(57)【要約】【課題】  解析条件の設定ミスの発見を容易にする。【解決手段】  本発明の解析データ作成支援方法及び装置１００は、製品の解析モデルと解析条件に基づいて計算機により解析を実行して製品設計を支援するにあたって、解析モデルの各部位に設定された解析条件の違いを色分けして表示するコンター図を作成するとともに、環境条件に依存する解析条件の色分けを環境条件の変化に応じて変更したコンター図を複数作成し、複数のコンター図を環境条件の変化に応じてアニメーション表示する。【選択図】  図１
2007048207.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
製品の解析モデルと解析条件に基づいて計算機により前記製品の解析を実行して解析データを作成するにあたり、前記解析モデルの各部位に設定された解析条件の違いを識別可能な表示態様で表示するコンター図を作成するとともに、環境条件に依存する前記解析条件の表示態様を前記環境条件の変化に応じて変更した前記コンター図を複数作成し、複数の前記コンター図を前記環境条件の変化に応じてアニメーション表示することを含んでなる解析データ作成支援方法。
【請求項２】
前記解析条件は、前記各部位の材料、該材料の物性値、荷重条件の少なくとも一つであることを特徴とする請求項1に記載の設計支援方法。
【請求項３】
前記環境条件は、温度と経過時間のいずれか一方であることを特徴とする請求項1又は2に記載の解析データ作成支援方法。
【請求項４】
前記各部位の解析条件が設定範囲又は設定値を越えている部位について、前記コンター図の表示態様を強調して表示することを特徴とする請求項1に記載の解析データ作成支援方法。
【請求項５】
前記各部位の解析条件が許容範囲の最大値又は許容最小値を外れた部位について、前記コンター図の表示態様を強調して表示することを特徴とする請求項1に記載の解析データ作成支援方法。
【請求項６】
前記環境条件の変化の開始値から終了値までアニメーション表示を繰り返すことを特徴とする請求項1に記載の解析データ作成支援方法。
【請求項７】
アニメーション表示される複数の前記コンター図に係る前記環境条件の変化の刻み幅を可変設定することを特徴とする請求項1に記載の解析データ作成支援方法。
【請求項８】
アニメーション表示に係る時間的に前後する一対の前記コンター図の前記解析条件が、閾値を越えて変化する部位の表示態様を強調して表示することを特徴とする請求項1に記載の解析データ作成支援方法。
【請求項９】
製品の解析モデルと解析条件等の解析データを格納するデータベースと、前記製品の解析を実行して解析データを作成する演算処理手段と、前記解析モデルの各部位の解析条件を入力設定する解析条件入力部と、解析データ表示作成部と、画像表示手段と、アニメーション表示設定部とを備えてなり、アニメーション表示設定部は、前記各部位に設定された解析条件の違いを識別可能な表示態様で表示するコンター図を作成するとともに、環境条件に依存する前記解析条件の表示態様を前記環境条件の変化に応じて変更した前記コンター図を複数作成し、複数の前記コンター図を前記環境条件の変化に応じて前記画像表示手段にアニメーション表示することを含んでなる解析データ作成支援装置。
【請求項１０】
前記アニメーション表示設定部は、前記コンター図に表示させる前記解析条件を指定する第1の入力部と、前記環境条件の変化の開始値と終了値及び変化の刻み幅を入力する第2の入力部と、アニメーション表示に係る時間的に前後する一対の前記コンター図の前記解析条件の変化が不連続な部位を強調表示するための閾値を入力する第3の入力部、前記解析条件の許容範囲の最大値又は最小値を外れた部位の前記コンター図の表示態様を強調表示するための前記最大値又は前記最小値を入力する第4の入力部を有することを特徴とする請求項9に記載の解析データ作成支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製品の解析モデルと解析条件に基づいて計算機により解析を実行して製品設計を支援する解析データ作成支援方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＡＤ（Computer Aided Design）及びＣＡＥ(Computer Aided Engineering)に代表されるディジタルエンジニアリング技術を用いた設計支援においては、製品各部の設計諸元を変更しながら、様々な段階で製品の解析モデルを作成し、必要な解析を行って解析データを作成するようにしている。
【０００３】
このような解析を行うにあたっては、製品各部の材料、その材料の物性値などの解析条件を設定するとともに、製品各部の所望の部位に境界条件などの解析条件を設定する必要がある。そして、解析データを表示画面上の解析モデルに対応付けて表示して、製品設計の妥当性を確認できるようにすることが行われている。
【０００４】
例えば、特許文献1では、解析モデルに設定された各部の境界条件を演算し、算出された境界条件の違いを色分けした解析モデルのコンター図を作成して、画面に表示するようにしている。また、コンター図の色分けは、境界条件の最小値と最大値の間を複数に分割して表示色を変えるようにし、その色分けスケールを同一画面に表示するようにしている。これにより、境界条件が不自然な部位を視覚的に認識して、設計の良否を判断できるようにしている。また、解析条件として設定した製品各部の材料の物性値が、環境条件の温度や時間に依存して変動する場合は、その物性値を２次元グラフ形式で設定することが提案されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平９−６７５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献1に記載の技術は、温度や時間に依存して変動する解析条件の設定抜け、設定誤り等の設定ミスを防止することについて考慮されていないという問題がある。
【０００７】
すなわち、解析にあたって設定しなければならない解析条件の設定値は膨大な数に上り、それを一つ一つ入力設定する場合、入力抜けや、入力誤りを避けることができない。また、材料を設定することにより、その材料の物性データをデータベースから読み出して設定することが行われるが、データベースに入力する際に、同様の問題が生ずる。
【０００８】
このように、解析条件の設定ミスがあると、思わぬ解析結果が出てしまうことから避けなければならない。しかも、思わぬ解析結果が出た場合、その原因である解析条件の設定ミスを見付け出すのは容易なことではない。
【０００９】
本発明は、解析条件の設定ミスの発見を容易にすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明の解析データ作成支援方法及び装置は、製品の解析モデルと解析条件に基づいて計算機により前記製品の解析を実行して製品設計を支援するにあたって、前記解析モデルの各部位に設定された解析条件の違いを識別可能な表示態様で表示するコンター図を作成するとともに、環境条件に依存する前記解析条件の表示態様を前記環境条件の変化に応じて変更した前記コンター図を複数作成し、複数の前記コンター図を前記環境条件の変化に応じてアニメーション表示することを含んでなることを特徴とする。
【００１１】
すなわち、通常の解析条件は、周囲温度や経過時間などの環境条件の変化に依存して変化することに鑑み、環境条件の変化に伴って変化する解析条件の変化を色分けなどにより表示態様を異ならせたコンター図を複数作成し、その複数のコンター図をアニメーション表示（動画表示）するようにしたのである。これにより、設計者はコンター図の表示態様の変化が不自然な部位を見つけることにより、解析条件の設定抜けや、設定誤りなどの設定ミスを容易に発見できる。その結果、解析条件の設定ミスを訂正することにより、解析データ作成が適切なものとなるから、製品設計の妥当性を的確に判断することができる。
【００１２】
この場合において、解析条件には、各部位の材料、その材料の物性値、荷重条件の少なくとも一つを含めることができる。また、環境条件は、温度と経過時間のいずれか一方を適用できる。
【００１３】
また、本発明においては、各部位の解析条件が設定範囲又は設定値を越えている部位について、コンター図の表示態様を強調して表示することができる。また、アニメーション表示に係る時間的に前後する一対のコンター図の解析条件が、閾値を越えて変化する部位の表示態様を強調して表示することができる。これらによれば、設計者の見落としを低減させて解析条件の設定ミスを的確に把握できる。
【００１４】
さらに、アニメーション表示は、環境条件の変化の開始値から終了値までを繰り返して表示することができる。また、アニメーション表示される複数のコンター図に係る環境条件の変化の刻み幅を可変設定することができる。これにより、各部位の解析条件の表示態様の変化を木目細かく観察できる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、解析データ作成時における解析条件の設定状態を容易に把握できるので、解析条件の設定ミスを容易に発見できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。図１は本発明の解析データ作成支援方法を実施する装置の一実施形態のブロック構成図である。本実施形態の解析データ作成支援装置１００は、コンピュータ又はサーバによって構成される。つまり、解析データ作成支援装置１００は、データを入力するための入力装置１０１と、データを出力するための表示装置１０２と、解析データ等を格納するためのデータベース１０３と、解析データの作成処理を行う演算処理手段としてのプリプロセッサ１０４を有して構成される。プリプロセッサ１０４は、解析データ表示作成部１０５、解析条件入力部１０６、アニメーション表示設定部１０７から構成される。アニメーション表示設定部１０７は、解析条件指定部１０８と、環境条件の変化の開始値と終了値及び変化の刻み幅を入力する環境条件設定部１０９と、解析条件の不連続性の判定基準の閾値を入力する閾値設定部１１０と、解析条件の荷重値や材料物性値の許容範囲の最大値又は最小値を入力する許容範囲設定部１１１を有して構成される。
【００１７】
以下、本実施形態の解析データ作成支援装置１００の各部の詳細構成及び動作を、実施例に分けて説明する。
【実施例１】
【００１８】
図２〜図４を参照して、本発明の解析データ作成支援方法の一実施例を説明する。本実施例は、図２の解析モデルについて設定した荷重値や材料物性値等の解析条件が、正しく設定されているかどうかをわかり易くアニメーション表示することを特徴とする。
【００１９】
図２は、解析モデルの形状データの一例を示している。図示のように、解析モデルは、３つの部材２０１、２０２、２０３から構成され、各部材はそれぞれ物性値が異なり、それらを接合して部品２０４ａのような形状を作成する。なお、図2の部品２０４ｂは、部品２０４ａを背面側から見たものである。
【００２０】
図３に、図２の３つの部材２０１、２０２、２０３に、それぞれ異なる材料物性値が設定された例を示す。図示のように、部材２０１には材料Aが、部材２０２には材料Bが、部材２０３には材料Cがそれぞれ設定されている。設定例３０１は、時間や温度等の環境条件に依存する解析条件の設定例であり、解析条件の一つである材料Ａ、Ｂ、Ｃの熱伝導率と、環境条件の一つである室温との関係を示している。なお、環境条件に依存する解析条件は、熱伝導率に限らず様々ある。また、図３の設定例３０２は、設定例３０１に対し、材料物性値の設定に誤りがある一例を示している。つまり、設定すべき材料Ｃの物性値が全て０．０となっている。
【００２１】
ここで、一般には、解析モデルを表示装置の画面に表示し、設定した材料を区別するための材料名、あるいは材料を区別するために便宜上付けられた材料番号を、解析モデルに重ねて表示したり、対応付けて表示することが行われいる。しかし、文字などの表示形態で解析モデルに対応付けて画面に表示する方法の場合、一般に見にくいことや、環境条件の変化に応じて変化する解析条件を数値で認識し、即座に適否を判断するのは難しい。
【００２２】
そこで、本実施例では、解析モデルの各部位に設定された解析条件の違いを識別可能な表示態様、例えば、色分けで表示するコンター図を作成して表示装置１０２に表示する。また、温度や時間等の環境条件に依存する解析条件の色分け表示を環境条件の変化に応じて変更したコンター図を複数作成し、複数のコンター図を環境条件の変化に応じてアニメーション表示することを特徴とする。なお、アニメーション表示する対象の解析条件は、解析条件指定部１０８を介して指定する。
【００２３】
図３の例の場合は、温度に依存する熱伝導率を、温度の変化に連動させて色分けしたコンター図を表示する。例えば、熱伝導率が１００Ｗ／ｍ・Ｋなら赤色、８０Ｗ／ｍ・Ｋなら黄色、５０Ｗ／ｍ・Ｋなら緑色、１０Ｗ／ｍ・Ｋなら青色というように設定する。また、その間の値に対しては、色が連続的に変化するように補間する。つまり、熱伝導率が８５Ｗ／ｍ・Ｋの場合には、赤色と黄色の中間の色を求めて表示する。なお、表示態様は、色分け表示に限らず、識別可能な方法であれば周知の態様を採用することができ、例えば、色の濃淡で表示することができる。
【００２４】
図４を用いて、図３の温度依存性を有する熱伝導率を、アニメーション表示する実施例を説明する。図において、コンター図４０１（ａ、ｂ）、コンター図４０２（ａ、ｂ）、コンター図４０３（ａ、ｂ）は、それぞれ室温が２００℃、４００℃、６００℃に対応する熱伝導率を表示したコンター図である。説明の便宜上、コンター図４０１、４０２、４０３に分けて記載したが、実際には、これらのコンター図は、同一位置の画面上に連続してアニメーション表示される。コンター図４０１ａ、４０２ａ、４０３ａでは、材料物性値の異なる部材２０１、２０２、２０３の色の濃淡が異なって表示されるので、少なくともこれら３つの部材には材料物性値が設定されていて、それらの値は異なるものであることが確認できる。これに対して、コンター図４０１ｂ、４０２ｂ、４０３ｂは、解析条件設定の抜けがある場合のアニメーション表示例であり、図３の符号３０２の解析条件設定に対応する。すなわち、材料Ｃに材料物性値が設定されていない場合、図４に示すように色の変化が生じないアニメーション表示となる。これにより、設計者は、解析条件設定の抜けを容易に発見できるから、荷重条件の設定ミスを訂正することにより、適切な解析データを作成することができ、これにより製品設計の妥当性を的確に判断することができる。
【００２５】
上記の説明では、温度依存のある熱伝導率の解析条件を例にしたが、時間依存性がある荷重値のような解析条件の場合についても同様に、荷重条件の設定ミスを容易に発見できる。例えば、部材のある部分に０〜５秒間は、０〜１０ＭＰａの圧力を徐々に増加し、５〜１０秒間は１０ＭＰａを維持し、その後、荷重を外すというような解析条件の場合にも、同様にアニメーション表示できる。この場合にも、アニメーション表示の荷重条件の色分け表示の変化を観察することにより、急激な色変化や色抜けにより、荷重条件の設定抜け、あるいは設定誤りを容易に発見できる。
【実施例２】
【００２６】
図５を参照して、本発明の解析データ作成支援方法のアニメーション表示の動作を任意に設定可能にした実施例を説明する。図５は、環境条件設定部１０９により設定するアニメーション表示の動作、つまり、環境条件の変化の開始値と終了値及び変化の刻み幅の設定画面の一例を示している。設定画面は、解析条件の種類６０１、環境条件の変化の開始値６０２及び終了値６０３、開始値と終了値の間をどれだけのコマ数で表示するかを決定するための刻み値６０４が設けられている。また、それらの開始値、終了値及び刻み幅は、材料や荷重条件等の解析条件の種類ごとに設定される。
【００２７】
本実施例によれば、解析条件ごとにアニメーション表示の動作を指定できるから、環境条件の開始値から終了値までのアニメーション表示を繰り返し行わせながら、不自然な解析条件の不自然な変化を発見したとき、開始値、終了値及び刻み幅を小さくして、その部位の詳細な変化を観察することができる。
【実施例３】
【００２８】
図６を参照して、本発明の解析データ作成支援方法の実施例３を説明する。実施例１、２は、設計者がアニメーション表示を観察して解析条件の設定ミスを発見するのに好適なものであるが、本実施例３は、設計者の主観によらず、客観的に解析条件の設定ミスを発見し易くした例である。
【００２９】
すなわち、図６に示すように、解析モデルの各部位に設定された解析条件を表示する（Ｓ１）。次いで、解析モデルの各部位に設定された解析条件の値に対応した色で各部位を塗りつぶしたコンター図を表示するとともに、温度や時間等の環境条件に依存する各部位の解析条件の変化に応じて、各部位の色を変更しながら各環境条件に対応したコンター図を順次作成してアニメーション表示する（Ｓ２）。次いで、環境条件の変化の刻み幅ごとに作成したコンター図の前後する一対のコンター図の各部位の解析条件の値を比較し、解析条件の値の変化が閾値を越えて変動したか否かを検査する（Ｓ３）。この閾値は、アニメーション表示の時間的に前後する一対のコンター図の解析条件の値の変化が、不連続的な変化であることを検出するための値であり、予測される通常の変動幅よりも大きな値であり、閾値設定部１１０を介して入力される。また、その閾値は、この検査で、解析条件が閾値を越えて変動している場合は、アニメーション表示画面の該当する部位の表示態様を強調して表示させる（Ｓ５）。
【００３０】
さらに、本実施例では、ステップＳ３の検査で、解析条件の値の変化が閾値を越えて変動していない場合は、各部位の解析条件が設定範囲（許容最大値又は許容最小値）を越えていないか否かを検査する（Ｓ４）。この検査で、解析条件が設定範囲を越えている場合は、アニメーション表示画面の該当する部位の表示態様を強調して表示させる（Ｓ５）。なお、解析条件の設定範囲は、許容範囲設定部１１１を介して設定される。
【００３１】
このような処理Ｓ１〜Ｓ５を、環境条件設定部１０９により設定された環境条件の変化の開始値と終了値及び変化の刻み幅に従って、最終ステップまで表示したら最初のステップから繰返しアニメーション表示しながら検査する。これにより、設計者の見落としを低減して、解析条件の設定ミスを発見することにつなげることができる。
【００３２】
図７に、ステップＳ３における不連続性を検出するための閾値を入力する画面の一例を示す。図示のように、不連続量の閾値７０２は、解析条件７０１ごとに設定可能になっている。解析条件７０１は、材料Ａ、材料Ｂ、荷重Ａなどを含んでいる。これに対し、不連続量の閾値７０２は、材料Ａに対して「１００」、材料Ｂに対して「５００」、荷重Ａに対して「８」がそれぞれ設定されている。例えば、材料Ａについてはコンター図の直前のコマからの飛びが１００以上あったらエラーとする。同様に、材料Ｂについては直前のコマからの飛びが５００以上あったらエラーとし、荷重Ａについては直前のコマからの飛びが８以上あったらエラーとすることを意味する。
【００３３】
すなわち、解析条件を入力設定する際、例えば、単位の誤りのために値が大きく異なってしまうことがある。あるいは、本来「０から１００」まで設定しなくてはならないところを「０から５０」までしか設定せず、「５０以降」が抜けてしまっている場合がある。このような設定誤りがあると、アニメーション表示の時間的に前後する２つのコマのコンター図の解析条件の値の変化が、不連続的な変化となって現れることがある。そこで、設定されている閾値を参照して、不連続的な変化を検出した場合、その部分を画面上に強調表示することにより、容易に設定ミスを発見することができる。
【００３４】
また、強調表示する部分が、複雑な形状の解析モデルの内部に位置する場合、どの部分に設定誤りなどのエラーがあるのか判りにくい。そこで、図８に示すように、その部分が目立つように、周囲を透過表示したり、ワイヤフレーム表示することなどによりぼかして表示することが好ましい。なお、図８の表示態様８０１は通常の表示であり、表示態様８０２は検知したエラー部がはっきり見えるように表示した例である。
【００３５】
図９に、ステップＳ４における許容範囲を入力する画面の一例を示す。図示のように、許容範囲の最小値９０２と最大値９０３は、解析条件９０１ごとに設定可能になっている。解析条件９０１は、材料Ａ、材料Ｂ、荷重Ａなどを含んでいる。材料Ａについては、最小値が「１０」、最大値が「１００」に設定されている。同様に、材料Ｂについては最小値が「５０」、最大値が「５００」、荷重Ａについては最小値が「０」、最大値が「１０」にそれぞれ設定されている。
【００３６】
それらの最小値と最大値は、それぞれの解析条件として妥当な値であり、その設定範囲を超える解析条件については、設定ミスがあると判断する。設定ミスがあると判断された部位を、図８などのように画面上に強調表示することにより、容易に設定ミスを発見することができる。
【００３７】
以上説明したように、本実施形態は、周囲温度や経過時間などの環境条件の変化に依存して変化する解析条件の変化を色分けしたコンター図を複数作成し、その複数のコンター図をアニメーション表示（動画表示）するようにしたことから、設計者は動画表示された解析モデルの各部位の色の変化が不自然な部位を見つけることにより、解析条件の設定抜けや、設定誤りなどの設定ミスを容易に発見できる。その結果、解析条件の設定ミスを訂正することにより、解析データ作成が適切なものとなるから、製品設計の妥当性を的確に判断することができる。
【００３８】
また、本実施形態によれば、各部位の解析条件が設定範囲を越えている部位について、コンター図の表示態様を強調して表示しているから、さらに、時間的に前後する一対のコンター図の解析条件が、閾値を越えて変化する部位の表示態様を強調して表示しているから、設計者の見落としを低減して、解析条件の設定ミスを発見することにつなげることができる。
【００３９】
また、環境条件の変化の開始値から終了値までを繰り返してアニメーション表示するとともに、アニメーション表示されるコンター図の複数コマの刻み幅を可変設定できるから、各部位の解析条件の表示態様の変化を木目細かく観察できる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の解析データ作成支援方法を実施する装置の一実施形態のブロック構成図である。
【図２】解析モデルの形状データの構成の一実施例を示す図である。
【図３】解析条件の設定例を説明する図である。
【図４】本発明の特徴に係るアニメーション表示の一実施例を説明する図である。
【図５】アニメーション表示の動作の設定画面を説明する図である。
【図６】本発明の特徴に係る解析条件の設定ミスを自動的に検知する実施例の処理手順を示すフローチャートである。
【図７】不連続的に変化する解析条件を検知する不連続量の閾値の設定画面の一例を説明する図である。
【図８】解析条件の設定ミスに係る部位を強調して表示する例の説明図である。
【図９】解析条件の許容範囲の最大値と最小値の設定画面の一例を説明する図である。
【符号の説明】
【００４１】
１００  解析データ作成支援装置
１０１  入力装置
１０２  表示装置
１０３  データベース
１０４  プリプロセッサ
１０５  解析データ表示作成部
１０６  解析条件入力部
１０７  アニメーション表示設定部
１０８  解析条件指定部
１０９  環境条件設定部
１１０  閾値設定部
１１１  許容範囲設定部
【図１】
2007048207.tif 000003
【図２】
2007048207.tif 000004
【図３】
2007048207.tif 000005
【図４】
2007048207.tif 000006
【図５】
2007048207.tif 000007
【図６】
2007048207.tif 000008
【図７】
2007048207.tif 000009
【図８】
2007048207.tif 000010
【図９】
2007048207.tif 000011