(57)【要約】【課題】解析処理における処理負担の軽減を図ると共に解析精度の向上が可能な有限要素法を用いた解析処理技術を提供する。【解決手段】有限要素モデルの有限要素解析を実行する解析装置であって、前記有限要素モデルから該有限要素モデルを構成する要素の属性情報を取得する属性情報取得手段と、前記属性情報に対応するように該属性情報毎に予め求められた歪値に関する歪情報が格納された歪情報記憶手段から、前記属性情報取得手段で取得された属性情報に対応する歪情報を取得し、取得した歪情報を属性情報を取得した要素の歪情報として設定する歪情報設定手段と、前記歪情報設定手段によって設定された歪情報に基づいて前記有限要素モデルの有限要素解析処理を実行する解析手段と、を備える。【選択図】図２
2008217232.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有限要素モデルの有限要素解析を実行する解析装置であって、
前記有限要素モデルから該有限要素モデルを構成する要素の属性情報を取得する属性情報取得手段と、
前記属性情報に対応するように該属性情報毎に予め求められた歪値に関する歪情報が格納された歪情報記憶手段から、前記属性情報取得手段で取得された属性情報に対応する歪情報を取得し、取得した歪情報を属性情報を取得した要素の歪情報として設定する歪情報設定手段と、
前記歪情報設定手段によって設定された歪情報に基づいて前記有限要素モデルの有限要素解析処理を実行する解析手段と、
を備える、解析装置。
【請求項２】
前記属性情報には、要素のサイズ情報と、隣接する要素との相対角度情報とのうち少なくともいずれか一つが含まれ、
前記歪情報設定手段は、前記サイズ情報と前記相対角度情報とのうち少なくともいずれか一つの情報に対応する歪情報を前記歪情報記憶手段から取得し、取得した歪情報に含まれる補正限界歪値を前記要素の限界歪値として設定する、
請求項１に記載の解析装置。
【請求項３】
前記有限要素モデルの要素を構成する辺が隣接する他の要素を構成する辺と共有されているか否かを判断し、共有されていない場合にその辺がエッジであると判断するエッジ判断手段を更に備え、
前記属性情報取得手段は、前記エッジ判断手段によってエッジであると判断された辺を有する要素の属性情報を取得する、
請求項１又は請求項２に記載の解析装置。
【請求項４】
有限要素モデルの解析方法であって、
コンピュータが、
前記有限要素モデルから該有限要素モデルを構成する要素の属性情報を取得する属性情報取得ステップと、
前記属性情報に対応するように該属性情報毎に予め求められた歪値に関する歪情報が格納された歪情報記憶部から、前記属性情報取得ステップで取得された属性情報に対応する歪情報を取得し、取得した歪情報を属性情報を取得した要素の歪情報として設定する歪情報設定ステップと、
前記歪情報設定ステップによって設定された歪情報に基づいて前記有限要素モデルの有限要素解析処理を実行する解析ステップと、
を実行する、解析方法。
【請求項５】
前記属性情報には、要素のサイズ情報と、隣接する要素との相対角度情報とのうち少なくともいずれか一つが含まれ、
前記コンピュータは、前記歪情報設定ステップにおいて、前記サイズ情報と、前記相対角度情報とのうち少なくともいずれか一つの情報に対応する歪情報を前記歪情報記憶部から取得し、取得した歪情報に含まれる補正限界歪値を前記要素の限界歪値として設定する、
請求項４に記載の解析方法。
【請求項６】
前記有限要素モデルの要素を構成する辺が隣接する他の要素を構成する辺と共有されているか否かを判断し、共有されていない場合にその辺がエッジであると判断するエッジ判断ステップを更に実行し、
前記コンピュータは、前記属性情報取得ステップにおいて、前記エッジ判断ステップによってエッジであると判断された辺を有する要素の属性情報を取得する、
請求項５又は請求項６に記載の解析方法。
【請求項７】
解析装置に有限要素モデルの有限要素解析を実行させる解析プログラムであって、
前記有限要素モデルから該有限要素モデルを構成する要素の属性情報を取得する属性情報取得ステップと、
前記属性情報に対応するように該属性情報毎に予め求められた歪値に関する歪情報が格納された歪情報記憶部から、前記属性情報取得ステップで取得された属性情報に対応する歪情報を取得し、取得した歪情報を属性情報を取得した要素の歪情報として設定する歪情報設定ステップと、
前記歪情報設定ステップによって設定された歪情報に基づいて前記有限要素モデルの有限要素解析処理を実行する解析ステップと、
をコンピュータに実行させる解析プログラム。
【請求項８】
前記属性情報には、要素のサイズ情報と、隣接する要素との相対角度情報とのうち少なくともいずれか一つが含まれ、
前記コンピュータに、前記歪情報設定ステップにおいて、前記サイズ情報と、前記相対角度情報とのうち少なくともいずれか一つの情報に対応する歪情報を前記歪情報記憶部から取得させ、取得された歪情報に含まれる補正限界歪値を前記要素の限界歪値として設定させる、
請求項７に記載の解析プログラム。
【請求項９】
前記有限要素モデルの要素を構成する辺が隣接する他の要素を構成する辺と共有されているか否かを判断し、共有されていない場合にその辺がエッジであると判断するエッジ判断ステップを更に実行させ、
前記コンピュータに、前記属性情報取得ステップにおいて、前記エッジ判断ステップによってエッジであると判断された辺を有する要素の属性情報を取得させる、請求項７又は請求項８に記載の解析プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有限要素モデルの有限要素解析を実行する解析装置、有限要素モデルの解析方法、及び解析装置に有限要素モデルの有限要素解析を実行させる解析プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば車両開発等において、部品（解析対象物）に対して静的及び動的な荷重を与え、変位や応力を有限要素法を用いて解析することが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００６−１６３６２５号公報
【特許文献２】特開２００４−１０１２２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の有限要素法を用いた解析技術では、解析対象物を所定の領域に分割し、分割された要素のサイズに応じて、限界歪値などの設定を変える必要があった。すなわち、解析対象物が一つである場合でも、要素のサイズが異なる場合には、異なる要素のサイズ毎に限界歪値の設定を行う必要があった。これは、要素のサイズによって応力集中の発生及び要素毎の伸びが異なってくるため、要素毎に限界歪値を設定しなければ、解析精度の誤差が大きくなってしまうからである。例えば、要素サイズが５ｍｍ四方である場合と、要素サイズが１ｍｍ四方である場合とを、解析対象物全体が１ｍｍ伸びた（変位した）場合で比較してみる。要素サイズが５ｍｍの場合は、歪ε＝６／５となり、その値が小さいのに対し、要素サイズが１ｍｍの場合には、歪ε＝２／１となり、その値が要素サイズが５ｍｍの場合に比べてかなり大きくなる。このように、要素のサイズによって発生する歪の値が異なってくるからである。しかしながら、サイズが異なる要素毎に限界歪値を設定し直して解析を行うことは、解析処理における負担が大きい。なお、分割される要素のサイズを小さくすることで、解析精度の向上を図ることはできるものの、それでは解析処理量が多くなり処理負担が大きくなってしまう。
【０００４】
本発明では、上記した問題に鑑み、解析処理における処理負担の軽減を図ると共に解析精度の向上が可能な有限要素法を用いた解析処理技術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】
【０００５】
本発明では、上述した課題を解決するために、要素の属性情報に応じた歪情報を予め求めてデータベース化し、このデータベースから対象要素に適した歪情報を取得し、取得した歪情報を用いて解析対象物の解析を行うこととした。
【０００６】
詳細には、本発明は、有限要素モデルの有限要素解析を実行する解析装置であって、前記有限要素モデルから該有限要素モデルを構成する要素の属性情報を取得する属性情報取得手段と、前記属性情報に対応するように該属性情報毎に予め求められた歪値に関する歪情報が格納された歪情報記憶手段から、前記属性情報取得手段で取得された属性情報に対応する歪情報を取得し、取得した歪情報を属性情報を取得した要素の歪情報として設定する歪情報設定手段と、前記歪情報設定手段によって設定された歪情報に基づいて前記有限要素モデルの有限要素解析処理を実行する解析手段と、を備える。
【０００７】
本発明では、要素の属性情報に対応する歪値に関する歪情報を予め実験等によって求め、歪情報として歪情報記憶手段に格納し、対象要素に適した歪情報をこの歪情報記憶手段
から取得して要素の歪情報として設定することを特徴とする。これにより、従来の技術において要素のサイズに合わせて設定し直していた歪値の設定に関する処理負担の軽減を図ることができる。その結果、解析処理全体における解析処理負担の軽減を図ることができる。
【０００８】
有限要素モデルは、解析対象物を所定の領域に分割した複数の要素によって構成される。要素は、節点と辺によって形成されるが、要素のサイズ、節点の数等は特に限定されない。なお、有限要素モデルは、記憶装置に格納することができ、例えばディスプレイ等の表示手段を用いて表示することができる。また、有限要素モデルは、例えば公知のＣＡＤ装置によって生成されたＣＡＤ形状データに基づいて生成することができる。
【０００９】
属性情報取得手段は、要素の属性情報を取得する。属性情報とは、要素を特定可能な情報であればよく、例えば要素のサイズに関する情報が例示される。本発明においては、この属性情報に対応するように予め歪情報が実験等によって算出されており、算出された歪情報が歪情報記憶手段に予め格納されている。歪情報とは、解析に必要な歪値に関する情報であり、要素毎に設定される補正限界歪値が例示される。歪情報設定手段は、対象要素に適した歪情報をこの歪情報記憶手段から取得し、取得した歪情報を解析対象である要素の歪情報に設定する。
【００１０】
解析手段は、歪情報設定手段によって設定された歪情報に基づいて有限要素モデルの有限要素解析を実行する。有限要素解析処理とは、有限要素解析で従来から行われている処理であり、既存の解析プログラムをコンピュータに実行させることで実行することができる。
【００１１】
以上説明した本発明に係る解析装置によれば、要素の属性情報に応じた歪情報を歪情報記憶手段から取得し、取得した歪情報を用いて有限要素解析処理を行なうので、従来に比べて解析処理における処理負担の軽減を図ることができる。また、取得される歪情報は、属性情報毎に設定されているため、解析精度も十分に維持されている。
【００１２】
ここで、本発明は、前記属性情報には、要素のサイズ情報と、隣接する要素との相対角度情報とのうち少なくともいずれか一つが含まれ、前記歪情報設定手段は、前記サイズ情報と前記相対角度情報とのうち少なくともいずれか一つの情報に対応する歪情報を前記歪情報記憶手段から取得し、取得した歪情報に含まれる補正限界歪値を前記要素の限界歪値として設定してもよい。
【００１３】
本発明では、歪情報記憶手段に予め格納されている歪情報が、要素のサイズ情報と、隣接する要素との相対角度情報とのうち少なくともいずれか一つに対応するように予め求められている。なお、歪情報は、サイズ情報及び相対角度情報の双方に基づいて求められていることが好ましい。サイズ情報と、相対角度情報の双方に対応させることで、より正確な歪値を求めることができるからである。本発明によれば、このような歪情報を歪情報記憶手段から取得し、要素の歪情報として設定することで、解析処理負担の軽減を図ることができる。なお、解析対象物の応力は、要素のサイズだけでなく、要素同士の関係によっても変化するものである。従って、要素のサイズだけでなく、隣接する要素との相対角度情報も考慮することで、本装置における解析精度をより向上させることができる。そして、本発明は、例えば、ねじ孔等の孔部が設けられている解析対象物の有限要素解析に特に適している。孔部周りでは、応力集中により破断が起こり易く、また、平端部に比べて隣接する要素同士との関係による歪の値への影響も大きいからである。本発明によれば、隣接する要素同士の相対角度も考慮した歪情報を予め求めて歪情報記憶手段に格納し、この歪情報に基づいて有限要素解析が実行されるので従来よりも制度の高い解析を行うことができる。
【００１４】
なお、サイズ情報とは、要素を構成する辺の長さ情報、換言すると節点と節点との距離情報である。相対角度情報とは、隣接する要素同士の相対角度に関する情報である。例えば、相対角度情報は、ある要素の辺と、この要素に隣接する要素の辺との成す角度で表すことができる。
【００１５】
ここで、本発明は、前記有限要素モデルの要素を構成する辺が隣接する他の要素を構成する辺と共有されているか否かを判断し、共有されていない場合にその辺がエッジであると判断するエッジ判断手段を更に備え、前記属性情報取得手段は、前記エッジ判断手段によってエッジであると判断された辺を有する要素の属性情報を取得してもよい。
【００１６】
上述したように、孔部を有する解析対象物は、孔部周り等において応力が集中するため、破断が起こり易い。そこで、本発明は、応力集中が特に起こり易い要素を特定し、応力集中が起こり易いエッジを有する要素の解析について、上述した処理を実行するものである。これにより、応力集中が起こり易く、従来、処理負担が大きいとされていたエッジ付近の要素の解析を、従来よりも少ない処理負担で行うことができる。また、上述した相対角度情報も考慮することで、隣接する要素同士の関係も考慮されるため、解析精度がより向上される。
【００１７】
なお、本発明は、上述したいずれかの機能を実現させる方法、又はプログラムであってもよい。更に、本発明は、そのようなプログラムを記録したコンピュータが読み取り可能な記録媒体であってもよい。この場合、コンピュータ等に、この記録媒体のプログラムを読み込ませて実行させることにより、その機能を提供させることができる。なお、コンピュータ等が読み取り可能な記録媒体とは、データやプログラム等の情報を電気的、磁気的、光学的、機械的、又は化学的作用によって蓄積し、コンピュータ等から読み取ることができる記録媒体をいう。このような記録媒体のうちコンピュータ等から取り外し可能なものとしては、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、ＤＶＤ、ＤＡＴ、８ｍｍテープ、メモリカード等がある。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、解析処理における処理負担の軽減を図ると共に解析精度の向上が可能な有限要素法を用いた解析処理技術を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に、本発明に係る解析装置の実施形態について図面に基づいて説明する。なお、以下の実施形態に係る構成は例示であり、本発明は実施形態の構成に限定されるものではない。
【００２０】
図１は、本実施形態に係る解析装置の構成を示す概略構成図である。同図に示すように、解析装置１は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）１１、記憶部１２、ＲＯＭ１３、ＲＡＭ１４、表示部１５、入力部１６、インターフェース部１７等を備える。
【００２１】
ＣＰＵ１１は、バス１８を介して上述した記憶部１２やＲＯＭ１３等の各ハードウェアと接続されている。ＣＰＵ１１は、記憶部１２等のハードウェアを制御すると共に、例えばＲＯＭ１３に格納された制御プログラムに従って、所定の処理を実行する。
【００２２】
記憶部１２は、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）により構成することができ、制御プログラムの他、処理に必要なデータを予め格納することができる。従って、本発明における有限要素モデルに関する情報や歪情報等も、記憶部１２に格納すればよい。なお、ＲＯＭ（Read Only Memory）１３には、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programma
ble Read-Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）のような書き換え可能な半導体メモリが含まれる。ＲＡＭ（Random Access Memory）１４には、と、揮発性の半導体メモリが例示される。
【００２３】
表示部１５は、例えば、液晶表示装置、プラズマディスプレイパネル、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）、エレクトロルミネッセンスパネル等である。表示部１５には、解析対象物のＣＡＤ形状データ、このＣＡＤ形状データから生成される有限要素モデル、解析結果等を表示することができる。また、入力部１６は、例えば、キーボード、ポインティングデバイス等である。ポインティングデバイスの種類には特に限定はなく、マウス、トラックボール、ダイヤル式操作部、スティック形式でディスプレイ上のポインタを移動する装置、静電容量によってユーザの指の操作を検出するデバイス、タッチパネル、ジョイスティック等、ユーザのニーズ等に応じて、適切なものを使用すればよい。
【００２４】
インターフェース部１７は、ＵＳＢ等のシリアルインターフェース、あるいは、ＰＣＩ（Peripheral Component Interconnect）、ＩＳＡ（Industry Standard Architecture ）、ＥＩＳＡ（Extended ISA）、ＡＴＡ（AT Attachment）、ＩＤＥ（Integrated Drive Electronics）、ＩＥＥＥ１３９４、ＳＣＳＩ（Small Computer System Interface）等のパラレルインターフェースのいずれでもよい。 
【００２５】
ここで、図２に本実施形態に係る解析装置１の機能ブロック図を示す。同図に示すように、解析装置１は、制御部１０を備え、この制御部１０には、属性情報取得部２１（本発明の属性情報取得手段に相当する。）、歪情報設定部２２（本発明の歪情報設定手段に相当する。）、解析部２３（本発明の解析手段に相当する。）、エッジ判断部２４（本発明のエッジ判断手段に相当する。）が設けられている。なお、上記属性情報取得部２１等各部における処理は、ＣＰＵ１１やＲＯＭ１３等を含むコンピュータとコンピュータ上で実行されるプログラムによって実現することができる。
【００２６】
属性情報取得部２１は、要素の属性情報を取得する。すなわち、属性情報取得部２１は、解析対象物（例えば車両用部品）に対応する有限要素モデル３０から、要素毎の属性情報、すなわち要素の辺の長さ情報、隣接する要素との相対角度情報を取得する。ここで、有限要素モデルについて説明する。図３は、本実施形態の解析対象である有限要素モデル３０の一部を示す。同図に示すように、有限要素モデル３０は、所定の大きさに分割された複数の要素（１）、（２）等によって形成されている。例えば要素（１）は、四つの節点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄと、辺ＡＢ、ＢＣ、ＣＤ、ＤＡによって形成されている。要素（２）は、四つの節点Ｅ、Ａ、Ｄ、Ｆと、辺ＥＡ、ＡＤ、ＤＦ、ＦＥによって形成されている。符号Ｈは、解析対象物の孔部に相当するものであり、辺ＡＢ、ＥＡは、エッジに相当する。そして、要素（１）と要素（２）とのなす角度、換言する辺ＡＢと辺ＥＡとのなす角度は、θとなっている。属性情報取得部２１は、このような有限要素モデル３０から、要素毎の属性情報としてエッジの辺の長さ情報（例えば、辺ＡＢ、ＥＡの長さ）、隣接する要素の相対角度情報（例えば、辺ＡＢと辺ＥＡのなす角度θ）を取得する。
【００２７】
なお、有限要素モデル３０は、解析対象物のＣＡＤ形状データから生成することができる。ＣＡＤ形状データは、公知のＣＡＤ装置（図示せず）又は解析装置１で生成することができる。外部で生成したＣＡＤ形状データを用いる場合には、インターフェース部１７等を介して例えばＣＡＤ形状データ取得部２６によって取得すればよい。生成したＣＡＤ形状データは、記憶部１２に格納することができる。そして、ＣＡＤ形状データが所定のサイズの要素に分割されることで、有限要素モデル３０が生成される。なお、有限要素モデル３０の生成は、例えば有限要素モデル生成部２５が公知の有限要素解析のプログラムを実行することで実現することができる。
【００２８】
歪情報設定部２２は、解析対象である要素に最適な補正限界歪値を補正限界歪値データベースから取得し、取得した補正限界歪値を解析対象である要素の限界歪値として設定する。すなわち、歪情報設定部２２は、初期の入力情報として解析対象物毎に設定されている限界歪値を補正限界歪値データベースから取得した補正限界歪値に置き換える。ここで、図４に、補正限界歪値データベースを構成するテーブルの一例を示す。同図に示すように、このテーブルには、辺の長さ及び隣接する要素の相対角度に対応した補正限界歪値が記録されている。辺の長さ及び相対角度は、本発明の属性情報に相当し、属性情報毎に限界歪値が予め算出されている。例えば、辺の長さが０．１ｍｍ・相対角度が１５０度の場合、補正限界歪値は４となる。一方、辺の長さが０．１ｍｍの場合であっても相対角度が１８０度である場合には、補正限界歪値は５となる。このように、辺の長さだけでなく、要素同士の相対角度も考慮することで解析精度をより高めることができる。なお、このような補正限界歪値は、実験等によって算出することができる。また、このようなテーブルは、解析対象物の材質毎に設けることが好ましい。これにより、解析処理負担の軽減を図ると共に解析精度の向上を図ることができるからである。
【００２９】
解析部２３は、歪情報設定部２２によって設定された補正限界歪値εｃｒに基づいて有限要素モデル３０の有限要素解析に必要な解析処理を実行する。すなわち、解析部２３は、ヤング率、ポアソン比、材質、節点数、要素数といった所定の入力値に基づいて解析処理を実行する。その際、限界歪値については、上述した歪情報設置部２２によって設定された補正限界歪値εｃｒを当初入力された限界歪値と置き換えた上で解析処理を実行する。これにより、解析処理における処理時間の削減を図ると共に解析精度を従来よりも向上させることが可能となる。
【００３０】
エッジ判断部２４は、要素を構成する辺が隣接する他の要素を構成する辺と共有されているか否かを判断する。従って、例えば、辺ＡＢや辺ＥＡは、他の要素の辺と共有されていないと判断される。その結果、辺ＡＢ及び辺ＥＡは、エッジであると判断される。一方、例えば辺ＤＡは、要素（１）と要素（２）との間で供給されていると判断される。その結果、辺ＤＡは、エッジではないと判断される。
【００３１】
次に、解析装置１における解析処理について説明する。本実施形態においては、図３に示した有限要素モデル３０を解析する場合を例に説明する。なお、以下の解析処理は、例示でありこれに限定されるわけではない。
【００３２】
本実施形態の解析装置１では、エッジを有する要素が特定され、歪値εと比較する補正限界歪値εｃｒを予め算出してテーブル化し、テーブルから補正限界歪値εｃｒを取得して、予め設定されている限界歪値と置き換えられる処理（以下、限界歪値補正処理という。）が行われ、置き換えられた補正限界歪値εｃｒに基づいて有限要素解析処理が実行される。以下、このような本実施形態の解析装置１で行われる処理について説明する。なお、以下で説明する処理は、コンピュータが解析プログラムを実行することによって実現される。
【００３３】
以下に説明する処理を実行するに際しては、所定のデータの入力が必要である。従って、まず、有限要素モデル３０の解析に必要な所定のデータが、入力部１６を介して入力される。具体的には、解析対象物の識別情報、節点の識別情報（番号等）、各節点の座標（Ｘ座標、Ｙ座標、Ｚ座標）、ヤング率Ｅ、ポアソン比、降伏点応力、初期設定における限界歪値、応力―歪は、荷重条件、拘束条件等が入力される。なお、解析処理を実行する上で、節点の座標は、各節点Ａ、Ｂ、Ｃ等毎に設定されている必要がある。一方、ヤング率、ポアソン比、降伏点応力、限界歪値、塑性後の応力―歪線図は、解析対象物単位で設定されていればよい。以上説明した所定のデータが入力されることで、各要素（１）、（２）等は、それぞれヤング率、ポアソン比、限界歪値、応力―歪等を有することになる。
【００３４】
図５は、限界歪値補正処理の処理フローを示す図である。ステップＳ１１では、有限要素モデル３０から、エッジを有する要素の特定が行われる。具体的には、エッジ判断部２４が、要素を構成する辺が隣接する他の要素を構成する辺と共有されているか否かを判断する。例えば、辺ＡＢは、他の要素の辺と共有されていないので、エッジであると判断される。辺ＥＡについても同様である。一方、例えば辺ＤＡは、要素（１）と要素（２）との間で供給されていると判断される。その結果、辺ＤＡは、エッジではないと判断される。エッジを有する要素の特定が完了すると、次のステップへ進む。なお、有限要素モデル３０は、解析対象物のＣＡＤ形状データから生成すればよい。また、ＣＡＤ形状データは、公知のＣＡＤ装置（図示せず）で生成してもよく、又、解析装置１で生成してもよい。生成したＣＡＤ形状データは、記憶部１２に格納することができる。
【００３５】
ステップＳ１２では、エッジを有すると特定された対象要素のエッジの長さが取得される。すなわち、例えば要素（１）についてみると、エッジである辺ＡＢの長さが有限要素モデル３０から取得される。対象要素のエッジの長さの取得が完了すると、次のステップへ進む。
【００３６】
ステップＳ１３では、ステップＳ１１でエッジを有すると特定された要素と隣接する要素の特定と、隣接すると特定された要素の辺のうち、ステップＳ１２で長さが取得されたエッジと接続されているエッジが特定される。すなわち、例えば要素（１）に隣接する要素として要素（２）が特定され、更にエッジである辺ＡＢに接続されているエッジとして要素（２）の辺ＥＡが特定される。ステップＳ１３の処理が終了すると次のステップへ進む。
【００３７】
ステップＳ１４では、ステップＳ１２で長さが取得されたエッジとステップＳ１３でこれに接続されていると特定されたエッジとの成す角度θが取得される。すなわち、例えば辺ＡＢと辺ＥＡとの成す角度θが有限要素モデル３０から取得される。成す角度θの取得が完了すると、次のステップへ進む。なお、ステップＳ１２から１４までの処理は、属性情報取得部２１によって行うことができる。
【００３８】
ステップＳ１５では、補正限界歪値データベースから、ステップＳ１２で取得したエッジの長さ及びステップＳ１４で取得した成す角度θとの関係に対応する補正限界歪値εｃｒが取得される。なお、本実施形態においては、上述したように成す角度θと辺の長さの関係のテーブル（図４参照）から補正限界歪値εｃｒを取得することとしたが、これに限定されるわけではない。成す角度θの代わりに例えば辺ＥＡＢを通る曲率半径を算出し、曲率半径と辺との関係のテーブルを設けるようにしてもよい。なお、曲率半径は、以下の手順で求めることができる。図８は、辺ＡＢ、辺ＥＡと、曲率半径Ｒとを示すイメージ図である。図８に示す曲率半径Ｒは、式２によって算出することができる。
Ｒ＝Ｌ１／ｃｏｓθ１・・・（式２）
ここで、θ＝θ１＋θ２、Ｌ１＝Ｒｃｏｓθ１、Ｌ２＝Ｒｃｏｓθ２、Ｒ＝Ｌ１／ｃｏｓθ１＝Ｌ２／ｃｏｓθ２である。補正限界歪値εｃｒの取得が完了すると次のステップへ進む。
【００３９】
ステップＳ１６では、ステップＳ１５で取得された補正限界歪値εｃｒが対象要素に予め設定されていた限界歪値と置き換えられる。すなわち、歪情報設定部２２は、要素（１）について、初期の入力情報として解析対象物毎に設定されている限界歪値を補正限界歪値データベースから取得した補正限界歪値εｃｒに置き換える。そして、ステップＳ１７では、全てのエッジを有する要素についての補正限界歪値εｃｒの置き換えが完了したか否かが判断され、置き換えが完了したと判断された場合には、限界歪値補正処理が終了される。一方、置き換えが完了したと判断されなかった場合には、再度ステップＳ１２の処
理が実行される。
【００４０】
以上の処理によって、対象要素に適した補正限界歪値εｃｒの置き換えが完了する。次に、上述した限界歪値補正処理によって置き換えられた補正限界歪値εｃｒを用いた解析処理について説明する。なお、以下に説明する処理は、有限要素解析処理の一例にすぎず、本発明の解析処理はこれに限定されるものではない。図６は、有限要素法の要素処理手順を示すフロー図である。ステップＳ２１では、各節点の変位σが算出される。具体的には、有限要素モデル３０のデータが取得され、取得された有限要素モデル３０の各節点について、式１の運動方程式（式１）が解かれることで、接点毎の速度及び変位σが算出される。ここで、Fｅｘｔは、節点に作用する外力であり、Ｆｅｌは節点に繋がっている要
素から節点に作用する力であり、Ｍは節点質量である。式１の運動方程式により、加速度ａが算出され、算出された加速度ａを一回積分することで節点の速度が算出され、加速度ａを二回積分することで節点の変位が算出される。各節点毎の速度及び変位の算出が完了すると次のステップへ進む。
Ma＝ΣFｅｘｔ＋ΣFｅｌ・・・（式１）
【００４１】
ステップＳ２２では、ステップＳ２１で算出した変位に基づいて、各要素の応力σ及び歪εが算出される。この応力σ及び歪εの算出は、各要素の積分点で算出される。ここで積分点について説明する。図７は、積分点の設定位置を示すイメージ図である。同図に示すように、要素（１）に積分点が四つ（Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１）設けられている。より具体的には、略四角形である要素（１）を四分割したそれぞれの四角形のほぼ中心位置にそれぞれ積分点が設けられている。各要素毎に設けられた積分点において、入力された所定のデータ及びステップＳ２１で算出した変位σに基づいて、応力σ及び歪εが算出される。積分点に所定のデータが配分され、積分点において応力σ及び歪εを算出されることで、解析精度をより向上させることができる。積分点における応力σ及び歪εの算出が完了すると次のステップへ進む。
【００４２】
ステップＳ２３では、積分点毎に算出された算出結果が節点に伝達され、節点に繋がっている要素から節点に作用する力Ｆｅｌが算出される。次に、ステップＳ２４では、節点に作用する力Ｆｅｌに基づいて歪εが限界歪値εｃｒを上回っているか否か、換言すると要素が破断されるか否かが判断される。歪εが限界歪値を上回っていると判断された場合、ステップＳ２５へ進む。一方、歪εが限界歪値を上回っていると判断されなかった場合、ステップＳ２６へ進む。なお、本実施形態においては、歪εと比較される限界歪値が対象要素により適した補正限界歪値εｅｒと置き換えられている。従って、従来よりも精度の高い処理を行うことができる。
【００４３】
ステップＳ２５では、歪εが限界歪値を上回っていると判断された場合、対象要素が消去される。歪εが限界歪値を上回ることは、要素が破断したことを意味することから、破断した要素と隣接する要素との間に力のやりとりがなくなることになる。従って、歪εが限界歪値を上回った場合には、この要素が消去される。この際、要素が消去、すなわち解析対象物が破断した際の各データが例えば記憶部１２等に記録される。要素の消去が完了すると、次のステップへ進む。
【００４４】
ステップＳ２６では、処理を続行する必要があるか否か判断される。すなわち、処理を実行するに当たって予め設定された必要処理時間を満たしているか否か判断される。処理を続行する必要がある場合（必要処理時間を満たしていない場合）再度ステップＳ０１の処理が実行される。一方、処理を続行する必要が無い場合（必要処理時間を満たしている場合）、処理が終了される。
【００４５】
以上説明したように、本実施形態に係る解析装置１によれば、限界歪値補正処理を実行
することで、置き換えられた補正限界歪値εｃｒに基づいた解析対象物の解析処理が実行される。そして、本実施形態に係る解析装置１による解析処理によれば、データベース化された補正限界歪値εｃｒを用いた有限要素解析処理が行われるので、従来に比べて解析処理負担の軽減が図られる。
【００４６】
また、予め算出され、データベース化された補正限界歪値εｃｒは、エッジの長さだけでなく、隣接する要素同士の相対角度も考慮されている。ここで、孔部周り等のエッジ部においては、要素のサイズだけでなく、要素同士の相対角度の影響も少なくないが、従来においては、エッジ部における要素同士の相対角度が十分に考慮されているとはいえなかった。これに対し、本実施形態においては、要素同士の相対角度も考慮されているので、対象解析物の解析精度をより向上させることができる。
【００４７】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明に係る解析処理装置１はこれらに限らず、可能な限りこれらの組合せを含むことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】解析装置の構成を示す概略構成図である。
【図２】解析装置の機能ブロック図である。
【図３】有限要素モデルの一部を示す図である。
【図４】補正限界歪値データベースを構成するテーブルの一例を示す。
【図５】限界歪値補正処理の処理フローを示す図である。
【図６】有限要素法の要素処理手順を示すフロー図である。
【図７】積分点の設定位置を示すイメージ図である。
【図８】辺と、曲率半径とを示すイメージ図である。
【符号の説明】
【００４９】
１・・・解析装置
１１・・・ＣＰＵ
１２・・・記憶部
１３・・・ＲＯＭ
１４・・・ＲＡＭ
１５・・・表示部
１６・・・入力部
１７・・・インターフェース部
１８・・・バス
２１・・・属性情報取得部
２２・・・歪情報設定部
２３・・・解析部
２４・・・エッジ判断部
２５・・・有限要素モデル生成部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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