(57)【要約】【課題】メッシュ状に切られた複雑な形状における領域分割を自動的、効率的かつ分割形態における自由度を増して行うことができる、領域分割方法を提供することを課題とする。【解決手段】メッシュにある複数の節点の内から特定の節点を含む複数の節点を指定節点として選択し、その指定節点の距離ｉを０とし、前記指定節点の、隣の節点を探索し、距離ｉに１を加えて前記隣の節点の距離とし、さらに前記隣の節点の、隣の節点を探索し距離ｉに１を加えるという操作を距離が未定義の節点がなくなるまで繰り返すことによって計算される、各節点とその距離に基づいて領域分割する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
メッシュ状に切られた複雑な形状における領域分割方法であって、
前記メッシュにある複数の節点の内から特定の節点を含む複数の節点を指定節点として選択し、その指定節点の距離ｉを０とし、
前記指定節点の、隣の節点を探索し、距離ｉに１を加えて前記隣の節点の距離とし、
さらに前記隣の節点の、隣の節点を探索し距離ｉに１を加えるという操作を距離が未定義の節点がなくなるまで繰り返すことによって計算される、各節点とその距離に基づいて領域分割することを特徴とする領域分割方法。
【請求項２】
請求項１に記載の領域分割方法において、
前記隣の節点とは、
メッシュで区切られた要素の辺を介して接続している節点、
または、当該節点が含まれる要素に含まれる他の節点のいずれかであることを特徴とする領域分割方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メッシュ状に切られた複雑な形状における領域分割方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車部品の開発においては、有限要素法（Finite Element Method）によるシミュレーションを活用して製造時の不具合（割れ、しわ、スプリングバック(プレス成形後の弾性回復)）を事前に予測し、これを不具合対策として利用することが一般的に行われるようになりつつある。
【０００３】
上述したシミュレーションの予測精度向上のための課題の一つとして、スプリングバック解法の精度向上が挙げられる。このために、例えば、特許文献１に開示されている技術がある。この技術は、対象部材を小さな領域に分割して、分割された領域ごとに順次拘束を解放しつつ変形解析を行うものであり、短時間かつ高精度でスプリングバック計算を行うことができる。
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示の技術では、領域分割の方法として、材料の流入量による分割、成形過程の各段階による分割、プレス成形後の形状による分割、およびそれらの組み合わせによる分割が提案されているものの、プレスの方法、プレス成形後の形状に対して適切な分割方法を選択する必要がある。さらに、複雑な形状の場合には、手作業による領域分割が強いられるなど、領域分割作業自体に非常に時間がかかるという問題もあった。
【０００５】
これに対して、本出願人は特願２００７−２８７１０３号(未公開出願１)を出願している。この技術は、メッシュにある複数の節点の内から特定の節点を指定節点として選択し、その指定節点の距離ｉを０とし、前記指定節点の、隣の節点を探索し、距離ｉに１を加えて前記隣の節点の距離とし、さらに前記隣の節点の、隣の節点を探索し距離ｉに１を加えるという操作を距離が未定義の節点がなくなるまで繰り返すことによって計算される、各節点とその距離に基づいて領域分割するというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−３４０５２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、未公開出願１の技術は、領域分割を自動的に行えるものの、領域分割の形態が菱形または矩形の分割に限定されてしまい、分割形態における自由度が少ないという問題がある。
【０００８】
本発明では、これら従来技術の問題点に鑑み、メッシュ状に切られた複雑な形状における領域分割を自動的、効率的かつ分割形態における自由度を増して行うことができる、領域分割方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の請求項１に係る発明は、メッシュ状に切られた複雑な形状における領域分割方法であって、前記メッシュにある複数の節点の内から特定の節点を含む複数の節点を指定節点として選択し、その指定節点の距離ｉを０とし、前記指定節点の、隣の節点を探索し、距離ｉに１を加えて前記隣の節点の距離とし、さらに前記隣の節点の、隣の節点を探索し距離ｉに１を加えるという操作を距離が未定義の節点がなくなるまで繰り返すことによって計算される、各節点とその距離に基づいて領域分割することを特徴とする領域分割方法である。
【００１０】
また本発明の請求項２に係る発明は、請求項１に記載の領域分割方法において、前記隣の節点とは、メッシュで区切られた要素の辺を介して接続している節点、または、当該節点が含まれる要素に含まれる他の節点のいずれかであることを特徴とする領域分割方法である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、メッシュ情報に基づき節点間のトポロジー距離を定義し、複数の指定節点との最短トポロジー距離に基づき領域分割を行うようにしたので、複雑な形状に対しても自動的かつ効率的な領域分割が可能となるとともに、複数の指定節点の選び方を変えることによって、領域分割の形態をコントロールすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る領域分割方法による処理フローの一例を示す図である。
【図２】本発明による領域分割方法の例を説明する図である。
【図３】本発明による領域分割方法の他の例(指定節点として複数の節点を選択した場合)を説明する図である。
【図４】本発明に係る領域分割方法での領域分割例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、本発明に係る領域分割方法による処理フローの一例を示す図である。スプリングバック解析における領域分割方法による処理フローの一例を示すものであり、分割する領域の数を予め与えて、この数に全体領域を自動で分割する機能を有している。
【００１４】
まず、ステップS1で、分割処理をスタートするノード(指定節点)を選択するとともに領域分割数nを設定する。ここで、指定節点とは、メッシュにある複数の節点(ノードとも称する)の内で最後まで拘束するノード（最終拘束ノード）と、任意に選択可能な複数のノードとの両方を指すものとする。なお、スプリングバック解析以外の場合には、最終拘束ノードとしては、以下の分割処理を始めたいノードを選ぶようにすればよい。
【００１５】
次に、ステップS2にて、ステップS1で選択した指定節点の距離を0に設定する。すなわち、ステップS3にて変数iに0を代入し、初期値設定を行う。この変数iは、ある時点で着目しているノードの指定節点からの距離である。
【００１６】
そして、ステップS4にて距離iに設定されているノードの隣のノードを探索し、距離が未設定のノードが見つかればそのノードの距離をi+1に設定する。すなわち、隣のノードを探索し、距離が未設定のノードが見つかるごとに、最終拘束ノードからの距離に１ずつ加算するものである。このような距離を本発明では、トポロジー的な距離と呼ぶこととする。
【００１７】
ここで、「隣のノード」の定義として、（１）メッシュで区切られた要素の辺を介して接続しているノードを採用することが可能である。また、別の定義としては、（２）当該ノードが含まれる要素に含まれる他のノードを採用することもできる。
【００１８】
次に、ステップS5にてiに1を加えたあと、ステップS6にてすべてのノードに対して距離を設定し終えたかどうかの判断を行う。すべてのノードに対して距離の設定が終了していなければ、ステップS4に戻りすべてのノードに対して距離の設定が終了するまで処理を繰り返す。
【００１９】
そして、すべてのノードに対して距離の設定が終了すればステップS7にすすみ、mおよびjの値を計算する。なお、ステップS7から最後までの処理は、距離が設定されたすべてのノードから領域分割数nのノード集合N1, N2, ... , Nnに分割する処理であり、ステップS7でのiの値は全ノードに対する距離の最大値であり、mは集合N1に属するノード数、jは集合N2からNnまでのノード数をそれぞれ示している。
【００２０】
なお、ステップS7のmの値を計算する式中の演算子％は、(i-1)を(n-1)で割り算をした余りを表している。したがって、mの値は、(i-1)を(n-1)で割り算をした余りに１を加えた値として求められる。そして、jは、(i-m)/(n-1)の整数として求められる。
【００２１】
次に、ステップS9にて、距離が j*(k-1)+1からj*kの範囲のノードを集合Nn-k+1に加えるという処理を行う。なお、ステップS9に記載したNn-k+1はn-k+1番目のノード集合を意味する。
【００２２】
次に、ステップS10でk+1をkに代入し、さらにステップS11でk < n かどうかの判断を行い、k が ステップS1で設定した領域分割数nになるまで処理を繰り返す。そして、最終的にステップS12にて、距離が j*(n-1)+1からiの範囲のノードを集合N1に加える処理を行い一連の処理を終える。ステップS8からステップS12の処理にて、順次NnからN1までの分割数ｎのノード集合を定義している。
【００２３】
図２は、本発明による領域分割方法の例を説明する図である。理解を容易にする為に、指定節点として最終拘束節点(図中、０の点)のみを選択した場合(他の距離０のノードを省略)を示している。この指定節点からの「トポロジー的な距離」を用いて領域分割してゆくものである。図２(ａ)は、前述した（１）の「隣のノード」の定義を採用し、すなわち、要素の辺で繋がれた節点間距離を１として、指定節点としての最終拘束節点との最短距離を計算している。また、図２(ｂ)は、前述した（２）の「隣のノード」の定義を採用した場合を示している。
【００２４】
また、図３は、本発明による領域分割方法の他の例(指定節点として複数の節点を選択した場合)を説明する図である。最終拘束節点(丸印)の位置は同じであるが、図３(ａ)は、他の距離０のノード(三角印)を４つ、図３(ｂ)は、他の距離０のノード(三角印)を３つ、それぞれ加えて指定節点とした場合における、前述した（１）の「隣のノード」の定義を採用した領域分割の様子を表している。最終拘束節点に加える距離０のノードを追加することによって、分割様式の自由度が増加することが見て取れる。
【００２５】
本発明は、たとえば図１に示す処理ロジックに基づいて自動で領域分割が行え領域指定が簡単であるとともに、指定節点に距離０のノードを追加することによって、分割様式の自由度が増加でき、複雑な形状の領域分割にも適用でき適用対象に対する汎用性が高いという利点がある。
【００２６】
図４は、本発明に係る領域分割方法での領域分割例を示す図である。プレス成形後の複雑な三次元形状を有する部材を対象に、本発明を適用した領域分割例を示している。（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図である。図中の丸印、三角印は指定節点を示しており、丸印は最終拘束節点（最終拘束ノード）、三角印はその他の指定節点（その他の距離０のノード）である。本発明ではプレス成形後の形状に対して適切な分割が手作業を行うことなくできており、領域分割の迅速化および分割以後のスプリングバック解法の精度向上ができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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