ゴム材料試験

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くて、どうしたら良いのか分からない・・・

ゴム解析に必要な材料データが手元にないので、解析が実施できず困っている・・・

単軸引張試験のデータだけで解析しているが、本当にこれで良いのか分からない・・・

二軸試験の重要性は理解したが、実際どこに相談したら良いのか分からない・・・

実は、解析条件だけが原因とは限りません。まず相談してみる

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使うことが重要です。
そのためには二軸引張試験の測定データが必要です。

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、実験とCAE解析の結果はほぼ一致します。

マフラーマウントの解析事例

ハの字型マウントの解析事例

ラバーコンタクトの解析事例

解析事例を見る

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。

STEP1

材料試験

単軸引張試験とゴム専用の二軸引張試験を実施します

STEP2

材料モデル構築

試験データから超弾性材料モデル（Mooney, Ogden）を算出します

STEP3

CAE解析

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

一軸方向の力・変形量・応力・ひずみの関係を測定する試験

二軸引張試験

二軸方向の力・変形量・応力・ひずみの関係を測定する試験

硬度試験

ゴム表面に押針（インデンター）を押して硬さを測定する試験

粘弾性試験

ゴムの弾性（元に戻る）と粘性（時間で変形）を測定する試験

ゴムの材料試験についてお悩みですか？対応する豪材料試験について相談する

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。

ゴムの種類	略称	硬度（Hs）	特徴	用途
天然ゴム	NR	35～80	弾性・引裂強度・疲労特性に優れる	繰り返し変形する部品や、高い弾性が求められる部品
スチレンゴム	SBR	35～80	摩耗性・加工性・コスト面に優れる	汎用性が高く、コストを抑えた部品
ニトリルゴム	NBR	35～80	耐油性に優れる	油に接触する部品
クロロプレンゴム	CR	48～75	耐候性・耐オゾン性・難燃性に優れる	屋外で使用する部品や、耐候性と耐油性が求められる部品
エチレン・プロピレンゴム	EP、EPDM	50～80	耐候性・耐熱性・耐水性に優れる	屋外や水に接触する環境で使用される部品
フッ素ゴム	FKM、FFKM	55～80	耐熱性・耐油性・耐薬品性に優れる	高温・油・薬品など、厳しい環境で使用されるシール部品
シリコンゴム	SI	35～60	広い温度で使用可能・電気絶縁性に優れる	高温・低温環境や、電気絶縁性が求められる部品

気になるゴム材料と硬度はありますか？対応するゴム材料について相談する

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。
今までの経験から、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。

Mooney-Rivlin 高次モデル

Ogden モデル

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