(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形解析装置に、成形過程における層分布を算出させる成形解析手法であって、
前記成形解析装置における層形状変化解析手段が、層を所定の解析条件にもとづき解析して、前記層に割り振られたメッシュの節点の座標情報と該節点の速度ベクトルを含む物理量とからなる解析結果を所定の時間ステップごとに算出し、
前記成形解析装置における点追跡手段が、前記所定の時間ステップごとに、前記解析結果を読み込んで、この解析結果と前記層内に想定された一又は二以上の任意の点の座標情報とにもとづき各点における速度ベクトルを算出するとともに、前記所定の時間ステップ後の各点の座標情報を算出し、かつ、前記解析結果の読み込み、前記速度ベクトルの算出、及び前記座標情報の算出を所定時間が経過するまで繰り返し、前記層内に想定された任意の点の所定時間後の座標情報を算出する
ことを特徴とする成形解析手法。
【請求項２】
前記成形解析装置における大域的点追跡手段が、前記所定の時間ステップごとに、前記解析結果を読み込んで、前記解析結果における最初の時間ステップの全ての節点の座標情報及び初期座標値を大域的点追跡結果記憶手段に記憶させ、当該節点を前記点追跡手段により前記所定の時間ステップの間点追跡して、前記所定の時間ステップ後の各節点の座標情報を算出し、当該所定の時間ステップ後の各節点の初期座標値分布を生成して、かつ、前記解析結果の読み込み、当該解析結果にもとづく前記所定の時間ステップ後の各節点の座標情報及び初期座標値の記憶、前記所定の時間ステップ後の各節点に対する点追跡によるさらに前記所定の時間ステップ後の各節点の座標情報の算出、及び当該所定の時間ステップ後の各節点の初期座標値分布の生成を所定時間が経過するまで繰り返し、前記解析結果における最初の時間ステップの全ての節点の所定時間後の座標情報と初期座標値分布を算出する
ことを特徴とする請求項１記載の成形解析手法。
【請求項３】
前記成形解析装置における初期中間層形状生成手段が、前記大域的点追跡手段により算出された前記全ての節点の所定時間後の座標情報により構成される前記層全体の最終形状上に特定された任意の中間層形状における多数の点の座標情報にもとづいて、当該点に対応する初期座標値を前記大域的点追跡結果記憶手段に記憶された座標情報及び初期座標値にもとづき算出し、これらの初期座標値の点を前記層全体の初期形状情報に重ね合わせて、前記中間層形状に対応する初期形状情報を生成する
ことを特徴とする請求項２記載の成形解析手法。
【請求項４】
前記点追跡手段が、
前記層内に想定された一又は二以上の任意の点の座標情報が前記解析結果における節点の座標情報に一致しない場合に、前記解析結果における、前記任意の点の周囲の節点に対応する速度ベクトルを用いて、補間計算により前記任意の点の速度ベクトルを算出する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の成形解析手法。
【請求項５】
成形過程における層分布を算出する成形解析装置であって、
層を所定の解析条件にもとづき解析し、前記層に割り振られたメッシュの節点の座標情報と該節点の速度ベクトルを含む物理量とからなる解析結果を所定の時間ステップごとに算出する層形状変化解析手段と、
前記所定の時間ステップごとに、前記解析結果を読み込んで、この解析結果と前記層内に想定された一又は二以上の任意の点の座標情報とにもとづき各点における速度ベクトルを算出するとともに、前記所定の時間ステップ後の各点の座標情報を算出し、かつ、前記解析結果の読み込み、前記速度ベクトルの算出、及び前記座標情報の算出を所定時間が経過するまで繰り返し、前記層内に想定された任意の点の所定時間後の座標情報を算出する点追跡手段と、を備えた
ことを特徴とする成形解析装置。
【請求項６】
前記所定の時間ステップごとに、前記解析結果を読み込んで、前記解析結果における最初の時間ステップの全ての節点の座標情報及び初期座標値を大域的点追跡結果記憶手段に記憶させ、当該節点を前記点追跡手段により前記所定の時間ステップの間点追跡して、前記所定の時間ステップ後の各節点の座標情報を算出し、当該所定の時間ステップ後の各節点の初期座標値分布を生成して、かつ、前記解析結果の読み込み、当該解析結果にもとづく前記所定の時間ステップ後の各節点の座標情報及び初期座標値の記憶、前記所定の時間ステップ後の各節点に対する点追跡によるさらに前記所定の時間ステップ後の各節点の座標情報の算出、及び当該所定の時間ステップ後の各節点の初期座標値分布の生成を所定時間が経過するまで繰り返し、前記解析結果における最初の時間ステップの全ての節点の所定時間後の座標情報と初期座標値分布を算出する大域的点追跡手段を備えた
ことを特徴とする請求項５記載の成形解析装置。
【請求項７】
前記大域的点追跡手段により算出された前記全ての節点の所定時間後の座標情報により構成される前記層全体の最終形状上に特定された任意の中間層形状における多数の点の座標情報にもとづいて、当該点に対応する初期座標値を前記大域的点追跡結果記憶手段に記憶された座標情報及び初期座標値にもとづき算出し、これらの初期座標値の点を前記層全体の初期形状情報に重ね合わせて、前記中間層形状に対応する初期形状情報を生成する初期中間層形状生成手段を備えた
ことを特徴とする請求項６記載の成形解析装置。
【請求項８】
前記点追跡手段が、
前記層内に想定された一又は二以上の任意の点の座標情報が前記解析結果における節点の座標情報に一致しない場合に、前記解析結果における、前記任意の点の周囲の節点に対応する速度ベクトルを用いて、補間計算により前記任意の点の速度ベクトルを算出する
ことを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の成形解析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多層成形解析に関し、特に、多層圧縮成形過程における中間層の位置を算出する成形解析手法、及び成形解析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧縮成形とは、溶融した樹脂を型に落とし込み、型締力にて所望の形状に成形する成形方法である。圧縮成形は、古くはガラスのコップや熱硬化性樹脂などに用いられてきた。
近年、熱可塑性樹脂への適用が増えており、従来、射出成形にて成形していた製品を圧縮成形で成形するケースもある。
【０００３】
圧縮成形は、射出成形に比べて低温成形が可能であるので、熱履歴による樹脂の劣化を抑制できる特長がある。また、多層化については、射出成形は層構成に制限があるのに比べ、圧縮成形は自由度が高く、さまざまな樹脂の多層化が可能である。さらに、生産性においては、射出成形は、多数個取りの金型で大量生産すると、広口成形品の場合は同じ金型面積に対する金型取数が少なくなるので生産効率が低下するが、圧縮成形は、ロータリー式の金型数を増やすのみで対応でき、この効率低下がないので相対的に有利となる。
【０００４】
ボトルやジャーなどの飲料容器のキャップは、熱可塑性樹脂を圧縮成形にて生産している例の一つである。
このような食品等の包装容器の分野では、内容品の酸化防止や防湿等のために、ガス透過性の少ない樹脂を使用して製品を多層化することが多い。
【０００５】
多層圧縮成形では、こういった製品性能を確保するため、層分布や厚みを規定の形態に成形することが求められる。特に、食品等の包装容器として用いる場合には、外層は衛生性の面から内容物に対して影響の少ない樹脂で完全に覆われ、酸素バリアなどの機能性樹脂は中間層として包含されつつも均一に広がることが求められる。
【０００６】
中間層が最適に分布した所望の成形品を得るためには、圧縮成形される前の樹脂において、適切な形状に中間層が配置されることが重要である。また、圧縮成形される前の層全体の初期形状における中間層の最適な配置を求めるためには、圧縮工程中の樹脂挙動を把握する必要がある。
この樹脂挙動を実験的に求めることは極めて煩雑であり、現実的に行うことは困難である。
このため、数値解析によって、圧縮工程中の樹脂の挙動を可視化する手法の開発が求められていた。
【０００７】
このような樹脂挙動を可視化する手法としては、従来、アダプティブメッシュ法が用いられている（例えば、非特許文献１参照）。
アダプティブメッシュ法とは、成形に応じて変形する領域のメッシュを繰り返し修正しながら解析を進める手法である。
【０００８】
すなわち、このアダプティブメッシュ法では、図１１に示すように、樹脂の圧縮成形により、メッシュも樹脂全体の変形に応じて変形する。しかし、樹脂の形状変化が大きい場合には、メッシュの形状が、それ以上計算を続行することができない程度にまで変形してしまう。
そこで、図１２に示すように、メッシュの潰れが大きくなり、それ以上計算の続行が不可能になるまでに、メッシュの再設定（リメッシング）を繰り返す。
これによって、圧縮成形によって樹脂の形状が大きく変化する場合でも、成形が完了するまでの樹脂挙動を逐次追跡することを可能にしている。
【０００９】
このようなアダプティブメッシュ法を多層圧縮成形に適用する場合は、それぞれの樹脂層に対応した領域ごとにリメッシングを行うことになる。リメッシングの際には界面はそのまま保持されるので、層間の境界を明確に得ることができる。
【００１０】
【非特許文献１】深堀  穂高：成形加工シンポジア‘０２要旨集，２８３（２００２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、このアダプティブメッシュ法には、中間層の量が少ない樹脂構成に適用した場合、成形により中間層が薄くなりすぎると、その層にメッシュを作成することが不可能になり、計算を続行することができなくなってしまうという問題があった。
このような問題に対し、より細かなメッシュを作成することで対処することも考えられる。しかしながら、メッシュが細かくなればなるほど、計算時間が長くなることから、中間層の厚みによっては、現実的に用いることは困難である。
したがって、近年増えつつある機能性樹脂などの薄い中間層については、圧縮成形における樹脂挙動を解析することが、大変難しいという問題があった。
このため、このような中間層を備えた樹脂の多層圧縮成形において、樹脂の挙動を適切に解析可能な手法が求められている。
【００１２】
そこで、本発明の発明者は鋭意検討した結果、アダプティブメッシュ法による多層圧縮成形解析の欠点を補うべく、点追跡法及び大域的追跡法を開発した。
点追跡法とは、圧縮成形工程の解析をアダプティブメッシュ法を用いて単層で実施し、この解析結果を用いて、層全体の初期形状上に点を配置し、その点を追跡することにより成形後の中間層の位置を求める手法である。
また、大域的追跡法とは、中間層に相当する部分だけでなく、層全体に点を配置して点追跡を行い、成形の前後における樹脂の移動の対応関係を求めることで、成形後の所望の中間層に位置する点群のそれぞれの初期座標値を、初期の樹脂形状に重ねることにより、初期の中間層形状のあるべき配置を求める手法である。
【００１３】
すなわち、本発明は、多層圧縮成形において、成形後の中間層の位置を求めることと、成形後の中間層の分布が最適となる、初期の樹脂形状における中間層分布を生成することの可能な成形解析手法、及び成形解析装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するため、本発明の成形解析手法は、成形解析装置に、成形過程における層分布を算出させる成形解析手法であって、成形解析装置における層形状変化解析手段が、層を所定の解析条件にもとづき解析して、層に割り振られたメッシュの節点の座標情報と該節点の速度ベクトルを含む物理量とからなる解析結果を所定の時間ステップごとに算出し、成形解析装置における点追跡手段が、所定の時間ステップごとに、解析結果を読み込んで、この解析結果と層内に想定された一又は二以上の任意の点の座標情報とにもとづき各点における速度ベクトルを算出するとともに、所定の時間ステップ後の各点の座標情報を算出し、かつ、解析結果の読み込み、速度ベクトルの算出、及び座標情報の算出を所定時間が経過するまで繰り返し、層内に想定された任意の点の所定時間後の座標情報を算出する手法としてある。
【００１５】
成形解析手法をこのような手法にすれば、層全体の初期形状における中間層の位置に点を配置して、成形過程におけるその点の移動を追跡することができる。
このため、あらゆる初期中間層形状について、成形による中間層分布の変化を計算することができ、従来は困難であった少量の中間層の形状変化を適切に把握することが可能となる。
また、本発明によれば、層形状変化の解析を一度行うのみで、様々な形状の中間層形状について点追跡を行うことができる。
このため、従来のアダプティブメッシュ法のみによる成形解析手法に比べて、より効率的な成形解析を行うことが可能となる。
【００１６】
また、本発明の成形解析手法は、成形解析装置における大域的点追跡手段が、所定の時間ステップごとに、解析結果を読み込んで、解析結果における最初の時間ステップの全ての節点の座標情報及び初期座標値を大域的点追跡結果記憶手段に記憶させ、当該節点を点追跡手段により所定の時間ステップの間点追跡して、所定の時間ステップ後の各節点の座標情報を算出し、当該所定の時間ステップ後の各節点の初期座標値分布を生成して、かつ、解析結果の読み込み、当該解析結果にもとづく所定の時間ステップ後の各節点の座標情報及び初期座標値の記憶、所定の時間ステップ後の各節点に対する点追跡によるさらに所定の時間ステップ後の各節点の座標情報の算出、及び当該所定の時間ステップ後の各節点の初期座標値分布の生成を所定時間が経過するまで繰り返し、解析結果における最初の時間ステップの全ての節点の所定時間後の座標情報と初期座標値分布を算出する手法としてある。
【００１７】
成形解析手法をこのような手法にすれば、層に割り振られたメッシュの全ての節点について、初期座標値を保有させつつ点追跡を行うことができる。
このため、成形後の層全体の最終形状における追跡された点の初期座標値分布を把握することが可能となる。
【００１８】
また、本発明の成形解析手法は、成形解析装置における初期中間層形状生成手段が、大域的点追跡手段により算出された全ての節点の所定時間後の座標情報により構成される層全体の最終形状上に特定された任意の中間層形状における多数の点の座標情報にもとづいて、当該点に対応する初期座標値を大域的点追跡結果記憶手段に記憶された座標情報及び初期座標値にもとづき算出し、これらの初期座標値の点を層全体の初期形状情報に重ね合わせて、中間層形状に対応する初期形状情報を生成する手法としてある。
【００１９】
成形解析手法をこのような手法にすれば、成形後の任意の形状の中間層に対応する、層全体の初期形状における中間層の初期形状情報を生成することができる。
このため、少ない量の中間層についても、成形後に最適な中間層を得ることが可能な、層全体の初期形状における理想的な中間層の分布を把握することが可能となる。
【００２０】
また、本発明の成形解析手法は、点追跡手段が、層内に想定された一又は二以上の任意の点の座標情報が解析結果における節点の座標情報に一致しない場合に、解析結果における、任意の点の周囲の節点に対応する速度ベクトルを用いて、補間計算により任意の点の速度ベクトルを算出する手法としてある。
【００２１】
成形解析手法をこのような手法にすれば、層形状変化の解析によって、メッシュの節点が割り振られていない部分における点についても、補間計算を行うことによって、その点の速度ベクトルなどの物理量を算出することができる。
このため、このような点についても適切に点追跡を行うことが可能となる。
【００２２】
また、本発明の成形解析装置は、成形過程における層分布を算出する成形解析装置であって、層を所定の解析条件にもとづき解析し、層に割り振られたメッシュの節点の座標情報と該節点の速度ベクトルを含む物理量とからなる解析結果を所定の時間ステップごとに算出する層形状変化解析手段と、所定の時間ステップごとに、解析結果を読み込んで、この解析結果と層内に想定された一又は二以上の任意の点の座標情報とにもとづき各点における速度ベクトルを算出するとともに、所定の時間ステップ後の各点の座標情報を算出し、かつ、解析結果の読み込み、速度ベクトルの算出、及び座標情報の算出を所定時間が経過するまで繰り返し、層内に想定された任意の点の所定時間後の座標情報を算出する点追跡手段と、を備えた構成としてある。
【００２３】
成形解析装置をこのような構成にすれば、層全体の初期形状における任意の点について、成形過程における移動を追跡することができるため、少量の中間層の形状変化を把握することが可能となる。
また、層形状変化の解析を一度行うのみで、様々な形状の中間層形状について点追跡を行うことができるため、従来の成形解析手法に比べて、より効率的な成形解析を行うことが可能となる。
【００２４】
また、本発明の成形解析装置は、所定の時間ステップごとに、解析結果を読み込んで、解析結果における最初の時間ステップの全ての節点の座標情報及び初期座標値を大域的点追跡結果記憶手段に記憶させ、当該節点を点追跡手段により所定の時間ステップの間点追跡して、所定の時間ステップ後の各節点の座標情報を算出し、当該所定の時間ステップ後の各節点の初期座標値分布を生成して、かつ、解析結果の読み込み、当該解析結果にもとづく所定の時間ステップ後の各節点の座標情報及び初期座標値の記憶、所定の時間ステップ後の各節点に対する点追跡によるさらに所定の時間ステップ後の各節点の座標情報の算出、及び当該所定の時間ステップ後の各節点の初期座標値分布の生成を所定時間が経過するまで繰り返し、解析結果における最初の時間ステップの全ての節点の所定時間後の座標情報と初期座標値分布を算出する大域的点追跡手段を備えた構成としてある。
【００２５】
成形解析装置をこのような構成にすれば、層に割り振られたメッシュの全ての節点につき初期座標値を保有させて点追跡を行うことができ、成形後の層全体の最終形状における追跡された点の初期座標値分布を把握することが可能となる。
【００２６】
また、本発明の成形解析装置は、大域的点追跡手段により算出された全ての節点の所定時間後の座標情報により構成される層全体の最終形状上に特定された任意の中間層形状における多数の点の座標情報にもとづいて、当該点に対応する初期座標値を大域的点追跡結果記憶手段に記憶された座標情報及び初期座標値にもとづき算出し、これらの初期座標値の点を層全体の初期形状情報に重ね合わせて、中間層形状に対応する初期形状情報を生成する初期中間層形状生成手段を備えた構成としてある。
【００２７】
成形解析装置をこのような構成にすれば、成形後に最適な中間層を得ることが可能な、層全体の初期形状における中間層の初期形状情報を生成することができ、理想的な中間層の初期形状を把握することが可能となる。
【００２８】
また、本発明の成形解析装置は、点追跡手段が、層内に想定された一又は二以上の任意の点の座標情報が解析結果における節点の座標情報に一致しない場合に、解析結果における、任意の点の周囲の節点に対応する速度ベクトルを用いて、補間計算により任意の点の速度ベクトルを算出する構成としてある。
【００２９】
成形解析装置をこのような構成にすれば、層形状変化の解析で、メッシュの節点が割り振られていない部分についても、補間計算により速度ベクトルを算出することができ、適切に点追跡を行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、圧縮成形のような大変形の成形工程における多層の樹脂挙動を可視化することができる。また、層全体に配置した多数の点を追跡することにより、成形後に所望の層配置になるような初期の層構成を予測することができる。
このため、中間層の厚みが小さい場合でも、解析を行うことができ、層全体の初期形状における理想的な中間層分布を得ることが可能となる。また、層全体の形状変化の解析を一度行うのみで、複数の中間層形状について解析を行うことが可能となる。
したがって、本発明によれば、多層圧縮成形等を用いた製品開発を効率化することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明に係る圧縮成形解析装置の好ましい実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
なお、以下の実施形態に示す本発明の圧縮成形解析装置は、プログラムに制御されたコンピュータにより動作するようになっている。コンピュータのＣＰＵは、プログラムにもとづいてコンピュータの各構成要素に指令を送り、圧縮成形解析装置の動作に必要となる所定の処理、例えば、層形状変化の解析処理、追跡点の座標取得処理、追跡点の速度ベクトルの算出処理、初期座標分布の生成処理等を行わせる。このように、本発明の圧縮成形解析装置における各処理，動作は、プログラムとコンピュータとが協働した具体的手段により実現できるものである。
【００３２】
プログラムは予めＲＯＭ，ＲＡＭ等の記録媒体に格納され、コンピュータに実装された記録媒体から当該コンピュータにプログラムを読み込ませて実行されるが、例えば通信回線を介してコンピュータに読み込ませることもできる。
また、プログラムを格納する記録媒体は、例えば半導体メモリ，磁気ディスク，光ディスク、その他任意のコンピュータで読取り可能な任意の記録手段により構成できる。
【００３３】
［第一実施形態］
まず、本発明の第一実施形態の構成について、図１を参照して説明する。同図は、本実施形態の圧縮成形解析装置の構成を示すブロック図である。
図１に示すように、本実施形態の圧縮成形解析装置１０は、モデルファイル記憶部１０ａ，解析条件入力部１０ｂ，層形状変化解析部１０ｃ，解析結果記憶部１０ｄ，中間層形状情報入力部１０ｅ，点追跡部１０ｆ，点追跡結果記憶部１０ｇを備えている。
【００３４】
モデルファイル記憶部１０ａは、層形状変化の解析処理における解析対象データとしてのモデルファイルを記憶する。
このモデルファイルは、金型の形状情報、初期状態における樹脂領域の形状（層全体の初期形状）情報等を保有する。
また、モデルファイルは、ＣＡＤソフトウェアやメッシュ生成ソフトウェアなどを用いて、流体解析ソフトウェアの実行により形成される層形状変化解析部１０ｃが読み込めるような状態に作成されている。
なお、形状情報とは、多数の点の座標情報により構成される。本実施形態では、座標情報として二次元の情報を想定しているが、座標情報を三次元の情報とすることも可能である。
【００３５】
解析条件入力部１０ｂは、圧縮成形工程における層形状変化を解析するための条件を圧縮成形解析装置１０に入力し、層形状変化解析部１０ｃによりこの解析条件を使用可能にするため、圧縮成形解析装置１０に記憶させる。
この解析条件としては、金型及び樹脂の物性、成形速度、金型と樹脂間の熱、すべり境界条件、メッシュ修正の条件、解析の時間ステップ等を挙げることができる。
【００３６】
層形状変化解析部１０ｃは、層の形状変化を解析するものであり、所定の流体解析ソフトウェアを実行することで、圧縮成形解析装置１０におけるＣＰＵ及びメモリ上に構成される。
この流体解析ソフトウェアとしては、例えばＦＬＵＥＮＴ社から販売された「ＰＯＬＹＦＬＯＷ」を用いることができる。
層形状変化解析部１０ｃは、モデルファイル記憶部１０ａから流体解析のためのモデルファイルを読み込むとともに、解析条件入力部１０ｂから入力された解析条件を読み込んで、解析処理を実行する。
【００３７】
この層形状変化解析部１０ｃによる解析処理は、本発明の発明者により提案された上記非特許文献１に記載の「圧縮成形工程の数値解析」に示された手順により実行することができる。
すなわち、層形状変化解析部１０ｃは、アダプティブメッシュ法を用いた解析手法により、層全体の形状変化を解析条件にもとづき計算する。
【００３８】
このとき、層形状変化解析部１０ｃは、成形により潰れたメッシュが計算不可能になる前に逐次修正（リメッシング）して、その状態から新たに形状変化の計算を続けることを最終形状まで繰り返す。
これによって、層全体の初期形状から最終形状までの形状変化を解析する。
【００３９】
また、この際、形状により、必要に応じて、適宜メッシュサイズや解析の時間ステップを変更することができる。
なお、層の形状変化が小さく、メッシュを修正する必要がない場合、層形状変化解析部１０ｃは、アダプティブメッシュ法を用いることなく、層形状変化の解析を行うことができる。
【００４０】
解析結果記憶部１０ｄは、層形状変化解析部１０ｃにより算出された解析結果を記憶する。
この解析結果には、層全体を初期形状から最終形状まで成形する過程における所定の時間ステップごとに、メッシュにおける全ての節点の座標情報及び物理量が含まれている。
物理量は、上記解析条件として、算出対象とするものを設定することができる。例えば、物理量に、各節点における速度ベクトル，圧力，温度，応力等を含めることができる。
【００４１】
中間層形状情報入力部１０ｅは、点追跡の対象とする中間層形状に対応する点の座標情報を圧縮成形解析装置１０に入力し、点追跡部１０ｆで使用可能にするために、圧縮成形解析装置１０に記憶させる。
この中間層形状に対応する点としては、その中間層形状の領域の輪郭上及び内部に、中間層形状を判別することができる程度のものを特定する。なお、この特定については、コンピュータにより自動的に行う他、人手により行うこともできる。
【００４２】
点追跡部１０ｆは、層全体を初期形状から最終形状まで成形する過程における所定の時間ステップごとに、中間層形状に対応する点の座標の変化を追跡するものであり、所定の流体解析ソフトを実行することで、圧縮成形解析装置１０におけるＣＰＵ及びメモリ上に構成される。
この流体解析ソフトウェアとしては、例えば株式会社ヴァイナスにより販売された流体解析用ポストプロセッサソフトウェア「ＦＩＥＬＤＶＩＥＷ」（開発元：米国Ｉｎｔｅｌｉｇｅｎｔ  Ｌｉｇｈｔ社）を用いることができる。
【００４３】
点追跡部１０ｆは、解析結果記憶部１０ｄから層形状変化の解析結果を読み込むとともに、中間層形状情報入力部１０ｅから入力された中間層形状に対応する点の座標情報を読み込んで、点追跡処理を実行する。
この点追跡処理において、点追跡部１０ｆは、点追跡の対象となる点（以下、追跡点と称する場合がある。）の座標における速度ベクトルを、層形状変化の解析結果にもとづき算出する。そして、この速度ベクトルと点の座標情報にもとづいて、次の時間ステップにおける点の座標情報を算出する。
【００４４】
このとき、点追跡部１０ｆは、追跡点が解析結果における節点に一致する場合は、その節点に対応づけて解析結果記憶部１０ｄに記憶されている速度ベクトルを用いて、これをそのまま追跡点の速度ベクトルとして算出する。
また、追跡点が解析結果における節点に一致しない場合は、その節点の周囲を取り囲む節点に対応づけて解析結果記憶部１０ｄに記憶されている速度ベクトルを用いて、後述する補間計算により速度ベクトルを算出する。
点追跡部１０ｆは、これらの計算処理を、全ての追跡対象とする点について、解析終了時間まで、所定の時間ステップごとに実行する。
これによって、点追跡部１０ｆは、初期中間層形状に対応する各点が、解析終了時間にどの座標に移動するかを計算でき、成形後の中間層分布を算出することができる。
【００４５】
図２は、このような点追跡の様子を示す図である。本実施形態の圧縮成形解析装置１０による点追跡法によれば、同図に示すように、初期形状（ａ）上に、中間層の形状に応じた点を追跡対象として配置し（ｂ）、この点を上記点追跡処理により追跡することで、成形後の中間層分布（ｃ）を算出することができる。
【００４６】
点追跡結果記憶部１０ｇは、点追跡部１０ｆにより算出された追跡結果を記憶する。
この追跡結果には、所定の時間ステップごとに、メッシュにおける全ての節点の座標情報及び物理量が含まれているとともに、追跡対象とした全ての点の座標情報が含まれている。
【００４７】
次に、本実施形態の圧縮成形解析装置１０における処理手順について、図３及び図４を参照して説明する。図３は、本実施形態の圧縮成形解析装置１０により実行される層形状変化の解析処理を示すフローチャートであり、図４は、同装置により実行される点追跡処理を示すフローチャートである。なお、図３及び図４において、点線で表示されている部分は、人により行われる部分である。以下の実施形態においても同様の形式で表示している。
【００４８】
まず、図３を参照して、層形状変化の解析処理について説明する。
はじめに、層形状変化の解析処理における解析対象データとしてのモデルファイルを作成する（ステップ１０）。
このモデルファイルは、金型形状情報、及び層全体の初期形状情報を保有する。
そして、圧縮成形解析装置１０におけるモデルファイル記憶部１０ａに、作成したモデルファイルを記憶させる（ステップ１１）。
【００４９】
次に、層形状変化の解析条件を設定する（ステップ１２）。この解析条件は、上述したように、金型及び樹脂の物性，成形速度，解析の時間ステップ等とすることができる。その他、用いる流体解析ソフトウェアにより、例えば各時間ステップにおける全ての節点の速度ベクトルを解析結果として出力するか否か等の解析条件を設定する。
【００５０】
圧縮成形解析装置１０における解析条件入力部１０ｂは、この設定された解析条件を圧縮成形解析装置１０に入力して記憶させ、層形状変化解析部１０ｃにより利用可能とする（ステップ１３）。
そして、層形状変化解析部１０ｃは、モデルファイル記憶部１０ａに記憶されたモデルファイルを用いて、解析条件入力部１０ｂにより入力された解析条件にもとづき層形状変化の解析処理を実行する（ステップ１４）。
最後に、層形状変化解析部１０ｃは、解析結果を解析結果記憶部１０ｄに記憶させる（ステップ１５）。
【００５１】
次に、図４を参照して、点追跡処理について説明する。
はじめに、解析したい初期中間層形状を任意に決定する（ステップ３０）。これは、例えば圧縮成形解析装置１０に接続されたディスプレイ等に層全体の初期形状を表示して、この初期形状の内部に任意の中間層形状を画面上で描画して入力することなどにより行うことができる。
【００５２】
次に、初期中間層の形状が分かるように、その輪郭上及び／又は内部に点を作成して、これを圧縮成形解析装置１０に入力する（ステップ３１）。これは、ステップ３０で圧縮成形解析装置１０に入力された初期中間層形状情報にもとづいて、圧縮成形解析装置１０における中間層形状情報入力部１０ｅにより自動的に行うことができる。
次に、圧縮成形解析装置１０における点追跡部１０ｆは、解析結果記憶部１０ｄから最初の時間ステップ（層形状変化を開始する時間）における解析結果を読み込む（ステップ３２）。以降、当該ステップ３２を繰り返し実行する際には、時間ステップごとに解析結果記憶部１０ｄに記憶された解析結果を順次読込む。
【００５３】
次に、圧縮成形解析装置１０における点追跡部１０ｆは、追跡対象の点（追跡点）を決定する（ステップ３３）。この追跡点としては、ステップ３１において入力された全ての点とすることができる。また、これらの点のうち、一部のもののみを追跡点として決定することもできる。
【００５４】
なお、ステップ３２の処理とステップ３３の処理の順番を入れ替えることも可能である。すなわち、まずステップ３１において入力された点から追跡点を決定した後に、その決定した追跡点についてのみ解析結果を読み込むようにすることができる。このとき、追跡点に一致する節点については、その節点の解析結果を読み込むことができる。また、節点に一致しない追跡点については、その追跡点の周囲の節点の解析結果を読み込むことができる。
このようにすれば、実際に追跡する点についてのみ解析結果を読み込むことができるため、圧縮成形解析装置１０の処理負荷を軽減することができる。このため、メモリに余裕がない場合や、ステップ３１において入力された点の数が多い場合などには、このようにすることも好ましい。
【００５５】
そして、点追跡部１０ｆは、追跡対象の点の座標情報を取得する（ステップ３４）。この座標情報は、ステップ３１において入力された点の座標情報を用いることができる。
次に、点追跡部１０ｆは、追跡点における速度ベクトルを算出する（ステップ３５）。この速度ベクトルは、追跡点が、解析結果に含まれる節点のうちの一つに一致する場合には、その一致する節点の物理量として解析結果に保有されている速度ベクトルをそのまま用いることができる。また、追跡点が節点に一致しない場合には、その追跡点の周囲の節点の速度ベクトルから補間計算により算出する。
【００５６】
この補間計算の方法としては、従来公知の種々の方法を用いることができるが、例えば、形状関数を用いたアイソパラメトリック要素を使用した有限要素法等を用いることができる。
アイソパラメトリック要素を使用した有限要素法の具体例としては、例えば、４節点からなる二次元要素の内部の物理量を４節点の物理量から形状関数により内挿して求める方法を挙げることができる。勿論、より多くの節点を用いて補間計算を行うことも可能である。
【００５７】
次に、点追跡部１０ｆは、追跡点の座標情報及び速度ベクトルとから次の時間ステップにおける点の位置の座標情報を算出し、これを時間ステップごとに点追跡結果記憶部１０ｇに記憶させる（ステップ３６）。
そして、全ての追跡点について、ステップ３４〜ステップ３６の処理を繰り返す（ステップ３７のＮｏ）。
【００５８】
全ての追跡点について、次の時間ステップにおける点の位置の座標情報の算出と、その座標情報の点追跡結果記憶部１０ｇへの記憶が終了すると（ステップ３７のＹｅｓ）、次に、解析終了時間になったかどうかを判定する（ステップ３８）。
そして、解析終了時間に達していなければ（ステップ３８のＮｏ）、次の時間ステップにステップ３２からステップ３７の処理を繰り返し、解析終了時間に達していれば（ステップ３８のＹｅｓ）、追跡点処理を終了する。
【００５９】
以上説明したように、本実施形態の圧縮成形解析装置１０によれば、層全体の初期形状における中間層の位置に点を配置して、これを追跡することができる。
このため、あらゆる初期中間層形状を追跡することができ、従来は困難であった少量の中間層の形状変化を追跡することが可能となる。
また、本実施形態の圧縮成形解析装置１０によれば、層形状変化の解析を一度行うのみで、様々な形状の中間層形状について点追跡を行うことができる。
このため、従来のアダプティブメッシュ法のみによる成形解析方法に比べて、より効率的な成形解析を行うことが可能となる。
【００６０】
［第二実施形態］
次に、本発明の第二実施形態について、図５〜図７を参照して説明する。図５は、本実施形態の圧縮成形解析装置の構成を示すブロック図である。図６は、本実施形態の大域的点追跡法における点追跡の様子を示す図である。図７は、本実施形態の大域的点追跡法における初期形状上の中間層分布を算出する様子を示す図である。
【００６１】
本実施形態は、第一実施形態における点追跡法をさらに発展させたものであり、層全体の形状変化の解析にあたり、全ての節点について、その初期座標値を保有させたまま、点追跡を実行し、最終形状における初期座標値分布を得ることで、成形後の中間層の分布が最適となるような初期形状における中間層分布を算出することの可能な大域的点追跡法に関するものである。
【００６２】
本実施形態の圧縮成形解析装置１０は、図５に示すように、第一実施形態における構成に加え、さらに、大域的点追跡部１０ｈ，大域的点追跡結果記憶部１０ｉ，成形後中間層形状情報入力部１０ｊ，初期中間層形状情報生成部１０ｋ，初期中間層形状情報記憶部１０ｌを備えている。
【００６３】
大域的点追跡部１０ｈは、大域的点追跡処理を実行するものであり、所定の流体解析ソフトウェアを実行することで、圧縮成形解析装置１０におけるＣＰＵ及びメモリ上に構成される。
この流体解析ソフトウェアとしては、層形状変化解析部１０ｃと同様に、例えばＦＬＵＥＮＴ社から販売された「ＰＯＬＹＦＬＯＷ」を用いることができる。
【００６４】
大域的点追跡部１０ｈは、所定の時間ステップごとに、解析結果記憶部１０ｄから解析結果を読み込み、すべての節点の初期座標値を、時間ステップ及び節点ごとに大域的点追跡結果記憶部１０ｉに記憶させる。
なお、節点の初期座標値としては、変形に際してアダプティブメッシュ法が用いられなかった時間ステップにおいては、移動前の初期座標値と同じものを用いることができる。一方、アダプティブメッシュ法が用いられた時間ステップにおいては、補間計算によって、リメッシングにより新たに設定された節点の初期座標値を算出する。したがって、初期座標値を大域的点追跡結果記憶部１０ｉに一度記憶させた後は、この初期座標値をそのまま用いるか、あるいは更新して用いることができる。
【００６５】
また、大域的点追跡部１０ｈは、層全体の初期形状におけるすべての節点について、点追跡部１０ｆにより、所定の時間ステップ分ずつ点追跡を行わせ、その追跡結果を大域的点追跡結果記憶部１０ｉに記憶させる。この追跡結果には、時間ステップごとに、追跡対象とした全ての点の移動後の座標情報と速度ベクトルなどの物理量が含まれている。
なお、層形状変化の解析結果に、座標情報と物理量が記憶されていない部分における点（節点でない点）については、補間計算を行うことで速度ベクトルを算出し、点追跡することができる。この補間計算の方法については、第一実施形態の処理手順のステップ３５において上述した方法と同様の方法とすることができる。
【００６６】
そして、大域的点追跡部１０ｈは、所定の時間ステップごとに、追跡した点の初期座標値分布を生成する。
この際、追跡点のすべてが節点に一致する場合は、その節点の初期座標値分布がそのまま追跡点の初期座標値分布として生成される。また、追跡点の一部もしくはすべてが節点に一致しない場合は、その一致しない追跡点について各追跡点の周囲の節点の初期座標値にもとづき補間計算により、それぞれの追跡点の初期座標値を算出して、初期座標値分布が生成される。
これによって、大域的点追跡部１０ｈは、解析終了時間まで上記処理を繰り返すことで、層全体の最終形状における初期座標値分布を生成し、これを大域的点追跡結果記憶部１０ｉに記憶させることができる。
【００６７】
図６は、このような大域的点追跡法における点追跡の様子を示す図である。本実施形態の圧縮成形解析装置１０による大域的点追跡法によれば、同図に示すように、初期形状（ａ）における層全体に点を配置し（ｂ）、層を圧縮する工程において各点を点追跡して（ｃ）、各点の初期座標値を大域的点追跡結果記憶部１０ｉに記憶させておくことで、成形後の追跡点の初期座標値分布を取得することが可能となる。
【００６８】
大域的点追跡結果記憶部１０ｉは、各追跡点の初期座標値と、点追跡部１０ｆにより計算された追跡結果を記憶する。
この追跡結果には、層全体を初期形状から最終形状まで成形する過程における、時間ステップごとの、層全体の初期形状の節点から追跡したすべての点の座標情報、及び各点における速度ベクトル等の物理量が含まれる。
【００６９】
成形後中間層形状情報入力部１０ｊは、層全体の最終形状上に決定された任意の領域上の点の座標情報により構成される成形後中間層形状情報を圧縮成形解析装置１０に入力し、初期中間層形状情報生成部１０ｋで使用するために、圧縮成形解析装置１０に記憶させる。層全体の最終形状とは、層形状変化の解析により解析結果記憶部１０ｄに記憶された層全体の最終形状情報を意味する。
任意の領域として、圧縮成形により得ることを希望する理想的な中間層の形状を決定することで、初期中間層形状情報生成部１０ｋにより、その理想的な中間層を成形するために必要な、層全体の初期形状における中間層の形状を計算することが可能となる。
【００７０】
この任意の領域上の点としては、その任意の領域の輪郭上及び内部に、任意の領域を判別することができる程度のものを特定する。その特定方法としては、例えば領域に含まれる全ての節点を特定する方法とすることができる。また、領域の全周をｎ分割した点などを特定する方法などとすることもできる。なお、この特定については、コンピュータにより自動的に行う他、人手により行うこともできる。
【００７１】
初期中間層形状情報生成部１０ｋは、層全体の最終形状上に決定された任意の領域上の点の初期座標値にもとづいて、当該任意の領域に対応する、層全体の初期形状における初期中間層形状情報を生成する。
図７は、この初期中間層形状情報生成部１０ｋによって、層全体の初期形状上に初期中間層分布を描いた様子を示す図である。
同図に示すように、層全体の最終形状上に理想とする中間層の形状を決定して、この形状に対応する点を特定し、特定した点の初期座標値を取得して、この初期座標値の点を層全体の初期形状情報に重ねて配置することで、成形後に理想的な中間層を構成する初期中間層形状情報を生成することができる。
【００７２】
初期中間層形状情報記憶部１０ｌは、初期中間層形状情報生成部１０ｋにより生成された初期中間層形状情報を記憶する。この初期中間層形状情報は、層全体の初期形状を表す形状情報、及びこの初期形状における理想の中間層を表す点の座標情報（初期座標値）を含むものである。
【００７３】
次に、本実施形態の圧縮成形解析装置１０における処理手順について、図８及び図９を参照して説明する。図８は、本実施形態の圧縮成形解析装置により実行される大域的点追跡処理を示すフローチャートであり、図９は、同装置により実行される初期中間層分布生成処理を示すフローチャートである。
【００７４】
まず、本実施形態の大域的点追跡処理を実行するにあたっては、最初に図３を用いて上述した層形状変化の解析処理を実行する。そして、次に、図８に示す大域的点追跡処理を実行する。
図８に示すように、圧縮成形解析装置１０における大域的点追跡部１０ｈは、解析結果記憶部１０ｄから層形状変化の解析結果を読み込む（ステップ５０）。
次に、大域的点追跡部１０ｈは、読み込んだ解析結果におけるすべての節点の初期座標値を大域的点追跡結果記憶部１０ｉに記憶させる（ステップ５１）。
【００７５】
このとき、大域的点追跡部１０ｈは、時間ステップごとにこれらの処理を繰り返し実行する。
すなわち、第一回目の処理において、大域的点追跡部１０ｈは、層全体の初期形状におけるすべての節点の座標値、及びそれぞれの節点における物理量を読み込む。
また、第二回目以降の処理において、大域的点追跡部１０ｈは、次の時間ステップの形状におけるすべての節点の座標情報、及びそれぞれの節点における物理量を読み込む。
【００７６】
さらに、大域的点追跡部１０ｈは、第一回目の処理において、層全体の初期形状における各節点の座標情報を初期座標値として大域的点追跡結果記憶部１０ｉに記憶させる。
また、第二回目以降の処理において、大域的点追跡部１０ｈは、前回の処理で算出した次の時間ステップの追跡点の座標情報（ステップ５２−４において後述する）と、解析結果記憶部１０ｄから読み込んだ、次の時間ステップの層全体の形状におけるすべての節点の座標情報とを比較する。
【００７７】
そして、これらの節点が一致する場合には、前回記憶した初期座標値分布を、そのまま次の時間ステップの層全体の形状における節点の初期座標値分布として、大域的点追跡結果記憶部１０ｉに記憶させる。
また、これらの節点が一致しない場合、すなわち、層形状変化の解析において、リメッシングが行われた時間ステップでは、補間計算により、前回記憶した初期座標値分布にもとづいて、次の時間ステップの層全体の形状における節点の初期座標値分布を生成する。
この初期座標値分布の補間計算方法は、ステップ３５の説明において上述した方法と同様の方法とすることができる。
【００７８】
次に、大域的点追跡部１０ｈは、点追跡部１０ｆに、第一実施形態における点追跡と同様の処理を実行させる（ステップ５２）。
まず、点追跡部１０ｆは、追跡点を決定する（ステップ５２−１）。本実施形態の場合、この追跡点は、第一回目の処理（最初の時間ステップにおける処理）においては、ステップ５０で読み込まれた全ての節点とすることができる。第二回目以降の処理（第二の時間ステップ以降における処理）においては、前回追跡した点の移動後の点となる。
そして、点追跡部１０ｆは、追跡点の座標情報を取得する（ステップ５２−２）。この座標情報は、第一回目の処理においては、ステップ５０で読み込まれた節点の座標情報を用いることができる。第二回目以降の処理においては、前回追跡した点の移動後の点の座標情報を用いることができる。
【００７９】
次に、点追跡部１０ｆは、追跡点における速度ベクトルを算出する（ステップ５２−３）。この速度ベクトルは、第一回目の処理においては、ステップ５０で読み込まれた節点の物理量に含まれるものを用いることができる。第二回目以降の処理においては、追跡点が、解析結果に含まれる節点のうちの一つに一致する場合には、その一致する節点の物理量として解析結果に保有されている速度ベクトルをそのまま用いることができる。また、追跡点が節点に一致しない場合には、その追跡点の周囲の節点の速度ベクトルから補間計算により算出する。
この補間計算の方法としては、ステップ３５の説明において上述した方法と同様の方法とすることができる。
【００８０】
次に、点追跡部１０ｆは、追跡点の座標情報と速度ベクトルとから次の時間ステップにおける位置の座標を算出して、大域的点追跡部１０ｈに受け渡し、大域的点追跡部１０ｈは、この座標情報を時間ステップごとに、大域的点追跡結果記憶部１０ｉに記憶させる（ステップ５２−４）。
そして、全ての追跡点について、ステップ５２−２〜ステップ５２−４の処理を繰り返す（ステップ５２−５のＮｏ）。
【００８１】
全ての追跡点について、次の時間ステップにおける位置の座標の算出と、その座標情報の大域的点追跡結果記憶部１０ｉへの記憶が終了すると（ステップ５２−５のＹｅｓ）、大域的点追跡部１０ｈは、時間ステップごとに、これらの追跡点の初期座標値分布を生成する（ステップ５３）。
【００８２】
このとき、各追跡点がステップ５０で読み込まれた解析結果における節点に一致する場合は、ステップ５１で記憶した各節点の初期座標値をそのまま用いて、追跡点の初期座標値分布を生成する。また、各追跡点がステップ５０で読み込まれた解析結果における節点に一致しない場合は、ステップ５１で記憶した各節点の初期座標値にもとづいて、補間計算により各追跡点の初期座標値を算出し、算出した初期座標値を用いて、追跡点の初期座標値分布を生成する。
なお、初期座標値分布とは、各追跡点の座標情報、及びそれぞれの初期座標値からなる情報を意味する。
【００８３】
次に、大域的点追跡部１０ｈは、解析終了時間になったかどうかを判定する（ステップ５４）。
そして、解析終了時間に達していなければ（ステップ５４のＮｏ）、次の時間ステップにステップ５０からステップ５３の処理を繰り返し、解析終了時間に達していれば（ステップ５４のＹｅｓ）、大域的追跡点処理を終了する。
【００８４】
次に、図９を参照して、初期中間層分布生成処理について説明する。
まず、初期中間層分布生成処理に先立って、解析結果記憶部１０ｄに記憶されている層全体の最終形状上に、任意の領域（以下、最終中間層領域と称する場合がある。）を決定する（ステップ７０）。この層全体の最終形状は、解析結果記憶部１０ｄに記憶されている層全体の最終形状の形状情報により把握することができる。
最終中間層領域としては、希望する理想的な成形後の中間層の領域を決定することが好ましい。そうすれば、初期中間層分布生成処理により、理想的な成形後の中間層を得るために必要な、初期形状における中間層分布を算出することができる。この最終中間層領域の決定は、人により行われる。
【００８５】
次に、圧縮成形解析装置１０における成形後中間層形状情報入力部１０ｊは、最終中間層領域上に、その領域を判別することができる程度に特定された点の座標情報を入力する（ステップ７１）。
そして、圧縮成形解析装置１０における初期中間層形状情報生成部１０ｋは、最終中間層領域上の点の初期座標値を大域的点追跡結果記憶部１０ｉに記憶された情報にもとづき算出する（ステップ７２）。
【００８６】
このとき、最終中間層領域上の点の座標情報が、大域的点追跡結果記憶部１０ｉに記憶されている場合には、初期中間層形状情報生成部１０ｋは、その最終中間層領域上の点に対応する初期座標値を大域的点追跡結果記憶部１０ｉから読み込むことで、初期座標値を取得することができる。
また、最終中間層領域上の点の座標情報が、大域的点追跡結果記憶部１０ｉに記憶されていない場合には、初期中間層形状情報生成部１０ｋは、その最終中間層領域上の点を取り囲む周囲の点として、大域的点追跡結果記憶部１０ｉに記憶されている点に対応する初期座標値を大域的点追跡結果記憶部１０ｉから読み込んで、上述したような補間計算を行うことにより、最終中間層領域上の点の初期座標値を算出することができる。
【００８７】
次に、初期中間層形状情報生成部１０ｋは、解析結果記憶部１０ｄから層全体の初期形状情報を読み込んで、この初期形状情報に最終中間層領域に対応する点の初期座標値の点を重ねて配置する（ステップ７３）。これによって、最終中間層領域に対応する中間層の初期形状情報を生成することができる。
そして、初期中間層形状情報生成部１０ｋは、得られた中間層の初期形状情報を初期中間層形状情報記憶部１０ｌに記憶させる（ステップ７４）。
【００８８】
以上説明したように、本実施形態の圧縮成形解析装置によれば、成形後の任意の形状の中間層に対応する、層全体の初期形状における中間層の初期形状情報を生成することができ、中間層分布を算出することができる。
このため、少ない量の中間層についても、成形後に最適な中間層を得ることが可能な、層全体の初期形状における理想的な中間層の分布を把握することが可能となる。
【００８９】
［第三実施形態］
次に、本発明の第三実施形態について、図１０を参照して説明する。同図は、本実施形態の圧縮成形解析装置により実行される物性の違いを考慮した層形状変化の解析処理を示すフローチャートである。
本実施形態は、第一実施形態における点追跡法をさらに発展させたものであり、複数の材料からなる層全体の形状変化の解析にあたり、材料ごとの物性の違いを考慮して、形状変化の解析を行うものである。その他の点については、第一実施形態と同様である。
【００９０】
まず、層形状変化の解析処理における解析対象データとしてのモデルファイルを作成する（ステップ９０）。
このモデルファイルは、第一実施形態におけるものと同様に、金型形状、及び初期樹脂領域形状の情報を保有する。
そして、圧縮成形解析装置１０におけるモデルファイル記憶部１０ａに、作成したモデルファイルを記憶させる（ステップ９１）。
【００９１】
次に、層を構成する材料ごとに、その材料を配置する領域を決定する（ステップ９２）。これは、中間層の初期形状を決定することに相当する。
そして、各領域に仮想スカラー量を設定する（ステップ９３）。具体的には、ある領域に含まれる節点とそうでない節点にそれぞれ別の値のスカラー量（例えば、中間層は１、外層は２など）を割り当てる。
このスカラー量は、層全体が初期形状から最終形状に至るまでの全過程において、時間ステップごとに、節点に対応づけて解析結果記憶部１０ｄに記憶される。
これによって、解析結果記憶部１０ｄに記憶された時間ステップごとの各節点のスカラー量にもとづいて、時間ステップごとのスカラー量分布を得ることが可能になる。
【００９２】
次に、仮想スカラー量と物性との関連づけを行う（ステップ９４）。例えば、物理量としての粘度について、スカラー量１の部分は粘度３０００、スカラー量２の部分は粘度６０００というように関連づける。
また、その他の解析条件、例えば金型及び樹脂の物性，成形速度，解析の時間ステップ等を設定する（ステップ９５）。
そして、圧縮成形解析装置１０における解析条件入力部１０ｂは、ステップ９２〜ステップ９５により設定された解析条件を圧縮成形解析装置１０に入力して記憶させ、層形状変化解析部１０ｃにより利用可能とする（ステップ９６）。
【００９３】
次に、層形状変化解析部１０ｃは、第一実施形態における場合と同様に、モデルファイル記憶部１０ａに記憶されたモデルファイルを用いて、解析条件入力部１０ｂにより入力された解析条件にもとづき層形状変化の解析処理を実行する（ステップ９７）。
そして、層形状変化解析部１０ｃは、解析結果を解析結果記憶部１０ｄに記憶させる（ステップ９８）。
【００９４】
以上説明したように、本実施形態の圧縮成形解析装置によれば、物性の違いを考慮して、層形状変化の解析を行うことができ、点追跡を行うことが可能となる。
【００９５】
本発明は、以上の実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内において、種々の変更実施が可能であることは言うまでもない。
例えば、上記実施形態では、圧縮成形解析について説明したが、本発明は射出成形解析に適用することも可能である。
また、上記実施形態では、層の形状変化を二次元でシミュレーションする場合について説明したが、同様の方法を三次元に適用することが可能である。
【００９６】
さらに、上記実施形態では、層形状変化解析部１０ｃによって、まず層全体の形状変化を初期形状から最終形状まで解析した後に、点追跡又は大域的点追跡を行っているが、層全体を初期形状から最終形状まで成形する過程における解析の時間ステップごとに、逐次層形状変化解析と点追跡又は大域的点追跡を行うようにすることも可能である。
また、上記第二実施形態と第三実施形態とを組み合わせて、層を構成する材料の物性の違いを考慮して、大域的点追跡を行うようにするなど適宜変更することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００９７】
本発明は、包装容器などの成形を行うにあたり、成形後に所望の層配置になるような初期の層構成の予測に利用することができる。特に、大変形を伴う多層の樹脂の成形解析に好適に利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】本発明の第一実施形態の圧縮成形解析装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第一実施形態の点追跡法における点追跡の様子を示す図である。
【図３】本発明の第一実施形態の圧縮成形解析装置により実行される層形状変化の解析処理を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第一実施形態の圧縮成形解析装置により実行される点追跡処理を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第二実施形態の圧縮成形解析装置の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の第二実施形態の大域的点追跡法における点追跡の様子を示す図である。
【図７】本発明の第二実施形態の大域的点追跡法における初期形状上の中間層分布を算出する様子を示す図である。
【図８】本発明の第二実施形態の圧縮成形解析装置における大域的点追跡処理を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第二実施形態の圧縮成形解析装置における初期中間層分布生成処理を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の第三実施形態の圧縮成形解析装置における物性の違いを考慮した層形状変化の解析処理を示すフローチャートである。
【図１１】従来のアダプティブメッシュ法による層形状変化の解析の様子（１）を示す図である。
【図１２】従来のアダプティブメッシュ法による層形状変化の解析の様子（２）を示す図である。
【符号の説明】
【００９９】
１０  圧縮成形解析装置
１０ａ  モデルファイル記憶部
１０ｂ  解析条件入力部
１０ｃ  層形状変化解析部
１０ｄ  解析結果記憶部
１０ｅ  中間層形状情報入力部
１０ｆ  点追跡部
１０ｇ  点追跡結果記憶部
１０ｈ  大域的点追跡部
１０ｉ  大域的点追跡結果記憶部
１０ｊ  成形後中間層形状情報入力部
１０ｋ  初期中間層形状情報生成部
１０ｌ  初期中間層形状情報記憶部
【図１】
0004715462.tif 000002
【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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