CAE解析と実験結果が合わない。
その原因、材料データかもしれません。
ゴムのCAE解析で、こんな問題はありませんか？
ゴムのCAE解析と実験結果が合わない
ゴム解析に必要な材料データが手元にない
ゴム材料データの取得方法が分からない
単軸引張試験のデータだけで解析している
二軸引張試験をしたいが試験装置がない
試験データから超弾性材料モデルを作れない
なぜCAE解析と実験が合わないのか？
ゴムのCAE解析では、「どの材料データを使用するか」が解析精度を左右します。
ゴムは金属と違い大きく変形します。
ひずみ状態によって特性が変化するため、単軸引張試験データだけでは挙動を十分に表現できない場合があります。
ゴムの挙動を精度良く表現できる超弾性材料モデルを構築できる二軸引張試験をお勧めします。
二軸引張試験の有効性
ゴム製品のCAE解析事例ですが、単軸引張試験より二軸引張試験（純せん断）の方がひずみ分布が実測に近いことが分かります。
そこで、CAE解析の精度を向上させるために、二軸引張試験から得られる材料データを使うことをお勧めしています。
二軸試験データの解析精度
適切な材料データを使用することで、実験結果とCAE解析結果はほぼ一致します。
材料試験だけでは終わりません
私たちは「材料試験データを納品して終わり」ではありません。
材料試験から超弾性材料モデル構築、さらにCAE解析への適用までワンストップで支援します。
単軸引張試験とゴム専用の二軸引張試験を実施します
試験データから超弾性材料モデル（Mooney, Ogden）を算出します
超弾性材料モデルを使い精度の高いCAE解析を実施します
対応するゴム材料試験
必要な試験が分からない場合は、用途や解析目的をお聞かせください。
単軸引張試験
二軸引張試験
硬度試験
粘弾性試験
対応するゴム材料
下記以外のゴム材料についても対応可能な場合があります。
ご希望されるゴム材料（硬度や用途）があればお気軽にご相談ください。
| 材料名 | 材料名（英語） | 硬度（Hs） |
|---|---|---|
| 天然ゴム | NR | 35～80 |
| スチレンゴム | SBR | 35～80 |
| ニトリルゴム | NBR | 35～80 |
| クロロプレンゴム | CR | 48～75 |
| エチレン・プロピレンゴム | EP、EPDM | 50～80 |
| フッ素ゴム | FKM、FFKM | 55～80 |
| シリコンゴム | SI | 35～60 |
超弾性材料モデルの構築
ゴム材料の試験データから、CAE解析に使用する超弾性材料モデルを構築します。
弊社の経験上、CAE解析を行う上でトラブルの少ないMooney-Rivlinを推奨しています。
| 項目 | Mooney-Rivlin 高次モデル | Ogden モデル |
|---|---|---|
| ベース変数 | ひずみ不変量 (I₁, I₂) | 主伸張比 (λ₁, λ₂, λ₃) |
| 試験データ要求 | 比較的少数のデータでも安定 | 高精度化には多軸の試験データが必要 |
| 計算コスト | 比較的少ない | 比較的多い |
| 主な用途 | 一般的なゴム部品の変形解析 | 高ゴム弾性・大変形を伴う厳密な解析 |
ゴム材料データのサンプル
二軸引張試験によって取得した材料データの一例をご紹介します。
ニトリルゴムの材料データ【 Mooney-Rivlin高次モデル 】の係数となります。
| 硬度 | C10 | C01 | C11 | C20 | C30 |
|---|---|---|---|---|---|
| 40 | 2.48981E-01 | 2.75767E-02 | -4.30145E-03 | ー | ー |
| 50 | 2.86538E-01 | 3.33478E-02 | -4.55062E-03 | ー | ー |
| 60 | 4.13081E-01 | 5.65268E-02 | -5.58853E-03 | ー | ー |
ゴム材料試験の価格
対象温度は-３０℃～150℃まで対応可能です。
その他ご要望があればお気軽にお問い合わせください。
19.8万円～（税別）
材料試験、超弾性材料モデル（Neo-Hookean）、報告書
29.8万円～（税別）
材料試験、超弾性材料モデル（Mooney-Rivlin）、報告書
弊社よりご提供のゴム材料データに関して下記の制限があります。
ご同意の上でお申込みください。
1. 弊社よりご提供する材料データを利用した計算結果に関して、弊社は一切の保証及び賠償を行ないません。
2. 弊社よりご提供する材料データの利用範囲は、同一事業所内に限ります。
ご依頼からデータ提供までの流れ
材料・硬度・用途・必要なデータについてご相談ください。
用途やCAE解析条件を確認し、必要な試験をご提案します。
ご提供いただいたサンプルを使って材料試験（単軸/二軸引張試験）を実施します。
試験結果から超弾性材料モデルの係数を算出して報告書に纏めます。
試験結果のデータと材料試験報告書を提供します。
※納品した超弾性材料モデルの利用方法や解析結果について都度ご相談を承ります。
よくある質問
NR、SBR、NBR、CR、EPDM、FKM、シリコーンゴムなど、各種ゴム材料に対応しています。
上記以外の材料についてもお気軽にご相談ください。
引張試験、圧縮試験、硬さ試験、動的粘弾性試験、疲労試験などに対応しています。
問題ありません。
解析目的や製品用途をお聞きしたうえで、必要な試験内容をご提案します。
材料や試験内容によって対応可能です。
まずは材料・数量・希望する試験内容をお知らせください。
はい。
試験データをもとに、CAE解析に活用する材料モデルの構築を支援します。
CAEと実験が合わなければ、まず材料データを見直してみませんか？
必要な試験やデータが分からない場合も、お気軽にご相談ください。