(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体または物体の各部位の応力値を計算し、
この応力値から、各部位の応力状態が引張りか圧縮かを判別し、
各部位に、前記判別結果に基づくクリープ特性値を付与し、
このクリープ特性値を使用して所定時間経過後のクリープ特性を解析する一連のステップを、前記所定時間の積算がトータルクリープ時間に達するまで繰り返し、前記トータルクリープ時間経過後に得られたクリープ特性の値をクリープ特性解析値とすることを特徴とする樹脂成形品のクリープ特性解析方法。
【請求項２】
請求項１記載の樹脂成形品のクリープ特性解析方法において、前記クリープ特性の解析結果は、樹脂成形品の拘束条件または形状の決定に反映されることを特徴とする樹脂成形品のクリープ特性解析方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂成形品のクリープ特性解析方法の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、各種成形品のクリープ特性の解析方法としては、有限要素法によりべき乗則、双曲線側などのモデルに基づいてクリープ特性を解析する方法が周知である。
【０００３】
例えば、べき乗則の１つとして、特開平１１−１６６８８４号公報に記述されたように、下記ナッティングの式を使用する樹脂成形品の曲げクリープ特性の解析方法がある。
【数１】
ｄεcr／ｄｔ＝Ａσnｔm      ・・・（１）
（εcrは歪、σは応力、ｔは経過時間、
Ａ，ｎ，ｍは材質により規定される定数）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の樹脂成形品のクリープ特性の解析方法においては、解析対象である樹脂成形品の全ての部位に同じクリープ特性値例えば曲げ試験で得た１式のクリープ特性値を使用して計算しているので、クリープ特性を精度よく解析することができないという問題があった。これは、解析対象である樹脂成形品の形状には種々のものがあり、異なった形状あるいは締結条件を有する樹脂成形品の各部位の応力状態が多種多様であって、また、応力状態によってクリープ特性値も大きく異なり、全ての部位に同一のクリープ特性値を用いることは不適切だからである。
【０００５】
本発明は、上記従来の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、様々な形状、締結条件を有する実際の樹脂成形品について高い精度でクリープ特性を解析できる樹脂成形品のクリープ特性解析方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、樹脂成形品のクリープ特性解析方法であって、物体または物体の各部位の応力値を計算し、この応力値から、各部位の応力状態が引張りか圧縮かを判別し、各部位に、判別結果に基づくクリープ特性値を付与し、このクリープ特性値を使用して所定時間経過後のクリープ特性を解析する一連のステップを、前記所定時間の積算がトータルクリープ時間に達するまで繰り返し、前記トータルクリープ時間経過後に得られたクリープ特性の値をクリープ特性解析値とすることを特徴とする。
【０００７】
また、上記樹脂成形品のクリープ特性解析方法において、クリープ特性の解析結果は、樹脂成形品の拘束条件または形状の決定に反映されることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）を、図面に従って説明する。
【０００９】
樹脂成形品のクリープ特性を解析するには、解析対象である物体の各部位にクリープ特性値を与えることによって所定時間のクリープを計算する。例えば、図１に示す平板状の物体を解析対象として、有限要素を用いて解析する場合、通常その板厚方向に積分点を規定する。なお、有限要素法の他には、論理計算手法、有限差分法などがある。
【００１０】
図１に示された物体について、その板厚方向に板が上に凸となるような曲げを生じさせた場合、板厚方向上側の積分点（●で表示）では引張応力状態となり、板厚方向下側の積分点（○で表示）では圧縮応力状態となる。
【００１１】
図２には、応力状態が引張り、圧縮、代表的な曲げの場合の樹脂成形品のクリープ特性値が所定時間経過後の「クリープひずみ」として示される。図２に示されるように、解析対象物体が樹脂成形品である場合には、各応力状態によりクリープ特性値が大きく異なる。このため、応力状態がいずれであるかを考えず、全ての積分点に引張り、圧縮、代表的な曲げのうちのいずれか１つの特性値を与えると、クリープ特性の解析結果に大きな誤差が生じることになる。そこで、本発明においては、各積分点の応力を算出し、これが引張りであるか圧縮であるかを判断し、これに応じたクリープ特性値を各積分点に与えることにより、高精度なクリープ特性の解析を実現している。なお、曲げの場合には、図１に示されるように引張応力あるいは圧縮応力のいずれかとなるので、特に曲げのクリープ特性値を使用する必要がなくなる。
【００１２】
図３には、本発明に係る樹脂成形品のクリープ特性解析方法の一実施形態が示される。図３において、有限要素法で解析する場合にはまず解析対象物体に規定された各積分点の主応力値を読み込む（第１段階）。
【００１３】
次に、上記主応力値から各積分点の静水圧応力σmを算出する。このσmが正である場合には応力状態が引張応力であると判断し、σmが負である場合には応力状態が圧縮応力であると判断する。なお、σmが０である場合には、圧縮でも引張りでもないが、計算の便宜上圧縮または引張りのいずれかとして扱うこともできる。σmが０なので、ひずみも０となり、いずれにしても結果は変わらないからである（第２段階）。
【００１４】
応力状態が引張応力と判断された場合には、その積分点にクリープ特性のうち引張特性値を付与する。また、積分点の応力状態が圧縮応力と判断された場合には、その積分点には圧縮特性値を付与する（第３段階）。
【００１５】
以上のようにして各積分点にクリープ特性値が付与された後、それぞれのクリープ特性値を使用して所定時間（Δｔ時間）経過後のクリープを計算する（第４段階）。
【００１６】
以上の第１段階から第４段階までの過程を、トータルクリープ時間ｔに到達するまで繰り返し、第４段階の算出値の積算値として時間ｔ経過後のクリープを算出する（第５段階）。以上のようにしてクリープ計算が終了する。
【００１７】
上述した本実施形態に係る樹脂成形品のクリープ特性解析方法では、各積分点の応力状態を判断し、その応力状態に対応したクリープ特性値を使用してクリープ計算を行うので、全ての積分点に１種類のクリープ特性値を付与する場合に比べて、クリープ特性の解析精度を向上させることができる。
【００１８】
図４には、上述した本実施形態に係る樹脂成形品のクリープ特性解析方法の効果を検証するための樹脂製バンパが示される。図４におけるＡ〜Ｈの８点を測定点として選び、それぞれの熱変形の変位量の解析を行った。その結果が図５に示される。図５においては、横軸に測定点が示され、縦軸に各測定点ごとの変位量が示される。また、図５では、●で変位量の実測値が示され、△で本実施形態に係る方法により算出した変位量が示され、◇で従来法、すなわち曲げ試験で得た１式のクリープ特性値を使用した場合の変位量の算出結果が示される。図５からわかるように、本実施形態に係る方法では、実測値に極めて近い結果が得られた。これに対して、従来法では実測値からの差が大きくなった。
【００１９】
このような、本実施形態に係る樹脂成形品のクリープ特性解析方法の解析結果を、製品となる樹脂成形品の拘束条件または形状の決定に反映させれば、製品が完成する前に高精度で製品の性能予測を行うことができる。また、上記解析結果に基づいて、より完成度の高い設計も可能となる。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、樹脂成形品のクリープ特性の解析を行う場合に、各積分点の応力状態に応じたクリープ特性値を付与するので、クリープ特性の解析精度を向上させることができる。
【００２１】
また、上記解析方法により得られた結果を、拘束条件または形状の決定に反映させれば、対象物のない段階で性能予測を精度よく行うことができる。さらに、対象物の図面の完成度を向上させることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  クリープ特性の解析対象の例を示す図である。
【図２】  樹脂成形品のクリープ特性値の例を示す図である。
【図３】  本発明に係る樹脂成形品のクリープ特性解析方法の一実施形態を示す図である。
【図４】  図３に示されたクリープ特性の解析方法の検証に使用した樹脂製バンパを示す図である。
【図５】  図４に示された樹脂製バンパのクリープ特性の解析結果を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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