果には、複合材料の材料界面ですべりや熱損失等のエネルギー損失が生じる場合、その影響が含まれる。従って、本発明の材料定数推定システム1は、エネルギー損失を含む試験結果を用いることで、材料界面のエネルギー損失が考慮された未知の材料定数を決定することができ、複合材料のモデルの応力・ひずみをより精度よく得ることができる効果を奏する。   As described above, the material constant estimation system 1 of the present invention gives a temporary material constant to an unknown material included in a composite material, and determines whether or not the temporary material constant is suitable. And an appropriate material constant can be estimated by making a determination based on the error between the two results of the analysis result of the composite material model. Thereby, the material constant estimation system 1 of the present invention has an effect that an appropriate material constant can be determined even for a material that is difficult to cut out from a composite material and perform a material test. In addition, the test results include the effect of energy loss such as slip and heat loss at the material interface of the composite material. Therefore, the material constant estimation system 1 of the present invention can determine an unknown material constant in consideration of the energy loss at the material interface by using the test result including the energy loss. There is an effect that the strain can be obtained more accurately.

(第2の実施の形態)
本発明の第2の実施の形態を説明する。本発明の材料定数推定システムが一度に決定できる未知材料の材料定数は1つである。従って、第1の実施の形態では、複合材料は複数の既知材料と、1つの未知材料とを含んでいた。本発明の第2の実施の形態は、複合材料が複数の未知材料を含む場合を説明する。本発明の第2の実施の形態による材料推定システムは、第1の実施の形態と同じ構成であるため、図1と同じの符号を用いて以下説明する。
(Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described. The material constant estimation system of the present invention can determine one material constant for an unknown material at a time. Therefore, in the first embodiment, the composite material includes a plurality of known materials and one unknown material. In the second embodiment of the present invention, a case where the composite material includes a plurality of unknown materials will be described. Since the material estimation system according to the second embodiment of the present invention has the same configuration as that of the first embodiment, it will be described below using the same reference numerals as those in FIG.

本発明の第2の実施の形態の材料定数推定システム1は、2つの材料の材料定数が未知の場合、先ず、複数の既知材料と、1つの未知材料とを含む複合材料を解析して、1つ目の未知材料の材料定数を決定する。その後、材料定数推定システム1は、決定した材料定数を含む全ての既知材料と、もう一方の未知材料とを含む複合材料を解析し、2つ目の未知材料の材料定数を決定する。従って、第2の実施の形態の材料定数推定システム1は、図3に示した第1の実施の形態の処理動作によって1つ目の未知材料の材料定数を決定した後、続けて2つ目の未知材料の材料定数を決定する処理を行う。尚、未知材料が3つ以上含まれる場合は、この処理を繰り返すことで実現される。   When the material constants of the two materials are unknown, the material constant estimation system 1 according to the second embodiment of the present invention first analyzes a composite material including a plurality of known materials and one unknown material, The material constant of the first unknown material is determined. Thereafter, the material constant estimation system 1 analyzes the composite material including all the known materials including the determined material constant and the other unknown material, and determines the material constant of the second unknown material. Therefore, the material constant estimation system 1 of the second embodiment determines the material constant of the first unknown material by the processing operation of the first embodiment shown in FIG. The process of determining the material constant of the unknown material is performed. When three or more unknown materials are included, this process is repeated.

図4は、本発明の第2の実施の形態による材料定数推定システム1の処理動作を示したフローチャートである。図4を参照して、本発明の第2の実施の形態による処理動作を説明する。尚、図4は、図3に示した処理動作によって1つ目の未知材料の材料定数を決定した後であり、更に2つ目の未知材料の材料定数を決定する処理動作を示している。   FIG. 4 is a flowchart showing the processing operation of the material constant estimation system 1 according to the second embodiment of the present invention. A processing operation according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 shows a processing operation for determining the material constant of the second unknown material after the material constant of the first unknown material is determined by the processing operation shown in FIG.

ステップS11:
負荷条件提供部10は、複合材料に対して実行される材料試験の負荷条件を、ユーザ入力又は前回と同じ条件で、試験制御部20及び応力解析部40へ提供する。
Step S11:
The load condition providing unit 10 provides the load condition of the material test to be performed on the composite material to the test control unit 20 and the stress analysis unit 40 under the same conditions as the user input or the previous time.

ステップS12:
試験制御部20は、負荷条件提供部10から負荷条件を受け取り、負荷条件に基づいて試験装置2を制御する。試験装置2は、推定装置3の制御に基づいて複合材料に対して材料試験を実行し、複合材料の材料定数を算出するための物性に関する試験データ(例えば、荷重や変位)を測定する。ここで、試験装置2は、第1の実施の形態で材料定数が決定された未知材料を既知材料として含み、別の未知材料を1つ含む複合材料に対して材料試験を実行する。試験装置2は、測定した試験データを推定装置3へ出力する。試験制御部20は、試験装置2から試験データを受け取り、複合材料の材料定数(例えば、弾性率)を算出する。試験制御部20は、得られた複合材料の材料定数を試験結果として、誤差判定部50へ出力する。
Step S12:
The test control unit 20 receives the load condition from the load condition providing unit 10 and controls the test apparatus 2 based on the load condition. The test apparatus 2 performs a material test on the composite material based on the control of the estimation apparatus 3, and measures test data (for example, load and displacement) related to physical properties for calculating the material constant of the composite material. Here, the test apparatus 2 executes the material test on the composite material including the unknown material whose material constant is determined in the first embodiment as the known material and one other unknown material. The test apparatus 2 outputs the measured test data to the estimation apparatus 3. The test control unit 20 receives test data from the test apparatus 2 and calculates a material constant (for example, elastic modulus) of the composite material. The test control unit 20 outputs the obtained material constant of the composite material to the error determination unit 50 as a test result.

ステップS13:
既知材料提供部31は、複合材料に含まれる複数の材料のうちで、材料定数が既知である複数の既知材料の情報を、ユーザ入力に基づいて応力解析部40へ提供する。既知材料の情報は、既知材料の形状と、材料定数とが含まれる。ここで、既知材料提供部31は、第1の実施の形態で決定された1つの未知材料の材料定数を、既知材料の情報として設定する。
Step S13:
The known material providing unit 31 provides information on a plurality of known materials whose material constants are known among the plurality of materials included in the composite material to the stress analyzing unit 40 based on the user input. The information on the known material includes the shape of the known material and the material constant. Here, the known material providing unit 31 sets the material constant of one unknown material determined in the first embodiment as information on the known material.

ステップS14からステップS18は、図3のステップS04からステップS08と同様であるため説明を省略する。   Steps S14 to S18 are the same as steps S04 to S08 in FIG.

以上のように、本発明の第2の実施の形態の材料定数推定システム1は、複合材料が多数の材料で構成されている場合であっても、少なくとも1つの材料の材料定数が分かっていれば、未知材料の材料定数を1つずつ決定していくことによって、複合材料を構成する全ての材料定数を決定することができる。   As described above, in the material constant estimation system 1 according to the second embodiment of the present invention, the material constant of at least one material is known even when the composite material is composed of a large number of materials. For example, by determining the material constants of unknown materials one by one, all the material constants constituting the composite material can be determined.

(実施例1)
具体例を用いて、本発明の実施の形態による材料定数推定システム1を説明する。図5は、複合材料100の断面の模式図である。図5を参照すると、複合材料100は、ガラス繊維のe−ガラス110をエポキシ樹脂120で含浸したガラス/エポキシ樹脂の複合材料である。e−ガラス110は、一般に使用されているものであり、弾性率やポアソン比はカタログ値等から既知である。一方、エポキシ樹脂120は、成形条件や硬化条件によりその機械特性が変化する。また、エポキシ樹脂120は、できた複合材料100から切り出して機械特性を測定しようにも、試験に必要な分量が得られないことが多い。つまり、エポキシ樹脂120は、材料定数が未知の材料である。
Example 1
The material constant estimation system 1 according to the embodiment of the present invention will be described using a specific example. FIG. 5 is a schematic diagram of a cross section of the composite material 100. Referring to FIG. 5, the composite material 100 is a glass / epoxy resin composite material in which an e-glass 110 of glass fiber is impregnated with an epoxy resin 120. The e-glass 110 is generally used, and the elastic modulus and Poisson's ratio are known from catalog values and the like. On the other hand, the mechanical properties of the epoxy resin 120 vary depending on molding conditions and curing conditions. Moreover, even if it cuts out from the composite material 100 and measures mechanical characteristics, the epoxy resin 120 cannot often obtain the quantity required for a test. That is, the epoxy resin 120 is a material whose material constant is unknown.

負荷条件提供部10は、室温における長手方向の単軸引張試験において、ひずみ速度10−3(1/s)として設定された負荷条件を試験制御部20へ提供した。The load condition providing unit 10 provided the test control unit 20 with the load condition set as the strain rate of 10 −3 (1 / s) in the longitudinal uniaxial tensile test at room temperature.

図6は、複合材料100に対して実行された引張試験の結果の摸式図である。図6を参照すると、得られた応力−ひずみ曲線の弾性範囲の傾き(複合材料100の弾性率)は、e−ガラス110の弾性率に比べて小さかった。   FIG. 6 is a schematic diagram of the results of a tensile test performed on the composite material 100. Referring to FIG. 6, the slope of the elastic range of the obtained stress-strain curve (the elastic modulus of the composite material 100) was smaller than the elastic modulus of the e-glass 110.

既知材料提供部32は、e−ガラス110の形状と、弾性率70[GPa]、ポアソン比0.3として設定された材料定数とを応力解析部40に提供した。未知材料提供部32は、エポキシ樹脂120の形状と、材料定数として弾性率等を低くした仮材料定数を応力解析部40へ提供した。その際、弾性率については、e−ガラス110の弾性率の50%である35[GPa]を仮材料定数として設定した。   The known material providing unit 32 provided the stress analysis unit 40 with the shape of the e-glass 110 and the material constant set as the elastic modulus of 70 [GPa] and the Poisson's ratio of 0.3. The unknown material providing unit 32 provides the stress analysis unit 40 with the shape of the epoxy resin 120 and a temporary material constant having a reduced elastic modulus or the like as the material constant. At that time, as the elastic modulus, 35 [GPa], which is 50% of the elastic modulus of the e-glass 110, was set as a temporary material constant.

図7は、有限要素法解析モデルで示した複合材料100である。図7を参照すると、複合材料100のモデルは、e−ガラス110と、エポキシ樹脂120とを含む。e−ガラス110とエポキシ樹脂120との界面は、一定量のずれを考慮し、内部的多点拘束で界面の要素分割の一部不整合部分が手当てされている。応力解析部40は、複合材料100のモデルに対して応力解析を行い、複合材料100のモデルに生じた荷重と変位の関係から、応力−ひずみ曲線を得た。応力解析は弾塑性クリープ解析を行い、塑性は2直線近似移動硬化則を用い、粘性はNorton則を用いて考慮した。負荷条件は、材料試験と同様に、片端を固定して他端をひずみ速度10−3(1/s)で引っ張るというものである。FIG. 7 shows the composite material 100 shown by the finite element method analysis model. Referring to FIG. 7, the model of the composite material 100 includes an e-glass 110 and an epoxy resin 120. In consideration of a certain amount of deviation, the interface between the e-glass 110 and the epoxy resin 120 is dealt with partially mismatched portions of the element division of the interface by internal multipoint constraint. The stress analysis unit 40 performs stress analysis on the model of the composite material 100, and obtains a stress-strain curve from the relationship between the load and displacement generated in the model of the composite material 100. The stress analysis was an elasto-plastic creep analysis, the plasticity was considered using the two linear approximate kinematic hardening law, and the viscosity was considered using the Norton law. As in the material test, the load condition is that one end is fixed and the other end is pulled at a strain rate of 10 −3 (1 / s).

図8は、複合材料100のモデルに対して実行された引張試験を応力解析して得られた応力−ひずみ曲線の摸式図である。誤差判定部50は、誤差判定の基準値として、「弾性変形範囲の最小二乗誤差の決定係数R2が0.95以上となること」という許容範囲を有するとする。誤差判定部50は、試験結果と解析結果を比較し、弾性変形範囲の応力、ひずみの最小二乗誤差の決定係数R2が0.95以下の場合には、エポキシ樹脂120に与える材料定数(弾性率、ポアソン比、降伏応力、塑性係数、粘性定数)を逐次変化させるように処理を実行した。特に、今回最も影響が大きかったエポキシ樹脂120の弾性率については、規則的に変化させた。すなわち、仮材料定数35[GPa]を与えて解析した結果、弾性変形範囲の応力が試験結果に比べて低かったため、次にはe−ガラス110の弾性率の75%(与えた50%と最大100%の相加平均)である52.5[GPa]を仮材料定数として設定した。今度は応力の解析結果が試験結果に比べて高かったため、e−ガラス110の弾性率の62.5%(与えた75%と50%の相加平均)を仮材料定数として設定した。こうして試験結果と解析結果との誤差が許容範囲内に収まるまで、これを繰り返した。   FIG. 8 is a schematic diagram of a stress-strain curve obtained by stress analysis of a tensile test performed on a model of the composite material 100. The error determination unit 50 has an allowable range that “the determination coefficient R2 of the least square error of the elastic deformation range is 0.95 or more” as a reference value for error determination. The error determination unit 50 compares the test result with the analysis result, and when the determination coefficient R2 of the least square error of stress and strain in the elastic deformation range is 0.95 or less, the material constant (elastic modulus) given to the epoxy resin 120 , Poisson's ratio, yield stress, plasticity coefficient, viscosity constant) were sequentially changed. In particular, the elastic modulus of the epoxy resin 120 having the greatest influence this time was changed regularly. That is, as a result of analysis with a provisional material constant of 35 [GPa], the stress in the elastic deformation range was lower than the test result. 52.5 [GPa], which is an arithmetic average of 100%, was set as a temporary material constant. Since the stress analysis result was higher than the test result, 62.5% of the elastic modulus of the e-glass 110 (75% and 50% arithmetic average given) was set as a temporary material constant. This was repeated until the error between the test result and the analysis result was within the allowable range.

図9は、材料定数がある値の場合に、試験結果と解析結果との誤差が許容範囲内に収まった結果を示す摸式図である。誤差判定部50は、このときの材料定数を、エポキシ樹脂120の材料定数に決定した。応力解析部40は、e−ガラス110及びエポキシ樹脂120の形状と、材料定数とを用いて応力解析した結果から、複合材料100の応力・ひずみ分布を得ることができる。また、応力解析部40は、引張変位量に対する荷重から、複合材料100を均質材と見なしたときの等価弾性率を得ることができる。   FIG. 9 is a schematic diagram illustrating a result in which an error between a test result and an analysis result is within an allowable range when the material constant is a certain value. The error determination unit 50 determines the material constant at this time as the material constant of the epoxy resin 120. The stress analysis unit 40 can obtain the stress / strain distribution of the composite material 100 from the result of the stress analysis using the shapes of the e-glass 110 and the epoxy resin 120 and the material constants. Further, the stress analysis unit 40 can obtain the equivalent elastic modulus when the composite material 100 is regarded as a homogeneous material from the load with respect to the tensile displacement amount.

(実施例2)
さらに、別の具体例を用いて、本発明の実施の形態の材料定数推定システム1を説明する。図10は、ガラス/エポキシ樹脂複合材料である回路基板500の断面の模式図である。図10を参照すると、回路基板500は、部材300と、コア材400とを備える。回路基板500は、コア材400を部材300で挟んだ構造である。まず、部材300の解析について説明する。
(Example 2)
Furthermore, the material constant estimation system 1 according to the embodiment of the present invention will be described using another specific example. FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of a circuit board 500 that is a glass / epoxy resin composite material. Referring to FIG. 10, the circuit board 500 includes a member 300 and a core material 400. The circuit board 500 has a structure in which the core material 400 is sandwiched between the members 300. First, the analysis of the member 300 will be described.

負荷条件提供部10は、室温における3点曲げ試験において、回路基板表面のひずみ速度が10−4(1/s)になるように設定された負荷条件を試験制御部20へ提供した。The load condition providing unit 10 provided the test controller 20 with a load condition set so that the strain rate of the circuit board surface was 10 −4 (1 / s) in the three-point bending test at room temperature.

部材300は、複合材料100に銅配線130と、ソルダレジスト140とが複合されている。まず、材料定数推定システム1は、複合材料100に銅配線130が複合された複合材料200を対象として、第1の実施の形態と同様に処理を行った。   In the member 300, the copper wiring 130 and the solder resist 140 are combined with the composite material 100. First, the material constant estimation system 1 was processed in the same manner as in the first embodiment for the composite material 200 in which the copper wiring 130 was combined with the composite material 100.

既知材料提供部32は、e−ガラス110及びエポキシ樹脂120の形状と、材料定数とを応力解析部40に提供した。エポキシ樹脂120の材料定数は、実施例1で決定した値である。未知材料提供部32は、銅配線130の形状と、銅配線130の材料定数として弾性率等を低くした仮材料定数を応力解析部40へ提供した。   The known material providing unit 32 provided the shape of the e-glass 110 and the epoxy resin 120 and the material constants to the stress analysis unit 40. The material constant of the epoxy resin 120 is the value determined in Example 1. The unknown material providing unit 32 provides the stress analysis unit 40 with the shape of the copper wiring 130 and a temporary material constant having a reduced elastic modulus or the like as the material constant of the copper wiring 130.

応力解析部40は、複合材料200の応力解析を行い、複合材料200に生じた荷重と変位の関係から、応力−ひずみ曲線を得た。応力解析は弾塑性解析を行い、塑性は多直線等方硬化則を用いて考慮した。負荷条件は、材料試験と同様に、回路基板表面のひずみ速度が10−4(1/s)になるような3点曲げ試験である。応力解析部40は、複合材料200の応力−ひずみ曲線を得た。The stress analysis unit 40 performs stress analysis of the composite material 200 and obtains a stress-strain curve from the relationship between the load and displacement generated in the composite material 200. The stress analysis was an elasto-plastic analysis, and the plasticity was taken into account using the multi-line isotropic hardening rule. The load condition is a three-point bending test in which the strain rate on the circuit board surface is 10 −4 (1 / s), as in the material test. The stress analysis unit 40 obtained a stress-strain curve of the composite material 200.

誤差判定部50は、試験結果と解析結果とを比較し、誤差が許容範囲内でない場合には、銅配線130に与える材料定数(弾性率、ポアソン比、降伏応力、塑性係数)を規則性に則って逐次変化させた。誤差判定部50は、材料定数がある値の場合に、試験結果と解析結果との誤差が許容範囲内に収まる結果を得た。誤差判定部50は、このときの材料定数を銅配線130の材料定数に決定した。そして、応力解析部40は複合材料200の等価弾性率を得た。   The error determination unit 50 compares the test result and the analysis result. If the error is not within the allowable range, the material constant (elastic modulus, Poisson's ratio, yield stress, plastic coefficient) given to the copper wiring 130 is made regular. It was changed sequentially. The error determination unit 50 obtains a result that the error between the test result and the analysis result falls within the allowable range when the material constant is a certain value. The error determination unit 50 determines the material constant at this time as the material constant of the copper wiring 130. The stress analysis unit 40 obtained the equivalent elastic modulus of the composite material 200.

その後、材料定数推定システム1は、部材300を対象として、同様に本発明の処理を行い、ソルダレジスト140の材料定数および部材300の等価弾性率を得た。   Thereafter, the material constant estimation system 1 similarly performed the processing of the present invention on the member 300, and obtained the material constant of the solder resist 140 and the equivalent elastic modulus of the member 300.

次に、コア材400の解析について説明する。コア材400は、ガラスクロス410に樹脂420を含浸させたガラスクロス複合材料である。ガラスクロス410はカタログ値等から材料定数(弾性率、ポアソン比)は既知であるが、含浸している樹脂420は材料定数が未知である。材料定数推定システム1は、部材300と同様にコア材400を対象に解析を行い、樹脂420の材料定数およびコア材400の等価弾性率を得た。   Next, analysis of the core material 400 will be described. The core material 400 is a glass cloth composite material in which a glass cloth 410 is impregnated with a resin 420. The glass cloth 410 has known material constants (elastic modulus, Poisson's ratio) from catalog values and the like, but the impregnated resin 420 has unknown material constants. The material constant estimation system 1 analyzed the core material 400 similarly to the member 300, and obtained the material constant of the resin 420 and the equivalent elastic modulus of the core material 400.

最後に、材料定数推定システム1は、部材300及びコア材400の形状と、材料定数と、等価弾性率とに基づいて回路基板500の応力解析を実行することで、回路基板500の材料定数を得ることができる。   Finally, the material constant estimation system 1 executes the stress analysis of the circuit board 500 based on the shape of the member 300 and the core material 400, the material constant, and the equivalent elastic modulus, thereby obtaining the material constant of the circuit board 500. Can be obtained.

以上、実施形態(及び実施例)を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態(及び実施例)に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。   While the present invention has been described with reference to the embodiments (and examples), the present invention is not limited to the above embodiments (and examples). Various changes that can be understood by those skilled in the art can be made to the configuration and details of the present invention within the scope of the present invention.

この出願は、2010年3月2日に出願された日本出願特願2010−045352と、2010年7月30日に出願された日本出願特願2010−172994とを基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。   This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2010-045352 filed on Mar. 2, 2010 and Japanese Patent Application No. 2010-172994 filed on Jul. 30, 2010. , The entire disclosure of which is incorporated herein.

Claims (13)

第1材料と第2材料とを含む複合材料に対して実行される、材料試験の負荷条件を提供する負荷条件提供部と、
前記負荷条件に基づいて前記複合材料の試験を制御し、試験結果を出力する試験制御部と、
前記第1材料の未知である物性を表す第1材料定数として仮に設定された第1仮材料定数と、前記第2材料の既知である物性を表す第2材料定数とを提供する材料定数提供部と、
前記負荷条件、前記第1仮材料定数、及び前記第2材料定数に基づいて、前記複合材料のモデルに対して応力解析を実行し、解析結果を出力する応力解析部と、
前記試験結果と前記解析結果との誤差が、予め設定された許容範囲内であるか否かを判定する誤差判定部と
を具備し、
前記誤差判定部は、前記誤差が前記許容範囲内の場合、前記第1仮材料定数を前記第1材料定数に決定する
材料定数推定システム。
A load condition providing unit for providing a load condition of a material test, which is performed on a composite material including the first material and the second material;
A test control unit for controlling a test of the composite material based on the load condition and outputting a test result;
A material constant providing unit that provides a first temporary material constant temporarily set as a first material constant representing an unknown physical property of the first material and a second material constant representing a known physical property of the second material When,
A stress analysis unit that executes a stress analysis on the model of the composite material based on the load condition, the first temporary material constant, and the second material constant, and outputs an analysis result;
An error determination unit for determining whether an error between the test result and the analysis result is within a preset allowable range;
The error determination unit determines the first temporary material constant as the first material constant when the error is within the allowable range.
請求項1に記載の材料定数推定システムであって、
前記誤差判定部は、前記誤差が前記許容範囲内でない場合、前記誤差が前記許容範囲内でないことを示す信号を前記材料定数提供部に出力し、
前記材料定数提供部は、前記誤差が前記許容範囲内でないことを示す信号に基づいて、前記第1仮材料定数を第2仮材料定数へ変更する
材料定数推定システム。
The material constant estimation system according to claim 1,
When the error is not within the allowable range, the error determination unit outputs a signal indicating that the error is not within the allowable range to the material constant providing unit,
The material constant providing unit changes the first temporary material constant to a second temporary material constant based on a signal indicating that the error is not within the allowable range.
請求項2に記載の材料定数推定システムであって、
前記材料定数提供部は、前記解析結果が前記試験結果よりも大きい場合には、前記第1仮材料定数を一定の割合で減少させて前記第2仮材料定数を設定し、前記解析結果が前記試験結果よりも小さい場合には、前記第1仮材料定数を一定の割合で増加させて前記第2仮材料定数を設定する
材料定数推定システム。
The material constant estimation system according to claim 2,
The material constant providing unit sets the second temporary material constant by decreasing the first temporary material constant at a constant rate when the analysis result is larger than the test result, and the analysis result is A material constant estimation system that sets the second temporary material constant by increasing the first temporary material constant at a constant rate when the test result is smaller than the test result.
第1材料と第2材料とを含む第1複合材料に対して実行される、材料試験の第1負荷条件を提供するステップと、
前記第1負荷条件に基づいて前記第1複合材料の第1試験を制御するステップと、
前記第1材料の未知である物性を表す第1材料定数として仮に設定された第1仮材料定数と、前記第2材料の既知である物性を表す第2材料定数とを提供するステップと、
前記第1負荷条件、前記第1仮材料定数、及び前記第2材料定数に基づいて、前記第1複合材料のモデルに対して第1応力解析を実行するステップと、
前記第1試験の試験結果と、前記第1応力解析の第1解析結果との第1誤差が、予め設定された前記第1試験に対応する許容範囲内であるか否かを判定するステップと、
前記第1誤差が前記第1試験に対応する許容範囲内の場合、前記第1仮材料定数を前記第1材料定数に決定するステップと
を具備する
材料定数推定方法。
Providing a first loading condition of material testing performed on a first composite material comprising a first material and a second material;
Controlling a first test of the first composite material based on the first load condition;
Providing a first temporary material constant provisionally set as a first material constant representing an unknown physical property of the first material and a second material constant representing a known physical property of the second material;
Performing a first stress analysis on a model of the first composite material based on the first load condition, the first temporary material constant, and the second material constant;
Determining whether a first error between the test result of the first test and the first analysis result of the first stress analysis is within a preset allowable range corresponding to the first test; ,
And determining the first temporary material constant as the first material constant when the first error is within an allowable range corresponding to the first test.
請求項4に記載の材料定数推定方法であって、
前記第1誤差が前記第1試験に対応する許容範囲内でない場合、前記第1材料定数として設定されている前記第1仮材料定数を、前記第2仮材料定数へ変更するステップと、
前記第1負荷条件、前記第2仮材料定数、及び前記第2材料定数に基づいて、前記第1複合材料のモデルに対して第2応力解析を実行するステップと、
前記第1試験の試験結果と、前記第2応力解析の第2解析結果との第2誤差が、前記第1試験に対応する許容範囲内であるか否かを判定するステップと、
前記第2誤差が前記第1試験に対応する許容範囲内の場合、前記第2仮材料定数を前記第1材料定数に決定するステップと
を更に具備する
材料定数推定方法。
The material constant estimation method according to claim 4,
When the first error is not within an allowable range corresponding to the first test, changing the first temporary material constant set as the first material constant to the second temporary material constant;
Performing a second stress analysis on the model of the first composite material based on the first load condition, the second temporary material constant, and the second material constant;
Determining whether a second error between the test result of the first test and the second analysis result of the second stress analysis is within an allowable range corresponding to the first test;
And determining the second temporary material constant as the first material constant when the second error is within an allowable range corresponding to the first test.
請求項5に記載の材料定数推定方法であって、
前記第2仮材料定数へ変更するステップは、
前記解析結果が前記試験結果よりも大きい場合には、前記第1仮材料定数を一定の割合で減少させて前記第2仮材料定数を設定するステップと、
前記解析結果が前記試験結果よりも小さい場合には、前記第1仮材料定数を一定の割合で増加させて前記第2仮材料定数を設定するステップ
を含む
材料定数推定方法。
The material constant estimation method according to claim 5,
The step of changing to the second temporary material constant is:
If the analysis result is greater than the test result, reducing the first temporary material constant at a constant rate to set the second temporary material constant;
A method of estimating a material constant, comprising: setting the second temporary material constant by increasing the first temporary material constant at a constant rate when the analysis result is smaller than the test result.
請求項4乃至6に記載の材料定数推定方法であって、
前記第1材料と前記第2材料と第3材料とを含む第2複合材料に対して実行される、材料試験の第2負荷条件を提供するステップと、
前記第2負荷条件に基づいて前記第2複合材料の第2試験を制御するステップと、
前記第3材料の未知である物性を表す第3材料定数として仮に設定された第3仮材料定数と、前記第1材料の前記第1材料定数と、前記第2材料の前記第2材料定数とを提供するステップと、
前記第2負荷条件、前記第3仮材料定数、前記第1材料定数及び前記第2材料定数に基づいて、前記第2複合材料のモデルに対して第3応力解析を実行するステップと、
前記第2試験の試験結果と、前記第3応力解析の第3解析結果との第3誤差が、予め設定された前記第2試験に対応する許容範囲内であるか否かを判定するステップと、
前記第3誤差が前記第2試験に対応する許容範囲内の場合、前記第3仮材料定数を前記第3材料定数に決定するステップと
を更に具備する
材料定数推定方法。
The material constant estimation method according to any one of claims 4 to 6,
Providing a second loading condition for material testing performed on a second composite material comprising the first material, the second material, and a third material;
Controlling a second test of the second composite material based on the second load condition;
A third temporary material constant temporarily set as a third material constant representing an unknown physical property of the third material, the first material constant of the first material, and the second material constant of the second material. Providing steps, and
Performing a third stress analysis on the model of the second composite material based on the second load condition, the third temporary material constant, the first material constant, and the second material constant;
Determining whether a third error between the test result of the second test and the third analysis result of the third stress analysis is within an allowable range corresponding to the second test set in advance; ,
And determining a third temporary material constant as the third material constant when the third error is within an allowable range corresponding to the second test.
請求項7に記載の材料定数推定方法であって、
前記第3誤差が前記第2試験に対応する許容範囲内でない場合、前記第3材料定数として設定されている前記第3仮材料定数を、前記第4仮材料定数へ変更するステップと、
前記第2負荷条件、前記第4仮材料定数、前記第1材料定数及び前記第2材料定数に基づいて、前記第2複合材料のモデルに対して第4応力解析を実行するステップと、
前記第2試験の試験結果と、前記第4応力解析の第4解析結果との第4誤差が、前記第2試験に対応する許容範囲内であるか否かを判定するステップと、
前記第4誤差が前記第2試験に対応する許容範囲内の場合、前記第4仮材料定数を前記第3材料定数に決定するステップと
を更に具備する
材料定数推定方法。
The material constant estimation method according to claim 7,
When the third error is not within an allowable range corresponding to the second test, changing the third temporary material constant set as the third material constant to the fourth temporary material constant;
Performing a fourth stress analysis on the model of the second composite material based on the second load condition, the fourth temporary material constant, the first material constant, and the second material constant;
Determining whether a fourth error between the test result of the second test and the fourth analysis result of the fourth stress analysis is within an allowable range corresponding to the second test;
A step of determining the fourth temporary material constant as the third material constant when the fourth error is within an allowable range corresponding to the second test;
第1材料と第2材料とを含む第1複合材料に対して実行される、材料試験の第1負荷条件を提供するステップと、
前記第1負荷条件に基づいて前記第1複合材料の第1試験を制御するステップと、
前記第1材料の未知である物性を表す第1材料定数として仮に設定された第1仮材料定数と、前記第2材料の既知である物性を表す第2材料定数とを提供するステップと、
前記第1負荷条件、前記第1仮材料定数、及び前記第2材料定数に基づいて、前記第1複合材料のモデルに対して第1応力解析を実行するステップと、
前記第1試験の試験結果と、前記第1応力解析の第1解析結果との第1誤差が、予め設定された前記第1試験に対応する許容範囲内であるか否かを判定するステップと、
前記第1誤差が前記第1試験に対応する許容範囲内の場合、前記第1仮材料定数を前記第1材料定数に決定するステップと
を具備する材料定数推定方法を実現させるプログラムを記録した、コンピュータ読み取り可能な
記録媒体。
Providing a first loading condition of material testing performed on a first composite material comprising a first material and a second material;
Controlling a first test of the first composite material based on the first load condition;
Providing a first temporary material constant provisionally set as a first material constant representing an unknown physical property of the first material and a second material constant representing a known physical property of the second material;
Performing a first stress analysis on a model of the first composite material based on the first load condition, the first temporary material constant, and the second material constant;
Determining whether a first error between the test result of the first test and the first analysis result of the first stress analysis is within a preset allowable range corresponding to the first test; ,
When the first error is within an allowable range corresponding to the first test, a program for realizing a material constant estimation method including the step of determining the first temporary material constant as the first material constant is recorded. A computer-readable recording medium.
請求項9に記載の記録媒体であって、
前記材料定数推定方法は、
前記第1誤差が前記第1試験に対応する許容範囲内でない場合、前記第1材料定数として設定されている前記第1仮材料定数を、前記第2仮材料定数へ変更するステップと、
前記第1負荷条件、前記第2仮材料定数、及び前記第2材料定数に基づいて、前記第1複合材料のモデルに対して第2応力解析を実行するステップと、
前記第1試験の試験結果と、前記第2応力解析の第2解析結果との第2誤差が、前記第1試験に対応する許容範囲内であるか否かを判定するステップと、
前記第2誤差が前記第1試験に対応する許容範囲内の場合、前記第2仮材料定数を前記第1材料定数に決定するステップと
を更に具備する
記録媒体。
The recording medium according to claim 9, wherein
The material constant estimation method is:
When the first error is not within an allowable range corresponding to the first test, changing the first temporary material constant set as the first material constant to the second temporary material constant;
Performing a second stress analysis on the model of the first composite material based on the first load condition, the second temporary material constant, and the second material constant;
Determining whether a second error between the test result of the first test and the second analysis result of the second stress analysis is within an allowable range corresponding to the first test;
And a step of determining the second temporary material constant as the first material constant when the second error is within an allowable range corresponding to the first test.
請求項10に記載の記録媒体であって、
前記第2仮材料定数へ変更するステップは、
前記解析結果が前記試験結果よりも大きい場合には、前記第1仮材料定数を一定の割合で減少させて前記第2仮材料定数を設定するステップと、
前記解析結果が前記試験結果よりも小さい場合には、前記第1仮材料定数を一定の割合で増加させて前記第2仮材料定数を設定するステップ
を含む
記録媒体。
The recording medium according to claim 10,
The step of changing to the second temporary material constant is:
If the analysis result is greater than the test result, reducing the first temporary material constant at a constant rate to set the second temporary material constant;
A step of setting the second temporary material constant by increasing the first temporary material constant at a constant rate when the analysis result is smaller than the test result;
請求項9乃至11に記載の記録媒体であって、
前記材料定数推定方法は、
前記第1材料と前記第2材料と第3材料とを含む第2複合材料に対して実行される、材料試験の第2負荷条件を提供するステップと、
前記第2負荷条件に基づいて前記第2複合材料の第2試験を制御するステップと、
前記第3材料の未知である物性を表す第3材料定数として仮に設定された第3仮材料定数と、前記第1材料の前記第1材料定数と、前記第2材料の前記第2材料定数とを提供するステップと、
前記第2負荷条件、前記第3仮材料定数、前記第1材料定数及び前記第2材料定数に基づいて、前記第2複合材料のモデルに対して第3応力解析を実行するステップと、
前記第2試験の試験結果と、前記第3応力解析の第3解析結果との第3誤差が、予め設定された前記第2試験に対応する許容範囲内であるか否かを判定するステップと、
前記第3誤差が前記第2試験に対応する許容範囲内の場合、前記第3仮材料定数を前記第3材料定数に決定するステップと
を更に具備する
記録媒体。
The recording medium according to claim 9 to 11,
The material constant estimation method is:
Providing a second loading condition for material testing performed on a second composite material comprising the first material, the second material, and a third material;
Controlling a second test of the second composite material based on the second load condition;
A third temporary material constant temporarily set as a third material constant representing an unknown physical property of the third material, the first material constant of the first material, and the second material constant of the second material. Providing steps, and
Performing a third stress analysis on the model of the second composite material based on the second load condition, the third temporary material constant, the first material constant, and the second material constant;
Determining whether a third error between the test result of the second test and the third analysis result of the third stress analysis is within an allowable range corresponding to the second test set in advance; ,
And a step of determining the third temporary material constant as the third material constant when the third error is within an allowable range corresponding to the second test.
請求項12に記載の記録媒体であって、
前記材料定数推定方法は、
前記第3誤差が前記第2試験に対応する許容範囲内でない場合、前記第3材料定数として設定されている前記第3仮材料定数を、前記第4仮材料定数へ変更するステップと、
前記第2負荷条件、前記第4仮材料定数、前記第1材料定数及び前記第2材料定数に基づいて、前記第2複合材料のモデルに対して第4応力解析を実行するステップと、
前記第2試験の試験結果と、前記第4応力解析の第4解析結果との第4誤差が、前記第2試験に対応する許容範囲内であるか否かを判定するステップと、
前記第4誤差が前記第2試験に対応する許容範囲内の場合、前記第4仮材料定数を前記第3材料定数に決定するステップと
を更に具備する
記録媒体。
The recording medium according to claim 12,
The material constant estimation method is:
When the third error is not within an allowable range corresponding to the second test, changing the third temporary material constant set as the third material constant to the fourth temporary material constant;
Performing a fourth stress analysis on the model of the second composite material based on the second load condition, the fourth temporary material constant, the first material constant, and the second material constant;
Determining whether a fourth error between the test result of the second test and the fourth analysis result of the fourth stress analysis is within an allowable range corresponding to the second test;
And a step of determining the fourth temporary material constant as the third material constant when the fourth error is within an allowable range corresponding to the second test.
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