(57)【要約】  一般化した構成モデルを用いたモデル化方法は、複数の挙動の組み立てと、モデルとされる特定の材料を参照することなく組み立てられた複数の挙動と、複数のカップリングの組み立てと、複数の挙動のうち少なくとも１つの挙動に関連付けられかつモデルとされる特定の材料を参照することなく定義された複数のカップリングのそれぞれと、を含む。本方法はまた、特定の材料にモデルを定義するために複数の挙動から少なくとも１つの挙動を選択し、シミュレーション出力を定義するために特定の材料のモデルを用いてシミュレーションを実行し、シミュレーション出力に従って材料を決定することを含む。システムはまた、本方法を実行するために提供される。
2010539558.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般化した構成モデルを用いた、材料をモデル化するためのシステム（１００）であって、前記システムが、
メモリに動作可能に接続されたプロセッサと、
前記メモリに格納された複数の挙動であって、前記複数の挙動が、モデルとされる特定の材料を参照することなく組み立てられた、複数の挙動と、
前記メモリに格納された複数のカップリングであって、前記複数のカップリングのそれぞれが、前記複数の挙動のうち少なくとも１つの挙動に関連付けられかつモデルとする特定の材料を参照することなく定義された、複数のカップリングのそれぞれと、
特定の材料に構成モデルを定義するための前記複数の挙動のうち、少なくとも１つの挙動を選択するようにプログラムされた前記プロセッサであって、前記プロセッサが、前記構成モデルを用いてシミュレーションを実行するようプログラムされた、プロセッサと、からなる、システム（１００）。
【請求項２】
前記システム（１００）が、モデルとされる材料のための少なくとも１つのテンプレートからなり、前記テンプレートは前記複数の挙動のうちの少なくとも１つの挙動からなりかつ前記メモリに格納されている、請求項１に記載のシステム（１００）。
【請求項３】
前記少なくとも１つのテンプレートが、特定の材料のための前記挙動の前回の選択に従って選択された挙動からなる、請求項２に記載のシステム（１００）。
【請求項４】
前記システム（１００）が、
モデルとされる特定の材料に関してユーザーに複数の質問を提供するようにプログラムされた前記プロセッサと、
モデルとされる前記特定の材料に関して前記ユーザーから複数の回答を受信するようにプログラムされた前記プロセッサと、
受信された前記回答に従って前記特定の材料用のモデルを定義するために、前記複数の挙動から少なくとも１つの挙動を選択するようにプログラムされた前記プロセッサと、からなる、請求項１〜３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項５】
前記複数の挙動が、弾性挙動、塑性挙動、速度効果挙動、打撃挙動（damage behaviors）、損傷挙動、環境挙動、及び寸法効果挙動からなる、請求項１〜４のいずれか一項に記載のシステム（１００）。
【請求項６】
前記材料が、熱硬化性ポリマー又は熱可塑性ポリマーからなる、請求項１〜５のいずれか一項に記載のシステム（１００）。
【請求項７】
前記材料が、セルロースポリマー、オレフィンポリマー、アクリルポリマー、アミノプラスチックポリマー、接着性ポリマー、ポリマー複合材料、ポリエステルポリマー、配合された接着剤、又は生体材料からなる、請求項１〜６のいずれか一項に記載のシステム（１００）。
【請求項８】
前記プロセッサが、前記シミュレーションの出力を前記ユーザーに提供する、請求項１〜７のいずれか一項に記載のシステム（１００）。
【請求項９】
前記出力が、製品に使用される少なくとも１つの材料の識別を含む、請求項８に記載のシステム（１００）。
【請求項１０】
一般化した構成モデルを用いた材料のモデル化方法（２００）であって、該方法が、
複数の挙動を組み立てることであって、前記複数の挙動が、モデルとされる特定の材料を参照することなく組み立てられることと、
複数のカップリングを組み立てることであって、前記複数のカップリングのそれぞれが、前記複数の挙動のうちの少なくとも１つの挙動に関連付けられかつモデルとされる特定の材料を参照することなく定義されることと、
特定の材料のためのモデルを定義するために、前記複数の挙動のうちの少なくとも１つの挙動を選択することと、
シミュレーション出力を定義するために、前記特定の材料のための前記モデルを用いてシミュレーションを実行することと、
前記シミュレーション出力に従って前記材料を判定することと、からなる、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般的に消費財等の物品のモデル化のための方法及びシステムに関連し、特にかかる物品の構成モデル化を目的にコンピュータ化された方法及びシステムに関連する。
【背景技術】
【０００２】
有限要素解析法（ＦＥＡ）は、製品原価の削減と製品品質の向上において大きく助力してきた。一度所与の材料のためのコンピュータモデルが構築されると、材料を使用する製品が、例えば様々な異なる負荷条件に対してどのように反応するかを、モデルを使用して判定することができる。時間と費用の観点では、研究室で試験を行う代わりに、コンピュータ・シミュレーションを実施することで、大幅な節約を実現することができる。
【０００３】
現時点では、大抵の材料モデルは、個別的な基準で構築されている。すなわち、試験マトリックスは一連の試験を編成するために構築され、その一連の試験は、様々な負荷下での物質性能に関する情報を得るためにデザインされている。試験が行われ、その結果が解析される。この分析に基づき、モデルの作成者は試験結果によって示すことができる特定の挙動を選択する。次に、モデルの作成者は挙動を関連付け、例えば一連の結合方程式を得る。試験結果の解析及び挙動の選択には、優れた技術と豊富な経験を必要とする。コンピュータモデルを構築することを職業とする人々が、上級学位を持つことはまれではない。
【０００４】
したがって、モデル構築は、新製品のための材料又は処理条件を選択することを職業とする一般的技術者の技能を超える可能性があると認められるだろう。程度の差こそあれ、多くの挙動の中から１つの適切な挙動を判定し選択するために必要な経験を、一般的技術者が有する可能性は低い。更に、モデル修正のプロセスが、単に試験結果に従った係数の修正を伴うだけの場合であっても、一般的技術者がモデル修正に必要な一連の技術を有しているとは考えにくい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
結果として、一般的技術者による、新製品のためのモデル構築を可能にするシステムと方法を提供することが望ましい。また、技術者が、モデルを構築している他の技術者の手助けをしながら学習できるシステムと方法を提供することも望ましいと言える。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一観点から見ると、一般化した構成モデルを用いた材料のモデル化方法は、複数の挙動を組み立てることと、モデルとされる特定の材料を参照することなく組み立てられた複数の挙動と、複数のカップリングを組み立てることと、複数の挙動のうちの少なくともひとつの挙動に関連付けられ、モデルとされる特定の材料を参照することなく定義された複数のカップリングのそれぞれと、を含む。本方法はまた、特定の材料のためのモデルを定義するために、複数の挙動から少なくとも１つの挙動を選択することと、シミュレーション出力を定義するために、特定の材料のためのモデルを用いてシミュレーションを実行することと、そしてシミュレーション出力に従って材料を判定することと、を含む。
【０００７】
他の観点から見ると、一般化された構成モデルを用いた材料のモデル化のためのシステムは、メモリに動作可能に結合されたプロセッサと、メモリに格納された複数の挙動と、モデルとされる特定の材料を参照することなく組み立てられた複数の挙動と、メモリに格納された複数のカップリングと、複数の挙動のうち少なくともひとつの挙動に関連しモデルとされる特定の材料を参照することなく定義された複数のカップリングのそれぞれと、を含む。プロセッサは、特定の材料に対する構成モデルを定義するために複数の挙動から少なくとも１つの挙動を選択するようにプログラムされており、プロセッサは構成モデルを用いてシミュレーションを実行するようにプログラムされている。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本明細書は、本発明と見なされる主題を特定して指摘し明確に請求する特許請求の範囲をもって結論とするが、本発明は、以下の説明を添付図面と併せ読むことでより十分に理解されると考えられる。一部の図面は、他の要素をより明らかに示すため、選択された要素を省略することで簡略化されている場合がある。一部の図面におけるこうした要素の省略は、対応する書面による明細書の中で明確に記述されている場合を除き、代表的実施形態のいずれかにおける特定要素の有無を必ずしも示すものではない。いずれの図面も必ずしも縮尺どおりではない。
【図１】本開示による一般化した構成モデル化方法と共に使用するためのコンピュータシステムのブロック図であり、本開示による一般化した構成モデル化システムを、少なくとも部分的に、形成し得る。
【図２】本開示による一般化した構成モデル化方法に含み得る工程を示すフローチャート。
【図３Ａ】本開示による一般化した構成モデルからユーザーが選択する１つ以上の挙動を、ガイドする方法に含み得る動作と、定義されたようにモデルを変更する方法を示すフローチャート。
【図３Ｂ】本開示による一般化した構成モデルからユーザーが選択する１つ以上の挙動を、ガイドする方法に含み得る動作と、定義されたようにモデルを変更する方法を示すフローチャート。
【図３Ｃ】本開示による一般化した構成モデルからユーザーが選択する１つ以上の挙動を、ガイドする方法に含み得る動作と、定義されたようにモデルを変更する方法を示すフローチャート。
【図４】図３Ａ〜Ｃの方法と共に使用されるワークシート又はテンプレートのディスプレイの概略図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本開示は、一般化した構成モデルを使用して材料をモデル化する方法とシステムを詳述する。一般化したモデルには、複数の挙動と、モデルとされる特定の材料を参照することなく組み立てられた複数の挙動とを含めることができる。一般化したモデルにはまた、それぞれのカップリングが複数の挙動のうち少なくとも１つの挙動と関連した複数の挙動を含めることができる。複数のカップリングは、複数の挙動と同様に、モデルとされる特定の材料を参照することなく組み立てられる。したがって、上述の従来方法と異なって、本開示のシステムと方法は、モデルとされる特定の材料に従って選択された挙動及びカップリングを含む初期モデルを用いない。
【００１０】
本開示による方法とシステムは、一般化した構成モデルを定義する複数の挙動と複数のカップリングから、モデルとされる特定の材料に適切な挙動及びカップリングを選択する。特定の実施形態において、選択は選択に関する蓄積された知識からなるデータベースに基づく場合がある。そのため、挙動及びカップリングの選択は、同種材料のモデル構築上で特定された関係に従って実行することができる。あるいは、挙動及びカップリングの選択は、同様、又は同種材料の試験中に特定された関係に従って実行することができる。特定の実施形態において、選択は、研究者又は技術者のようなユーザーから受け取った入力に応答したものである場合がある。ユーザーインプットは、モデルとされる材料に関する複数の質問に対する応答という形態である場合がある。例えば、ユーザーインプットを、ある材料の分類に関連付けられるテンプレートを選択する際に使用してもよい。
【００１１】
方法及びシステムはまた、モデルの試験結果に従ってカップリングを変更し得る。例えば、カップリングと関連付けられるものとして係数行列が挙げられ、行列はカップリングの式の１つであり得る。方法及びシステムは、既定値の行列による挙動及びカップリング間からの選択から構築されたモデルを用いた、１つ以上のシミュレーションを実行し得る。ここで、方法及びシステムは、シミュレーションの出力をユーザーから受け取った一連の試験結果と比較することができる。次に、方法及びシステムは、シミュレーション出力と試験結果の間の望ましい関係に従って、係数の変更を試みることができる。
【００１２】
上述の結果として、方法及びシステムは、材料のシミュレーションに使用され得る、検討中の材料に対するモデルを提供することができる。例えば、様々な負荷下でのパフォーマンスに従って、特定の材料が、特定の製品用に選択されるべきか否かを判定するために、シミュレーションを使用する場合がある。同様に、複数の候補材料からどの材料を選択するべきかを判定するために、複数の候補材料用にモデルを準備し、シミュレーションを実施することができる。別の例としては、同様のモデルを用いて様々な負荷条件下で複数のシミュレーションを行うことで、ある材料が特定の負荷に関する変化にどれくらい無反応であるかを判定するために、シミュレーションを使用する場合がある。
【００１３】
モデル構築プロセスの単純化がシステムの１つの態様である一方で、システムは更に教育的態様も有することができる。すなわち、システムに反映されている収集された知識、専門的技術と経験を鑑みると、システムの出力は、ユーザー（例えば技術者）を教育し、ユーザーが材料と、試験結果及び／又は材料のためのモデルに組み込むことが可能な挙動との間の関係に理解を深めるような方法で提供され得る。この方法において、本システムの実施形態は、単にモデルを構築するにとどまらずに機能することができるが、特定の実施形態では、単にモデル構築を簡易化するために設計されている場合がある。
【００１４】
本開示による方法及びシステムと共に使用するための、コンピュータシステム１００の１つの実施形態は、図１に例示されている。コンピュータシステム１００は、第１コンピューティングデバイス１０２及び第２コンピューティングデバイス１０４を含むことができる。コンピューティングデバイス１０２は、プロセッサ１０６と、プロセッサ１０６に動作可能なように連結している記憶媒体又はデバイス１０８と、を含むことができる。同様に、コンピューティングデバイス１０４はまた、プロセッサ１１０とプロセッサ１１０に動作可能なように連結している記憶媒体又はデバイス１１２を含むことができる。
【００１５】
プロセッサ１０６、１１０は、１つ以上の物理的及び／又は論理的ユニットによって定義され得る。同様に、記憶デバイス１０８、１１２は、複数のユニットを含むことができる。プロセッサ１０６、１１０とそれぞれの記憶デバイス１０８、１１２はコンピューティングデバイス１０２と１０４の内部に図示されているが、プロセッサと記憶デバイスを互いに同一の物理的空間に又は物理的に近接して設置する必要はない。更に、データ記憶デバイス１０８、１１２には、データ記憶媒体インターフェース（例：磁気ディスクドライブ、コンパクトディスク（ＣＤ）ドライブ又はデジタル汎用ディスクドライブ（ＤＶＤ）及び関連したデータ記憶媒体（例：磁気ディスク、ＣＤ又はＤＶＤ）を含むことができる。要するに、データ記憶デバイス１０８、１１２は、マシンによるアクセスが可能な任意の形態の媒体であることができる。
【００１６】
マシンによるアクセスが可能な媒体は、マシン（例：コンピュータ、ワークステーション、Ｌｉｎｕｘデバイス、ネットワークデバイス、生産ツール、１つ以上のプロセッサの１組を備えた任意のデバイス等）によるアクセスが可能な形態の情報を提供する（記憶する及び／又は伝達する）、任意のメカニズムを含むことができる。例えば、マシンによるアクセスが可能な媒体には、記録可能／記録不可能の磁気媒体、光媒体、及び固体媒体（例：読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、プログラマブル読み出し専用メモリ（ＰＲＯＭ）、消去可能読み出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、電気的に消去可能な読み出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）磁気ディスク記憶媒体、光学式記憶媒体、フラッシュメモリデバイス等）、並びに電気的、光学的、音響的、あるいはその他の形態の伝播信号（例：搬送波、赤外線信号、デジタル信号等）を挙げることができる。データ記憶デバイス１０８、１１２に格納され、プロセッサ１０６、１１０で実行可能であるものは、モデルの数値解法を実行するモデル及びコードとなり得る。
【００１７】
第１のコンピューティングデバイス１０２は、第２のコンピューティングデバイス１０４に、リンク１１４を介して接続されている場合がある。リンク１１４は、コンピューティングデバイス１０２と１０４との間を直接接続するケーブルの形態である場合がある。リンク１１４は、赤外線接続又は無線周波接続（例：Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ）のような無線接続の形態でもよい。リンク１１４はまた、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、広域ネットワーク（ＷＡＮ）、無線ネットワーク（ＩＥＥＥ  ８０２．１１ａ、ＩＥＥＥ  ８０２．１１ｂ、ＩＥＥＥ  ８０２．１６）、イントラネット、インターネット等のネットワークを含むことができる。図に示すように、リンク１１４は、少なくとも部分的には、ネットワークによって定義されている。
【００１８】
２つのコンピューティングデバイス１０２、１０４のうち一方は、クライアントマシンとして、他方はサーバーとして構成されてよい。図に示すように、コンピューティングデバイス１０２はクライアントである一方、コンピューティングデバイス１０４はサーバーとなる。特定の実施形態に従うと、コンピューティングデバイス１０２は、データ処理の大部分がコンピューティングデバイス１０４で行われる、「シンクライアント」と称される特定のタイプのクライアントマシンである場合がある。しかしながら、コンピューティングデバイス１０２、１０４をピアツーピアネットワークに従って稼動するように構成することはまた、本開示の範囲内である。
【００１９】
コンピューティングデバイス１０２は、多数の、入力装置１２０と出力装置１４０を含むことができる。特に、コンピューティングデバイス１０２は、入力装置１２０を、キーボード１２２及びマウスのようなポインティング・デバイス１２４の形態で含むことができる。代替的な入力装置１２０には、キーパッド、タッチスクリーン、ライトペン、カード読取り装置等を挙げることができる。コンピューティングデバイス１０２はまた、ディスプレイユニット１４２（例えば、ブラウン管（ＣＲＴ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）等）及びスピーカー１４４の形態で、出力装置１４０を含むことができる。プリンター、記憶媒体ライター等の代替出力デバイス１４０を含むことができる。
【００２０】
コンピューティングデバイス１０２の実行に応じて、１つ以上の入力装置１２０及び出力装置１４０を、プロセッサ１０６と記憶デバイス１０８と共に、共通するハウジングに組み込むことができる。例えば、コンピューティングデバイス１０２がラップトップコンピュータである場合、キーボード１２２、ポインティング・デバイス１２４、ディスプレイユニット１４２、スピーカー１４４は、プロセッサ１０６と記憶デバイス１０８と共に、一体型デバイスの一部として、共通のハウジングに存在することができる。あるいは、コンピューティングデバイス１０２がデスクトップコンピュータである場合、プロセッサ１０６と記憶デバイス１０８は、様々な入力装置１２０（キーボード１２２、ポインティング・デバイス１２４）及び出力装置１４０（ディスプレイユニット１４２、スピーカー１４４）が動作可能に接続されている第１のハウジングに属することができる。動作可能な接続は、有線又は無線（赤外線、無線周波数）の接続形態であることができる。
【００２１】
コンピューティングデバイス１０４は、複数の記憶デバイス１５０、１５２、１５４に接続することができる。記憶デバイス１５０、１５２、１５４は、別個の物理的構造によって定義することができる。あるいは、記憶デバイス１５０、１５２、１５４は、単一の物理的構造である別個の物理的構造、又は論理的基礎構造として定義することができる。一例として、記憶デバイス１５０、１５２、１５４は、サーバーとして構成された別個のコンピューティングデバイスにそれぞれ属する、３つの別個のデータベースである可能性がある。あるいは、それぞれの記憶デバイス１５０、１５２、１５４は、単一サーバーとして構成された単一のコンピューティングデバイスに格納された論理的データベースである可能性がある。所与の様々な可能である構成について考えると、コンピューティングデバイス１０４と記憶デバイス１５０、１５２、１５４との間のリンク１６０、１６２、１６４は、コンピューティングデバイス１０４と記憶デバイス１５０、１５２、１５４との間を接続する別個のケーブル、単一のケーブル又は単一のネットワークリンク上で作動する別個のデータリンクを示すことができる。
【００２２】
ここで、例えばコンピューティングデバイス１０２、コンピューティングデバイス１０４、又は両装置に格納され、実行済みのプログラムに方法２００を統合することができる、図２に例示される方法２００を参照する。方法２００は、事実上予備であるいくつかの工程（２０２、２０４、２０６）から始まる。この予備工程は、一般化した構成モデルのアセンブリ、又は特に一般化した構成モデルを定義する複数の挙動（ブロック２０２）及び複数のカップリング（ブロック２０４）、並びにモデルの格納（ブロック２０６）を伴う。
【００２３】
ブロック２０２において、含まれる挙動を組み立てる際に、上述のように、モデルとされる材料への参照はなされない。その代わりに、一般化した構成モデルは、広範囲の挙動を含み、そのうち１つ以上の挙動は新しい材料のモデルに組み込まれる可能性がある。そのようなものとしてリストに加えることができる挙動は、例証であり、したがって限定するものではない。更に、挙動を分類にグループ分けするいくつかの試みにおいて、分類は現時点での意見に基づいており、変更される可能性がある。
【００２４】
挙動の分類又はグループは以下のものを含む：弾性挙動、塑性挙動、速度効果挙動、打撃挙動（damage behaviors）、損傷挙動、環境挙動、及び寸法効果挙動。各挙動グループ内には１つ以上の単独挙動があり、新しい材料のモデルに含まれる単独挙動を選択することができる。各分類についてここで詳しく説明する。
【００２５】
弾性挙動には等方性、横等方性、交直異方性、異方性線形、及び非線形挙動を挙げることができる。弾性挙動には、張力及び圧縮に対する非対称挙動、線形と非線形挙動もまた挙げることができる。弾性挙動には、ラチェットのモデルを実行する選択肢を加えた双線形（「繊維」）挙動もまた挙げることができる。
【００２６】
塑性挙動は、２つのサブグループにおいて検討することができる。第１サブグループは、降伏基準に関する塑性挙動を含むことができる。第２サブグループは、降伏硬化に関する挙動を含むことができる。
【００２７】
第１又は降伏基準サブグループには、ミーゼス、ヒル、様々なＤｒｕｃｋｅｒ−Ｐｒａｇｅｒ、及びフォームモデルを含むことができる。降伏基準サブグループはまた、Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｃａｐモデルを含むことができる。Ｃ．Ｄ．フォスター（Foster）、Ｒ．Ａ．レゲイロ（Regueiro）、Ａ．Ｆ．フォッサム（Fossum）、Ｒ．Ｉ．ボルハ（Borja）、「地質材料のための３不変量等方性／運動学的硬化キャップ塑性モデルの陰的数値積分（Implicit Numerical Integration Of A Three-Invariant Isotropic/Kinematic Hardening Cap Plasticity Model For Geomaterials）」、コンピュータメソッド・イン・アプライド・メカニクス・アンド・エンジニアリング（Computer Methods in Applied Mechanics And Engineering）、１９４巻、（２００５年）、５１０９頁〜５１３８頁。更に、降伏基準は、非二次降伏基準を含むことができる。シア（Xia）、ボイス（Boyce）及びパークス（Parks）、インターナショナル・ジャーナル・オブ・ソリッド・アンド・ストラクチャー（International Journal of Solids and Structures）、３９巻、４０５３頁〜４０７１頁、（２００２年）；シア（Xia）、「非弾性変形及び板紙の層間剥離のメカニズム（Mechanics of Inelastic Deformation and Delamination of Paperboard）」、ＭＩＴ学位論文、（２００２年）。様々なテンソルの方向での降伏挙動が、互いに独立してなされ得るか、又は必要に応じてともにグループ化され得る場合、複数の降伏基準もまた存在する可能性がある。例えば、１と２の方向には同一の降伏基準を用いる一方で、３の方向には、異なる降伏基準を用い、剪断方向（例：４、５、と６）は別の降伏基準を有する場合がある。
【００２８】
第２、すなわち降伏硬化サブグループには、等方硬化を含むことができる。更に、降伏効果サブグループは、Ａｒｍｓｔｒｏｎｇ−Ｆｒｅｄｅｒｉｃｋ、Ｖｏｙｉａｄｊｉｓ−Ｋａｔｔａｎに従う移動硬化又はその他の多項の非線形則を含むことができる。Ｇ．Ｚ．ヴォイヤジス（Voyiadjis）、Ｒ．Ｋ．Ａ．アッ＝ルブア（Al-Rub）、「周期的塑性における背応力に関する発展方程式のための、熱力学的に基づくモデル（Thermodynamic Based Model for the Evolution Equation of the Backstress in Cyclic Plasticity）」、インターナショナル・ジャーナル・オブ・プラスティシティ、１９巻、２１２１頁〜２１４７頁。
【００２９】
速度効果の挙動は、粘弾性と粘塑性を含むことができる。粘弾性は、Ｐｒｏｎｙ法によると、応力緩和とクリープ応答の観点から表され、Ｐｒｏｎｙ法に適合するデータポイントの数と同じ数の項を含むことができる。時間又は頻度は、かかる挙動に対する入力として必要とされる場合があり、タイムマスターカーブを活用する能力を持つことが、必須ではないが望ましい。粘塑性は、Ｎｏｒｔｏｎ、Ｈｙｂｅｒｂｏｌｉｃ、及びＳｔｒａｉｎ  Ｈａｒｄｅｎｉｎｇフローのような多くの標準的な粘塑性フローモデルのうちのどれか１つ、又は複数の組み合わせによって表される。ここで、高ひずみ速度効果に加えて、１次並びに２次クリープに取り組むことが、必須ではないが望ましい。モデルが、準静的速度から弾道的速度への変化率（≧１０００ｓ−１）に対応できるはずであることが、必須ではないが望ましい。
【００３０】
打撃挙動には、等方性、直交異方性、及び異方性の挙動を挙げることができる。打撃挙動はまた、接着を含むことができる。接着に関しては、挙動は、剥離（debonding）と再接着による、剥離（peel）、粘着又は剪断荷重強度について対処することができる。
【００３１】
損傷挙動は、チェーンの引き伸ばしについて対処することができる。バーグストーム（Bergstrom）、リムナック（Rimnac）、カーツ（Kurtz）、「標準的な及び高架橋ＵＨＭＷＰＥのための、多軸破壊基準としての分子鎖伸長（Molecular Chain Stretch as a Multiaxial Failure Criterion For Conventional And Highly Crosslinked UHMWPE）」、ジャーナル・オブ・オーソぺディック・リサーチ（Journal of Orthopedic Research）、（２００４年）。損傷挙動は、等価歪み又はストレスに基づくことができ、破壊は、流体静力学的圧力の作用として変化することができる等価ストレス又は歪みに達することに基づいている。損傷挙動は、Ｔｓａｉ−Ｈｉｌｌ基準を三次元に拡張するような直交異方性損傷を含むことができる。損傷挙動は、厚さの層間剥離（シア（Xia）、「非弾性変形及び板紙の層間剥離のメカニズム（Mechanics of Inelastic Deformation and Delamination of Paperboard）」、ＭＩＴ学位論文（２００２年））あるいは例えば剥離（peel）、粘着、又は剪断荷重の剥離などの接着型の損傷を通して対処することができる。損傷はまた、Ｔｕｌｅｒ−Ｂｕｔｃｈｅｒ基準を含むがそれに限定されない歪エネルギー密度又はストレスインパルス指標によって定義し得る。
【００３２】
環境挙動は、熱的効果と湿気の効果に対処することができる。かかる効果には、膨張、縮小、及び膨潤を含むことができる。かかる効果はまた、温度依存性の液体及び／又は変数フィールド若しくは所定の変数フィールドのいずれかを介する様々なモデルパラメータへの変化を含む場合がある。かかる効果は、単調又は非単調の増加又は減少方法で進行する可能性がある。
【００３３】
上記で特に言及されなかった他の様々な挙動もまた含むことができる。例えば、挙動は有限変形を含む場合がある。挙動はまた、様々な速度と温度でのネッキング現象の説明となる歪みの局所化を含む場合がある。ポリマー結晶化度及び／又は架橋効果を含むことができる。ドメレン（Dommelen）、パークス（Parks）、ボイス（Boyce）ら、ジャーナル・オブ・メカニクス・アンド・フィジクス・オブ・ソリッド（Journal of Mechanics and Physics of Solids）、５１巻、５１９頁〜５４１頁（２００３年）；バーグストーム（Bergstrom）、リムナック（Rimnac）、カーツ（Kurtz）、「ハイブリッド構造モデルを用いた、標準的な及び高架橋ＵＨＭＷＰＥのための、多軸機械挙動の予測（Prediction of Multiaxial Mechanical Behavior for Conventional And Highly Crosslinked UHMWPE Using A Hybrid Constitutive Model）」、バイオマテリアルス（Biomaterials）２４巻、１３６５頁〜１３８０頁、（２００３年）。挙動はまた、結晶化度フィールドがどの程度特性展開を促進しているかについても対処することができる。挙動はまた、前記状態変数との関数関係性によってモデルパラメータの数値を修正することにより、例えば化学的老化、可塑化及び他の効果などの明確には上述されていない、ＦＥＡコードに明確に含まれてはいない物理的過程をシミュレーションするために使用され得る変数をユーザーが定義した形態で、一般的な状態変数効果に対処することもできる。
【００３４】
このように、挙動を組み立てた後に、ブロック２０４でカップリングを組み立てることができる。含まれるカップリングの組み立てにおける、モデルとされる材料への参照はこの場合もやはりなされない。代わりに、一般化した構成モデルは、広範囲のカップリングを含み、１つ以上のカップリングは、新材料のモデルに組み込まれる可能性がある。カップリングは、一般化した構成モデルに含まれる挙動に影響される。例えば、挙動のアセンブリに含まれていない挙動のためには、カップリングは含まれなくてもよい。更に、ここでもまた、リストに含むことができるカップリングは、例証であり、したがって限定するものではない。
【００３５】
カップリングは、直接又は間接カップリングの形態で表される。行列形式で挙動が表されるとき、カップリングは係数行列で表される。要するに、挙動が含有又は非含有に選択される範囲内において、全ての材料に共通の係数行列を用いることが可能な場合がある。すなわち、モデルの間で係数が変化せず、係数に関連する挙動が含まれていないとき、係数は使用されない。このような実施形態の利益は、追加の挙動が含有されるか又は含有され得る範囲内で、かかる挙動のカップリングのための係数が既に行列に存在することである。
【００３６】
ブロック２０２で挙動が、及びブロック２０４でカップリングが組み立てられた後、挙動及びカップリングによって表される一般化した構成モデルは、後で使用するためにブロック２０６で格納される。上記で触れた格納は、物理的、論理的又はその両方のいずれも、任意の１つの配列の記憶デバイスに限定されない。モデル全体を単一の記憶デバイス（例えば、デバイス１５０）に保有することが可能である。あるいは、別個の挙動又は挙動の分類は、カップリングと同様に、別個に格納することができる。
【００３７】
組み立てられて格納されたモデルを備えて、方法２００は、ブロック２０８に進むことができる。ブロック２０８において、システム１００は、特定の材料のモデリングに関係する挙動及びカップリングの選択プロセスを介してユーザーをガイドする。一般条件では、システム１００は、例えばテストデータなどの、モデルとされる材料に関する入力をユーザーに要求し、システム１００は、モデルに含まれる正確な挙動を選択する上でユーザーをガイドする出力を提供する。特定の実施形態によると、システム１００は、ユーザーをガイドする出力を提供する前に、入力の数理解析を実行する場合があるが、他の実施形態によると、システム１００には、１つ又はその他の入力を受けたかどうかを判定すること以上の入力の解析をする必要がない場合もある。更に、特定の実施形態によると、システム１００は、これらの挙動をモデル化するために必要な入力を、入力データに基づいて１つ以上のＦＥＡコードで提供することができる。他の実施形態によると、システム１００は、１つの挙動、又は他がモデルに組み込まれるべきとの指摘を提供するだけの場合もある。
【００３８】
したがって、入力を受け取り、出力を提供するというプロセスは、数多くの異なる実施形態のうちのどれに従っても達成できるということが認められる。更に、比較的精通していないユーザーを、複数の挙動及びカップリングから材料のモデルを組み立てる上で補助する、システム１００に反映される、収集された知識、専門的技術、又は経験は、これらの様々な実施形態に様々な異なる方法で表される。例えば、知識、専門的技術、又は経験は、ユーザーをガイドする一連の質問、特にこれらの質問の構成、分岐等に反映される可能性がある。あるいは、知識、専門的技術、又は経験は、１つの挙動又は他を選択する上でユーザーをガイドする入力データの解析の選択に反映される可能性がある。更なる変形例としては、知識、専門的技術、又は経験は、入力データ解析の出力の選択において反映され、１つの挙動又は他を選択する上での問題に対するガイダンスを提供する場合がある。例えば、出力が図の形態でユーザーに表示されるとき、システム１００に組み込まれている知識、専門的技術、及び経験は、プロットされる変数、使用される特定のスケール、観察されるパターン等に反映されている場合がある。
【００３９】
知識、専門的技術、及び経験がシステム１００に組み込まれている一例として、入力は、ユーザーに構造化された形態で要請される可能性があり、この形態は、ユーザーからの更なる入力の収集をガイドし、最終的にはユーザーを、材料のためのモデルに組み込まれる１つ以上の挙動にガイドする。この例によると、システム１００は、ユーザーに複数の材料又は材料の分類のオプションを提供することができる。これらのオプションを、材料の分類に関する初期の質問と、それに続く、ユーザーを徐々に特定の材料の選択にガイドするフォローアップ質問という形態でユーザーに提供することができる。例えば、質問は、分類を幹に、個々の材料を枝の外側に置いたツリー構造、又は分枝構造に従うことができる。更なる例として、分類システムは、特定の材料用に分枝構造を含む一方で、その他の材料用に別の構造に従うことができる。更なる変形例として、複数の代替分類システムの探索が並行して行われ得る。
【００４０】
例えば、分枝構造は、以下の高分子材料の非限定例に沿って展開することができる。高分子材料は無機ポリマーと有機ポリマーに分けることができる。無機ポリマーは次に、天然ポリマーと合成ポリマーに分けることができる。更に、天然ポリマーは、粘土と砂に分けることができる一方で、合成ポリマーには、繊維とゴムを含むことができる。有機ポリマーはまた、天然ポリマーと合成ポリマーに分けることができる。天然有機ポリマーは、多糖類、タンパク質、及び天然ゴムに分けることができる。合成有機ポリマーは、ゴム、合成樹脂、及び繊維に分けることができる。
【００４１】
その他のポリマーの特性が、代替的な分類構造に用いることができることは認識されるであろう。例えば、ポリマーは、熱硬化性材料と熱可塑性材料に分けることができる。更に、又は代わりに、非晶質ポリマーと結晶性ポリマーのために分類（又は下部分類）を設定することができる。同様に、モノマー配列と特性は、異なるコポリマー分類（交互コポリマー、ブロックコポリマー、アイオノマー等）を展開するために用いることができる。
【００４２】
別の分類構造は、材料の形態に基づいてもよい。例えば、次の材料の形態は、材料を分類するために用いることができる：繊維、固まり、フィルム、繊維状凝集、粉末／粒状、不織布、泡、及び複合材料。これらの分類は次に、更に分離又は分割することができる。一例として、複合材料分類は、微粒子充填、繊維強化、結合凝集、及び積層複合に分けることができる。
【００４３】
別のオプションとして、材料分類（又は下部分類）オプションには、セルロースポリマー、オレフィンポリマー、アクリルポリマー、アミノプラスチックポリマー（メラミン等）、多糖類ポリマー、粘着性ポリマー、ゴムポリマー、及びポリエステルポリマーを含むことができる。更に、高分子複合材料と生体材料に分類を設定することができる。これらの分類は、それぞれ複数の下部分類を含むことができるが、分類によっては下部分類を全く含まない場合もある。同じ意味で、分類を単一の材料で定義することは可能であるが、分類は複数の材料を含むことができる。
【００４４】
セルロースのポリマーは少なくとも２つの下部分類に分けることができる：繊維状凝集とモノリシック材料。繊維状凝集は部分的な結合（水素結合又は材料内に結合剤を散在させる）であるか、又は、非凝集性である場合がある。これらの材料は、例えばパッド、おむつ等の吸収性物品、及びタオルのような吸収性のある製品のコアと貯蔵物質に使用することができる。モノリシック材料には、例えばタンポン用の厚紙のチューブに使用されるもののような、紙などの材料が挙げられる。
【００４５】
オレフィンポリマーは、少なくとも下部分類に分類することができる：繊維状凝集、モノリシック材料、及び泡。繊維状凝集には、単繊維又はバイコンポーネント繊維から作られた不織布ウェブと厚い多孔性材料を含む。これらの材料は、パッド、おむつ等の吸収性物品において、トップシート及び／又は第２トップシートとして使用してもよい。モノリシック材料には、梱包材料として使用してもよいポリエチレンとポリプロピレンウェブを含むことができる。
【００４６】
接着性ポリマーには、配合したゴムホットメルト接着剤、エチレンビニルアセテート、ポリウレタン等を挙げることができる。更に、非結晶性ホットメルト接着剤と結晶性ホットメルト接着剤は区別することができる。
【００４７】
ゴムポリマーには、例えばエチレンプロピレンジエン（ＥＰＤＭ）並びにウレタン及びシリコーン等の、脂肪族化合物を含むことができる。かかるゴムポリマーにはまた、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）、スチレン又はその他の要素（ウレタン等）に基づいたブロックコポリマー、及びクラトン（KRATON）ブロックコポリマーを含むことができる。
【００４８】
ポリエステルポリマーには、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を挙げることができる。
【００４９】
高分子複合材料には、サンドウィッチ構造と、並びに充填剤を備えた複合材料とを含むことができる。サンドウィッチ構造には、上記の分類からの１つ以上の組み合わせ（例えばセルロースのポリマー、オレフィンポリマー、及び粘着性ポリマーの分類等から）を含むことができ、ともに層化して完全製品又は製品の要素を形成する。充填剤を備える複合材料については、その分類には、ＣａＣＯ3、ＴｉＯ2のような充填剤を備えた高分子マトリックス複合材料、及びその他のこのような非限定的例の一式用である材料を含むことができる。
【００５０】
生体材料は、広範囲の材料を含む。生体材料は、人体（又は動物体）の外部（皮膚、毛髪）及び内部（脂肪、筋肉、臓器、骨）のものを含むことができる。生体材料はまた、糞便、尿、月経液などの滲出液を含むこともできる。生体材料は、ポリ乳酸（ＰＬＡ）のような高分子材料でもよい。更に、かかる生体材料は、合成又は天然由来であることができ、そのような例として後者の分類の例には、木、トウモロコシ等からなるデンプンとセルロース材料を挙げることができる。
【００５１】
その他の材料もまた含むことができる。例えば、金属、セラミックス、及びポリマー用に分類を設定し、上記のポリマー分類の例と同様にこれらの各分類を更に分類することができる。また、ポリマーに当てはまることと同様に、金属とセラミックスの分類もまた、多数の異なる方法で分類することができ、これらの多様な分類システムの平行又は級数解析は、システム１００でモデルに組み込まれる１つ以上の挙動を選択することにより、実行することができる。
【００５２】
上述の実施形態が、問われるかかる質問に関する、高度な構成、配列、選択等を含み、その結果、構成、配列、選択等が解析の入力とユーザーへの出力の提供を簡易化することができる一方で、上述のような、入力がシステム１００によって使用され、モデルに含まれる単数又は複数の挙動に関する出力を提供するという方法は、唯一の方法ではないことは認識されるであろう。他の実施形態によれば、システム１００は、ワークシート又はテンプレートをユーザーに表示することができ、かかるワークシート又はテンプレートは、入力を要求し、出力を表示するためにシステム１００によって使用される。特定の実施形態によると、ワークシート又はテンプレートは、ユーザーに出力表示を提供するための入力を解析するために使用することができる、組み込まれた等式又はその他の解析形を含むことがある。
【００５３】
本開示によると、これらのワークシート又はテンプレートは、ユーザーによって使用される１つ又は一連のワークシート又はテンプレートにユーザーを導く、一連の初期質問をユーザーが完了した結果としてユーザーに表示され、ユーザーは更なるガイドを得ることができる。しかしながら、本開示は、応答としての、例えば、先行する一連の質問に対するユーザーの回答への応答としての、システム１００による任意のワークシート又はテンプレートの先行定義を用いない、ユーザーによるワークシート又はテンプレートの使用を、同等に包括する。したがって、ワークシート又はテンプレートは、上述の分類システムの種類と組み合わせて使用することができ、又はワークシートとテンプレートは、上述の分類の実施形態に、代替的な実施形態を反映することができる。
【００５４】
次に図２に戻ると、方法２００はブロック２１０に進み、ここでシステム１００は、ブロック２０８において組み立てられたモデルを、試験結果に従って修正する。ブロック２１０は、特定の実施形態によると任意であるが、図示した実施形態には含まれている。モデルの修正は、自動的に実行することができる。すなわち、ユーザーからの更なる入力なくエキスパートシステムによって修正を実行することができる。あるいは、試験結果に従ってモデルに特定の修正をし、モデルを用いて行ったシミュレーションの結果をユーザーに出力するように、システム１００をプログラムすることができる。ユーザーは次に、シミュレーション出力に従ってモデルを選択するよう促される場合がある。
【００５５】
図３Ａ〜Ｃ及び図４は、材料のためのモデルに含まれる１つ以上の挙動を選択する上でユーザーをガイドし、シミュレーションに使用するためのモデルを修正するために、システム１００とユーザーによって使用される代表的な実施形態をまとめて図示したものである。これに関して、図３Ａ〜Ｃは、図２のブロック２０８、２１０の処置を実行するための実施形態として考えられる一方で、図４は、例えば装置１０２のディスプレイユニット１４２に表示される可能性がある代表的なイメージを、図３Ｂと３Ｃで図示された方法の一部と共に図示する。
【００５６】
したがって図３Ａから始めると、ブロック３０２で、システム１００は、ユーザーに試験の推奨を提供するために、モデルとされる材料に重要な条件をユーザーに指示することができる。例えば、システム１００は、プロセスをモデル化するために重要な負荷条件、境界条件、そして変形モードについてユーザーに指示することができる。上述のとおり、指示に関連して使用された構成のシステムが異なるのと同様に、指示の正確な性質は、実施形態によって異なる場合がある。ブロック３０２での指示に応答して、システム１００はブロック３０４でユーザーからの情報を受け取る。実際には、望ましい情報が収集されるまで、この方法はブロック３０２と３０４との間を往復して繰り返し適用され、すなわち、別々に及び連続的に、ブロック３０２で指示が与えられ、ブロック３０４で情報が受信される。
【００５７】
ブロック３０４でユーザーによって提供された情報は、次にブロック３０６でシステム１００によって解析される。これに応じて、システム１００は、例えば引張負荷、圧縮負荷、又は剪断負荷下での試験実行を推奨する場合がある。更に、システム１００は、異なる方向性を持った負荷下での試験実行を推奨する場合がある（縦方向、横断方向、面外）。推奨はブロック３０８において様々な形態で、様々な程度の特異性で、ユーザーに提供される場合がある。本開示の特定の実施形態によると、推奨は、負荷、異なる程度の歪み、繰り返しの数、材料サンプルの数、速度条件、湿度条件、温熱条件等を特定した、試験マトリックスの形態である場合がある。他の実施形態によると、推奨は、例えば歪みレベル、繰り返しの数、湿度条件、及び温熱条件を特定することなく、単に負荷を含む場合がある。
【００５８】
図３Ａとこれら図３Ｂの処置の間に、ユーザーはモデルとされる材料の試験を行うことができる。図示された実施形態に従って、図３Ａのブロック３０８で提供された推奨に従って試験が実行されることが予想されることが認識されるであろう。しかしながら、図３Ｂと３Ｃでの実施形態の方法は、かかる一連の出来事の順序にのみ限定されていない。例えば、ユーザーは、ブロック３０８でシステム１００によって推奨された試験以外の追加の試験の実行を決定することができる。更に言えば、ユーザーは、ブロック３０８でシステム１００によって推奨された試験以外の試験の実行を決定することができる。要するに、ユーザーは、ユーザーがシステム１００に推奨を求めることを選択した場合にシステム１００が推奨したであろう任意の試験とは独立して、試験を計画し、実行することができる。かかる実施形態によると、図３Ａに図示された方法の推奨部分は、任意のものと見なされる。
【００５９】
テストの実施方法に関わらず、システム１００は、図３Ｂのブロック３３２における試験データを、ユーザーに指示することができる。システム１００がどのようにユーザーを促すかのただの一例としては、システム１００はユーザーにワークシート又はテンプレートを提供することができる。ワークシートは、通常４００として指定され、図４に示されるようにユーザーに見える。ワークシートは、データ入力のための第一領域４０２、グラフ表示のための第二領域４０４、及び挙動出力のための第三領域を有することができる。この時点で領域４０４が、既にグラフ、パターン、又は図４０８を含んでもよく、グラフ、パターン、又は図４０８は、以下に述べるように図３Ｂの後続ステップに使用されてもよい。
【００６０】
方法は、ユーザーがデータを提供し、システム１００がデータを受け取る、ブロック３３４に進む。図４に図示された実施形態によると、ディスプレイの領域４０２は、システム１００と特にワークシート４００によってデータが受信されるメカニズムとして指定される場合がある。領域４０２は、様々な方法で定義することができ、リスト、配列、又はマトリックス形式を含むことができる。例えば、キーボード１２２を介して領域４０２にデータを入力すると、システム１００とワークシート４００によって受信される。しかしながら、データは他のファイルから取り込むこともでき、ファイルは試験中の計測から生成されるか、あるいはユーザーの編集及び／又は過去の試験の解析から作成されることがある。このデータは、例えば、他のファイルからカットし、ワークシート４００の領域４０２にペーストすることができる。
【００６１】
方法３００は、ブロック３３６に進み、ここでブロック３３４において、システム１００によって受信されたデータが解析される。上述のとおり、解析は、ワークシートに組み込まれた、等式又はその他の分析ツールを介して実行することができる。あるいは、ワークシートは単に、ユーザーからシステム１００が受信したデータを、データの解析を実行するその他のプログラム、ルーチン、オブジェクト等に転送することを許可するグラフィカル・ユーザー・インターフェース（ＧＵＩ）を示す場合がある。解析は、材料用のモデルに組み込まれる挙動の簡略版を使用して実行することさえもでき、例えば、材料を三次元でモデルリングする場合、方法３００中で実行される解析には、同じ挙動の１次元モデルを活用することができる。
【００６２】
ブロック３３６の解析を実行した時点で、又は解析が実行される際に、方法は、解析の結果（例：推奨挙動）がユーザーに提供されるブロック３３８へ進行する。結果は、様々な方法でユーザーに提供することができる。その他の実施形態によると、結果は、挙動に関する単純なはい／いいえの判定形態となる場合があり、例えば、与えられたワークシートが１つの挙動（例：粘塑性、粘弾性等）を図示するように設計されている場合がある。あるいは、図４の領域４０４に図示されているように、結果の図解を表示することができる。受信したデータの解析結果は、例えば理想とする挙動性能を反映するグラフ４０８と並んで表示される折れ線グラフ４１０のようなグラフとして反映することができる。方法の１つとして、システム１００は、検討中の単数又は複数の挙動用の１つ以上のＦＥＡコードに使用されている定数等の形態で、出力を提供することができる。これらの定数等を、領域４０６にワークシート４００の一部として表示することができる。結果として、ユーザーは、出力を印刷することが許可され、次に、出力は材料のためのモデルに入力され、関連する単数又は複数のコードで挙動を説明する。あるいは、定数等を、関連する単数又は複数のコードでモデルに取り込むために「カット・アンド・ペースト」方法を使用することができる。ユーザーが、使用中のＦＥＡコード用に様々な出力領域から選択することができるように、異なるＦＥＡコードにそれぞれ関連した複数の領域４０６が提供されることもまた、認識されるであろう。
【００６３】
ブロック３４０で推奨された挙動を受信した後、方法は、図３Ｃに図示された処置に進む。図示されたように、図３Ｃで例示した処置は、方法が図３Ｂのブロック３６２で終了したところから始まる。しかしながら、即座に移行する必要はない。例えば、システム１００の一部が図３Ｂの処置を実行するようにプログラムされている一方で、図３Ｃの処置はシステム１００のその他の部分によって実行されている場合がある。これらの様々な部分にアクセスするために、異なるソフトウェアアプリケーション間を切り替えるか、又は異なる、ハードウェア間や装置間を切り替えることが必要な場合がある。したがって、特定の実施形態によると、システム１００は、図３Ｂで選択した挙動に関する情報と以前に行われた試験のデータをユーザーに促し、ブロック３６２でユーザーからこの情報を受信することができる。
【００６４】
ここで、図３Ｃに例示した処置を進めるのに、追加の試験が必要かどうかを判定するために、ブロック３６４でシステム１００による解析を実行することができる。すなわち、以下に記述されるとおり、方法は、モデルを最適化するために特定の試験データを必要とする場合がある。モデルを最適化するために必要とされる試験データは、数量及び／又は種類において、図３Ｂに図示されているように、含まれる挙動の選択をガイドするために必要とされる情報と異なる場合がある。システム１００がこれ以上の試験データは必要ないと判定した場合、方法は、ブロック３６６へと進む。しかしながら、システム１００が更なる試験データが必要だと判定した場合、方法はブロック３６８へと進み、ユーザーにはテストに関する推奨が与えられる。
【００６５】
本開示の特定の実施形態によると、ブロック３６４で実行される判定は、任意でもよい。すなわち、システム１００は、更なる試験結果を得るべきと判定するために必要な解析を実行することができるが、ユーザーはシステムの推奨をオーバーライドすることが許される場合がある。このような状況下で試験結果に関するシステム推奨がオーバーライドされた場合、システム１００は、提供された試験結果から判断して、モデルを最適化することが不可能であるか又は最適化が特定のレベルまでにしか至らない場合があるという警告を提供することができる。このような状況下で、最適化不履行の又は不完全な最適化の可能性にも関わらずユーザーが進行することに同意した場合、ユーザーがシステム１００をオーバーライトすることが許される。
【００６６】
十分な試験データが提供された場合、又はユーザーが試験データの充足性に関係なく進行することを選択した場合、方法はブロック３６６へと進む。受信した試験データに対する図３Ｂで選択されたモデルの適合性を最適化するために、システム１００は、ブロック３６６でルーチンを実行する。最適化ルーチンは、システム１００によって自動的に選択されることができ、すなわちシステムは、ユーザーが実行されることを望むルーチンから、様々な最適化ルーチンをユーザーに提供することができる。システム１００は、最適化適合を得るために比較するいくつかの異なるルーチンに従って最適化を実行することができ、又はモデルの単一最適化を実行することができる。
【００６７】
ブロック３７０で、モデルの単数又は複数の適合が、提供された試験データに最適化されているかどうかの判定がなされる。更なる試験を行うというシステムの推奨をユーザーがオーバーライドすることが許される方法の、これらの実施形態によると、実行された特定のレベルの最適化まで、適合がチェックされる場合がある。適合が最適化されたという判定が下された場合、方法はブロック３７２へ進む。適合が最適化されていないという判定が下された場合、方法は更なる最適化、又は異なる最適化ルーチンによる最適化のためブロック３６６へ戻る。方法は、ブロック３６６と３７０との間に１回以上繰り返し適用される場合がある。
【００６８】
図示されているように、ブロック３７２、３７４、３７６は、ブロック３６６、３７０の最適化に続く。これらのブロックは、ユーザーのための情報表示、ユーザーからの入力の収集、ユーザーからの入力の受信を含む。すなわち、ブロック３７２で、最適化されたモデルの結果は比較するために、例えば、ユーザーからシステム１００が受信した実際の試験結果と比較するために表示される場合がある。システム１００は次に、ブロック３７４でユーザーに最適化モデルが正確であるかどうかのインプットを促し、ユーザーからブロック３７６で入力を受信する。この入力は、次に、モデルの正確性を判定するために、システム１００によってブロック３７８において単独で、若しくはシステム１００によるモデルの自動解析に基づく他のいくつかの正確性の兆候と組み合わせて使用されることがある。
【００６９】
ブロック３７２、３７４、３７６の全て若しくは特定の処置は除外されることがあることが認識される。例えば、システム１００は結果をブロック３７２で表示することができるが、ブロック３７４、３７６でユーザーから入力を収集及び受信することなく、ブロック３８０で判定を下す。これについては、システム１００はブロック３７０から直接ブロック３７８へ進行することができる。
【００７０】
ユーザー入力の有無に関わらず、システム１００はブロック３７８でモデルの正確さが許容範囲にあることを判定し、方法はブロック３８０でユーザーにモデルを提供することで終了する。あるいは、システム１００は、ユーザーを図３Ｂに戻し、ブロック３８２での試験データに基づいて挙動を選択するプロセスを再開する。システム１００は、改良点を提供する追加のフィードバックと共にユーザーを戻すか、又はブロック３３８で異なる又は追加の挙動を含むことを示す場合がある。
【００７１】
ブロック２１０の完了をもって、方法２００は、材料のためのモデル作成の過程を完了する。このモデルは、ここで、残りの工程２１２、２１４、２１６で使用することができる。ブロック２１２で、作成されたモデルを用いて、１つ以上のシミュレーションが実行される。例えば、プロセスの配置に関わらず特定の負荷パターンが材料に適用されるシミュレーションが実行される場合がある。別の方法として、プロセスの配置が含まれているシミュレーションが実行される場合がある。熱的効果などの機械負荷に加えて、その他の要素もまた含むことができる。更に、工程２０２〜２１０を繰り返すことによって、一連のモデルを作成することができ、ブロック２１２で実行されたシミュレーションは、共通の負荷パターン下の各モデル用である場合がある。更なる変形例として、同一のモデルを使用して一連のシミュレーションを実行することができるが、異なる負荷が適用される。ブロック２１４で、シミュレーションの出力は、例えばディスプレイユニット１４２上にビデオ画像を表示することで、ユーザーに提供される。
【００７２】
ブロック２１６で、ユーザーは材料に関する判定を下す。例えば、単一負荷のシミュレーション例では、ユーザーは負荷下で材料が破壊されるかどうか、及びしたがって使用目的には不適当であるかどうかの判定を下すことができる。あるいは、異なる材料のためのモデルを用いての一連のシミュレーション実施例において、シミュレーション出力の比較に基づいた更なる実験室試験、改善された実験室技法の作成、又は品質保証（ＱＡ）仕様書のための材料仕様書をベンダーに提供するために、ユーザーは製品に使用される材料のうち一材料を選択することができる。様々な負荷下での一材料のシミュレーションについて、ユーザーは、シミュレーションした材料のパフォーマンスに基づいた一部のために提案される許容範囲を設定することができ、又はシミュレーションされたパフォーマンスを裏付けるための更なる実験室試験を推奨され得る。
【００７３】
本明細書に開示される寸法及び値は、列挙された正確な数値に厳しく限定されるものとして理解されるべきではない。それよりむしろ、特に規定がない限り、こうした各寸法は、列挙された値とその値周辺の機能的に同等の範囲との両方を意味することを意図されている。例えば、「４０ｍｍ」として開示した寸法は、「約４０ｍｍ」を意味することを意図したものである。
【００７４】
「発明を実施するための形態」で引用した全ての文献は、その関連部分において本明細書に参照により組み込まれ、いかなる文献の引用も、それが本発明に対する先行技術であることを認めるものと解釈すべきではない。本明細書中の用語の任意の意味又は定義が、参照により組み込まれた文献中の同一の用語の任意の意味又は定義と相反する限りにおいては、本明細書においてその用語に与えられた意味又は定義が適用されるものとする。
【００７５】
本発明の特定の諸実施形態を図示し、記載したが、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく他の様々な変更及び変更を実施できることは当業者には自明であろう。したがって、本発明の範囲内にあるような全ての変更及び変更は、添付の特許請求の範囲に包含されるものとする。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【国際調査報告】
2010539558.tif 000009
2010539558.tif 000010