(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
解析モデルのメッシュを作成し、前記解析モデルの応力解析を行うための衝突解析用のＦＥＭ解析方法において、
最小メッシュサイズを検出する手段が、前記解析モデルの前記メッシュのうちの最小メッシュサイズを検索する第１のステップと、
解析モデルを作成する手段が、前記最小メッシュサイズによる簡易解析モデルを作成する第２のステップと、
ＦＥＭにより応力解析するＦＥＭ解析手段が、前記簡易解析モデルを陰解法と陽解法とにより解析する第３のステップと、
陰解法と陽解法のいずれが最適かを選択する手段が、前記第３のステップでの解析結果に基づき前記陰解法と前記陽解法のいずれが最適かを選択する第４のステップと、
解析者自身に陰解法と陽解法のいずれかを選択させる手段が、解析者自身に前記第３のステップでの解析結果に基づき前記陰解法と前記陽解法のいずれかを選択させる第５のステップと、
前記ＦＥＭ解析手段が、前記第４のステップ、あるいは前記第５のステップで選択された解析手法により前記解析モデルを解析する第６のステップと、を含むことを特徴とするＦＥＭ解析方法。
【請求項２】
前記陰解法としてニューマークβ法を使用する請求項１に記載のＦＥＭ解析方法。
【請求項３】
前記第４のステップで、前記陰解法による解析時間をＴim、前記陽解法による解析時間をＴexとした場合、
Ｔim＜Ｔex
の関係にある場合には前記陰解法を選択し、その他の場合には前記陽解法を選択する請求項１または２に記載のＦＥＭ解析方法。
【請求項４】
前記第４のステップで、前記陰解法から求めた変位、応力、歪を含む解析結果をＳim、前記陽解法から求めた変位、応力、歪を含む解析結果をＳex、実験値、および理論式の厳密解を含む前記陰解法および前記陽解法以外で得られた変位、応力、歪を含む結果をＥとした場合、
ａｂｓ（Ｅ−Ｓim）＜ａｂｓ（Ｅ−Ｓex）
の関係にある場合には前記陰解法を選択し、その他の場合には前記陽解法を選択する請求項１または２に記載のＦＥＭ解析方法。
【請求項５】
前記第５のステップで、前記陰解法による解析時間をＴim、前記陽解法による解析時間をＴexとした場合のＴimとＴexとの関係と、前記陰解法から求めた変位、応力、歪を含む解析結果をＳim、前記陽解法から求めた変位、応力、歪を含む解析結果をＳex、実験値、および理論式の厳密解を含む前記陰解法および前記陽解法以外で得られた変位、応力、歪を含む結果をＥとした場合の、Ｓim、Ｓex、およびＥとの関係とを基に、前記解析者自身に使用する解析手法を選択させる請求項１または２に記載のＦＥＭ解析方法。
【請求項６】
解析モデルのメッシュを作成し、前記解析モデルの応力解析を行うためのＦＥＭ解析をコンピュータに実行させるための衝突解析用のプログラムであって、
前記解析モデルの前記メッシュのうちの、最小メッシュサイズを検索する第１の処理と、
前記最小メッシュサイズによる簡易解析モデルを作成する第２の処理と、
前記簡易解析モデルを陰解法と陽解法とにより解析する第３の処理と、
前記第３の処理での解析結果に基づき前記陰解法と前記陽解法のいずれが最適かを選択する第４の処理と、
解析者自身に前記第３の処理での解析結果に基づき前記陰解法と前記陽解法のいずれかを選択させる第５の処理と、
前記第４の処理、あるいは前記第５の処理で選択された解析手法により前記解析モデルを解析する第６の処理と、を前記コンピュータのＣＰＵに実行させるためのプログラム。
【請求項７】
前記陰解法としてニューマークβ法を前記ＣＰＵに実行させるための請求項６に記載のプログラム。
【請求項８】
前記第４の処理で、前記陰解法による解析時間をＴim、前記陽解法による解析時間をＴexとした場合、
Ｔim＜Ｔex
の関係にある場合には前記陰解法を選択する処理と、その他の場合には前記陽解法を選択する処理とを前記ＣＰＵに実行させるための請求項６または７に記載のプログラム。
【請求項９】
前記第４の処理で、前記陰解法から求めた変位、応力、歪を含む解析結果をＳim、前記陽解法から求めた変位、応力、歪を含む解析結果をＳex、実験値、および理論式の厳密解を含む前記陰解法および前記陽解法以外で得られた変位、応力、歪を含む結果をＥとした場合、
ａｂｓ（Ｅ−Ｓim）＜ａｂｓ（Ｅ−Ｓex）
の関係にある場合には前記陰解法を選択する処理と、その他の場合には前記陽解法を選択する処理とを前記ＣＰＵに実行させるための請求項６または７に記載のプログラム。
【請求項１０】
前記第５の処理で、前記陰解法による解析時間をＴim、前記陽解法による解析時間をＴexとした場合のＴimとＴexとの関係と、前記陰解法から求めた変位、応力、歪を含む解析結果をＳim、前記陽解法から求めた変位、応力、歪を含む解析結果をＳex、実験値、および理論式の厳密解を含む前記陰解法および前記陽解法以外で得られた変位、応力、歪を含む結果をＥとした場合の、Ｓim、Ｓex、およびＥとの関係とを基に、前記解析者自身に使用する解析手法を選択させる処理を前記ＣＰＵに実行させるための請求項６または７に記載のプログラム。
【請求項１１】
解析モデルのメッシュを作成する手段と、前記解析モデルをＦＥＭにより応力解析するＦＥＭ解析手段とを有する衝撃解析用のＦＥＭ解析システムであって、
前記解析モデルの前記メッシュのうちの、最小メッシュサイズを検索する第１の手段と、
前記最小メッシュサイズによる簡易解析モデルを作成する第２の手段と、を有し、
前記ＦＥＭ解析手段により陰解法と陽解法とで前記簡易解析モデルを解析した簡易解析結果に基づき、前記陰解法と前記陽解法とのいずれの解析手法が最適かを選択する第３の手段と、
解析者自身に、前記簡易解析結果に基づき、前記陰解法と前記陽解法とのいずれかの解析手法を選択させる第４の手段と、を有し、
前記ＦＥＭ解析手段が、前記第３の手段、あるいは前記第４の手段で選択された前記解析手法により前記解析モデルを解析することを特徴とするＦＥＭ解析システム。
【請求項１２】
前記ＦＥＭ解析手段が、前記陰解法としてニューマークβ法を実行する請求項１１に記載のＦＥＭ解析システム。
【請求項１３】
前記第３の手段が、前記陰解法による解析時間をＴim、前記陽解法による解析時間をＴexとした場合、
Ｔim＜Ｔex
の関係にある場合には前記陰解法を選択し、その他の場合には前記陽解法を選択する請求項１１または１２に記載のＦＥＭ解析システム。
【請求項１４】
前記第３の手段が、前記陰解法から求めた変位、応力、歪を含む解析結果をＳim、前記陽解法から求めた変位、応力、歪を含む解析結果をＳex、実験値、および理論式の厳密解を含む前記陰解法および前記陽解法以外で得られた変位、応力、歪を含む結果をＥとした場合、
ａｂｓ（Ｅ−Ｓim）＜ａｂｓ（Ｅ−Ｓex）
の関係にある場合には前記陰解法を選択し、その他の場合には前記陽解法を選択する請求項１１または１２に記載のＦＥＭ解析システム。
【請求項１５】
前記第４の手段が、前記陰解法による解析時間をＴim、前記陽解法による解析時間をＴexとした場合のＴimとＴexとの関係と、前記陰解法から求めた変位、応力、歪を含む解析結果をＳim、前記陽解法から求めた変位、応力、歪を含む解析結果をＳex、実験値、および理論式の厳密解を含む前記陰解法および前記陽解法以外で得られた変位、応力、歪を含む結果をＥとした場合の、Ｓim、Ｓex、およびＥとの関係とに基づき、解析者自身に解析手法を選択させる請求項１１または１２に記載のＦＥＭ解析システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＦＥＭ（有限要素法）による落下衝撃解析システムに関し、特に電子機器の落下衝撃におけるＦＥＭ解析方法、プログラム、およびシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
有限要素法（ＦＥＭ）を用いた応力解析（シミュレーション）は、試作・実験回数の低減、開発期間の短縮が見込めるため、現在、企業や大学では応力解析が盛んに行われるようになってきた。
【０００３】
解析の種類を分類すると、静解析と動解析とに分けられ、解析手法は、陰解法（implicit  method）と陽解法（explicit  method）とに分けることができる。解析手法の差異を見ると、陰解法の式にはバネ定数ｋがマトリクスとして入り非対角行列となるが、陽解法の式には質量ｍがマトリクスとして入り対角行列となる。このため、解析を実施する上において、これらの逆マトリクス計算を行う際、ｋの逆マトリクス計算は、ｍの逆マトリクス計算に比べて非常に時間がかかることになる。また、陰解法は釣り合い条件を満たすように連立一次方程式を解いていくので、解析精度は陽解法より高いが、この分さらに陽解法より解析時間がかかることになる。
【０００４】
陰解法と陽解法には上記のような長所、短所があり、陰解法はあまり時間のかからない静解析で用いられ、時間のかかる動解析においては殆ど陽解法で行われていた。特に、本発明が属する技術分野である落下衝撃（衝突）解析で最も進んでいる自動車業界では、ＰＡＭ−ＳＨＯＣＫ（パムショック）、ＬＳ−ＤＹＮＡ（エルエスダイナ）に代表される陽解法専用ソフトで解析が行われているのが現状である。これをフローチャートで表すと図４のようになる。すなわち、ステップＡ３０１で衝撃解析か否かを判断し、衝撃解析であれば無条件にステップＡ３０３の陽解法を用い、その他のものはステップＡ３０４で解析者の判断に委ねられていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような状況の中、近年、電子機器の軽薄短小化が急速に進み、特に携帯電話などの普及は目覚ましいが、持ち運び時に落とすと内部に組み込まれたＬＳＩチップの接続部分が破断するという問題がでてきた。この携帯電子機器の接続信頼性を評価するためには、実機による落下実験が必要であるが、実験にかかる時間と費用が膨大となるため、落下衝撃解析による実験の負荷軽減要求が高まっている。これに応え、当初、自動車で培った衝突解析手法をそのまま携帯電子機器に使用した解析が一部の大学で試みられたが、実際の現象とは合わず、算出される数値、例えば反力（衝撃力）も計算値と比べ桁違い（１〜２桁程度）に大きくなることが分かり、新たに電子機器に適した落下衝撃解析手法の開発が切望されている。
【０００６】
陽解法を動解析、特に、携帯電子機器の落下解析に用いると、挙動（各部の変形）および反力（衝撃力）が実際の現象と大きくかけ離れる理由について以下に説明する。
【０００７】
陽解法における解析時間間隔を△ｔex、陰解法における解析時間間隔を△ｔimとすると、陰解法での制約は、各ステップでつりあい方程式から求められる変位の収束計算のみであるのに対し、陽解法では動解析となるため、最小メッシュサイズ、縦弾性係数、質量密度について、
△ｔex＜Ｌ／ｃ          （３）
ｃ＝（Ｅ／ρ）1/2      （４）
の制約（クーラン条件）がある。ここでＬは解析モデルの最小メッシュサイズ、ｃは弾性波の伝播速度、Ｅは縦弾性係数（またはヤング率と呼ぶ）、ρは質量密度である。このように陽解法では解析時間間隔△ｔexに依存する性質があり、△ｔexには式（３）に示すように解析モデルの最小メッシュサイズＬによる制約があるため、微細な携帯電子機器の解析モデルで△ｔexが小さくなりすぎ、反力Ｆ、加速度α、質量ｍ、落下速度ｖとすると、
α≒ｖ／△ｔex、Ｆ＝ｍα
であるから、反力（衝撃力）Ｆが極めて大きく算出され、変形も異なってくる。
【０００８】
一例として、質量が０．１ｋｇの物体を１０００ｍｍの高さから落下させた場合エネルギー保存の法則より重力加速度ｇ、落下高さｈとして、
ｖ＝（２ｇｈ）1/2＝４４００ｍｍ／ｓ
となり、電子機器の落下では５×１０-4ｓ程度の間の現象が問題となるため、
α＝４４００×１００００／５＝８．８×１０6ｍｍ／ｓ2
Ｆ＝０．１×８．８×１０6＝８８０Ｎ
となるが、陽解法では解の収束安定条件として、解析時間間隔△ｔexは、
△ｔex＜Ｌ／ｃ
およびｃ＝（Ｅ／ρ）1/2
の関係を満足する必要がある。はんだボール直径を１．０ｍｍ、ヤング率Ｅ＝１９６００Ｎ／ｍｍ2、密度ρ＝２×１０-9ｋｇ／ｍｍ3としたとき、ｃ＝３．２×１０6ｍ／ｓとなる。ここで、はんだボールを４分割した場合、Ｌ／ｃ＝０．２５／（３．２×１０6）＝７．８×１０-8ｓとなる。
【０００９】
従って、５×１０-4ｓの落下現象に対し、陰解法では一桁小さくａ＝１／１０とすればこの落下現象を解析できるが、陽解法では、さらに１／１０００の細かさの解析時間間隔が必要となる。
【００１０】
以上をまとめると、解析時間間隔が同じ場合、５×１０-4ｓに到達するまでの解析回数は同じとなるので、１回ごとの解析時間が対角マトリクスの式のため短くなる陽解法の方が、トータルの解析に要する時間は非常に短くなる。
【００１１】
しかし、携帯電子機器のモデルのように細かいメッシュが含まれ、陽解法の安定条件を満足するのに必要な解析時間間隔が、陰解法の解析時間間隔に比べ桁違いに小さくなる場合、陽解法の解析回数＝（陰解法の解析時間間隔／陽解法の解析時間間隔）×（陰解法の解析回数）となり、陽解法の解析回数増加により、陰解法よりもトータル解析時間が増大することになる。
【００１２】
さらに、この極めて短い時間間隔での解析では、衝撃力が増大したり、変形状態そのものが実際の現象に合わなくなる場合がでてくる。上記例では、陰解法による衝撃力解析結果が約９８０Ｎで机上計算に近い値を得たのに比べ陽解法では約１００倍の値となった。
【００１３】
そこで、本発明は、特に実際とのずれが顕著な、メッシュサイズが非常に小さい電子機器等の落下衝撃解析において、精度良く、かつ短時間で解析できるＦＥＭ解析システムを提供することを目的とする。
【００１７】
本発明のＦＥＭ解析方法は、解析モデルのメッシュを作成し、前記解析モデルの応力解析を行うための衝撃解析用のＦＥＭ解析方法において、最小メッシュサイズを検出する手段が、前記解析モデルの前記メッシュのうちの、最小メッシュサイズを検索する第１のステップと、解析モデルを作成する手段が、前記最小メッシュサイズによる簡易解析モデルを作成する第２のステップと、ＦＥＭにより応力解析するＦＥＭ解析手段が、前記簡易解析モデルを陰解法と陽解法とにより解析する第3のステップと、陰解法と陽解法のいずれが最適かを選択する手段が、前期第３のステップでの解析結果に基づき、前記陰解法と前記陽解法のいずれが最適かを選択する第４のステップと、解析者自身に陰解法と陽解法のいずれかを選択させる手段が、解析者自身に、前記第３のステップでの解析結果に基づき、前記陰解法と前記陽解法のいずれかを選択させる第５のステップと、ＦＥＭ解析手段が、前記第４のステップ、あるいは前記第５のステップで選択された解析手法により前記解析モデルを解析する第６のステップとを含むことを特徴とする。
【００１８】
上記の通りの本発明のＦＥＭ解析方法は、まず、解析モデルの最小メッシュサイズによる簡易解析モデルを、陰解法と陽解法とにより解析し、この解析結果に基づき、陰解法と前記陽解法のいずれが最適かを選択し、選択された解析手法によりＦＥＭ解析を実行する。また、解析手法の選択を解析者自身が行うこともできるため、例えば、解析時間を短縮したいのか、あるいは解析精度を重視したいのかといった、解析に求められる要件を踏まえてのＦＥＭ解析を実行することができる。
【００１９】
また、本発明のＦＥＭ解析方法は、陰解法としてニューマークβ法を使用するものであってもよい。
【００２０】
また、本発明のＦＥＭ解析方法は、第４のステップで、陰解法による解析時間をＴim、陽解法による解析時間をＴexとした場合、Ｔim＜Ｔexの関係にある場合には陰解法を選択し、その他の場合には陽解法を選択するものであってもよい。
【００２１】
さらに、本発明のＦＥＭ解析方法は、第４のステップで、陰解法から求めた変位、応力、歪を含む解析結果をＳim、陽解法から求めた変位、応力、歪を含む解析結果をＳex、実験値、および理論式の厳密解を含む陰解法および陽解法以外で得られた変位、応力、歪を含む結果をＥとした場合、
ａｂｓ（Ｅ−Ｓim）＜ａｂｓ（Ｅ−Ｓex）
の関係にある場合には陰解法を選択し、その他の場合には陽解法を選択するものであってもよい。
【００２２】
また、本発明のＦＥＭ解析方法は、第５のステップで、陰解法による解析時間をＴim、陽解法による解析時間をＴexとした場合のＴimとＴexとの関係と、陰解法から求めた変位、応力、歪を含む解析結果をＳim、陽解法から求めた変位、応力、歪を含む解析結果をＳex、実験値、および理論式の厳密解を含む陰解法および陽解法以外で得られた変位、応力、歪を含む結果をＥとした場合の、Ｓim、Ｓex、およびＥとの関係とを基に、解析者自身に使用する解析手法を選択させるものであってもよい。
【００２４】
また、本発明のプログラムは、解析モデルのメッシュを作成し、前記解析モデルの応力解析を行うためのＦＥＭ解析をコンピュータに実行させるための衝突解析用のプログラムであって、前記解析モデルの前記メッシュのうちの、最小メッシュサイズを検索する第１の処理と、前記最小メッシュサイズによる簡易解析モデルを作成する第２の処理と、前記簡易解析モデルを陰解法と陽解法とにより解析する第３の処理と、前記第３の処理での解析結果に基づき、前記陰解法と前記陽解法のいずれが最適かを選択する第４の処理と、解析者自身に、前記第３の処理での解析結果に基づき、前記陰解法と前記陽解法のいずれかを選択させる第５の処理と、前記第４の処理、あるいは前記第５の処理で選択された解析手法により前記解析モデルを解析する第６の処理と、を前記コンピュータのＣＰＵに実行させることを特徴とする。
【００２７】
本発明のＦＥＭ解析システムは、解析モデルのメッシュを作成する手段と、前記解析モデルをＦＥＭにより応力解析するＦＥＭ解析手段とを有する衝撃解析用のＦＥＭ解析システムであって、前記解析モデルの前記メッシュのうちの、最小メッシュサイズを検索する第１の手段と、前記最小メッシュサイズによる簡易解析モデルを作成する第２の手段とを有し、前記ＦＥＭ解析手段により陰解法と陽解法とで前記簡易解析モデルを解析した簡易解析結果に基づき、前記陰解法と前記陽解法とのいずれの解析手法が最適かを選択する第３の手段と、解析者自身に、前記簡易解析結果に基づき、前記陰解法と前記陽解法とのいずれかの解析手法を選択させる第４の手段とを有し、前記ＦＥＭ解析手段が、前記第３の手段、あるいは前記第４の手段で選択された前記解析手法により前記解析モデルを解析することを特徴とする。
【００２８】
また、本発明のＦＥＭ解析システムは、ＦＥＭ解析手段が、陰解法としてニューマークβ法を実行するものであってもよい。
【００２９】
また、本発明のＦＥＭ解析システムは、第３の手段が、陰解法による解析時間をＴim、陽解法による解析時間をＴexとした場合、
Ｔim＜Ｔex
の関係にある場合には陰解法を選択し、その他の場合には陽解法を選択するものであってもよい。
【００３０】
さらに、本発明のＦＥＭ解析システムは、第３の手段が、陰解法から求めた変位、応力、歪を含む解析結果をＳim、陽解法から求めた変位、応力、歪を含む解析結果をＳex、実験値、および理論式の厳密解を含む陰解法および陽解法以外で得られた変位、応力、歪を含む結果をＥとした場合、
ａｂｓ（Ｅ−Ｓim）＜ａｂｓ（Ｅ−Ｓex）
の関係にある場合には陰解法を選択し、その他の場合には陽解法を選択するものであってもよい。
【００３１】
また、本発明のＦＥＭ解析システムは、第４の手段が、陰解法による解析時間をＴim、陽解法による解析時間をＴexとした場合のＴimとＴexとの関係と、陰解法から求めた変位、応力、歪を含む解析結果をＳim、陽解法から求めた変位、応力、歪を含む解析結果をＳex、実験値、および理論式の厳密解を含む陰解法および陽解法以外で得られた変位、応力、歪を含む結果をＥとした場合の、Ｓim、Ｓex、およびＥとの関係とに基づき、解析者自身に解析手法を選択させるものであってもよい。
【００３２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００３３】
（第１の実施形態）
図１に本実施形態のＦＥＭ解析システムの構成を示す。
【００３４】
本実施形態のＦＥＭ解析システムは、解析モデル作成手段１００と、解析モデルデータのファイルへの登録手段１０１と、最適解法の選択と解析手段１０２と、解析データのファイルへの登録手段１０３とを有する。
【００３５】
これらの手段はそれぞれ概略つぎのように動作する。
【００３６】
解析モデル作成手段１００は、ＣＡＤデータを基にメッシング（要素で形状を離散化したもの）するか、解析専用のプリプロセッサから形状データを作成、これをメッシングした後、解析に必要な境界条件をモデルに付加する。
【００３７】
解析モデルデータ登録手段１０１は、解析モデル作成手段１００で作成された解析モデルデータを記憶媒体１０４の所定のファイルに登録する。
【００３８】
最適解法の選択と解析手段１０２は、解析モデルデータ登録手段１０１で登録された解析モデルデータに対し、短時間に精度良く解析できるのは、陰解法か陽解法かを判断し、選択した解法により解析する。
【００３９】
最後に解析データ登録手段１０３は、最適解法の選択と解析手段１０２で解析されたデータを記憶媒体１０４の所定のファイルに登録する。
【００４０】
次に、図１のブロック図及び図２のフローチャートを参照して本実施形態の全体の動作について詳細に説明する。
【００４１】
図１のブロック図に示すように、本実施形態では解析モデル作成手段１００において、ＣＡＤデータを基にメッシングするか、解析専用のプリプロセッサから形状データを作成、これをメッシングした後、解析に必要な境界条件をモデルに付加する。
【００４２】
次に、解析モデルデータ登録手段１０１では、解析モデル作成手段１００で作成された解析モデルデータを記憶媒体の所定のファイルに登録する。
【００４３】
さらに、最適解法の選択と解析手段１０２において、解析モデルデータ登録手段１０１で記憶媒体１０４の所定のファイルに登録された解析モデルに対し、効率的に解析できるのは、陰解法か陽解法かを判断し、選択した解法により解析を実施する。
【００４４】
最後に解析データ登録手段１０３は、最適解法の選択と解析手段１０２で解析されたデータを記憶媒体１０４の所定のファイルに登録する。
【００４５】
特に、本発明の特徴部分である最適解法の選択と解析手段１０２における最適解法の選択と解析方法に関して、図２のフローチャートにより説明する。
【００４６】
まず衝撃解析か否かをチェックするステップ（図２のＡ１）において衝撃解析か否かを判断し、衝撃解析であれば陰解法により解析を行うステップ（図２のＡ２）において陰解法による解析を実施する。その他であれば解析者の判断に委ねるステップ（図２のＡ４）において解析者の判断に委ねる。
【００４７】
なお、最適解法の選択と解析手段１０２において、陰解法としては、ニューマークβ法を使用するのが好適である。陰解法には主にニューマークβ法とフーボルト法の２種類があり、筆者の調査によればニューマークβ法では机上計算に近い値が得られたが、フーボルト法（３次関数補間）では陽解法による解析結果に近いものとなった。従って、陰解法と呼ばれる手法全てが電子機器の落下解析に向くものではないが、本実施形態のニューマークβ法に限定されるものではない。
【００４８】
以上説明したように、本実施形態では、メッシュサイズが非常に小さい部分を有する電子機器モデル等の衝撃解析において、陰解法を使用しての解析がなされる。このため、本実施形態のＦＥＭ解析システムによれば、メッシュサイズが微細化すると解析精度の低下および解析時間の増大を招く陽解法によるＦＥＭ解析システムに比べて、実現象に近い高精度の解析結果を短時間で得られるという効果がある。
【００４９】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００５０】
なお、本実施形態のＦＥＭ解析システムは、最適解法の選択と解析手段１０２で実行される処理以外は、第１の実施形態で説明したＦＥＭ解析システムと同様であるため詳細の説明は省略する。よって、本実施形態のＦＥＭ解析システムと同じ構成要素、および同じ処理は第１の実施形態で用いた符号により説明する。
【００５１】
図３は本実施形態のＦＥＭ解析システムの最適解法の選択と解析手段１０２で実行される処理を示すフローチャートである。
【００５２】
図３のフローチャートに示すように、最適解法の選択と解析手段１０２では、衝撃解析か否かをチェックするステップＡ１、最小メッシュサイズ検索ステップＡ５、最小メッシュサイズで簡易解析モデルを作成するステップＡ６、陰解法と陽解法により解析するステップＡ７、解析結果を基に解析手法を選択するステップＡ８、陰解法で解析するステップＡ２、陽解法で解析するステップＡ３、および解析者判断ステップＡ４の処理がなされる。
【００５３】
次に、図３のフローチャートを参照して本実施形態の全体の動作について詳細に説明する。
【００５４】
まず、衝撃解析か否かをチェックするステップ（図３のＡ１）で衝撃解析と判断されると最小メッシュサイズ検索ステップ（図３のＡ５）へ、また、衝撃解析以外であれば解析者判断のステップ（図３のＡ４）へと進みフローを終了する。
【００５５】
衝撃解析と判断されて最小メッシュサイズ検索ステップ（図３のＡ５）へ進んだ場合には、最小メッシュサイズで簡易解析モデルを作成するステップ（図３のＡ６）において、登録済みの形状が簡単なＣＡＤデータに対し、オートメッシュ機能を用いてステップＡ５で求めた最小メッシュサイズでメッシュ切りを行い、ＦＥＭ解析モデルを作成する。さらに、陰解法と陽解法による解析ステップ（図３のＡ７）において両手法による簡易モデルでの予備解析を行う。
【００５６】
次に予備解析の結果を基に最適解析手法を選択するステップ（図３のＡ８）において手法を選択する。陰解法で要した解析時間Ｔim、陽解法で要した解析時間Ｔexとした場合、ステップＡ７の予備解析において、
Ｔim＜Ｔex              （１）
以下の式（１）の関係にある場合、すなわち、予備解析において、陰解法による解析時間が陽解法による解析時間よりも短い場合、本解析を陰解法で解析するため、陰解法による解析ステップ（図３のＡ２）へと進む。一方、ＴimとＴexとの関係が式（１）を満たさない場合、すなわち、陽解法による解析時間が陰解法による解析時間よりも短い場合、本解析を陽解法で解析するため、陽解法による解析ステップ（図３のＡ３）で解析する。
【００５７】
このように式（１）を解析手法の選択基準とした場合、短時間で解析できる手法を選択することができる。
【００５８】
なお、最適解析手法を選択するステップ（図３のＡ８）における解析手法の選択は、上述した式（１）以外に、以下のようにして選択されるされるものであってもよい。
【００５９】
すなわち、ステップＡ７の予備解析で陰解法から求めた変位、応力、歪などの解析結果をＳim、陽解法から求めた変位、応力、歪などの解析結果をＳex、実験から求めた変位、応力、歪などの結果、あるいは理論式からの厳密解をＥとすれば以下の式（２）の関係にある場合は陰解法で解析するステップ（図３のＡ２）で解析し、それ以外では陽解法で解析するステップ（図３のＡ３）で解析しようとするモデルでの本解析を行うものとしてもよい。
【００６０】
ａｂｓ（Ｅ−Ｓim）＜ａｂｓ（Ｅ−Ｓex）            （２）
このように、式（２）を解析手法の選択基準とした場合、解析しようとするモデルの最小メッシュサイズを基に簡易モデルを作成、実際に両手法で予備解析を行い、予備解析で求めた解析結果と実験または厳密解との比較を行い、誤差の少ない方の解析手法が選択できるので、より精度の高い解析結果を得ることができる。
【００６１】
ところで、式（１）と式（２）を満足する手法はメッシュサイズによっては必ずしも同一ではなく、この場合、メッシュ数の莫大な解析では、多少実験との誤差はあっても、解析時間の短い方を選択する場合も有り得る。
【００６２】
このような場合に対応するため、解析結果を基に解析手法を決定するステップ（図３のＡ８）の後に解析者による判断ステップＡ４を加え、短時間で求められる手法を選択できる式（１）と解析精度の高い手法を選択できる式（２）の比較結果より解析者が解析手法の選択を行うようにするものであってもよい。この場合、解析時間と解析精度の観点から解析者が希望する手法を選択できる。
【００６３】
このように最適解法の選択と解析手段１０２で実行される処理が、第１の実施形態において図２に示したフローチャートでは衝撃解析か否かをチェックするステップＡ１で衝撃解析と判断されるとステップＡ２で陰解法を用いた解析が行われるのに対し、本実施形態の図３に示したフローチャートでは上述したようにステップＡ５〜Ａ８までを順次行うことにより、解析しようとするモデルの最小メッシュサイズを基に簡易モデルを作成、両手法で予備解析を行う部分が異なる。
【００６４】
以上説明したように、本実施形態のＦＥＭ解析システムも第１の実施形態と同様に、メッシュサイズが非常に小さい部分を有する電子機器モデル等の衝撃解析において、陽解法によるＦＥＭ解析システムに比べて、実現象に近い高精度の解析結果を短時間で得られるという効果がある。さらに、本実施形態のＦＥＭ解析システムは、解析しようとするモデルの最小メッシュサイズを基に簡易モデルを作成、実際に両手法で予備解析を行うため、個々のモデルに対して最適手法の選択をより精度良く行えるという効果がある。
【００６５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、解析モデルに応じて、陽解法で解析するか、陰解法で解析するかを選択することができる。このため、解析モデルに対して最適な手法により解析を行うことができるため、短時間で、かつ、高精度な解析結果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態におけるＦＥＭ解析システムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態におけるＦＥＭ解析システムの、最適解法の選択と解析手段で実行される処理動作を示すフローチャートである。
【図３】本発明の第２の実施形態におけるＦＥＭ解析システムの、最適解法の選択と解析手段で実行される処理動作を示すフローチャートである。
【図４】従来のＦＥＭ解析システムにおける処理動作の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１００    解析モデル作成手段
１０１    解析モデルデータ登録手段
１０２    最適解法の選択と解析手段
１０３    解析データの登録手段
１０４    記録媒体
【図１】
0004720964.tif 000002
【図２】
0004720964.tif 000003
【図３】
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【図４】
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