(57)【要約】【課題】経験が少ないオペレータでも有限要素法による応力解析等を十分な解析精度で行うことができるプログラムを提供する。【解決手段】コンピュータに、１つ以上のモデル形状、及び１つ以上のモデル形状における評価項目の理論値を取得するモデル形状取得ステップと、１つ以上のモデル形状を解析メッシュで要素分割して評価項目の解析値を求める解析ステップと、理論値及び解析値の第１類似度が第１閾値以上である場合に、１つ以上のモデル形状及びメッシュを紐付けて記憶するステップと、調査形状を取得する調査形状取得ステップと、調査形状の少なくとも一部及びモデル形状の第２類似度が第２閾値以上である場合に、調査形状の少なくとも一部に、モデル形状に紐付けられたメッシュを適用して要素分割するメッシュ適用ステップと、を実行させるためのプログラムを提供する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンピュータに、
１つ以上のモデル形状、及び該１つ以上のモデル形状における評価項目の理論値を取得するモデル形状取得ステップと、
前記１つ以上のモデル形状を解析メッシュで要素分割して前記評価項目の解析値を求める解析ステップと、
前記理論値及び前記解析値の第１類似度が第１閾値以上である場合に、前記１つ以上のモデル形状及びメッシュを紐付けて記憶するステップと、
調査形状を取得する調査形状取得ステップと、
前記調査形状の少なくとも一部及び前記モデル形状の第２類似度が第２閾値以上である場合に、前記調査形状の少なくとも一部に、前記モデル形状に紐付けられたメッシュを適用して要素分割するメッシュ適用ステップと、
を実行させるためのプログラム。
【請求項２】
前記調査形状及び前記メッシュ適用ステップで適用したメッシュを紐付けて記憶するステップを更に実行する、請求項１に記載のプログラム。
【請求項３】
前記メッシュ適用ステップにおいて、前記調査形状を切り出すことによって、前記調査形状の少なくとも一部とする、請求項１又は２に記載のプログラム。
【請求項４】
前記調査形状の一部のメッシュをオートメッシュで要素分割するオートメッシュ適用ステップを更に含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載のプログラム。
【請求項５】
前記調査形状の前記メッシュが適用された部分の間を、他の部分よりも細かいメッシュで要素分割する、請求項１〜４のいずれか一項に記載のプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
応力解析、流体解析、磁界解析等の多岐にわたる分野において、有限要素法による解析が利用されている。ここで、有限要素法を使用する際には、幾何学的形状を多数の要素に分割する必要があり、この作業はメッシュを切るとも呼ばれる。特許文献１に記載されているように、このメッシュを切る作業を自動的に行うソフトウェアが知られている。メッシュを切る作業を自動的に行うことをオートメッシュとも呼ぶ。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１４９０５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、オートメッシュのみを用いて有限要素法による解析を行うと、解析精度が不十分となる場合がある。解析結果の精度を向上させるために、経験を積んだオペレータが、オートメッシュにより得られたメッシュが適切であるか判断し、必要に応じて手動でメッシュを修正する作業を行うことも考えられるが、このような経験を積んだオペレータを確保することは容易ではない。
【０００５】
そこで本発明は、経験が少ないオペレータでも有限要素法による応力解析等を十分な解析精度で行うことができるプログラムを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様としてのプログラムは、コンピュータに、１つ以上のモデル形状、及び該１つ以上のモデル形状における評価項目の理論値を取得するモデル形状取得ステップと、前記１つ以上のモデル形状を解析メッシュで要素分割して前記評価項目の解析値を求める解析ステップと、前記理論値及び前記解析値の第１類似度が第１閾値以上である場合に、前記１つ以上のモデル形状及びメッシュを紐付けて記憶するステップと、調査形状を取得する調査形状取得ステップと、前記調査形状の少なくとも一部及び前記モデル形状の第２類似度が第２閾値以上である場合に、前記調査形状の少なくとも一部に、前記モデル形状に紐付けられたメッシュを適用して要素分割するメッシュ適用ステップと、を実行させるためのプログラムである。
【０００７】
本発明の１つの実施形態としてのプログラムは、前記調査形状及び前記メッシュ適用ステップで適用したメッシュを紐付けて記憶するステップを更に実行することが好ましい。
【０００８】
本発明の１つの実施形態としてのプログラムは、前記調査形状を切り出すことによって、前記調査形状の少なくとも一部とすることが好ましい。
【０００９】
本発明の１つの実施形態としてのプログラムは、前記調査形状の一部のメッシュをオートメッシュで要素分割するオートメッシュ適用ステップを更に含むことが好ましい。
【００１０】
本発明の１つの実施形態としてのプログラムは、前記調査形状の前記メッシュが適用された部分の間を、他の部分よりも細かいメッシュで要素分割することが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、経験が少ないオペレータでも有限要素法による応力解析等を十分な解析精度で行うことができるプログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係るプログラムを実行するコンピュータの概略的なブロック図である。
【図２】コンピュータが実行するプログラムで行う前処理の一例を示すフローチャートである。
【図３】コンピュータが実行するプログラムで調査形状を要素分割する処理の一例を示すフローチャートである。
【図４Ａ】モデル形状の一例である円孔あき板を示す図である。
【図４Ｂ】図４Ａの円孔あき板をある解析メッシュで要素分割する方法を示す図である。
【図４Ｃ】図４Ａの円孔あき板を他の解析メッシュで要素分割する方法を示す図である。
【図４Ｄ】モデル形状の一例である切り欠きを有する板を示す図である。
【図５】半径方向の分割数と解析値及び理論値の比との関係を示すグラフである。
【図６Ａ】調査形状の一例である直線と円弧とを組み合わせた切り欠きが設けられた板を示す図である。
【図６Ｂ】図６Ａに対してオートメッシュを適用した一例を示す図である。
【図６Ｃ】図６Ａに示す調査形状の切り出し方法の一例を示す図である。
【図６Ｄ】図６Ａに示す調査形状の一部に図４Ｃ及び４Ｄに示すメッシュを適用したことを示す図である。
【図６Ｅ】図６Ｄに示す調査形状にオートメッシュによる要素分割を適用した状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態に係るプログラムについて、図面を参照して説明する。
【００１４】
図１は、本発明の一実施形態に係るプログラムを実行するコンピュータの概略的なブロック図である。コンピュータ１００は、メッシュ生成部１０１と、解析部１０３と、第１オートメッシュ適用部１０４と、メッシュ適用部１０５と、第２オートメッシュ適用部１０７と、データベース１０９と、を備える。コンピュータ１００にインストールされたプログラムは、メッシュ生成部１０１、解析部１０３、第１オートメッシュ適用部１０４、メッシュ適用部１０５及び第２オートメッシュ適用部１０７の機能を実現する。
【００１５】
メッシュ生成部１０１は、１つ以上のモデル形状と、当該１つ以上のモデル形状における評価項目の理論方向及び理論値とを取得し、当該１つ以上のモデル形状を解析メッシュで要素分割する。後述するように、解析部１０３は、この解析メッシュで要素分割されたモデル形状に対して解析を実行し、評価項目の解析値を求める。なお、メッシュ生成部１０１が評価項目の理論方向を取得しないように構成することもできる。
【００１６】
メッシュ生成部１０１は、モデル形状を、例えばメッシュ生成部１０１に画像を入力して画像認識すること又はＣＡＤデータを読み取ること等によって、画像の輪郭又は形状データを抽出することで取得することができる。
【００１７】
１つ以上のモデル形状における評価項目とは、例えば、モデル形状に所定の荷重を加えた場合に発生する、モデル形状の各位置における応力や変位である。そして評価項目の理論値とは例えば、モデル形状がはり状である場合に、材料力学のはり理論を用いて求めた応力や変位である。一般的に、モデル形状は、理論値が明確に定まる形状とする。例えば、壁から垂直に延在する長さｌ、断面係数Ｚ、ヤング率Ｅ、断面二次モーメントＩの片持ちはりにおいて、当該はりの他端に大きさＦの集中荷重を加えた場合、最大応力σmaxは、σmax＝Ｆｌ／Ｚとなる。また先端曲げ変位δは、δ＝Ｗｌ３／３ＥＩとなる。
【００１８】
要素分割とは、メッシュ形状を有限個の要素に仮想的に分割することである。この要素は例えば、モデル形状が面状である場合には、三角形又は四角形とすることができる。要素の集合をメッシュという。またメッシュの個々の要素の形状をメッシュ形状という。メッシュ形状は、例えば個々の要素のアスペクト比、分割数又は個々の要素の一辺の長さで表すことができる。メッシュ生成部１０１は、要素分割を周知の方法を用いて行うことができる。
【００１９】
解析部１０３は、解析メッシュで要素分割されたモデル形状に対して解析を実行し、上述した評価項目、すなわちモデル形状の各位置における応力や変位等を求める。解析部１０３が求めた評価項目を解析値という。さらに解析部１０３は、理論値と解析値との第１類似度を求め、第１類似度が第１閾値以上の場合には、１つ以上のモデル形状と理論方向とメッシュとを紐付けてデータベース１０９に記憶する。なお、データベース１０９が理論方向を記憶しないように構成することもできる。
【００２０】
解析部１０３による解析は、例えば有限要素法（Finite Element Method、ＦＥＭ）を用いた応力解析とすることができる。また、これに代えて又はこれとともに、解析部１０３は、有限体積法を用いて流体解析や磁界解析を行うこともできる。流体解析を行った場合には、後述する最大応力値（評価項目）の方向は、流れの方向となる。
【００２１】
理論値と解析値との第１類似度を例えば、理論値における最大応力値と解析値における最大応力値との相関係数にすることができる。解析部１０３は、第１類似度を求める際に、更に最大応力値が発生した位置も考慮し、例えば理論値と解析値とで当該位置が異なっている場合には、第１類似度を小さくすることができる。また、上述した第１類似度が第１閾値以上である場合を、例えば理論値における最大応力値からの、解析値における最大応力値の誤差が５％以下である場合とすることができる。
【００２２】
解析部１０３は、第１類似度が第１閾値未満の場合には、解析メッシュ及び解析値を破棄する。その後解析部１０３は、メッシュ形状を異なる解析メッシュで要素分割して、解析を行い、第１類似度を求める。ただし解析部１０３は、特定の終了条件を満たした場合に処理を終了することができる。この終了条件とは例えば、繰り返し回数、計算時間である。
【００２３】
第１オートメッシュ適用部１０４は、調査形状を取得する。その後第１オートメッシュ適用部１０４は、取得した調査領域に対し、事前に指定した任意の値の（適度に細かい）メッシュサイズにより任意のオートメッシュでメッシュを作成する。さらにその後、第１オートメッシュ適用部１０４は、有限要素法による応力解析を行う。これによりモデル（調査形状）中に存在する応力集中部が明らかになる。応力集中部の位置及びその位置における力の向きが明らかになったら、メッシュ形状を破棄する。なお、第１オートメッシュ適用部１０４を設けず、メッシュ適用部１０５が調査形状を取得することもできる。
【００２４】
次に、メッシュ適用部１０５は、当該調査形状の少なくとも一部とデータベース１０９に記憶されたモデル形状との第２類似度を求める。またメッシュ適用部１０５は、第１オートメッシュ適用部１０４が求めた応力集中部の位置における力の向き、及びモデル形状に紐付けられた理論方向の第３類似度を求める。さらにメッシュ適用部１０５は、第２類似度が第２閾値以上、かつ第３類似度が第３閾値以上である場合に、調査形状の少なくとも一部に、モデル形状及び力の向きに紐付けられたメッシュを適用して要素分割する。なお、メッシュ適用部１０５が第３類似度を求めず、第２類似度が第２閾値以上である場合に、調査形状の少なくとも一部に、モデル形状に紐付けられたメッシュを適用して要素分割することもできる。
【００２５】
第１オートメッシュ適用部１０４は、調査形状を、上述したモデル形状と同様に、画像認識やＣＡＤデータ等によって取得することができる。調査形状は、評価項目の理論解が存在しない又は現状では求めることができない任意の形状である。調査形状は例えば、モータの筐体又はギアボックスの形状である。調査形状は一般に、モデル形状よりも複雑な形状であるため、好ましくは第１オートメッシュ適用部１０４が画像認識又はパターンマッチングによって取得できるようにする。
【００２６】
上述した調査形状の一部を、調査形状を切り出すことによって求めることができる。例えばメッシュ適用部１０５は、応力集中部を中心とした矩形に調査形状を切り出して調査形状の一部とすることができる。
【００２７】
当該調査形状の少なくとも一部とモデル形状との第２類似度を例えば、両形状の輪郭を周知の方法でパターンマッチングすることによって求めることができる。また、第２類似度が第２閾値以上である場合を、例えばパターンマッチングによって得られたマッチング率が９５％以上である場合とすることができる。
【００２８】
メッシュ適用部１０５が求めた応力集中部の位置における力の向き及びモデル形状に紐付けられた理論方向の第３類似度を例えば、応力集中部の位置における力の向きとモデル形状に紐付けられた理論方向とがなす角度の大きさから求めることができる。また、第３類似度が第３閾値以上である場合を、例えば当該角度の大きさが１０°以下である場合とすることができる。
【００２９】
第２類似度が第２閾値未満であり、又は第３類似度が第３閾値未満である場合に、メッシュ適用部１０５は、調査形状の切り出し方法をデータベース１０９に記憶することができる。これにより、メッシュ適用部１０５は、既に行った切り出し方法を用いて再度類似度を求めることを抑制して、無駄な処理が行われることを防ぐことができる。
【００３０】
メッシュ適用部１０５によって調査形状のすべての部分を要素分割できた場合には、下記の第２オートメッシュ適用部１０７を利用しなくてよい。
【００３１】
メッシュ適用部１０５は、調査形状を要素分割した後に、調査形状とメッシュとを紐付けてデータベース１０９に記憶することができる。これにより、次回以降、似た調査形状を要素分割する際に、メッシュ適用部１０５が当該記憶されたメッシュを適用することで、処理速度を向上させることができる。
【００３２】
第２オートメッシュ適用部１０７は、メッシュ適用部１０５によってメッシュが適用されていない部分のメッシュを要素分割することができる。第２オートメッシュ適用部１０７は周知のオートメッシュ方法を使用することができる。なお他の実施形態では、第２オートメッシュ適用部１０７を設けず第１オートメッシュ適用部１０４のみを設けて、本実施形態で第２オートメッシュ適用部１０７が行う処理を第１オートメッシュ適用部１０４に行わせることもできる。
【００３３】
一般に、メッシュ適用部１０５によってメッシュが適用された部分の間は、高い精度で解析することが望まれる領域である。そのため、第２オートメッシュ適用部１０７は、要素分割時に、当該部分の間を、他の部分よりも細かいメッシュで要素分割することができる。これにより、オペレータは、当該部分の間を高い精度で解析して、解析の信頼性を向上させることができる。
【００３４】
第２オートメッシュ適用部１０７は、要素分割を行った後に、メッシュ適用部１０５と同様に、調査形状と応力集中部における力の向きとメッシュとを紐付けてデータベース１０９に記憶することができる。これにより、第２オートメッシュ適用部１０７は、次回以降入力される調査形状及び応力集中部における力の向きがデータベース１０９に記憶された調査形状に似ている場合に、データベース１０９の調査形状及び応力集中部における力の向きに紐付けられたメッシュを適用することで、処理速度を向上させることができる。なお、第２オートメッシュ適用部１０７が応力集中部における力の向きをデータベース１０９に記憶させないように構成することもできる。
【００３５】
データベース１０９には、１つ以上のモデル形状及び応力集中部の力の方向とメッシュとが紐付けて記憶されている。データベース１０９は、調査形状と応力集中部における力の向きとメッシュとを紐付けて記憶することができる。データベース１０９は、メッシュ適用部１０５が行った調査形状の切り出し方法を記憶することができる。
【００３６】
図２及び図３は、コンピュータ１００が実行するプログラムで行う処理の一例を示すフローチャートである。図２に示す処理は、実際に解析を行う前に行う、いわゆる前処理である。図３に示す処理は、この前処理に基づいて、実際に解析を行う調査形状を要素分割する処理を示す。
【００３７】
以下、プログラムの前処理について示す。図２のステップＳ１０１において、コンピュータ１００のメッシュ生成部１０１は、１つ以上のモデル形状、及び１つ以上のモデル形状における評価項目の理論値及び理論方向を取得する。メッシュ生成部１０１は例えば、図４Ａに示す円孔あき板の形状をモデル形状として取得する。この円孔あき板を両側から一様引張応力σで引っ張る場合、最大応力は円孔の縁に生じ、平板を無限板と仮定するならば、力の負荷方向の最大応力値は３σとなる。また、応力集中部における力の向きは、図４Ａに示すように力の負荷方向と同じである。
【００３８】
ステップＳ１０３において、メッシュ生成部１０１は、モデル形状を解析メッシュで要素分割する。解析メッシュは試行的に決定され、この実施形態では図４Ｂに示すように円孔あき板の孔右上部分を半径方向に２分割する。なお、本例ではメッシュ分割数を細かくし、精度の高い解を追求しているが、要素分割のパラメータになり得る要因はメッシュ分割数以外にも存在する。あくまでわかりやすくするためにメッシュ分割数の例を出しているが、メッシュのアスペクト比、メッシュの分割数、メッシュの一辺の長さ、メッシュの内縁から一層目と二層目の一辺の大きさの差など結果精度に影響を及ぼす要因が多く存在する。現実的な解析時間において、これらの要因を極限まで追求したメッシュを生成することはできないから、例えば上記のような各パラメータを任意に変更させて繰り返し計算を行い、第１類似度が第１閾値以上である条件を満たすようなメッシュを探すこととなる。
【００３９】
ステップＳ１０５において、コンピュータ１００の解析部１０３は、要素分割されたモデル形状に対して有限要素法を用いた応力解析を実行して、モデル形状における評価項目の解析値を求める。この実施形態では、最大応力が円孔の縁で発生し、最大応力値は１．８８９σと算出される。
【００４０】
ステップＳ１０７において、解析部１０３は、理論値と解析値との類似度を求める。この実施形態では、類似度を以下のように求める。まず、理論値における最大応力値と解析値における最大応力値との比を求める。この比は具体的には、
１．８８９σ／３σ＝０．６２９７となる。この比は図５にプロットされている通りである。
【００４１】
次に、上述した比の１（理論値と解析値とが一致する場合の値）からの誤差を求めて、第１類似度Ｓ１とする。上述した解析における誤差を求めると、｜０．６２９７−１｜×１００＝３７．０３［％］となる。この実施形態では、第１閾値を５％とする。そのため、第１類似度Ｓ１は、第１閾値未満であると判定され、ステップＳ１１１に進む。
【００４２】
ステップＳ１１１では、ステップＳ１０３で求めた解析メッシュと、ステップＳ１０５で求めた解析値とを破棄する。その後ステップＳ１０３を再度行う。
【００４３】
この実施形態では次に、解析メッシュを前回行った分割方法とは異なる方法で分割する。具体的には、孔あき板の孔右上部分を半径方向に４分割してステップＳ１０３〜Ｓ１１１を行う。この実施形態では、この場合にも、図５に示すように、解析における誤差は５％よりも大きくなるため、ステップＳ１０３に戻って更に処理を続ける。
【００４４】
次に行うループでは、図４Ｃに示すように円孔あき板の孔右上部分を半径方向に７分割する。ステップＳ１０５において、解析部１０３は、上述したようにモデル形状における評価項目の解析値を求める。この解析メッシュでは、最大応力が円孔の縁で発生し、最大応力値は３．０１８σと算出される。さらにステップＳ１０７において、解析部１０３は、理論値と解析値との第１類似度Ｓ１を求め、
Ｓ１＝３．０１８σ／３σ＝１．００６となる。そしてステップＳ１０９において、解析部１０３は、第１類似度Ｓ１が第１閾値以上であるか判定する。ここで解析における誤差は、｜１．００６−１｜×１００＝０．６［％］となる。そのため、第１類似度Ｓ１は第１閾値以上であると判定され、ステップＳ１１３に進む。
【００４５】
ステップＳ１１３では、解析部１０３は、モデル形状と理論方向とメッシュとを紐付けてデータベース１０９に記憶する。具体的には、円孔あき板であるモデル形状と、応力集中部における力の向きと、円孔あき板の孔右上部分を半径方向に７分割した図４Ｃに示すメッシュとを紐付けてデータベース１０９に記憶する。
【００４６】
この実施形態では、モデル形状を図４Ｄに示す切り欠きを有する板として、図２に示す前処理を再度行う。その結果、当該モデル形状と、図４Ｄに示す放射状に分割されたメッシュとが紐付けられてデータベース１０９に記憶される。ここでプログラムの前処理が終了する。
【００４７】
以下、図３を参照して、プログラムが、前処理に基づいて実際に解析を行う調査形状を要素分割する処理を示す。ステップＳ２０１では、コンピュータ１００の第１オートメッシュ適用部１０４は、調査形状を取得する。この実施形態では、調査形状は、図６Ａに示す、直線と円弧とを組み合わせた切り欠きが設けられた形状とする。
【００４８】
ステップＳ２０２では、第１オートメッシュ適用部１０４は、図６Ｂに示すように調査形状をオートメッシュで要素分割する。次に第１オートメッシュ適用部１０４は、ステップＳ１０５で解析部１０３が行ったように、要素分割された調査形状に対して有限要素法を用いた応力解析を実行して、調査形状における応力集中部の位置と、当該位置での力の方向とを求める。なお、本実施形態では、「応力集中部」とは、平均応力に比べて任意の定数（例えば２．０）を乗じた値より大きな、極大値を採る節点ないしメッシュのことである。本実施形態では、図６Ｂに示すように、応力集中部はσｍａｘ１とσｍａｘ２との２つ存在する。σｍａｘ１は孔の縁に存在し、σｍａｘ１の板長手方向における位置は孔の中心と等しい。σｍａｘ１の方向は板長手方向と等しい。σｍａｘ２は切り欠きの縁に存在し、σｍａｘ２の板長手方向における位置は切り欠きの中心と等しい。σｍａｘ２の方向も板長手方向と等しい。なお本実施形態では、第１オートメッシュ適用部１０４が有限要素法を用いた応力解析を実行しているが、この応力解析を解析部１０３が行うこともできる。なお、他の実施形態ではステップＳ２０２を行わず、ステップＳ２０１の次にステップＳ２０４へ移ることもできる。この場合には、後述する調査形状の切り出し時に応力集中部の位置を参酌しない。
【００４９】
ステップＳ２０３では、第１オートメッシュ適用部１０４は、オートメッシュにより作成したメッシュ形状を破棄する。
【００５０】
ステップＳ２０４では、メッシュ適用部１０５は、調査形状の一部を、調査形状を切り出すことによって求める。具体的には、メッシュ適用部１０５は、図６Ｃに示すように、調査形状のメッシュ未適用領域のうち、上述した応力集中部σｍａｘ１及びσｍａｘ２の位置を含む領域Ａ及びＢを切り出す。
【００５１】
ステップＳ２０５では、メッシュ適用部１０５は、調査形状の少なくとも一部とデータベース１０９に記憶されたモデル形状との第２類似度Ｓ２を求める。具体的には、メッシュ適用部１０５は、調査形状の領域Ａ及びＢのそれぞれとデータベース１０９に記憶されたモデル形状との類似度を、パターンマッチングによって求める。この実施形態では、図６Ｃに示す切り欠き円弧部付近の領域Ａとデータベース１０９に記憶され図４Ｃに示すモデル形状との類似度が高くなり（例えば９９％）、図６Ｃに示す切り欠き中心付近の領域Ｂとデータベース１０９に記憶され図４Ｄに示すモデル形状との類似度もやや高くなる（例えば９６％）。一方、図６Ｂに示す他の領域とデータベース１０９に記憶されたモデル形状との類似度は低くなる（例えば１０％）。
【００５２】
ステップＳ２０７では、メッシュ適用部１０５は、第２類似度Ｓ２が第２閾値ｔ２以上であるか判定する。この実施形態では、ｔ２を９５％とする。そのため、領域Ａと図４Ｃに示すモデル形状との第２類似度（すなわち９９％）、及び領域Ｂと図４Ｄに示すモデル形状との類似度（すなわち９６％）が、第２閾値ｔ２（すなわち９５％）以上となる。
【００５３】
次にステップＳ２０８では、メッシュ適用部１０５は、ステップＳ２０２で求めた応力集中部σｍａｘ１及びσｍａｘ２の方向及びモデル形状に紐付けられた理論方向の第３類似度Ｓ３を求める。ステップＳ２０９では、第３類似度Ｓ３が第３閾値ｔ３以上であるか判定する。領域Ｄと図４Ｄに示すモデル形状の応力集中部における力の向きの類似度が第３閾値ｔ３となるなら、次にステップＳ２１１に進む。
【００５４】
本実施形態では、メッシュ適用部１０５は、第３類似度Ｓ３を、応力集中部σｍａｘ１及びσｍａｘ２の位置における力の方向とモデル形状に紐付けられた理論方向とがなす角度の大きさから求める。第３類似度Ｓ３が第３閾値以上である場合を、例えば当該角度の大きさθが１０°以下である場合とすることができる。本実施形態では、図６Ｂに示すようにσｍａｘ１及びσｍａｘ２の力の方向は板長手方向であり、図４Ａに示すようにモデル形状に紐付けられた理論方向も板長手方向である。そのため、θは０°となり、第３類似度Ｓ３は第３閾値以上となる。
【００５５】
なお、他の実施形態では、調査形状の全ての部分について、第２類似度Ｓ２が第２閾値ｔ２未満となる場合、又は第３類似度Ｓ３が第３閾値ｔ３未満となる場合がある。この場合には、ステップＳ２１０に進み、メッシュ適用部１０５は、調査形状の切り出し方法をデータベース１０９に記憶する。具体的には、メッシュ適用部１０５は、例えば図６Ｂに示す領域Ａ及びＢに分割する方法を記憶する。その後ステップＳ２１５を経由してステップＳ２０４に進む。以降の処理では、メッシュ適用部１０５は、データベースに記憶された切り出し方法とは異なる切り出し方法で調査形状を分割する。
【００５６】
ステップＳ２１１では、メッシュ適用部１０５は、調査形状の少なくとも一部に、モデル形状に紐付けられたメッシュを適用して要素分割する。具体的には、メッシュ適用部１０５は、図６Ｃに示すように、領域Ａに図４Ｃに示すモデル形状に紐付けられたメッシュを適用し、領域Ｂに図４Ｄに示すモデル形状に紐付けられたメッシュを適用する。
【００５７】
ステップＳ２１３では、メッシュ適用部１０５は、調査形状にメッシュ未適用領域が残っているかを判定する。この実施形態では、図６Ｃに示すように、調査形状にメッシュ未適用領域が残っているため、ステップＳ２１５に進む。なお他の実施形態において、調査形状にメッシュ未適用領域が残っていない場合には、ステップＳ２１９に進む。
【００５８】
ステップＳ２１５では、メッシュ適用部１０５は、終了条件が満たされているか判定する。この実施形態では、終了条件は繰り返し条件が１０回に達した場合、すなわちステップＳ２１５を１０回実施する際に終了条件を満たすものとする。また、メッシュ適用部１０５が適用したメッシュが、全ての応力集中部を含む場合にも終了条件を満たすものとする。この実施形態では、後者の場合に該当するため、終了条件は満たされており、ステップＳ２１７に進む。
【００５９】
なお、他の実施形態において終了条件が満たされていない場合には、ステップＳ２０２に進む。この場合には、２回目のステップＳ２０２において、第１オートメッシュ適用部１０４は、調査形状を１回目のステップＳ２０２とは異なるメッシュ形状でオートメッシュで要素分割することができる。また、メッシュ適用部１０５は、２回目のステップＳ２０５において、調査形状のメッシュ未適用領域のうち、応力集中部の位置を含む領域を、１回目のステップＳ２０５とは異なる切り出し方法で切り出すことができる。
【００６０】
ステップＳ２１７では、コンピュータ１００の第２オートメッシュ適用部１０７は、メッシュ適用部１０５によってメッシュが適用されていない部分のメッシュを要素分割する。具体的には、図６Ｅに示すように、第２オートメッシュ適用部１０７は、領域Ａ及びＢ以外の部分のメッシュを要素分割する。
【００６１】
ステップＳ２１９では、第２オートメッシュ適用部１０７は、要素分割を行った後に、メッシュ適用部１０５と同様に、調査形状及び応力集中部の力の方向とメッシュとを紐付けて記憶する。これにより、次回以降入力される調査形状及び応力集中部の力の方向がデータベース１０９に記憶されたものに似ている場合に、第２オートメッシュ適用部１０７は、データベース１０９の調査形状及び応力集中部の力の方向に紐付けられたメッシュを適用することができる。ここでプログラムの処理が終了する。
【００６２】
コンピュータ１００は、以上の処理によって、オペレータの経験の有無に関わらず、調査形状を有効に要素分割することができる。オペレータは、この結果を用いて、有限要素法による応力解析等を十分な解析精度で行うことができる。
【００６３】
上述の実施形態は代表的な例として説明したが、本発明の趣旨及び範囲内で、多くの変更及び置換ができることは当業者に明らかである。したがって、本発明は、上述の実施形態によって制限するものと解するべきではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。例えば、実施形態の構成図に記載の複数の構成ブロックを１つに組み合わせたり、あるいは１つの構成ブロックを分割したりすることが可能である。
【符号の説明】
【００６４】
１００  コンピュータ
１０１  メッシュ生成部
１０３  解析部
１０４  第１オートメッシュ適用部
１０５  メッシュ適用部
１０７  第２オートメッシュ適用部
１０９  データベース
【図１】
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【図２】
2018180785.tif 000004
【図３】
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【図４Ａ】
2018180785.tif 000006
【図４Ｂ】
2018180785.tif 000007
【図４Ｃ】
2018180785.tif 000008
【図４Ｄ】
2018180785.tif 000009
【図５】
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【図６Ａ】
2018180785.tif 000011
【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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