(57)【要約】【課題】構造解析に必要な各種条件を容易に設定できるようにする。【解決手段】各色に要素サイズ，荷重条件又は拘束条件（以下「解析条件」という）を関連付け、これをカラーパレットとしてモニタに表示させる。そして、マウスやライトペンなどのポインティングデバイスを用いて、カラーパレットの中から所望する解析条件に対応した色を選択し、モデルに色を塗る。その後、色が塗られた領域に対して、その色に関連付けられた解析条件を設定する。また、モデルに色を塗る代わりに、色分けやラインにより区画されたモデルの所定領域に対して、解析条件の目安となる二次元図形や線分を描き、これらに比例した解析条件を設定するようにしてもよい。さらに、色分けやラインにより区画されたモデルの所定領域に対して、基準値と曲線とを描き、両者の間隔から求められた関数分布に応じて解析条件を設定するようにしてもよい。【選択図】  図３
2004280543.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポインティングデバイスを用いてモデルに色を塗り、色が塗られた領域にその色に関連付けられた要素サイズを設定する第１の要素サイズ設定方法と、
ポインティングデバイスを用いてモデルの所定領域に重畳するように二次元図形を描画し、該所定領域に二次元図形の大きさに比例した要素サイズを設定する第２の要素サイズ設定方法と、
ポインティングデバイスを用いてモデルの所定領域に重畳するように線分を描画し、該所定領域に線分の長さに比例した要素サイズを設定する第３の要素サイズ設定方法と、
ポインティングデバイスを用いてモデルの所定領域に重畳するように基準線及び曲線を描画し、該基準線と曲線との距離から関数分布を求め、前記所定領域に関数分布により定義される値を要素サイズとして設定する第４の要素サイズ設定方法と、
の少なくとも１つを備えたことを特徴とする構造解析条件設定方法。
【請求項２】
ポインティングデバイスを用いてモデルに色を塗り、色が塗られた領域にその色に関連付けられた荷重値の等分布荷重を設定する一方、ポインティングデバイスを用いてモデルの所定領域に荷重方向を示すラインを描画し、該所定領域にラインが示す荷重方向にその描画色に関連付けられた荷重値の集中荷重を設定する第１の荷重条件設定方法と、
ポインティングデバイスを用いてモデルの所定領域に重畳するように二次元図形を描画し、該所定領域に二次元図形の大きさに比例した荷重値の等分布荷重を設定する一方、ポインティングデバイスを用いてモデルの所定領域に荷重方向を示すラインを描画し、該ラインに重畳するように二次元図形を描画し、前記所定領域にラインが示す荷重方向に二次元図形の大きさに比例した荷重値の集中荷重を設定する第２の荷重条件設定方法と、
ポインティングデバイスを用いてモデルの所定領域に重畳するように線分を描画し、該所定領域に線分の長さに比例した荷重値の等分布荷重を設定する一方、ポインティングデバイスを用いてモデルの所定領域に荷重方向を示すラインを描画し、該所定領域にラインが示す荷重方向にその長さに比例した荷重値の集中荷重を設定する第３の荷重条件設定方法と、
ポインティングデバイスを用いてモデルの所定領域に重畳するように基準線及び曲線を描画し、該基準線と曲線との距離から関数分布を求め、前記所定領域に関数分布により定義される値を荷重値とする分布荷重を設定する第４の荷重条件設定方法と、
の少なくとも１つを備えたことを特徴とする構造解析条件設定方法。
【請求項３】
ポインティングデバイスを用いてモデルに色を塗り、色が塗られた領域にその色に関連付けられた拘束条件を設定する第１の拘束条件設定方法と、
ポインティングデバイスを用いてモデルの所定領域に変位方向を示すラインを描画し、該ラインに重畳するように二次元図形を描画し、前記所定領域にラインが示す変位方向に二次元図形の大きさに比例した変位量だけ変位させる拘束条件を設定する第２の拘束条件設定方法と、
ポインティングデバイスを用いてモデルの所定領域に変位方向を示すラインを描画し、該所定領域にラインが示す変位方向にその長さに比例した変位量だけ変位させる拘束条件を設定する第３の拘束条件設定方法と、
ポインティングデバイスを用いてモデルの所定領域に変位方向を示すラインを描画し、該所定領域にラインが示す変位方向にその描画色に関連付けられた変位量だけ変位させる拘束条件を設定する第４の拘束条件設定方法と、
の少なくとも１つを備えたことを特徴とする構造解析条件設定方法。
【請求項４】
前記モデルの所定領域は、色分けにより区画されることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の構造解析条件設定方法。
【請求項５】
前記モデルの所定領域は、該モデルに重畳するように描画されたラインを、当該モデルに射影した線により区画されることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の構造解析条件設定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、構造解析に必要な各種条件を容易に設定できるようにする技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
構造解析に際しては、特許文献１に記載されるように、モデルを所定の大きさの要素（メッシュ）で分割すると共に、各要素に対して荷重条件や拘束条件などの各種条件を必要に応じて設定する必要がある。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−１４９７１２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の構造解析システムでは、モデルを要素で分割する条件のみならず、各要素に対して他の条件を設定するときにも、手入力でその数値を入力しなければならなかった。このため、構造解析条件の設定操作が煩雑であると共に、設定条件についても感覚的に把握し難いという問題点があった。
【０００５】
そこで、本発明は以上のような従来の問題点に鑑み、モデルを分割した各領域に対して、マウスやライトペンなどのポインティングデバイスにより構造解析条件を設定できるようにすることで、構造解析に必要な各種条件の設定を容易にした構造解析条件設定方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明に係る構造解析条件設定方法では、次のような各種方法で、要素サイズ，荷重条件及び拘束条件が設定される。
【０００７】
（１）要素サイズの設定方法
ポインティングデバイスを用いてモデルに色を塗り、色が塗られた領域にその色に関連付けられた要素サイズを設定する。また、ポインティングデバイスを用いてモデルの所定領域に重畳するように二次元図形又は線分を描画し、所定領域に二次元図形の大きさ又は線分の長さに比例した要素サイズを設定する。さらに、ポインティングデバイスを用いてモデルの所定領域に重畳するように基準線及び曲線を描画し、基準線と曲線との距離から関数分布を求め、所定領域に関数分布により定義される値を要素サイズとして設定する。このとき、単位面積又は単位長さ当たりの基準値を予め登録しておき、これと二次元図形又は線分との比較より要素サイズを決定することが望ましい。また、基準線の始点における要素サイズを基準値として予め登録しておき、これを基準線と曲線との距離に反映させて関数分布を求めることが望ましい。
【０００８】
このようにすれば、ポインティングデバイスを用いてモデルに色塗り，ライン描画，二次元図形描画又は線分描画などを行うことで、その所定領域に要素サイズが設定される。このような操作は、視覚的かつ感覚的に行われることから、構造解析条件の１つとしての要素サイズを極めて容易に設定することができる。
【０００９】
（２）荷重条件の設定方法
ポインティングデバイスを用いてモデルに色を塗り、色が塗られた領域にその色に関連付けられた荷重値の等分布荷重を設定する一方、ポインティングデバイスを用いてモデルの所定領域に荷重方向を示すラインを描画し、所定領域にラインが示す荷重方向にその描画色に関連付けられた荷重値の集中荷重を設定する。また、ポインティングデバイスを用いてモデルの所定領域に重畳するように二次元図形又は線分を描画し、所定領域に二次元図形の大きさ又は線分の長さに比例した荷重値の等分布荷重を設定する一方、ポインティングデバイスを用いてモデルの所定領域に荷重方向を示すラインを描画し、ラインに重畳するように二次元図形又は線分を描画し、所定領域にラインが示す荷重方向に二次元図形の大きさ又は線分の長さに比例した荷重値の集中荷重を設定する。さらに、ポインティングデバイスを用いてモデルの所定領域に重畳するように基準線及び曲線を描画し、基準線と曲線との距離から関数分布を求め、所定領域に関数分布により定義される値を荷重値とする分布荷重を設定する。このとき、単位面積又は単位長さ当たりの基準値を予め登録しておき、これと二次元図形又は線分との比較より荷重値を決定することが望ましい。また、基準線の始点における荷重値を基準値として予め登録しておき、これを基準線と曲線との距離に反映させて関数分布を求めることが望ましい。
【００１０】
このようにすれば、ポインティングデバイスを用いてモデルに色塗り，ライン描画，二次元図形描画又は線分描画などを行うことで、その所定領域に荷重条件が設定される。このような操作は、視覚的かつ感覚的に行われることから、構造解析条件の１つとしての荷重条件を極めて容易に設定することができる。
【００１１】
（３）拘束条件の設定方法
ポインティングデバイスを用いてモデルに色を塗り、色が塗られた領域にその色に関連付けられた拘束条件を設定する。また、ポインティングデバイスを用いてモデルの所定領域に変位方向を示すラインを描画し、ラインに重畳するように二次元図形を描画し、所定領域にラインが示す変位方向に二次元図形の大きさに比例した変位量だけ変位させる拘束条件を設定する。さらに、ポインティングデバイスを用いてモデルの所定領域に変位方向を示すラインを描画し、所定領域にラインが示す変位方向にその長さに比例した変位量だけ変位させる拘束条件を設定する。その他、ポインティングデバイスを用いてモデルの所定領域に変位方向を示すラインを描画し、所定領域にラインが示す変位方向にその描画色に関連付けられた変位量だけ変位させる拘束条件を設定する。このとき、単位面積又は単位長さ当たりの基準値を予め登録しておき、これと二次元図形又はラインとの比較より変位量を決定することが望ましい。
【００１２】
このようにすれば、ポインティングデバイスを用いてモデルに色塗り，ライン描画，二次元図形描画又は線分描画などを行うことで、その所定領域に拘束条件が設定される。このような操作は、視覚的かつ感覚的に行われることから、構造解析条件の１つとしての拘束条件を極めて容易に設定することができる。
【００１３】
また、モデルの所定領域は、色分け、又は、モデルに重畳するように描画されたラインをモデルに射影した線により区画されることが望ましい。このようにすれば、簡易かつ直感的な操作で領域が区画されるので、その労力を大幅に軽減することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付された図面を参照して本発明を詳述する。
図１は、本発明に係る構造解析条件設定方法を具現化し、構造解析システムに対して解析条件を出力する構造解析条件設定装置の全体構成を示す。
【００１５】
構造解析条件設定装置は、マウスやライトペンなどのポインティングデバイス１０と、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｒａｙ  Ｔｕｂｅ）やＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）などのモニタ２０と、少なくとも中央処理装置とメモリとを備えた処理装置３０と、を含んで構成される。処理装置３０では、メモリにロードされたプログラムにより、形状定義更新機能３０Ａ，要素サイズ設定機能３０Ｂ，荷重条件設定機能３０Ｃ及び拘束条件設定機能３０Ｄが夫々実現される。また、処理装置３０には、各種テーブルが登録されるデータベース３０Ｅが備えられる。
【００１６】
形状定義更新機能３０Ａでは、モニタ２０に表示された三次元モデルに重畳するように、ポインティングデバイス１０で色塗り又はライン描画が行われたときに、必要に応じて、色塗り又はラインにより区画される領域を他の領域から分割し、新たな形状定義として更新する機能が提供される。要素サイズ設定機能３０Ｂ，荷重条件設定機能３０Ｃ及び拘束条件設定機能３０Ｄでは、三次元モデルの所定領域について、夫々、要素サイズ，荷重条件及び拘束条件を設定する機能が提供される。一方、データベース３０Ｅには、カラーパレット定義テーブル，要素サイズ定義テーブル，荷重値定義テーブル，変位量定義テーブル，拘束条件定義テーブル，形状定義設定テーブル，要素サイズ設定テーブル，荷重条件設定テーブル及び拘束条件設定テーブルが夫々登録される。
【００１７】
カラーパレット定義テーブルには、各色のカラーパレットを定義すべく、表１に示すように、色番号並びにＲ（Ｒｅｄ），Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）及びＢ（Ｂｌｕｅ）の各成分の値（８ビットのときには、０〜２５５）が登録される。なお、カラーパレットは、任意に変更，追加及び削除可能な構成とすることが望ましい。
【００１８】
【表１】
2004280543.tif 000003
要素サイズ定義テーブルには、各色に関連付けられた要素サイズを定義すべく、表２に示すように、色番号により一意に特定される各色について、三次元モデルを分割する要素サイズが登録される。なお、各色に対応する要素サイズは、任意に変更，追加及び削除可能な構成とすることが望ましい。
【００１９】
【表２】
2004280543.tif 000004
荷重値定義テーブルには、各色に関連付けられた荷重値を定義すべく、表３に示すように、色番号により一意に特定される各色について、三次元モデルに作用させる荷重（集中荷重又は等分布荷重）の荷重値が登録される。荷重値としては、集中荷重のときには１点に作用する力の大きさ、等分布荷重のときには単位面積当たりに作用する力の大きさが用いられる。なお、各色に対応する荷重値は、任意に変更，追加及び削除可能な構成とすることが望ましい。
【００２０】
【表３】
2004280543.tif 000005
変位量定義テーブルには、各色に関連付けられた変位量を定義すべく、表４に示すように、色番号により一意に特定される各色について、三次元モデルを強制変位させるときの変位量が登録される。なお、各色に対応する変位量は、任意に変更，追加及び削除可能な構成とすることが望ましい。
【００２１】
【表４】
2004280543.tif 000006
拘束条件定義テーブルには、各色に関連付けられた拘束条件を定義すべく、表５に示すように、色番号により一意に特定される各色について、三次元モデルの拘束条件が登録される。拘束条件としては、三次元モデルにおける６自由度、即ち、ｘ軸方向，ｙ軸方向，ｚ軸方向，ｘ軸周り，ｙ軸周り及びｚ軸周りの変位量を示す「自由度１」〜「自由度６」が用いられる。ここで、自由度が０であるときには、その軸方向又は軸周りに三次元モデルが変位しないことを示している。また、同表中の「−」は、自由度が設定されていないことを示している。なお、各色に対応する拘束条件は、任意に変更，追加及び削除可能な構成とすることが望ましい。
【００２２】
【表５】
2004280543.tif 000007
形状定義設定テーブルには、三次元ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ａｉｄｅｄ  Ｄｅｓｉｇｎ）などにより三次元モデルが作成又は更新されたときに、表６に示すように、三次元モデルを構成するポイント，カーブ，サーフェス及びソリッドなどの各種形状について、形状番号，形状タイプ及びその構成要素が登録される。また、形状定義設定テーブルには、構造解析条件設定処理の結果として、形状定義更新機能３０Ａにより新たな領域が分割されたときに、その領域を定義する形状番号，形状タイプ及びその構成要素が追加登録される。
【００２３】
【表６】
2004280543.tif 000008
要素サイズ設定テーブルには、構造解析条件設定処理の結果として、表７に示すように、形状番号により一意に特定される各種形状（特に領域）について、これを分割する要素サイズが登録される。ここで、要素サイズが「関数１」となっている領域（Ｆ１．３）については、分割する要素サイズが関数により定義されており、その関数の実体に対してリンクで関連付けられていることを示している（以下同様）。
【００２４】
【表７】
2004280543.tif 000009
荷重条件設定テーブルには、構造解析条件設定処理の結果として、形状番号により一意に特定される各種形状に荷重条件を関連付けるべく、表８に示すように、荷重番号，荷重種類（集中荷重又は分布荷重），荷重値，ベクトル（単位ベクトル又は法線ベクトル）及び形状番号が登録される。
【００２５】
【表８】
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拘束条件設定テーブルには、構造解析条件設定処理の結果として、形状番号により一意に特定される各種形状に拘束条件を関連付けるべく、表９に示すように、拘束番号，自由度１〜自由度６及び形状番号が登録される。
【００２６】
【表９】
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ここで、構造解析条件設定装置の基本処理として、要素サイズ，荷重条件及び拘束条件の設定に用いる色の選択方法について説明する。第１の方法としては、カラーパレットをモニタ２０に表示し、その中から所望する色を１つ選択させる。第２の方法としては、ポインティングデバイス１０を動かす速さと色とを関連付けて登録しておき、色塗り又はライン描画したときの操作速度に対応した色を選択する。このとき、操作速度として最速及び最遅のみが登録されているときには、その中間速度についてはこれらを補間した色を選択すればよい。第３の方法としては、例えば、カラーパレットの色を降順又は昇順に順次選択するように、色塗り又はライン描画を行うたびに、所定規則により色を自動的に選択する。このとき、カラーパレットの色を降順又は昇順に順次選択するかは、自由に指定できるようにすることが望ましい。
【００２７】
また、構造解析条件設定装置では、２つの方法により処理対象となる三次元モデルの領域が区画される。即ち、図２（Ａ）に示すように、ポインティングデバイス１０を用いて三次元モデルの表面を色で塗り分けると、各色によって夫々区画される領域が処理対象とされる。このとき、図示するような色の塗り分けでは、複数の色が重畳される箇所が存在するが、最前面に塗られた色を優先するようにすればよい。一方、同図（Ｂ）に示すように、ポインティングデバイス１０を用いて三次元モデルに重畳するようにラインを描画すると、そのラインを三次元モデルの表面に射影して反映させる。具体的には、描画されたラインは、モニタ２０に対して垂直なベクトル（ａ，ｂ，ｃ）を法線ベクトルとする平面ａｘ＋ｂｙ＋ｃｚ＝ｄ上の線分と認識されるので、公知の演算処理によりこれを三次元モデルの表面に射影させる。
【００２８】
次に、かかる基本処理を活用し、三次元モデルに対して各種構造解析条件を設定する処理概要について説明する。
（１）要素サイズの設定方法
（ａ）第１の方法（第１の要素サイズ設定方法）
カラーパレット定義テーブル及び要素サイズ定義テーブルを参照し、各色と要素サイズとを関連付けた後、図３（Ｂ）に示すように、モニタ２０にカラーパレットを表示させる。そして、ポインティングデバイス１０を用いて、カラーパレットの中から所望する要素サイズに対応した色を選択し、同図（Ａ）に示すように、三次元モデルの所定領域に対して色塗りを行う。その後、色塗りを行った所定領域について、その色により特定される要素サイズを設定する。このとき、領域及び要素サイズの指定が同時に行われることから、操作を簡略化することができる。
【００２９】
（ｂ）第２の方法（第２の要素サイズ設定方法）
ポインティングデバイス１０を用いて、図４に示すように、色塗り又はラインにより区画された三次元モデルの所定領域に重畳するように、要素サイズの目安となる二次元図形（円又は四角など）を描画する。そして、二次元図形を描画した所定領域について、二次元図形の大きさに比例した要素サイズを設定する。なお、要素サイズとしては、二次元図形の大きさをそのまま用いてもよいし、単位面積当たりの要素サイズを基準値として予め登録しておき、これと二次元図形との比較により決定するようにしてもよい。
【００３０】
（ｃ）第３の方法（第３の要素サイズ設定方法）
ポインティングデバイス１０を用いて、図５に示すように、色塗り又はラインにより区画された三次元モデルの所定領域に重畳するように、要素サイズの目安となる線分を描画する。そして、線分を描画した所定領域について、線分の長さに比例した要素サイズを設定する。なお、要素サイズとしては、線分の長さをそのまま用いてもよいし、単位長さ当たりの要素サイズを基準値として予め登録しておき、これと線分との比較により決定するようにしてもよい。
【００３１】
（ｄ）第４の方法（第４の要素サイズ設定方法）
ポインティングデバイス１０を用いて、図６に示すように、色塗り又はラインにより区画された三次元モデルの所定領域に重畳するように、基準線及び曲線を夫々描画する。そして、基準線と曲線との距離から要素サイズを決定する関数分布を作成する。このとき、基準線の始点について、要素サイズを基準値として予め登録しておき、他の部分についてはこれとの比較によりその大きさを決定することが望ましい。その後、基準線が延びる方向に所定幅で三次元モデルを複数領域に分割し、各領域について関数分布により定義される値を要素サイズとして設定する。このようにすれば、三次元モデルの所定領域に対して、複雑な要素サイズを容易に設定できるようになる。なお、図示の例では、三次元モデルの一面全体が１つの所定領域に設定されている（以下同様）。
（２）荷重条件の設定方法
（ａ）第１の方法（第１の荷重条件設定方法）
カラーパレット定義テーブル及び荷重値定義テーブルを参照し、各色と荷重値とを関連付けた後、図７（Ｂ）に示すように、モニタ２０にカラーパレットを表示させる。そして、ポインティングデバイス１０を用いて、カラーパレットの中から所望する荷重値に対応した色を選択し、同図（Ａ）に示すように、三次元モデルの所定領域に対して色塗りを行う。その後、色塗りを行った所定領域について、その色により特定される荷重値の等分布荷重を設定する。
【００３２】
また、カラーパレットの中から所望する荷重値に対応した色を選択した後、ポインティングデバイス１０を用いて、同図（Ｃ）に示すように、色塗り又はラインにより区画された三次元モデルの所定領域に対して、荷重方向を示すラインを描画する。そして、三次元モデルの所定領域について、ラインが示す荷重方向に、その描画色により特定される荷重値の集中荷重を設定する。
【００３３】
（ｂ）第２の方法（第２の荷重条件設定方法）
ポインティングデバイス１０を用いて、図８（Ａ）に示すように、色塗り又はラインにより区画された三次元モデルの所定領域に重畳するように、荷重値の目安となる二次元図形を描画する。そして、二次元図形を描画した所定領域について、二次元図形の大きさに比例した荷重値の等分布荷重を設定する。なお、荷重値としては、単位面積当たりの荷重値を基準値として予め登録しておき、これと二次元図形との比較により決定するようにすればよい（以下同様）。
【００３４】
また、ポインティングデバイス１０を用いて、同図（Ｂ）に示すように、色塗り又はラインにより区画された三次元モデルの所定領域に対して、荷重方向を示すラインを描画する。そして、ラインに重畳するように、荷重値の目安となる二次元図形を描画する。その後、二次元図形を描画した所定領域について、ラインが示す荷重方向に、二次元図形の大きさに比例した荷重値の集中荷重を設定する。
【００３５】
（ｃ）第３の方法（第３の荷重条件設定方法）
ポインティングデバイス１０を用いて、図９（Ａ）に示すように、色塗り又はラインにより区画された三次元モデルの所定領域に重畳するように、荷重値の目安となる線分を描画する。そして、線分を描画した所定領域について、その長さに比例した荷重値の等分布荷重を設定する。
【００３６】
また、ポインティングデバイス１０を用いて、同図（Ｂ）に示すように、色塗り又はラインにより区画された三次元モデルの所定領域に対して、荷重方向を示すラインを描画する。そして、三次元モデルの所定領域について、ラインが示す荷重方向に、ラインの長さに比例した荷重値の集中荷重を設定する。
【００３７】
（ｄ）第４の方法（第４の荷重条件設定方法）
ポインティングデバイス１０を用いて、図１０に示すように、色塗り又はラインにより区画された三次元モデルの所定領域に重畳するように、基準線及び曲線を夫々描画する。そして、基準線と曲線との距離から荷重値を決定する関数分布を作成する。このとき、基準線の始点について、荷重値を基準値として予め登録しておき、他の部分についてはこれとの比較によりその大きさを決定することが望ましい。その後、基準線が延びる方向に所定幅で三次元モデルを複数領域に分割し、各領域について関数分布により定義される値を荷重値として設定する。このようにすれば、三次元モデルの所定領域に対して、複雑な荷重値を容易に設定できるようになる。
（３）拘束条件の設定方法
（ａ）第１の方法（第１の拘束条件設定方法）
カラーパレット定義テーブル及び拘束条件定義テーブルを参照し、各色と拘束条件とを関連付けた後、図１１（Ｂ）に示すように、モニタ２０にカラーパレットを表示させる。ここで、表中の「並進」とは、その自由度に関して変位が規制されていることを示している。そして、ポインティングデバイス１０を用いて、カラーパレットの中から所望する拘束条件に対応した色を選択し、同図（Ａ）に示すように、三次元モデルの所定領域に対して色塗りを行う。その後、色塗りを行った所定領域について、その色により特定される拘束条件を設定する。このとき、領域及び拘束条件の指定が同時に行われることから、操作を簡略化することができる。
【００３８】
（ｂ）第２の方法（第２の拘束条件設定方法）
ポインティングデバイス１０を用いて、図１２に示すように、色塗り又はラインにより区画された三次元モデルの所定領域に対して、変位方向を示すラインを描画する。そして、ラインに重畳するように、変位量の目安となる二次元図形を描画する。その後、三次元モデルの所定領域について、ラインが示す変位方向に、二次元図形の大きさに比例した変位量だけ強制変位させる拘束条件を設定する。
【００３９】
（ｃ）第３の方法（第３の拘束条件設定方法）
ポインティングデバイス１０を用いて、図１３に示すように、色塗り又はラインにより区画された三次元モデルの所定領域に対して、変位方向を示すラインを描画する。そして、三次元モデルの所定領域について、ラインが示す変位方向に、ラインの長さに比例した変位量だけ強制変位させる拘束条件を設定する。
【００４０】
（ｄ）第４の方法（第４の拘束条件設定方法）
カラーパレット定義テーブル及び変位量定義テーブルを参照し、各色と変位量とを関連付けた後、図１４（Ｂ）に示すように、モニタ２０にカラーパレットを表示させる。そして、ポインティングデバイス１０を用いて、カラーパレットの中から所望する変位量に対応した色を選択し、同図（Ａ）に示すように、色塗り又はラインにより区画された三次元モデルの所定領域に対して、変位方向を示すラインを描画する。その後、三次元モデルの所定領域について、ラインが示す変位方向に、その描画色により特定される変位量だけ強制変位させる拘束条件を設定する。
【００４１】
図１５は、形状定義更新機能３０Ａを実現する処理のフローチャートを示す。なお、かかる処理は、三次元モデルに対して領域を区画するための色塗り又はライン描画が行われたときに実行される。
【００４２】
ステップ１（図では「Ｓ１」と略記する。以下同様）では、三次元モデルに対してなされた色塗り情報又はライン情報を読み込む。ここで、「色塗り情報」及び「ライン情報」としては、少なくともその形状を特定可能な座標値を含むデータが該当する。
【００４３】
ステップ２では、色塗り又はラインにより区画される領域を分割する。即ち、図１６に示すように、三次元モデルの一面（Ｆ１）に色塗りを行ったときには、これを色塗りで区画される領域に分割する。
【００４４】
ステップ３では、分割された領域に対して新たな形状番号（Ｆ１．１及びＦ１．２）を付し、その形状定義を形状定義設定テーブルに追加登録して更新する。
ステップ４では、形状定義設定テーブルが正常に更新されたか否かを判定する。そして、形状定義設定テーブルが正常に更新されれば処理を終了し（Ｙｅｓ）、正常に更新されなければステップ１へと戻る（Ｎｏ）。
【００４５】
かかる処理によれば、三次元モデルに対して領域を区画すべく色塗り又はライン描画を行うと、色塗り又はラインにより区画される領域が分割され、その形状定義がデータベースに登録される。このため、簡易かつ直感的な操作で領域が区画され、その労力を大幅に軽減することができる。
【００４６】
図１７は、要素サイズ設定機能３０Ｂを実現する処理のフローチャートを示す。なお、かかる処理は、例えば、メニューから要素サイズの設定コマンドが選択されたときに実行される。
【００４７】
ステップ１１では、要素サイズ定義情報を読み込む。即ち、要素サイズを設定する第１の方法では、カラーパレット定義テーブル及び要素サイズ定義テーブルを参照し、各色に対して要素サイズを関連付ける。また、第２の方法又は第３の方法では、必要に応じて、単位面積又は単位長さ当たりの基準値を読み込む。
【００４８】
ステップ１２では、関数分布定義による要素サイズの設定か否か、即ち、第４の方法で要素サイズを設定するか否かを判定する。そして、関数分布定義による要素サイズの設定であればステップ１３へと進み（Ｙｅｓ）、三次元モデルの所定領域に描画された基準線及び曲線から分布定義関数を求める。一方、関数分布定義による要素サイズの設定でなければステップ１４へと進む（Ｎｏ）。
【００４９】
ステップ１４では、要素サイズの設定方法に応じた手段で要素サイズを決定する。なお、要素サイズを決定する手段の詳細については、前述した第１〜第４の方法を参照されたい。
【００５０】
ステップ１５では、要素サイズを形状定義に関連付けて、要素サイズ設定テーブルに追加登録する。
ステップ１６では、要素サイズが正常に登録されたか否かを判定する。そして、要素サイズが正常に登録されれば処理を終了し（Ｙｅｓ）、正常に登録されなかったならばステップ１１へと戻る（Ｎｏ）。
【００５１】
かかる要素サイズ設定処理によれば、三次元モデルに対して、ポインティングデバイス１０を用いて色塗り，ライン描画，二次元図形描画又は線分描画などを行うことで、その所定領域に要素サイズが設定される。このような操作は、視覚的かつ感覚的に行われることから、構造解析条件の１つとしての要素サイズを極めて容易に設定することができる。
【００５２】
図１８は、荷重条件設定機能３０Ｃを実現する処理のフローチャートを示す。なお、かかる処理は、例えば、メニューから荷重条件設定コマンドが選択されたときに実行される。
【００５３】
ステップ２１では、荷重条件定義情報を読み込む。即ち、荷重条件を設定する第１の方法では、カラーパレット定義テーブル及び荷重値定義テーブルを参照し、各色に対して荷重値を関連付ける。また、第２の方法又は第３の方法では、必要に応じて、単位面積又は単位長さ当たりの基準値を読み込む。
【００５４】
ステップ２２では、関数分布定義による荷重条件の設定か否か、即ち、第４の方法で荷重条件を設定するか否かを判定する。そして、関数分布定義による荷重条件の設定であればステップ２３へと進み（Ｙｅｓ）、三次元モデルの所定領域に描画された基準線及び曲線から分布定義関数を求める。一方、関数分布定義による荷重条件の設定でなければステップ２４へと進む（Ｎｏ）。
【００５５】
ステップ２４では、荷重方向がラインにより定義されているか否かを判定する。そして、荷重方向がラインにより定義されていればステップ２５へと進み（Ｙｅｓ）、その方向ベクトルを正規化して単位ベクトルを求める。一方、荷重条件がラインにより定義されていなければ、荷重方向は領域に垂直な法線ベクトルであるとみなしステップ２６へと進む（Ｎｏ）。
【００５６】
ステップ２６では、荷重条件の設定方法に応じた手段で荷重条件を決定する。なお、荷重条件を決定する手段の詳細については、前述した第１〜第４の方法を参照されたい。
【００５７】
ステップ２７では、荷重条件を荷重条件設定テーブルに追加登録する。
ステップ２８では、荷重条件が正常に登録されたか否かを判定する。そして、荷重条件が正常に登録されれば処理を終了し（Ｙｅｓ）、正常に登録されなかったならばステップ２１へと戻る（Ｎｏ）。
【００５８】
かかる荷重条件設定処理によれば、三次元モデルに対して、ポインティングデバイス１０を用いて色塗り，ライン描画，二次元図形描画又は線分描画などを行うことで、その所定領域に荷重条件が設定される。このような操作は、視覚的かつ感覚的に行われることから、構造解析条件の１つとしての荷重条件を極めて容易に設定することができる。
【００５９】
図１９は、拘束条件設定機能３０Ｄを実現する処理のフローチャートを示す。なお、かかる処理は、例えば、メニューから拘束条件設定コマンドが選択されたときに実行される。
【００６０】
ステップ３１では、拘束条件定義情報を読み込む。即ち、拘束条件を設定する第１の方法では、カラーパレット定義テーブル及び拘束条件定義テーブルを参照し、各色に対して荷重条件を関連付ける。また、第２の方法又は第３の方法では、単位面積又は単位長さ当たりの基準値を読み込む。さらに、第４の方法では、カラーパレット定義テーブル及び変位量定義テーブルを参照し、各色に対して変位量を関連付ける。
【００６１】
ステップ３２では、強制変位の自由度（方向）がラインにより定義されているか否かを判定する。そして、強制変位の自由度がラインにより定義されていればステップ３３へと進み（Ｙｅｓ）、ラインの方向ベクトルから各自由度の変位量を求める。一方、強制変位の自由度がラインにより定義されていなければステップ３４へと進む（Ｎｏ）。
【００６２】
ステップ３４では、拘束条件の設定方法に応じた手段で拘束条件を決定する。なお、拘束条件を決定する手段の詳細については、前述した第１〜第４の方法を参照されたい。
【００６３】
ステップ３５では、拘束条件を拘束条件設定テーブルに追加登録する。
ステップ３６では、拘束条件が正常に登録されたか否かを判定する。そして、拘束条件が正常に登録されれば処理を終了し（Ｙｅｓ）、正常に登録されなかったならばステップ３１へと戻る（Ｎｏ）。
【００６４】
かかる拘束条件設定処理によれば、三次元モデルに対して、ポインティングデバイス１０を用いて色塗り，ライン描画，二次元図形描画又は線分描画などを行うことで、その所定領域に拘束条件が設定される。このような操作は、視覚的かつ感覚的に行われることから、構造解析条件の１つとしての拘束条件を極めて容易に設定することができる。
【００６５】
なお、以上の説明では、三次元モデルに対する構造解析条件の設定方法を説明したが、同様な方法で二次元モデルに対しても構造解析条件を極めて容易に設定できることはいうまでもない。
【００６６】
（付記１）ポインティングデバイスを用いてモデルに色を塗り、色が塗られた領域にその色に関連付けられた要素サイズを設定する第１の要素サイズ設定方法と、ポインティングデバイスを用いてモデルの所定領域に重畳するように二次元図形を描画し、該所定領域に二次元図形の大きさに比例した要素サイズを設定する第２の要素サイズ設定方法と、ポインティングデバイスを用いてモデルの所定領域に重畳するように線分を描画し、該所定領域に線分の長さに比例した要素サイズを設定する第３の要素サイズ設定方法と、ポインティングデバイスを用いてモデルの所定領域に重畳するように基準線及び曲線を描画し、該基準線と曲線との距離から関数分布を求め、前記所定領域に関数分布により定義される値を要素サイズとして設定する第４の要素サイズ設定方法と、の少なくとも１つを備えたことを特徴とする構造解析条件設定方法。
【００６７】
（付記２）前記第２の要素サイズ設定方法は、単位面積当たりの要素サイズを基準値として予め登録しておき、これと二次元図形の面積との比較により要素サイズを決定することを特徴とする付記１記載の構造解析条件設定方法。
【００６８】
（付記３）前記第３の要素サイズ設定方法は、単位長さ当たりの要素サイズを基準値として予め登録しておき、これと線分の長さとの比較により要素サイズを決定することを特徴とする付記１又は付記２に記載の構造解析条件設定方法。
【００６９】
（付記４）前記第４の要素サイズ設定方法は、前記基準線の始点における要素サイズを基準値として予め登録しておき、これを基準線と曲線との距離に反映させて関数分布を求めることを特徴とする付記１〜付記３のいずれか１つに記載の構造解析条件設定方法。
【００７０】
（付記５）ポインティングデバイスを用いてモデルに色を塗り、色が塗られた領域にその色に関連付けられた荷重値の等分布荷重を設定する一方、ポインティングデバイスを用いてモデルの所定領域に荷重方向を示すラインを描画し、該所定領域にラインが示す荷重方向にその描画色に関連付けられた荷重値の集中荷重を設定する第１の荷重条件設定方法と、ポインティングデバイスを用いてモデルの所定領域に重畳するように二次元図形を描画し、該所定領域に二次元図形の大きさに比例した荷重値の等分布荷重を設定する一方、ポインティングデバイスを用いてモデルの所定領域に荷重方向を示すラインを描画し、該ラインに重畳するように二次元図形を描画し、前記所定領域にラインが示す荷重方向に二次元図形の大きさに比例した荷重値の集中荷重を設定する第２の荷重条件設定方法と、ポインティングデバイスを用いてモデルの所定領域に重畳するように線分を描画し、該所定領域に線分の長さに比例した荷重値の等分布荷重を設定する一方、ポインティングデバイスを用いてモデルの所定領域に荷重方向を示すラインを描画し、該所定領域にラインが示す荷重方向にその長さに比例した荷重値の集中荷重を設定する第３の荷重条件設定方法と、ポインティングデバイスを用いてモデルの所定領域に重畳するように基準線及び曲線を描画し、該基準線と曲線との距離から関数分布を求め、前記所定領域に関数分布により定義される値を荷重値とする分布荷重を設定する第４の荷重条件設定方法と、の少なくとも１つを備えたことを特徴とする構造解析条件設定方法。
【００７１】
（付記６）前記第２の荷重条件設定方法は、単位面積当たりの荷重値を基準値として予め登録しておき、これと二次元図形の面積との比較により荷重値を決定することを特徴とする付記５記載の構造解析条件設定方法。
【００７２】
（付記７）前記第３の荷重条件設定方法は、単位長さ当たりの荷重値を基準値として予め登録しておき、これと線分の長さとの比較により荷重値を決定することを特徴とする付記５又は付記６に記載の構造解析条件設定方法。
【００７３】
（付記８）前記第４の荷重条件設定方法は、前記基準線の始点における荷重値を基準値として予め登録しておき、これを基準線と曲線との距離に反映させて関数分布を求めることを特徴とする付記５〜付記７のいずれか１つに記載の構造解析条件設定方法。
【００７４】
（付記９）ポインティングデバイスを用いてモデルに色を塗り、色が塗られた領域にその色に関連付けられた拘束条件を設定する第１の拘束条件設定方法と、ポインティングデバイスを用いてモデルの所定領域に変位方向を示すラインを描画し、該ラインに重畳するように二次元図形を描画し、前記所定領域にラインが示す変位方向に二次元図形の大きさに比例した変位量だけ変位させる拘束条件を設定する第２の拘束条件設定方法と、ポインティングデバイスを用いてモデルの所定領域に変位方向を示すラインを描画し、該所定領域にラインが示す変位方向にその長さに比例した変位量だけ変位させる拘束条件を設定する第３の拘束条件設定方法と、ポインティングデバイスを用いてモデルの所定領域に変位方向を示すラインを描画し、該所定領域にラインが示す変位方向にその描画色に関連付けられた変位量だけ変位させる拘束条件を設定する第４の拘束条件設定方法と、の少なくとも１つを備えたことを特徴とする構造解析条件設定方法。
【００７５】
（付記１０）前記第２の拘束条件設定方法は、単位面積当たりの変位量を基準値として予め登録しておき、これと二次元図形の面積との比較により変位量を決定することを特徴とする付記９記載の構造解析条件設定方法。
【００７６】
（付記１１）前記第３の拘束条件設定方法は、単位長さ当たりの変位量を基準値として予め登録しておき、これとラインの長さとの比較により変位量を決定することを特徴とする付記９又は付記１０に記載の構造解析条件設定方法。
【００７７】
（付記１２）前記モデルの所定領域は、色分けにより区画されることを特徴とする付記１〜付記１１のいずれか１つに記載の構造解析条件設定方法。
【００７８】
（付記１３）前記モデルの所定領域は、該モデルに重畳するように描画されたラインを、当該モデルに射影した線により区画されることを特徴とする付記１〜付記１２のいずれか１つに記載の構造解析条件設定方法。
【００７９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る構造解析条件設定方法によれば、ポインティングデバイスを用いてモデルに色塗り，ライン描画，二次元図形描画又は線分描画などを行うことで、その所定領域に要素サイズ，荷重条件又は拘束条件を設定することができる。そして、このような操作は、視覚的かつ感覚的に行われることから、構造解析条件を極めて容易に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を具現化した構造解析条件設定装置の全体構成図
【図２】領域の区画方法を示し、（Ａ）は色の塗り分けによる区画方法の説明図、（Ｂ）はライン射影による区画方法の説明図
【図３】要素サイズを設定する第１の方法を示し、（Ａ）は要素サイズが設定された三次元モデルの説明図、（Ｂ）はカラーパレットの説明図
【図４】要素サイズを設定する第２の方法の説明図
【図５】要素サイズを設定する第３の方法の説明図
【図６】要素サイズを設定する第４の方法の説明図
【図７】荷重条件を設定する第１の方法を示し、（Ａ）は等分布荷重が設定された三次元モデルの説明図、（Ｂ）はカラーパレットの説明図、（Ｃ）は集中荷重が設定された三次元モデルの説明図
【図８】荷重条件を設定する第２の方法を示し、（Ａ）は等分布荷重が設定された三次元モデルの説明図、（Ｂ）は集中荷重が設定された三次元モデルの説明図
【図９】荷重条件を設定する第３の方法を示し、（Ａ）は等分布荷重が設定された三次元モデルの説明図、（Ｂ）は集中荷重が設定された三次元モデルの説明図
【図１０】荷重条件を設定する第４の方法の説明図
【図１１】拘束条件を設定する第１の方法を示し、（Ａ）は拘束条件が設定された三次元モデルの説明図、（Ｂ）はカラーパレットの説明図
【図１２】拘束条件を設定する第２の方法の説明図
【図１３】拘束条件を設定する第３の方法の説明図
【図１４】拘束条件を設定する第４の方法を示し、（Ａ）は拘束条件が設定された三次元モデルの説明図、（Ｂ）はカラーパレットの説明図
【図１５】形状定義更新機能を実現するためのフローチャート
【図１６】領域分割の説明図
【図１７】要素サイズ設定機能を実現するためのフローチャート
【図１８】荷重条件設定機能を実現するためのフローチャート
【図１９】拘束条件設定機能を実現するためのフローチャート
【符号の説明】
１０    ポインティングデバイス
２０    モニタ
３０    処理装置
３０Ａ  形状定義更新機能
３０Ｂ  要素サイズ設定機能
３０Ｃ  荷重条件設定機能
３０Ｄ  拘束条件設定機能
３０Ｅ  データベース
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
2004280543.tif 000028
【図１８】
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【図１９】
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