(57)【要約】【課題】。樹脂成形品のクリープ変形の解析結果を基に、変位を許容する拘束部位を等価的に線形ばねと見なして位相最適化解析を行う剛性構造決定方法において、線形ばね定数を高精度に設定可能にする。【解決手段】クリープ変形の解析結果（Ｓ１）のうち特定の比較対象部位の変位量を目標変位量として設定すると共に、複数個所の変位許容の拘束点に対して想定される線形ばね定数範囲を分割した複数段階の暫定線形ばね定数を設定し、それぞれ設定される暫定線形ばね定数の組合わせを順に指定して（Ｓ２）、その都度クリープ変形の解析結果に相当するようにモデルを変形させた際に生じる反力を解析して、この反力を荷重とするモデルの変位量を解析し（Ｓ３）、比較対象部位の解析された変位量と所属の目標変位量との解析結果とを照合して、近似したｂ組合わせの暫定線形ばね定数を複数個所の変位許容の拘束点に対する線形ばね定数とする（Ｓ４）。【選択図】図１
2008276662.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１個所で完全拘束され、複数点個所で変位可能に拘束される樹脂成形品に対する有限要素解析用のモデルについて所定の加熱温度下での所定時間経過後のクリープ変形を解析し、このクリープ変形の解析結果に対応するように、所定の温度下で強制的に弾性変形させた場合にモデルの各要素に生じる反力を線形解析し、この反力の解析結果、モデルの形状及び物性、拘束条件及び最大許容応力を入力とする位相最適化構造解析により、最大許容応力を越えない範囲において軽量化目的で剛性パラメータの分布データを作成する樹脂成形品の剛性構造決定方法において、
クリープ変形の解析結果のうち特定の比較対象部位の変位量を目標変位量として設定すると共に、複数個所の変位許容の拘束点に対して想定される線形ばね定数範囲を分割した複数段階の暫定線形ばね定数を設定し、
前記変位許容の前記拘束点にそれぞれ設定される前記暫定線形ばね定数の組合わせを順に指定して、その都度前記クリープ変形の解析結果に相当するようにモデルを変形させた際に生じる反力を解析して、この反力を荷重とする前記モデルの変位量を解析し、
前記比較対象部位の解析された前記変位量と所属の前記目標変位量との解析結果とを照合して、近似した解析結果を与える前記組合わせを決定し、
この組合わせの前記暫定線形ばね定数を複数個所の前記変位許容の前記拘束点に対する線形ばね定数として、この線形ばね定数及びこの線形ばね定数に関連の前記反力の解析結果を基に位相最適化構造解析を行うことを特徴とする樹脂成形品の剛性構造決定方法。
【請求項２】
複数個所の変位許容の拘束点をグループに分割し、この各グループに共通の暫定線形ばね定数を設定することを特徴とする請求項１記載の樹脂成形品の剛性構造決定方法。
【請求項３】
変位許容の拘束点が、拘束部材を樹脂成形品又はその固定側に形成された長穴に係合させることにより、この長穴に沿って変位可能に拘束されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の樹脂成形品の剛性構造決定方法。
【請求項４】
変位許容の拘束点が、樹脂成形品に設けられたヒンジ部材を前記樹脂成形品の固定側に設けられたヒンジピンに回転自在に係合させることにより、前記ヒンジピンに沿って変位可能に拘束されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の樹脂成形品の剛性構造決定方法。
【請求項５】
少なくとも１個所で完全拘束され、複数点個所で変位可能に拘束される樹脂成形品に対する有限要素解析用のモデルについて所定の加熱温度下での所定時間経過後のクリープ変形を解析するクリープ変形解析部と、このクリープ変形の解析結果に対応するように、モデルを所定の温度下で強制的に弾性変形させた場合にモデルの各要素に生じる反力の解析結果、モデルの形状及び物性、拘束条件及び最大許容応力を入力とする位相最適化構造解析により、最大許容応力を越えない範囲において軽量化目的で剛性パラメータの分布データを作成する位相最適化解析部とで構成される樹脂成形品の剛性構造決定装置において、
位相最適化解析部に、クリープ変形の解析結果に対応するように、所定の温度下で強制的に弾性変形させる際に、変位許容の拘束点に線形ばね定数を設定してモデルの各要素に生じる反力を線形解析する反力・線形ばね定数設定部が付属し、
この反力・線形ばね定数設定部は、モデルに対して設定した比較対象部位に対する前記クリープ変形の解析結果の変位量を目標変位量として格納する目標変位量格納手段と、複数個所の前記変位許容の前記拘束点に対して想定される線形ばね定数範囲を分割した複数段階の暫定線形ばね定数を格納するステップデータ格納手段及び複数段階の前記暫定線形ばね定数を基に前記変位許容の前記拘束点に対して前記暫定線形ばね定数の組合わせを順に指定する暫定ばね定数指定手段と、指定された前記組合わせの前記暫定線形ばね定数に対して前記クリープ変形の解析結果に対応するように前記モデルを変形させた際に生じる反力を解析する反力解析手段と、解析された前記反力を荷重として前記モデルの変形量を解析する変形量解析手段と、前記比較対象部位の解析された前記変位量と所属の前記目標変位量との解析結果とを逐次照合して、前記目標変位量に近似する組合わせの前記暫定線形ばね定数を位相最適化解析用の線形ばね定数として決定・保持するばね定数決定手段とを備えることを特徴とする樹脂成形品の剛性構造決定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１個所で完全拘束され、複数点個所で一定方向へ変位可能に非完全拘束される樹脂成形品に対する有限要素法による解析用のモデルについて所定の加熱温度下での所定時間経過後のクリープ変形を解析し、このクリープ変形の解析結果に対応するように、所定の温度下で強制的に弾性変形させた場合にモデルの各要素に生じる反力を非線形解析し、この反力の解析結果、モデルの形状及び物性、拘束条件及び最大許容応力を入力とする位相最適化構造解析により、最大許容応力を越えない範囲において軽量化目的で剛性パラメータの分布データを作成する際に、樹脂成形品に対する非完全拘束部に線形ばね定数を適正に設定して樹脂成形品の剛性構造決定方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１により、構造物を有限要素法により周期的に多数並んだ有限個の要素に分割したモデルを生成し、各要素の内部に微視構造として立方体もしくは直方体の空洞を有すると仮定して、各微視構造の空洞サイズをパラメータとして制御することにより、構造体の体積を制約して、最も剛性の高い位相形状を算出する位相最適化方法の存在を前提に、各要素の材料密度比で解析する際に、認識し易くするように中間密度の解析結果の発生を抑制する方法も提案されている。ここで、各要素の材料密度比＝（モデル要素サイズ−空洞サイズ）／モデル要素サイズとして規定され、したがってこの最適化計算により構造体の板厚もしくはリブ構造を決定可能にする。
【０００３】
しかしながら、樹脂成形品についてはクリープ変形に対して軽量化を前提に板厚或いはリブ構造をコンピュータで設計最適化の解析をしようとすると、温度及び時間をパラメータに含めた応力と歪みとの関係が非線形性となり、このような目的の最適化方法のコンピュータソフトは使用することはできない。
【０００４】
そこで、本出願人は、樹脂成形品の形状の保持及び軽量化を前提にして熱クリープ変形を抑制するのに最適な剛性パラメータを有限要素法により解析した結果を参考にして、最適な剛性構造を決定可能にすることを目的として、特許文献２により、複数点で拘束される樹脂成形品について、熱変形を抑制するように、有限要素法による構造解析により剛性構造を決定する樹脂成形品の剛性構造決定方法において、メッシュ状の要素に分割された樹脂成形品の解析用モデルに対して、所定の加熱温度下での所定時間経過後のクリープ変形を解析し、このクリープ変形の解析結果に対応するように、樹脂の応力と歪との関係を含む解析条件で所定の温度下で強制的に弾性変形させた場合に、モデルの各要素に生じる反力を線形解析し、反力の解析結果、モデル形状、物性、拘束条件及び最大許容応を入力とする位相最適化構造解析により、各要素の可変の剛性パラメータを最大許容応力を越えない範囲において軽量化目的で最適に制御し、板厚等を決定する参考データとして、剛性パラメータの分布データを作成する方法を提案した。
【０００５】
この発明は、モデルのクリープ変形の解析結果と同一変形状態になるように、所定の温度下でモデルを強制的に弾性変形させた場合に生じる反力は、樹脂の歪みに対する非線形的な応力変化の考慮を要するとしても有限要素法により線形解析が可能であり、この反力の解析結果に対応して応力をしきい値として剛性構造の最適化解析が可能になることに着眼したものである。これにより、非線形的に熱変形する樹脂成形品について、軽量化を意識して所定の高温環境下でのクリープ変形に対する最適の板厚或はリブ構造が容易に決定可能となる。
【０００６】
しかしながら、実際の樹脂部品の組付けに際し、熱応力を逃がしたり、形状のバラツキを吸収するために長穴を用いて拘束したり、或は長手方向の変位を許容するピンを介してヒンジ結合する等のように逃げ作用を伴う組付け構造については配慮されておらず、したがってさらに改良の余地が残されていた。
【０００７】
そこで、本出願人は、特許文献３により、通常の非変位の完全拘束点に加えて、所定の変位を許容する非完全な拘束点を伴う組付け状態の樹脂成形品について、樹脂成形品の剛性構造決定方法を提案した。即ち、解析用のモデルに対して、樹脂成形品の樹脂原料の物性及び完全拘束条件と共に、変位許容の拘束点については許容変位量に対応して変換された特性の非線形ばねによる拘束条件を入力条件として、所定の加熱温度下での所定時間経過後のクリープ変形を解析し、次いで変位許容の拘束点について、完全拘束されることなく許容変位量を発生させる樹脂成形品に対する荷重を基に線形ばね定数を設定すると共に、クリープ変形の解析結果に対応するように、所定の温度下で強制的に弾性変形させた場合に、モデルの各要素に生じる反力を物性及び非変位の拘束条件及び線形ばねによる拘束条件を入力条件として線形解析し、反力の解析結果、モデル形状、物性、完全拘束条件及び線形ばねによる拘束条件及び最大許容応力を入力とする位相最適化構造解析により、剛性パラメータの分布データを作成する。
【特許文献１】特開２００２−１８９７６０号公報
【特許文献２】特開２００４−１６７６８７号公報
【特許文献３】特開２００５−１４４８８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
この特許文献３による解析方法によれば、モデルに対して周知の非線形ばねが介在する拘束も入力条件にし得る周知のクリープ変形の解析方法を用いることを前提にクリープ変形し、その解析結果に応じて非完全拘束点については相応の線形ばね定数を設定して、即ち試験的に例えば１ｍｍの変位に対して線形ばね定数を１０ｋｇｆ／ｍｍであることを確認して一律に設定して反力を解析し、この反力の解析結果に応じて、変位許容の拘束点については反力解析時の線形ばね定数をそのまま非完全の拘束の拘束条件として位相最適化構造解析を行っている。しかしながら、このような線形ばね定数は、その拘束構造、樹脂成形品の形状、互いの拘束点との位置関係等に応じて変化する可能性があり、変位を許容する拘束部位につき、一律に線形ばね定数を設定するのは解析精度上好ましくない。
【０００９】
本発明は、このような点に鑑みて、樹脂成形品のクリープ変形の解析結果を基に、変位を許容する拘束部位を等価的に線形ばねと見なして応力−歪特性を線形として前処理解析することにより、最適な剛性パラメータの位相最適化構造解析を行う剛性構造決定方法もしくは装置において、変位許容の拘束部位の線形ばね定数を樹脂成形品の拘束構造及びその材質の熱歪を含めた応力−歪特性に対応して高精度に設定可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、この目的を達成するために、請求項１により、少なくとも１個所で完全拘束され、複数点個所で変位可能に拘束される樹脂成形品に対する有限要素解析用のモデルについて所定の加熱温度下での所定時間経過後のクリープ変形を解析し、このクリープ変形の解析結果に対応するように、所定の温度下で強制的に弾性変形させた場合にモデルの各要素に生じる反力を線形解析し、この反力の解析結果、モデルの形状及び物性、拘束条件及び最大許容応力を入力とする位相最適化構造解析により、最大許容応力を越えない範囲において軽量化目的で剛性パラメータの分布データを作成する樹脂成形品の剛性構造決定方法において、クリープ変形の解析結果のうち特定の比較対象部位の変位量を目標変位量として設定すると共に、複数個所の変位許容の拘束点に対して想定される線形ばね定数範囲を分割した複数段階の暫定線形ばね定数を設定し、変位許容の拘束点にそれぞれ設定される暫定線形ばね定数の組合わせを順に指定して、その都度クリープ変形の解析結果に相当するようにモデルを変形させた際に生じる反力を解析して、この反力を荷重とするモデルの変位量を解析し、比較対象部位の解析された変位量と所属の目標変位量との解析結果とを照合して、近似した解析結果を与える組合わせを決定し、この組合わせの暫定線形ばね定数を複数個所の変位許容の拘束点に対する線形ばね定数として、この線形ばね定数及びこの線形ばね定数に関連の反力の解析結果を基に位相最適化構造解析を行うことを特徴とする。
【００１１】
これにより、位相最適化解析に先立ち、熱変形に起因して長穴、ヒンジピン等に沿って変位する可能性のある変位許容の拘束点に対する線形ばね定数が、反力の解析結果による荷重と、関連する樹脂成形品の拘束構造及びその材質の熱歪を含む応力―歪特性により生じる変位量との関係を基に規定される。したがって、位相最適化解析に際して、その解析条件としての反力は、クリープ変形量に近似する変形量を発生させる線形ばね定数下で規定される。
【００１２】
請求項１の方法を実施する装置としては、請求項５により、本発明の前提としての剛性構造決定装置の位相最適化解析部に、クリープ変形の解析結果に対応するように、所定の温度下で強制的に弾性変形させる際に、変位許容の拘束点に線形ばね定数を設定してモデルの各要素に生じる反力を線形解析する反力・線形ばね定数設定部が付属し、この反力・線形ばね定数設定部は、モデルに対して設定した比較対象部位に対するクリープ変形の解析結果の変位量を目標変位量として格納する目標変位量格納手段と、複数個所の変位許容の拘束点に対して想定される線形ばね定数範囲を分割した複数段階の暫定線形ばね定数を格納するステップデータ格納手段及び複数段階の暫定線形ばね定数を基に変位許容の拘束点に対して暫定線形ばね定数の組合わせを順に指定する暫定ばね定数指定手段と、指定された組合わせの暫定線形ばね定数に対してクリープ変形の解析結果に対応するようにモデルを変形させた際に生じる反力を解析する反力解析手段と、解析された反力を荷重としてモデルの変形量を解析する変形量解析手段と、比較対象部位の解析された変位量と所属の目標変位量との解析結果とを逐次照合して、目標変位量に近似する組合わせの暫定線形ばね定数を位相最適化解析用の線形ばね定数として決定・保持するばね定数決定手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１又は５の発明によれば、非完全拘束変位を伴う樹脂成形品のクリープ変形の解析結果に対応する反力の解析結果を基に、線形の解析ソフトにより位相最適化構造解析を行う際に、変位許容の拘束部位につき一律でなく、各部位のクリープ変形量に対応した固有の線形ばね定数を設定可能にすることにより、剛性もしくはそのファクタのパラメータの分布データが高精度に決定されるようになる。請求項２の発明によれば、構造的に共通性のある複数の変位許容の拘束部位につき、グループ化してそれぞれに共通の線形ばね定数を設定することにより、その拘束部位数が多い場合でも線形ばね定数の設定が容易になる。請求項３又は請求項４の発明によれば、樹脂成形品を長穴に沿って変位可能に拘束部材を係合させる場合に、或はヒンジ部材をヒンジピンに沿ってその長手方向に変位を許容してヒンジ結合させる場合等でも高精度の位相最適化解析が期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１乃至図３を基に本発明の実施の形態による樹脂成形品の剛性構造決定方法を自動車のインストルメントパネルに適用した場合について説明する。図２に示すように、このインストルメントパネルは、グラブボックス１を備えると共に、５個所の拘束点Ｐ９（●印）で非変位のボルトにより完全拘束され、５個所の拘束点Ｐ１（○印）では組付けの位置誤差を見込んで±５ｍｍの車幅方向の変位を許容するボデー側の取付穴としての長穴にピンが差込まれて変位可能に係合して非完全拘束され、さらに２個所の拘束点Ｐ２（×印）、６個所の拘束点Ｐ３（△印）及び５個所の拘束点Ｐ４（□印）では上下方向の変位を許容するボデー側の長穴にクリップにボデー側に装着されて非完全拘束されている。これらの拘束点Ｐ２、Ｐ３及びＰ４は、それぞれ組付けの位置誤差を見込んで±１．０ｍｍ、±１．５ｍｍ及び±１．０ｍｍの変位を許容する長穴構造になっている。
【００１５】
先ず、図１に示す手順により、樹脂成形品のインストルメントパネルと同一形状としてメッシュ状に分割した要素により構成される有限要素法による解析用の三次元のモデル９を作成し、その形状、樹脂原料の物性及び前述の完全・非完全の拘束条件の入力により、所定の加熱温度下、例えば８０℃での所定時間経過後のクリープ変形を有限要素法により例えば周知のＡＢＡＱＵＳ社製の商品名ＡＢＡＱＵＳのコンピュータソフトウエアで解析する（ステップ１）。その際、樹脂原料の非線形的な熱歪データを確認しておくと共に、変位許容の拘束点Ｐ１〜Ｐ４については、クリープ変形に際して変位許容方向に例えば１ｍｍの変位が許容され、それ以上は拘束される非線形ばねが介在するとして、ばね定数を変数とすることなく解析される。
【００１６】
このクリープ変形の解析結果としては、完全拘束点Ｐ９は変位せず、変位許容の拘束点Ｐ１〜Ｐ４では長穴に沿って変位し、その他の一般面については、拘束点から離れるのに伴ってさらに大きく変位するか或は物性による線膨張、拘束条件、形状剛性等によっては殆ど変位しない部位もある。
【００１７】
次いで、この熱変形解析結果に応じて、同一の変形状態にモデル９を常温２０℃で強制的に弾性変形させた場合のモデル９に生じる反力をコンピュータソフトウエアを用いて有限要素法により解析するために、変位許容の非完全の拘束点Ｐ１〜Ｐ４については、暫定線形ばね定数の組合わせを順に指定する（ステップ２）。
【００１８】
先ず拘束点Ｐ１の５個所、拘束点Ｐ２の２個所、拘束点Ｐ３の６個所及び拘束点Ｐ４の５個所の拘束群につき、それぞれ同一群同志は変位方向及び変位量が類似していることにより、同一ばね定数を設定することを前提にする。但し、前述のように、拘束点Ｐ２及びＰ４は、±１．０ｍｍの共通の許容変位量であるが、周辺構造が互いに異るために別のグループに分けられている。これらの線形ばね定数は、インストルメントパネルの材質の応力―歪の関係、拘束方法等により１０〜１００ｋｇｆ／ｍｍの範囲と想定され、その間を５ｋｇｆ／ｍｍステップで１９段階にばね定数を設定して、１０、１５、２０、２５・・・・１００ｋｇｆ／ｍｍのいずれかに所属するものとする。
【００１９】
そして、複数個所の拘束点Ｐ１〜Ｐ４に暫定線形ばね定数の組合わせが指定される都度、モデル９をクリープ変形の解析結果に対応するように変形させた際の反力を解析すると共に、解析した反力を荷重としてモデル９の変位量を解析する（ステップ３）。つまり、変位許容の拘束点について、所属の反力を荷重として、所属の暫定線形ばね定数に対する変位量が解析される。
【００２０】
このような反力及び変位量は、後述の軽量化を前提に所定の剛性を確保することを目標にして最適化構造解析を行うための周知のＡｌｔａｉｒ社製の商品名Ｏｐｔｉ  Ｓｔｒｕｃｔによる構造解析用のコンピュータソフトウエアに付随する反力及び変位量の解析機能を有するソフトウエアを用いることができる。
【００２１】
続いて、逐次指定された線形ばね定数の組合わせに基づく変位量の解析結果に応じて、比較対象部位Ｐｂ１〜Ｐｂ３の解析された変位量を所属の目標変位量と照合し、近似する変位量を生じさせる組合わせを決定して、これにより決定された組合わせの暫定線形ばね定数を拘束点Ｐ１〜Ｐ４に対する線形ばね定数とする（ステップ４）。その際、比較対象部位Ｐｂ１〜Ｐｂ３は、インストルメントパネルの３個所の完全拘束点Ｐ９から離れてクリープ変形解析による変位量が相対的に大きな分散した３個所に設定され、それぞれの変位量が目標変位量となる。つまり、換言すれば、クリープ変形を惹起する変位許容の拘束点の応力と、そこに設定された暫定的な線形ばねによるその拘束点の応力とを比較して、近似する応力を惹起するばね定数及びこのばね定数を規定する反力が最適化構造解析用の解析条件として求められる。
【００２２】
図３は、決定された線形ばね定数に対する反力の解析結果を示すもので、高レベルから低レベルに向けて●、□、△、×、○の順に５段階で概略的に表示するが、実際にはモデル９の全域の要素について反力分布が解析され、変位量分布に対応して形状の複雑な凹凸変形領域では反力が大きくなる傾向にある。この反力の解析は、所定の温度下で強制的に弾性変形させる荷重を加熱温度下での所定時間経過後の非直線のクリープ変形に対応させたものであるが、このクリープ変形に対抗すべき剛性を略相関させることができる。
【００２３】
これらの線形ばね定数及びこのばね定数の決定過程での対応の反力等を解析条件として最適化構造解析を行うための周知のＡｌｔａｉｒ社製の商品名Ｏｐｔｉ  Ｓｔｒｕｃｔによる構造解析用のコンピュータソフトウエアにより、位相最適化構造解析を行う（ステップ５）。つまり、解析結果の応力σｎが最大許容応力σａを越える都度、要素の材料密度をワンステップづつ小さくし、最終的にσａを越えない状態に全体的に最適な材料密度を解析させる。この分布データは、信頼度の高い板厚もしくはリブ構造決定の参考データとなる。剛性パラメータとしては、応力分布データにすることもできる。
【００２４】
図４は、動作プログラム、解析ソフトウエア等がロードされた１台のパソコンを利用するものとして、このような剛性構造決定方法を実施する剛性構造決定装置の構成を示すもので、樹脂成形品に対応の形状を有する有限要素法によるモデルに対して所定の加熱温度下での所定時間経過後のクリープ変形を解析するクリープ変形解析部２２と、変位許容の拘束点の物性もしくは拘束条件としての線形ばね定数及び反力の解析結果を含めて、モデルの形状及び物性、拘束条件及び最大許容応力を解析条件とする位相最適化構造解析により、最大許容応力を越えない範囲において軽量化目的で剛性パラメータの分布データを作成する位相最適化解析部２０と、作成された分布データを画像表示するディスプレイ部２１と、キーボード及びマウスを備えた入力操作部２４及びその操作に応答して、各部に解析用のデータ、制御指令信号等を送出する入力操作応答部２３等を備えると共に、位相最適化解析部２０には、クリープ変形の解析結果に対応するように、所定の温度下で強制的に弾性変形させた場合に、変位許容の拘束点に線形ばね定数を設定してモデルの各要素に生じる反力を線形解析する反力・線形ばね定数設定部１０が付属する。
【００２５】
この反力・線形ばね定数設定部は、モデルに対して設定された比較対象部位に対するクリープ変形の解析結果の変位量を目標変位量として格納する目標変位量格納手段１１と、複数個所の変位許容の拘束点に対して想定される線形ばね定数範囲を分割する複数段階の暫定線形ばね定数を格納するステップデータ格納手段１２及びその複数段階の暫定線形ばね定数を基に変位許容の拘束点に対して暫定線形ばね定数の組合わせを順に指定する暫定ばね定数指定手段１３と、指定された組合わせの暫定線形ばね定数に対してクリープ変形の解析結果に対応するようモデル９を変形させた際に生じる反力を周知のソフトウエアを利用して解析する反力解析手段１４と、解析された反力を荷重としてモデル９の変形量を周知のソフトウエアを利用して解析する変形量解析手段１５と、解析された比較対象部位の変位量の解析結果と所属の目標変位量とを逐次照合して目標変位量に近似する組合わせの暫定線形ばね定数を位相最適化解析用の線形ばね定数として決定・保持するばね定数決定手段１６とを備える。
【００２６】
暫定ばね定数指定手段１３は、例えば前述のモデル９に対して４個所の拘束点Ｐ１〜Ｐ４に対する前述の１９段階の暫定線形ばね定数を基にｎＣｒ（ｎ＝１９、ｒ＝４）個の組合わせ数の４種類の暫定的なばね定数の組合わせを順に指定する。反力解析手段１４では指定された組合わせの暫定線形ばね定数に対する反力が解析され、その解析結果に応答して、変位量解析手段１５では、図５に概略示すように、比較対象部位Ｐｂ１〜Ｐｂ３の○印で示す目標変位量に対して、各組合わせを基に例示の×、□、△、●を含めて変位方向及び変位量が異なる多数の変位量データが算出される。ばね定数決定手段１６は、例えば３個の目標変位量に対して同じ変位方向で誤差の許容範囲を例えば１．５ｍｍと予め設定しておき、その範囲内の組合わせのばね定数から３個所の誤差の平均値が最も小さい例えば□印の組合わせに決定する。その決定方法としては、変位方向が一致し、かつ３個所とも誤差の許容範囲内に収まる組合わせが演算された時点の最初の組合わせに決定する等、種々の方法も考えられる。
【００２７】
以下、このように構成されたパソコンを用いて、熱変形を抑制するように、前述の図１に示す手順に従い本発明の剛性構造決定方法が実行される。モデル９について変位許容の拘束点Ｐ１〜Ｐ４に対して想定される線形ばね定数範囲１０〜１００ｋｇｆ／ｍｍ及びばね定数ステップを予め設定されており、拘束点Ｐ１〜Ｐ４の各群の拘束点につき、各組合わせの線形ばね定数を順に暫定的に指定される（ステップ２）。指定された各組合わせの線形ばね定数を前提に順に暫定的に指定して熱変形の解析結果に対応する同一の変形状態にモデル９を常温で強制的に弾性変形させた場合の反力及びこの反力を荷重とした場合のモデル９の変位量が解析される（ステップ３）。逐次指定された線形ばね定数の組合わせに基づく変位量の解析結果に応じて、比較対象部位Ｐｂ１〜Ｐｂ３の解析された変位量を所属の目標変位量、例えば５ｍｍ、３ｍｍ及び５ｍｍと照合し、全体的に近似する変位量を生じさせる組合わせを決定して、拘束点Ｐ１〜Ｐ４の各グループの線形ばね定数を例えば８０、５０、９０、４５ｋｇｆ／ｍとして決定される（ステップ４）。
【００２８】
尚、前述の実施の形態では、グループごとに線形ばね定数が割当てられるが、より高精度に解析する場合、或は非完全拘束の部位数が少ない場合、各非完全拘束点ごとに固有の線形ばね定数を決定することもできる。また、図３のインストルメントパネルのグラブボックス１の解析を行う際に、その下端部のヒンジ２９が、グラブボックス１に設けられてボデー側のピンに、そのピンに沿って変位可能で、かつ回転自在に係合させる構成の場合、変位許容の拘束点として本発明を適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施の形態による樹脂成形品の剛性構造決定方法を説明するフローチャートである。
【図２】同方法の解析対象となるインストルメントパネルの斜視図である。
【図３】同インストルメントパネルの解析用モデルについてのクリープ変形に対応する反力の解析結果を説明する図である。
【図４】同方法を実施するための装置の回路構成を説明する図である。
【図５】同方法による目標変位量と近似した変位量の解析結果を与える線形ばね定数の組合わせの決定方法を説明する図である。
【符号の説明】
【００３０】
９  モデル
Ｐ１〜Ｐ４  変位許容の拘束点
Ｐ９  完全拘束点
【図１】
2008276662.tif 000003
【図２】
2008276662.tif 000004
【図３】
2008276662.tif 000005
【図４】
2008276662.tif 000006
【図５】
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