(57)【要約】【課題】目的とする機械的性質および特性を持つ材料を効率的に、かつ使い易く選定可能とする。【解決手段】機械的性質が記憶された材料データベース４と、特性が記憶された材料特性データベース５と、を備え、材料特性データベース５は、材料の種類をツリー構造で記憶する材料ツリー記憶部３０ａと、各階層のアドレスが設けられた材料ツリーマップ部３０と、アドレスと材料の特性データが関連付けられた特性データ部３１と、複数の材料規格の材料記号がデータテーブルとして記憶された材料対応マップ部３２と、を有し、材料データベースから候補材料を選択し、材料特性データベースを参照して特性を比較可能とする。【選択図】図３
2008052465.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンピュータを用いて、材料の機械的性質および特性を効率的に選定可能として、製品設計として使用する材料の選定を支援する材料特性評価支援システムにおいて、
材料の機械的性質が記憶された材料データベースと、
材料の特性が記憶された材料特性データベースと、
を備え、前記材料特性データベースは、
材料の種類をツリー構造で記憶する材料ツリー記憶部と、前記ツリー構造における各階層のアドレスを示すアドレス部が設けられた材料ツリーマップ部と、
前記アドレスと材料の特性データが関連付けられ、さらに前記特性データに対応した評価項目が記憶された評価項目部が設けられた特性データ部と、
複数の材料規格の材料記号がデータテーブルとして記憶された材料対応マップ部と、を有し、前記材料データベースから機械的性質に基づいて候補材料となる材料リストを選択し、選択された前記候補材料の特性が前記材料特性データベースを参照して比較可能とされたことを特徴とする材料特性評価支援システム。
【請求項２】
請求項１に記載のものにおいて、前記評価項目は複数記憶され、前記特性データは、それぞれの前記評価項目に対応して記憶されていることを特徴とする材料特性評価支援システム。
【請求項３】
請求項１に記載のものにおいて、前記評価項目は材料を選定する際に必要となる環境強度，高温強度，疲労強度，摩耗，接合を含み、前記特性データは材料の評価項目の特性を説明する図及び文章データであることを特徴とする材料特性評価支援システム。
【請求項４】
請求項１に記載のものにおいて、機械的性質の入力部と特性比較ボタンを有する材料データ検索画面を設け、前記材料データベースからの候補材料の選択は前記特性比較ボタンをクリックし、前記材料データベースから機械的性質の条件に合致する前記材料記号を取得することを特徴とする材料特性評価支援システム。
【請求項５】
請求項１に記載のものにおいて、前記材料記号は前記ツリー構造の最下位階層に配置され、
前記材料データベースから取得された機械的性質の条件に合致する前記材料記号を表示する第３階層表示領域と、前記第３階層表示領域に表示された前記材料記号の上位階層となる項目を前記材料ツリー記憶部から取得して表示する階層表示領域と、前記評価項目を選択する評価項目選択メニューと、材料の特性データを表示する特性表示領域と、を有する材料データ比較画面を備えたことを特徴とする材料特性評価支援システム。
【請求項６】
請求項１に記載のものにおいて、前記材料ツリー記憶部に記憶された階層と該階層毎にチェックボックスが配置された階層マップと、特性比較ボタンを有する材料階層マップ画面を設け、
前記特性比較ボタン６２を選択すると、前記チェックボックスのチェック状態が反映されて、前記材料特性データベースから材料の特性が取得されることを特徴とする材料特性評価支援システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機械・建築分野などの設計者が、使用する材料を選定することを支援する材料特性評価支援システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
製品の設計時に、使用する材料や各部の寸法などの諸元を検討する際には、設計計算による設計パラメータの評価が行われる。このような計算を効率的に行うツールとして、公式や簡易解析プログラムなどによる設計計算機能を有する設計支援システムが用いられる。また、近年ではＣＡＥ（Computer Aided Engineering）を用いた設計が指向されており、コンピュータ上で詳細なシミュレーションが行えるようになっている。設計支援システムやＣＡＥを用いて設計計算を行う際には、材料の機械的性質などのデータが必要になる。
【０００３】
材料データを利用者に適切な形式で提供するシステムとして、材料の用途毎に記憶し、用途に応じた材料情報を検索することが知られ、例えば特許文献１に記載されている。  
【特許文献１】特開２００３−３０２４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来技術においては、単に必要な情報を材料の用途毎に記憶し、用途に応じた材料情報を検索，出力するデータベースを備えただけので、設計計算に用いる材料定数や強度評価を行うための強度データを入手する場合は良いが、使用される環境における腐食性や耐熱性などの材料の特性を示す情報を図，グラフ，文章などの情報として、技術資料のような形式で調べて製品に採用する材料を選定するためには効率が良くなく、不十分であり、使い勝手が悪かった。  
つまり、使用される環境における腐食性や耐熱性などの材料の特性を示す情報が、図，グラフ，文章などの情報として、ある材料の複数特性を纏めた技術資料のような形式で調べる必要があり、複数の技術資料で目的の評価項目を比較しなければならいなど、単に、データベースに格納するだけでは、材料の複数特性を評価することが困難であった。さらに、金属材料には複数の材料規格があり、規格が異なる材料記号を用いて材料を検索した場合には目的の材料を見つけることすら困難である。
【０００５】
本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、目的とする機械的性質および特性を持つ材料を効率的に、かつ使い易く選定可能とすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記目的を達成するために、コンピュータを用いて、材料の機械的性質および特性を効率的に選定可能として、製品設計として使用する材料の選定を支援する材料特性評価支援システムにおいて、材料の機械的性質が記憶された材料データベースと、材料の特性が記憶された材料特性データベースと、を備え、前記材料特性データベースは、材料の種類をツリー構造で記憶する材料ツリー記憶部と、前記ツリー構造における各階層のアドレスを示すアドレス部が設けられた材料ツリーマップ部と、前記アドレスと材料の特性データが関連付けられ、さらに前記特性データに対応した評価項目が記憶された評価項目部が設けられた特性データ部と、複数の材料規格の材料記号がデータテーブルとして記憶された材料対応マップ部と、を有し、前記材料データベースから機械的性質に基づいて候補材料となる材料リストを選択し、選択された前記候補材料の特性が前記材料特性データベースを参照して比較可能とされたものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、材料の機械的性質が記憶された材料データベースと、材料の種類がツリー構造で記憶され、各階層毎に特性データが記憶された材料特性データベースと、が関連付けられているので、目的とする機械的性質および特性を持つ材料を効率的に、かつ使い易く選定可能とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
製品に採用する材料を選定するためには、材料定数や強度評価を行うための強度データのみならず、使用される環境における腐食性や耐熱性などの材料の特性を示す情報が必要になる。このような情報は、文献などに掲載されている、数値データ，図，グラフ，文章などの情報である。しかし、図，グラフ，文章などの情報は、データベースに格納して、特性条件を検索することが困難である。  
そこで、本実施の形態による材料特性評価支援システムは、材料の機械的性質を格納する材料データベースと材料の特性（腐食性，耐熱性など）をツリー構造で格納する材料特性データベースで構成する。また、材料規格の異なる材料記号を対応付ける材料規格マップを有し、ツリー構造で表された材料の階層ごとに特性の評価項目を比較可能とした。  
図１は、設計支援システムの構成を示し、設計支援システム１は、計算ツール２と材料特性評価支援システム３で構成される。計算ツール２は、材料力学，振動工学，伝熱工学，流体力学などの複数の技術分野を対象にした計算機能を備えている。材料特性評価支援システム３は、材料（機械的性質）データベース４，材料特性（腐食性，耐熱性など）データベース５，システム画面部６で構成されており、設計計算や強度評価などに必要な材料の機械的性質を検索する機能と材料の特性を比較する機能を備えている。
【０００９】
図２は、システムの全体構成を示すブロック図であり、図２（ａ）に示すように、インターネット２０に接続したサーバ・コンピュータ２１上に、ＷＷＷサーバ２２を介して動作するように構成した設計支援システム１を配置したり、図２（ｂ）に示すように、コンピュータ２３上においてスタンドアロンで動作するように構成した設計支援システム１を配置したり、すれば良い。  
図２（ａ）は、利用者のコンピュータ２４のＷＷＷブラウザ２５から、インターネット２０を介して、サーバ・コンピュータ２１のＷＷＷサーバ２２にアクセスする。次に、ユーザ認証部２６でユーザ認証を行い、設計支援システム１を利用する。図２（ｂ）は、コンピュータ２３に設計支援システム１をインストールして利用する。
【００１０】
以下、材料特性評価支援システム３の詳細について説明する。  
図３は、材料特性データベース５の構成を示し、材料特性データベース５は、材料ツリーマップ部３０，特性データ部３１，材料対応マップ部３２で構成されている。  
材料ツリーマップ部３０は、材料の種類をツリー構造で記憶する材料ツリー記憶部30ａ，各階層の特性のアドレスを示すアドレス部３０ｂで構成されている。特性データ部３１は、アドレス部３０ｂのアドレスと材料の特性データを関連付ける特性リンク部３１ａ，材料の特性データを格納する特性データ部３１ｂ，特性データに対応した評価項目を格納する評価項目部３１ｃを設けている。評価項目は、材料を選定する際に必要となる環境強度，高温強度，疲労強度，摩耗，接合などである。特性データは、材料の評価項目の特性を説明する図や文章データである。  
材料対応マップ部３２は、材料対応テーブル３２ａで構成され、ＪＩＳやＡＳＴＭなど複数の材料規格の材料記号が格納されており、利用者が入力した（図８参照）材料記号を材料データベース４や材料特性データベース５に格納されている材料規格の材料記号に変換して処理を可能とするデータ群である。
【００１１】
以下、図１のシステム画面部６について、図４から図８に示して説明する。  
図４は、システム画面部６のうち材料データ検索画面４０を示す図であり、静的強度入力部４１，特性比較ボタン４２を関連づけて構成している。機械的性質の入力部となる静的強度入力部４１に目的とする静的強度を入力し、特性比較ボタン４２をクリックして選択することで、材料データベース４から静的強度の条件に合致する材料記号の一覧を取得するようにする。
【００１２】
図５は、材料データ比較画面５０を示す図である。材料データ比較画面５０は、材料階層マップ表示ボタン５１，第１階層表示領域５２，第２階層表示領域５３，第３階層表示領域５４，評価項目選択メニュー５５，特性表示領域５６，５７，特性データ表示ボタン５８で構成されている。図４の材料データ検索画面４０で取得した材料記号は、第３階層表示領域５４に表示される。  
第１階層表示領域５２および第２階層表示領域５３には、第３階層表示領域５４に表示されている材料記号の上位階層の項目を材料ツリー記憶部３０ａから取得して表示する。各階層表示領域の項目は、特性表示領域５６，５７に特性を表示する。これにより、同一階層の項目の特性を比較することができ、目的の材料データとして適しているかを評価できる。  
また、評価項目選択メニュー５５を用いて、特性表示領域５６，５７に表示する評価項目を選択して指定する。これにより、目的の評価項目についての特性を効率的に比較することができる。また、第１階層表示領域５２，第２階層表示領域５３の項目にはチェックボックスが配置され、目的の材料として適さない項目のチェックを外すことで、ツリーの下位層に属している項目を非表示にする。これにより、下位層に目的の材料として適さない項目が表示されないため、下位層の比較個数を少なくできる。
【００１３】
図６は、材料階層マップ画面６０を示す図である。材料階層マップ画面６０は、階層マップ６１，特性比較ボタン６２で構成されている。材料階層マップ画面６０には、図３に示す材料ツリー記憶部３０ａに記憶された階層が表示されており、各項目にチェックボックスが配置されている。材料階層マップ画面６０は、図５に示す材料階層マップ表示ボタン５１を選択することで表示される。  
材料階層マップ画面６０のチェックボックスは、図５に示す第１階層表示領域５２，第２階層表示領域５３のチェックボックスのチェック状態が反映される。また、特性比較ボタン６２を選択すると、材料データ比較画面５０が表示される。材料階層マップ画面６０でチェックを追加した場合は、材料データ比較画面５０の項目が追加され、チェックを外した場合は項目が削除されて表示される。
【００１４】
図７は、特性データ表示画面７０を示す図である。特性データ表示画面７０は、評価項目領域７１，第１階層特性領域７２，第２階層特性領域７３，第３階層特性領域７４で構成される。図５に示す第２階層表示領域５３の項目である材料記号を１つ選択し、特性データ表示ボタン５８を選択することで特性データ表示画面７０が表示され、選択した材料記号の特性を確認できる。第１階層特性領域７２，第２階層特性領域７３，第３階層特性領域７４には、材料記号の各階層の特性が表示される。また、評価項目領域７１のチェックボックスを用いて、評価項目を指定して表示することができる。
【００１５】
図８は、材料記号検索画面８０を示す図である。材料記号検索画面８０は、材料記号入力領域８１，特性比較ボタン８２で構成される。この画面は、目的の材料記号の特性を他の材料と比較したいときに使用する。材料記号入力領域８１に、特性を比較したい１つまたは複数の材料記号を入力して、特性比較ボタン８２を選択することで、入力した材料記号のツリー構造が配置された材料データ比較画面５０が表示される。入力された材料記号が材料ツリー記憶部３０ａに記憶されている材料記号と異なる場合は、材料対応マップ部３２により、材料記号の照合が行われ、相当材の材料の情報が材料データ比較画面５０に表示される。
【００１６】
材料の選定手順の例を、図９（ａ）のフローチャートに従って説明する。  
材料データ検索画面４０を用いて静的強度を入力し、（ステップ１００）特性比較ボタン４２をクリックして選択する。これにより、ステップ１０１に進み、入力された静的強度を満足する材料記号が材料データベース４から検索され、材料記号リストが作成される。  
ステップ１０２に進み、材料記号リストと材料ツリー記憶部３０ａの情報を基に、図７の特性データ表示画面７０における第１階層特性領域７２，第２階層特性領域７３，第３階層特性領域７４に表示する項目のリストが作成される。  
次に、ステップ１０３に進み、項目のリストが配置された材料データ比較画面５０が表示される。ここまでが、機械的性質で絞り込んだ材料の特性を、材料データ比較画面５０に表示するまでの手順である。  
次に、材料の特性を比較する手順を図９（ｂ）のフローチャートに従って説明する。  
ステップ２００で、図７における特性データ表示画面７０の第１階層特性領域７２の特性を比較する。各項目の特性は、図５における材料データ比較画面５０の特性表示領域
５６，５７に表示し、評価項目選択メニュー５５で評価したい項目を選択して特性を比較する。目的の材料として適さない項目はチェックを外し、下位層の項目の絞込みを行う。
【００１７】
ステップ２０１に進み、第２階層特性領域７３の特性を比較する。同様に、目的の材料として適さない項目はチェックを外し、下位層の項目の絞込みを行う。  
第３階層特性領域７４の特性を比較する（ステップ２０２）。第３階層特性領域７４で、目的の材料として適する材料記号を選定し、特性データ表示ボタン５８を選択する。  
ステップ２０３に進み、特性データ表示画面７０に選択した材料記号の特性データが表示される。この画面では複数の評価項目を表示することができるので、材料の特性を総合的に評価することができる。
【００１８】
材料記号を指定して、材料を選定する手順の例を、図１０（ａ）のフローチャートに従って説明する。  
ステップ３００で、図８における材料記号検索画面８０を用いて材料記号を入力して、特性比較ボタン８２をクリックして選択する。これにより、ステップ３０１に進み、材料記号と図３における材料特性データベース５の材料対応マップ部３２の情報が照合され、材料ツリー記憶部３０ａに記憶されている材料記号に変換される。
【００１９】
ステップ３０２に進み、材料記号と材料ツリー記憶部３０ａの情報をもとに、第１階層特性領域７２，第２階層特性領域７３，第３階層特性領域７４に表示する項目のリストが作成される。項目のリストが配置された材料データ比較画面５０が表示される（ステップ２０３）。ここまでが、材料記号を指定した材料の特性を、材料データ比較画面５０に表示するまでの手順である。
【００２０】
次に、材料の特性を比較する手順を図１０（ｂ）のフローチャートに従って説明する。  
ステップ４００で、図５における材料データ比較画面５０の材料階層マップ表示ボタン５１を選択し、材料階層マップ画面６０を表示させる。ステップ４０１に進み、比較候補の材料を追加する場合は、ステップ４０２に進み、比較候補の材料を選択して特性比較ボタン６２を選択する。これにより、選択した比較候補の材料を材料データ比較画面５０に取り込む。ステップ４０３からステップ４０６までは、ステップ２００からステップ203までと同様の処理である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明による一実施形態のシステム全体構成を示すブロック図。
【図２】一実施形態におけるシステムの提供方法を示すブロック図。
【図３】一実施形態における材料特性データベースの構成を示す図。
【図４】一実施形態における材料データ検索画面を示す図。
【図５】一実施形態における材料データ比較画面を示す図。
【図６】一実施形態における材料階層マップ画面を示す図。
【図７】一実施形態における特性データ表示画面を示す図。
【図８】一実施形態における材料記号検索画面を示す図。
【図９】一実施形態における階層項目を表示する手順を示すフローチャート。
【図１０】一実施形態における材料の特性を比較する手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００２２】
１…設計支援システム、２…計算ツール、３…材料特性評価支援システム、４…材料データベース、５…材料特性データベース、３０…材料ツリーマップ部、３０ａ…材料ツリー記憶部、３０ｂ…アドレス部、３１，３１ｂ…特性データ部、３１ａ…特性リンク部、３１ｃ…評価項目部、３２…材料対応マップ部、３２ａ…材料対応テーブル、４０…材料データ検索画面、４１…静的強度入力部、４２，６２，８２…特性比較ボタン、５０…材料データ比較画面、５１…材料階層マップ表示ボタン、５２…第１階層表示領域、５３…第２階層表示領域、５４…第３階層表示領域、５５…評価項目選択メニュー、５６，５７…特性表示領域、５８…特性データ表示ボタン、６０…材料階層マップ画面、６１…階層マップ、７０…特性データ表示画面、７１…評価項目領域、７２…第１階層特性領域、
７３…第２階層特性領域、７４…第３階層特性領域、８０…材料記号検索画面、８１…材料記号入力領域。
【図１】
2008052465.tif 000003
【図２】
2008052465.tif 000004
【図３】
2008052465.tif 000005
【図４】
2008052465.tif 000006
【図５】
2008052465.tif 000007
【図６】
2008052465.tif 000008
【図７】
2008052465.tif 000009
【図８】
2008052465.tif 000010
【図９】
2008052465.tif 000011
【図１０】
2008052465.tif 000012