(57)【要約】【課題】構造体を構成する各部品の形状を最適化しつつ、構造体の製造時における環境負荷を簡便に見積もる。【解決手段】構造解析システムは、構造体のデータを取得し、構造体を、構造体に加わる外力を用いて複数のモジュールに分割する分割部と、分割部により分割された複数のモジュールのそれぞれにおける製造時の環境負荷を算出する負荷算出部と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造解析システムであって、
構造体のデータを取得し、前記構造体を、前記構造体に加わる外力を用いて複数のモジュールに分割する分割部と、
前記分割部により分割された前記複数のモジュールのそれぞれにおける製造時の環境負荷を算出する負荷算出部と、を備える、構造解析システム。
【請求項２】
請求項１に記載の構造解析システムであって、
前記負荷算出部は、算出された前記複数のモジュールの各前記環境負荷から、前記複数のモジュールを備える前記構造体全体としての前記環境負荷を算出する、構造解析システム。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の構造解析システムであって、さらに、
前記分割部により分割された前記複数のモジュールのそれぞれの材質に応じて、各前記モジュールの断面形状を決定する形状決定部を備え、
前記負荷算出部は、前記形状決定部により決定された前記断面形状を有する各前記モジュールについて、前記環境負荷を算出する、構造解析システム。
【請求項４】
請求項３に記載の構造解析システムであって、
前記形状決定部は、各前記モジュールの材質と、各前記モジュールの製造方法との組み合わせに応じて、各前記モジュールの断面形状を決定する、構造解析システム。
【請求項５】
請求項３または請求項４に記載の構造解析システムであって、
前記形状決定部は、各前記モジュールの材質の変化に伴い、各前記モジュールの剛性が前記材質の変化の前後で等価となるように、前記断面形状を変化させる、構造解析システム。
【請求項６】
請求項５に記載の構造解析システムであって、
前記構造体は、車両構造体であり、
前記形状決定部は、基準材質として鋼を用いた場合の各前記断面形状を決定する、構造解析システム。
【請求項７】
請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の構造解析システムであって、
前記環境負荷は、製造時に必要なエネルギー消費量を含む、構造解析システム。
【請求項８】
請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載の構造解析システムであって、
前記環境負荷は、製造時に排出される二酸化炭素の量を含む、構造解析システム。
【請求項９】
構造解析方法であって、
構造体のデータを取得し、前記構造体を、前記構造体に加わる外力を用いて複数のモジュールに分割する分割工程と、
分割された前記複数のモジュールのそれぞれにおける製造時の環境負荷を算出する負荷算出工程と、を備える、構造解析方法。
【請求項１０】
コンピュータプログラムであって、
構造体のデータを取得し、前記構造体を、前記構造体に加わる外力を用いて複数のモジュールに分割する分割機能と、
分割された前記複数のモジュールのそれぞれにおける製造時の環境負荷を算出する負荷算出機能と、をコンピュータに実現させる、コンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造解析システム、構造解析方法、およびコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
部品や製品などの生産に伴って発生する環境負荷（例えば、二酸化炭素）の評価システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載された技術は、ＰＣ（Personal  Computer）の製品を構成する各部品と、各部品の製造時に発生する二酸化炭素の量とを対応付け、製品製造時に発生する二酸化炭素の量を算出している。特許文献２には、部品の製作に採用される材料を選択する材料選択システムが記載されている。この材料選択システムは、基準材料から別の材料に変更する場合の許容比率範囲（基準材料に対して許容できる密度の変化量）を導出し、許容比率範囲内で部品に適用可能な材料を示している。非特許文献１には、構造物の骨格レイアウトモジュール化手法と、材料置換時の特性分析との例が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２２３３９４号公報
【特許文献２】特開２００３−２７１６７３号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】西垣英一、朝賀泰男、「新規レイアウト構造の創出に基づくモジュール化手法（材料置換による軽量化構造の概念設計への適用）」、日本機械学会第２８回設計工学・システム部門講演会講演論文集，２０１８年１１月３日，Ｎｏ．１１０６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載された技術では、評価対象である各部品の環境負荷を積み上げるだけであり、各部品が製品に及ぼす性能面での影響を評価できない。特許文献２に記載された材料選択システムは、許容比率（基準材料で製造した場合の大きさに対して、基準材料と異なる材料で製造した場合に剛性が等価となる比率）範囲内で基準材料から変更可能な材料を提示するが、部品そのものの形状について最適化等の考慮を行っていない。非特許文献１に記載された技術は一例であり、当該技術を用いただけでは、製品の環境負荷を見積もることはできない。そのため、製品などの構造体を構成する複数の部品（または製品を分割したモジュール）の材質などを決定する場合に、各部品の形状および材質を変化させた場合の環境負荷を見積もりたい要望があった。
【０００６】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、構造体を構成する各部品の形状を最適化しつつ、構造体の製造時における環境負荷を簡便に見積もることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現できる。
【０００８】
（１）本発明の一形態によれば、構造解析システムが提供される。この構造解析システムは、構造体のデータを取得し、前記構造体を、前記構造体に加わる外力を用いて複数のモジュールに分割する分割部と、前記分割部により分割された前記複数のモジュールのそれぞれにおける製造時の環境負荷を算出する負荷算出部と、を備える。
【０００９】
この構成によれば、構造体に加わる外力により各モジュールの分割位置が決定する。これにより、各モジュールによって構成される構造体が、力学的に好ましい分割位置により各モジュールに分割され、各モジュールの形状を最適化できる。また、各モジュールの環境負荷から構造体の環境負荷が算出されるため、力学的に好ましいモジュール形状に基づいた、より実際の構造体の製造時における環境負荷に近い結果を簡単に見積もることができる。
【００１０】
（２）上記形態の構造解析システムにおいて、構造解析システムにおいて、前記負荷算出部は、算出された前記複数のモジュールの各前記環境負荷から、前記複数のモジュールを備える前記構造体全体としての前記環境負荷を算出してもよい。
この構成によれば、構造体の製造時における環境負荷をより簡便に見積もることができる。
【００１１】
（３）上記形態の構造解析システムにおいて、さらに、前記分割部により分割された前記複数のモジュールのそれぞれの材質に応じて、各前記モジュールの断面形状を決定する形状決定部を備え、前記負荷算出部は、前記形状決定部により決定された前記断面形状を有する各前記モジュールについて、前記環境負荷を算出してもよい。
この構成によれば、外力に対して異なる力学的特性を有する材質に応じて各モジュールの断面形状が決定する。これにより、各モジュールの材質および断面形状を最適化した際の構造体の環境負荷が算出される。
【００１２】
（４）上記形態の構造解析システムにおいて、前記形状決定部は、各前記モジュールの材質と、各前記モジュールの製造方法との組み合わせに応じて、各前記モジュールの断面形状を決定してもよい。
この構成によれば、各モジュールの材質に加えて、各モジュールの製造方法も加味して各モジュールの断面形状が決定する。これにより、各モジュールの材質、製造方法、および断面形状を最適化した際の構造体の環境負荷が算出される。
【００１３】
（５）上記形態の構造解析システムにおいて、前記形状決定部は、各前記モジュールの材質の変化に伴い、各前記モジュールの剛性が前記材質の変化の前後で等価となるように、前記断面形状を変化させてもよい。
この構成によれば、各モジュールの材質が変化した場合に、各モジュールによって構成される構造体の剛性が、変化の前後で維持される。これにより、変化の前後で構造体の剛性が維持されたままで、材質変化後の構造体の製造時における環境負荷を簡便に算出できる。
【００１４】
（６）上記形態の構造解析システムにおいて、前記構造体は、車両構造体であり、前記形状決定部は、基準材質として鋼を用いた場合の各前記断面形状を決定してもよい。
この構成によれば、基準材質に鋼を採用した各モジュールの形状を基準として、形状の変化の前後で各モジュールの剛性が維持されたままで、材質変化後の構造体の製造時における環境負荷を算出できる。
【００１５】
（７）上記形態の構造解析システムにおいて、前記環境負荷は、製造時に必要なエネルギー消費量を含んでいてもよい。
この構成によれば、構造体を製造する際に必要なコストが簡便に算出される。
【００１６】
（８）上記形態の構造解析システムにおいて、前記環境負荷は、製造時に排出される二酸化炭素の量を含んでいてもよい。
この構成によれば、構造体が製造された際に発生する有害物質が簡便に算出される。
【００１７】
なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、構造解析システム、構造体の評価システム、構造解析方法、構造体の評価方法、これらシステムや方法を実行するためのコンピュータプログラム、このコンピュータプログラムを配布するためのサーバ装置、およびコンピュータプログラムを記憶した一時的でない記憶媒体等の形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態としての構造解析システムのブロック図である。
【図２】構造体データの一例であるフレーム構造を示す概略斜視図である。
【図３】各モジュールに基準材が用いられた場合の各モジュールの環境負荷を示す表である。
【図４】材質および製造方法の変更後の各モジュールの環境負荷を示す表である。
【図５】本実施形態における構造解析方法のフローチャートである。
【図６】変形例における構造解析方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
＜実施形態＞
図１は、本発明の一実施形態としての構造解析システム１のブロック図である。構造解析システム１は、構造体の三次元データを取得し、当該構造体の製造時の環境負荷を算出する。本実施形態では、環境負荷として、構造体の製造時に消費されるエネルギー量および発生する二酸化炭素の量が算出される。図１に示されるように、構造解析システム１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０と、ＲＯＭ（Read Only Memory）２０と、ＲＡＭ（Random Access Memory）３０と、記憶部４０とを備えている。ＣＰＵ１０は、ＲＯＭ２０に格納されているコンピュータプログラムをＲＡＭ３０に展開して実行することにより、分割部１２、負荷算出部１３、および形状決定部１４として機能する。
【００２０】
記憶部４０は、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ：Hard Disk Drive）などで構成されている。図１に示されるように、記憶部４０は、構造体の三次元形状を表す情報としてのＣＡＤ（Computer Aided Design）データである構造体データ４１と、構造体の環境負荷が算出される際に用いられる環境負荷に関するデータである負荷データ４２と、算出された構造体の環境負荷データである算出データ４３と、記憶している。負荷データ４２は、材料として用いられる各材質と、各材質の密度と、および単位質量当たりの各材質で構成された材料を加工する際の環境負荷の量とを、対応付けたデータである。本実施形態では、環境負荷の量として、各材質の加工時に必要なエネルギー量と、各材質を加工する際に発生する二酸化炭素の量とを含んでいる。
【００２１】
図２は、構造体データ４１の一例であるフレーム構造ＦＲを示す概略斜視図である。本実施形態におけるフレーム構造ＦＲは、構造体データ４１に含まれる車両の構造体の基本フレームに対して分割部１２による形状変更が行われ、８つのモジュールＭ１〜Ｍ８に分割される。なお、分割部１２が基本フレームに行う各種処理の詳細については後述する。
【００２２】
図２に示されるように、フレーム構造ＦＲは、棒状の複数の梁が結合された構造を有している。図２に太線で示される切断部Ｃ１〜Ｃ２０のそれぞれは、各モジュールＭ１〜Ｍ８が分割された際の梁の切断面である。換言すると、各モジュールＭ１〜Ｍ８は、切断部Ｃ１〜Ｃ２０のそれぞれが溶接などによって結合されることにより、フレーム構造ＦＲを構成する。例えば、モジュールＭ６は、切断部Ｃ１６でモジュールＭ５と切断され、切断部Ｃ１０でモジュールＭ２と切断され、切断部Ｃ１８，Ｃ１９でモジュールＭ７と切断され、切断部Ｃ１２，Ｃ１３でモジュールＭ４と切断され、切断部Ｃ２０でモジュールＭ８と切断されている。なお、図２の斜視図では、モジュールＭ２とモジュールＭ４とを切断する切断部Ｃ１１は、モジュールＭ６の後ろ側に位置するため、破線によって示されている。
【００２３】
図１に示される分割部１２は、構造体データ４１からフレーム構造ＦＲの元となる基本フレームのＣＡＤデータを取得する。分割部１２は、基本フレームを用いて製造される車両に衝突などによって加わる外力を想定する。本実施形態で想定される外力は、車両に対しての前突、後突、および側突により車両に加わる外力である。分割部１２は、各モジュールに用いる基準材を鋼として基本フレームに加わる外力を有限要素法によって分析する。分割部１２は、分析結果を用いて、基本フレームを外力に対して強くなるように形状を変更したフレーム構造ＦＲを生成する。
【００２４】
本実施形態では、分割部１２は、生成されたフレーム構造ＦＲを、外力を境界条件として加えた際にひずみが小さい部位で複数のモジュールに分割する。各モジュールは、複数の部品が結合されたサブアセンブリが組み合わされることにより構成される。負荷算出部１３は、分割部１２により分割された各モジュールの材質と、各モジュールの製造方法とを設定する。本実施形態では、各モジュールの材質として、分割部１２が用いた基準材としての鋼が用いられ、各モジュールの基準の製造方法として引抜加工が設定される。負荷算出部１３は、設定された材質および製造方法と、記憶部４０の負荷データ４２とを用いて、各モジュールの環境負荷を算出する。負荷算出部１３は、算出された各モジュールの環境負荷を合算することにより、複数のモジュールから構成されるフレーム構造ＦＲ全体としての環境負荷を算出する。
【００２５】
図３は、各モジュールＭ１〜Ｍ８に基準材が用いられた場合の各モジュールの環境負荷を示す表である。図３には、図２に示される８分割されたモジュールＭ１〜Ｍ８のそれぞれの材質、製造方法、質量（ｋｇ）、加工時に必要なエネルギー消費量（ＭＪ：megajoule）、および加工時に発生する二酸化炭素（ＣＯ2）の量（ｋｇ）が示されている。また、図３の表の最下段には、各モジュールＭ１〜Ｍ８の質量、エネルギー消費量、および二酸化炭素の発生量のそれぞれの合計が示されている。本実施形態では、各モジュールＭ１〜Ｍ８の合計のそれぞれを、フレーム構造ＦＲの質量、フレーム構造ＦＲ製造時のエネルギー消費量、およびフレーム構造ＦＲ製造時の二酸化炭素の発生量として取り扱う。負荷算出部１３は、算出した図３に示されるデータを記憶部４０の算出データ４３として記憶する。
【００２６】
負荷算出部１３は、設定した基準材および基準の製造方法の条件で、各モジュールＭ１〜Ｍ８の環境負荷を算出すると、各モジュールＭ１〜Ｍ８の材質および製造方法を変更し、変更後の各モジュールＭ１〜Ｍ８の環境負荷を算出する。モジュールＭ１〜Ｍ８の材質および製造方法が変化すると、形状決定部１４は、各モジュールＭ１〜Ｍ８の材質と、製造方法との組み合わせに応じて、各モジュールＭ１〜Ｍ８を構成する各部の断面形状（例えば梁の断面形状）を決定する。形状決定部１４は、各モジュールＭ１〜Ｍ８の材質および製造方法の変化に伴い、材質および製造方法の変化の前後で、各モジュールＭ１〜Ｍ８の剛性が等価になるように各モジュールＭ１〜Ｍ８の断面形状を変化させる。本実施形態では、形状決定部１４は、材質および製造方法の変化の前後で、下記関係式（１）が成立するように、モジュールＭ１〜Ｍ８に含まれる梁などの変化後の断面形状を導出する。
Ｅ1Ｉ1＝Ｅ2Ｉ2・・・（１）
Ｅ1：変更前のヤング率
Ｅ2：変更後のヤング率
Ｉ1：変更前の断面二次モーメント
Ｉ2：変更後の断面二次モーメント
なお、各モジュールＭ１〜Ｍ８の材質および製造方法を変更する際に、フレーム構造ＦＲにおける分割位置は変更せずに維持する。
【００２７】
図４は、材質および製造方法の変更後の各モジュールの環境負荷を示す表である。図４には、形状決定部１４により決定された各モジュールＭ１〜Ｍ８の形状と、各モジュールＭ１〜Ｍ８の材質とから算出された質量が示されている。また、図４には、当該質量に応じたエネルギー消費量および二酸化炭素の発生量が示されている。例えば、材質および製造方法の変化前後で、モジュールＭ１の材質は鋼からアルミに変更され、モジュールＭ１の製造方法は、引抜加工から押出加工に変更されている。その結果、形状決定部１４によりモジュールＭ１の形状が変化して、モジュールＭ１の質量が２７．２４（ｋｇ）から１６．３４（ｋｇ）へと軽くなっている。また、モジュールＭ１加工時において、エネルギー消費量が９１７．９５（ＭＪ）から２６２２．４２（ＭＪ）へと増加し、二酸化炭素の発生量が７３．５４（ｋｇ）から１５８．１０（ｋｇ）へと増加している。このように、負荷算出部１３は、全ての材質および製造方法の組み合わせに対応するエネルギー消費量および二酸化炭素の発生量を算出して記憶部４０の算出データ４３として記憶する。なお、図４に示されるモジュールＭ４，Ｍ８の材質は、ＣＦＲＴＳ（Carbon Fiber Reinforced Thermosetting Plastics）であり、モジュールＭ４，Ｍ８の製造方法は、ＲＴＭ（Resin Transfer Molding）である。他の実施形態では、材質および製造方法の変化後のフレーム構造ＦＲにおける環境負荷が予め設定された環境負荷以下になった場合に、負荷算出部１３は、各モジュールＭ１〜Ｍ８における新たな材質および製造方法を設定しなくてもよい。
【００２８】
負荷算出部１３は、全ての材質および製造方法の組み合わせに対応する環境負荷を算出すると、構造体データ４１へのフィードバックを行う。フィードバックでは、算出された環境負荷と、予め設定されたフレーム構造ＦＲに適用が許容される材質および製造方法の組み合わせと、を出力する。出力方法としては、図示されていないモニタに当該組み合わせに対応する図３，４に示される表を表示させてもよいし、他の装置に有線通信または無線通信によって算出データ４３を送信してもよい。
【００２９】
図５は、本実施形態における構造解析方法のフローチャートである。図５に示されるように、構造解析方法では、初めに、分割部１２が、構造体データ４１から取得した基本フレームの形状を変更したフレーム構造ＦＲを生成する（ステップＳ１）。分割部１２は、基本フレームに対して、基準材の鋼と、基準の製造方法の引抜加工とを適用してフレーム構造ＦＲを生成する。分割部１２は、生成されたフレーム構造ＦＲを、外力を境界条件として複数のモジュールＭ１〜Ｍ８に分割する（ステップＳ２）。負荷算出部１３は、負荷データ４２を用いて、分割された各モジュールＭ１〜Ｍ８の環境負荷を算出する（ステップＳ３）。負荷算出部１３は、環境負荷として、各モジュールＭ１〜Ｍ８加工時のエネルギー消費量および二酸化炭素の発生量を算出し、算出データ４３として記憶部４０に記憶させる。
【００３０】
負荷算出部１３は、モジュールＭ１〜Ｍ８の少なくとも一部の材質および製造方法を変化させ、形状決定部１４は、当該変化の前後で等価の剛性になるように各モジュールＭ１〜Ｍ８の形状を変更する（ステップＳ４）。形状決定部１４は、当該変化の前後で上記式（１）の関係式が成立するような各モジュールＭ１〜Ｍ８における各部の断面形状を導出する。負荷算出部１３は、当該変化後の各モジュールＭ１〜Ｍ８の環境負荷を算出し（ステップＳ５）、算出データ４３として記憶部４０に記憶させる。
【００３１】
負荷算出部１３は、各モジュールＭ１〜Ｍ８の材質および製造方法について、全ての組み合わせの環境負荷を算出したか否かを判定する（ステップＳ６）。全ての組み合わせの環境負荷が算出されていない場合には（ステップＳ６：ＮＯ）、構造解析システム１は、ステップＳ４以降の処理を繰り返す。全ての組み合わせの環境負荷が算出されている場合には（ステップＳ６：ＹＥＳ）、負荷算出部１３は、算出された環境負荷を構造体データ４１へとフィードバックし（ステップＳ７）、構造解析方法が終了する。
【００３２】
以上説明したように、本実施形態の構造解析システム１では、分割部１２が、データとして取得した構造体を、フレーム構造ＦＲに加わる外力を用いて複数のモジュールＭ１〜Ｍ８に分割する。負荷算出部１３は、各モジュールＭ１〜Ｍ８の製造時における環境負荷を算出する。そのため、本実施形態の構造解析システム１では、フレーム構造ＦＲに加わる外力により各モジュールＭ１〜Ｍ８の分割位置が決定する。これにより、各モジュールＭ１〜Ｍ８を組み合わせたフレーム構造ＦＲを、力学的に好ましい分割位置により各モジュールＭ１〜Ｍ８に分割できる。すなわち、フレーム構造ＦＲを構成する各モジュールＭ１〜Ｍ８の形状を最適化できる。また、各モジュールＭ１〜Ｍ８の環境負荷からフレーム構造ＦＲの環境負荷が算出されるため、力学的に好ましいモジュール形状に基づいた、より実際のフレーム構造ＦＲにおける製造時の環境負荷に近い結果を簡単に見積もることができる。
【００３３】
また、本実施形態の構造解析システム１では、フレーム構造ＦＲ製造時の環境負荷が、各モジュールＭ１〜Ｍ８の環境負荷の合算により算出される。そのため、フレーム構造ＦＲ製造時の環境負荷をより簡便に見積もることができる。
【００３４】
また、本実施形態の形状決定部１４が、各モジュールＭ１〜Ｍ８の材質および製造方法に応じて、各モジュールＭ１〜Ｍ８の断面形状（例えば、梁の断面形状）を決定する。負荷算出部１３は、形状決定部１４により決定された各モジュールＭ１〜Ｍ８の断面形状を有するモジュールＭ１〜Ｍ８についての環境負荷を算出する。そのため、本実施形態の構造解析システム１では、外力に対して異なる力学的特性を有する材質および製造方法に応じて各モジュールＭ１〜Ｍ８の断面形状が決定する。これにより、負荷算出部１３は、フレーム構造ＦＲの剛性を維持したままで、各モジュールＭ１〜Ｍ８の材質、製造方法、および断面形状を最適化した際の環境負荷を算出できる。
【００３５】
また、本実施形態の形状決定部１４は、各モジュールＭ１〜Ｍ８を基準材の鋼からその他の材料へと変化させるに伴い、各モジュールＭ１〜Ｍ８の剛性が材質の変化前後で等価になるように、各モジュールＭ１〜Ｍ８の断面形状を変化させる。そのため、本実施形態では、各モジュールＭ１〜Ｍ８によって構成されるフレーム構造ＦＲの剛性が、基準材を採用した形状から維持されたままで、負荷算出部１３は、各モジュールＭ１〜Ｍ８およびフレーム構造ＦＲの製造時の環境負荷を算出できる。
【００３６】
また、本実施形態における環境負荷は、各モジュールＭ１〜Ｍ８の製造時に必要なエネルギー消費量と、各モジュールＭ１〜Ｍ８の製造時の二酸化炭素の発生量とを含んでいる。そのため、本実施形態の構造解析システム１では、フレーム構造ＦＲを製造する際に必要なコストと、フレーム構造ＦＲを製造した際に発生する有害物質とを簡便に算出される。
【００３７】
＜本実施形態の変形例＞
本発明は上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００３８】
［変形例１］
上記実施形態における構造解析システム１の構成および制御は、一例であり、種々変形可能である。例えば、構造解析システム１は、記憶部４０を備えていなくてもよく、フレーム構造ＦＲ、および、フレーム構造ＦＲの元となる基本フレームのデータを他の装置から取得してもよい。また、構造解析システム１は、ＣＰＵ１０は形状決定部１４として機能しなくてもよい。
【００３９】
フレーム構造ＦＲの分割方法については、種々変形可能であり、上記実施形態のフレーム構造ＦＲは、７つ以下または９つ以上のモジュールに分割されてもよい。例えば、フレーム構造ＦＲ分割後のモジュール数が設定され、分割部１２は、設定されたモジュール数に応じて、フレーム構造ＦＲを分割してもよい。また、分割部１２は、フレーム構造ＦＲに加わる力に応じて、各モジュールの分割位置を決定してもよい。分割部１２は、フレーム構造ＦＲを大きいモジュールに分割する際にはモジュールの分割数を少なくしてもよいし、フレーム構造ＦＲを小さいモジュールに分割する際には分割数を多くしてもよい。フレーム構造ＦＲをモジュールに分割する際のモジュール数は任意でよい。
【００４０】
上記実施形態の負荷算出部１３は、各モジュールＭ１〜Ｍ８の製造時における環境負荷として、エネルギー消費量および二酸化炭素の発生量を算出したが、エネルギー消費量と、二酸化炭素の発生量との一方のみを算出してもよい。また、負荷算出部１３は、これら以外の要素の量を算出してもよい。負荷算出部１３は、各モジュールＭ１〜Ｍ８の環境負荷を合算することにより、フレーム構造ＦＲの環境負荷を算出したが、フレーム構造ＦＲの環境負荷の算出方法については種々変形可能である。例えば、負荷算出部１３は、各モジュールＭ１〜Ｍ８の環境負荷の合計に加え、各モジュールＭ１〜Ｍ８の分割を結合するエネルギーを加算してもよい。フレーム構造ＦＲの環境負荷に、各モジュールＭ１〜Ｍ８の環境負荷が用いられればよい。
【００４１】
上記実施形態の形状決定部１４は、各モジュールの材質と、製造方法との組み合わせに応じて各モジュールＭ１〜Ｍ８の断面形状を決定したが、モジュールＭ１〜Ｍ８の断面形状の決定方法については種々変形可能である。例えば、モジュールＭ１〜Ｍ８の断面形状は、材質のみに応じて決定されてもよいし、材質と、その他の条件との組み合わせに応じて決定されてもよい。また、各モジュールＭ１〜Ｍ８の断面形状は、異なる条件に応じて決定されてもよい。
【００４２】
［変形例２］
図６は、変形例における構造解析方法のフローチャートである。変形例の構造解析方法では、図６に示されるように、分割工程（ステップＳ１１）と、負荷算出工程（ステップＳ１２）とから構成される。なお、変形例の構造解析システムは、本実施形態の構造解析システム１と同じ構成を備える。変形例の構造解析方法では、初めに、分割部１２が、構造体データ４１から取得した基本フレームを、基本フレームに加わる外力を用いて複数のモジュールＭ１〜Ｍ８に分割する分割工程を行う（ステップＳ１１）。負荷算出部１３は、負荷データ４２を用いて、分割された各モジュールＭ１〜Ｍ８の環境負荷を算出する負荷算出工程を行う（ステップＳ１２）。変形例の分割部１２は、必ずしも基本フレームに対して、設定された材質および製造方法を適用してフレーム構造ＦＲを生成しなくてもよく、取得した基本フレームを分割してもよい。
【００４３】
以上、実施形態、変形例に基づき本態様について説明してきたが、上記した態様の実施の形態は、本態様の理解を容易にするためのものであり、本態様を限定するものではない。本態様は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本態様にはその等価物が含まれる。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することができる。
【符号の説明】
【００４４】
１…構造解析システム
１０…ＣＰＵ
１２…分割部
１３…負荷算出部
１４…形状決定部
２０…ＲＯＭ
３０…ＲＡＭ
４０…記憶部
４１…構造体データ
４２…負荷データ
４３…算出データ
Ｅ1，Ｅ2…ヤング率
ＦＲ…フレーム構造
Ｉ1，Ｉ2…断面二次モーメント
Ｍ１〜Ｍ８…モジュール
Ｃ１〜Ｃ２０…切断部
【図１】
2020190801.tif 000003
【図２】
2020190801.tif 000004
【図３】
2020190801.tif 000005
【図４】
2020190801.tif 000006
【図５】
2020190801.tif 000007
【図６】
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