WO2013058155A1 - フィラー配合材料のシミュレーションモデル生成方法 - Google Patents

フィラー配合材料のシミュレーションモデル生成方法 Download PDF

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正登 内藤
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住友ゴム工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a method for generating a simulation model of a filler compounding material that can generate a simulation model easily and in a short time using a computer from a filler compounding material in which a filler is dispersed and mixed in a matrix.
  • filler compounded material for example, carbon reinforced rubber
  • filler for example, carbon black
  • a matrix for example, rubber
  • FIG. 8 visualizes an example of the simulation model a as described above.
  • the simulation model a is typically formed of a filler model b representing a filler, a small-thickness interface model c formed outside the filler model b, an outside of the interface model c, and A matrix model d representing the matrix.
  • the physical layer like the interface model c is not clearly formed.
  • the portion of the matrix that is in contact with the filler exhibits different physical property values than other different portions. Based on such knowledge, the interface model c is often adopted.
  • Patent Document 1 a simulation model a is automatically generated including the following steps s1 to s6.
  • s1 A step of acquiring an image including a matrix and a filler from the filler compounding material.
  • s2 A step of extracting a filler edge from the image.
  • s3 After extracting the edge, an offset with a predetermined thickness outside the edge is performed.
  • Step s4) dividing the inner region of the edge into elements and defining a set of them as a filler model s5) dividing the outer region of the contour into elements and collecting the sets S6) dividing the region between the contour line and the edge into elements and defining the aggregate as an interface model having physical property values different from the matrix model
  • the contour shape of the filler includes not only a single particle having a simple spherical shape, but also a complicated shape in which a plurality of particles are connected to form a tuft tuft as shown in FIG.
  • the filler f having a complicated shape is placed outside the edge e of the filler f.
  • the contour lines g1 and g2 offset by the predetermined thickness z are set, the contour lines g1 and g2 may cross each other particularly at the corner k of the edge e.
  • the present invention has been devised in view of the above problems, and defines a boundary for dividing the simulation model formation space into a filler region and a region other than the filler, and the filler region is defined as a finite number of elements.
  • Set the filler model by dividing the area into non-filler areas, divide the area other than the filler into a finite number of elements, and set at least the elements that are in contact with the filler model as the interface model.
  • a method for generating a filler compound material simulation model that can generate a filler compound material simulation model easily and in a short period of time is based on setting elements outside the interface model as matrix elements among the elements in the region This is the main purpose.
  • the invention according to claim 1 of the present invention is a method for generating a simulation model of a filler compounded material in which a filler is dispersed and mixed in a matrix using a computer, and the formation space of the simulation model is A step of dividing the filler region and a region other than the filler and defining the boundary thereof, a step of setting the filler model by dividing the filler region into a finite number of elements, and a region other than the filler being a finite number of elements A step of setting at least an element in contact with the filler model as an interface model among elements in a region other than the filler, and an outside of the interface model among elements in a region other than the filler Including the step of setting the elements of as a matrix model
  • the step of setting the interface model it is desirable to set at least an element in contact with the filler model and an element in contact with the outside as an interface model.
  • the interface model has different physical properties than the matrix model.
  • a step of dividing a formation space of the simulation model into a region of the filler and a region other than the filler, and defining a boundary between them, the filler region is a finite number of elements
  • a step of setting an element outside the interface model as a matrix element among elements in a region other than the filler Therefore, when setting the interface model, it is sufficient for the computer to simply extract only the elements that are in contact with the filler model from the elements in the region other than the filler. it can. Note that the thickness of the interface model can be freely set.
  • FIG. 2 It is a flowchart which shows embodiment of this invention. It is an example of the image which extracted the boundary which divides the formation space of a simulation model into the area
  • the filler compounding material includes carbon reinforced rubber in which carbon is dispersed and compounded in rubber, and a procedure for generating a two-dimensional (single plane) simulation model is described. This procedure is performed using a computer device (not shown).
  • FIG. 1 shows an example of the processing procedure of the simulation model generation method of the present embodiment.
  • the simulation model formation space is divided into a filler region and a region other than the filler, and these boundaries are set (step S1).
  • FIG. 2 shows a rectangular two-dimensional space j having a predetermined size as a simulation model forming space.
  • the two-dimensional space j constitutes a microscopic structure (also referred to as a unit cell) as a minimum unit of the simulation model.
  • the two-dimensional space j is divided into a filler region 2 and a region 3 other than the filler. Thereby, the boundary E which divides these areas 2 and 3 is set.
  • the filler region 2 is defined as four regions 2a to 2d spaced apart from each other. These four filler regions 2a to 2d are surrounded by boundaries (boundary lines) Ea to Ed connecting arcs. Thus, the four filler regions 2a to 2d are all closed spaces.
  • the region 3 other than the filler is specified as a region outside the boundaries Ea to Ed in the two-dimensional space j.
  • boundaries Ea to Ed may be acquired by any method.
  • the boundaries Ea to Ed can be obtained by performing known image processing on the microscopic image of the actual filler compounding material. For example, a microscope image containing matrix rubber and carbon is obtained using a TEM, etc., and this image is converted into raster data (however, this processing is not necessary if direct digital data is obtained), and noise is removed if necessary.
  • a filler edge can be extracted from the rasterized image. The extracted edges correspond to the boundaries Ea to Ed.
  • the edge (boundary) is not continuous, it is preferable that the discontinuous portion of the edge is subjected to processing that is continued by, for example, interpolation processing.
  • the filler area 2 a to 2 d is divided into a finite number of elements 4 a to set the filler model 4. Further, the region 3 other than the filler is also divided into a finite number of elements 5a (steps S2 and S3). Any of these processes may be performed first.
  • Dividing the filler regions 2a to 2d and the non-filler regions 3 into the closed spaces by a finite number of small elements 4a to 5a uses various application software. Done.
  • the shape of the elements 4a to 5a is preferably a triangle or a quadrangle.
  • the size of each element 4a to 5a is determined in advance in accordance with, for example, the purpose of analysis, and can be processed accordingly. After the division, information such as node coordinates, element numbers, and element shapes of all the elements 4a and 5a is stored in the computer device.
  • Set filler model 4 is information that can identify that the element 4a corresponding to filler model 4 is an element constituting filler model 4 among the elements stored in the computer. Means that it can be distinguished from other elements.
  • step S4 the process of setting the element 6a in contact with the filler model 4 as the interface model 6 is performed (step) S4).
  • the node coordinates of all the elements are stored in the computer, and the elements constituting the filler model 4 can be identified therein. Therefore, the computer can quickly extract an element in contact with the filler model 4 based on these pieces of information and set it as the interface model 6.
  • the “element 6a in contact with the filler model 4” is an element sharing a side or a node with the element 4a constituting the filler model 4. Moreover, in this embodiment, since the filler model 4 has the continuous edge (contour line) surrounding a closed space, the element 4a which touches it, ie, an interface model, becomes a cyclic
  • Set as the interface model 6 means information that can identify that an element corresponding to the interface model 6 is an element constituting the interface model 6 among the elements stored in the computer. In addition, it means that it can be distinguished from other elements.
  • step S ⁇ b> 5 processing for setting the element 7 a outside the interface model 6 among the elements in the region 3 other than the filler as the matrix model 7 is performed.
  • a simulation model 10 is generated in which the two-dimensional space j is divided into a filler model 4, a matrix model 7, and an interface model 6 between them.
  • each element 4a of the filler model 4, each element 6a of the interface model 6, and each element 7a of the matrix model 7 are defined as physical parameters such as density and elastic modulus as calculation parameters, respectively.
  • each element 6a constituting the interface model 6 is defined with a physical property different from that of the matrix model 7, for example, a physical property harder than the matrix model 7 or a physical property with a larger tan ⁇ .
  • the simulation model 10 generated through the above processing is very close to the actual carbon contour shape and dispersion state. Therefore, the calculation result in the simulation becomes closer to that of the actual product, and a great improvement in simulation accuracy can be expected.
  • the generation process of the simulation model 10 can be executed by continuous automatic processing by a computer even if the filler has a complicated contour shape such as an inset corner. It can be carried out.
  • the two-dimensional simulation model 10 is shown.
  • the above process is repeated in the thickness direction of the carbon reinforced rubber, and the three-dimensional simulation model is supplemented between them. It can also be generated.
  • the thickness of the interface model 6 is generally considered to be about 1 to 10 nanometers.
  • the thickness of the interface model 6 can be freely set according to the size of the element a.
  • the element 6a in contact with the filler model 4 and the element 6b in contact with the outside can be further set as an interface model.
  • the present invention can be used to generate a simulation model such as a rubber composition or various elastomers using silica as a filler in addition to the carbon reinforced rubber.

Abstract

　フィラー配合材料のシミュレーションモデルを、コンピュータを用いて簡単かつ短時間で生成する。マトリックス中にフィラーが分散配合されたフィラー配合材料のシミュレーションモデルをコンピュータを用いて生成するための方法であって、シミュレーションモデルの形成空間を、前記フィラーの領域とフィラー以外の領域とに区分し、これらの境界を定めるステップＳ１、前記フィラーの領域を有限個の要素に分割してフィラーモデルを設定するステップＳ２、前記フィラー以外の領域を有限個の要素に分割するステップＳ３、前記フィラー以外の領域の要素のうち、少なくとも前記フィラーモデルに接触している要素を界面モデルとして設定するステップＳ４、及び前記フィラー以外の領域の要素のうち、前記界面モデルの外側の要素をマトリックスモデルとして設定するステップＳ５を含むことを特徴とする。

Description

フィラー配合材料のシミュレーションモデル生成方法
　本発明は、マトリックス中にフィラーが分散して配合されたフィラー配合材料から、そのシミュレーションモデルを、コンピュータを用いて簡単かつ短時間で生成しうるフィラー配合材料のシミュレーションモデル生成方法に関する。
　近年、マトリックス（例えばゴム）中にフィラー（例えばカーボンブラック）が分散して配合されたフィラー配合材料（例えばカーボン補強ゴム）の変形挙動、応力又は歪分布状態などを評価するために、コンピュータシミュレーションによる解析が行われている。コンピュータシミュレーションを行うためには、上述のフィラー配合材料について、例えば有限要素法などの数値解析法で取り扱いが可能なシミュレーションモデルを準備する必要がある。
　図８には、上記のようなシミュレーションモデルａの一例が視覚化して示されている。シミュレーションモデルａは、典型的には、フィラーを表現しているフィラーモデルｂと、該フィラーモデルｂの外側に形成された小厚さの界面モデルｃと、該界面モデルｃの外側に形成されかつマトリックスを表現しているマトリックスモデルｄとを含む。
　実際の材料において、界面モデルｃのような物理的な層は、明確に形成されているものではない。しかし、マトリックスのうち、フィラーと接触している部分は、異なる他の部分に比べて、異なる物性値を示すことが知られている。このような知見に基づき、界面モデルｃが採用されることが多い。
　本件出願人は、上記シミュレーションモデルａを、コンピュータを用いて生成する方法として、既に、下記特許文献１を提案している。該特許文献１では、次のステップｓ１乃至ｓ６を含んで、シミュレーションモデルａを自動生成する。
　ｓ１）フィラー配合材料から、マトリックス及びフィラーを含んだ画像を取得するステップ
　ｓ２）前記画像からフィラーのエッジを抽出するステップ
　ｓ３）前記エッジを抽出した後、エッジの外側に予め定めた厚さでオフセットされた輪郭線を設定するステップ
　ｓ４）前記エッジの内側領域を要素に分割し、それらの集合体をフィラーモデルとして定義するステップ
　ｓ５）前記輪郭線の外側領域を要素に分割し、それらの集合体をマトリックスモデルとして定義するステップ
　ｓ６）前記輪郭線と前記エッジとの間の領域を要素に分割し、それらの集合体を、マトリックスモデルとは異なる物性値の界面モデルとして定義するステップ
特許第４６９５３９９号公報
　しかしながら、上記方法では、次のような問題がある。即ち、フィラーの輪郭形状は単純な球形をなす単一の粒子のみならず、図８に示したように、複数の粒子が連結して葡萄の房状をなす複雑なものが含まれる。このため、例えば、ステップｓ３を終えた状態を示す図９、及び、そのＡ部拡大図である図１０に示されるように、複雑な形状のフィラーｆに関しては、フィラーｆのエッジｅの外側に所定厚さｚでオフセットされた輪郭線ｇ１、ｇ２を設定した場合、特にエッジｅの入隅部ｋでは、輪郭線ｇ１、ｇ２が交差する場合がある。このような現象が生じると、コンピュータで上記ステップｓ４及びｓ６を実行することが困難になり、処理が中断されることがある。このような場合、界面モデルの輪郭線ｇ１、ｇ２は、手作業で修正される必要がある。従って、シミュレーションモデルの作成作業に多くの時間が必要になるという問題があった。

　本発明は、以上のような問題点に鑑み案出なされたもので、シミュレーションモデルの形成空間を、フィラーの領域とフィラー以外の領域とに区分する境界を定め、フィラーの領域を有限個の要素に分割してフィラーモデルを設定し、フィラー以外の領域を有限個の要素に分割し、フィラー以外の領域の要素のうち、少なくともフィラーモデルに接触している要素を界面モデルとして設定し、フィラー以外の領域の要素のうち、界面モデルの外側の要素をマトリックス要素として設定することを基本として、フィラー配合材料のシミュレーションモデルを簡単かつ短時間で生成しうるフィラー配合材料のシミュレーションモデル生成方法を提供することを主たる目的としている。
　本発明のうち請求項１記載の発明は、マトリックス中にフィラーが分散配合されたフィラー配合材料のシミュレーションモデルを、コンピュータを用いて生成するための方法であって、シミュレーションモデルの形成空間を、前記フィラーの領域とフィラー以外の領域とに区分し、これらの境界を定めるステップ、前記フィラーの領域を有限個の要素に分割してフィラーモデルを設定するステップ、前記フィラー以外の領域を有限個の要素に分割するステップ、前記フィラー以外の領域の要素のうち、少なくとも前記フィラーモデルに接触している要素を界面モデルとして設定するステップ、及び、前記フィラー以外の領域の要素のうち、前記界面モデルの外側の要素をマトリックスモデルとして設定するステップを含むことを特徴とする。
　また、前記界面モデルを設定するステップは、少なくとも、前記フィラーモデルに接触している要素、及び、その外側に接触している要素を、界面モデルとして設定することが望ましい。
　また、前記界面モデルは、前記マトリックスモデルと異なる物性が定義されることが望ましい。
　本発明のフィラー配合材料のシミュレーションモデル生成方法では、シミュレーションモデルの形成空間を、前記フィラーの領域とフィラー以外の領域とに区分し、これらの境界を定めるステップ、前記フィラーの領域を有限個の要素に分割してフィラーモデルを設定するステップ、前記フィラー以外の領域を有限個の要素に分割するステップ、前記フィラー以外の領域の要素のうち、少なくとも前記フィラーモデルに接触している要素を界面モデルとして設定するステップ、及び前記フィラー以外の領域の要素のうち、前記界面モデルの外側の要素をマトリックス要素として設定するステップを含んでいる。従って、界面モデルを設定する際、コンピュータは、単純に、フィラー以外の領域の要素の中から、フィラーモデルに接触している要素のみを抽出すれば足りるので、簡単に界面モデルを設定することができる。なお、界面モデルの厚さは、自在に設定され得る。
本発明の実施形態を示すフローチャートである。 シミュレーションモデルの形成空間を、フィラーの領域とフィラー以外の領域とに区分する境界を抽出した画像の一例である。 図２の各領域を有限個の要素に分割した状態を示す線図である。 フィラーモデルに接触している要素を界面モデルとして設定するステップを説明する部分拡大図である。 界面モデルの外側の要素をマトリックスモデルとして設定するステップを説明する部分拡大図である。 本実施形態のシミュレーションモデルを示す線図である。 他の実施形態のシミュレーションモデルを示す線図である。 従来のシミュレーションモデルを示す線図である。 フィラーのエッジ、及び、オフセットされた輪郭線を示す線図である。 図９のＡ部拡大図である。
　以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
　本実施形態では、フィラー配合材料として、ゴムにカーボンが分散配合されたカーボン補強ゴムが挙げられ、その二次元（単一平面）のシミュレーションモデルを生成する手順が説明される。この手順は、図示しないコンピュータ装置を用いて行われる。
　図１には、本実施形態のシミュレーションモデルの生成方法の処理手順の一例が示されている。本実施形態の生成方法では、先ず、シミュレーションモデルの形成空間が、フィラーの領域とフィラー以外の領域とに区分され、これらの境界が設定される（ステップＳ１）。
　図２には、シミュレーションモデルの形成空間として、予め定められた所定の大きさの矩形の２次元空間ｊが示される。本実施形態において、この２次元空間ｊは、シミュレーションモデルの最小単位としての微視構造（ユニットセルとも呼ばれる。）を構成している。この２次元空間ｊは、フィラーの領域２とフィラー以外の領域３とに区分される。これにより、これらの領域２及び３を区画する境界Ｅが設定される。
　本実施形態において、フィラーの領域２は、互いに離間した４つの領域２ａ乃至２ｄが定義されている。これらの４つのフィラーの領域２ａ乃至２ｄは、円弧を連ねた境界（境界線）Ｅａ乃至Ｅｄで囲まれている。これにより、４つのフィラーの領域２ａ乃至２ｄは、いずれも閉じた空間とされる。
　前記フィラー以外の領域３は、前記２次元空間ｊのうち、境界Ｅａ乃至Ｅｄの外側の領域として特定される。
　このような境界Ｅａ乃至Ｅｄは、いかなる方法で取得されても良い。好ましくは、実際のフィラー配合材料の顕微鏡画像に、公知の画像処理を施すことにより、境界Ｅａ乃至Ｅｄを取得することができる。例えば、マトリックスゴム及びカーボンを含んだ顕微鏡画像を、ＴＥＭ等を利用して取得し、この画像をラスターデータ化し（ただし、直接デジタルデータが得られる場合はこの処理は不要）、必要によりノイズを除去し、このラスター化された画像に対してフィラーのエッジを抽出する処理を行うことができる。この抽出されたエッジは、前記境界Ｅａ乃至Ｅｄに相当する。なお、エッジ（境界）が連続していない場合、そのエッジの不連続部は、例えば補間処理等によって連続させる処理が行われるのが好ましい。
　次に、本実施形態では、図３に示されるように、フィラーの領域２ａ乃至２ｄを、有限個の要素４ａに分割してフィラーモデル４を設定する。また、フィラー以外の領域３についても、有限個の要素５ａに分割する（ステップＳ２及びＳ３）。これらの処理は、いずれが先に行われても良い。
　前記各閉空間であるフィラーの領域２ａ乃至２ｄ、及び、フィラー以外の領域３を、それぞれ有限個の小さな要素４ａ乃至５ａで分割すること（即ち、メッシュ化処理）は、種々のアプリケーションソフトを用いて行われる。要素４ａ乃至５ａの形状は、平面要素の場合、三角形又は四角形が望ましい。また、各要素４ａ乃至５ａの大きさは、例えば、解析の目的などに応じて、予め好ましい範囲が定められ、それに従って処理され得る。そして、分割後、全ての要素４ａ及び５ａの節点座標や要素番号、要素形状などの情報がコンピュータ装置に記憶される。
　また、「フィラーモデル４を設定する」とは、コンピュータに記憶されている前記要素のうち、フィラーモデル４に該当する要素４ａについて、該フィラーモデル４を構成する要素であることを識別しうる情報を付加して他の要素と識別可能とされることを意味する。
　次に、図４に示されるように、本実施形態では、フィラー以外の領域３の要素５ａのうち、フィラーモデル４に接触している要素６ａを界面モデル６として設定する処理が行われる（ステップＳ４）。全ての要素の節点座標は、コンピュータに記憶されており、かつ、その中で、フィラーモデル４を構成する要素も識別可能である。従って、コンピュータは、これらの情報に基づいて、フィラーモデル４に接触している要素を迅速に抽出し、界面モデル６として設定することができる。
　前記「フィラーモデル４に接触している要素６ａ」とは、フィラーモデル４を構成する要素４ａと辺又は節点を共有する要素である。また、本実施形態では、フィラーモデル４は、閉空間を囲む連続したエッジ（輪郭線）を有するので、それに接触する要素４ａ、即ち、界面モデルは、環状に連続するものとなる。
　また、「界面モデル６として設定する」とは、コンピュータに記憶されている前記要素のうち、界面モデル６に該当する要素について、該界面モデル６を構成する要素であることを識別しうる情報を付加して他の要素と識別可能とされることを意味する。
　次に、図５に示されるように、本実施形態では、フィラー以外の領域３の要素のうち、界面モデル６の外側の要素７ａをマトリックスモデル７として設定する処理が行われる（ステップＳ５）。この処理を行うことにより、図６に示されるように、２次元空間ｊが、フィラーモデル４、マトリックスモデル７及びこれらの間の界面モデル６に区分されたシミュレーションモデル１０が生成される。
　なお、フィラーモデル４の各要素４ａ、界面モデル６の各要素６ａ、及び、マトリックスモデル７の各要素７ａには、それぞれ、計算用のパラーメータとして、密度や弾性率といった物性値が定義され、コンピュータ装置に記憶される。特に、界面モデル６を構成する各要素６ａには、マトリックスモデル７とは異なる物性、例えば、マトリックスモデル７よりも硬い物性やｔａｎδの大きい物性が定義されることが望ましい。これにより、界面モデル６において、より大きなエネルギーロスを生じさせること、又は、変形し難くすることなど、実際のゴム材料で生じうる種々の変形形態をシミュレーションで精度良く再現することができる。
　以上のような処理を経て生成されたシミュレーションモデル１０は、実際のカーボンの輪郭形状及び分散状態と非常に近似する。従って、シミュレーションにおける計算結果が、より実物のそれに近くなり、シミュレーション精度の大幅な向上が期待できる。また、シミュレーションモデル１０の生成工程は、フィラーの輪郭形状が入隅等を有する複雑なものであっても、コンピュータによる連続自動処理で実行できるため、人間の作業工数を減じ、かつ、短時間で行うことができる。
　また、本実施形態では、２次元のシミュレーションモデル１０を示したが、例えば、上記の処理をカーボン補強ゴムの厚さ方向で繰り返して行い、かつ、それらの間を補って三次元のシミュレーションモデルを生成することも可能になる。

　また、カーボン配合ゴムの場合、界面モデル６の厚さは、一般的に、１～１０ナノメータ程度と考えられている。このような厚さに調整するために、界面モデル６の厚さは、要素ａの大きさに応じて自在に設定することができる。例えば、前記界面モデル６を設定するステップＳ４を、フィラーモデル４に接触している要素６ａ及びその外側に接触する要素６ｂをさらに界面モデルとして設定することができる。この際、外側に接触する要素の数を指定して厚さを変えることも可能である。これによれば、図７に示されるように、要素の大きさに応じて界面モデル６の厚さを大きくかつ自在に設定することができる。
　以上本発明の実施形態について説明したが、本発明は、カーボン補強ゴム以外にも、シリカをフィラーとしてゴム組成物や、各種のエラストマーなどのシミュレーションモデルの生成にも用いることができる。
ｊ　シミュレーションモデルの２次元空間
Ｅ、Ｅａ～Ｅｄ　境界
２、２ａ～２ｄ　フィラーの領域
３　フィラー以外の領域
４　フィラーモデル
４ａ～４ｄ　フィラーモデルを構成する要素
６　界面モデル
６ａ～６ｄ　界面モデルを構成する要素
７　マトリックスモデル
７ａ～７ｄ　マトリックスモデルを構成する要素
１０　シミュレーションモデル

Claims (4)

  1. 　マトリックス中にフィラーが分散配合されたフィラー配合材料のシミュレーションモデルを、コンピュータを用いて生成するための方法であって、
    　シミュレーションモデルの形成空間を、前記フィラーの領域とフィラー以外の領域とに区分し、これらの境界を定めるステップ、
    　前記フィラーの領域を有限個の要素に分割してフィラーモデルを設定するステップ、
    　前記フィラー以外の領域を有限個の要素に分割するステップ、
    　前記フィラー以外の領域の要素のうち、少なくとも前記フィラーモデルに接触している要素を界面モデルとして設定するステップ、及び
    　前記フィラー以外の領域の要素のうち、前記界面モデルの外側の要素をマトリックスモデルとして設定するステップを含むことを特徴とするフィラー配合材料のシミュレーションモデル生成方法。
  2. 　前記界面モデルを設定するステップは、前記フィラーモデルに接触している要素、及び、その外側に接触している要素を界面モデルとして設定する請求項１記載のフィラー配合材料のシミュレーションモデル生成方法。
  3. 　前記界面モデルを設定するステップは、少なくとも、前記フィラーモデルに接触している要素、及び、その外側に接触している要素を界面モデルとして設定する請求項１記載のフィラー配合材料のシミュレーションモデル生成方法。
  4. 　前記界面モデルは、前記マトリックスモデルと異なる物性が定義される請求項１乃至３のいずれかに記載のフィラー配合材料のシミュレーションモデル生成方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10303826B2 (en) 2013-10-07 2019-05-28 Sumitomo Rubber Industries, Ltd. Method for creating finite element model for filler-containing rubber
JP6492438B2 (ja) * 2014-07-24 2019-04-03 横浜ゴム株式会社 特定物質の解析用モデルの作成方法、特定物質の解析用モデルの作成用コンピュータプログラム、特定物質のシミュレーション方法及び特定物質のシミュレーション用コンピュータプログラム
JP6492439B2 (ja) * 2014-07-24 2019-04-03 横浜ゴム株式会社 特定物質の解析用モデルの作成方法、特定物質の解析用モデルの作成用コンピュータプログラム、特定物質のシミュレーション方法及び特定物質のシミュレーション用コンピュータプログラム

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007101499A (ja) * 2005-10-07 2007-04-19 Sumitomo Rubber Ind Ltd 粘弾性材料のシミュレーション方法
JP2008122154A (ja) * 2006-11-09 2008-05-29 Sumitomo Rubber Ind Ltd ゴム材料解析モデルの作成方法
JP4695399B2 (ja) 2005-01-11 2011-06-08 住友ゴム工業株式会社 フィラー配合材料のシミュレーションモデル生成方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3668238B2 (ja) 2003-10-17 2005-07-06 住友ゴム工業株式会社 ゴム材料のシミュレーション方法
JP4594043B2 (ja) * 2004-11-15 2010-12-08 住友ゴム工業株式会社 ゴム材料のシミュレーション方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4695399B2 (ja) 2005-01-11 2011-06-08 住友ゴム工業株式会社 フィラー配合材料のシミュレーションモデル生成方法
JP2007101499A (ja) * 2005-10-07 2007-04-19 Sumitomo Rubber Ind Ltd 粘弾性材料のシミュレーション方法
JP2008122154A (ja) * 2006-11-09 2008-05-29 Sumitomo Rubber Ind Ltd ゴム材料解析モデルの作成方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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