(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷プロファイルを与えたときの対象物の全体形状モデルの変位を解析した後、前記全体形状モデルの一部分である詳細解析部分を取り出して、前記詳細解析部分の解析精度を高めた解析を実行するズーミング解析装置であって、
弾性解析に基づいて、時間の変化に対して一定な負荷の複数の所定の値から構成される第１の負荷プロファイルを与えたときの、前記対象物の全体形状モデルの変位を解析する粗解析手段と、
前記粗解析手段の解析結果より、前記詳細解析部分の境界面における変位を取り出し、取り出した前記詳細解析部分の境界面における変位と前記第１の負荷プロファイルとに基づいて、前記詳細解析部分の境界面における変位と負荷との関係を示す境界条件を取り出す境界条件取り出し手段と、
前記境界条件取り出し手段によって算出された前記境界条件に基づいて、前記詳細解析部分の解析精度を高めた部分形状モデルの詳細解析用境界条件を設定し、設定した前記詳細解析用境界条件による弾塑性クリープ解析に基づいて、時間に基づいて負荷が変化する複数の所定の時間と負荷との組み合わせから構成される第２の負荷プロファイルを与えたときの、前記部分形状モデルの変位を解析する詳細解析手段と、
を備えていることを特徴とするズーミング解析装置。
【請求項２】
負荷プロファイルを与えたときの対象物の全体形状モデルの変位を解析した後、前記全体形状モデルの一部分である詳細解析部分を取り出して、前記詳細解析部分の解析精度を高めた解析を実行するズーミング解析装置であって、
弾性解析に基づいて、時間の変化に対して一定な負荷の複数の所定の値から構成される第１の負荷プロファイルを与えたときの、前記対象物の全体形状モデルの変位を解析する第１の粗解析手段と、
前記第１の粗解析手段の解析結果より、前記詳細解析部分の境界面における変位を取り出し、取り出した前記詳細解析部分の境界面における変位と前記第１の負荷プロファイルとに基づいて、前記詳細解析部分の境界面における変位と負荷との関係を示す境界条件を取り出す境界条件取り出し手段と、
前記境界条件取り出し手段によって算出された前記境界条件に基づいて、前記詳細解析部分の解析精度を高めた部分形状モデルの第１の詳細解析用境界条件を設定し、設定した前記第１の詳細解析用境界条件による弾塑性クリープ解析に基づいて、時間に基づいて負荷が変化する複数の所定の時間と負荷との組み合わせから構成される第２の負荷プロファイルを与えたときの、前記部分形状モデルの変位を解析する第１の詳細解析手段と、
弾塑性解析に基づいて、前記第２の負荷プロファイルを与えたときの、前記対象物の全体形状モデルの変位を解析する第２の粗解析手段と、
前記第２の粗解析手段の解析結果より、前記詳細解析部分の境界面における変位を取り出し、取り出した前記詳細解析部分の境界面における変位と前記第２の負荷プロファイルとに基づいて、前記詳細解析部分の解析精度を高めた部分形状モデルの第２の詳細解析用境界条件を設定し、設定した前記第２の詳細解析用境界条件による弾塑性クリープ解析に基づいて、前記第２の負荷プロファイルを与えたときの、前記部分形状モデルの変位を解析する第２の詳細解析手段と、
前記第１の粗解析手段及び前記第２の粗解析手段のうちのいずれか一方を選択する粗解析選択手段と、
を備えていることを特徴とするズーミング解析装置。
【請求項３】
前記境界条件は、前記詳細解析部分の境界面における変位と前記第１の負荷プロファイルとに基づいて、前記詳細解析部分の境界面における変位と負荷との関係式として算出されることを特徴とする請求項１または２に記載のズーミング解析装置。
【請求項４】
前記第１の負荷プロファイル及び前記第２の負荷プロファイルを構成する負荷が、温度であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のズーミング解析装置。
【請求項５】
コンピュータを使用して、負荷プロファイルを与えたときの対象物の全体形状モデルの変位を解析した後、前記全体形状モデルの一部分である詳細解析部分を取り出して、前記詳細解析部分の解析精度を高めた解析を実行するズーミング解析方法であって、
前記コンピュータが、
時間の変化に対して一定な負荷の複数の所定の値から構成される第１の負荷プロファイルを所定の記憶部から取り出し、取り出した前記第１の負荷プロファイルを与えたときの前記対象物の前記全体形状モデルの変位を、弾性解析に基づいて算出する粗解析工程と、
前記粗解析工程によって算出された前記詳細解析部分の境界面における変位と前記第１の負荷プロファイルとに基づいて、前記詳細解析部分の境界面における変位と負荷との関係を示す境界条件を算出する境界条件取り出し工程と、
前記境界条件取り出し工程によって算出された前記境界条件に基づいて、前記詳細解析部分の解析精度を高めた部分形状モデルの詳細解析用境界条件を設定し、時間に基づいて負荷が変化する複数の所定の時間と負荷との組み合わせから構成される第２の負荷プロファイルを所定の前記記憶部から取り出し、取り出した前記第２の負荷プロファイルを与えたときの前記部分形状モデルの変位を、設定した前記詳細解析用境界条件による弾塑性クリープ解析に基づいて算出する詳細解析工程と、
を備えていることを特徴とするズーミング解析方法。
【請求項６】
コンピュータを使用して、負荷プロファイルを与えたときの対象物の全体形状モデルの変位を解析した後、前記全体形状モデルの一部分である詳細解析部分を取り出して、前記詳細解析部分の解析精度を高めた解析を実行するズーミング解析方法であって、
前記コンピュータが、
前記対象物の前記全体形状モデルの変位を弾性解析する第１の粗解析方法と弾塑性解析する第２の粗解析方法のうちのいずれか一方の方法を選択する粗解析選択工程と、
前記粗解析選択工程によって前記第１の粗解析方法が選択されたときに、時間の変化に対して一定な負荷の複数の所定の値から構成される第１の負荷プロファイルを所定の前記記憶部から取り出し、取り出した前記第１の負荷プロファイルを与えたときの前記対象物の前記全体形状モデルの変位を、弾性解析に基づいて算出する第1の粗解析工程と、
前記第１の粗解析工程によって算出された前記詳細解析部分の境界面における変位と前記第１の負荷プロファイルとに基づいて、前記詳細解析部分の境界面における変位と負荷との関係を示す境界条件を算出する境界条件取り出し工程と、
前記境界条件取り出し工程によって算出された前記境界条件に基づいて、前記詳細解析部分の解析精度を高めた部分形状モデルの第１の詳細解析用境界条件を設定し、時間に基づいて負荷が変化する複数の所定の時間と負荷との組み合わせから構成される第２の負荷プロファイルを所定の前記記憶部から取り出し、取り出した前記第２の負荷プロファイルを与えたときの前記部分形状モデルの変位を、設定した前記第1の詳細解析用境界条件による弾塑性クリープ解析に基づいて算出する第１の詳細解析工程と、
前記粗解析選択工程によって前記第２の粗解析方法が選択されたときに、前記第２の負荷プロファイルを所定の前記記憶部から取り出し、取り出した前記第２の負荷プロファイルを与えたときの前記対象物の前記全体形状モデルの変位を、弾塑性解析に基づいて算出する第２の粗解析工程と、
前記第２の粗解析工程によって算出された前記詳細解析部分の境界面における変位と前記第２の負荷プロファイルとに基づいて、前記詳細解析部分の解析精度を高めた前記部分形状モデルの第２の詳細解析用境界条件を設定し、前記第２の負荷プロファイルを与えたときの前記部分形状モデルの変位を、設定した前記第２の詳細解析用境界条件による弾塑性クリープ解析に基づいて算出する第２の詳細解析工程と、
を備えていることを特徴とするズーミング解析方法。
【請求項７】
前記境界条件は、前記詳細解析部分の境界面における変位と前記第１の負荷プロファイルとに基づいて、前記詳細解析部分の境界面における変位と負荷との関係式として算出されることを特徴とする請求項５または６に記載のズーミング解析方法。
【請求項８】
前記第１の負荷プロファイル及び前記第２の負荷プロファイルを構成する負荷が、温度であることを特徴とする請求項５から７のいずれか１項に記載のズーミング解析方法。
【請求項９】
負荷プロファイルを与えたときの対象物の全体形状モデルの変位を解析した後、前記全体形状モデルの一部分である詳細解析部分を取り出して、前記詳細解析部分の解析精度を高めた解析を実行するズーミング解析処理を、コンピュータに実行させるプログラムであって、
請求項１から４のいずれか１項に記載のズーミング解析装置の各手段を実現させる処理を前記コンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有限要素法を用いたズーミング解析装置、ズーミング解析方法及びプログラムに関する。特に、冷熱サイクル負荷による自動車部品等の歪解析において、解析精度を落とさずに解析時間、特に粗解析の解析時間を短縮することが可能なズーミング解析装置、ズーミング解析方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自動車部品等は、温度等の過酷な条件において正常作動するために、冷熱サイクル負荷を与えたときの歪を算出する解析が実行されている。その解析方法として、解析対象形状の解析シミュレーションを、有限要素法を用いて行い、解析対象全体の解析と共に、特に応力が集中する解析対象形状の部分的な領域についての解析を行うことが一般的である。また、有限要素法を用いて、解析対象形状の部分的な領域について、より精度良く計算する手法としてズーミング解析がある。
【０００３】
ズーミング解析は、解析領域全体の有限要素メッシュと、精度良く計算したい部分の有限要素メッシュとを用意し、解析領域全体の有限要素メッシュで計算した解析結果から精度良く計算したい部分の有限要素メッシュの境界条件を生成し、これにより、精度よく計算したい部分についてのみ、再度計算するという方法である。ここで、解析領域全体の有限要素メッシュに比べて精度良く計算したい部分の有限要素メッシュを細かくすることにより解析精度が向上する。また、解析領域全体の有限要素メッシュで計算する解析を粗解析と、精度良く計算したい部分の有限要素メッシュで計算する解析を詳細解析と呼ぶ。
【０００４】
そこで、このズーミング解析を精度よくかつ短時間で行う方法が提案されている。特許文献１では、部分領域抽出ルール、全体モデルの形状、解析条件または粗解析を実行する全体解析処理部の解析結果に基づいて、詳細解析する部分領域の形状と解析条件とを自動的に生成し解析する装置及び方法が提案されている。
【特許文献１】特開２０００−１２３０４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述したズーミング解析においては、詳細解析に必要な境界条件を求めるために、粗解析においても詳細解析と同様なサイクルの負荷プロファイルを与えて、対象物の全体形状モデルの変位を算出する必要があった。そのため、解析、特に粗解析に要する計算時間が長いという問題点があった。従って、解析作業の期間が長くなり作業コストがかかってしまうという問題点もあった。
【０００６】
本発明は、以上のような問題点を解決するためになされたもので、冷熱サイクル負荷による自動車部品等の歪解析において、解析精度を落とさずに解析時間、特に粗解析の解析時間を短縮することが可能なズーミング解析装置、ズーミング解析方法及びプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した従来の問題点を解決すべく下記の発明を提供する。
【０００８】
本発明の第１の態様にかかるズーミング解析装置は、負荷プロファイルを与えたときの対象物の全体形状モデルの変位を解析した後、前記全体形状モデルの一部分である詳細解析部分を取り出して、前記詳細解析部分の解析精度を高めた解析を実行するズーミング解析装置であって、弾性解析に基づいて、時間の変化に対して一定な負荷の複数の所定の値から構成される第１の負荷プロファイルを与えたときの、前記対象物の全体形状モデルの変位を解析する粗解析手段と、前記粗解析手段の解析結果より、前記詳細解析部分の境界面における変位を取り出し、取り出した前記詳細解析部分の境界面における変位と前記第１の負荷プロファイルとに基づいて、前記詳細解析部分の境界面における変位と負荷との関係を示す境界条件を取り出す境界条件取り出し手段と、前記境界条件取り出し手段によって算出された前記境界条件に基づいて、前記詳細解析部分の解析精度を高めた部分形状モデルの詳細解析用境界条件を設定し、設定した前記詳細解析用境界条件による弾塑性クリープ解析に基づいて、時間に基づいて負荷が変化する複数の所定の時間と負荷との組み合わせから構成される第２の負荷プロファイルを与えたときの、前記部分形状モデルの変位を解析する詳細解析手段と、を備えていることを特徴とする。
【０００９】
このような構成であれば、粗解析手段によって、時間の変化に対して一定な負荷の複数の所定の値から構成される第１の負荷プロファイルを与えたときの、対象物の全体形状モデルの変位が、弾性解析に基づいて解析される。また、境界条件取り出し手段によって、粗解析手段の解析結果より、詳細解析部分の境界面における変位を取り出され、取り出された詳細解析部分の境界面における変位と第１の負荷プロファイルとに基づいて、詳細解析部分の境界面における変位と負荷との関係を示す境界条件が取り出される。また、詳細解析手段によって、境界条件取り出し手段によって算出された境界条件に基づいて、詳細解析部分の解析精度を高めた部分形状モデルの詳細解析用境界条件が設定され、時間に基づいて負荷が変化する複数の所定の時間と負荷との組み合わせから構成される第２の負荷プロファイルを与えたときの、部分形状モデルの変位が、設定された詳細解析用境界条件による弾塑性クリープ解析に基づいて、解析される。
【００１０】
これにより、大部分の領域が弾性解析の範囲であるような対象物の全体形状モデルにおいて、粗解析の解析時間を短縮することが可能である。例えば、約−４０℃から約１２５℃まで変化する冷熱サイクル負荷において、所定の温度間隔の１０個程度の異なる温度を与えたときの粗解析を行うことで、約−４０℃から約１２５℃まで変化する冷熱サイクル負荷の所望の温度における部分形状モデルの変位が算出できる。ここで、所望の温度の數を数１０個〜数１００個程度とする。その為、数１０個〜数１００個の温度を与えたときの粗解析の解析時間に比較して、粗解析の解析時間を大幅に短縮することが可能である。
【００１１】
また、粗解析の解析時間を短縮することにより、解析作業の期間が短縮される。その為、解析作業にかかる作業コストを削減することが可能である。
【００１２】
本発明の第２の態様にかかるズーミング解析装置は、負荷プロファイルを与えたときの対象物の全体形状モデルの変位を解析した後、前記全体形状モデルの一部分である詳細解析部分を取り出して、前記詳細解析部分の解析精度を高めた解析を実行するズーミング解析装置であって、弾性解析に基づいて、時間の変化に対して一定な負荷の複数の所定の値から構成される第１の負荷プロファイルを与えたときの、前記対象物の全体形状モデルの変位を解析する第１の粗解析手段と、前記第1の粗解析手段の解析結果より、前記詳細解析部分の境界面における変位を取り出し、取り出した前記詳細解析部分の境界面における変位と前記第１の負荷プロファイルとに基づいて、前記詳細解析部分の境界面における変位と負荷との関係を示す境界条件を取り出す境界条件取り出し手段と、前記境界条件取り出し手段によって算出された前記境界条件に基づいて、前記詳細解析部分の解析精度を高めた部分形状モデルの第1の詳細解析用境界条件を設定し、設定した前記第１の詳細解析用境界条件による弾塑性クリープ解析に基づいて、時間に基づいて負荷が変化する複数の所定の時間と負荷との組み合わせから構成される第２の負荷プロファイルを与えたときの、前記部分形状モデルの変位を解析する第1の詳細解析手段と、弾塑性解析に基づいて、前記第２の負荷プロファイルを与えたときの、前記対象物の全体形状モデルの変位を解析する第２の粗解析手段と、前記第２の粗解析手段の解析結果より、前記詳細解析部分の境界面における変位を取り出し、取り出した前記詳細解析部分の境界面における変位と前記第２の負荷プロファイルとに基づいて、前記詳細解析部分の解析精度を高めた部分形状モデルの第２の詳細解析用境界条件を設定し、設定した前記第２の詳細解析用境界条件による弾塑性クリープ解析に基づいて、前記第２の負荷プロファイルを与えたときの、前記部分形状モデルの変位を解析する第２の詳細解析手段と、前記第１の粗解析手段及び前記第２の粗解析手段のうちのいずれか一方を選択する粗解析選択手段と、を備えていることを特徴とする。
【００１３】
これにより、大部分の領域が弾性解析の範囲であるような対象物の全体形状モデルにおいて、粗解析の解析時間を短縮することが可能である。また、粗解析の解析時間を短縮することにより、解析作業の期間が短縮される。その為、解析作業にかかる作業コストを削減することが可能である。
【００１４】
本発明の第３の態様にかかるズーミング解析装置は、本発明の第1または２の態様にかかるズーミング解析装置において、前記境界条件が、前記詳細解析部分の境界面における変位と前記第１の負荷プロファイルとに基づいて、前記詳細解析部分の境界面における変位と負荷との関係式として算出されることを特徴とする。
【００１５】
これにより、第２の負荷プロファイルに基づいた、詳細解析部分の境界面における変位（境界条件）及び部分形状モデルの詳細解析用境界条件を容易に算出して設定することが可能である。
【００１６】
本発明の第４の態様にかかるズーミング解析装置は、本発明の第１から３のいずれか1つの態様にかかるズーミング解析装置において、前記第１の負荷プロファイル及び前記第２の負荷プロファイルを構成する負荷が、温度であることを特徴とする。
【００１７】
本発明の第１の態様にかかるズーミング解析方法は、コンピュータを使用して、負荷プロファイルを与えたときの対象物の全体形状モデルの変位を解析した後、前記全体形状モデルの一部分である詳細解析部分を取り出して、前記詳細解析部分の解析精度を高めた解析を実行するズーミング解析方法であって、前記コンピュータが、時間の変化に対して一定な負荷の複数の所定の値から構成される第１の負荷プロファイルを所定の記憶部から取り出し、取り出した前記第１の負荷プロファイルを与えたときの前記対象物の前記全体形状モデルの変位を、弾性解析に基づいて算出する粗解析工程と、前記粗解析工程によって算出された前記詳細解析部分の境界面における変位と前記第１の負荷プロファイルとに基づいて、前記詳細解析部分の境界面における変位と負荷との関係を示す境界条件を算出する境界条件取り出し工程と、前記境界条件取り出し工程によって算出された前記境界条件に基づいて、前記詳細解析部分の解析精度を高めた部分形状モデルの詳細解析用境界条件を設定し、時間に基づいて負荷が変化する複数の所定の時間と負荷との組み合わせから構成される第２の負荷プロファイルを所定の前記記憶部から取り出し、取り出した前記第２の負荷プロファイルを与えたときの前記部分形状モデルの変位を、設定した前記詳細解析用境界条件による弾塑性クリープ解析に基づいて算出する詳細解析工程と、を備えていることを特徴とする。
【００１８】
これにより、上述した本発明の第１の態様にかかるズーミング解析装置と同等の効果が得られる。
【００１９】
本発明の第２の態様にかかるズーミング解析方法は、コンピュータを使用して、負荷プロファイルを与えたときの対象物の全体形状モデルの変位を解析した後、前記全体形状モデルの一部分である詳細解析部分を取り出して、前記詳細解析部分の解析精度を高めた解析を実行するズーミング解析方法であって、前記コンピュータが、前記対象物の前記全体形状モデルの変位を弾性解析する第１の粗解析方法と弾塑性解析する第２の粗解析方法のうちのいずれか一方の方法を選択する粗解析選択工程と、前記粗解析選択工程によって前記第1の粗解析方法が選択されたときに、時間の変化に対して一定な負荷の複数の所定の値から構成される第１の負荷プロファイルを所定の前記記憶部から取り出し、取り出した前記第１の負荷プロファイルを与えたときの前記対象物の前記全体形状モデルの変位を、弾性解析に基づいて算出する第1の粗解析工程と、前記第１の粗解析工程によって算出された前記詳細解析部分の境界面における変位と前記第１の負荷プロファイルとに基づいて、前記詳細解析部分の境界面における変位と負荷との関係を示す境界条件を算出する境界条件取り出し工程と、前記境界条件取り出し工程によって算出された前記境界条件に基づいて、前記詳細解析部分の解析精度を高めた部分形状モデルの第１の詳細解析用境界条件を設定し、時間に基づいて負荷が変化する複数の所定の時間と負荷との組み合わせから構成される第２の負荷プロファイルを所定の前記記憶部から取り出し、取り出した前記第２の負荷プロファイルを与えたときの前記部分形状モデルの変位を、設定した前記第１の詳細解析用境界条件による弾塑性クリープ解析に基づいて算出する第1の詳細解析工程と、前記粗解析選択工程によって前記第２の粗解析方法が選択されたときに、前記第２の負荷プロファイルを所定の前記記憶部から取り出し、取り出した前記第２の負荷プロファイルを与えたときの前記対象物の前記全体形状モデルの変位を、弾塑性解析に基づいて算出する第２の粗解析工程と、前記第２の粗解析工程によって算出された前記詳細解析部分の境界面における変位と前記第２の負荷プロファイルとに基づいて、前記詳細解析部分の解析精度を高めた前記部分形状モデルの第２の詳細解析用境界条件を設定し、前記第２の負荷プロファイルを与えたときの前記部分形状モデルの変位を、設定した前記第２の詳細解析用境界条件による弾塑性クリープ解析に基づいて算出する第２の詳細解析工程と、を備えていることを特徴とする。
【００２０】
これにより、上述した本発明の第２の態様にかかるズーミング解析装置と同等の効果が得られる。
【００２１】
本発明の第３の態様にかかるズーミング解析方法は、本発明の第１または２の態様にかかるズーミング解析方法において、前記境界条件は、前記詳細解析部分の境界面における変位と前記第１の負荷プロファイルとに基づいて、前記詳細解析部分の境界面における変位と負荷との関係式として算出されることを特徴とする。
【００２２】
これにより、上述した本発明の第３の態様にかかるズーミング解析装置と同等の効果が得られる。
【００２３】
本発明の第４の態様にかかるズーミング解析方法は、本発明の第１から３のいずれか１つの態様にかかるズーミング解析方法において、前記第１の負荷プロファイル及び前記第２の負荷プロファイルを構成する負荷が、温度であることを特徴とする。
【００２４】
本発明の第１の態様にかかるプログラムは、負荷プロファイルを与えたときの対象物の全体形状モデルの変位を解析した後、前記全体形状モデルの一部分である詳細解析部分を取り出して、前記詳細解析部分の解析精度を高めた解析を実行するズーミング解析処理を、コンピュータに実行させるプログラムであって、上述した本発明の第１から４のいずれか１つの態様にかかるズーミング解析装置の各手段を実現させる処理を前記コンピュータに実行させることを特徴とする。
【００２５】
このような構成であれば、コンピュータによってプログラムが読み取られ、読み取られたプログラムによって、コンピュータが処理を実行すると、上述した本発明の第１から４のいずれか１つの態様にかかるズーミング解析装置と同等の作用及び効果が得られる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、大部分の領域が弾性解析の範囲であるような対象物の全体形状モデルにおいて、粗解析の解析時間を短縮することが可能である。また、粗解析の解析時間を短縮することにより、解析作業の期間が短縮される。その為、解析作業にかかる作業コストを削減することが可能である。また、第２の負荷プロファイルに基づいた、詳細解析部分の境界面における変位（境界条件）及び部分形状モデルの詳細解析用境界条件を容易に算出して設定することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
この発明の一実施態様を、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施態様は説明のためのものであり、本発明の範囲を制限するものではない。従って、当業者であればこれらの各要素もしくは全要素をこれと均等なもので置換した実施態様を採用することが可能であるが、これらの実施態様も本発明の範囲に含まれる。
【００２８】
図１は、本発明を適用可能なズーミング解析装置のシステム構成の一例を示す図である。図１に示すように、ズーミング解析装置１０は、粗解析部１２、境界条件取り出し部１４、詳細解析部１６、及びデータベース１８を備えている。以下、負荷として温度を例に挙げて説明する。
【００２９】
粗解析部１２は、解析対象となる対象物の全体形状モデルを、有限要素法を用いて生成し、生成した全体形状モデルに対して、弾性解析を実行する。即ち、負荷プロファイルを与えたときの全体形状モデルにおける変位を計算する。ここで、負荷プロファイルとして、複数の所定の温度を与える（以下、粗解析用負荷プロファイルと呼ぶ）。
【００３０】
例えば、冷熱サイクル負荷として、約−４０℃から約１２５℃までの間の適当な温度を数個（例えば１０個程度）、予め設定しておき、設定した温度における弾性解析を実行する。図２は、粗解析用負荷プロファイルの一例を示した図である。室温（２５℃）を基準に、高温側及び低温側をそれぞれ等温度間隔に５点の温度を負荷プロファイルとして設定している。
【００３１】
境界条件取り出し部１４は、粗解析部１２によって解析された粗解析用負荷プロファイルを与えたときの全体形状モデルの変位から、全体形状モデルの一部分である詳細解析部分の境界面における変位の温度依存を表す関係式を算出する。この関係式が、全体形状モデルの一部分である詳細解析部分の境界面における境界条件である。
【００３２】
詳細解析部１６は、詳細解析部分の解析精度を高めるための部分形状モデルを、有限要素法を用いて生成し、生成した部分形状モデルに対して、境界条件取り出し部１４により取り出した境界条件に基づいて、負荷プロファイルに基づいた温度における部分形状モデルの境界面の変位を算出し設定する。この変位が、部分形状モデルの境界面における詳細解析用境界条件である。
【００３３】
また、設定した詳細解析用境界条件に基づいて弾塑性クリープ解析を実行する。即ち、負荷プロファイルを与えたときの部分形状モデルにおける変位を計算する。ここで、負荷プロファイルとして、時間に基づいて温度が変化する時間と温度との複数個の組み合わせを個与える（以下、詳細解析用負荷プロファイルと呼ぶ）。
【００３４】
例えば、約1時間の間に温度が約−４０℃から約１２５℃まで変化するような、数１０秒から数分間隔の時間と温度の組み合わせを、予め設定しておき、設定した時間と温度の組み合わせにおける弾塑性クリープ解析を実行する。図３は、詳細解析における負荷プロファイルの一例を示した図である。
【００３５】
データベース１８は、粗解析部１２、境界条件取り出し部１４及び詳細解析部１６を実行するのに必要な各種情報（例えば、対象物の形状情報、粗解析及び詳細解析における負荷プロファイル、有限要素モデル情報等）、及び実行結果の情報を格納する。
【００３６】
次に、粗解析部１２の詳細を説明する。図４は、粗解析部１２の詳細な構成の一例を示す図である。図４に示すように、粗解析部１２は、全体形状モデル用メッシュ生成部２２、粗解析用境界条件設定部２４及び粗解析計算部２６を備えている。全体形状モデル用メッシュ生成部２２は、対象物の全体形状情報及び有限要素モデルの粗解析用要素寸法に基づいて、対象物の全体を要素分割した全体形状モデル用メッシュを生成する。
【００３７】
粗解析用境界条件設定部２４は、境界条件を、全体形状モデル用メッシュ生成部２２において生成した全体形状モデル用メッシュに設定する。粗解析計算部２６は、全体形状モデル用メッシュ生成部２２において生成した全体形状モデル用メッシュ、及び粗解析用境界条件設定部２４において設定された境界条件に基づいて、図２に示したような粗解析用負荷プロファイルを与えたときの、対象物の全体形状モデルにおける変位を弾性解析する。
【００３８】
次に、境界条件取り出し部１４の詳細を説明する。図５は、境界条件取り出し部１４の詳細な構成の一例を示す図である。図５に示すように、境界条件取り出し部１４は、粗解析結果取り出し部３２及び負荷依存性取り出し部３４を備えている。粗解析結果取り出し部３２は、粗解析部１２によって解析された、粗解析用負荷プロファイルを与えたときの全体形状モデルの変位から、全体形状モデルの一部分である詳細解析部分の境界面における変位を取り出す。
【００３９】
負荷依存性取り出し部３４は、粗解析結果取り出し部３２によって取り出した情報に基づいて、全体形状モデルの一部分である詳細解析部分の境界面における変位と負荷との関係式を算出する。例えば、回帰計算により、変位と負荷との関係式を算出する。下記の関係式は、全体形状モデルの一部分である詳細解析部分の境界面において、座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）と温度Ｔを与えたときの変位（ｄＸ，ｄＹ，ｄＺ）を表す関係式の例である。
【００４０】
【数１】
0004579854.tif 000002
または、
【００４１】
【数２】
0004579854.tif 000003
ここで、上述の関係式は、陽関数で表されているが、陰関数で表されている関係式であってもよい。
【００４２】
次に、詳細解析部１６の詳細を説明する。図６は、詳細解析部１６の詳細な構成の一例を示す図である。図６に示すように、詳細解析部１６は、部分形状モデル用メッシュ生成部４２、詳細解析用境界条件設定部４４及び詳細解析計算部４６を備えている。
【００４３】
部分形状モデル用メッシュ生成部４２は、全体形状モデルの一部分である詳細解析部分及び有限要素モデルの詳細解析用要素寸法に基づいて、全体形状モデルの一部分である詳細解析部分を要素分割した部分形状モデル用メッシュを生成する。
【００４４】
詳細解析用境界条件設定部４４は、境界条件取り出し部１４により算出された変位と負荷との関係式である境界条件に基づいて、図３に示したような詳細解析用負荷プロファイルに基づいた温度における部分形状モデルの境界面、即ち、部分形状モデル用メッシュ生成部４２において生成した部分形状モデル用メッシュの境界面の詳細解析用境界条件を算出し設定する。
【００４５】
詳細解析計算部４６は、部分形状モデル用メッシュ生成部４２において生成した部分形状モデル用メッシュ、及び詳細解析用境界条件設定部４４において設定された詳細解析用境界条件に基づいて、詳細解析用負荷プロファイルを与えたときの、部分形状モデルにおける変位を弾塑性クリープ解析する。
【００４６】
上述の実施の形態のズーミング解析装置１０において、粗解析部１２は本発明の粗解析手段及び粗解析工程に対応し、境界条件取り出し部１４は本発明の境界条件取り出し手段及び境界条件取り出し工程に対応し、詳細解析部１６は本発明の詳細解析手段及び詳細解析工程に対応する。
【００４７】
次に、本発明を適用可能な別のズーミング解析装置の一例を示す。図７は、本発明を適用可能な別のズーミング解析装置のシステム構成の一例を示す図である。ここでは、図1に示したズーミング装置１０との相違点を主として説明する。
【００４８】
図７に示すように、ズーミング解析装置５０は、粗解析選択部５２、第1粗解析部５４、境界条件取り出し部５６、第1詳細解析部５８、第２粗解析部６０、第２詳細解析部６２、及びデータベース６４を備えている。ここで、第1粗解析部５４は図1の粗解析部１２と、境界条件取り出し部５６は図1の境界条件取り出し部１４と、第1詳細解析部５８は図1の詳細解析部１６と、同様の処理を実行する。
【００４９】
第２粗解析部６０は、解析対象となる対象物の全体形状モデルを、有限要素法を用いて生成し、生成した全体形状モデルに対して、弾塑性解析を実行する。即ち、図３に示したような詳細解析用負荷プロファイルを与えたときの、全体形状モデルにおける変位を計算する。
【００５０】
第２詳細解析部６２は、詳細解析部分の解析精度を高めるための部分形状モデルを、有限要素法を用いて生成し、生成した部分形状モデルに対して、第２粗解析部６０の解析結果より取り出した、全体形状モデルの一部分である詳細解析部分の境界面における境界条件に基づいて、弾塑性クリープ解析を実行する。即ち、詳細解析用負荷プロファイルを与えたときの部分形状モデルにおける変位を計算する。
【００５１】
粗解析選択部５２は、解析対象となる対象物の全体形状モデルを、弾性解析するか弾塑性解析するかを選択する。弾性解析すると選択したとき、第1粗解析部５４、境界条件取り出し部５６及び第1詳細解析部５８を実行し、弾塑性解析すると選択したとき、第２粗解析部６０及び第２詳細解析部６２を実行する。
【００５２】
データベース６４は、粗解析選択部５２、第1粗解析部５４、境界条件取り出し部５６、第1詳細解析部５８、第２粗解析部６０及び第２詳細解析部６２を実行するのに必要な各種情報（例えば、対象物の形状情報、粗解析及び詳細解析における負荷プロファイル、有限要素モデル情報等）、及び実行結果の情報を格納する。
【００５３】
上述の実施の形態のズーミング解析装置５０において、粗解析選択部５２は本発明の粗解析選択手段及び粗解析選択工程に対応し、第1粗解析部５４は本発明の第1の粗解析手段及び第1の粗解析工程に対応し、境界条件取り出し部５６は本発明の境界条件取り出し手段及び境界条件取り出し工程に対応し、第1詳細解析部５８は本発明の第1の詳細解析手段及び第1の詳細解析工程に対応し、第２粗解析部６０は本発明の第２の粗解析手段及び第２の粗解析工程に対応し、第２詳細解析部６２は本発明の第２の詳細解析手段及び第２の詳細解析工程に対応する。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明を適用可能なズーミング解析装置のシステム構成の一例を示す図である。
【図２】粗解析用負荷プロファイルの一例を示した図である。
【図３】詳細解析における負荷プロファイルの一例を示した図である。
【図４】粗解析部１２の詳細な構成の一例を示す図である。
【図５】境界条件取り出し部１４の詳細な構成の一例を示す図である。
【図６】詳細解析部１６の詳細な構成の一例を示す図である。
【図７】本発明を適用可能な別のズーミング解析装置のシステム構成の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００５５】
１０    ズーミング解析装置
１２    粗解析部
１４    境界条件取り出し部
１６    詳細解析部
１８    データベース
【図１】
0004579854.tif 000004
【図２】
0004579854.tif 000005
【図３】
0004579854.tif 000006
【図４】
0004579854.tif 000007
【図５】
0004579854.tif 000008
【図６】
0004579854.tif 000009
【図７】
0004579854.tif 000010