(57)【要約】 【課題】  短い時間で有限要素の数の少ない解析モデルを作成するための解析モデル作成方法、プログラム、記録媒体および解析モデル作成装置を提供する。【解決手段】  薄板部品判定部２１は、複合部品４を構成する第１〜第３部品１，２，３のうちの、最も厚み方向の厚みの薄い第２部品２を簡略化の対象となる板状部品として指定する。マージ部品選択部２３は、簡略化の対象となる第２部品２に接する第１および第３部品１，３のうちの、第２部品２との接触面積の大きい第３部品３を、第２部品２と統合すべき部品として選択する。マージ処理部２４は、第２部品２と第３部品３とを統合して、１つの部品とするマージ処理を行う。物性値設定部１７は、統合した簡略化部品２６の物性値を、統合する前の各部品の物性値に基づいて設定する。【選択図】      図１
2009020625.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の部品が組合されて構成される複合部品を表す複合部品情報に基づいて、前記複合部品を解析するための解析モデルを作成する解析モデル作成方法であって、
複合部品を構成する各部品の形状に基づいて、簡略化の対象となる板状部品を指定する簡略化対象部品情報、および簡略化の対象となる板状部品に接する接触部品の接触状態を表す接触情報を入力する入力工程と、
簡略化の対象となる板状部品に接する接触部品のうちの、簡略化の対象となる板状部品と統合すべき接触部品を、接触情報に基づいて選択する選択工程と、
選択工程によって選択された部品を、該部品と接する簡略化の対象となる板状部品と統合して、１つの部品とするマージ工程と、
マージ工程で統合した部品の物性値を、統合する前の各部品の物性値に基づいて設定する物性値設定工程とを含むことを特徴とする解析モデル作成方法。
【請求項２】
簡略化の対象となる板状部品は、厚み方向の厚みが、厚み方向に垂直な幅方向の長さ、および厚み方向と幅方向とにそれぞれ垂直な奥行き方向の長さのうちのいずれか一方の長さの１０分の１以下であることを特徴とする請求項１記載の解析モデル作成方法。
【請求項３】
前記選択工程では、簡略化の対象となる板状部品に接する接触部品のうちの、板状部材との接触面積が最も大きい接触部品を、簡略化の対象となる板状部品と統合すべき接触部品として選択することを特徴とする請求項１または２記載の解析モデル作成方法。
【請求項４】
コンピュータに請求項１〜３のいずれか１つに記載の解析モデル作成方法の各工程を実行させるためのプログラム。
【請求項５】
請求項４記載のプログラムを記録した記録媒体。
【請求項６】
複数の部品が組合されて構成される複合部品を表す複合部品情報に基づいて、前記複合部品を解析するための解析モデルを作成する解析モデル作成装置であって、
複合部品を構成する各部品の形状に基づいて、簡略化の対象となる板状部品を指定する簡略化対象部品情報、および簡略化の対象となる板状部品に接する接触部品の接触状態を表す接触情報を入力する入力手段と、
簡略化の対象となる板状部品に接する接触部品のうちの、簡略化の対象となる板状部品と統合すべき接触部品を、接触情報に基づいて選択する選択手段と、
選択工程によって選択された部品を、該部品と接する簡略化の対象となる板状部品と統合して、１つの部品とするマージ手段と、
マージ工程で統合した部品の物性値を、統合する前の各部品の物性値に基づいて設定する物性値設定手段とを含むことを特徴とする解析モデル作成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、解析モデルを作成する解析モデル作成方法および解析モデル作成装置に関し、特に解析モデルを簡略化する方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在の製品設計では、計算機支援設計装置（以下、ＣＡＤ（Computer Aided Design）
装置またはＣＡＤシステムという）を用いて、三次元座標系における製品の図形データを作成して、設計を行っている。
【０００３】
また設計の一工程において、コンピュータシミュレーションを行い、製品の解析を行っている。この解析では、まずＣＡＤシステムで作成した設計データに基づいて、製品を複数の有限要素に分割して解析モデルを作成する。次に有限要素法および有限体積法などによって放熱解析、流体解析、強度解析および電磁波解析などの解析を行い、設計データが表す製品の特性を把握する。この解析結果に基づいて、設計の修正が必要であると判断すると、設計データを修正し、再度解析を行う。解析と設計データの修正とを繰返すことによって、最も好ましい特性が得られる設計データを生成していく。このように解析と設計データの修正とを繰返すので、短期間で良い設計を行うためには、解析に要する時間を可能な限り短縮する必要がある。
【０００４】
図６は、第１〜第３部品１，２，３が組合されて構成される複合部品４を示す断面図である。図７は、複合部品４を複数の有限要素５に分割した解析モデルの一部を拡大して示す図である。図７では、図１のセクションＡで囲う領域に対応する解析モデルを示している。
【０００５】
図６に示す複合部品４を解析する場合について説明する。複合部品４は、第１部品１の厚み方向Ｚの一表面１ａ上に第２部品２が積重され、第２部品２の厚み方向Ｚの一表面２ａ上に第３部品３が積重されて構成される。図６では、理解の容易のために第２部品２にのみハッチングを施している。まず前述したようにＣＡＤシステムで作成した設計データに基づいて、複合部品４を複数の有限要素５に分割して解析モデルを作成する。有限要素５の分割は、第１〜第３部品１，２，３ごとに行われる。図７に示すように、厚み方向Ｚの厚みは、第１〜第３部品１，２，３のうちで第２部品２が最も薄い。このように最も薄い第２部品２であっても、有限要素５の分割では少なくとも厚み方向Ｚに２層以上に分割する必要があるので、有限要素５の数が増大する。解析時間は、有限要素５の総数が多いほど長くなる傾向にあるので、解析に要する時間が長くなってしまうという問題がある。
【０００６】
従来の技術では、複合部品を構成する複数の部品について、指定した部品同士を互いに結合して、１つの部品とするマージ処理を行うことによって、部品点数を減少させ、有限要素の総数が多くなることを抑えている（たとえば特許文献１参照）。これによって解析に要する時間を可能な限り短縮している。
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−５９０３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来の技術では、マージ処理を行う部品を逐次指定しているので、部品の数が多くなればなるほど指定する部品の数が多くなり、解析モデルを作成するために必要とする時間が長くなってしまい、結果として解析に要する時間が長くなるという問題がある。たとえば数百、数千もの部品が組合された複合部品に対して、マージ処理を行う部品を逐次指定するには、長い時間を要するので、現実的ではない。
【０００９】
したがって本発明の目的は、短い時間で有限要素の数の少ない解析モデルを作成するための解析モデル作成方法、プログラム、記録媒体および解析モデル作成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、複数の部品が組合されて構成される複合部品を表す複合部品情報に基づいて、前記複合部品を解析するための解析モデルを作成する解析モデル作成方法であって、
複合部品を構成する各部品の形状に基づいて、簡略化の対象となる板状部品を指定する簡略化対象部品情報、および簡略化の対象となる板状部品に接する接触部品の接触状態を表す接触情報を入力する入力工程と、
簡略化の対象となる板状部品に接する接触部品のうちの、簡略化の対象となる板状部品と統合すべき接触部品を、接触情報に基づいて選択する選択工程と、
選択工程によって選択された部品を、該部品と接する簡略化の対象となる板状部品と統合して、１つの部品とするマージ工程と、
マージ工程で統合した部品の物性値を、統合する前の各部品の物性値に基づいて設定する物性値設定工程とを含むことを特徴とする解析モデル作成方法である。
【００１１】
また本発明は、簡略化の対象となる板状部品は、厚み方向の厚みが、厚み方向に垂直な幅方向の長さ、および厚み方向と幅方向とにそれぞれ垂直な奥行き方向の長さのうちのいずれか一方の長さの１０分の１以下であることを特徴とする。
【００１２】
さらに本発明は、前記選択工程では、簡略化の対象となる板状部品に接する接触部品のうちの、板状部材との接触面積が最も大きい接触部品を、簡略化の対象となる板状部品と統合すべき接触部品として選択することを特徴とする。
【００１３】
さらに本発明は、コンピュータに前記解析モデル作成方法の各工程を実行させるためのプログラムである。
【００１４】
さらに本発明は、前記プログラムを記録した記録媒体である。
さらに本発明は、複数の部品が組合されて構成される複合部品を表す複合部品情報に基づいて、前記複合部品を解析するための解析モデルを作成する解析モデル作成装置であって、
複合部品を構成する各部品の形状に基づいて、簡略化の対象となる板状部品を指定する簡略化対象部品情報、および簡略化の対象となる板状部品に接する接触部品の接触状態を表す接触情報を入力する入力手段と、
簡略化の対象となる板状部品に接する接触部品のうちの、簡略化の対象となる板状部品と統合すべき接触部品を、接触情報に基づいて選択する選択手段と、
選択工程によって選択された部品を、該部品と接する簡略化の対象となる板状部品と統合して、１つの部品とするマージ手段と、
マージ工程で統合した部品の物性値を、統合する前の各部品の物性値に基づいて設定する物性値設定手段とを含むことを特徴とする解析モデル作成装置である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、入力工程において、簡略化対象部品情報と、接触情報とが入力される。簡略化対象部品情報は、簡略化の対象となる板状部品を指定する情報であり、この簡略化対象部品情報によって、複数の部品のうちの、簡略化する部品が指定される。また接触情報は、簡略化の対象となる板状部品に接する接触部品の接触状態を表す。これら簡略化対象部品情報と、接触情報とは、複合部品を構成する各部品の形状に基づいて入力される。
【００１６】
選択工程では、簡略化の対象となる板状部品に接する接触部品のうちの、簡略化の対象となる板状部品と統合すべき接触部品を、接触情報に基づいて選択する。簡略化の対象となる板状部品が、複数の接触部品に接触する場合もあるが、このような場合であっても、接触情報によって簡略化の対象となる板状部品とペアとなる接触部品が選択される。
【００１７】
マージ工程では、選択工程によって選択された部品を、該部品と接する簡略化の対象となる板状部品と統合して、１つの部品とする。このように各部品の形状と接触情報とに基づいて、マージ処理を行う部品が必然的に定まるので、利用者が任意にマージ処理を行う部品を選択する従来の技術のように、ペアとなる部品を指定するために要する時間が長くなることを防ぐことができる。これによって、解析モデルを作成するために要する時間が増大することを防ぐとともに、部品点数を少なくして、有限要素の総数を少なくし、解析に要する時間を短くすることができる。
【００１８】
物性値設定工程では、マージ工程で統合した部品の物性値を、統合する前の各部品の物性値に基づいて設定するので、複数の部品を１つの部品に統合したとしても、統合した後の部品の物性値を解析モデルとして妥当な値に設定することができるので、解析精度の低下を防ぐことができる。
【００１９】
また本発明によれば、簡略化の対象となる板状部品は、厚み方向の厚みが、厚み方向に直交する幅および奥行きのうちのいずれか一方の長さの１０分の１以下である。このように厚み方向の厚さが薄い部品が簡略化の対象として指定される。前述したように、厚み方向の厚さが薄い板状部品であっても、有限要素に分割するときに少なくとも厚み方向に２層以上に分割されるが、このような板状部品が他の接触部品と統合されることによって、統合される前の薄い板状部品のように、板状部品を厚み方向に２層以上に分割する必要がなくなり、複合部品を複数の有限要素で分割したときの有限要素の総数を少なくすることができる。また厚み方向の厚みが、厚み方向に直交する幅および奥行きのうちのいずれか一方の長さの１０分の１以下の部品のように、厚みの薄い部品では、厚み方向に複数の層に分割しなくても、解析精度に与える影響が少ない。このように解析精度に与える影響の少ない板状部品を接触部品と統合することによって、解析精度の低下を抑えるとともに、解析に要する時間を短縮することができる。
【００２０】
さらに本発明によれば、選択工程では、簡略化の対象となる板状部品に接する接触部品のうちの、板状部材との接触面積が最も大きい接触部品を、簡略化の対象となる板状部品と統合すべき接触部品として選択する。板状部品との接触面積が大きい部品は、板状部品との接触面積の小さい部品に比べて、板状部品との相対距離が変化する滑りが生じる可能性が低いと推測される。このように滑りの生じる可能性が低いと推測される接触部品を板状部品と統合して１つの部品とすることによって、部品を統合することに起因する解析精度の低下を可能な限り防ぐことができる。
【００２１】
さらに本発明によれば、プログラムを、コンピュータが読込んで実行することによって、コンピュータに前述した解析モデル作成方法の各工程を実行させることができ、前述した効果をコンピュータによって達成させることができる。
【００２２】
さらに本発明によれば、記録媒体に記録されたプログラムを、コンピュータが読込んで実行することによって、コンピュータに前述した解析モデル作成方法の各工程を実行させることができ、前述した効果をコンピュータによって達成させることができる。
【００２３】
さらに本発明によれば、入力手段は、簡略化対象部品情報と、接触情報とを入力する。簡略化対象部品情報は、簡略化の対象となる板状部品を指定する情報であり、この簡略化対象部品情報によって、複数の部品のうちの、簡略化する部品が指定される。また接触情報は、簡略化の対象となる板状部品に接する接触部品の接触状態を表す。これら簡略化対象部品情報と、接触情報とは、複合部品を構成する各部品の形状に基づいて入力される。
【００２４】
選択手段は、簡略化の対象となる板状部品に接する接触部品のうちの、簡略化の対象となる板状部品と統合すべき接触部品を、接触情報に基づいて選択する。簡略化の対象となる板状部品が、複数の接触部品に接触する場合もあるが、このような場合であっても、接触情報によって簡略化の対象となる板状部品とペアとなる接触部品が選択される。
【００２５】
マージ手段は、選択手段によって選択された部品を、該部品と接する簡略化の対象となる板状部品と統合して、１つの部品とする。このように各部品の形状と接触情報とに基づいて、マージ処理を行う部品が必然的に定まるので、利用者が任意にマージ処理を行う部品を選択する従来の技術のように、ペアとなる部品を指定するために要する時間が長くなることを防ぐことができる。これによって、解析モデルを作成するために要する時間が増大することを防ぐとともに、部品点数を少なくして、有限要素の総数を少なくし、解析に要する時間を短くすることができる。
【００２６】
物性値設定手段は、マージ手段が統合した部品の物性値を、統合する前の各部品の物性値に基づいて設定するので、複数の部品を１つの部品に統合したとしても、統合した後の部品の物性値を解析モデルとして妥当な値に設定することができるので、解析精度の低下を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
図１は、本発明の実施の一形態の解析モデル作成装置１１の機能的な構成を示すブロック図である。解析モデル作成装置１１は、コンピュータシミュレーションを利用した解析に用いられる解析モデルを作成する。解析モデルは、解析対象物を複数の小領域で分割することによって作成される。解析モデル作成装置１１は、コンピュータによって実現される。以下の本実施の形態の説明において、小領域を有限要素と記載するが、解析モデルは有限要素法に限らずに、有限体積法などの有限要素法とは異なる解析法にも用いられる。
【００２８】
解析モデル作成装置１１を実現するコンピュータは、中央処理装置（Central 
Processing Unit：略称ＣＰＵ）によって実現される制御部と、ＲＯＭ（Read Only Memory）およびＲＡＭ（Random Access Memory）などによって実現される記憶装置１２と、陰極線管（Cathode Ray Tube：略称ＣＲＴ）および液晶ディスプレイ（Liquid Crystal 
Display：略称ＬＣＤ）などによって実現される表示装置１３と、キーボードおよびポインティングデバイスなどによって実現される入力装置１４とを含んで構成される。解析モデル作成装置１１は、制御部が、記憶装置１２に記憶されるプログラムを読込んで実行することによって機能する入力部１５と、簡略化部１６と、物性値設定部１７と、解析モデル作成部１８とを含んで構成される。前記プログラムは、たとえばフレキシブルディスク、ＣＤ（Compact Disc）およびＤＶＤ（Digital Versatile Disk）などの情報記録媒体に記憶されたプログラムをコンピュータが読込んで記憶装置１２に記憶させてもよく、またサーバ装置などの情報記録媒体に記録されたプログラムを、インターネットを介してコンピュータが読込んで記憶装置１２に記憶させてもよい。
【００２９】
入力装置１４は、利用者の操作に応じた指令を解析モデル作成装置１１に与える。解析モデル作成装置１１は、入力装置１４から与えられる指令に基づいた制御を行う。記憶装置１２は、設計データ、解析モデル作成装置１１の処理結果、およびプログラムなどのデータを記憶して、解析モデル作成装置１１の指令に基づいて記憶しているデータを解析モデル作成装置１１に与える。記憶装置１２の記憶する設計データには、たとえば複数の部品の配置、および各部品の形状などをデータベース化した部品情報ＤＢ、ならびに各部品の物性値などをデータベース化した材料情報ＤＢが含まれる。表示装置１３は、解析モデル作成装置１１の指令に基づいた画像情報を可視表示する。
【００３０】
以下、解析モデル作成装置１１の各部の処理を、「背景技術」欄で説明した図６に示す複合部品４に対する処理を通して説明する。複合部品４は、第１部品１と、第１部品１の厚み方向Ｚの一表面１ａ上に積重される第２部品２と、第２部品２の厚み方向Ｚの一表面２ａ上に積重される第３部品３とが組合わされて構成される。図６に示すように、複合部品４を構成する部品のうちで、第２部品２の厚み方向Ｚの厚みが最も薄く、次に第１部品１の厚み方向Ｚの厚みが薄く、第３部品３の厚み方向Ｚの厚みが最も厚い。
【００３１】
入力部１５は、薄板部品判定部２１と、接触部品情報抽出部２２とを含んで構成され、複合部品４を構成する各部品の形状に基づいて、簡略化の対象となる板状部品を指定する簡略化対象部品情報、および簡略化の対象となる板状部品に接する接触部品の接触状態を表す接触情報を入力する入力手段に相当する。
【００３２】
薄板部品判定部２１は、まず記憶装置１２に記憶されている部品情報ＤＢから、第１〜第３部品１，２，３のそれぞれの形状を読込む。次に薄板部品判定部２１は、第１〜第３部品１，２，３のうちから簡略化の対象となる板状部品を指定する。簡略化の対象となる部品は、たとえば複合部品４を構成する部品のうちで、最も厚み方向Ｚの厚みが薄い部品を指定する。本実施の形態では、薄板部品判定部２１は、簡略化の対象となる板状部品として、第２部品２を指定する簡略化対象部品情報を作成して解析モデル作成装置１１に入力する。
【００３３】
接触部品情報抽出部２２は、まず記憶装置１２に記憶されている部品情報ＤＢから、簡略化の対象となる板状部品（本実施の形態では第２部品２）と各部品との接触状態を抽出する。具体的には、接触部品情報抽出部２２は、第２部品２と第１部品１との接触面積、および第２部品と第３部品３との接触面積を抽出する。次に接触部品情報抽出部２２は、簡略化の対象となる板状部品（本実施の形態では第２部品２）に接する接触部品の接触状態を表す接触情報を作成して解析モデル作成装置１１に入力する。接触情報とは、本実施の形態では簡略化の対象となる第２部品２と、この板状部品に接触する各部品とのそれぞれの接触面積を表す情報である。
【００３４】
簡略化部１６は、マージ部品選択部２３と、マージ処理部２４とを含んで構成される。マージ部品選択部２３は、簡略化の対象となる板状部品に接する接触部品のうちの、簡略化の対象となる板状部品と統合すべき接触部品を、接触情報に基づいて選択する選択手段に相当する。
【００３５】
マージ部品選択部２３は、簡略化の対象となる第２部品２と接する第１部品１および第３部品３のうちから、第２部品２と統合すべき接触部品を接触情報に基づいて選択する。具体的には、第２部品２と接触する部品のうちで、第２部品２との接触面積が最も大きい部品を第２部品２と統合すべき部品として選択する。第２部品２には、第１部品１および第３部品３が接触している。図６に示すように、簡略化の対象となる第２部品２と接する部品は、第１部品１および第３部品３であり、第２部品２と第１部品１との接触面積の方が、第２部品２と第３部品３との接触面積よりも大きい。したがってマージ部品選択部２３は、第２部品２と統合すべき接触部品として第１部品１を選択する。
【００３６】
図２は、マージ処理終了後の簡略化複合部品モデル２５を示す断面図である。マージ処理部２４は、マージ部品選択部２３によって選択された部品を、該部品と接する簡略化の対象となる板状部品と統合して、１つの部品とするマージ手段に相当する。
【００３７】
マージ処理部２４は、マージ部品選択部２３によって選択された第３部品３を、この第３部品３と接する簡略化の対象となる第２部品２と統合して、１つの簡略化部品２６とするマージ処理を行う。このように第２部品２と第３部品３とを１つの簡略化部品２６とすることによって、第１〜第３部品１，２，３によって構成される複合部品４は、第１部品１と簡略化部品２６とによって構成される簡略化複合部品モデル２５となる。マージ処理部２４は、たとえば部品情報ＤＢの第２部品２および第３部品３の形状などの情報を、簡略化部品２６の形状などの情報に置換して部品情報ＤＢを更新したり、または第２部品２および第３部品３などの情報を簡略化部品２６の情報に置換した新たな部品情報ＤＢを作成したりして、記憶装置１２に記憶させる。
【００３８】
物性値設定部１７は、マージ処理部２４で統合した部品の物性値を、統合する前の各部品の物性値に基づいて設定する物性値設定手段に相当する。本実施の形態における物性値設定部１７は、マージ処理部２４で統合した簡略化部品２６の物性値を、統合する前の第２部品２と第３部品との物性値に基づいて設定する。すなわち物性値設定部１７は、マージ処理を行うことによって、物性値が定まっていない簡略化部品２６の物性値を定める。物性値としては、たとえば材質、比重、ヤング率、引張り強さ、ポアソン比、発熱量、熱伝導率、比熱、動作保障温度などの物性を表す情報がある。この物性値は、解析モデルを作成した後に、構造解析、流体解析および熱解析などのコンピュータシミュレーションを用いた解析に用いられる。
【００３９】
本実施の形態における物性値設定部１７は、記憶装置１２に記憶された材料情報ＤＢから統合する前の第２部品２および第３部品３の物性値をそれぞれ抽出し、次式（１）に基づいて簡略化部品２６の物性値を設定する。
【００４０】
【数１】
2009020625.tif 000003
【００４１】
式（１）においてＥeqは、簡略化部品２６の物性値を表し、ＶＡは、第２部品２の体積を表し、ＶＢは、第３部品３の体積を表し、ＥＡは、第２部品２の物性値を表し、ＥＢは、第３部品３の物性値を表す。式（１）におけるＥeq，ＥＡ，ＥＢは、前述した物性値のうちの１つの物性値を表す。たとえば複数の物性値を設定する場合には、各物性値についてそれぞれ個別に式（１）を用いた計算を行う。このように物性値設定部１７は、統合する前の部品の体積を重み付けして、統合後の簡略化部品２６の各物性値を設定する。物性値設定部１７は、設定した簡略化部品２６の物性値を材料情報ＤＢに組込んで、材料情報ＤＢを更新する。このように単純に物性値を平均化するのではなく、式（１）に基づいた重み付けを行うことによって、体積の小さい第２部品２の物性値よりも、体積の大きい第３部品３の物性値の方が、簡略化部品２６の物性値に対して寄与し、マージ処理をしたとしても、実際の部品に即した物性値を設定することができる。
【００４２】
図３は、簡略化複合部品モデル２５を複数の有限要素５に分割した解析モデルの一部を拡大して示す図である。解析モデル作成部１８は、マージ処理を行って簡略化した簡略化複合部品モデル２５を、複数の有限要素５で分割し、さらに各要素の節点に各部品の物性値を割当てて解析モデルを作成する。解析モデル作成部１８によって作成された解析モデルは、コンピュータシミュレーションによる解析に用いられる。表示装置１３は、作成した解析モデルを可視表示する。図３に示すように、第２部品２と第３部品３とにマージ処理を施すことによって、簡略化部品２６のうちの第２部品２であった部分を厚み方向Ｚに２層に分割する必要がなくなる。これによって、図７に示す従来の技術を用いて有限要素５に分割した解析モデルに比べて、有限要素５の数が多くなることを抑制することができる。
【００４３】
図４は、解析モデル作成装置１１の各部が行う処理手順を示すフローチャートである。利用者がキーボードなどを操作することによって、解析モデルを作成する指令が解析モデル作成装置１１に入力されると、解析モデルを作成する処理がスタートして、ステップａ０からステップａ１に移行する。
【００４４】
ステップａ１では、薄板部品判定部２１は、記憶装置１２に記憶されている部品情報ＤＢから、第１〜第３部品１，２，３のそれぞれの形状を読込んで、外形形状情報を取得し、ステップａ２に移行する。ステップａ２では、薄板部品判定部２１は、外形形状情報に基づいて、第１〜第３部品１，２，３のうちから簡略化の対象となる薄板部品を判定する。薄板部品判定部２１は、本実施の形態では第２部品２を指定する簡略化対象部品情報を作成して解析モデル作成装置１１に入力する。次にステップａ３に移行する。
【００４５】
ステップａ３では、接触部品情報抽出部２２は、部品情報ＤＢから、簡略化の対象となる第２部品２と接触する各部品の接触状態を表す接触部品情報を取得する。さらに接触部品情報抽出部２２は、抽出した接触部品情報に基づいて、簡略化の対象となる第２部品２と、この第２部品２に接触する第１部品１および第３部品３とのそれぞれの接触面積を表す接触情報を作成して解析モデル作成装置１１に入力し、ステップａ４に移行する。
【００４６】
ステップａ４では、マージ部品選択部２３は、マージ対象部品の判定を行う。具体的には、マージ部品選択部２３は、簡略化の対象となる第２部品２と接する第１部品１および第３部品３のうちから、第２部品２と統合すべき接触部品を接触情報に基づいて選択し、第２部品２との接触面積が最も大きい第３部品３を第２部品２と統合すべき部品として選択する。次にステップａ５に移行する。
【００４７】
ステップａ５では、マージ処理部２４は、マージ部品選択部２３によって選択された第３部品３を、この第３部品３と接する簡略化の対象となる第２部品２と統合して、１つの簡略化部品２６とするマージ処理を行い、ステップａ６に移行する。
【００４８】
ステップａ６では、物性値設定部１７は、マージ対象となる第２部品２と第３部品３との物性値を材料情報ＤＢから取得してステップａ７に移行する。ステップａ７では、物性値設定部１７は、第２部品２と第３部品３とを統合することによってマージ処理した簡略化部品２６の物性値を、前述した式（１）に基づいて計算する。物性値設定部１７は、計算した簡略化部品２６の物性値を材料情報ＤＢに組込んで、材料情報ＤＢを更新し、ステップａ８に移行する。
【００４９】
ステップａ８では、解析モデル作成部１８は、簡略化複合部品モデル２５を、複数の有限要素５で分割し、さらに各要素の節点に各部品の物性値を割当てて解析モデルを作成し、ステップａ９に移行して解析モデルの作成処理を終了する。
【００５０】
以上説明した本実施の形態の解析モデル作成装置１１によれば、入力部１５によって、簡略化対象部品情報と、接触情報とが入力される。簡略化対象部品情報は、簡略化の対象となる第２部品２を指定する情報であり、この簡略化対象部品情報によって、第１〜第３部品１，２，３のうちの、簡略化する部品として第２部品２が指定される。本実施の形態では、特に第１〜第３部品１，２，３のうちの最も厚み方向Ｚの厚みが薄い第２部品２が簡略化する部品として指定される。
【００５１】
また接触情報は、簡略化の対象となる第２部品２に接する第１部品１および第２部品２のそれぞれの接触状態を表す。これら簡略化対象部品情報と、接触情報とは、複合部品４を構成する各部品の形状に基づいて入力される。
【００５２】
マージ部品選択部２３は、簡略化の対象となる第２部品２に接する第１部品１および第３部品３のうちの、簡略化の対象となる第２部品２と統合すべき部品を、接触情報に基づいて選択する。簡略化の対象となる第２部品は、第１部品１と第３部品３との複数の部品に接触するが、このような場合であっても、接触情報によって簡略化の対象となる第２部品２とペアとなる第３部品３が選択される。
【００５３】
マージ処理部２４は、マージ部品選択部２３によって選択された第３部品３を、第２部品２と統合して、１つの部品とする。このようにマージ処理を行うペアとなる部品は、各部品の形状と接触情報とに基づいて必然的に定まるので、マージ処理を行うためのペアに複数の選択肢がある従来の技術のように、ペアを指定するために要する時間が長くなることを防ぐことができる。これによって、解析モデルを作成するために要する時間が増大することを防ぐとともに、部品点数を少なくして、有限要素５の総数を少なくし、解析に要する時間を短くすることができる。
【００５４】
また、第１〜第３部品１，２，３のうちの、簡略化する部品としてもっとも厚み方向Ｚの厚みの薄い第２部品２が指定され、厚み方向Ｚの厚みの薄い第２部品２がマージ処理されるので、不必要に厚み方向Ｚに少なくとも２層以上に分割される可能性の高い薄い板状部品をマージ処理することができ、有限要素５の総数を少なくし、解析に要する時間を短くすることができる。
【００５５】
また、マージ部品選択部２３は、簡略化の対象となる第２部品２に接する第１および第３部品１，３のうちの、第２部品２との接触面積が最も大きい第３部品３を、第２部品２と統合すべき部品として選択する。第２部品２との接触面積が大きい第３部品３は、第２部品２との接触面積の小さい第１部品１に比べて、第２部品２との相対距離が変化する滑りが生じる可能性が低いと推測される。このように滑りの生じる可能性が低いと推測される第３部品３を第２部品２と統合して１つの部品とすることによって、部品を統合することに起因する解析精度の低下を可能な限り防ぐことができる。
【００５６】
本実施の形態の解析モデル作成装置１１では、３つの部品から構成される複合部品４の処理について説明したが、解析モデル作成装置１１は、４つ以上の部品から構成される複合部品についてもマージ処理を施した後に解析モデルを作成することができる。
【００５７】
図５は、４つ以上の部品から構成される複合部品の解析モデルを作成する処理の手順を示すフローチャートである。図５のフローチャートに示す処理は、図４のフローチャートに示す処理とほぼ同じであるので、対応するステップについては重複する説明を省略する場合がある。具体的にはステップｂ１の処理と、ステップａ１の処理とが対応し、ステップｂ３〜ｂ１０の各処理と、ステップａ２〜ａ９の各処理とがそれぞれ対応する。
【００５８】
薄板部品判定部２１は、ステップｂ１において外形形状情報を取得すると、ステップｂ２に移行して、厚み方向の厚みが、厚み方向に垂直な幅方向の長さ、および厚み方向と幅方向とにそれぞれ垂直な奥行き方向の長さのうちのいずれか一方の長さの１０分の１以下の部品が有るか否かを判定する。ここで各部品の幅方向の長さ、および奥行き方向の長さは、予め外形形状情報に含まれる情報によって特定されているものとする。厚みが１０分の１以下の部品が有ると判断されると、ステップｂ３に移行する。
【００５９】
ステップｂ３〜ステップｂ６の処理では、各部品のうちで最も厚み方向Ｚの厚みが小さい部品と、この部品に接触する部品のうちの１つとがマージ処理されて、ステップｂ２に移行する。ステップｂ２〜ステップｂ６までの処理を繰返すことによって、厚み方向Ｚの厚みが小さい部品から順次マージ処理されていく。このようにマージ処理を順次繰返すことによって、厚み方向Ｚの厚みが、幅方向の長さ、および奥行き方向の長さのうちのいずれか一方の長さの１０分の１よりも大きい簡略化部品が順次生成されていく。
【００６０】
ステップｂ２において、厚み方向Ｚの厚みが、幅方向の長さ、および奥行き方向の長さのうちのいずれか一方の長さの１０分の１以下の部品がないと判断するとステップｂ７に移行して、前述したステップｂ７からステップｂ１０までの処理を行う。ステップｂ２の処理を初めて行うときに、厚み方向Ｚの厚みが、幅方向の長さ、および奥行き方向の長さのうちのいずれか一方の長さの１０分の１以下の部品がないと判断して、マージ処理を行うことなくステップｂ７に移行した場合には、ステップｂ７およびステップｂ８の処理は行わずに、ステップｂ９に移行する。
【００６１】
以上説明した本実施の形態の解析モデル作成装置１１によれば、簡略化の対象となる板状部品は、厚み方向の厚みが、幅方向の長さ、および奥行き方向の長さのうちのいずれか一方の長さの１０分の１以下である。このように厚み方向の厚さが薄い部品が簡略化の対象として指定される。前述したように、厚み方向の厚さが薄い板状部品であっても、有限要素５に分割するときに少なくとも厚み方向に２層以上に分割されるが、このような板状部品が他の接触部品と統合されることによって、統合される前の薄い板状部品のように、板状部品を厚み方向に２層以上に分割する必要がなくなり、複合部品を複数の有限要素５で分割したときの有限要素５の総数を少なくすることができる。また厚み方向の厚みが、厚み方向に直交する幅および奥行きのうちのいずれか一方の長さの１０分の１以下の部品のように、層厚の薄い部品では、厚み方向に複数の層に分割しなくても、解析精度に与える影響が少ないと推定される。このように解析精度に与える影響の少ない板状部品を接触部品と統合することによって、解析精度の低下を抑えるとともに、解析に要する時間を短縮することができる。
【００６２】
本実施の形態の解析モデル作成装置１１では、簡略化の対象となる板状部品は、厚み方向の厚みが、幅方向の長さ、および奥行き方向の長さのうちのいずれか一方の長さの１０分の１以下としたが、たとえば簡略化の対象となる板状部品を、厚み方向の厚みが、厚み方向Ｚに垂直な一表面の面積の平方根の１０分の１以下としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の実施の一形態の解析モデル作成装置１１の機能的な構成を示すブロック図である。
【図２】マージ処理終了後の簡略化複合部品モデル２５を示す断面図である。
【図３】簡略化複合部品モデル２５を複数の有限要素５に分割した解析モデルの一部を拡大して示す図である。
【図４】解析モデル作成装置１１の各部が行う処理手順を示すフローチャートである。
【図５】４つ以上の部品から構成される複合部品の解析モデルを作成する処理の手順を示すフローチャートである。
【図６】第１〜第３部品１，２，３が組合されて構成される複合部品４を示す断面図である。
【図７】複合部品４を複数の有限要素５に分割した解析モデルの一部を拡大して示す図である。
【符号の説明】
【００６４】
４  複合部品
５  有限要素
１１  解析モデル作成装置
１２  記憶装置
１３  表示装置
１４  入力装置
１５  入力部
１６  簡略化部
１７  物性値設定部
１８  解析モデル作成部
２１  薄板部品判定部
２２  接触部品情報抽出部
２３  マージ部品選択部
２４  マージ処理部
２５  簡略化複合部品モデル
２６  簡略化部品
【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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