(57)【要約】【課題】ソフトを効率的に動作させるマクロファイルの機能を拡大し、より柔軟性の高い、効率的なプログラムを構築することにより、複雑な処理操作を含む形状モデル作成に基づく最適化作業を自動化することができるような樹脂製品の設計方法を提供する。【解決手段】（１）設計変数に応じて所定の構造を有する被評価モデルを作成する工程と、（２）所定の解析ソフトによって前記被評価モデルの力学特性を計算する工程と、（３）前記力学特性を評価する工程と、（４）前記設計変数を所定のアルゴリズムに従って選択する工程を有し、前記（１）から（４）の工程を反復することによって、樹脂製品の力学特性を最適化する樹脂製品の設計方法において、前記（１）の工程において、特定の機能を行うマクロ操作を定義する機能マクロファイルを事前に複数種類用意し、この複数種類の機能マクロファイルを組み合わせて実行する。【選択図】      図３
2004174850.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（１）設計変数に応じて所定の構造を有する被評価モデルを作成する工程と、
（２）所定の解析ソフトによって前記被評価モデルの力学特性を計算する工程と、
（３）前記力学特性を評価する工程と、
（４）前記設計変数を所定のアルゴリズムに従って選択する工程を有し、
前記（１）から（４）の工程を反復することによって、樹脂製品の力学特性を最適化する樹脂製品の設計方法において、
前記（１）の工程において、特定の機能を行うマクロ操作を定義する機能マクロファイルを事前に複数種類用意し、この複数種類の機能マクロファイルを組み合わせて実行することを特徴とする樹脂製品の設計方法。
【請求項２】
（１）設計変数に応じて所定の構造を有する被評価モデルを作成する工程と、
（２）所定の解析ソフトによって前記被評価モデルの力学特性を計算する工程と、
（３）前記力学特性を評価する工程と、
（４）前記設計変数を所定のアルゴリズムに従って選択する工程を有し、
前記（１）から（４）の工程を反復することによって、樹脂製品の力学特性を最適化する樹脂製品の設計方法において、
前記（１）の工程において、前記複数種類の機能マクロファイルの中から少なくとも１つの機能マクロファイルを選択的に実行することを特徴とする樹脂製品の設計方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の樹脂製品の設計方法に基づいて設計する工程と、前記設計工程で最適化された被評価モデルに基づいて樹脂製品を成形する工程とを有することを特徴とする樹脂製品の製造方法。
【請求項４】
設計変数に応じて所定の構造を有する被評価モデルを作成し、この被評価モデルの力学特性を計算して評価するルーチンを反復することによって、樹脂製品の力学特性を最適化する樹脂製品の設計プログラムにおいて、
被評価モデルを作成する際に、特定の機能を行うマクロ操作を定義する機能マクロファイルを事前に複数種類用意し、この複数種類の機能マクロファイルを組み合わせて実行することを特徴とする樹脂製品の設計プログラム。
【請求項５】
設計変数に応じて所定の構造を有する被評価モデルを作成し、この被評価モデルの力学特性を計算して評価するルーチンを反復することによって、樹脂製品の力学特性を最適化する樹脂製品の設計プログラムにおいて、
被評価モデルを作成する際に、前記複数種類の機能マクロファイルの中から少なくとも１つの機能マクロファイルを選択的に実行することを特徴とする樹脂製品の設計プログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、数値解析と計算機支援による最適化手法の組み合わせを用いて、樹脂製品の力学特性を最適化を行なう樹脂製品の設計方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
樹脂製品は、その多くの利点を活かして多種の工業製品の主要要素としてますますその用途を広げつつある。このような製品の開発において、仮想モデルにて力学特性を評価する解析技術は、開発期間短縮・コスト削減の面から非常に有効なツールであるといえる。近年、このような解析技術と計算機支援最適化（ＣＡＯ）技術の組み合わせによって、特定の用途に望まれる力学特性を持つ製品構造を求める構造最適化手法も実用化されつつあり、複雑な形状の最適設計事例も報告されている。
【０００３】
例えば、衝撃吸収特性の評価のような高度に複雑な力学特性を最適化するための構造最適化手法の一例を、自動車等において乗員保護を目的とした車室内装部品として使用されるプラスチック製衝撃吸収用部品の設計について説明する。近年、乗員保護を目的とした車室内衝撃規制（ＦＭＶＳＳ２０１Ｕ等）が強化され、このような部品に対しても、より高度な衝撃吸収特性が求められている。この例の衝撃吸収用の内装部品は、室内に面する意匠部と、その裏面側のリブ構造体とを有している。図２４は、そのような部品を製造するプロセスのフロー図であり、以下の工程を含んでいる。
【０００４】
まず、ステップ２において設計対象部品の意匠部を決め、基準形状を決定する。ステップ３において、基準形状の解析モデルを作成する。そして、ステップ４において、設計対象となる修正部分（リブ部）を作成し、これを基準形状に組み合わせた解析モデルを作成する。
【０００５】
次に、ステップ５において、作成した解析モデルを用いて衝撃解析を実行する。ステップ６において、衝撃解析の結果のデータから衝撃吸収性能を評価する。この評価値に対して、ステップ７において、衝撃吸収性能を最良とするリブ部構造であるかを判断する。最良でないと判断した場合は、ステップ８において、用いた最適化手法のアルゴリズムに従って設計変数を選択し、ステップ４に戻って解析モデルを再度作成（修正）し、ステップ５〜８を行なう。このようなステップ４〜８のプロセスを評価値が最良の結果に収束するまで繰り返して行なう。
【０００６】
ステップ７において評価値が最良の結果に収束していると判断すれば、それによって構造が決定され、ステップ９において部品図面を作成し、ステップ１０において金型を作成し、ステップ１１において、先に決定した使用材料を用いて部品の成形を行なう。以上のように、樹脂製品の設計の自動化においては、任意の設計変数の解析用形状モデルの作成が繰り返し実行される。
【０００７】
ところで、多くのソフトウエアは、特定の手順を定義したマクロファイルを活用することにより、その機能を高めることができるようになっている。マクロファイルは、所定のマクロ言語を用いて記述することができるが、ソフト上での人間の操作を記録してマクロファイルを作成する方法も有る。
【０００８】
上記のステップ３又はステップ４において解析用形状モデルを作成するために用いられるメッシュジェネレータ、プリプロセッサ等のモデル作成ソフトにおいても、予め機能別のマクロファイルを作成し、必要に応じて呼び出して実行する、あるいは、ソフトプログラムの立ち上げ時に実行を指示することにより一連の手順を自動的に実行させることが可能となっている。例えば、内装部品のパネル状のボディ部に複数（ｎ個）の横リブを形成した形状モデルを作成する場合のモデル作成ソフトにおける動作は、以下のようになる。
▲１▼  ボディ部のデータ、最初の横リブの作成位置、その他の条件を含む基準モデルを保存したファイルを読込む。
▲２▼  指定された位置に最初のリブを作成し、接合条件を設定する。
▲３▼  Ｐｍｍ移動した位置にリブを作成し、接合条件を設定する。
▲４▼  ▲３▼をさらに（ｎ−２）回繰り返す。
▲５▼  作成された形状を解析用入力ファイルに保存する。
【０００９】
モデル作成ソフトのマクロ作成機能を使って、このような一連の動作を記録したものを全体マクロファイルとしておけば、ソフトの立ち上げ時にこの全体マクロファイルを読み込ませることで、ｎ個の横リブを形成する作業を自動的に行わせることができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
モデル作成ソフトに上記のような全体マクロファイルを組み込んで用いることにより、基準モデルに設定された、例えば、リブの位置や寸法等の変数を変えて形状モデルを繰り返し作成することができる。従って、これらの形状モデルに対して所定の解析ソフトを用いて解析を行なうことにより、これらの変数に関する評価及び最適化を行なうことができる。さらに、このような解析ソフトを適当なアルゴリズムを用いた最適化ソフトと組み合わせることにより、図２４に示すような最適化作業までを自動化して行なうこともできる。
【００１１】
しかしながら、上記の方法では、複数の異なる操作を自由に組み合わせてより複雑な操作を行わせることはできない。また、設計変数の変化に応じて所定の条件を判断し、その条件の当否に応じて後の処理操作を変えるような「分岐」を含む工程を自動化することもできない。従って、そのような複雑な処理操作を含む形状モデル作成の場合には、図２４の最適化作業を完全に自動化して行なうことができなかった。
【００１２】
この発明は、形状モデル作成において、ソフトを効率的に動作させるマクロファイルの機能を拡大し、より柔軟性の高い、効率的なプログラムを構築することにより、複雑な処理操作を含む形状モデル作成に基づく最適化作業を自動化することができるような樹脂製品の設計方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この発明は、前記課題を解決するためになされたもので、（１）設計変数に応じて所定の構造を有する被評価モデルを作成する工程と、（２）所定の解析ソフトによって前記被評価モデルの力学特性を計算する工程と、（３）前記力学特性を評価する工程と、（４）前記設計変数を所定のアルゴリズムに従って選択する工程を有し、前記（１）から（４）の工程を反復することによって、樹脂製品の力学特性を最適化する樹脂製品の設計方法において、前記（１）の工程において、特定の機能を行うマクロ操作を定義する機能マクロファイルを事前に複数種類用意し、この複数種類の機能マクロファイルを組み合わせて実行することを特徴とする樹脂製品の設計方法である。
【００１４】
これにより、複数種類の機能を組み合わせて実行する複雑な操作を行なう場合でも、複数種類の機能マクロファイルを適宜に組み合わせて実行するだけでよく、精度の高いモデル作成を効率的に行なうことができる。また、条件判断結果に応じて組み合わせ方を変化させることができるので、プロセスの要求に応じた複雑な処理操作を含む形状モデル作成に基づいて最適化作業を自動化することができ、樹脂製品の設計能力を大幅に向上させることができる。
【００１５】
この発明の他の態様は、（１）設計変数に応じて所定の構造を有する被評価モデルを作成する工程と、（２）所定の解析ソフトによって前記被評価モデルの力学特性を計算する工程と、（３）前記力学特性を評価する工程と、（４）前記設計変数を所定のアルゴリズムに従って選択する工程を有し、前記（１）から（４）の工程を反復することによって、樹脂製品の力学特性を最適化する樹脂製品の設計方法において、前記（１）の工程において、前記複数種類の機能マクロファイルの中から少なくとも１つの機能マクロファイルを選択的に実行することを特徴とする樹脂製品の設計方法である。
【００１６】
これにより、例えば、同一形状要素を作成する複数種の操作を用意しておき、条件判断の結果に基づいて最適な操作を選んで実行する分岐プロセスを用いることにより、形状モデル作成のプロセスの要求に柔軟に対応することができ、複雑な処理操作を含む形状モデル作成に基づく最適化設計作業を自動化することができる。
【００１７】
直接にモデル作成ソフトを制御する機能を持つ全体マクロファイルを用い、この全体マクロファイルを介してモデル作成ソフトを制御するのが効率的である。設計変数が選択される都度、バッチプログラムによって全体マクロファイルが書き換えられて実行される。設計変数の選択により単位形状要素数が変化すると、全体マクロファイルへの反復記録回数が修正される。単位マクロファイルは、通常は、モデル作成ソフトが有するマクロ操作記録機能を用いて作成する。
【００１８】
なお、設計変数としては、寸法や形状に関わる構造パラメータのみならず、例えば、弾性率、静的降伏応力、破断塑性歪みのような、樹脂材料の特性を表す材料物性値を設計変数として用いることもできる。この場合は、樹脂材料の選択は、最適化された材料物性値に基づいて行われる。設計変数として、構造パラメータと材料物性値の双方を用いて最適化を行えば、構造と材料を組み合わせた形で最適化がなされ、より良い性能の樹脂製品設計結果が得られる。
【００１９】
上記の設計方法を用いた樹脂製品は具体的には、例えば、射出成形品として製造される。射出成形は、樹脂加熱手段、混練用スクリュー、及び成形用金型を備えた射出成形機を用いて、以下のような工程で行われる。
▲１▼樹脂材料を射出成形機に投入する。
▲２▼射出成形機に投入した樹脂材料を樹脂加熱手段で加熱することによりその樹脂成分を溶融させると共に、混練用スクリューを回転させることにより混練する。
▲３▼加熱及び混練した樹脂材料を成形用金型に射出することにより射出成形品を成形する。
【００２０】
この発明の他の態様は、設計変数に応じて所定の構造を有する被評価モデルを作成し、この被評価モデルの力学特性を計算して評価するルーチンを反復することによって、樹脂製品の力学特性を最適化する樹脂製品の設計プログラムにおいて、被評価モデルを作成する際に、特定の機能を行うマクロ操作を定義する機能マクロファイルを事前に複数種類用意し、この複数種類の機能マクロファイルを組み合わせて実行することを特徴とする樹脂製品の設計プログラムである。
【００２１】
この発明のさらに他の態様は、設計変数に応じて所定の構造を有する被評価モデルを作成し、この被評価モデルの力学特性を計算して評価するルーチンを反復することによって、樹脂製品の力学特性を最適化する樹脂製品の設計プログラムにおいて、被評価モデルを作成する際に、前記複数種類の機能マクロファイルの中から少なくとも１つの機能マクロファイルを選択的に実行することを特徴とする樹脂製品の設計プログラムである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の実施の形態を図面を参照して説明する。この実施の形態は、自動車用内装部品であるピラーガーニッシュを解析対象とするもので、これは、図１（ａ）〜（ｃ）に示すように全体に扁平な柱状で、室内に面する意匠部と、裏面側のボディ部に囲まれた構造となっている。ボディ部はパネル状になっており、意匠部はリブ部を覆うようなコ字状断面のチャンネル構造を有している。リブ部は、長手方向の１本の縦リブと、複数の横リブとから構成されている。
【００２３】
これは、図２に示すように、人体の頭部を模したフリーモーションヘッドフォーム（ＦＭＨ）を所定の速度で内装部品に衝突させる衝突試験により評価される。この図では、ボディ部を省いて示している。このような部材を実際に作製して試験する代わりに、コンピュータにより衝撃解析ソフトを用いて解析を行い、さらには最適化ソフトを用いて最適な構造を設計することが、この実施の形態の目的である。設計又は製造の全体の工程は、図２４において説明した従来の工程と同じである。
【００２４】
図３は、この実施の形態における解析システムの構成を示すブロック図であり、オペレーティングシステム（ＯＳ）上で動作する実行モジュールと、保存されたデータファイルを有している。鎖線の矢印は、実行モジュールへ保存データが読み込まれる場合を示し、一転鎖線の矢印は、実行モジュールから保存データへ出力される場合、つまりデータが書き換えられる場合を示している。
【００２５】
実行モジュールとして、モデル作成ソフト、解析ソフト、最適化支援ソフトが用意されており、さらに、モデル作成ソフトを全体マクロファイルを介して制御するバッチプログラムが用意されている。データファイルとしては、モデル作成ソフトにその特定の機能を行なわせる機能別マクロファイル、モデル作成ソフトに一連の処理を行わせる全体マクロファイル、モデル作成ソフトの出力結果である解析用ファイル、及び、解析ソフトの出力である解析結果ファイルが用意される。
【００２６】
モデル作成ソフトは、所定の入力された形状データに基づいて有限要素法に基づく解析用のデータを作成するもので、メッシュ要素の作成、要素番号、節点番号の指定、接触条件、接合条件等の各種条件の設定等を、必要に応じて人間の手入力を併用しつつ実行する。既述したように、入力の簡略化・自動化を図るために、所定の命令を実行するマクロ機能を有しており、その内容はマクロファイルに記録されている。
【００２７】
最適化支援ソフトは、解析ソフトの解析結果を所定の手法によって評価するもので、必要に応じて、次の解析用モデルを作成するためのパラメータを定め、そのパラメータに基づいてバッチファイル又は機能別マクロファイルを書き換える。
【００２８】
次に、機能別マクロファイルを用意する過程を、図４、図５のフロー図及び図１、図６〜図２１を用いて具体的に説明する。まず、図４において、事前作業として基準形状モデルを作成する。ステップ１において、モデル作成ソフトをスタートし、ステップ２において、オリジナルデータファイルを読み込む。このオリジナルデータファイルには、モデル作成に際して必要なデータ、すなわち、予めＣＡＤソフトで作成された図１（ａ）〜（ｃ）に示す意匠部及びボディ部のデータ等が保存されている。
【００２９】
モデル作成ソフトは、図１（ｂ）に示す、読み込んだＣＡＤデータから図６（ａ）に示すシェル要素［意匠部］を作成し、これに、例えば、節点番号として１〜３２０５を、要素番号として１〜３０８３が割り当てる。同様に、図６（ｂ）において、ＣＡＤデータからシェル要素［ボディ部］を作成する（節点番号：５００１〜８８４０、要素番号：５００１〜８８４０）。さらに、図７（ａ）において、基準データファイルからＦＭＨモデル（節点番号：１０００１〜１２１８０、要素番号：１０００１〜１２０４０）を読み込み、図７（ｂ）において、意匠部の完全拘束部（固定部分）を設定する。次に、図８（ａ）においてＦＭＨの初期速度を設定し、図８（ｂ）において、ＦＭＨと意匠部の接触条件を設定する。そして、図９（ａ）において、ボディ部と意匠部の接触条件を設定し、図９（ｂ）において、意匠部とリブ部の接合条件の内、意匠部の接合条件のみを設定する。
【００３０】
次に、図１０に示すように、リブ部作成用の曲面と節点番号・要素番号管理用の仮の要素を作成し（節点番号：５９９９７〜６００００、要素番号：６００００）、番号の「切り」を良くしておく。これにより、これに続く番号の領域（節点番号：６０００１〜、要素番号：６０００１〜）が、作成された形状節点・要素に割り当てる番号となり、これは後に説明するように、仮保存用領域となる。ここまでのプロセスで作成されたデータを、基準形状モデルファイルとして保存する。
【００３１】
次に、図５に示す工程によって機能別マクロファイルを作成する。モデル作成ソフトをスタートし（ステップ１）、上記の基準形状モデルデータの読み込みを行なう。このプロセスを記録して記録マクロファイルとし、これを修正して機能別マクロファイル（ａ）とする（ステップ２）。
【００３２】
次に、最初の縦リブを形成すべき位置に縦リブを作成する。すなわち、図１１（ａ）において、縦リブ部作成用の基準直線を作成し、図１１（ｂ）において、横リブ間隔部以外の基準直線を削除し、図１１（ｃ）において、基準直線を意匠／ボディ側の曲面に投影する。そして、図１２（ａ）において、投影した直線を用いて縦リブ部のシェル要素を作成し（節点番号６０００１〜６００５４、要素番号：６０００１〜６００４０）、要素作成に用いた直線を削除する。
【００３３】
次に、図１２（ｂ）において、接合条件を指定する。有限要素法に基づく解析を行なう場合に、異なる部材の要素間の拘束条件を設定する方法として、節点どうしを関連付ける節点共有方式と、節点を要素に対して関連付ける節点非共有方式があり、複雑な形状のモデルを作成する場合や、決められた部分を修正することが予測される場合等、条件に応じて使い分ける。ここで採用している節点非共有方式では、一方の部材の拘束される節点を指定すると、解析ソフトが位置関係から事前に指定した範囲の他方の部材の対応する要素を特定する。ただし、形状モデルを自動的に作成することを想定した場合、モデル作成ソフトは、要素のどの節点が接合対象となるエッジにあるかを判断できない。そこで、ここでは、接合条件を指定する目的の仮の梁要素［黒線部］を作成し（要素番号：６００４１〜６００５８）、これを用いて、人間がモデル作成ソフトの画面上で接合する節点を指定する作業を行い、これを記録することにより、機能別マクロファイルを作成する。これは、通常、カーソル移動とマウスクリックで達成される簡単な作業である。
【００３４】
次に、図１２（ｃ）において、作成した要素・節点番号を４０００１〜６００００の範囲で未使用の小さい番号順に並べ替える。この並び替えの操作により、一旦作成してから消去したようなデータに割り当てられていた空白の番号は除去される。また、必要なデータは保存領域に保存されたので、６００００番代の仮保存領域は再使用が可能になる。この例では、作成された最初の縦リブでは、節点番号：４０００１〜４００５４、要素番号：４０００１〜４００５８となる。図１１から図１２（ｃ）までのプロセスを記録して記録マクロファイルとし、これを修正して機能別マクロファイル（ｂ）とする（ステップ３）。
【００３５】
なおこの実施の形態では、１つのピッチの縦リブの長手方向における要素数を変えて３つの機能別マクロファイル（ｂ１），（ｂ２），（ｂ３）を作成した。すなわち、機能別マクロファイル（ｂ１）においては要素数ｋ１＝４と設定し、機能別マクロファイル（ｂ２）においてはｋ２＝８と設定し、機能別マクロファイル（ｂ３）においてはｋ３＝１６と設定した。これは、後述するようにピッチＰの値に合わせて要素数を設定し、有限要素法による解析の精度を一定に保つためである。図面ではｋ２＝８を示している。要素数は、この例にとらわれず、適宜に設定することができる。
【００３６】
次に、最初の位置から所定のピッチＰｍｍ移動し、図１１〜図１２（ｂ）の操作を繰り返して次のリブのシェル要素と、接合条件を指定する目的の仮の梁要素を作成する（節点番号６０００１〜６００５４、要素番号：６００４１〜６００５８）。そして、接合条件を指定した後、図１２（ｃ）と同じに、作成した要素・節点番号を４０００１〜６００００の範囲で未使用の小さい番号順に並べ替える。ピッチＰｍｍの移動と、それに続く図１１から図１２（ｃ）までのプロセスを記録して記録マクロファイルとし、これを修正して機能別マクロファイル（ｃ）とする（ステップ４）。なお、ステップ３と同様に、長手方向における要素数を変えて３つの機能別マクロファイル（ｃ１），（ｃ２），（ｃ３）を作成した。
【００３７】
次に、指定された位置に横リブを作成する。まず、図１４において、意匠／ボディ側間に曲面を作成し、それぞれを３つに分割し、基準円弧を作成し、図１５において、基準円弧を要素作成位置へ移動し、図１６（ａ）において、基準円弧をコピーしボディ側曲面に投影する。さらに、図１６（ｂ）において、他の８つの曲面に同じ操作を実施する。次に、図１６（ｃ）において、意匠／中間曲面上の曲線にて要素を作成し（節点番号：６０００１〜６００５５、要素番号：６０００１〜６００４０）、図１６（ｄ）において、他の２つの部分に同じ操作を実施する（節点番号：６００５６〜６０１５５、要素番号：６００４１〜６０１２０）。図１６（ｅ）において、ボディ／中間曲面上の曲線にて要素を作成し（節点番号：６０１５６〜６０１６６、要素番号：６０１２１〜６０１３０）、図１６（ｆ）において、他の２つの部分に同じ操作を実施する（節点番号：６０１６７〜６０１８６、要素番号：６０１３１〜６０１５０）。図１７（ａ）において、要素作成に用いた曲線を削除する。そして、図１７（ｂ）において、接合条件用の梁要素［黒線部］を作成し（要素番号：６０１５１〜６０１８０）、これを用いて接合する節点を指定する。図１７（ｃ）において、作成した要素・節点番号を４０００１〜６００００で未使用番号の小さい番号順に並べ替える（節点番号：４０３７９〜４０５６４、要素番号：４０４０７〜４００５８６）。ここまでのプロセスを記録して修正し、機能別マクロファイル（ｄ）が作成される（ステップ５）。
【００３８】
次に、最初の位置から所定のピッチＰｍｍ移動し、図１５〜図１７（ｃ）の操作を繰り返し、次の横リブを作成する。ここまでのプロセスを記録して修正し、機能別マクロファイル（ｅ）が作成される（ステップ６）。
【００３９】
次に、以下の調整作業を行なう。すなわち、図１９（ａ）において、意匠部とリブの接触条件を設定し、図１９（ｂ）において、ボディ部とリブの接触条件を設定する。図２０（ａ）において、梁要素を参照して意匠部とリブの接合条件のリブ部側を設定し、図２０（ｂ）において、縦リブと横リブの接合条件のうち、縦リブ部については梁要素を参照して設定し、横リブ部については対象要素を参照し設定する。図２１（ａ）において、作成に用いた曲面、曲線、仮の要素を削除する。図２１（ｂ）において、部品モデルとＦＭＨモデルの位置関係を修正する。ここまでのプロセスを記録して修正し、機能別マクロファイル（ｆ）が作成される（ステップ７）。
【００４０】
次に、モデル作成ソフトは、作成された形状モデルを解析用入力ファイルに保存する。このプロセスを記録して修正し、機能別マクロファイル（ｇ）が作成される（ステップ８）。
【００４１】
以上の工程により、以下のような機能別マクロファイルが作成される。
（１）機能別マクロファイル（ａ）：基準形状モデルを読込む。
（２）機能別マクロファイル（ｂ１），（ｂ２），（ｂ３）：指定された位置に所定の要素数の縦リブを作成する。
（３）機能別マクロファイル（ｃ１），（ｃ２），（ｃ３）：Ｐｍｍ移動した位置に所定の要素数の縦リブを作成する。
（４）機能別マクロファイル（ｄ）：指定された位置に横リブを作成する。
（５）機能別マクロファイル（ｅ）：Ｐｍｍ移動した位置に横リブを作成する。
（６）機能別マクロファイル（ｆ）：最終的な調整作業を行なう。
（７）機能別マクロファイル（ｇ）：作成された形状モデルを解析用入力ファイルに保存する。
【００４２】
一方、バッチプログラムはＯＳ上の所定の言語で記述されて作成されている。これは、機能別マクロファイル（ａ）〜（ｇ）を読み込み、これを以下のように順次並べた全体マクロファイルを作成する。
2004174850.tif 000003
【００４３】
なお、この実施の形態では、バッチファイルは、最適化支援ソフトからの出力を受け入れるようになっており、最適化支援ソフトの結果に応じて、例えば、ｎの値が選択される。
【００４４】
次に、図３に示す解析システムによる解析の工程を、図２２のフロー図を参照して説明する。ソフトをスタートさせると（ステップ１）、バッチプログラムは機能別マクロファイル（ａ）〜（ｇ）を読み込み、その内容を全体マクロファイルに上述したように繰り返しを含めて書き込む（ステップ２）。モデル作成ソフトは全体マクロファイルを読み込み、これに沿って１回のモデル作成処理を行い（ステップ３）、作成した形状モデルを解析用ファイルとして出力する（ステップ４）。
【００４５】
ステップ３におけるモデル作成処理プロセスについて、図２３及び図１０〜３６を用いて説明する。形状モデル作成ソフトがスタートし（ステップ１）、全体マクロファイル中の機能別マクロファイル（ａ）の内容が実行され、基準形状モデルが読み込まれる（ステップ２）。これにより、図１０の工程までが実行された状態となる。
【００４６】
次に、モデル作成ソフトは、ピッチＰを算出し（ステップ３）、これを予め解析精度の均一化を考慮して決めたＰ１，Ｐ２（Ｐ１＜Ｐ２）と比較する（ステップ４−１，４−２）。そして、Ｐ＜Ｐ１であれば機能別マクロファイル（ｂ１）及び機能別マクロファイル（ｃ１）の部分に従って、Ｐ１≦Ｐ＜Ｐ２であれば機能別マクロファイル（ｂ２）及び機能別マクロファイル（ｃ２）の部分に従って、Ｐ２≦Ｐであれば機能別マクロファイル（ｂ３）及び機能別マクロファイル（ｃ３）の部分に従って、以下のプロセスを行なう。なお、以下は、Ｐ１≦Ｐ＜Ｐ２の場合のみを説明する。
【００４７】
モデル作成ソフトは、全体マクロファイル中の機能別マクロファイル（ｂ２）の部分に従って、図１１〜図１２（ａ）のプロセスで最初の縦リブを形成すべき位置に縦リブを作成し、図１２（ｂ）において、接合条件を指定し、図１２（ｃ）において、作成した要素・節点番号を４０００１〜６００００の範囲で未使用の小さい番号順に並べ替える。作成された最初の縦リブでは、節点番号：４０００１〜４００５４、要素番号：４０００１〜４００５８となる（ステップ５−２）。
【００４８】
次に、全体マクロファイル中の機能別マクロファイル（ｃ２）  の部分の指示により、モデル作成ソフトは、最初の位置から所定のピッチＰｍｍ移動し、図１１〜図１２（ｂ）の操作を繰り返して次のリブのシェル要素と、接合条件を指定する目的の仮の梁要素を作成する（節点番号６０００１〜６００５４、要素番号：６００４１〜６００５８）。そして、接合条件を指定した後、図１２（ｃ）において、作成した要素・節点番号を４０００１〜６００００の範囲で未使用の小さい番号順に並べ替える。これにより作成される縦リブは、節点番号：４００５５〜４０１０８、要素番号：４００５９〜４０１１６となる（ステップ６−２）。
【００４９】
全体マクロファイルには、機能別マクロファイル（ｃ２）  が（ｎ−２）回分反復して書き込まれているので、上記のピッチＰｍｍの移動と図１１〜図１２（ｃ）の操作がさらに（ｎ−３）回繰り返される。これにより、図１３に示すように、最終的にｎ−１個（ここではｎ＝８）の縦リブが作成される。並び替えの動作により、作成されたデータは順次保存領域に蓄積され、その節点番号は４０００１〜４０３７８、要素番号は４０００１〜４０４０６となる（ステップ７−２）。
【００５０】
次に、全体マクロファイル中の機能別マクロファイル（ｄ）  の部分の指示により、図１４〜図１７（ｃ）で既に説明した工程で、モデル作成ソフトは指定された位置に横リブを作成する。この結果、図１７（ｃ）において、作成した要素・節点番号は４０００１〜６００００で未使用番号の小さい番号順に並べ替えられる（節点番号：４０３７９〜４０５６４、要素番号：４０４０７〜４００５８６）（ステップ８）。
【００５１】
次に、機能別マクロファイル（ｅ）  の内容に基づき、モデル作成ソフトは、最初の位置から所定のピッチＰｍｍ移動し、図１５〜図１７（ｃ）の操作を繰り返し、次の横リブを作成する（ステップ９）。機能別マクロファイル（ｅ）  の内容は全体マクロファイルに（ｎ−１）回分書き込まれており、横リブ作成の操作がさらに（ｎ−２）回繰り返され、図１８に示すように、最終的にｎ個（ここではｎ＝８）の横リブが作成される（節点番号：４０３７９〜４１８６６、要素番号：４０４０７〜４１８１６）（ステップ１０）。
【００５２】
次に、機能別マクロファイル（ｆ）  の内容に基づき、モデル作成ソフトは、先に説明したように、図１９（ａ）〜図２１（ｂ）に示す調整作業を行なう（ステップ１１）。次に、機能別マクロファイル（ｇ）  の内容に基づき、モデル作成ソフトは、作成された形状モデルを解析用入力ファイルに保存する（ステップ１２）。
【００５３】
このように、異なる機能別マクロファイルを条件に応じて選択する「分岐」プロセスを用いることにより、ピッチＰの値に合わせて要素数を設定し、有限要素法による解析の精度を一定に保つことができる。また、単位となる機能別マクロファイルを反復動作させることにより、多数のデータ作成という煩雑な作業を省くことができるとともに、バッチプログラムを保存するバッチファイル中のｎの値を書き換えることにより、横リブの数（ｎ）自体をパラメータとして変化させて最適化するというループの実行が達成される。
【００５４】
次に、図２２の樹脂製品設計工程に戻り、ステップ５において、解析ソフトは作成された解析用ファイルを読み込んで、衝撃解析、構造解析、流動解析等の所定の解析を行い、ステップ６において、解析結果ファイルを出力する。最適化支援ソフトは、解析ソフトの解析結果を所定の手法によって評価し（ステップ７）、求める結果が得られたかどうかを判断する（ステップ８）。求める結果でないと判断した場合は、次の解析用モデルを作成するためのパラメータを定め、修正パラメータに基づいてバッチファイル又は機能別マクロファイルを書き換える（ステップ９）。以下、ステップ２〜８の過程を、求める結果が得られるまで繰り返される。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、ソフト上の複雑な処理操作に柔軟に対応して、効率的で使い勝手の良いモデル作成を行なうことができる。それにより、複雑な処理操作を含むプロセスの最適化作業を自動化することができ、解析機能の柔軟性を高め、優れた性能を有する樹脂製品の設計を容易とし、樹脂製品の性能の向上、用途の拡大に大きく寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態によって作成するモデルの対象である内装部品の意匠部及びボディ部のＣＡＤによる形状を示す図である。
【図２】内装部品の衝撃試験方法を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態の解析システムの構成を示すブロック図である。
【図４】この発明の実施の形態の形状モデル作成の準備工程を説明するフロー図である。
【図５】同じく、この発明の実施の形態の形状モデル作成の準備工程を説明するフロー図である。
【図６】モデル作成ソフトが、読み込んだＣＡＤデータからシェル要素を作成する工程を説明する図である。
【図７】（ａ）は、基準データファイルからＦＭＨモデルを読み込む工程、（ｂ）は、意匠部の完全拘束部（固定部分）を設定する工程、をそれぞれ示す図である。
【図８】（ａ）はＦＭＨの初期速度を設定する工程、（ｂは、ＦＭＨと意匠部の接触条件を設定する工程、をそれぞれ説明する図である。
【図９】（ａ）は、ボディ部と意匠部の接触条件を設定する工程、（ｂ）は、意匠部とリブ部の接合条件の内、意匠部の接合条件のみを設定する工程、をそれぞれ説明する図である。
【図１０】節点番号・要素番号管理用の仮の要素を作成する工程を説明する図である。
【図１１】（ａ）〜（ｃ）は、縦リブを作成する工程を示す図である。
【図１２】（ａ）〜（ｃ）は、縦リブを作成する工程を示す図である。
【図１３】縦リブを作成する工程を示す図である。
【図１４】横リブを作成する工程を示す図である。
【図１５】横リブを作成する工程を示す図である。
【図１６】（ａ）〜（ｆ）は、横リブを作成する工程を示す図である。
【図１７】（ａ）〜（ｃ）は、横リブを作成する工程を示す図である。
【図１８】横リブを作成する工程を示す図である。
【図１９】（ａ）は、意匠部とリブの接触条件を設定する工程を示す図、（ｂ）は、ボディ部とリブの接触条件を設定する工程を示す図である。
【図２０】（ａ）は、意匠部とリブの接合条件のリブ部側を設定する工程を示す図、（ｂ）は、縦リブと横リブの接合条件を設定する工程を示す図である。
【図２１】（ａ）は、作成に用いた曲面、曲線、仮の要素を削除する工程を示す図、（ｂ）は、部品モデルとＦＭＨモデルの位置関係を修正する工程を示す図である。
【図２２】この発明の解析システムによる解析の工程を説明するフロー図である。
【図２３】この発明の形状モデル作成工程を説明するフロー図である。
【図２４】従来の樹脂製品の設計工程を説明するフロー図である。
【符号の説明】
１０  意匠部
１２  ボディ部
１４  リブ部
１６  縦リブ
１８  横リブ
２０  フリーモーションヘッドフォーム
【図１】
2004174850.tif 000004
【図２】
2004174850.tif 000005
【図３】
2004174850.tif 000006
【図４】
2004174850.tif 000007
【図５】
2004174850.tif 000008
【図６】
2004174850.tif 000009
【図７】
2004174850.tif 000010
【図８】
2004174850.tif 000011
【図９】
2004174850.tif 000012
【図１０】
2004174850.tif 000013
【図１１】
2004174850.tif 000014
【図１２】
2004174850.tif 000015
【図１３】
2004174850.tif 000016
【図１４】
2004174850.tif 000017
【図１５】
2004174850.tif 000018
【図１６】
2004174850.tif 000019
【図１７】
2004174850.tif 000020
【図１８】
2004174850.tif 000021
【図１９】
2004174850.tif 000022
【図２０】
2004174850.tif 000023
【図２１】
2004174850.tif 000024
【図２２】
2004174850.tif 000025
【図２３】
2004174850.tif 000026
【図２４】
2004174850.tif 000027