(57)【要約】本発明の一つの実施例は、変形した素材に関連する機構をモデリングする方法を提供している。該方法は機構のモデルを有する第一のメッシュと第二のメッシュを生成することを含む。該機構の該モデル上のポイントと該第一のメッシュの表面の間の垂直な距離が測定される。該垂直な距離を測定するために用いる該第一のメッシュの表面のポイントの位置が決定される。該決定された位置を用いて、該第二のメッシュ上にある同一の表面のポイントを発見する。該第一のメッシュに関連する該機構の該モデル上の該ポイントに対応する新規のポイントの新規の位置が決定される。該新規の位置は該決定した垂直な距離だけ離れて、該第二のメッシュ上の同一の表面のポイントと交差する法線ベクトルに沿って位置する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
変形した素材に関連する機構をモデリングするためのコンピュータ化された方法で、該方法が、
素材を変形前の構成においてモデリングする第一のメッシュモデルを生成することと、
該第一のメッシュモデルに対して該機構のモデルで、複数のポイントから成る該モデルを定義することと、
有限要素解析を実行することによって、該素材を変形した構成においてモデリングする第二のメッシュモデルを生成することと、
該第二のメッシュモデルによってモデリングした該素材の変形に対する該機構のレスポンスをモデリングすることから成り、該レスポンスの該モデリングが、
該複数のポイントの少なくとも１つと該第一のメッシュモデルの表面のポイントの間の距離を、該第一のメッシュモデルの表面に垂直で、該複数のポイントの該少なくとも１つと該表面のポイントと交差するベクトルに沿って測定することと、
該表面のポイントの位置を決定することと、
該第二のメッシュモデル上で、該第一のメッシュモデル上の該表面のポイントと同一の表面のポイントを発見することと、
該複数のポイントの該少なくとも１つに対応する新規のポイントの新規の位置を決定することで、該新規の位置が該第二のメッシュモデル上の該同一の表面のポイントから該測定した距離だけ離れて該第二のメッシュモデルに垂直なベクトルに沿って位置し、該ベクトルが該第二のメッシュモデル上の該同一の表面のポイントと交差する、該新規の位置を決定することによって実行される、
該変形した素材に関連する機構をモデリングするためのコンピュータ化された方法。
【請求項２】
該機構の該モデルを定義することが、該複数のポイントを用いて該機構の周辺を定義することから成ることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
該第一のメッシュモデルが複数の要素から成り、該複数の要素のそれぞれが一連のノードから成ることと、該表面のポイントの該位置を決定することが、該表面のポイントが基準として配置されたある特定の一つの要素内の該一連のノードを用いることから成ることと、を特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
該機構の該レスポンスをモデリングすることが、該素材の該変形した構成に相対的な、該機構の形状と寸法の変化をモデリングすることから成ることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
該機構の該レスポンスをモデリングすることが、該第二のメッシュモデルを定義すると自動的に該機構の該レスポンスをモデリングすることから成ることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
該機構のモデルを定義することが、該機構の曲線のどれでも該複数のポイントで定義することから成ることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
該機構の該レスポンスをモデリングすることが、該レスポンスをモデリングする行為に含まれる行為を、該複数のポイントのそれぞれに１つの新規のポイントが与えられるまで繰り返すことから成ることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
該第一のメッシュモデルの該表面のポイントが、相対的な位置の値を有することと、該同一の表面のポイントを発見することが、該第二のメッシュモデル上で該第一のメッシュモデルの該表面のポイントと同一の相対的位置の値を有する表面のポイントを発見することから成ることと、を特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
素材の変位をモデリングする装置で、該装置が、
コンピュータで読み取り可能な媒体に記憶されていてる一つのソフトウェアプログラムで、作動可能な該ソフトウェアプログラムから成り、該ソフトウェアプログラムが、プロセッサで実施した際に、
素材を変形前の構成でモデリングする第一のメッシュモデルを生成し、
該第一のメッシュモデルに対して、複数のポイントから成る機構のモデルを定義し、
有限要素解析を実行することによって、該素材を変形した構成でモデリングする第二のメッシュモデルを生成し、
該第二のメッシュモデルによってモデリングした該素材の変形に対する該機構のレスポンスをモデリングするものであり、該ソフトウェアプログラムが、
該複数のポイントの少なくとも１つと該第一のメッシュモデルの表面のポイントの間の距離を、該第一のメッシュモデルの表面に垂直なベクトルで、該複数のポイントの該少なくとも１つと該表面のポイントと交差する該ベクトルに沿って測定することと、
該表面のポイントの位置を決定することと、
該第二のメッシュモデル上で、該第一のメッシュモデル上の表面のポイントと同一の表面のポイントを発見することと、及び
該複数のポイントの該少なくとも１つに対応する新規のポイントの新規の位置を決定することによって該レスポンスをモデリングするために作動可能であり、該新規の位置が該第二のメッシュモデル上の該同一のポイントから該測定した距離だけ離れて、該第二のメッシュモデルに垂直なベクトルに沿って位置し、該ベクトルが該第二のメッシュモデル上の該同一のポイントと交差する、
ことを特徴とする、該素材の変位をモデリングする装置。
【請求項１０】
該ソフトウェアプログラムが、該機構の周辺を定義するための該複数のポイントを用いることによって、該機構のモデルを定義するために作動可能なことを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
該ソフトウェアプログラムが、該素材の該変形した構成に関して該機構の形状と寸法の変化をモデリングすることによって、該機構の該レスポンスをモデリングするために作動可能なことを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１２】
該ソフトウェアが、該第二のメッシュモデルを定義すると自動的に該機構の該レスポンスをモデリングすることによって、該機構該レスポンスをモデリングするために作動可能なことを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１３】
該ソフトウェアが、該機構の曲線のどれでも該複数のポイントで定義することによって、該機構のモデルを定義するために作動可能なことを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１４】
該第一のメッシュモデルの該表面のポイントが相対的な位置の値を有しており、該ソフトウェアプログラムが、該第二のメッシュモデル上で該第一のメッシュモデルの該表面のポイントと同一の相対的位置の値を有する表面のポイントを発見することによって、該同一の表面のポイントを発見するために作動可能なこと特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１５】
コンピュータ支援による解析環境内で素材の変位をモデリングするシステムで、該システムが、
ディスプレイユニット、入力デバイス及びプロセッサを有するコンピュータシステムと、
該コンピュータシステムに連結されたコンピュータで読み取り可能な媒体から成り、該コンピュータで読み取り可能な媒体が、該プロセッサ上で実施されるために作動可能なソフトウェアプログラムで、
素材を変形前の構成でモデリングする第一のメッシュモデルを生成し、
該第一のメッシュモデルに対して機構のモデルで、複数のポイントから成る該モデルを定義し、
有限要素解析を実行することによって、該素材を変形した構成でモデリングする第二のメッシュモデルを生成し、
該第二のメッシュモデルによってモデリングした該素材の変形に対する該機構のレスポンスをモデリングする該ソフトウェアプログラムから成り、該ソフトウェアプログラムが
該複数のポイントの少なくとも１つと該第一のメッシュモデルの表面のポイントの間の距離を、該第一のメッシュモデルの表面に垂直なベクトルで、該複数のポイントの該少なくとも１つと該表面のポイントとに交差する該ベクトルに沿って測定することと、
該表面のポイントの位置を決定することと、
該第二のメッシュモデル上で、該第一のメッシュモデル上の該表面のポイントと同一の表面のポイントを発見することと、及び該複数のポイントの該少なくとも１つに対応する新規のポイントの新規の位置を決定することによって該レスポンスをモデリングするために作動可能であり、該新規の位置が該第二のメッシュモデル上の該同一のポイントから、該第二のメッシュモデルに垂直なベクトルに沿って該測定した距離だけ離れて位置し、該ベクトルが該第二のメッシュモデル上の該同一のポイントと交差することを特徴とする該コンピュータ支援による解析環境内で素材の変位をモデリングするシステム。
【請求項１６】
該ソフトウェアプログラムが、該複数のポイントを用いて該機構の周辺を定義することによって、該機構の該モデルを定義するために作動可能なこと特徴とする請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
該ソフトウェアプログラムが、該素材の該変形した構成に対して該機構の形状と寸法の変化をモデリングすることによって、該機構の該レスポンスをモデリングするために作動可能なこと特徴とする請求項１５に記載のシステム。
【請求項１８】
・  該ソフトウェアが、該第二のメッシュモデルを定義すると自動的に該機構の該レスポンスをモデリングすることによって、該機構の該レスポンスをモデリングするために作動可能なことを特徴とする請求項１５に記載のシステム。
【請求項１９】
該ソフトウェアが、該機構の曲線のどれでも該複数のポイントで定義することによって、該機構のモデルを定義するために作動可能なことを特徴とする請求項１５に記載のシステム。
【請求項２０】
該第一のメッシュモデルの該表面のポイントが相対的な位置の値を有しており、該ソフトウェアプログラムが、該第二のメッシュモデル上で該第一のメッシュモデルの該表面のポイントと同一の相対的位置の値を有する表面のポイントを発見することによって、該同一の表面のポイントを発見するために作動可能なこと特徴とする請求項１５に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は概してコンピュータ支援モデリング（ｃｏｍｐｕｔｅｒ−ａｉｄｅｄ  ｍｏｄｅｌｉｎｇ）に関し、より詳しくはトポロジーモデラー（ｔｏｐｏｌｏｇｙ  ｍｏｄｅｌｅｒ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
関連機構を有する機械装置はしばしば有限要素解析（「ＦＥＡ」）ソフトウェアアプリケーションを用いて設計される。例えば、金属薄板で形成される自動車のフードはＦＥＡソフトウェアアプリケーションでモデリングすることができる。ある素材のある特定の形状への形成をモデリングするには、ＦＥＡソフトウェアアプリケーションによってその素材の初期状態をモデリングするメッシュ（ｍｅｓｈ）を生成することができる。その後ＦＥＡソフトウェアアプリケーションはある一定の境界条件に基づいてそのメッシュの各要素が徐々に変位する様子を決定し、それが結果として得られたメッシュモデル（ｍｅｓｈ  ｍｏｄｅｌ）が素材を所望の形状に変位するまで続けられる。
装置に関連する機構、例えばフード（ｈｏｏｄ）の上に位置する吸気孔などは、その機構の形状をＦＥＡプロセスに取り入れることによりモデリングしてもよい。機構をメッシュの一部としてモデリングするにはより多くの要素を有するより複雑なメッシュ（ｍｅｓｈ）が必要となるため、そのようなモデリングはＦＥＡプロセスを複雑化する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の一つの実施例は、変形した素材に関連する機構をモデリングする方法を説明している。該方法は素材を変形前の構成でモデリングする第一のメッシュモデルを生成することを含む。該方法は該第一のメッシュモデルに関して該機構のモデルを定義することをも含む。該モデルは複数のポイントから成る。該方法はまた、有限要素解析を実行することによって該素材を変形した構成でモデリングする第二のメッシュモデルを生成することも含む。該方法はまた、該第二のメッシュモデルによってモデリングされた該素材の変形に対する、該機構のレスポンスをモデリングすることも含む。該レスポンスのモデリングの行為には、該複数のポイントの少なくとも１つと該第一のメッシュモデルの表面のポイントの間の距離を該第一のメッシュモデルの表面に垂直なベクトルに沿って測定することが含まれる。該第一のメッシュモデルの表面に垂直なベクトルはまた該複数のポイントの該少なくとも１つと該表面のポイントと交差する。レスポンスのモデリングの行為はまた該表面のポイントの位置の決定も含む。該レスポンスのモデリングの行為はまた該第二のメッシュモデル上で該第一のメッシュモデル上の表面のポイントと同一の表面のポイントを発見することも含む。該レスポンスのモデリングの行為にはまた、該複数のポイントの該少なくとも１つに対応する新規のポイントの新規の位置を決定することも含まれる。該新規の位置は、該第二のメッシュモデルに垂直なベクトルに沿って、該第二のメッシュモデル上の該同一のポイントから該測定した距離だけ離れて位置する。該第二のメッシュモデルに垂直なベクトルは該第二のメッシュモデル上の同一の表面のポイントと交差する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の実施例の幾つかは数多くの技術的利点を提供するものである。それらの利点のうち幾つかが発揮されている実施例もあれば、それらの利点が１つも発揮されていないもの、あるいはそれらの利点の全てが発揮されている実施例もある。例えば、一つの実施例によれば、変形した素材に関して機構のモデルを、ＦＥＡプロセスを複雑化することなく生成することができ、それによって必要とされる演算能力やＦＥＡの実行にかかる時間が削減される。別の実施例によれば、ユーザーは異なる形状を有する別の機構を選択して、ＦＥＡプロセスを用いることなしに変形した素材に取り付けてもよい。
その他の技術的利点は当業者によって容易に確認できるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
本発明の実施例は図１Ａから図３Ｃを参照すると最もよく理解できる。それぞれの図の中で、対応するパーツには同一の参照番号が用いられている。
図１Ａは本発明の内容により恩恵を受けることのできる有限要素解析（「ＦＥＡ」）を実行するためのコンピュータシステム１０の一つの実施例を図示した概略図である。システム１０は、１つ以上の入力デバイス１８と１つ以上の出力デバイス２０に連結しているコンピュータ１４を含む。ユーザー２４はシステム１０にアクセスすることができ、入力デバイス１８を用いてデータを入力することができ、出力デバイス２０のどれかあるいは全てに表示することが可能な図面２８を作成、編集することができる。
【０００６】
図１Ａに示すように、入力デバイス１８の例としてはキーボードやマウスがあるが、入力デバイス１８は他の形状であってもよく、スタイラス、スキャナー、またはそれらをどのように組み合わせてもよい。出力デバイス２０の例としてはモニター、プリンターといったものがあるが、出力デバイス１６は他の形状であってもよく、プロッターもこれに含まれる。例えば液晶ディスプレイ（「ＬＣＤ」）やブラウン管（「ＣＲＴ」）ディスプレイなど、ユーザー２４が図面２８を見るのに適当なディスプレイユニットであればどんな種類のものでも、出力デバイス２０として適している。
【０００７】
図１Ｂは本発明の一つの実施例に従ってＦＥＡを実行する際に使用するコンピュータ１４のブロック図である。図示したように、コンピュータ１４はプロセッサ３０とＦＥＡソフトウェアプログラム３８を記憶するメモリ３４を含む。コンピュータ１４はまた、
ＦＥＡソフトウェアプログラム３８に関係するデータあるいはその他のデータを記憶する１つ以上のデータ記憶ユニット４０をも含む。
【０００８】
プロセッサ３０はメモリ（ｍｅｍｏｒｙ）３４とデータ記憶ユニット（ｓｔｏｒａｇｅ  ｕｎｉｔ）４０に連結している。プロセッサ３０はＦＥＡソフトウェアプログラム３８のロジックを実行するために作動可能であり、図面に関するデータを取り出したり記憶したりするためにデータ記憶ユニット４０にアクセスするために作動可能である。プロセッサ３０の例を挙げると、インテル社が市販しているペンティアム（登録商標)ＴＭシリーズのプロセッサがある。
【０００９】
メモリ３４とデータ記憶ユニット４０は、ファイル、スタック、データベースまたはその他の適切なデータ形式から成ってもよい。メモリ３４とデータ記憶ユニット４０はランダムアクセスメモリ、読み取り専用メモリ、ＣＤ−ＲＯＭ、取り外し可能なメモリデバイス、あるいはデータの記憶及び／または取り出しが可能な適当なデバイスであればどのようなものでもよい。メモリ３４とデータ記憶ユニット４０は入れ替えてもよく、同一の機能を果たすことができる。
【００１０】
ＦＥＡソフトウェアプログラム３８は、ユーザー１８がコンピュータ１４を用いてＦＥＡによりデバイスをモデリングできるようにするコンピュータプログラムである。ＦＥＡソフトウェアプログラム３８は、コンピュータ支援製図（「ＣＡＤ」）パッケージのような製図アプリケーションの一部であってもよいし、独立したコンピュータアプリケーションであってもよい。ＦＥＡソフトウェアプログラム３８は、デバイスのトポロジーをモデリングするための機能を含むこともできる。トポロジーをモデリングする機能は別個のアプリケーションとして存在してもよい。「トポロジー」とは関連する機構の違いによりデバイスの形状が様々であることを指す。「機構」とはデバイスのどこか一部に提携させてある構造、空洞の全てを指す。機構はデバイスの表面上にあってもよいし、表面外にあってもよい。機構はデバイス内部にあってもよい。ＦＥＡのプロセスを通して、デバイス自体のみならずデバイスのトポロジーをもモデリングするためにＦＥＡソフトウェアプログラムが作動可能なケースもある。しかしながら、ＦＥＡソフトウェアプログラム３８とセットになっている別個のアプリケーションがトポロジー機能を果たすこともできる。
【００１１】
ＦＥＡソフトウェアプログラム３８は、例えばメモリ３４やデータ記憶ユニット４０のような、如何なる記憶媒体内に存在してもよい。ＦＥＡソフトウェアプログラム３８は、適切なコンピュータ言語であればＣやＣ＋＋を含むどのようなコンピュータ言語で書かれていてもよい。ＦＥＡソフトウェアプログラム３８は、ユーザー１８が曲線の初期位置や曲線の最終位置などの境界条件を入力し、その結果得られる予想形状を出力デバイス２０に表示し及び／またはデータ記憶ユニット４０に記憶するためにするために作動可能である。本発明の内容を取り入れることのできるＦＥＡソフトウェアプログラム３８の例を挙げると、ユニグラフィックスソリューションズ社が市販しているリージョンアナライザーＴＭがある。
【００１２】
図２Ａと図２Ｂは、関連する機構を有するデバイスを形成するのに用いる素材の形成を図示したものである。形成プロセスの例としては、金属薄板のような素材から自動車のフードを打ち出し形成することなどがある。自動車のフードには、例えばエンジン燃焼室への空気の流れを増やす吸気孔など、フードを覆っている関連機構があってもよい。しかしながら、機構はその他の形状や大きさであってもよい。
【００１３】
図２Ａに示したメッシュ５０Ａは形成オペレーション以前の素材のモデルの一つの実施例である。モデル６０Ａは形成オペレーション以前に素材上にある機構のモデルである。メッシュ５０Ａは複数の要素５８Ａから成る。要素５８Ａは例えば三角形や四角形、またはその他の多角形など単純な形のジオメトリーであってよい。図２Ａのメッシュ５０Ａでは四角形のみが示されているが、どのような多角形、あるいは多角形の組み合わせを用いてメッシュ５０Ａを形成し素材の特定のジオメトリーをモデリングしてもよい。図２Ａに示した実施例では、メッシュ５０Ａは４つの角５２と中心５３を有しているが、メッシュのジオメトリーによっては角５２の数がそれより多かったり少なかったりする。１つ以上の境界条件をメッシュ５０に課して、メッシュ５０Ａの一部を適切に変位してメッシュ５０Ａが素材の変位をモデリングするようにすることもできる。メッシュ５０ＡはＦＥＡソフトウェアプログラムで生成してもよいし、または関連するメッシュジェネレータ（明示せず）で生成してもよい。モデル６０ＡはＦＥＡソフトウェアプログラムで生成することができるし、またはモデル６０Ａの様な機構のモデルを生成するために作動可能なその他のどのようなアプリケーションプログラムでも生成することができる。
【００１４】
図２Ｂを参照すると、メッシュ５０Ｂは、メッシュ５０Ａの４つの角５２を固定しメッシュ５０Ａの中心５３を上方向に変位するために作動する一連の境界条件を実施した結果得られた形状を図示している。メッシュ５０ＢはＦＥＡソフトウェアプログラムまたは関連するメッシュジェネレータ（明示せず）で生成することができる。中心５３のみが上方向に変位されているが、その変位によって中心５３を取り巻く素材の表面や素材の端部の変位も起こる。従って、元々中心５３を取り巻いていたエリアを示していた要素５８Ａもそれぞれ変位する。変位した要素５８ＡはメッシュＢ上で要素５８Ｂとして図示されており、そこにおいて要素５８Ｂの一つ一つの要素は、それぞれ特定の要素５８Ａ一つに対応するものである。これらの変位は角５２を固定する一方で中心５３を動かしたことに対する反応である。要素５８Ａと要素５８Ｂは別個の要素として描写されているが、要素５８Ａのそれぞれの要素と、その要素に対応する一つの要素５８Ｂは、同一の機構の対応する部分を表している。
異なる素材には異なる種類、異なるレベルの変位が起こることがある。例えば、ゴムは弾性が高いため、その端部や、動かされた特定の部位を取り巻く部分においてより大きな変位があることがある。更に、異なる境界条件を課してメッシュ５０Ａに異なる制約や動きが課されるようにすることもできる。異なる一連の境界条件を課すことにより、結果として図２Ｂに示したメッシュ５０Ｂとは異なる形状の最終的なメッシュが得られる。
【００１５】
メッシュ５０Ｂが示す如く素材が変位されているため、その機構もまたメッシュ５０Ｂの変位に応じて変位する。変位した機構はモデル６０Ｂによってモデリングされる。モデル６０ＢはＦＥＡソフトウェアプログラムでも生成することができるし、またはモデル６０Ｂの様な機構のモデルを生成するために作動可能なその他のどのようなアプリケーションプログラムでも生成することができる。
【００１６】
素材の形成後に結果として得られた機構の形状をモデリングするには、従来のモデリング方法でＦＥＡプロセスの一部として機構をモデリングしてもよい。そのようなモデリングプロセスは、無数の方程式で繰り返し計算を行う必要のある既に複雑なＦＥＡプロセスを更に複雑化する。従って、より高い演算能力とより多くの時間が必要となる。それに加えて、ＦＥＡプロセスの一環として機構をモデリングすると、ユーザーが異なる形状を有する他の機構を選択して変形した素材上に取り付ける可能性を制限することになる。というのは、選択をする度にＦＥＡプロセス全体を繰り返さなければならないかもしれないためである。
【００１７】
本発明の実施例の幾つかによれば、機構の各ポイントと初期のメッシュとの間のそれぞれの垂直距離を用いて最終的なメッシュに対して機構をモデリングすることによって、機構をモデリングする方法、装置及びシステムが提供されている。これは、より複雑なＦＥＡに必要となる演算能力や時間を増やすことなく、形成した素材に対する機構をモデリングできるので利点がある。本発明の実施例の幾つかにおいては、ユーザーはＦＥＡプロセスを用いることなく異なる形状を有する他の機構を選択して変形した素材上に取り付けることができる。そのシステムと方法の更に詳しい実施例は図３Ａ乃至図３Ｃと併せてより詳細に説明する。
【００１８】
図３Ａはメッシュモデルに対して機構の形状をモデリングする方法１００の一つの実施例を図示したフローチャートである。方法１００の一つの実施例を図示した概略図である図３Ｂと併せて方法１００の一つの実施例を説明する。方法１００はステップ１０４から開始する。ステップ１０８において、機構の一部分をモデリングするポイント１３０が選択される。一つの実施例においてはポイント１３０は機構の周辺に配置されたポイントを表す。しかしながら、素材の変位前の形状を表すどのポイントを選択してもよい。ステップ１１０において、選択したポイント１３０と要素５８Ａの表面の間の垂直距離１３４が決定される。ポイントと表面の間の「垂直距離」とは、表面の法線ベクトルで該ポイントと交差する法線ベクトルに沿った該ポイントと表面上のポイントの間の距離を指す。図３Ｂに示した一つの実施例においては、法線ベクトル１４０は選択したポイント１３０と交差する。法線ベクトル１４０は、要素５８Ａ上に位置する表面のポイント１３８Ａにおいて要素５８Ａにとって垂直である。従って、図３Ｂでは「ｄ」という文字で表した垂直距離１３４は、選択したポイント１３０と表面のポイント１３８Ａの間の法線ベクトル１４０に沿った距離である。ステップ１１４において要素５８Ａ上の表面のポイント１３８Ａの位置が決定される。一つの実施例においては表面のポイント１３８Ａの相対的な位置を決定するためのシステムとしてベジェパッチを要素５８Ａに適用することもでき、ベジェパッチの更なる詳細については図３Ｃと併せて以下で説明する。
【００１９】
ステップ１１８において、同一の相対的な位置にある、変形した要素５８Ｂと相対的な、変形した要素５８Ｂ上の表面のポイント１３８Ｂの位置を、ステップ１１４で位置を決定したように、決定する。図３Ｂでは表面のポイント１３８Ａと表面のポイント１３８Ｂを別個のポイントとして図示しているが、表面のポイント１３８Ａと表面のポイント１３８Ｂは機構の同一の１つのポイントを表している。このように、表面のポイント１３８Ａと表面のポイント１３８Ｂは同一の表面のポイントである。同様のことを反映し、同一のポイントとしての表面のポイント１３８Ａと表面のポイント１３８Ｂは、メッシュ全体の変位による要素５８Ａと要素５８Ａのポイントのグローバル変位を表している。表面のポイント１３８Ａと表面のポイント１３８Ｂは同一の１つのポイントを表しているため、要素５８Ａと要素５８Ｂに対しての、要素５８Ａ内のポイントとそれに対応する要素５８Ｂ内のポイントの相対的な位置に変わりはない。ステップ１２０において、表面のポイント１３８Ｂと交差する法線ベクトル１５４に沿って、表面のポイント１３８Ｂから同一の決定された垂直距離１３４だけ離れて、新規のポイント１５０が配置される。法線ベクトル１５４は要素５８Ｂの表面に垂直であり、ポイント１３８Ｂとポイント１５０の両方と交差する。方法１００はステップ１２４で終了する。
【００２０】
機構の前のモデルから決定した垂直距離分だけポイントをオフセットすることによって機構をモデリングすることには利点がある。なぜならば、ＦＥＡプロセスを複雑化することなく、変形した素材に関して機構のモデルを生成できるからである。これによってＦＥＡを実行する際に必要な演算能力と時間が削減される。更に、幾つかの実施例においては、異なる形状を有する他の機構を、選択した形状ごとにＦＥＡ全部を実行することなく、変形した素材に基づいてモデリングすることができる。機構のモデリングのプロセスはＦＥＡプロセスと結合していないので、ＦＥＡプロセスを再実行する必要はない。
【００２１】
幾つかの実施例においては、機構全体の変位した形状が適切にモデリングされたと当業者が判断するまで、ステップ１０８からステップ１２０を繰り返してもよい。例えば、一つの機構の一曲線をモデリングする際、その曲線の輪郭を描く一連のポイントを決定する。その後、該一連のポイントの各々につきステップ１０８からステップ１２０を実行してもよい。別の実施例では、一つの機構の一表面をモデリングするにあたり、一連の曲線を表面からサンプリングする。その後、各曲線について曲線の輪郭を描く一連のポイントを決定する。それから該一連のポイントの各ポイントについてステップ１０８からステップ１２０を実行してもよい。図３Ｃはポイント位置決めシステム６２の一つの実施例を図示した概略図である。メッシュの要素は一連のノード１６０を有することができる。ノード１６０はそれぞれＦＥＡプロセスによりモデリングした要素の変位の基準点として用いる。一つの実施例においては、要素５８Ａはノード１６０を１２個有している。しかしながら、より多くのノード１６０、あるいはより少ない数のノード１６０を、メッシュ５０Ａの要素５８Ａのそれぞれに指定することもできる。これらのノード１６０を用いて、パッチ６２Ａの様なベジェパッチを要素５８Ａに適用してもよい。「ベジェパッチ」とは指定したノード１６０を位置基準として用いるグリッド方式のことを指し、ベジェパッチにおいては表面のポイント１３８Ａや１３８Ｂの様な要素のポイントは、どれもノード１６０に相対的に表される。例えば、要素５８Ａの左下隅にあるノード１６０の位置の値は、パッチ６２Ａに示されている通り「３」「０」である。位置の値「３」「０」と位置の値「３」「１」の中間の位置（位置「３」「０」のすぐ右に描かれている位置）の位置の値は「３」「１／２」である。
【００２２】
変位により要素５８Ａが要素５８Ｂに変換されると、パッチ６２Ａもまた同じように変位し、パッチ６２Ｂとして示されるようになる。しかしながら、要素５８Ａまたは要素５８Ｂ上のある特定の位置の値は変わらない。例えば、要素５８Ｂの左下のノード１６０の位置の値は「３」「０」のままである。
【００２３】
再び図３Ａと図３Ｂを参照すると、一つの実施例においては、方法１００のステップ１１４からステップ１１８をパッチ６２のような相対ロケーションシステムを用いて実行することができる。例えば、ステップ１１４ではポイント１３８Ａに位置の値「２」「１」を、要素５８Ａのパッチ６２Ａに基づいて与えることができる。その後ステップ１１８で、同一のポイント１３８Ｂは要素５８Ｂ上にパッチ６２Ｂを用いて、位置の値「２」「１」とすることができる。
【００２４】
本発明を詳細に説明してきたが、前記の請求項の範囲で定義した本発明の精神と範囲から逸脱することなく、様々な変更、置き換え、交替が可能であることが理解されるべきである。
【００２５】
添付した図に併せた以下の説明についてここで言及する。添付の図においては、同一の参照番号は同一のパーツを示すものとする。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１Ａ】本発明の一つの実施例に基づいた有限要素解析の方法を実施するために作動可能なコンピュータシステムの一つの実施例を図示した概略図である。
【図１Ｂ】図１Ａに示したコンピュータの一つの実施例を図示したブロック図である。
【図２Ａ】有限要素解析の方法に用いることのできるメッシュ上の機構のモデルの一つの実施例を図示した概略図である。
【図２Ｂ】有限要素解析の方法を実行することによって得られるメッシュ上の機構のモデルの一つの実施例を図示した概略図である。
【図３Ａ】図２Ｂに示したように変形した素材のメッシュモデリングに関して機構をモデリングする方法の一つの実施例を図示したフローチャートである。
【図３Ｂ】図３Ａの方法の一つの実施例を図示した概略図である。
【図３Ｃ】図３Ｂに示した表面のポイントの位置を決めるためのシステムの一つの実施例を図示した概略図である。
【図１Ａ】
2005528701.tif 000002
【図１Ｂ】
2005528701.tif 000003
【図２Ａ】
2005528701.tif 000004
【図２Ｂ】
2005528701.tif 000005
【図３Ａ】
2005528701.tif 000006
【図３Ｂ】
2005528701.tif 000007
【図３Ｃ】
2005528701.tif 000008
【国際調査報告】
2005528701.tif 000009
2005528701.tif 000010
2005528701.tif 000011