DE102005011115A1

DE102005011115A1 - Verfahren zum Tragen einer Drahtgestaltung, eine Drahtvorrichtung, welche das Verfahren verwendet, und ein computerlesbares Aufzeichnungsmedium

Info

Publication number: DE102005011115A1
Application number: DE102005011115A
Authority: DE
Inventors: Masayoshi Kosai Sawai
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2004-03-10
Filing date: 2005-03-10
Publication date: 2005-10-27
Anticipated expiration: 2025-03-11
Also published as: DE102005011115B4; US20050203663A1; JP2005258641A; US7343574B2

Abstract

Eine Unterstützungsvorrichtung umfasst eine erste Festlegungseinheit, welche eine Anfangsform der Linearstruktur festlegt, eine Vorseheinheit, welche ein Finites-Element-Modell der Linearstruktur vorsieht, eine zweite Festlegungseinheit, welche eine physikalische Eigenschaft und Begrenzungsbedingungen bezüglich des Finites-Element-Modells festlegt, eine Berechnungseinheit, welche eine prädiktive Form des Finites-Element-Modells berechnet, welche sich in einem physikalisch ausgeglichenen Zustand befindet, basierend auf der physikalischen bzw. physischen Eigenschaft und den Begrenzungsbedingungen, und eine Ausgabeeinheit, welche ein Berechnungsergebnis des Berechnungsverfahrens der prädiktiven Form ausgibt. Die Berechnungseinheit berechnet eine erste prädiktive Form, wobei ein Ziel einer zwangsweisen Verschiebung eines ersten Steuerungspunkts auf dem Finites-Element-Modell als Begrenzungsbedingung festgelegt wird, und berechnet eine zweite prädiktive Form, wobei ein Ziel einer zwangsweisen Verschiebung eines zweiten Steuerungspunkts auf dem Finites-Element-Modell als Begrenzungsbedingung festgelegt wird.

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Tragen einer Drahtgestaltung einer Linearstruktur, wie beispielsweise einen Kabelbaum, eine Tragvorrichtung, welche das Verfahren verwendet, und ein computerlesbares Aufzeichnungsmedium.
An einem Fahrzeug und Ähnlichem ist eine Vielzahl elektrischer Bauteile angebracht, welche miteinander verbunden sind über einen sogenannten Kabelbaum als Linearstruktur, wobei eine Vielzahl linearer Elemente, wie beispielsweise elektrische Drähte, Verbindungsdrähte und Ähnliches, gebündelt sind in einem Bindeelement, wie beispielsweise einer Isolierverriegelung, und Ähnlichem, und ein äußeres Armierungselement, wie beispielsweise ein Band. Wie in 1 dargestellt, sind Verbinder 2a, 2b, 2c, 2d verbunden zu elektrischen Bauteilen und Ähnliches, an Endabschnitten eines Kabelbaums 1 vorgesehen. Ferner sind verschiedene Arten von Klemmen 3a, 3b, 3c, 3d sowie ein Verzweigungspunkt 4 an Zwischenabschnitten des Kabelbaums vorgesehen. Die Verzweigungsleitungen des Kabelbaums 1, welche die Abschnitte des Kabelbaums 1 bilden, welche ausgehend von den Endabschnitten davon hin zu dem Verzweigungspunkt 4 verlaufen, weisen im Allgemeinen eine unterschiedliche Anzahl und unterschiedliche Arten von Strukturelementen auf. Daher sind die Dicke, Länge, Dichte und Ähnliches der Verzweigungsleitungen unterschiedlich.
Die Gestaltung für eine Verdrahtung, wie beispielsweise ein Kabelbaum in einem Fahrzeug und Ähnliches, erfolgte in vielen Fällen durch Berechnungen unter Verwendung einer Mehrzweckanalyse-Software, genannt CAD (Computer Aided Design) und CAE (Computer Aided Engineering), bzw. auf der Grundlage der Erfahrung und Auffassung eines Entwicklers. Da jedoch eine Linearstruktur, wie beispielsweise ein Kabelbaum und Ähnliches, unterschiedlich ist, erfüllt lediglich das Verwenden einer Mehrzweckanalyse-Software und lediglich das Vertrauen auf die Erfahrung eines Designers bzw. Entwicklers nicht den Zweck, das heißt, es ist äußerst schwierig, die Linearstruktur durch exaktes Antizipieren bzw. Vorhersagen der Steifigkeit der Linearstruktur bezüglich der Biegung und Distorsion jedes Abschnitts davon zu gestalten.

Unter Zugrundelegung obiger Umstände schuf der Anmelder der vorliegenden Erfindung, vorgeschlagen durch JP-A-2004-139974 und JP-A-2004-139570, und so weiter ein Verfahren zum Tragen einer optimalen Drahtgestaltung durch Berechnen einer prädiktiven Form einer Linearstruktur unter Berücksichtigung der physikalischen Eigenschaft einer Linearstruktur, wie beispielsweise einem Kabelbaum, das heißt, einem Material davon, und der Steifigkeit davon bezüglich der Biegung und Distorsion jedes Abschnitts davon, sowie durch Anzeigen des Zustands der Linearstruktur bezüglich einer graduellen Änderung ausgehend von einer Anfangsform hin zu einer prädiktiven Form davon, unter Verwendung eines Verfahrens der finiten Elemente.

Nachfolgend erfolgt eine Aufstellung der in der Beschreibung der vorliegenden Erfindung genannten Dokumente.

– JP-A-2004-139974
– JP-A-2004-139570
– "Matrix Finite Element Process", geschrieben von B.Nass, veröffentlicht von Brain Book Publishing Co., Ltd., 10. August 1978, S. 7 bis 15.
– "Mode Analysis and Dynamic Design", geschrieben von Hitohiko Yasuda, herausgegeben von Corona Co., Ltd., 10. November 1993, S. 54 bis 56.

Um den Kabelbaum einer Anfangsform praktisch in einem Fahrzeugkörper vorzusehen, wie beispielsweise in 1 dargestellt, wird zuerst der Verbinder 2a an einem vorbestimmten Abschnitt des Fahrzeugkörpers befestigt. Es wird ein Arbeitsablauf zum anschließenden Befestigen des Verbinders 2b, anschließend des Verbinders 2c und anschließend des Verbinders 2d des Kabelbaums am Fahrzeugkörper, das heißt, ein Arbeitsablauf zum zwangsweisen Verschieben der Verbinder des Kabelbaums 1 für vorbestimmte Abschnitte des Fahrzeugkörpers angewendet.

Folglich wird die Form des Kabelbaums 1 in dementsprechenden mehreren Stufen in der folgenden Weise geändert, das heißt, ausgehend von einer Anfangsform hin zu einer weiteren Form, und wird bis zu dem Zeitpunkt, zu welchem der Verbinder 2a befestigt wird, beibehalten, anschließend zu einer anderen Form, unter Beibehaltung dieser Form bis zu dem Zeitpunkt, zu welchem der Verbinder 2b befestigt wird, und anschließend zu einer weiteren Form, unter Beibehaltung dieser Form bis zu dem Zeitpunkt, zu welchem der Verbinder 2c befestigt wird.

Die Verfahren, welche in JP-A-2004-139974 und JP-A-2004-139570 offenbart sind, sind hervorragende Verfahren dahingehend, dass diese Verfahren in der Lage sind, eine prädiktive Form einer Linearstruktur exakt zu berechnen unter Berücksichtigung der physikalischen Eigenschaft einer Linearstruktur, das heißt, des Materials davon, und der Steifigkeit jedes Abschnitts bezüglich der Biegung und Distorsion davon, und in der Lage sind, den Verformungszustand der Form exakt anzuzeigen. Jedoch beziehen sich diese Patentschriften nicht auf das Vorhersagen der Form der Linearstruktur unter der Annahme, dass die oben erwähnte mehrstufige Verformung erfolgt. Bei einer praktischen Betätigung erreicht der Kabelbaum in einer Anfangsform eine Endform über eine mehrstufige Verformung in den meisten Fällen. Dementsprechend steht die Entwicklung eines Drahtgestaltungsverfahrens aus, welche auf dieser Annahme basiert und in der Lage ist, die Form einer Linearstruktur exakt vorherzusagen.

Zusammenfassung der Erfindung

Angesichts des oben erwähnten aktuellen Standes ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zu schaffen, welches den tatsächlichen Gegebenheiten der Techniken eher entspricht, ein Verfahren zum Tragen einer Drahtgestaltung einer Linearstruktur, eine Drahtvorrichtung unter Verwendung des Verfahrens sowie ein computerlesbares Aufzeichnungsmedium, welche in der Lage sind, den Zustand einer Linearstruktur exakt zu erfassen, wobei die Form davon sich hin zu einer Endform über in mehreren Stufen geänderte Formen ändert.

Um obige Aufgabe zu lösen, ist erfindungsgemäß ein Verfahren zum Tragen einer optimalen Drahtgestaltung einer Linearstruktur geschaffen, umfassend:
Festlegen einer Anfangsform der Linearstruktur;
Vorsehen eines Finites-Element-Modells der Linearstruktur, wobei das Finites-Element-Modell gebildet ist als elastischer Körper mit einer Vielzahl kombinierter Balkenelemente, welche Linearität halten;
Festlegen einer physikalischen Eigenschaft und von Begrenzungsbedingungen der linearen Struktur bezüglich des Finites-Element-Modells;
Berechnen einer prädiktiven Form des Finites-Element-Modells, welches sich in einem physikalisch ausgeglichenen Zustand befindet, basierend auf der physikalischen Eigenschaft und auf den Begrenzungszuständen; und
Ausgeben eines Berechnungsergebnisses des Berechnungsverfahrens der prädiktiven Form;
wobei das Berechnungsverfahren der prädiktiven Form umfasst:
Berechnen einer ersten prädiktiven Form, wobei ein Ziel einer zwangsweisen Verschiebung eines ersten Steuerungspunkts bezüglich des Finites-Element-Modells entsprechend der Anfangsform festgelegt wird als einer der Begrenzungszustände; und
Berechnen einer zweiten prädiktiven Form, wobei ein Ziel einer zwangsweisen Verschiebung eines zweiten Steuerungspunkts, welcher verschieden ist von dem ersten Steuerungspunkt, bezüglich des Finites-Element-Modells entsprechend der ersten prädiktiven Form festgelegt wird als einer der Begrenzungszustände.

Vorzugsweise erfolgt das Berechnungsverfahren der zweiten prädiktiven Form bei vollkommener Begrenzung bzw. bei Drehbegrenzung des ersten Steuerungspunkts bezüglich des Ziels zwangsweiser Verschiebung.

Vorzugsweise umfasst das Berechnungsverfahren der prädiktiven Form ferner ein Verfahren zum Berechnen einer dritten prädiktiven Form, wobei ein Ziel zwangsweiser Verschiebung des dritten Steuerungspunkts, welcher verschieden ist sowohl von dem ersten Steuerungspunkt als auch von dem zweiten Steuerungspunkt, bezüglich des Finites-Element-Modells entsprechend der zweiten prädiktiven Form festgelegt wird als einer der Begrenzungszustände.

Vorzugsweise werden die Steuerungspunkte allmählich um eine vorbestimmte Größe jeweils in Richtung der jeweiligen Ziele zwangsweise verschoben.

Erfindungsgemäß ist ferner eine Tragvorrichtung zum Tragen einer optimalen Drahtgestaltung geschaffen, umfassend:
eine erste Festlegungseinheit, welche eine Anfangsform der Linearstruktur festlegt;
eine Vorseheinheit, welche ein Finites-Element-Modell der Linearstruktur vorsieht, wobei das Finites-Element-Modell als elastischer Körper mit einer Vielzahl kombinierter Balkenelemente, welche Linearität halten, gebildet ist;
eine zweite Festlegungseinheit, welche eine physikalische Eigenschaft und Begrenzungszustände bezüglich des Finites-Element-Modells der Linearstruktur festlegt;
eine Berechnungseinheit, welche eine prädiktive Form des Finites-Element-Modells berechnet, wobei sich das Finites-Element-Modell in einem physikalisch ausgeglichenen Zustand befindet, basierend auf der physikalischen Eigenschaft und den Begrenzungszuständen; und
eine Ausgabeeinheit, welche ein Berechnungsergebnis des Berechnungsverfahrens der prädiktiven Form ausgibt,
wobei die Berechnungseinheit eine erste prädiktive Form berechnet, wobei ein Ziel einer zwangsweisen Verschiebung eines ersten Steuerungspunkts bezüglich des Finites-Element-Modells entsprechend der Anfangsform festgelegt wird als einer der Begrenzungszustände, und wobei die Berechnungseinheit eine zweite prädiktive Form berechnet, wobei ein Ziel zwangsweiser Verschiebung eines zweiten Steuerungspunkts, welcher von dem ersten Steuerungspunkt verschieden ist, bezüglich des Finites-Element-Modells entsprechend der ersten prädiktiven Form festgelegt wird als einer der Begrenzungszustände.

Erfindungsgemäß ist ferner ein computerlesbares Aufzeichnungsmedium geschaffen, welches bewirkt, dass ein Computer das Verfahren zum Tragen einer optimalen Drahtgestaltung einer Linearstruktur, dargelegt in der obigen Beschreibung, ausführt.

Bei obigem Aufbau und Verfahren ist die Objektlinearstruktur gebildet als elastischer Körper, bei welchem eine Vielzahl Linearität haltender Balkenelemente miteinander kombiniert ist, und es wird eine Finites-Element-Modell dieser Linearstruktur hergestellt, wobei eine prädiktive Form entsprechend der physikalischen Eigenschaft und den Begrenzungszuständen, festgelegt für dieses Finites-Element-Modell, berechnet wird, wobei die Ergebnisse dieser Berechnung ausgegeben werden. Insbesondere wird eine prädiktive Form, festgelegt, wenn das Ziel einer zwangsweisen Verschiebung an dem ersten Steuerungspunkt bezüglich des Finites-Element-Modells entsprechend der Anfangsform als einer der Begrenzungszustände festgelegt wird, als erste prädiktive Form berechnet. Eine prädiktive Form, festgelegt, wenn das Ziel einer zwangsweisen Verschiebung des zweiten Steuerungspunkts, welcher von dem ersten Steuerungspunkt verschieden ist, bezüglich des Finites-Element-Modells entsprechend der ersten prädiktiven Form als einer der Begrenzungszustände festgelegt wird, wird als zweite prädiktive Form berechnet. Die erste prädiktive Form und die zweite prädiktive Form sowie die anfängliche prädiktive Form werden ausgegeben. Daher kann der Zustand, in welchem die prädiktive Form der Linearstruktur eine finale Form über die in mehreren Stufen verformten Formen erreicht, erfasst werden, und die Drahtgestaltung einer Linearstruktur entsprechend den tatsächlichen Gegebenheiten der Techniken kann erreicht werden.

Gemäß obiger Gestaltung und obigem Verfahren wird eine zweite prädiktive Form berechnet unter der Annahme, dass der erste Steuerungspunkt vollständig begrenzt ist bzw. drehbegrenzt ist durch das Ziel zwangsweiser Verformung. Daher kann eine Mehrstufenvorhersage der Form basierend auf der Annahme, dass ein Drahtelement des Typs vollständiger Begrenzung und ein Drahtelement des Typs einer Drehbegrenzung hergestellt werden können, wobei beide Elemente in der Praxis in zahlreichen Fällen angewendet werden, und ferner unter der Annahme, dass die Drahtgestaltung einer Linearstruktur den tatsächlichen Gegebenheiten der Techniken entspricht, erreicht werden.

Gemäß obiger Gestaltung und obigem Verfahren erfolgt die Mehrstufenvorhersage der Form basierend auf der Annahme des Ziels einer zwangsweisen Verschiebung eines dritten Steuerungspunkts, welcher verschieden ist sowohl von dem ersten Steuerungspunkt als auch von dem zweiten Steuerungspunkt. Daher kann die Drahtgestaltung einer Linearstruktur entsprechend den tatsächlichen Gegebenheiten der Techniken ferner erreicht werden.

Gemäß obiger Gestaltung und obigem Verfahren werden die Steuerungspunkte allmählich um eine vorbestimmte Größe jeweils zu den jeweiligen Zielen einer zwangsweisen Verschiebung verschoben, so dass die mehrstufige Verformung genauer erfasst werden kann. Daher kann die Erörterung und Ähnliches der Arbeitsabläufe erfolgen und die Drahtgestaltung der Linearstruktur, welche den tatsächlichen Gegebenheiten der Techniken eher entspricht, kann erreicht werden.

Kure Beschreibung der Zeichnung
Obige Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch genaue Beschreibung bevorzugter exemplarischer Ausführungsbeispiele davon unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung ersichtlich. Es zeigt bzw. es zeigen:
1 eine Zeichnung, welche schematisch ein Beispiel eines Objektkabelbaums darstellt;
2 eine Zeichnung, welche die Beziehung zwischen den typischen Tragelementen, befestigt am Kabelbaum, und dem Freiheitsgrad von Begrenzungen darstellt;
3A eine Zeichnung, welche ein äußeres Erscheinungsbild des Kabelbaums darstellt; 3B eine Zeichnung, welche die Zerlegung bzw. Digitalisierung des Kabelbaums von 3A darstellt; und 3C eine Zeichnung, welche den Kabelbaum von 3A durch Balkenelemente und Knoten darstellt;
4 eine Zeichnung, welche den Freiheitsgrad im Kabelbaum, ausgedrückt durch Balkenelemente und Knoten, darstellt;
5A eine Zeichnung, welche den Kabelbaum durch drei Balkenelemente darstellt; und 5B eine Zeichnung, welche den Kabelbaum darstellt, bei welchem die drei Balkenelemente von 5A miteinander kombiniert sind;
6A eine Zeichnung, welche die Messung des geometrischen Trägheitsmoments und Längselastizitätsmoduls darstellt; und 6B eine Zeichnung, welche die Messung des polaren Flächenmoments und das Lateralelastizitätsmoduls darstellt;
7 ein Blockdiagramm, welches ein Beispiel Hardwarestruktur sämtlicher Ausführungsbeispiele darstellt;
8 ein Flussdiagramm, welches die Prozedur des Verfahrens gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
9A bis 9D Zeichnungen, welche die Verformung des Kabelbaums im Verlaufe jedes Verfahrens von 8 darstellt; und
10A und 10B Zeichnungen zur Beschreibung abgewandelter Beispiele der vorliegenden Erfindung.
Genaue Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
Die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend auf Grundlage der Zeichnung beschrieben. Zuerst wird ein Beispiel eines Kabelbaums als Objektlinearstruktur und ein typisches Tragelement in 1 und 2 beschrieben. 1 ist eine Zeichnung, welche ein Beispiel eines Objektkabelbaums schematisch darstellt. 2 ist ein Diagramm, welches die Beziehung zwischen typischen Tragelementen, befestigt an dem Kabelbaum, und dem Freiheitsgrad von Begrenzungen darstellt.
Die Verbinder 2a, 2b, 2c, 2d zum Verbinden (nicht dargestellter) elektrischer Bauteile sind an beiden Endabschnitten des Kabelbaums 1 befestigt. Verschiedene Arten von Klemmen 3a, 3b, 3b, 3c sind an Zwischenabschnitten des Kabelbaums 1 befestigt, welcher ferner einen Verzweigungspunkt 4 aufweist. Da die Verzweigungsleitungen des Kabelbaums 1 im Allgemeinen eine unterschiedliche Anzahl und eine unterschiedliche Art struktureller Faserelemente aufweist, sind ebenso die Dicke, Länge, Elastizität, Dichte und Ähnliches davon unterschiedlich.
Die Verbinder 2a, 2b, 2c, 2d sind abnehmbar verbunden mit festen Abschnitten und vorbestimmten Abschnitten in Übereinstimmung mit der Bauteilbefestigungsrichtung, von Verbindern auf der Seite eines elektrischen Bauteils, und die Endabschnitte des Kabelbaums werden dadurch vollständig begrenzt. Die Klemmen 3a, 3b, 3c, 3e begrenzen vorbestimmte Abschnitte des Kabelbaums vollkommen bzw. begrenzen diese in Drehrichtung bezüglich vorbestimmter Abschnitte eines Körpers und einer Strebe bzw. Stütze eines Fahrzeugs.
Eine Beschreibung der Klemmen erfolgt nachfolgend. Die Klemmen umfassen im Allgemeinen eine längliche Lochklemme und eine runde Lochklemme. Eine runde Lochklemme wird ferner Drehklemme genannt und weist einen Basissitzabschnitt zum Halten des Kabelbaums auf, ferner einen Tragschenkel, eingeführt in ein rundes Befestigungsloch, vorgesehen in einer Stütze bzw. Strebe und Ähnlichem. Die runde Lochklemme kann um eine Z-Achse (Senkrechtrichtung eines Befestigungsabschnitts) gedreht werden.
Die längliche Lochklemme wird ferner Befestigungsklemme genannt und weist einen Basissitzabschnitt zum Halten des Kabelbaums sowie einen Tragschenkel, eingeführt in ein längliches Befestigungsloch, vorgesehen in einer Stütze bzw. Strebe und Ähnlichem, auf. Dieser Tragschenkel weist eine längliche lochartige Querschnittsform auf, welche im wesentlichen identisch ist mit der Querschnittsform des Befestigungslochs. Die längliche Lochklemme kann nicht um eine Z-Achse gedreht werden.
Die länglichen Lochklemmen und runden Lochklemmen umfassen gewellte bzw. geriefte längliche Lochklemmen, welche um eine X-Achse drehbar sind (Längsrichtung des Kabelbaums), sowie gewellte bzw. geriefte runde Lochklemmen. Die Freiheitsgrade einer Begrenzung in den Axialrichtungen und in den Richtungen um die Achsen derartiger Klemmen sind in 2 dargestellt.
Unter Bezugnahme auf 2 entsprechen die X-Achse, Y-Achse und Z-Achse den drei Geraden in einem rechten lokalen Koordinatensystem bezüglich Verbindungen (auch Knoten genannt) an dem Kabelbaum. Beispielsweise ist die Z-Achse derart festgelegt, dass die Z-Achse mit der Klemmenachse in Ausrichtung ist. Diese Festlegungsverfahren können geeignet in Abhängigkeit von den Funktionen bei einer Verwendung verändert werden. Die Zeichnung zeigt ferner zur Bezugnahme die Freiheitsgrade einer Begrenzung des Verzweigungspunkts. Eine Verbindung, obwohl in der Zeichnung nicht dargestellt, welche willkürlich bzw. zufällig auf dem Abschnitt des Kabelbaums angeordnet ist, welcher verschieden ist von dem oben erwähnten Begrenzungspunkt, ist im wesentlichen vollständig frei. Ein derartiger Freiheitsgrad einer Begrenzung wird bezüglich jeder Verbindung festgelegt, um Berechnungen prädiktiver Pfade durchzuführen, wobei eine Beschreibung davon später erfolgt.
Unter Bezugnahme auf 3 bis 5 werden die Grundzüge der hypothetischen Bedingungen, welche die Voraussetzungen der vorliegenden Erfindung darstellen, der angewandten Theorien und der Grundgleichungen nachfolgend beschrieben. 3A ist eine Zeichnung, welche eine Außenansicht eines Kabelbaums darstellt, 3B ist eine Zeichnung, welche einen diskreten Zustand des Kabelbaums von 3A darstellt, und 3C ist eine Zeichnung, welche den Kabelbaum von 3A durch Balkenelemente und Verbindungen darstellt. 4 ist eine Zeichnung zum Beschreiben des Freiheitsgrads bezüglich des Kabelbaums, dargestellt durch Balkenelemente und Verbindungen. 5A ist eine Zeichnung, welche den Kabelbaum durch drei Balkenelemente darstellt, und 5B ist eine Zeichnung, welche den Zustand darstellt, bei welchem die drei Balkenelemente von 5A miteinander kombiniert sind.
Zuerst werden erfindungsgemäß die folgenden Hypothesen unter Verwendung des Verfahren der finiten Elemente zum Gestalten des Kabelbaums aufgestellt.

(1) Es wird angenommen, dass der Kabelbaum aus einem elastischen Körper besteht.
(2) Es wird angenommen, dass der Kabelbaum eine Kombination von Balkenelementen ist.
(3) Es wird angenommen, dass jedes Balkenelement Linearität hält.

Das hypothetische Festlegen des Kabelbaums als Balkenelemente bedeutet, dass der Kabelbaum ferner hypothetisch festgelegt wird als einheitlicher Querschnitt, das heißt, als homogener Querschnitt. Es wird ein kreisförmiger Querschnitt angenommen, jedoch ist es nicht stets erforderlich, den Querschnitt auf diese Weise anzunehmen. Bei der folgenden Aussage jedoch erfolgt eine Beschreibung unter der Annahme, dass der Querschnitt des Kabelbaums kreisförmig ist.
Wird eine derartige Hypothese aufgestellt, so wird das Anwenden des Verfahrens der finiten Elemente auf den Kabelbaum, welches bisher noch nicht darauf angewandt wurde, möglich.
Zuerst wird der Kabelbaum zerlegt bzw. diskretisiert. Der Kabelbaum, gebildet durch das Binden einer Vielzahl elektrischer Drähte 11 durch ein Armierungs- bzw.
Bewehrungsmaterial, wie beispielsweise ein Band 12, wie in 3A dargestellt, kann als kontinuierlicher Körper betrachtet werden. Wie in 3B dargestellt, wird ein derartiger Kabelbaum 1 geteilt (diskretisiert) in einige Balkenelemente C1, C2, C3 .... Das heißt, der Kabelbaum ähnelt einem Seil, so dass der Kabelbaum als finite Elemente verbundener Balkenelemente betrachtet werden kann.
Daher, wie in 3C dargestellt, kann der Kabelbaum ausgedrückt werden als Kombination einer Vielzahl von Balkenelementen C1, C2, C3 ..., welche miteinander verbunden sind über eine Vielzahl von Knoten N1, N2, N3 .... Die charakteristischen Werte, welche für die Balkenelemente erforderlich sind, lauten wie folgt.
Länge I (siehe 3B)
Querschnittsfläche A (siehe 3B)
Zweites Flächenmoment I
Zweites polares Flächenelement J (ferner Torsionswiderstands-
Koeffizient genannt)
Längselastizitätsmodul E
Lateralelastizitätsmodul G
Um diese Werte zu bestimmen, werden ferner eine Dichte p und eine Querdehnungszahl μ etc. verwendet, obwohl diese nicht direkt in diesen charakteristischen Werten angezeigt sind.
Bei der Beschreibung der vorliegenden Erfindung werden die Parameter, welche die physikalischen bzw. physischen Eigenschaften betreffen, die direkt eine äußere Form einer Linearstruktur bestimmen, Außenformparameter genannt, und die Parameter, welche die physikalischen bzw. physischen Eigenschaften betreffen, welche von den Außenformparametern verschieden sind, wie beispielsweise das zweite Flächenmoment I, polares Flächenmoment J, Längselastizitätsmodul E und Lateralelastizitätsmodul G, die Dichte p, die Querdehnungszahl μ etc., werden nicht Nicht-Außenformparameter genannt.
Wie in 4 dargestellt, weist jedes Balkenelement (C1, C2, C3 ...) zwei Knoten α und β auf. In dem dreidimensionalen Raum weist der Knoten α drei Verschiebungskomponenten und drei Drehkomponenten auf, so dass der Knoten insgesamt sechs Freiheitsgrade aufweist. Dasselbe gilt für den anderen Knoten β. Daher weist das Balkenelement C notwendigerweise zwölf Freiheitsgrade auf.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnung bezeichnen die folgenden Bezugszeichen Folgendes:

F_xi:: Knotenkraft in einer Axialrichtung xi des i-ten Elements
F_yi:: Knotenkraft in einer Axialrichtung yi des i-ten Elements
F_zi:: Knotenkraft in einer Axialrichtung zi des i-ten Elements
M_xi:: Endmoment um die Achse xi des i-ten Elements (die rechte Schraubrichtung soll eine positive Richtung sein)
M_yi:: Endmoment um die Achse yi des i-ten Elements (die rechte Schraubrichtung soll eine positive Richtung sein)
M_zi:: Endmoment um die Achse zi des i-ten Elements (die rechte Schraubrichtung soll eine positive Richtung sein)
U_xi:: Verschiebung in der xi-Richtung des i-ten Elements
U_yi:: Verschiebung in der yi-Richtung des i-ten Elements
U_zi:: Verschiebung in der zi-Richtung des i-ten Elements
θ_xi:: Winkelverschiebung um die Achse xi des i-ten Elements (die rechte Schraubrichtung soll eine positive Richtung sein)
θ_yi:: Winkelverschiebung um die Achse yi des i-ten Elements (die rechte Schraubrichtung soll eine positive Richtung sein)
θ_zi:: Winkelverschiebung um die Achse xi des i-ten Elements (die rechte Schraubrichtung soll eine positive Richtung sein)

Bei der Strukturmechanik, welche mit einer derartig starken Verformung wie derjenigen eines Kabelbaums und Ähnlichem einhergeht, lautet eine Bilanzgleichung eines Verfahrens finiter Elemente allgemein ([K]+[KG]){x}={F} (1),wobei [K] eine allgemeine Steifigkeitsmatrix ist, K_G eine Gesamtgeometrie-Steifigkeitsmatrix ist, {x} ein Verschiebungsvektor ist und {F} ein Lastvektor ist (ferner Kraftvektor genannt).
Da jedoch die Gleichung (1) algebraisch eine nicht lineare simultane Gleichung ist, kann die Gleichung so wie sie ist nicht in einer praktischen numerischen Analyse gelöst werden. Daher wird ein Inkrementalverfahren, bei welchem ein Lastwert gebrochen und allmählich addiert wird, notwendigerweise angewandt (dasselbe gilt für einen Fall, in welchem eine zwangsweise Verschiebung erfolgt). Folglich wird die Bilanzgleichung (1) ferner ausgedrückt durch das folgende Inkrementalsystem. {[K]+[KG] {ΔF}-{R} (1)', wobei {ΔF} ein Wert eines Lastinkrements ist, {Δx} eine Inkrementalverformung in einem Inkrementalschritt ist und {R} ein Korrekturvektor für einen Lastvektor ist.
Bei jedem Inkrementalschnitt erfolgen Berechnungen, wobei die Bilanzgleichung als lineare Gleichung angesehen wird, und eine Ausgleichs- bzw. Gegenkraft ((Vektor {R} in der Gleichung (1)')), welche während dieser Zeit auftritt, wird auf ein Niveau in einer Toleranz verringert durch ein Wiederholungsverfahren, bevor ein nachfolgender Schritt ausgeführt wird. In einer Serie dieser Algorithmen werden ein bekanntes Verfahren, beispielsweise ein Newton-Raphson-Verfahren, und ein Bogenlängenverfahren verwendet.
Wird eine zwangsweise Verschiebung bestimmt bzw. bezeichnet wie bei der Vorhersage einer Form, wobei die Gesamtgeometriesteifigkeitsmatrix [K_G] in einem zweiten Punkt bzw. Gegenstand aus einer linken Seite der Grundgleichung weggelassen ist, so werden die Ergebnisse von guter Qualität in vielen Fällen erhalten. Die Gesamtgeometriesteifigkeitsmatrix wird auch in diesem Fall weggelassen.
Die Gesamtsteifigkeitsmatrix [K] in einem ersten Gegenstand bzw. Punkt einer linken Seite der Bilanzgleichung wird erhalten durch Umwandeln der Steifigkeitsmatrix jedes Elements, wobei eine Umformulierung als Koordinatenwert erfolgt, welcher vorübergehend in jedem Inkrementalschritt geändert wird, zu einem Koordinatenwert in einem Gesamtkoordinatensystem, sowie durch Aggregieren der somit erhaltenen Werte. Der konkrete Inhalt des Ausdrucks der Elementsteifigkeitsmatrix, welche eine Grundlage bildet, ist in der folgenden Gleichung (2) dargestellt.
Der Kompatibilitäts- und Ausgleichszustand wird nachfolgend beschrieben. Wie in 5A dargestellt, ist der Einfachheit halber der Kabelbaum ausgedrückt durch drei Balkenelemente C1, C2, C3. In diesem Fall werden die Verschiebungsgröße eines Knotens 1β des Balkenelements C1 und der Verschiebungsgröße eines Knotens 2a des Balkenelements C2 gleich, und eine Kraft, welche auf diese beide Knoten angewandt wird, wird ferner ausgeglichen. Aus demselben Grund werden auch die Verschiebungsgrößen der Knoten 2β des Balkenelements C2 und des Knotens 3a eines Balkenelements C3 ebenso gleich, und eine auf diese beiden Knoten angewandte Kraft wird ferner ausgeglichen. Daher können, dank der Kontinuität der Verschiebung und der Erfüllung des Ausgleichszustands die Balkenelemente C1 und C2 sowie die Balkenelemente C2 und C3 miteinander kombiniert werden, wie in 5B dargestellt.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnung bezeichnen die folgenden Bezugszeichen Folgendes:

F_xi:: Knotenkraft in der Axialrichtung xi des i-ten Elements
F_yi:: Knotenkraft in der Axialrichtung yi des i-ten Elements
F_zi:: Knotenkraft in der Axialrichtung zi des i-ten Elements
M_xi:: Endmoment um die Achse xi des i-ten Elements
M_yi:: Endmoment um die Achse yi des i-ten Elements
M_zi:: Endmoment um die Achse zi des i-ten Elements
U_xi:: Verschiebung in der Axialrichtung xi des i-ten Elements
U_yi:: Verschiebung in der Axialrichtung yi des i-ten Elements
U_zi:: Verschiebung in der Axialrichtung zi des i-ten Elements
θ_xi:: Winkelverschiebung um die Achse xi des i-ten Elements
θ_yi:: Winkelverschiebung um die Achse yi des i-ten Elements
θ_zi:: Winkelverschiebung um die Achse zi des i-ten Elements,

1α

1β

2α

2β

3α

3β

Werden die Kontinuität der Verschiebung und der Ausgleich der Kraft in den Balkenelementen C1, C2 und C3, dargestellt in 5, in der gleichen Form wie in der oben beschriebenen Gleichung (2) dargestellt, so wird die folgende Gleichung (3) erhalten.
Die Matrizen M1, M2 und M3 auf einer Zeile 12 und einer Spalte 12 in der Gleichung (3) sind die gleichen wie die in obiger Gleichung (2) dargestellten. Jedoch handelt es sich beiden Abschnitten M12 und M23, bei welchen die Matrizen M1, M2 und M3 einander überlappen, um Abschnitte, bei welchen die Strukturelemente der Matrizen aufsummiert sind
Nicht weniger als vier Balkenelemente können ebenso auf die gleiche Weise gehandhabt werden. Somit kann ein mathematisches Modell eines Kabelbaums, verteilt in eine willkürliche Anzahl von Balkenelementen, erstellt werden.
Wird obige Gleichung (3) einfach ausgedrückt, so wird diese zu [K] {x} = {F} (4)
Daher kann ein Pfad, das heißt, eine prädiktive Form des Kabelbaums, berechnet werden durch Bestimmen jedes Elements des Verschiebungsvektors {x} auf Grundlage obiger Gleichungen (3) und (4). Die Distorsion, Beanspruchung, eine Reaktionskraft, ein Moment usw. können berechnet werden durch Bestimmen eines Kraftvektors {F} in jedem Knoten. Das allgemeine Matrix-Finite-Elemente-Verfahren, wie oben erwähnt, wird ferner eingeführt beispielsweise in der oben erwähnten Veröffentlichung "Matrix Finite Element Method".
Ein Beispiel des Verfahrens zum Bestimmen einer Querdehnungszahl, eines Längselastizitätsmoduls und eines Lateralelastizitätsmoduls, welche für die Vorhersage der Form bei der vorliegenden Erfindung erforderlich sind, wird nachfolgend beschrieben. 6A ist eine Zeichnung, welche die Messung eines geometrischen Trägheitsmoments und eines Längselastizitätsmoduls darstellt, und 6B ist eine Zeichnung, welche die Messung eines polaren Flächenmoments und eines Lateralelastizitätsmoduls darstellt.
Zuerst wird ein Objektkabelbaum hergestellt bzw. vorbereitet, und die Länge I, eine Querschnittsfläche A und eine Dichte p werden mittels Tastlehre, Messvorrichtung, einem Gravimeter und Ähnlichem bestimmt. Die Werte können anschließend mittels einfacher Berechnungen erhalten werden
Wird das Längselastizitätsmodul E unter Verwendung des in 6 dargelegten Messverfahrens gemessen, so kann das Ergebnis durch folgende Gleichung (5) ausgedrückt werden. E = FL3/3XI (5).
Das geometrische Trägheitsmoment kann durch die folgende Gleichung (6) ausgedrückt werden, da angenommen wurde, dass der Kabelbaum einen kreisförmigen Querschnitt, wie oben erwähnt, aufweist. I = TTD4/64 (6).
Daher wird die Gleichung zu: E = 64 FL3/3XTTD4 (7)
Bei dieser Messung kann das Längselastizitätsmodul E bestimmt werden durch Messen der Beziehung zwischen F und x mit E = (F/X)×(64L3/3TTD4).
Wird das Lateralelastizitätsmodul G bestimmt unter Verwendung des in 6B dargelegten Messverfahrens, so kann das Ergebnis durch die folgende Gleichung (8) ausgedrückt werden. G = (TL/θJ) × 2 (8).
Das polare Flächenmoment J kann durch die folgende Gleichung (9) ausgedrückt werden, da angenommen wurde, dass der Kabelbaum einen kreisförmigen Querschnitt aufweist. J = TTD4/32 (9)
Die Torsionskraft wird zu T = FS (10)
Daher folgt G = (32FSL/θTTD4) × 2 = (F/θ)(32SL/TTD4) × 2 (11)
Dementsprechend kann das Lateralelastizitätsmodul G bestimmt werden durch Messen der Beziehung zwischen F und θ.
Das Lateralelastizitätsmodul und das Längselastizitätsmodul weisen die durch die folgende Gleichung (12) dargelegte Beziehung auf. G = E/2 (1+μ) (12),wobei μ eine Querdehnungszahl ist.
Das oben erwähnte Messverfahren ist ein Beispiel, und sowohl das Lateralelastizitätsmodul G als auch das Längselastizitätsmodul E können ferner erhalten werden durch ein Verfahren, welches von diesem Beispiel des Messverfahrens verschieden ist.
Das Tragen der Gestaltung erfolgt anschließend durch Berechnen einer prädiktiven Form des Kabelbaums gemäß einem Verarbeitungsverfahren, welches später beschrieben wird, unter Verwendung obiger Theorie, Grundgleichungen und Messwerte. Der Aufbau der Hardware bei der vorliegenden Erfindung wird beschrieben. 7 ist ein Blockdiagramm, welchen den Aufbau der Hardware bei sämtlichen Ausgestaltungen von Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung darstellt.
Wie in 7 dargestellt, umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung einen Mikrocomputer 21, eine Eingabeeinheit 22, eine Anzeige 23, eine Druckeinheit 24, einen Speicher 25, eine Kommunikationsschnittstelle 26 und eine Lese/Schreibeinheit 27. Beispielsweise wird ein Heimcomputer verwendet. Selbstverständlich können ebenso ein Arbeitsplatzcomputer und ein Supercomputer, welche von dem Personalcomputer verschieden sind, verwendet werden. Der Mikrocomputer 21 umfasst eine CPU 21a (Central Processing Unit: Zentralverarbeitungseinheit), einen ROM 21b zum Speichern eines Bootprogramms sowie einen RAM 21d zum temporären Speichern der Ergebnisse verschiedener Arten von Verarbeitungsvorgängen. Die Eingabeeinheit 22 ist eine Tastatur, eine Maus und Ähnliches zum darin Eingeben der erwähnten verschiedenen Werte, die Anzeige 23 ist eine LCD, eine CRT und Ähnliches zum Anzeigen der Ergebnisse von Verarbeitungsvorgängen, die Druckeinheit 24 ist ein Drucker zum Drucken der Ergebnisse von Verarbeitungsvorgängen.
Der Speicher 25 speichert ein eingebautes Drahtgestaltungs-Unterstützungsprogramm 29a, das heißt, ein Festplattenlaufwerk zum Speichern der Ergebnisse eines Prozesses basierend auf diesem Programm 29a, wohingegen die Kommunikationsschnittstelle 26 ein Modem, Platine und Ähnliches zum Herstellen einer Datenkommunikation zwischen der Kommunikationsschnittstelle und einer externen Einheit, beispielsweise unter Verwendung von Internet und einer LAN-Schaltung und Ähnlichem, ist. Die Lese/Schreibeinheit 27 ist eine Vorrichtung zum Lesen des Drahtgestaltungs-Unterstützungsprogramms 29a, gespeichert in einem Aufzeichnungsmedium 29, wie beispielsweise einer CD und einer DVD, und Schreiben der Berechnungsergebnisse basierend auf diesem Drahtgestaltungs-Unterstützungsprogramm 29a in das Aufzeichnungsmedium 29. Diese Strukturelemente sind miteinander über einen internen Bus 28 verbunden.
Der Mikrocomputer 21 installiert das Drahtgestaltungs-Unterstützungsprogramm 29a, gelesen durch die Lese/Schreibeinheit 27, in den Speicher 25. Wird eine Leistungsquelle eingeschaltet, so wird der Mikrocomputer 21 gemäß dem Bootprogramm, gespeichert im ROM 21b, gestartet, und es erfolgt ein Start des installierten Drahtgestaltungs-Unterstützungsprogramms 29a. Der Mikrocomputer 21 führt anschließend einen Prozess bezüglich der Formvorhersage aus, wobei eine Mehrstufenverformung berücksichtigt wird, gibt die Ergebnisse des Prozesses über die Anzeige 23 und die Druckeinheit 24 aus und speichert die Ergebnisse des Prozesses in den Speicher 25 und dem Aufzeichnungsmedium 29, in Übereinstimmung mit dem Drahtgestaltungs-Unterstützungsprogramm 29a. Das Drahtgestaltungs- Unterstützungsprogramm 29a kann ferner in einem anderen Personalcomputer und Ähnlichem installiert werden, welcher den oben erwähnten Basisaufbau aufweist, und nach einem Installieren des Programms 29a in einen derartigen Personalcomputer arbeitet der Computer als Drahtgestaltungs-Unterstützungseinheit. Das Drahtgestaltungs-Unterstützungsprogramm 29a kann ein Programm sein, welches nicht nur über das Aufzeichnungsmedium 29, sondern ebenso über einen Kommunikationskreis, wie beispielsweise das Internet und ein LAN, geliefert wird.
Eine Verarbeitungsprozedur gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird unter Verwendung von 8 und 9 beschrieben. 8 ist ein Flussdiagramm, welches eine Verarbeitungsprozedur für eine Ausgestaltung des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung darstellt. 9A bis 9D sind Zeichnungen, welche die Verformung eines Kabelbaums bei jedem Verarbeitungsvorgang darstellen.
Zuerst wird in einem Schritt S1, dargestellt in 8, ein Finites-Element-Modell entsprechend einem Kabelbaum, welcher ein zu gestaltendes Objekt ist, hergestellt bzw. vorbereitet unter Verwendung des oben beschriebenen Verfahrens. Anschließend werden in einem Schritt S2 Begrenzungsbedingungen entsprechend einer Anfangsform, Außenparameter, Nicht-Außenparameter etc. bezüglich dieses Finites-Element-Modells festgelegt. Anschließend wird in einem Schritt S3 eine prädiktive Form gemäß einem derartigen festgelegten Wert, welche den physikalisch ausgeglichenen Zustand des Finites-Element-Modells darstellt, das heißt, eine Anfangsform 1a, dargestellt in 9A, berechnet. In einem Schritt S4 wird die Anfangsform 1a über die Anzeige 23 und Ähnliches ausgegeben. Der Schritt S1 entspricht dem Finites-Element-Modell-Herstellverfahren und eines Finites-Element-Modell-Herstelleinheit. Der Schritt S4 entspricht dem Anfangsform-Ausgabeverfahren und einer Anfangsform-Ausgabeeinheit.
Die obige Beschreibung wird ergänzt. Die Begrenzungsarten (vollständige Begrenzung, Drehbegrenzung, vollständige Freiheit etc.) und Koordinaten, welche der in 2 dargestellten Anfangsform entsprechen, werden bezüglich jedes der Knoten 1a0 bis 1a8 festgelegt. Als die Knoten 1a0 bis 1a8 werden die Abschnitte des Kabelbaums, an welchen Tragelemente, wie beispielsweise Verbinder, Klemmen und Ähnliches befestigt werden, zugewiesen. Um die Begrenzungsarten festzulegen, können die Namen von Tragelementen, wie beispielsweise Verbinder, feste bzw. feststehende Klemmen und Ähnliches, wie in 2 dargestellt, verwendet werden. Die bei diesem Vorgang festgelegten Werte stehen in Beziehung mit den Elementen in dem Verschiebungsvektor {x} in obiger Gleichung (3).
Genauer werden die Knoten 1a4 und 1a8 festgelegt als erster Steuerungspunkt und zweiter Steuerungspunkt, zwangsweise verschoben zu vorbestimmten Verschiebungszielen (diese Knoten werden auf die gleiche Weise gehandhabt wie die anderen Knoten bei den Berechnungen der Anfangsformen). Der erste Steuerungspunkt und der zweite Steuerungspunkt sind Positionen am Kabelbaum, an welchem Tragelemente, wie beispielsweise Verbinder und Ähnliches, befestigt werden, und es erfolgt eine zwangsweise Verschiebung während eines Montagevorgangs und eine Befestigung an vorbestimmten Abschnitten eines Fahrzeugs.
Genauer wird ein Steuerungspunkt, welcher zuerst zwangsweise verschoben wird, als erster Steuerungspunkt bezeichnet, und ein Steuerungspunkt, welcher als zweites zwangsweise verschoben wird, wird als zweiter Steuerungspunkt bezeichnet. Bei der nachfolgenden Beschreibung werden der Knoten 1a4 und der Knoten 1a8 in einigen Fällen als erster Steuerungspunkt 1a4 bzw. zweiter Steuerungspunkt 1a8 bezeichnet.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Anfangsform 1a derart festgelegt, dass die Anfangsform einem gerade verlaufenden Objektkabelbaum entspricht. Die Begrenzungszustände können derart festgelegt werden, dass die Anfangsform eine andere Form annimmt. Kabelbäume sind bei Lieferung, beispielsweise von einem Kabelbaumhersteller zu einem Automobilhersteller, in einem Behälter untergebracht. Die Anfangsform der Kabelbäume ist unterschiedlich in Abhängigkeit von der Art und Weise, in welcher die Kabelbäume gebogen und in dem Behälter angeordnet sind, bzw. von der Art und Weise, in welcher die Kabelbäume nach einem Aufbewahren darin gebogen wurden. Die Anfangsform, an welcher sich die Biegung und Distorsion eines Kabelbaums wiederspiegeln, kann berechnet und festgelegt werden auf Grundlage der oben beschriebenen Begrenzungsbedingungen. Spiegelt sich eine derartige gebogene Anfangsform als Startpunkt bezüglich einer prädiktiven Form in einem späteren Schritt wieder, so wird es möglich, eine Anfangsform 1a entsprechend den tatsächlichen Gegebenheiten der Techniken zu berechnen.
Um die Anfangsform zu berechnen, muss nicht notwendigerweise das Verfahren der finiten Elemente angewandt werden, und beispielsweise können ein minimaler Biegeradius unter Zugrundelegung der Materialeigenschaften des Kabelbaums und ein Biegeradius, in welchem ein Arbeiter den Kabelbaum mittels normalem Kraftniveau biegen kann, wenn der Kabelbaum an einem Fahrzeug angebracht ist, verwendet werden. In jedem Fall ist es bevorzugt, dass eine Anfangsform, an welcher sich die Form eines noch nicht an einem Fahrzeug angebrachten Objektkabelbaum wiederspiegelt, ausgegeben wird. Das oben beschriebene Berechnungsverfahren wird durch den Mikrocomputer 21 ausgeführt, und das Festlegen jedes Wertes erfolgt unter Verwendung der Eingabeeinheit 22, wobei die Anzeige 23 und/oder die Druckeinheit 24 zum Ausgeben der prädiktiven Form verwendet werden. In einem nachfolgenden Verfahren wird das Formberechnungsverfahren ausgeführt durch den Mikrocomputer 21, und die Eingabeeinheit 22 wird zum Festlegen jedes Werts verwendet, wobei die Anzeige 23 und die Druckeinheit 24 zum Ausgeben der Berechnungsergebnisse verwendet werden.
Die Außenformparameter, festgelegt in Schritt S2, umfassen die Länge I und die Querschnittsfläche A, und die Nicht-Außenformparameter das geometrische Trägheitsmoment I, das polare Trägheitsmoment J, die Querdehnungszahl μ, die Dichte p, das Längselastizitätsmodul E und das Lateralelastizitätsmodul G. Die im voraus auf die oben beschriebene Weise berechneten und bestimmten Werte werden für diese Parameter verwendet. Die bei diesem Verfahren festgelegten Werte stehen in Beziehung mit jedem Element in der Steifigkeitsmatrix [K] in obiger Gleichung (3). Die Außenformparameter und Nicht-Außenparameter entsprechen den physikalischen bzw. physischen Eigenschaften. Verschiedene Arten von (nicht dargestellten) Steuerungswerten, welche mit dieser Berechnung in Beziehung stehen, werden ebenso festgelegt.
Wird die Anfangsform 1a derart ausgegeben, so wird der erste Steuerungspunkt 1a4 anschließend zwangsweise um eine vorbestimmte Größe in einem Schritt S5 verschoben. Diese vorbestimmte Größe kann festgelegt werden durch Unterteilen in eine Vielzahl von Abschnitten des Durchgangs, in welchem der erste Steuerungspunkt 1a4 auf der Anfangsform 1a das Verschiebungsziel 1d4 erreicht. Obwohl der erste Steuerungspunkt 1a4 auf der Anfangsform 1a zwangsweise um einen Hub hin zu dem Verschiebungsziel 1d4 verschoben werden kann, erleichtert die Verschiebung des Steuerungspunkts jeweils um eine vorbestimmte Größe das Erfassen des Verschiebungszustands des Kabelbaums.
Bei diesem Verfahren werden die Koordinaten und Arten einer Begrenzung (vollständige Begrenzung, Drehbegrenzung etc.) für ein nachfolgendes Verschiebungsziel als Begrenzungsbedingungen für den ersten Steuerungspunkt 1a4 festgelegt. Genauer ist es bevorzugt, dass, wenn der erste Steuerungspunkt 1a4 auf einen Punkt (Zwischenpunkt) festgelegt wird, welcher von dem Verschiebungsziel 1d4 verschieden ist, die Art der Begrenzungen auf vollständige Begrenzung festgelegt wird, und dass, wenn der erste Steuerungspunkt 1a4 auf das Verschiebungsziel 1d4 festgelegt wird, die Art von Begrenzungen auf vollständige Begrenzung bzw. Drehbegrenzung entsprechend einem Unterstützungs- bzw. Tragelement, welches an diesem ersten Steuerungspunkt 1a4 zu befestigen ist, festgelegt wird. Wird die Art von Begrenzungen in dem Verschiebungsziel entsprechend dem Trag- bzw. Unterstützungselement, welches an dem ersten Steuerungspunkt 1a4 zu befestigen ist, festgelegt, so kann eine Drahtgestaltung einer linearen Struktur erreicht werden, welche den tatsächlichen Gegebenheiten der Techniken eher entspricht. Der Knoten 1a0 wird beispielsweise auf vollständige Begrenzungen festgelegt, wohingegen ein anderer Knoten einschließlich eines zweiten Steuerungspunkts 1a8 beispielsweise auf vollständig frei festgelegt wird. Die Außenformparameter und Nicht-Außenformparameter bleiben identisch mit den Werten davon, welche in Schritt S2 festgelegt wurden.
Das Verfahren fährt dann mit einem Schritt S6 und einem Schritt S7 fort, und es erfolgt eine Berechnung einer prädiktiven Form entsprechend einem festgelegten Wert und eine Ausgabe der berechneten prädiktiven Form. In einem Schritt S8 wird beurteilt, ob die vollständige Verschiebung des ersten Steuerungspunkts 1a4 abgeschlossen wurde oder nicht. Erfolgt in Schritt S8 eine Beurteilung dahingehend, dass die vollständige Verschiebung des ersten Steuerungspunkts 1a4 noch nicht abgeschlossen wurde, das heißt, erfolgt eine dahingehende Beurteilung, dass der erste Steuerungspunkt 1a4 noch nicht angekommen ist (N in Schritt S8) an dem Verschiebungsziel 1d4 (N in Schritt S8), so kehrt der Ablauf zu Schritt S5 zurück, und die Koordinaten und die Art von Begrenzungen eines anschließenden Verschiebungsziels werden als die Begrenzungsbedingungen für den ersten Steuerungspunkt 1a4 festgelegt. Die anderen festzulegenden Werte sind wie oben erwähnt. Der Schritt S6 entspricht dem Berechnungsschritt der prädiktiven Form und einer Berechnungseinheit einer prädiktiven Form sowie dem Berechnungsschritt einer ersten prädiktiven Form und einer Berechnungseinheit einer ersten prädiktiven Form.
Derartige Prozesse in Schritt S5 bis Schritt S7 werden in Schritt S8 so lange wiederholt, bis eine dahingehende Beurteilung erfolgt, dass die vollständige Verschiebung des ersten Steuerungspunkts 1a4 abgeschlossen ist, das heißt, bis eine dahingehende Beurteilung erfolgt, dass der erste Steuerungspunkt 1a4 das Verschiebungsziel erreicht hat (Y in Schritt S8). Dank dieser Wiederholung der Prozesse wird die in 9B dargestellte Verschiebung der Anfangsform 1a hin zur ersten prädiktiven Form 1d über die Zwischenformen 1b, 1c von der Anzeige 23 und Ähnlichem ausgegeben. Daher ist dieses Verfahren nicht nur wirksam für die Drahtgestaltung, sondern ebenso für die Erörterung der Prozedur für den Betrieb. Unter die Bezugnahme auf die Zeichnung entsprechen die Knoten 1d1, 1d2, 1d3, 1d4, 1d5, 1d6, 1d7 und 1d8 auf der ersten prädiktiven Form 1d den Knoten 1a1, 1a2, 1a3, 1a4, 1a5, 1a6, 1a7 und 1a8 auf der Anfangsform 1a. Werden die Knoten auf der Anzeige 23 gezeigt, so ist es bevorzugt, dass die Verbinder und Ähnliches, welche an den Knoten befestigt sind, ebenso auf einmal angezeigt werden.
Wird die erste prädiktive Form 1d derart ausgegeben, so wird der zweite Steuerungspunkt 1d8 (erhalten durch Verschieben des zweiten Steuerungspunkts 1a8 auf der Anfangsform 1a) auf der ersten prädiktiven Form 1d nun zwangsweise um eine vorbestimmte Größe in einem Schritt S9 verschoben. Diese vorbestimmte Größe kann bestimmt werden durch Unterteilen eines Durchgangs, in welchem der zweite Steuerungspunkt 1d8 auf der ersten prädiktiven Form 1d8 das Verschiebungsziel 1z8 erreicht, in eine Vielzahl von Abschnitten, wie beispielsweise in 9C dargestellt. Bei diesem Verfahren kann der zweite Steuerungspunkt 1d8 ebenso zwangsweise in einem Hub zu dem Verschiebungsziel 1z8 verschoben werden. Wird jedoch der zweite Steuerungspunkt 1d8 jeweils um eine vorbestimmte Größe verschoben, so wird es einfach, den Fortschritt der Verschiebung des Kabelbaums zu erfassen.
Als Begrenzungsbedingungen für den zweiten Steuerungspunkt 1d8 werden die Koordinaten und Arten von Begrenzungen (vollständige Begrenzungen, Drehbegrenzungen etc.) für ein nachfolgendes Verschiebungsziel festgelegt. Genauer ist es bevorzugt, dass, wenn der zweite Steuerungspunkt 1d8 auf eine Position festgelegt wird (Zwischenposition), welche von dem Verschiebungsziel 1z8 verschieden ist, die Art von Begrenzungen auf vollständige Begrenzungen festgelegt wird, und dass, wenn der zweite Steuerungspunkt 1d8 auf das Verschiebungsziel 1z8 festgelegt wird, die Art von Begrenzungen auf vollständige Begrenzungen bzw. Drehbegrenzungen festgelegt wird, indem bewirkt wird, dass die Art von Begrenzungen dem Trag- bzw. Unterstützungselement, welches an dem zweiten Steuerungspunkt 1d8 zu befestigen ist, entspricht. Dies ermöglicht das Erzielen einer Drahtgestaltung einer Linearstruktur entsprechend den tatsächlichen Gegebenheiten der Techniken.
Der Knoten 1a0 wird beispielsweise auf vollständige Begrenzungen festgelegt, wohingegen die Knoten, welche von dem ersten Steuerungspunkt 1a4 und dem zweiten Steuerungspunkt 1d8 verschieden sind, beispielsweise auf einen vollständig freien Zustand festgelegt wird. Hinsichtlich des ersten Steuerungspunkts 1a4 wird die Art von Begrenzungen (vollständige Begrenzung, Drehbegrenzung etc.) entsprechend dem an diesem Steuerungspunkt zu befestigenden Trag- bzw. Unterstützungselement wie oben beschrieben festgelegt, und die Koordinaten desselben Steuerungspunkts werden auf einen Wert festgelegt, welcher dem Verschiebungsziel 1d4 davon entspricht. Die Außenformparameter und Nicht-Außenformparameter sollen die in Schritt S2 festgelegten Werte beibehalten.
Der Prozess fährt dann mit einem Schritt S10 und einem Schritt S11 fort, und die Berechnung einer prädiktiven Form entsprechend einem festgelegten Wert und die Ausgabe der berechneten prädiktiven Form erfolgen auf die gleiche Weise wie in Schritt S3 und Schritt S4 und Schritt S6 und Schritt S7. In einem Schritt S12 (N in Schritt S12) erfolgt eine dahingehende Beurteilung, ob eine vollständige Verschiebung des zweiten Steuerungspunkts 1d8 abgeschlossen wurde oder nicht. Erfolgt eine dahingehende Beurteilung, dass die vollständige Verschiebung des zweiten Steuerungspunkts 1d8 noch nicht abgeschlossen wurde, das heißt, eine dahingehende Beurteilung, dass der zweite Steuerungspunkt 1d8 noch nicht das Verschiebungsziel 1z8 erreicht hat, so kehrt der Prozess zu Schritt S9 zurück. In diesem Schritt S9 werden die Koordinaten und die Art einer Begrenzung eines nachfolgenden Verschiebungsziels als Begrenzungsbedingungen für den zweiten Steuerungspunkt 1d8 festgelegt. Die anderen festgelegten Werte sind wie oben beschrieben. Der Schritt S10 entspricht dem Berechnungsprozess der prädiktiven Form und einer Berechnungseinheit einer prädiktiven Form sowie dem Berechnungsprozess der zweiten prädiktiven Form und einer Berechnungseinheit einer zweiten prädiktiven Form.
Derartige Prozesse in dem Schritt S9 bis Schritt S11 werden wiederholt, bis eine dahingehende Beurteilung erfolgt, dass die vollständige Verschiebung des zweiten Steuerungspunkts 1d8 in Schritt S12 abgeschlossen wurde, das heißt, bis eine dahingehende Beurteilung erfolgt, dass der zweite Steuerungspunkt 1d8 das Verschiebungsziel erreicht hat (Y in Schritt S12). Dank dieser Wiederholung wird der Verschiebungsfortschritt der ersten prädiktiven Form 1d hin zur zweiten prädiktiven Form 1z über Zwischenformen 1e, 1f von der Anzeige 23 ausgegeben, wie in 9C dargestellt.
Erfolgt in Schritt S12 (Y in Schritt S12) eine dahingehende Beurteilung, dass der Prozess in Schritt S9 bis Schritt S11 die Ankunft des zweiten Steuerungspunkts 1d8 an dem Verschiebungsziel 1z8 anzeigt, so fährt der Prozess mit einem Schritt S13 fort, und die zweite prädiktive Form 1z wird als endgültige prädiktive Form von der Anzeige 23 und Ähnlichem, wie in 9D dargestellt, ausgegeben. Unter Bezugnahme auf die Zeichnung entsprechen die Knoten 1z1, 1z2, 1z3, 1z4, 1z5, 1z6, 1z7 und 1z8 auf der endgültigen prädiktiven Form 1z den Knoten 1a1, 1a2, 1a3, 1a4, 1a5, 1a6, 1a7 und 1a8 auf der Anfangsform 1a. Erscheint die zweite prädiktive Form auf der Anzeige 23, so ist es bevorzugt, dass Verbinder etc., welche an den Knoten befestigt sind, ebenso gleichzeitig angezeigt werden. Bei diesem Prozess wird die zweite prädiktive Form 1z als die endgültige prädiktive Form festgelegt. Werden jedoch der Knoten 1z2 und Ähnliches anschließend zwangsweise verschoben, so kann die zweite prädiktive Form als Zwischenform angesehen werden. Der Schritt S13 und die Schritte S7 und S11 entsprechen dem Ergebnisausgabeschritt und einer Ergebnisausgabeeinheit.
Somit kann, gemäß der Ausführungsform eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung, der Fortschritt der Anfangsform, welche eine endgültige Form über in einem Mehrstufenverfahren verformte Formen erreicht, exakt erfasst werden, und die Drahtgestaltung einer Linearstruktur, wie beispielsweise ein Kabelbaum, entsprechend den tatsächlichen Gegebenheiten der Techniken kann erzielt werden.
Abgesehen von der oben beschriebenen Ausführungsform eines Ausführungsbeispiels, dargestellt in 8 und in 9, sind die folgenden modifizierten Beispiele etc. denkbar. 10A und 10B sind Zeichnungen zur Beschreibung der modifizierten Beispiele der vorliegenden Erfindung. Beispielsweise können, wie in 10A dargestellt, die Positionsbeziehung zwischen einem ersten Steuerungspunkt und einem zweiten Steuerungspunkt auf eine Anfangsform 1a bezüglich derjenigen bei der oben beschriebenen Ausführungsform eines Ausführungsbeispiels, wie beispielsweise in 10A dargestellt, umgekehrt werden. Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel wird der Zwischenabschnitt des Kabelbaums zuerst zwangsweise verschoben, und der Verformungszustand der Endabschnitte davon wird anschließend zwangsweise verschoben, wobei der resultierende Zustand des verformten Kabelbaums anschließend berechnet wird. Bei diesem modifizierten Beispiel wird der erste Steuerungspunkt 1a8 auf den Endabschnitten des Kabelbaums zuerst zwangsweise verschoben, und der zweite Steuerungspunkt 1a4 auf dem Zwischenabschnitt wird anschließend zwangsweise verschoben, wobei der resultierende Zustand des verformten Kabelbaums berechnet wird.
Wird der erste Steuerungspunkt 1a8 auf einem Endabschnitt zwangsweise verschoben zu 1b8, 1c8, 1z8, wie in 10A dargestellt, wobei der zweite Steuerungspunkt 1d4 (verschoben von 1a4) auf dem Zwischenabschnitt anschließend zwangsweise zu einer endgültigen prädiktiven Form 1z über 1e4, 1f4, 1z4 verschoben wird, so wird der Fortschritt der Anfangsform 1a, verschoben zu der endgültigen prädiktiven Form 1z über Zwischenformen 1b, 1c, 1d, 1e, 1f, von einer Anzeige 23 ausgegeben. Unter Bezugnahme auf die Zeichnung entsprechen die Knoten 1z1, 1z2, 1z3, 1z4, 1z5, 1z6, 1z7 und 1z8 auf der endgültigen prädiktiven Form 1z den Knoten 1a1, 1a2, 1a3, 1a4, 1a5, 1a6, 1a7 und 1a8 auf der Anfangsform 1a. Die anderen festgelegten Werte und eine Prozedur für Prozesse bzw. Abläufe sollen mit denjenigen der in 8 dargestellten Ausführungsform eines Ausführungsbeispiels übereinstimmen. Dies ermöglicht die Drahtgestaltung einer Linearstruktur, ausgeführt unter der Annahme, dass die Verschiebung des Kabelbaums verschiedene Arten von Betrieben bzw. Betätigungen umfasst.
Als weiteres modifiziertes Beispiel können nicht weniger als drei Steuerungspunkte, beispielsweise ein erster Steuerungspunkt 1a3, ein zweiter Steuerungspunkt 1a6 und ein dritter Steuerungspunkt 1a9 auf einer Anfangsform 1a, wie in 10B dargestellt, festgelegt werden. Der erste Steuerungspunkt 1a3 wird zwangsweise verschoben zu 1b3 und 1z3, wie in 10B dargestellt, und ein zweiter Steuerungspunkt 1c6 (verschoben von 1a6) wird anschließend zwangsweise nach 1d6, 1z6 verschoben. Wird ein dritter Steuerungspunkt 1e9 (verschoben von 1a9) weiter zu 1f9, z9 verschoben, so wird der Fortschritt der Anfangsform 1a, verschoben zu einer endgültigen prädiktiven Form 1z über Zwischenformen 1b, 1c, 1d, 1e, 1f, auf einer Anzeige 23 angezeigt. Unter Bezugnahme auf die Zeichnung entsprechen die Knoten 1z1, 1z2, 1z3, 1z4, 1z5, 1z6, 1z7, 1z8 und 1z9 auf der endgültigen prädiktiven Form 1z den Knoten 1a1, 1a2, 1a3, 1a4, 1a5, 1a6, 1a7, 1a8 und 1a9 auf der Anfangsform 1a. Die anderen festgelegten Werte und eine Prozedur für den Prozess bzw. das Verfahren sollen mit denjenigen der in 8 dargestellten Ausführungsform des Ausführungsbeispiels übereinstimmen. Dies ermöglicht ein Erreichen der Drahtgestaltung einer Linearstruktur entsprechend den tatsächlichen Gegebenheiten der Techniken.
Sämtliche Ausführungsformen der Ausführungsbeispiele, beschrieben unter Verwendung von 9 und 10, erfolgen unter der Annahme, dass die Schwerkraft auf den Kabelbaum ausgehend von der Oberseite hin zur Unterseite davon wirkt (beispielsweise wenn der Kabelbaum an einer Tür eines Fahrzeugs verdrahtet ist). Daher wird ein festgelegter Wert entsprechend der Schwerkraft auf ein Finites-Element-Modell angewendet, und anschließend erfolgt eine Formberechnung. Selbstverständlich wird, wird ein Fall angenommen, in welchem keine Schwerkraft auf den Kabelbaum wirkt (beispielsweise wenn ein Kabelbaum an einem flachen Boden verdrahtet ist), ein festgelegter Wert entsprechend der Schwerkraft unnötig, so dass die prädiktiven Formen von den in 9 und 20 dargestellten leicht abweichen. Die vorliegende Erfindung kann auf jeden dieser Fälle angewendet werden.
Bei der oben beschriebenen Ausführungsform eines Ausführungsbeispiels ist das Beispiel einer Berechnung von prädiktiven Formen basierend auf der zwangsweisen Verschiebung dargestellt. Dieses Beispiel kann ebenso auf die Vorhersage einer Form in einem Fall angewendet werden, in welchem ein Kabelbaum bei Anwenden einer Kraft auf einen vorbestimmten Knoten verformt wird. Obige Beschreibung erfolgt unter Bezugnahme beispielsweise auf einen Kabelbaum, welcher als Linearstruktur 97 im Inneren eines Fahrzeugs verdrahtet ist. Selbstverständlich kann die vorliegende Erfindung in der gleichen Weise nicht nur auf einen derartigen Kabelbaum angewendet werden, sondern ebenso auf einen Schlauch und ein Rohr mit einem Aufbau, welcher einfacher ist als derjenige des Kabelbaums, wobei eine Verdrahtung außen am Fahrzeug erfolgt, oder auch auf einen allgemeinen elektrischen Draht und einen einzelnen elektrischen Draht. Genauer umfassen die Linearstrukturen, auf welche die vorliegende Erfindung angewendet wird, einen Schlauch, ein Rohr, einen allgemeinen elektrischen Draht, einen einzelnen elektrischen Draht und Ähnliches. Die vorliegende Erfindung kann ferner auf einen Kabelbaum mit Verzweigungsleitungen und auf ähnliche Kabelbäume angewendet werden. Die vorliegende Erfindung kann ferner in der gleichen Weise nicht nur auf Linearstrukturen kreisförmigen Querschnitts angewendet werden, sondern ebenso auf Linearstrukturen rechtwinkligen Querschnitts ringförmigen Querschnitts, elliptischen Querschnitts, H-förmigen Querschnitts und ähnlichen Querschnitts. Genauer ist die Querschnittsform der Linearstrukturen, auf welche die vorliegende Erfindung angewendet wird, nicht auf eine Kreisform begrenzt.
Obwohl die Erfindung im Hinblick auf die speziellen bevorzugten Ausführungsbeispiele dargelegt und beschrieben wurde, ist es Fachleuten auf diesem Gebiet ersichtlich, dass verschiedene Änderungen und Abwandlungen auf Grundlage der Lehrgehalte der Erfindung erfolgen können. Es ist ersichtlich, dass derartige Änderungen und Abwandlungen innerhalb des Wesens, Schutzumfangs und Intention der Erfindung, wie durch die nachfolgenden Ansprüche definiert, liegen.
Die vorliegende Erfindung basiert auf der japanischen Patentannmeldung Nr. 2004-067054, eingereicht am 10. März 2004, wobei der Inhalt davon zum Verweis enthalten ist.

Claims

Verfahren zum Unterstützen einer optimalen Drahtgestaltung einer Linearstruktur, umfassend: Festlegen einer Anfangsform der Linearstruktur; Vorsehen eines Finites-Element-Modells der Linearstruktur, wobei das Finites-Element-Modell als elastischer Körper mit einer Vielzahl kombinierter Balkenelemente, welche Linearität halten, gebildet ist; Festlegen einer physikalischen bzw. physischen Eigenschaft und von Begrenzungsbedingungen der Linearstruktur bezüglich des Finites-Element-Modells; Berechnen einer prädiktiven Form des Finites-Element-Modells, welche sich in einem physikalisch ausgeglichenen Zustand basierend auf der physikalischen bzw. physischen Eigenschaft und den Begrenzungsbedingungen befindet; und Ausgeben eines Berechnungsergebnisses des Berechnungsverfahrens der prädiktiven Form, wobei das Berechnungsverfahren der prädiktiven Form umfasst: Berechnen einer ersten prädiktiven Form, wobei ein Ziel zwangsweiser Verschiebung eines ersten Steuerungspunkts auf dem Finites-Element-Modell entsprechend der Anfangsform als eine der Begrenzungsbedingungen festgelegt wird; und Berechnen einer zweiten prädiktiven Form, wobei ein Ziel einer zwangsweisen Verschiebung eines zweiten Steuerungspunkts, welcher von dem ersten Steuerungspunkt verschieden ist, auf dem Finites-Element-Modell entsprechend der ersten prädiktiven Form als eine der Begrenzungsbedingungen festgelegt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Berechnungsverfahren der zweiten prädiktiven Form ausgeführt wird bei vollständiger Begrenzung bzw. bei Begrenzung in Drehrichtung des ersten Steuerungspunkts zu dem bzw. bezüglich des Ziels zwangsweiser Verschiebung.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Berechnungsverfahren der prädiktiven Form ferner umfasst: Berechnen einer dritten prädiktiven Form, wobei ein Ziel zwangsweiser Verschiebung eines dritten Steuerungspunkts, welcher sowohl von dem ersten Steuerungspunkt als auch von dem zweiten Steuerungspunkt verschieden ist, auf dem Finites-Element-Modell entsprechend der zweiten prädiktiven Form als eine der Begrenzungsbedingungen festgelegt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der erste Steuerungspunkt und der zweite Steuerungspunkt allmählich um eine vorbestimmte Größe jeweils in Richtung der jeweiligen Ziele einer zwangsweisen Verschiebung verschoben werden.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei der erste Steuerungspunkt, der zweite Steuerungspunkt und der dritte Steuerungspunkt allmählich um eine vorbestimmte Größe jeweils in Richtung der jeweiligen Ziele einer zwangsweisen Verschiebung verschoben werden.
Unterstützungsvorrichtung zum Unterstützen einer optimalen Drahtgestaltung einer Linearstruktur, umfassend: eine erste Festlegungseinheit, welche eine Anfangsform der Linearstruktur festlegt; eine Vorseheinheit, welche ein Finites-Element-Modell der Linearstruktur vorsieht, wobei das Finites-Element-Modell als elastischer Körper mit einer Vielzahl kombinierter Balkenelemente, welche Linearität halten, gebildet ist; eine zweite Festlegungseinheit, welche eine physikalische Eigenschaft und Begrenzungsbedingungen bezüglich des Finites-Element-Modells der Linearstruktur festlegt; eine Berechnungseinheit, welche eine prädiktive Form des Finites-Element-Modells, welches sich in einem physikalisch ausgeglichenen Zustand basierend auf der physikalischen bzw. physischen Eigenschaft und den Begrenzungsbedingungen befindet, berechnet; und eine Ausgabeeinheit, welche ein Berechnungsergebnis des Berechnungsverfahrens der prädiktiven Form ausgibt, wobei die Berechnungseinheit eine erste prädiktive Form berechnet, wobei ein Ziel einer zwangsweisen Verschiebung eines ersten Steuerungspunkts auf dem Finites-Element-Modell entsprechend der Anfangsform als eine der Begrenzungen festgelegt wird, und wobei die Berechnungseinheit eine zweite prädiktive Form berechnet, wobei ein Ziel einer zwangsweisen Verschiebung eines zweiten Steuerungspunkts, welcher von dem ersten Steuerungspunkt verschieden ist, auf dem Finites-Element-Modell entsprechend der ersten prädiktiven Form als eine der Begrenzungsbedingungen festgelegt wird.
Computerlesbares Aufzeichnungsmedium zum Bewirken, dass ein Computer das Unterstützungsverfahren einer optimalen Drahtgestaltung einer Linearstruktur, dargelegt in einem der Ansprüche 1 bis 5, ausführt.