流程圖。
[0067] 圖6C是表不應(yīng)力修正處理的一例的流程圖。
[0068] 圖7A是表示解析參數(shù)的各模式的一例的圖。
[0069] 圖7B是表示在各模式中共通的斷裂極限應(yīng)力線的一例的圖。
[0070] 圖8是表示解析結(jié)果的一例的圖。
【具體實施方式】
[0071] 以下，參照附圖來說明用于實施本發(fā)明的方式。
[0072] 在本實施方式中，使用有限單元法（Finite Element Method，F(xiàn)EM)進行材料的變 形解析。此外，基于應(yīng)力FLD進行斷裂判定。在某個要素（elements實際上是要素具有的 某個評價點）中發(fā)生了斷裂的情況下，不是將該要素立即去除，而是使該要素的剛性逐漸 降低，在剛性降低到某個程度的時點，將該要素去除。要素的剛性降低通過操作作用在該要 素上的應(yīng)力來表現(xiàn)。具體而言，基于連續(xù)體損傷力學(xué)的考慮方式，如下式那樣表現(xiàn)。
[0073] σ = (1 - D) 〇 ' …（式 I)
[0074] 這里，〇是考慮到剛性降低的應(yīng)力，D是連續(xù)體損傷力學(xué)中的損傷變量（其中， 〇 g D 5 1)，〇 '是不考慮剛性降低的應(yīng)力。根據(jù)式1，如果損傷變量D變大，則考慮到剛性 降低的應(yīng)力σ變小。
[0075] 所謂連續(xù)體損傷力學(xué)，是用來將材料的損傷和破壞的進展過程從連續(xù)體力學(xué)的立 場解析的力學(xué)理論。在連續(xù)體損傷力學(xué)中，將損傷狀態(tài)使用適當(dāng)?shù)暮暧^力學(xué)的損傷變量而 模型化，并使用該損傷變量來描述損傷材料的力學(xué)動態(tài)和損傷的發(fā)展。損傷的發(fā)展例如如 下式那樣記述。
[0076] [數(shù)式 1]
[0078] 這里，D'是損傷變量D的變化率（損傷速度），Y是損傷相伴變量，S是材料常數(shù)， P是累積塑性應(yīng)變，P'是累積塑性應(yīng)變P的變化率，Pd是累積塑性應(yīng)變P的閾值，H()是 Heaviside函數(shù)。并且，當(dāng)損傷變量D增大而達到臨界值隊時，即下式成立時，認為發(fā)生了 龜裂的或發(fā)生破壞。
[0079][數(shù)式 2]
[0081] 損傷變量D可以解釋為伴隨著損傷過程中的微小分布空隙的發(fā)展的載荷負擔(dān)有 效面積的減少率。載荷負擔(dān)有效面積的減少將通過外力引起的應(yīng)力σ的效果擴大。將該 擴大的應(yīng)力（有效應(yīng)力）σ '如下式那樣記述。
[0082] σ ? = σ / (I - D)…（式 4)
[0083] 式1是根據(jù)該式4導(dǎo)出的。
[0084] 圖1Α、圖IB是表示本發(fā)明的概念的圖。
[0085] 在圖IA中，表示通過實驗得到的應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系Ctl及以往方法（將發(fā)生了斷裂的 要素去除的方法）得到的應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系C 1。這里，橫軸表示應(yīng)變，縱軸表示應(yīng)力。此外， 應(yīng)力表示斷裂極限應(yīng)力。如在圖IA中用箭頭表示那樣，本發(fā)明的目的是使曲線C 1接近 于曲線cQ。
[0086] 所以，在某個要素中發(fā)生了斷裂的情況下，不是將該要素去除，而是通過使該要素 的剛性逐漸降低來實現(xiàn)。在圖IB中，表示不考慮剛性降低的應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系(： 2及通過本 方法得到的（考慮剛性降低的）應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系C3。這里，橫軸表示應(yīng)變，縱軸表示應(yīng)力。 此外，應(yīng)力 〇(1表示斷裂極限應(yīng)力。如在圖IB中用箭頭表示那樣，通過使斷裂要素的剛性 逐漸降低，能得到曲線C3。
[0087] 圖2是表示進行這樣的解析的解析裝置1的概略結(jié)構(gòu)的一例的圖。
[0088] 解析裝置1基于預(yù)先存儲在存儲部12中的程序，參照同樣存儲在存儲部12中的 數(shù)據(jù)及/或存儲在未圖示的其他裝置中的數(shù)據(jù)來執(zhí)行各種處理。此外，解析裝置1根據(jù)由 用戶經(jīng)由操作部13輸入的指示來執(zhí)行各種處理，將其結(jié)果向顯示部14輸出。為此，解析裝 置1具備通信部11、存儲部12、操作部13、顯示部14和處理部15。
[0089] 通信部11具備用來將解析裝置1連接到未圖示的網(wǎng)絡(luò)的通信接口電路。并且，通 信部11將從未圖示的其他裝置經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)接收到的數(shù)據(jù)向處理部15供給。此外，通信部11 將從處理部15供給的數(shù)據(jù)經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)向其他裝置發(fā)送。
[0090] 存儲部12例如具備半導(dǎo)體存儲器、磁盤裝置及光盤裝置中的至少某一個。存儲部 12存儲在處理部15中的處理中使用的操作系統(tǒng)程序、驅(qū)動程序、應(yīng)用程序、和數(shù)據(jù)等。例 如，存儲部12存儲控制操作部13的輸入設(shè)備驅(qū)動程序、控制顯示部14的輸出設(shè)備驅(qū)動程 序等作為驅(qū)動程序。此外，存儲部12存儲進行解析數(shù)據(jù)的制作的應(yīng)用程序、進行材料的變 形解析的應(yīng)用程序等作為應(yīng)用程序。此外，存儲部12存儲表示解析的對象、條件等的解析 數(shù)據(jù)、表示斷裂極限應(yīng)力線的極限線數(shù)據(jù)、和表示解析的結(jié)束時刻的結(jié)束時刻數(shù)據(jù)等作為 數(shù)據(jù)。此外，存儲部12存儲表示各要素的評價點的評價點數(shù)據(jù)、表示當(dāng)前的時刻的時刻計 時器、表;^每時每刻的各節(jié)點的坐標(biāo)的節(jié)點坐標(biāo)數(shù)據(jù)、和表;^每時每刻的各評價點的狀態(tài) 的評價點狀態(tài)數(shù)據(jù)等作為其他數(shù)據(jù)。進而，存儲部12也可以暫時地存儲有關(guān)規(guī)定的處理的 暫時性的數(shù)據(jù)。
[0091] 解析數(shù)據(jù)是表示解析的對象、條件等的數(shù)據(jù)，包括例如表示材料的形狀的解析模 型數(shù)據(jù)、表示材料常數(shù)的材料特性數(shù)據(jù)、表示邊界條件的邊界條件數(shù)據(jù)、有關(guān)解析的控制的 解析控制參數(shù)等。解析數(shù)據(jù)既可以是用戶經(jīng)由操作部13以手動方式輸入，也可以是處理部 15基于進行解析數(shù)據(jù)的制作的應(yīng)用程序而自動地制作。
[0092] 解析模型數(shù)據(jù)是表示材料的形狀的數(shù)據(jù)，包括例如表示材料的各要素的節(jié)點的要 素結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)（圖3A)、表示各節(jié)點的坐標(biāo)的節(jié)點坐標(biāo)數(shù)據(jù)（圖3B)等。
[0093] 圖3A~圖3D是表示各種數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)構(gòu)造的一例的圖。
[0094] 在圖3A中表示要素結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)構(gòu)造的一例。在要素結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)中，對于各要 素，包括該要素的號碼、該要素所具有的節(jié)點的號碼等。
[0095] 此外，在圖3B中表示節(jié)點坐標(biāo)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)構(gòu)造的一例。在節(jié)點坐標(biāo)數(shù)據(jù)中，對于 各節(jié)點，包括該節(jié)點的號碼、該節(jié)點的X坐標(biāo)、Y坐標(biāo)及Z坐標(biāo)等。
[0096] 圖4是表示基于解析模型數(shù)據(jù)而顯示的試驗片的一例的圖。
[0097] 在圖4中，通過平面圖表示使用6面體要素模型化的JIS(Japanese Industrial Standards、日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)）5號試驗片。
[0098] 材料特性數(shù)據(jù)是表示材料常數(shù)的數(shù)據(jù)，例如包括密度、楊氏模量、泊松比等。
[0099] 此外，在作為應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系而使用式5的Swift法則的情況下，包括Κ、ε pn等。 [0100][數(shù)式 3]
[0101] 〇 = Κ( ε ?+ ε )n …（式 5)
[0102] 另外，應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系并不限定于此，也可以是其以外的關(guān)系（例如Voce法則）。 此外，也可以不是結(jié)構(gòu)方程式的形式，而是將應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系進行多直線近似化，將值直接 輸入。
[0103] 進而，作為損傷關(guān)聯(lián)常數(shù)，包括式2中的D'(損傷速度）、式3中的Dc(斷裂判定 的損傷度的閾值）等。
[0104] 另外，決定這些材料常數(shù)，以使試驗（例如單軸拉伸試驗）的解析結(jié)果與實驗結(jié)果 一致。具體而言，
[0105] (1)決定材料常數(shù)的初始值。
[0106] (2)進行試驗的解析，計算斷裂應(yīng)變及應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系。
[0107] (3)判定斷裂應(yīng)變及應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系與通過實驗得到的關(guān)系是否一致。
[0108] (4)如果斷裂應(yīng)變不一致或應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系不一致，則變更材料常數(shù)的值。
[0109] (5)通過重復(fù)（2)~（4)直到斷裂應(yīng)變及應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系都一致，來調(diào)整材料常 數(shù)。
[0110] 但是，應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系由于特別在斷裂應(yīng)變周邊處精度降低，所以該比較在沒有 特別發(fā)生損傷的最大應(yīng)力點以前進行。
[0111] 邊界條件數(shù)據(jù)是表示邊界條件的數(shù)據(jù)，例如包括表示變位條件的變位條件數(shù)據(jù) (圖3C)、表示載荷條件的載荷條件數(shù)據(jù)（圖3D)等。
[0112] 在圖3C中表示變位條件數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)構(gòu)造的一例。在變位條件數(shù)據(jù)中，關(guān)于各節(jié)點 包括該節(jié)點的號碼、該節(jié)點的X變位、Y變位及Z變位等。
[0113] 此外，在圖3D中表示載荷條件數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)構(gòu)造的一例。在載荷條件數(shù)據(jù)中，關(guān)于 各節(jié)點包括該節(jié)點的號碼、該節(jié)點的X載荷、Y載荷及Z載荷等。
[0114] 回到圖2,只要能夠進行解析裝置1的操作，操作部13是怎樣的設(shè)備都可以，例如 是鍵盤、觸摸板等。用戶能夠經(jīng)由操作部13輸入字符、數(shù)字等。操作部13如果被用戶操作， 則產(chǎn)生與該操作對應(yīng)的信號。并且，將產(chǎn)生的信號作為用戶的指示向處理部15供給。
[0115] 只要能夠進行影像、圖像、字符等的顯示，顯示部14是怎樣的設(shè)備都可以，例如是 液晶顯示器、有機EL (Electro - Luminescence)顯示器等。顯示部14將與從處理部15供 給的影像數(shù)據(jù)對應(yīng)的影像、與圖像數(shù)據(jù)對應(yīng)的圖像、與字符數(shù)據(jù)對應(yīng)的字符等顯示。
[0116] 處理部15具備一或多個處理器及其周邊電路。處理部15將解析裝置1的整體的 動作綜合控制，例如是CPU (Central Processing Unit、中央處理器）。處理部15控制通信 部11、顯示部14等的動作，以將解析裝置1的各種處理根據(jù)存儲在存儲部12中的程序、操 作部13的操作等以適當(dāng)?shù)拇涡驁?zhí)行。處理部15基于存儲在存儲部12中的程序（操作系 統(tǒng)程序、驅(qū)動程序、應(yīng)用程序等）來執(zhí)行處理。此外，處理部12可以將多個程序（應(yīng)用程序 等）并行地執(zhí)行。
[0117] 處理部15具備控制部151、狀態(tài)變量計算部152、斷裂判定部153和應(yīng)力修正部 154。這些各部是通過由處理部15所具備的處理器執(zhí)行的程序來實現(xiàn)的功能模塊?；蛘?， 這些各部也可以作為固件安裝到解析裝置1中。
[0118] 以下，對控制部151的處理進行說明。
[0119] 在由用戶經(jīng)由操作部13指示了進行材料的變形解析的應(yīng)用程序的執(zhí)行的情況 下，解析裝置1基于該程序，開始處理。
[0120] 通過該程序?qū)崿F(xiàn)的控制部