(57)【要約】【課題】  本発明は、解析途中でも要素タイプの変更を容易に行うことができ、汎用性が高く、接着剤凝固現象等の複雑な現象でも解析することのできる解析システムを提供することを目的とする。【解決手段】  本発明は、同一モデル内に、物理特性の変化に伴う異なる二相のためのメッシュを夫々作成するモデル作成工程と、前記メッシュのうち変化前の相のためのメッシュを用い、該変化前の相の挙動を解析する第一解析工程と、前記変化前の相のためのメッシュを、変化後の相のためのメッシュに入替える、メッシュ入替工程と、前記変化後のメッシュを用い、該変化後の相の挙動を解析する第二解析工程と、を少なくとも含む、物理特性の変化する現象の解析システムを提供する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一モデル内に、物理特性の変化に伴う異なる二相のためのメッシュを夫々作成するモデル作成工程と、
前記メッシュのうち変化前の相のためのメッシュを用い、該変化前の相の挙動を解析する第一解析工程と、
前記変化前の相のためのメッシュを、変化後の相のためのメッシュに入替える、メッシュ入替工程と、
前記変化後のメッシュを用い、該変化後の相の挙動を解析する第二解析工程と、
を少なくとも含む、物理特性の変化する現象の解析システム。
【請求項２】
前記異なる二相のためのメッシュが、液体相用メッシュ及び固体相用メッシュである、請求項１記載の解析システム。
【請求項３】
前記メッシュ入替工程は、解析用ソフトウエアにより行う、請求項１又は２記載の接着剤凝固現象の解析システム。
【請求項４】
同一モデル内に、接着剤凝固現象における凝固前の液相接着剤用メッシュと、凝固後の固体相接着剤用メッシュとを夫々作成するモデル作成工程と、
前記メッシュのうち液相接着剤用メッシュを用い、凝固前の接着剤の挙動を解析する第一解析工程と、
前記液相接着剤用メッシュを、前記固体相接着剤用メッシュに入替える、メッシュ入替工程と、
前記固体相接着剤用メッシュを用い、凝固後の接着剤の挙動を解析する第二解析工程と、
を少なくとも含む、接着剤の凝固現象の解析システム。
【請求項５】
請求項４記載の解析システムを用いて物理特性が適正化された接着剤を使用してなる燃料電池。
【請求項６】
請求項５記載の燃料電池を使用してなる車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、解析途中でも要素タイプの変更を容易に行うことができ、汎用性が高く、接着剤凝固現象等の複雑な現象でも解析することのできる解析システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ＦＥＭ（Finite Element Method：有限要素法解析）のための汎用のソフトウエアを用いて、接着剤、凝固剤等の物理特性を温度依存として定義し、相変化を温度変化で擬似的に模擬（シミュレーション）することにより、凝固現象等の物理特性の変化する現象の解析が行われている。
【０００３】
また、特開平８−３０４２６９号公報では、ＦＥＭ手法を用いて接着剤固有の破断応力を求め、これに基づいて製品の接着剤の破断を予測する方法が開示されている（特許文献１）。また、特開平１０−９００５１号公報では、入力データをもとに有限要素からなる解析構造系を生成して、所定の演算を行う手段を備えた地盤−構造物連成非線形地震応答解析システムが開示されている（特許文献２）。
【０００４】
しかし、従来の解析手法では、解析途中で要素タイプの変更に対応できないため、弾性体とゴム材や、ゴム材と発泡弾性体といった相変化等、物理特性が大きく変化する現象への適用が困難であった。
【０００５】
また、図５に示すように、実際に物理特性が温度依存する現象の解析は従来の方法でも可能であるが、接着剤凝固のように常温で物理特性が変わる現象に対しては適用が困難である。このような現象に対しては、擬似的に温度を変えて強引に物性を変えることも可能であるが、温度が擬似的な値になり、熱応力解析への適用ができなくなる。
【０００６】
従来の解析法による常温で物理特性が変わる現象への適用困難性は、ソフトウエアが解析途中での要素タイプの変更に対応していないことや、実現象として温度に依存せず物理特性が変化する現象が起こりうること等に起因すると考えられる。
【特許文献１】特開平８−３０４２６９号公報
【特許文献２】特開平１０−９００５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする問題点は、上述した従来技術の問題である。
従って、本発明の目的は、解析途中でも要素タイプの変更を容易に行うことができ、汎用性が高く、接着剤凝固現象等の複雑な現象でも解析することのできる解析システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、鋭意研究した結果、接着剤塗布部メッシュに対して液体相用メッシュと固体相用メッシュを予め作成しておき、液体相用メッシュと固体相用メッシュとを入れ替えて、例えばＡＢＡＱＵＳ，＊ＳＵＢＭＯＤＥＬ等のソフトウエア上のコマンドを利用することによって解析を行う手法が、前記目的を達成し得ることの知見を得た。
【０００９】
本発明は、前記知見に基づきなされたもので、
１．同一モデル内に、物理特性の変化に伴う異なる二相のためのメッシュを夫々作成するモデル作成工程と、
前記メッシュのうち変化前の相のためのメッシュを用い、該変化前の相の挙動を解析する第一解析工程と、
前記変化前の相のためのメッシュを、変化後の相のためのメッシュに入替える、メッシュ入替工程と、
前記変化後のメッシュを用い、該変化後の相の挙動を解析する第二解析工程と、
を少なくとも含む、物理特性の変化する現象の解析システムを提供するものである。
【００１０】
本発明は、かかる構成からなるため、解析途中でも要素タイプの変更を容易に行うことができ、汎用性が高く、接着剤凝固現象等の複雑な現象でも解析することができる。
【００１１】
本発明によれば、相変化による弾性率、ポアソン比等の物理特性の極端な変化を伴う非常に複雑な接着剤塗布工程における接着剤凝固現象でも、容易に再現することができる。本発明は、強度解析における一般的な要素では複雑な現象の再現が困難であった従来手法の問題を克服したもので、凝固現象等を模擬するための新規な方法である。また、熱応力解析への適用も対応可能となる。
【００１２】
また、本発明は、下記２〜４の解析システムをそれぞれ提供する。
２．前記異なる二相のためのメッシュが、液体相用メッシュ及び固体相用メッシュである、前記１記載の解析システム。この解析システムによれば、液体相−固体相変化現象の解析途中での要素タイプの変更を容易に行うことができ、特に複雑な液体相−固体相変化現象でも解析することができる。  
【００１３】
３．前記メッシュ入替工程は、解析用ソフトウエアにより行う、前記１又は２記載の接着剤凝固現象の解析システム。この解析システムによれば、ソフトウエア上のコマンドを打つことで、容易に解析途中での要素タイプの変更を行うことができ、複雑な現象でも解析することができる。
【００１４】
本発明の解析システムには、例えばＡＢＡＱＵＳのほか、種々の解析用ソフトウエアを採用できる。  
【００１５】
４．同一モデル内に、接着剤凝固現象における凝固前の液相接着剤用メッシュと、凝固後の固体相接着剤用メッシュとを夫々作成するモデル作成工程と、
前記メッシュのうち液相接着剤用メッシュを用い、凝固前の接着剤の挙動を解析する第一解析工程と、
前記液相接着剤用メッシュを、前記固体相接着剤用メッシュに入替える、メッシュ入替工程と、
前記固体相接着剤用メッシュを用い、凝固後の接着剤の挙動を解析する第二解析工程と、
を少なくとも含む、接着剤の凝固現象の解析システム。
この解析システムによれば、解析途中でも要素タイプの変更を容易に行うことができ、複雑な接着剤凝固現象の解析をすることができる。
【００１６】
また、本発明は、下記５の燃料電池を提供するものである。
５．前記４記載の解析システムを用いて物理特性が適正化された接着剤を使用してなる燃料電池。
この燃料電池によれば、用いる接着剤の物理特性が適正化されているため、優れた電池特性を発現することができる。
【００１７】
また、本発明は、下記６の車両を提供するものである。
６．前記５記載の燃料電池を使用してなる車両を提供するものである。
この車両によれば、エネルギー効率等の優れた特性を備えた車両が提供される。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、解析途中でも要素タイプの変更を容易に行うことができ、汎用性が高く、接着剤凝固現象等の複雑な現象でも解析することができる解析システムが提供される。従って、相変化等の大きな特性変化を伴う接着剤の凝固現象等の模擬が可能になる。特に、異なる物理特性を表すために、要素タイプの変更が解析途中でも容易に行える。また、温度に依存しないために、熱応力解析が可能など、汎用性が高い。これにより、本発明は、従来技術では対応できなかった、接着剤凝固現象等の複雑な現象の解析を可能としたものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に、本発明の実施例を挙げて、本発明をより具体的に説明するが、本発明は、斯かる実施例により何等制限されるものではない。
【実施例１】
【００２０】
実施例１に係る解析システムは、図１に示すように、ステップＳ１〜Ｓ５のフローチャートに従って解析する、接着剤凝固現象を模擬するためのものである。
【００２１】
図２には、本実施例１におけるＳ１及びＳ２のモデル作成手法を示す。
先ず、Ｓ１では、接着剤塗布部メッシュを作成する。
次に、Ｓ２では、同一モデル内に、接着剤凝固現象における凝固前の液相接着剤用メッシュと、凝固後の固体相接着剤用メッシュとを夫々作成する。
【００２２】
Ｓ２について詳述すると、図２に示すように、Ｓ１で作成した接着剤塗布部メッシュに対して、最初に液相接着剤用メッシュ１のみを作成する（図２Ａ）。この際、固体相接着剤用のメッシュを隠しておく。次に、その逆を行う。即ち、固体相接着剤用メッシュ２のみを作成し、液相接着剤用メッシュ１を隠す（図２Ｂ）。
【００２３】
図３には、本実施例１におけるＳ３〜Ｓ５の解析手法を示す。
Ｓ３では、液相接着剤用メッシュ１を用い、凝固前の接着剤の挙動を解析する（図３Ａ）。
Ｓ４では、ＡＢＡＱＵＳ，＊ＳＵＢＭＯＤＥＬを用いて、液相接着剤用メッシュ１を、固体相接着剤用メッシュ２に入替える。
Ｓ５では、固体相接着剤用メッシュ２を用い、凝固後の接着剤の挙動を解析する（図３Ｂ）。
【００２４】
本実施例１の解析システムでは、接着剤に対して液相用、固体相用と二重にメッシュを定義する。また、解析の途中でメッシュ交換することで、凝固現象による物理特性変化を模擬する。これにより、本実施例１の解析システムは、物理特性変化が温度に依存しないため、熱応力解析が可能であり、汎用性が高いものである。
【実施例２】
【００２５】
実施例２に係る解析システムは、接着剤塗布工程を解析するためのものである。
図４には、本実施例２に係る解析システムの概略構成図を示す。図４Ａ及びＢは、液相部メッシュ応力コンタ図であり、図４Ｃ及びＤは、固体相部メッシュ応力コンタ図である。また、図４Ａ及びＣが凝固前、図４Ｂ及びＤが凝固後の状態を示す。
【００２６】
先ず、実施例１と同様に、接着剤塗布部メッシュを作成する。次に、同一モデル内に、接着剤凝固現象における凝固前の液相接着剤用メッシュ１と、凝固後の固体相接着剤用メッシュ２とを夫々作成する。
【００２７】
液相接着剤用メッシュ１を用い、液相部（凝固前の接着剤）の挙動を解析する（図４Ａ）。
次いで、ＡＢＡＱＵＳ，＊ＳＵＢＭＯＤＥＬを用いて、液相接着剤用メッシュ１を、固体相接着剤用メッシュ２に入替える。
その後、固体相接着剤用メッシュ２を用い、固体相部（凝固後の接着剤）の挙動を解析する（図４Ｄ）。
【００２８】
本実施例２の解析システムでは、異なる物理特性を表すために、要素タイプの変更が解析途中でも容易に行うことができる。また、温度に依存しないため、熱応力解析が可能である等、汎用性が高い。本実施例２の解析システムにより、従来技術では対応できなかった、接着剤凝固現象等の複雑な現象の解析が可能となった。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明は、解析途中でも要素タイプの変更を容易に行うことができ、汎用性が高く、接着剤凝固現象等の複雑な現象でも解析することのできる、物理特性の変化する現象の解析システム、及び、優れた電池特性を有する燃料電池、並びにエネルギー効率等の優れた特性を備えた車両として、産業上の利用可能性を有する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１は、実施例１に係る解析システムの工程の流れを示すフローチャートである。
【図２】図２は、実施例１におけるＳ１及びＳ２のモデル作成手法を説明するための概略構成図である。
【図３】図３は、実施例１におけるＳ３〜Ｓ５の解析手法を説明するための概略構成図である。
【図４】図４は、実施例２に係る解析システムを説明するための概略構成図である。
【図５】図５は、物理特性としてヤング率が温度に依存する固体相−液相変化現象の一例を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３１】
１…液相接着剤用メッシュ、２…固体相接着剤用メッシュ
【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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