(57)【要約】【課題】ＲＴＭ成形、特にギャップＲＴＭ成形に適した、設計現場において実務レベルで活用できる流体の流動挙動の数値解析方法を提供する。【解決手段】金型により圧縮される空間である圧縮部と、流体が含浸する基材部を有する金型空間における流体の注入と圧縮による流動、および含浸流動を数値解析する方法であって、前記圧縮部を微小要素に分割する際に圧縮の進行とともに肉厚の変化する２次元微小要素、または、圧縮の進行とともに頂点の移動する圧縮方向に対して単層の３次元微小要素の少なくとも一方を用いて分割する圧縮部分割工程と、前記基材部を微小要素に分割する際に３次元微小要素を用いて分割する基材部分割工程と、前記微小要素を用いて金型内を流動する流体の流動挙動を解析する流動解析工程を有する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型により圧縮される空間である圧縮部と、流体が含浸する基材部を有する金型空間における流体の注入と圧縮による流動、および含浸流動を数値解析する方法であって、
前記圧縮部を微小要素に分割する際に圧縮の進行とともに肉厚の変化する２次元微小要素、または、圧縮の進行とともに頂点の移動する圧縮方向に対して単層の３次元微小要素の少なくとも一方を用いて分割する圧縮部分割工程と、
前記基材部を微小要素に分割する際に３次元微小要素を用いて分割する基材部分割工程と、
前記微小要素を用いて金型内を流動する流体の流動挙動を解析する流動解析工程を有することを特徴とする流体の流動挙動の数値解析方法。
【請求項２】
前記圧縮部の微小要素と前記基材部の微小要素の間の流体の移動は、前記圧縮部と前記基材部の微小要素の少なくとも一部の頂点間を連結する１次元要素、または３次元要素のいずれか一方を介することを特徴とする、請求項１に記載の流体の流動挙動の数値解析方法。
【請求項３】
請求項１の数値解析方法をコンピュータに実行させることを特徴とする、コンピュータソフトウェア。
【請求項４】
請求項３のコンピュータソフトウェアが搭載されていることを特徴とする、数値解析装置。
【請求項５】
請求項３のコンピュータソフトウェアが記憶されていることを特徴とする、記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、含侵対象である基材を含んだ流体の流動挙動の数値解析方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂製品において軽量化と強度を両立させるための成形方法としてＲＴＭ成形が知られている。ＲＴＭ成形とは、あらかじめ製品形状に賦形した織物状の繊維基材（主に炭素繊維）を金型内に配置して、樹脂を金型内に注入し、基材に含浸させて複合材料を成形する方法である。
【０００３】
ＲＴＭ成形の一形態として、ギャップＲＴＭ成形という成形方法が実用化されている。ギャップＲＴＭ成形とは金型を十分に開いた状態で樹脂を注入し、空間部へ概ね樹脂が充填したタイミングで金型を閉じ、型で圧縮することにより基材へ樹脂を含浸させる成形方法である。
【０００４】
通常のＲＴＭ成形では基材内に樹脂が含浸し辛いため成形に時間がかかるが、ギャップＲＴＭ成形は金型による圧縮で基材への含浸を加速させるため成形時間が短くすることができる。
【０００５】
ＲＴＭ成形においては樹脂注入位置や金型内の排気位置の設計に樹脂流動解析による予測が不可欠である。従来、ＲＴＭ成形では特許文献１のような樹脂流動解析方法が知られている（特許文献１参照）また、全体を３次元の微小要素で構成し、空間部と基材部を指定する方法も知られている（たとえば、非特許文献１参照）。非特許文献１では空間部の微小要素が圧縮の進行に伴って既圧縮部へ変化し、空間部から除外されることで圧縮の進行による空間部の変化を表現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１６８３００号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】１７ｔｈ  ＥＵＲＯＰＥＡＮ  ＣＯＮＦＥＲＥＮＣＥ  ＯＮ  ＣＯＭＰＯＳＩＴＥ  ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ発表「ＶＩＳＵＡＬＩＺＡＴＩＯＮ  ＥＸＰＥＲＩＭＥＮＴ  ＡＮＤ  ＮＵＭＥＲＩＣＡＬ  ＳＩＭＵＬＡＴＩＯＮ  ＯＦ  ＬＩＱＵＩＤ  ＩＭＰＲＥＧＮＡＴＩＯＮ  ＷＩＴＨ  ＲＡＣＥ−ＴＲＡＣＫＩＮＧ  ＦＯＲ  ＲＴＭ  ＰＲＯＣＥＳＳ  ＣＬＡＲＩＦＩＣＡＴＩＯＮ」（本田技術研究所、東レエンジニアリング共同発表）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１の技術についてはギャップＲＴＭ成形で重要となる圧縮方向の樹脂の流れ、圧縮方向の基材への含浸を想定しておらず、ギャップＲＴＭ成形の数値解析手法には適さない。また、特許文献１の技術では圧縮部を考慮することができない。
【０００９】
また、非特許文献１については、３次元での解析となるため圧縮方向の樹脂の流れは考慮できるが、圧縮の進行に伴い微小要素が空間部から既圧縮部へ変化する様を表現するため、圧縮方向に膨大な微小要素を生成する必要がある。このためデータのハンドリングが煩雑になる、メモリや記憶容量など膨大な計算リソースを要する、計算時間がかかるという課題がある。
【００１０】
本願発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、本願発明の１つの目的は、ＲＴＭ成形、特にギャップＲＴＭ成形に適した、設計現場において実務レベルで活用できる数値解析方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本願発明に関わる流体の流動挙動の数値解析方法によれば、金型により圧縮される空間である圧縮部と、流体が含浸する基材部を有する金型空間における流体の注入と圧縮による流動、および含浸流動を数値解析する方法であって、前記圧縮部を微小要素に分割する際に圧縮の進行とともに肉厚の変化する２次元微小要素、または、圧縮の進行とともに頂点の移動する圧縮方向に対して単層の３次元微小要素の少なくとも一方を用いて分割する圧縮部分割工程と、前記基材部を微小要素に分割する際に３次元微小要素を用いて分割する基材部分割工程と、前記微小要素を用いて金型内を流動する流体の流動挙動を解析する流動解析工程を有することを特徴とする流体の流動挙動の数値解析方法が提供される。
【００１２】
また、本願発明の別の態様によれば、前記圧縮部の微小要素と前記基材部の微小要素の間の流体の移動は、前記圧縮部と前記基材部の微小要素の少なくとも一部の頂点間を連結する１次元要素、または３次元要素のいずれか一方を介することを特徴とする、流体の流動挙動の数値解析方法が提供される。
【００１３】
本願発明の数値解析方法は、コンピュータソフトウェアとしてコンピュータにて実行させることができる。
【００１４】
また本願発明に関わる数値解析装置によれば、上記コンピュータソフトウェアを搭載することにより、コンピュータ上で上記数値解析方法を実行することができる。
【００１５】
また、本願発明に関わる記憶媒体によれば、上記コンピュータソフトウェアを記憶させることにより、コンピュータに上記コンピュータソフトウェアを読み出して実行させることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本願発明の数値解析方法によれば、圧縮部と基材部を含む空間が存在していて、注入と圧縮、含浸による流体の流動が同時に発生する流動場を安定して高速に解析することができる。
【００１７】
また、本願発明の数値解析方法によれば、圧縮部は金型による圧縮に応じて厚みが変化する２次元要素または圧縮に応じて頂点の変化する圧縮方向に対して単層の３次元要素とすることで、２次元要素の場合は圧縮方向の微小要素分割を無視でき、また、３次元要素の場合においても圧縮方向の微小要素を少なくできるため、高速で解析することができる。
【００１８】
さらに本願発明の数値解析方法によれば、上記のように圧縮部と基材部を分けて微小要素を生成し、２つの領域の間を一次元要素または３次元要素で接続すればよいため、圧縮部と基材部との境界の連続性を気にすることなく要素分割でき、モデル作成に要する時間が大幅に短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明による数値解析方法を実施するための構成例を示したブロック図である。
【図２】圧縮部と基材部を含んだ金型空間モデルの例を示した断面図である。
【図３】図２の金型空間モデルに対して微小要素による分割例を示した図である。
【図４】圧縮部を２次元要素として本発明を適用した場合の金型空間モデルの例を示した断面である。
【図５】圧縮部を３次元要素として本発明を適用した場合の金型空間モデルの例を示した断面である。
【図６】本発明による数値解析の流れ説明するためのフロー図である。
【図７】本発明における効果を示すための従来技術の解析モデルの例である。
【図８】本発明における効果を示すための本発明を適用した解析モデルの例である。
【図９】従来技術における解析モデル例での流体の流動パターンを示した解析結果である。
【図１０】本発明における解析モデル例での流体の流動パターンを示した解析結果である。
【図１１】従来技術と本発明の型締め力の比較結果を示したグラフである。
【図１２】従来技術と本発明の計算に要した時間を比較したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて具体的に説明する。
【００２１】
図１〜図６を参照して、本発明による数値解析方法について説明する。
【００２２】
本発明による数値解析方法は、例えばシート状の連続繊維や多孔質体などで形成された基材を金型内に配置して、流体を金型内に注入し、さらに金型により圧縮することで基材に流体を含侵させて成形する成形法において、基材への含侵も含めた金型内での流体の流動挙動を解析する方法である。
【００２３】
例えば、基材が炭素繊維やガラス繊維などのシート状の織物であり、流体が樹脂である場合は、樹脂を基材に含侵させることにより、複合材料として繊維強化プラスチックの成形品となる。
（装置構成例）
【００２４】
本発明による数値解析方法は、例えば図１に示すような装置構成によって実施可能である。数値解析方法は、コンピュータ１に本発明による数値解析方法を搭載したコンピュータソフトウェア３ａを実行させることにより実施することができる。
【００２５】
数値解析装置１００は最低限コンピュータ１にコンピュータソフトウェア３ａを実行させることにより成り立つ。
【００２６】
コンピュータ１にプログラム３ａを実行させることにより行われる処理の一部または全部が、専用の演算回路等のハードウェアによって行われてもよい。
【００２７】
図１の構成例では、コンピュータ１はＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）などからなる１つまたは複数のプロセッサ２と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）などの記憶装置を含んだ記憶部３とを備える。
【００２８】
コンピュータ１は、記憶部３に記憶されたコンピュータソフトウェア３ａをプロセッサ２に実行させることにより、数値解析を行うことが可能である。コンピュータソフトウェア３ａは外部の記憶媒体７などから提供されてもよい。記憶媒体７は、光学ディスク、磁気ディスク、不揮発性半導体メモリなどのコンピュータ１が読み取り可能な記憶媒体であり、コンピュータソフトウェア３ａが記録されている。
【００２９】
記憶部３には、コンピュータソフトウェア３ａの他、本発明による数値解析を行うために利用される各種の解析データ３ｂが記憶されている。解析用データ３ｂは、後述する金型空間モデル１０の形状データや、解析に用いる数値データ（基材の含浸係数など）、金型内への流体の注入条件（流量、圧力など）などの解析条件のデータが記憶されている。
【００３０】
また、コンピュータ１は、外部装置として、液晶表示装置などの表示部４、キーボードおよびマウスなどの入力装置からなる入力部５、記憶媒体７からプログラム３ａや各種データを読み取るための読取部６を備えている。解析条件のデータは、入力部５を用いてユーザが都度入力することができる。金型空間モデル１０の形状データなどの解析用データ３ｂは記憶媒体７から読み取ることもできる。
（解析モデル）
【００３１】
次に、流体の流動挙動の解析方法について説明する。
【００３２】
本発明による数値解析方法では、図２に示すように、金型により圧縮されうる圧縮部１１と、流体の含侵対象である基材部１２と、圧縮部１１と基材部１２以外の空間部１３とを含んだ金型空間モデル１０を用いて金型内に注入される流体の流動挙動の解析を行う。図２は、金型空間モデル１０の一例を示す断面図であり、金型内の厚み方向（＝圧縮方向）に沿った断面を模式的に示している。説明の便宜上、金型空間モデル１０として単純な断面形状の構成例を示しているが、実際には金型空間モデル１０は所望の成形品の形状を反映した空間形状を有する。
【００３３】
空間部１３は、成形品において基材を含まない樹脂部分を意図的に形成する場合や、金型内に基材を配置する際に不可避的に発生する隙間として設けられる場合などがあるが、本発明における数値解析方法は空間部１３が存在しなくても成立する。
【００３４】
図３は図２の金型空間モデルを全て３次元の微小要素で分割した従来技術による解析モデルの例である。
【００３５】
図４は図２の金型空間モデルを例にした、圧縮部１１を２次元要素とした場合の本発明における数値解析方法で用いられる解析モデルの一例である。圧縮部１１は厚みの情報を内部情報として有している２次元要素で分割する。2次元要素としては三角形や四角形要素が用いられる。また、各２次元要素は圧縮の進行にしたがって、内部情報として有している厚み情報を書き換えることが可能である。
【００３６】
図５は図２の金型空間モデルを例にした、圧縮部１１を圧縮方向に対して単層の３次元要素とした場合の本発明における数値解析方法で用いられる解析モデルの一例である。圧縮部１１は頂点が移動する３次元要素で分割する。３次元要素としては、三角錐や三角柱、六面体などの形態が用いられる。また、各３次元要素は圧縮の進行にしたがって、頂点が移動し、圧縮部１１の圧縮方向の寸法が変化する。
【００３７】
圧縮部１１の流体の流動挙動は図２のＸ方向とＹ方向が支配的で、厚み方向の流体の流動挙動は無視できるため、２次元要素、または圧縮方向に対して単層の３次元要素の利用が可能となる。
【００３８】
図４と図５何れの場合においても基材部１２と空間部１３は図３と同様に３次元要素で分割する。圧縮部１１と基材部１２、空間部１３との流体の流動は接続情報１４を介して行う。接続情報１４は圧縮部１１と基材部１２、空間部１３との接続関係の定義のみでよいため、簡易的に１次元要素で構成する。
【００３９】
圧縮部１１を厚み情報を持った２次元要素、または圧縮方向に対して単層の３次元要素とすることで、圧縮部１１の厚み方向の微小要素分割を省略、または少なくできるため、図３に示した従来技術に対して合計の微小要素数が少なくなり、計算負荷が軽くなる。
（流体の流動挙動の解析方法）
【００４０】
本願発明に関わる流体は基材部への含浸と、圧縮部である空間内の流動の２つを考慮する必要がある。
【００４１】
まず基材部１２に樹脂が含浸する挙動の解析について説明する。この手法は特許文献１に記載されている手法と同等である。基材部１２の樹脂含浸速度は、多孔質体への流体の含浸に関する一般的な法則であるダルシー則に基づく。ダルシー則は含浸係数を用いて圧力勾配に比例すると表現することができる。
【００４２】
すなわち、基材部１２における樹脂含浸速度（Ｕ、Ｖ、Ｗ）は、含浸係数（ｋｘ、ｋｙ、ｋｚ）を用いて下式（１）のように定義される。
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【００４３】
ここで、ｘ、ｙ、ｚは金型空間モデル１０に設定される３次元の空間座標である。Ｕ、Ｖ、Ｗは、それぞれの座標軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、図２参照）方向における樹脂の流動速度である。ｋｘ、ｋｙ、ｋｚは各座標軸方向の含浸係数である。ηは樹脂の粘度であり、Ｐは圧力である。含浸係数は、多孔質体の状態、例えば連続繊維であれば、繊維の方向や織り方によって異方性を持つため、座標軸方向の各々について設定される。含浸係数は実験から求める（実測する）ことができる。
【００４４】
また、下式（２）は連続の式である。すなわち下式（２）は、着目する領域への流体の流入流量と流出流量との総和がゼロになること（質量保存則）を表す。
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【００４５】
式（１）を式（２）に代入し、関係式（３）が得られる。
2019137003.tif 000005
【００４６】
ここで、Ｋは含浸係数テンソルであり、各方向の含浸係数ｋｘ、ｋｙ、ｋｚにより定められる。本発明による数値解析方法では、基材部１２への流体の含浸特性を表す含浸係数Kは、基材に対する含浸実験により予め求めている必要があり、記憶部３に解析用データ３ｂの一部として記憶されている。含浸係数Kは、記憶部３から読み出すことにより取得される。
【００４７】
関係式（３）を解くことにより、基材部１２の圧力Pの分布が求められる。得られた圧力分布を用いて、式（１）から基材部１２の流体の速度（Ｕ、Ｖ、Ｗ）が算出される。このように、本発明による数値解析方法では、含浸係数K、流体の粘度ηおよび圧力Pに関する基材部１２の関係式（３）を用いて、基材部１２内を含浸する流体の流動解析が行われる。
【００４８】
次に、空間である圧縮部１３を流体が流動する挙動の解析について説明する。
【００４９】
空間部が３次元要素で構成されている場合、空間内の粘性流体挙動は有限体積法、差分法、有限要素法、粒子法などの数値解析手法を用いてストークス方程式を解く手法が広く活用されている。ここでは空間部の解析手法の一例として、基材部のダルシー則による定式化と親和性に優れた流動コンダクタンス手法を用いることにする。本手法は特開平８−９９３４１号公報（特許第２９９８５９６号公報）に詳細に開示された内容を採用するものであり、この特開平８−９９３４１号公報の記載を参照して引用する。
【００５０】
空間部１３の流体流速は圧力勾配に比例すると仮定すると、流体の流速（Ｕ、Ｖ、Ｗ）と圧力Ｐの関係は、下式（４）で表現される。
2019137003.tif 000006
【００５１】
ここで、ｃは空間部１３の流動コンダクタンスである。流動コンダクタンスｃは金型空間内における流体の流れやすさを表す。
【００５２】
上式（４）を式（２）に代入し、関係式（５）が得られる。
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【００５３】
この関係式（５）を解くことにより、空間部１３の圧力Pの分布が求められる。
【００５４】
得られた圧力分布を用いて、式（４）から空間部１３の流体の流速（Ｕ、Ｖ、Ｗ）が算出される。このように本発明による数値解析方法では、流動コンダクタンスｃ、流体の粘度ηおよび圧力Ｐに関する空間部１３の関係式（５）用いて、空間部１３の流体の流動解析が行われる。
【００５５】
空間部１３における樹脂の流動特性を表す流動コンダクタンスｃは、関係式（５）の演算に先立って予め算出される。ここで流体が空間を流れる場合、流れをストークス近似し、運動量保存則から重力および慣性の影響は小さいと仮定すれば、式（６）が導かれる。
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【００５６】
関係式（５）を上式（６）に入力し、圧力Pについてのｘ、ｙ、ｚの２階以上の微分項を省略することにより、式（７）が得られる。
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ここでＣ１＝ｃ／ηである。
【００５７】
上式（７）から算出された流動コンダクタンスｃを使って、関係式（５）の圧力Ｐを解くことにより、上式（４）から空間部１３における樹脂流速が求められる。
【００５８】
また、２次元要素を用いる場合は、薄肉平板間の層流を仮定し、Ｈｅｌｅ−Ｓｈａｗ流れに基づき、式（８）次のように流速Ｕと圧力Ｐの勾配が関係づけられ、２次元要素は３次元空間内で定義されるが、要素内の流動は2次元的と仮定される。
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ここでHは薄肉平板の厚みを表している。
【００５９】
基礎式は前記基材部および空間部と同じため、２次元要素と３次元要素が混在していても、安定して計算することができる。
【００６０】
次に圧縮部１１の圧縮時の挙動について説明する。
【００６１】
本発明による数値解析方法においては図４の圧縮部１１は厚み方向に対する厚さ情報を保有しており、圧縮に伴い、厚さ情報が随時更新される。圧縮部が３次元要素で構成されている場合は、３次元要素の頂点を移動することで形状の変化を表現し、２次元要素で構成されている場合は、式（８）の要素肉厚Ｈを変更する。
【００６２】
圧縮に伴い発生する流体の流量Ｑは、圧縮部１１内に占める流体部分の表面積Ｓと、厚さ変化量ｔから式（９）により求められる。
2019137003.tif 000013
【００６３】
圧縮に伴う流量Ｑは、圧縮部１１や、接続情報１４を介して基材部１２と空間部１３へ流動する。また、前記含浸係数Ｋや流動コンダクタンスｃにより流量Ｑは分配される。
（数値解析処理）
【００６４】
図６を参照して、本発明による数値解析処理について説明する。なお、数値解析処理は、コンピュータ１により実行される。
【００６５】
ステップＳ１において、コンピュータ１が、図４または図５で示したように圧縮部１１と基材部１２を含む空間とに分けた形状データを読み込む。
【００６６】
ステップＳ２において、コンピュータ１が、図４または図５で示したように圧縮部１１以外の基材部１２を含む空間を微小要素に分割する。
【００６７】
ステップＳ３において、コンピュータ１が、圧縮部１１を微小要素に分割する。ステップS２、S３により金型空間の解析モデルが作成される。
【００６８】
ステップＳ４において、コンピュータ１が、圧縮部１１の微小要素に対して初期ギャップと同じ厚み情報を設定する。
【００６９】
ステップＳ５において、コンピュータ１が、基材部１２の微小要素を指定して、当該微小要素に含浸係数Ｋを設定する。
【００７０】
ステップＳ６において、コンピュータ１が、解析条件を設定する。流体注入条件（位置、圧力、流量など）、境界条件、圧縮部１１の圧縮条件（圧縮速度など）が解析条件として設定される。
【００７１】
ステップＳ４、Ｓ５、Ｓ６の情報はユーザにより入力部５を介して入力されてもよいし、記憶部３に予め記憶された解析用データ３ｂから読み出されてもよい。
【００７２】
ステップＳ７において、コンピュータ１が、初期条件から初期（最初のタイムステップ）の充填領域を決定する。
【００７３】
ステップＳ８において、コンピュータ１が、ステップＳ６の圧縮条件に基づき、圧縮部１１を微小量圧縮する。
【００７４】
ステップＳ９において、コンピュータ１が、ステップＳ６の流体注入条件と、ステップＳ８の圧縮量に基づき、式（３）および（５）により、各微小要素の圧力Ｐを算出し、式（１）および（４）により、流体の流速（Ｕ、Ｖ、Ｗ）を算出する。
【００７５】
ステップＳ１０において、コンピュータ１が、ステップＳ９で得られた流動先端の流速から次ステップの充填領域を算出する。
【００７６】
ステップＳ１１において、コンピュータ１が、金型空間１０全体に流体が充填したか否かを判断する。
【００７７】
充填が完了しない場合は、ステップS１２において、コンピュータ１が、圧縮部の厚みを計算（更新）し、ステップＳ８、Ｓ９、Ｓ１０を繰り返すことにより、各微小要素の圧力Ｐ、流体の流速（Ｕ、Ｖ、Ｗ）および充填領域を順次算出する。
【００７８】
ステップＳ１１において、充填が完了した場合には、流体の数値解析が完了し、コンピュータ１は、処理を終了する。
【００７９】
このように、各微小要素の圧力計算、速度計算および充填領域更新を充填完了まで繰り返すことにより、流体の流動解析が行われる。コンピュータ１は、解析結果を、流動先端の時間的な変化を示す充填パターンや、圧力分布、速度分布として表示部４に表示する。これにより、ユーザは、充填の良否を判定し、成形品の形状や成形条件変更の効果をシミュレーションにより検討することができる。解析結果の表示は、公知の有限要素法ソフトウェアのポストプロセッサなどにより行うことができる。
【実施例１】
【００８０】
図７〜図１２を参照して、本発明による数値解析方法の実施例を説明する。
【００８１】
図７は従来技術における金型空間モデル１０を３次元要素で微小分割した解析用モデルである。金型空間モデル１０は、厚みが１ｍｍの圧縮部１１と、厚みが１．６ｍｍの基材部１２を有している。流体の注入は、金型空間モデル１０の中央の流体の注入点２０から行われる。圧縮部１１は流体の注入後、金型により圧縮方向に圧縮される。
【００８２】
図８は本発明による数値解析方法における金型空間モデル１０の解析用モデルである。金型空間モデル１０の大きさは図７と同一である。基材部１２は図７と同じ３次元要素で構成されている。圧縮部１１は前記実施形態に基づいて２次元要素で微小分割しており、厚み１ｍｍは内部情報として保有している。流体の注入位置、条件等は図７の従来技術と同様である。また、図８の圧縮部１１も図７と同様に金型により圧縮されるが、圧縮挙動は前記実施形態に基づいて内部情報である厚みが随時変化することで表現される。
【００８３】
図９は図７の従来技術による金型空間モデルの解析例である。この解析結果は流体がその位置に到達した時間（以降は充填時間と呼ぶ）を表していて、流体の流れ方を表す一般的な解析結果である。中央の注入点から流体が広がっていく様子が分かる。また、基材部の厚み方向の断面図も同様である。
【００８４】
図１０は図８の本発明による数値解析方法における金型空間モデルの解析例である。この解析結果は上記図９と同様に面内方向と基材の厚み方向に広がる流体の充填時間を表している。
【００８５】
図９と図１０の充填時間の結果を比較すると、従来技術と本発明による数値解析方法で流体の流れ方に大きな差異はない。
【００８６】
また、図１１は圧縮部を金型により圧縮する際に必要な力である型締め力を従来技術と本発明による数値解析方法とで比較したグラフで、型締め力についても同等の結果となる。
【００８７】
以上の結果から本発明による数値解析方法は従来技術と同等の解析結果を得ることができる。
【００８８】
一方、図１２は図９、１０、１１の解析結果を得るのに要した計算時間を比較したグラフである。従来技術に比べて本発明による数値解析方法は６０％以上計算時間が短縮している。
【００８９】
以上より、本発明による数値解析方法は従来技術と同等の解析結果を、従来技術より大幅に短い計算時間で得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
前述のＲＴＭ成形は、最適な樹脂の注入位置や連続繊維から構成される基材の配置レイアウトなどを検討する必要があり、解析が必要な状況である。また、本成形方法は特に自動車部品で適用が検討されているが、自動車部品は非常にサイズが大きく、なおかつ自由曲面を有する形状がほとんどである。上記実施例のような従来技術で解析をする場合、膨大な微小要素数になり、計算時間もかかるため、様々な設計案を検討する場合、非常に非効率である。
【００９１】
本発明による数値解析方法によりＲＴＭ成形の分野においてリーズナブルな計算時間で様々な設計案の事前検討が可能になり、ＲＴＭ成形技術の向上にもつながる。
【符号の説明】
【００９２】
１  コンピュータ
２  プロセッサ（ＣＰＵなど）
３ａ  コンピュータソフトウェア（プログラム）
３ｂ  解析用データ（金型空間モデルの形状データなど）
４  表示部（ディスプレイなど）
５  入力部（キーボード、マウスなど）
６  読取部
７  外部記憶媒体
１０  金型空間モデル
１１  圧縮部
１２  基材部
１３  金型空間モデル中で圧縮部、基材部以外の空間部
１４  圧縮部と基材部・空間部の接続情報
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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