变形状态分析方法、树脂成形体变形改善方法、以及树脂成形体轻量化方法

摘要

本发明提供一种分析方法，其在创建、设计树脂成形体的变形对策方案(例如翘曲变形对策方案)时，能够大幅缩短时间并且削减计算成本，创建更有效的对策方案。变形状态分析方法针对变形的树脂成形体，将树脂成形体分割为微小区域，使用相位优化法，在规定的约束条件、规定的制约条件下进行目标函数的优化，由此分析树脂成形体的变形状态，其中，将规定的约束条件设为树脂成形体的变形量的趋势，将规定的制约条件设为表示各微小区域的变形对树脂成形体的变形产生贡献的程度的贡献率，在目标函数的优化中，以使树脂成形体的刚度的降低最小的方式进行优化。

权利要求

1.一种变形状态分析方法，其针对变形的树脂成形体，将树脂成形体分割为微小区域，使用相位优化法，在规定的约束条件及规定的制约条件下进行目标函数的优化，由此分析树脂成形体的变形状态，该变形状态分析方法的特征在于，上述规定的约束条件是树脂成形体的变形量的趋势，

上述规定的制约条件是表示各微小区域的变形对树脂成形体的变形产生贡献的程度的贡献率，上述贡献率是[1-(满足制约条件并且能够删除的体积/原始的形状的体积)]×100(％)，上述目标函数的优化以使树脂成形体的刚度的降低最小的方式进行优化。

2.根据权利要求1所述的变形状态分析方法，其特征在于，使用有限元素法导出上述变形量。

3.根据权利要求1所述的变形状态分析方法，其特征在于，上述变形量是实测值。

4.根据权利要求1～3的任意一项所述的变形状态分析方法，其特征在于，将各微小区域中的变形量乘以超过1的系数而计算出的值用作上述树脂成形体的变形量。

5.一种树脂成形体变形改善方法，其对包含通过权利要求1～4的任意一项所述的变形状态分析方法导出的贡献率为平均值以上的微小区域的范围的形状进行变更，从而抑制树脂成形体的变形。

6.根据权利要求5所述的树脂成形体变形改善方法，其特征在于，预先导出树脂成形体的包含上述贡献率为平均值以上的微小区域的范围的形状的变更的形态和根据上述变更的形态而变化的树脂成形体的变形的形态之间的多个关系，根据上述多个关系，对包含贡献率为平均值以上的微小区域的范围的形状进行变更。

7.一种树脂成形体变形改善方法，其特征在于，包括：形状变更步骤，对包含通过权利要求1～4的任意一项所述的变形状态分析方法导出的贡献率为平均值以上的微小区域的范围的形状进行变更；

确认步骤，在上述形状变更步骤后，制造树脂成形体并确认变形状态；

在树脂成形体的变形量为规定的值以上的情况下，直到上述变形量成为规定的值以下为止，改变上述形状的变更的形态来反复进行上述形状变更步骤和上述确认步骤。

8.一种树脂成形体轻量化方法，其削减包含通过权利要求1～4的任意一项所述的变形状态分析方法导出的贡献率为平均值以下的微小区域的范围的至少一部分，从而使树脂成形体轻量化。

说明书

变形状态分析方法、树脂成形体变形改善方法、以及树脂成

形体轻量化方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种变形状态分析方法、树脂成形体变形改善方法、以及树脂成形体轻量化方法。

背景技术

[0002] 作为工业产品而广泛使用了通过对热可塑性树脂、包含热可塑性树脂的树脂组成物进行注射成形等而得到的树脂成形体。但是，往往要求这些树脂成形体要求高尺寸精度。损害该尺寸精度的主要原因是被称为翘曲变形的不良现象。

[0003] 作为预测翘曲变形的方法，有使用利用了计算机的注射成形的CAE(计算机辅助设计)的方法。该CAE被导入各种树脂成形体的设计现场，为了缩短树脂成形体的设计的期间、降低试产费用的目的而使用。例如，通过设定产品形状、成形条件、材料物性值而进行翘曲分析，能够在计算机上研究肋的追加等形状变更、门位置、注射速度等成形条件的变更、材料的变更。

[0004] 在试产树脂成形体前的设计阶段，一般是以下的方法，即为了优化产品形状、成形条件、材料，在很多条件下进行上述CAE的分析，决定与成为目的的产品的功能、制约条件对应的规格。

[0005] 在专利文献1、2等中公开了用于考虑到这样的翘曲变形而决定形状、成形条件等的方法。专利文献1记载的方法是使用计算机分析对树脂成形体的翘曲变形产生影响的区域的方法，将形状模型至少划分为两个以上的区域，对其中的希望的区域赋予厚度、长度等参数，分别进行翘曲变形分析，根据所得到的翘曲变形量求出与翘曲变形量对应的灵敏度，进行优化使得翘曲变形最小。

[0006] 专利文献2所记载的方法也同样，作为参数而赋予板厚、树脂填充门配置、门大小，通过优化计算而对参数进行优化使得翘曲变形最小。

[0007] 现有技术文献

[0008] 专利文献

[0009] 专利文献1：日本特开2004-268428号公报

[0010] 专利文献2：日本特开2005-169766号公报

发明内容

[0011] 发明要解决的问题

[0012] 但是，上述那样的方法在将区域分割、板厚、形状、门位置等作为参数而优化时需要很长时间。在只变更板厚的情况下，如果是二维元素模型(外壳元素)则容易进行设定，但在二维元素模型中具有自由曲面的形状等复杂形状的情况下，难以创建模型。进而，在二维元素模型中，翘曲变形自身的分析精度劣化的情况很多。通常的翘曲变形分析自身除了填充分析以外，还必须反复执行翘曲变形分析，为了提高分析精度必须细化元素分割，因此分析执行时间也很长。进而，任意的方法都需要对某种程度的区域、参数进行优化计算，但在设定区域粗的情况下，只能得到大致的形状，在细化设定区域的情况下，为了进行分割而需要很多劳力、时间，计算时间也变长。由此，决定形状时的计算所需要的成本也变大。

[0013] 另外，现状是即使能够通过翘曲分析预测产品的翘曲状态，对产品的哪个区域怎样实施对降低翘曲有效的形状变更等对策是有效的判断也依赖于技术人员的直觉、经验。在上述专利文献1、2所记载的法中，只要能够某种程度地预测应该设定参数的区域即成为翘曲的原因的区域，就都能够削减计算成本和缩短设计时间，但现状是没有判断它的合理的手段、方法。

[0014] 本发明就是为了解决以上那样的问题而提出的，其目的在于：提供一种分析方法，其在创建、设计树脂成形体的变形对策方案(例如翘曲变形对策方案)时，能够大幅缩短时间并且削减计算成本，创建更有效的对策方案。

[0015] 用于解决问题的方案

[0016] 本发明人等为了解决上述问题而着重进行了锐意研究。其结果是发现通过以下的变形状态分析方法能够解决上述问题，而完成了本发明，即是一种变形状态分析方法，其针对变形的树脂成形体，将树脂成形体分割为微小区域，使用相位优化法，在规定的约束条件及规定的制约条件下进行目标函数的优化，由此分析树脂成形体的变形状态，该变形状态分析方法的特征在于，上述规定的约束条件是树脂成形体的变形量的趋势，上述规定的制约条件是表示各微小区域的变形对树脂成形体的变形产生贡献的程度的贡献率，上述目标函数的优化以使树脂成形体的刚度的降低最小的方式进行优化。更具体地说，本发明提供以下的方法。

[0017] (1)是一种变形状态分析方法，其针对变形的树脂成形体，将树脂成形体分割为微小区域，使用相位优化法，在规定的约束条件及规定的制约条件下进行目标函数的优化，由此分析树脂成形体的变形状态，其中，上述规定的约束条件是树脂成形体的变形量的趋势，上述规定的制约条件是表示各微小区域的变形对树脂成形体的变形产生贡献的程度的贡献率，上述目标函数的优化以使树脂成形体的刚度的降低最小的方式进行优化。

[0018] (2)是(1)记载的变形状态分析方法，其中，使用有限元素法导出上述变形量。

[0019] (3)是(1)记载的变形状态分析方法，其中，上述变形量是实测值。

[0020] (4)是(1)～(3)的任意一个记载的变形状态分析方法，其中，根据将各微小区域中的变形量乘以超过1的系数而计算出的值和上述材料的物性之间的相关关系，进行上述贡献率导出步骤。

[0021] (5)一种树脂成形体变形改善方法，其对包含通过(1)～(4)的任意一个记载的变形状态分析方法导出的贡献率为平均值以上的微小区域的范围的形状进行变更，从而抑制树脂成形体的变形。

[0022] (6)是(5)记载的树脂成形体变形改善方法，其中，预先导出树脂成形体的包含上述贡献率为平均值以上的微小区域的范围的形状的变更的形态和根据上述变更的形态而变化的树脂成形体的变形的形态之间的多个关系，根据上述多个关系，对包含贡献率为平均值以上的微小区域的范围的形状进行变更。

[0023] (7)一种树脂成形体变形改善方法，包括：对包含通过(1)～(4)的任意一个记载的变形状态分析方法导出的贡献率为平均值以上的微小区域的范围的形状进行变更的形状变更步骤；确认步骤，在上述形状变更步骤后，制造树脂成形体并确认变形状态；在树脂成形体的变形量为规定的值以上的情况下，直到上述变形量成为规定的值以下为止，改变上述形状的变更的形态来反复进行上述形状变更步骤和上述确认步骤。

[0024] (8)一种树脂成形体轻量化方法，其削减包含通过(1)～(4)的任意一个记载的变形状态分析方法导出的贡献率为平均值以下的微小区域的范围的至少一部分，从而使树脂成形体轻量化。

[0025] 发明的效果

[0026] 根据本发明，能够短时间地进行树脂成形体的变形对策方案(例如翘曲变形对策方案)的创建、树脂成形体的设计，并且能够大幅削减变形对策方案的创建、树脂成形体的设计所需要的计算成本。

附图说明

[0027] 图1是表示本发明的变形状态分析方法的一个例子的流程图。

[0028] 图2是表示本发明的树脂成形体变形改善方法的一个例子的流程图。

[0029] 图3是表示本发明的树脂成形体轻量化方法的一个例子的流程图。

[0030] 图4是示意地表示容纳齿轮的外壳(参考例子1的外壳)的图，(a)是表面侧的立体图，(b)是背面侧的立体图。

[0031] 图5是示意地表示比较例子1的外壳的图。

[0032] 图6是表示容纳齿轮的外壳的通过注射成形CAE计算而导出的与底的边缘面垂直的方向(Z方向)的变形量的图，(a)是参考例子1的外壳的结果，(b)是比较例子1的外壳的结果。

[0033] 图7是表示各微小区域的变形对树脂成形体的变形贡献的程度的贡献率的分布的图，(a)是参考例子1的贡献率的分布，(b)是比较例子1的贡献率的分布。

[0034] 图8是示意地表示实施例1的外壳的图。

[0035] 图9是表示实施例1的外壳的通过注射成形CAE计算而导出的与底的边缘面垂直的方向(Z方向)的变形量的图。

[0036] 图10是示意地表示立方体状的容器的图，(a)是平面图，(b)是AA截面图，(c)是BB截面图。

[0037] 图11是导出贡献率的分布时的作为约束条件的变形量的趋势的图。

[0038] 图12是表示各微小区域的变形对树脂成形体的变形贡献的程度的贡献率的分布的图，(a)是平面图的贡献率的分布，(b)是图10的AA截面图的贡献率的分布，(c)是图10的BB截面的贡献率的分布。

具体实施方式

[0039] 以下，说明本发明的实施方式。此外，本发明并不限于以下的实施方式。

[0040] <变形状态分析方法>

[0041] 使用图1的流程图说明本发明的变形状态分析方法的一个例子。如图1的流程图所示那样，本实施方式的变形状态分析方法具备变形量取得步骤(S1)、相位优化法用的模型创建步骤(S2)、制约条件和材料物性的设定步骤(S3)、以及基于相位优化法的计算步骤(S4)。

[0042] [变形量取得步骤(S1)]

[0043] 在本实施方式中，在基于相位优化法的计算步骤(S4)中使用的约束条件是树脂成形体的变形量的趋势(表示变形的趋势的分布)。变形量的趋势是指变形的趋势，除了变形量以外，例如能够列举变形量乘以系数所得的结果等。在本步骤中，为了取得变形量的趋势而导出变形量。

[0044] 变形量的导出方法并没有特别限定，变形量能够使用通过CAE分析等导出的变形量。另外，也可以使用通过实测导出的变形量。

[0045] 如果变形的分布或变形的趋势再现树脂成形体的变形状态，则后述的贡献率与通过分析导出的变形量无关地为固定的值。因此，能够与基于CAE分析的变形量绝对值的分析精度无关地进行更正确的分析。

[0046] 特别地如果使用将变形量乘以超过1的系数的值来表示变形量的趋势，则变形的趋势变得更清楚。因此，即使是包含微小的变化的趋势，也能够考虑该微小的变化，分析的精度提高。

[0047] 此外，本发明的树脂成形体的变形还包含对树脂成形体施加外力而树脂成形体变形的情况和由于包含在树脂成形体中的树脂的收缩和膨胀而树脂成形体变形的情况(翘曲变形等)的任意一个。

[0048] 另外，变形状态的分析既可以对树脂成形体整体进行，也可以只对一部分进行。在只对一部分进行的情况下，针对该一部分导出变形量的趋势，进行以下的步骤即可。

[0049] [相位优化法用的模型创建步骤(S2)]

[0050] 相位优化法用的模型创建步骤(S2)将树脂成形体分割为微小的区域，创建实施相位优化法所需要的模型。例如，首先利用CAD接口等，将树脂成形体的形状取入到个人电脑等，或者通过CAD系统创建树脂成形体的形状，设定模型化范围。接着，通过元素分割预处理器等进行有限元素法等的元素分割，将树脂成形体分割为多个区域，创建分析用的模型。

[0051] 元素的形状能够选择四面体一次元素、二次元素、六面体一次元素、二次元素等。在变形量取得步骤(S1)中通过分析求出变形量的情况下，必须与优先元素法软件的规格、进行计算的计算机系统的规格、计算成本对应地选择元素。另外，如果元素分割数不充分细致，则无法得到高的计算精度。另一方面，在相位优化中使用的优先元素模型中，必须反复多次进行计算，因此元素数要求少。因此，考虑计算精度、计算时间等，适当采用理想的分割数。

[0052] 作为用于相位优化法中的计算的模型，以有限元素模型为例子进行了说明，但为了得到上述那样的模型，也可以使用有限差分分析、或无网分析等其他类型的CAE分析的结果。

[0053] [制约条件和材料物性的设定步骤(S3)]

[0054] 在制约条件和材料物性的设定步骤(S3)中，针对表示各微小区域的变形对树脂成形体的变形贡献的程度的贡献率(是本实施方式的制约条件)，设定具体的阈值的值。另外，设定在基于相位优化法的计算步骤(S4)中的贡献率的计算中使用的物性值。此外，在此，贡献率是[1-(满足制约条件并且能够删除的体积/原始的形状的体积)]×100(%)。

[0055] 贡献率的具体阈值并没有特别限定，能够与所求取的分析的精度等对应地适当地设定。例如，如果将阈值设定得过高，则有可能与实际对变形的贡献无关地判断为阈值以下，因此难以高精度地分析变形的状态。另一方面，如果阈值的值过低，则有可能实际对变形几乎没有贡献而判断为阈值以上，因此，在该情况下也难以高精度地分析变形的状态。此外，如果是任意程度的阈值，则对于是否能够区分对实际的变形产生贡献的情况和不产生贡献的情况，根据构成树脂成形体的材料的种类等也不同。

[0056] 另外，贡献率的计算所需要的物性是与树脂成形体的变形有关的物性，是泊松比、弹性率。此外，也可以考虑泊松比、弹性率以外的物性。

[0057] 此外，如上述那样，如果变形的分布或变形的趋势再现树脂成形体的变形状态，则后述的贡献率与通过分析得到的变形量无关地为固定的值。因此，即使弹性率与实际的值不同，也能够实施更正确的变形对策。但是，在所使用的材料由于高次组织、填充材料的影响而在弹性率中存在各向异性、分布等的情况下，优选考虑该情况而赋予物性值。

[0058] [基于相位优化法的计算步骤(S4)]

[0059] 在基于相位优化法的计算步骤中，将在变形量取得步骤(S1)中驱动的变形量的趋势应用于在相位优化法用的模型创建步骤(S2)中创建的模型，使用在上述设定的物性参数，将贡献率的阈值设为制约条件，进行优化使得目标函数最小。在本发明中，进行优化使得树脂成形体的刚度的降低最小。

[0060] 在以上说明中，对于相位优化的具体计算方法，使用了基于现有公知的数理编程法(Mathematical Programming)的、均化设计法(HDM：homogenization Design Method)、密度法(Density Approach)、遗传算法、退火法、格状自动机法等。能够通过Altair公司制OPTI STRUCT、株式会社くいんと制OPTISHAPE、FE-design公司制TOSCA等市场销售的软件来实施它们。

[0061] 在本实施方式中，将贡献率的阈值设为制约条件，但除了是否满足阈值的评价，还对何种程度地满足阈值、何种程度地不满足阈值进行评价。通过进行这样的评价，能够正确地掌握贡献率，能够进行更正确的变形状态的分析。另外，在通过上述的计算对何种程度地满足阈值、何种程度地不满足进行评价的情况下，即使将阈值设定为任意的值，都能够确认各微小区域中的贡献率，因此能够任意地选择阈值的值。

[0062] 通过上述那样导出各微小区域的贡献率，能够导出树脂成形体中的上述贡献率的分布。如上述那样，贡献率表示各微小区域的变形对树脂成形体的变形贡献的程度。贡献率大的区域是对树脂成形体的变形产生大的影响的部分，贡献率小的区域是对树脂成形体的变形不产生影响的部分。因此，通过导出贡献率的分布，能够容易地识别与树脂成形体的变形有很大关联的区域和与树脂成形体的变形几乎不关联的区域。

[0063] 即使在只对不满阈值、阈值以上进行评价的情况下，如果阈值的设定适当，则也能够确认通过上述的计算而设为阈值以上的区域是与树脂成形体的变形几乎不关联的区域的情况，另外，能够确认通过上述的计算而设为阈值以上的区域是与树脂成形体的变形有很大关联的区域的情况。因此，在该情况下，也能够求出树脂成形体中的与树脂成形体的变形关联的区域和不关联的区域的分布。

[0064] 另外，既可以只针对不满阈值的情况，通过计算来评价何种程度地不满足阈值，也可以只针对阈值以上的情况，通过计算来评价何种程度地超过阈值。也能够这样只针对一部分详细地评价贡献率。

[0065] <树脂磁性体变形改善方法>

[0066] 本发明的改善树脂成形体的变形的方法能够在树脂成形体由于外力而变形的情况下变更树脂成形体的形状而使得难以变形，或者在由于翘曲变形等树脂成形体的膨胀、收缩而变形的情况下变更树脂成形体的形状使得难以变形。

[0067] 特别地本发明的改善树脂成形体的变形的方法使用上述的变形状态分析方法的分析结果，因此能够高效地进行变形的改善。具体地说，通过使用上述分析结果，能够容易地判断为了树脂成形体的改善而需要改进的部分。

[0068] 以下，使用图2所示的流程图，说明本发明的树脂成形体变形改善方法的一个例子。如图2的流程图所示那样，本实施方式的树脂成形体改善方法具备变形量取得步骤(S1)、相位优化法用的模型创建步骤(S2)、制约条件和材料物性的设定步骤(S3)、基于相位优化法的计算步骤(S4)、变形原因分析和改善方案创建步骤(S5)、以及改善方案的验证步骤(S6)。

[0069] 在此，对于变形量取得步骤(S1)、相位优化法用的模型创建步骤(S2)、制约条件和材料物性的设定步骤(S3)、以及基于相位优化法的计算步骤(S4)，与在变形状态分析方法中说明的步骤相同，因此省略与这些步骤有关的说明。

[0070] [变形原因分析和改善方案创建步骤(S5)]

[0071] 在变形原因分析中，根据在上述的变形状态分析方法中得到的分析结果，确定成为变形的原因的部分。如上述那样，在分析结果中表示出与变形有很大关联的部分，因此将关联大的区域(通常是多个微小区域的集合)确定为有可能成为变形的原因的区域。接着，从所确定的区域中，考虑到该区域中的树脂成形体的厚度、形状等地推测成为变形的原因的位置。“与变形有很大关联的部分”一般是指包含在变形状态分析方法中导出的贡献率为平均值以上的微小区域的范围。

[0072] 在推测出成为变形的原因的位置后，研究用于抑制变形的改善方法。在本发明中，能够容易地看清对变形贡献的区域，因此通过改进对变形贡献的区域，能够决定容易抑制变形的形状。在本实施方式中，对包含树脂成形体中的贡献率为平均以上的微小区域的范围的形状进行变更。

[0073] 既可以根据技术常识决定变更为怎样的形状，也可以根据过去研究的树脂成形体的变形的趋势和改善策略之间的关系来决定变更为怎样的形状。在过去研究的对树脂成形体的变形的改善中，特别优选预先导出包含树脂成形体中的贡献率为平均以上的微小区域的范围的形状的变更的形态和由于该变更的形态而变化的树脂成形体的变形的形态之间的多个关系，根据这些多个关系，决定变更为怎样的形状。这是因为改善的可能性高。

[0074] [改善方案的验证步骤(S6)]

[0075] 在改善方案的验证步骤中，针对在变形原因分析和改善方案创建步骤(S5)中创建的改善方案是否是适当的改善方案进行验证。例如，针对实施了改进的树脂成形体，能够以下的方法进行验证步骤，即进行CAE分析等分析而通过分析确认改善的效果的方法、实际进行成形来确认树脂成形体的变形抑制的效果的方法。

[0076] 在进行验证的结果是树脂成形体的变形量是能够容许的范围的情况下，结束本发明的变形改善方法。在此，能够容许的变形量的范围根据树脂成形体的形状、用途等而不同，因此根据状况适当设定希望的范围。

[0077] 另一方面，在进行验证的结果是树脂成形体的变形量超过能够容许的范围的情况下，返回到相位优化法用的模型创建步骤(S2)，反复进行相位优化法用的模型创建步骤(S2)～改善方案的验证步骤(S6)。如果变形量成为能够容许的范围，则本发明的改善方法结束。

[0078] <树脂成形体轻量化方法>

[0079] 本发明的树脂成形体的轻量化方法是不使树脂成形体变形而从树脂成形体中除去多余的部分的轻量化的方法。

[0080] 特别地本发明的树脂成形体的轻量化方法使用上述的变形状态分析方法的分析结果，因此能够大幅抑制由于轻量化而在树脂成形体中产生变形的情况。具体地说，通过使用上述分析结果，对树脂成形体的变形贡献的区域是清楚的，因此通过除去而在树脂成形体中产生变形的区域和不产生变形的区域之间的区别是明确的，因此能够降低由于轻量化而在树脂成形体中产生变形的可能性。

[0081] 以下，使用图3所示的流程图说明使本发明的树脂成形体轻量化的方法的一个例子。如图3的流程图所示，本实施方式的树脂成形体轻量化方法具备变形量取得步骤(S1)、相位优化法用的模型创建步骤(S2)、制约条件和材料物性的设定步骤(S3)、基于相位优化法的计算步骤(S4)、轻量化方案创建步骤(S7)、以及轻量化验证步骤(S8)。

[0082] 在此，对于变形量取得步骤(S1)、相位优化法用的模型创建步骤(S2)、制约条件和材料物性的设定步骤(S3)、以及基于相位优化法的计算步骤(S4)，与在变形状态分析方法中说明的步骤相同，因此省略与这些步骤相关的说明。

[0083] [轻量化方案创建步骤(S7)]

[0084] 根据在上述的变形状态分析方法中得到的分析结果，能够高精度地区别与树脂成形体的变形关联大的区域(通常是多个微小区域的集合)、关联小的区域。利用它，创建削减与树脂成形体的变形关联小的区域的至少一部分的轻量化方案。在此，与变形有很大关联的区域一般是指包含在变形状态分析方法中导出的贡献率为平均值以上的微小区域的范围。

[0085] [轻量化验证步骤(S8)]

[0086] 在轻量化验证步骤中，针对在轻量化方案创建步骤(S7)中创建的轻量化方案是否是适当的轻量化方案进行验证。例如，能够通过以下的方法进行轻量化验证步骤(S8)，即针对根据轻量化方案削减了一部分的树脂成形体进行CAE分析等分析而通过分析确认是否由于轻量化产生变形的方法、实际进行成形而确认在树脂成形体中是否产生变形的方法。

[0087] 在进行验证的结果是树脂成形体的变形量是能够容许的范围的情况下，结束本发明的树脂成形体轻量化方法。在此，能够容许的变形量的范围根据树脂成形体的形状、用途等而不同，因此与状况对应地适当地设定希望的范围。

[0088] 另一方面，在进行验证的结果是树脂成形体的变形量超过能够容许的范围的情况下，返回到相位优化法用的模型创建步骤(S2)，反复进行相位优化法用的模型创建步骤(S2)～改善方案的验证步骤(S8)。如果变形量成为能够容许的范围，则本发明的轻量化方法结束。

[0089] 实施例

[0090] 以下表示实施例和比较例子，具体说明本发明，但本发明并不限于这些实施例。

[0091] 在图4中，示意地表示容纳齿轮的外壳(参考例子1)。图4(a)是上面侧的立体图，图4(b)是底面侧的立体图。在参考例子1的外壳中，要求图4(b)所示的环状的边缘面(图中的涂黑的部分)是平面。在此，上述外壳是树脂成形体，构成树脂成形体的热可塑性树脂的弹性率是2500MPa，泊松比是0.35。

[0092] 在图4所示的齿轮外壳中产生翘曲变形，为了防止图4(b)所示的部分的平面性受损，而制作了在上面的边缘形成肋的外壳(比较例子1的外壳)。在图5中表示出比较例子1的外壳的上面侧的立体图。

[0093] 针对参考例子1的外壳、比较例子1的外壳，通过注射成形CAE计算，将与上述边缘面垂直的方向设为Z方向，求出Z方向的翘曲变形。在图6中表示出结果。

[0094] 针对参考例子1的外壳、比较例子1的外壳，以普通的翘曲变形对策为基准创建了相位优化法用的模型。使用该模型，将图6记载的变形量作为约束条件，将表示各微小区域的变形对树脂成形体的变形贡献的程度的贡献率作为制约条件，对目标函数进行优化使得树脂成形体的刚度的降低最小。通过每5%地表示出贡献率为50%以上的部分的方法，导出贡献率的分布。在图7中表示导出结果。

[0095] 根据该贡献率的分布，能够区别对参考例子1的外壳的变形产生贡献的区域和对变形不产生贡献的区域。另外，根据比较例子1的外壳的贡献率的分布，确认了用于抑制翘曲变形的肋对翘曲变形的抑制没有效果。

[0096] 首先，根据图7的贡献率的分布，存在于外壳的表面的阶差的根部的两端局部地贡献率高。因此，制造了在该部分追加了三角肋的实施例1的外壳。另外，在实施例1的外壳中，以围住上面的边缘的方式设置肋。在图8中示意地表示出实施例1的外壳。

[0097] 针对图8的改善方案的形状，通过注射成形CAE计算，将与上述边缘面垂直的方向设为Z方向，求出Z方向的翘曲变形。在图9中表示出结果。如从图9可知的那样，确认了翘曲变形被改善了。

[0098] 另外，根据(Z方向翘曲变形最大值)-(Z方向翘曲变形最小值)，导出参考例子1的外壳的翘曲量、比较例子1的外壳的翘曲量、以及实施例1的外壳的翘曲量。另外，使用在CAD软件中集成的功能，求出参考例子1的外壳的体积、比较例子1的外壳的体积、以及实施例1的外壳的体积。在表1中表示出翘曲量和体积的结果。

[0099] 表1

[0100]参考例子1 比较例子1 实施例1
翘曲变形量(mm) 0.95 0.51 0.49
体积(m3) 24.7 31.1 29.2

[0101] 对于实施例1，与参考例子1相比，翘曲变形量与比较例子1相同程度地降低了。另外，与比较例子1相比体积减少了。根据表的结果，根据本发明的方法，能够在削减了体积(或体积的增加量减小)的同时，设计有效的翘曲变形对策方案。

[0102] 接着，针对图10所示的立方体状的容器进行评价。图10(a)是平面图，(b)是AA截面图，(c)是BB截面图。

[0103] 在立方体状的容器的情况下，可知箱的侧面向内侧弯曲(例如，对翘曲变形进行的金属模具温度调节设计的影响相关的研究，高桥、关野、小林，成形加工‘96，p145～146，1996)。因此，在图10所示的容器中，为了抑制上述变形，将容器内部的底面和一个侧面的边界设为圆弧状，形成以底面从容器的外侧的底面和规定的底面的边界突出的方式延伸的肋，形成跨过容器内部的底面和侧面存在的三角肋。

[0104] 关于图10所示的容器，根据上述文献等的记载，将图11记载的变形量设为约束条件，将表示各微小区域的变形对树脂成形体的变形贡献的程度的贡献率设为制约条件，对目标函数进行优化使得树脂成形体的刚度的降低最小。通过每3%或4%地表示出贡献率为50%以上的部分的方法，导出贡献率的分布。在图12中表示出导出结果。

[0105] 对于外侧的肋、内侧的圆弧形状部分，贡献率都是50%以下。另一方面，在三角肋的部分，贡献率是90%以上。实际制造仅上述外侧肋形成了的立方体状成形体、仅上述圆弧状的底形成了的立方体状成形体、仅上述三角肋形成了的立方体状成形体，确认了变形程度。如上述预想的那样，只有形成了三角肋的立方体状磁性体抑制了变形。