JP4329848B2 - 構造解析装置および構造解析方法 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施形態に係る構造解析装置の機能ブロック図である。この構造解析
装置は、構造体に荷重を与えた場合の変形、破断、応力状態などを有限要素法により解析するためのシステムである。この装置は、たとえば自動車の衝突シミュレーションなどに利用される。
図2および図3を参照して、本実施形態の構造解析装置における破断モデル(破断を模擬する手法)を説明する。
3の部分に亀裂が発生しているはずであり、その亀裂先端の応力集中によって亀裂先端に位置する要素E4は非常に破断しやすい状態となる。これを模擬すべく、本実施形態の破断モデルでは、次のようにして破断限界条件の変更(調整)を行う。
(x/ε)2+(y/kε)2+(z/ε)2=1
では、図4のフローチャートに沿って、上記破断モデルを実現するための処理の流れを説明する。なお、このフローチャートの処理が実行される前に、有限要素モデル13と、各要素の破断限界条件の初期値が設定された破断限界条件テーブル14とが与えられているものとする。また、このフローチャートはある注目要素に関する処理を抜き出して示したものであり、実際のプログラムでは同様の処理がすべての要素に対して実行されることに注意されたい。
判定する。隣の要素が破断していない場合はステップS15に進み、隣の要素が破断している場合はステップS13に進む。
11 破断模擬部
12 記憶部
13 有限要素モデル
14 破断限界条件テーブル
15 亀裂面情報
20 主歪
21 亀裂面
30 破断限界歪
31 主歪
32 破線
100 亀裂
E1〜E6 要素
P 節点
Claims (9)
- 複数の要素から構成されるモデルを用いて構造体の破断を模擬可能な構造解析装置であって、
前記モデルを構成する各要素の状態値を算出する状態値算出手段と、
前記要素の状態値が当該要素に予め設定されている破断限界条件を満足した場合に、当該要素が破断したと判定する破断判定手段と、
前記破断判定手段によって破断したと判定された破断要素について、その破断の亀裂面を求める亀裂面算出手段と、
前記破断要素の亀裂面の延長面と交差し、かつ、前記破断要素に隣接する隣接要素が存在する場合に、前記隣接要素に設定されている破断限界条件を変更する破断限界条件変更手段と、
を備えることを特徴とする構造解析装置。 - 前記破断限界条件変更手段は、現在設定されている条件よりも低い条件となるように、前記隣接要素の破断限界条件を変更する
ことを特徴とする請求項1に記載の構造解析装置。 - 前記破断限界条件は、複数の方向についての限界値を規定するものであり、
前記破断限界条件変更手段は、前記亀裂面に垂直な方向についての限界値が前記亀裂面に平行な方向についての限界値よりも小さくなるように、前記隣接要素の破断限界条件を変更する
ことを特徴とする請求項1または2に記載の構造解析装置。 - 前記亀裂面算出手段は、前記破断要素の主歪または主応力に対して垂直な面を亀裂面とする
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の構造解析装置。 - 前記状態値が歪であり、前記破断限界条件が破断限界歪である
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の構造解析装置。 - 前記状態値が応力であり、前記破断限界条件が破断限界応力である
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の構造解析装置。 - 前記状態値算出手段は、有限要素法を用いて前記各要素の状態値を算出する
ことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の構造解析装置。 - 複数の要素から構成されるモデルを用いて構造体の破断を模擬可能な構造解析方法であって、
コンピュータが、
前記モデルを構成する各要素の状態値を算出する状態値算出工程と、
前記要素の状態値が当該要素に予め設定されている破断限界条件を満足した場合に、当該要素が破断したと判定する破断判定工程と、
前記破断判定工程によって破断したと判定された破断要素について、その破断の亀裂面を求める亀裂面算出工程と、
前記破断要素の亀裂面の延長面と交差し、かつ、前記破断要素に隣接する隣接要素が存在する場合に、前記隣接要素に設定されている破断限界条件を変更する破断限界条件変更工程と、
を実行することを特徴とする構造解析方法。 - 複数の要素から構成されるモデルを用いて構造体の破断を模擬可能な構造解析プログラムであって、
コンピュータに、
前記モデルを構成する各要素の状態値を算出する状態値算出工程と、
前記要素の状態値が当該要素に予め設定されている破断限界条件を満足した場合に、当該要素が破断したと判定する破断判定工程と、
前記破断判定工程によって破断したと判定された破断要素について、その破断の亀裂面を求める亀裂面算出工程と、
前記破断要素の亀裂面の延長面と交差し、かつ、前記破断要素に隣接する隣接要素が存在する場合に、前記隣接要素に設定されている破断限界条件を変更する破断限界条件変更工程と、
を実行させることを特徴とする構造解析プログラム。
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