JP5104298B2

JP5104298B2 - 解析モデル作成装置及び方法並びにプログラム

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Publication number: JP5104298B2
Application number: JP2007337647A
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Inventors: 加奈子今井; 重雄石川
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Description

本発明は、解析モデル作成装置及び方法並びにプログラムに係り、特に衝突姿勢の異なる解析対象物の解析モデルを生成する解析モデル作成装置及び方法並びにプログラムに関する。

近年、携帯電子機器の軽量化及び小型化が進み、携帯電子機器の強度の確保が設計上の大きな課題となっている。携帯電子機器の強度には、携帯電子機器を構成する筐体の強度や、筐体の内部に設けられた部品の強度等が含まれる。携帯電子機器の設計は、例えば有限要素法（ＦＥＭ：Finite Element Method）を用いて３次元モデルを作成することでコンピュータ設計支援（ＣＡＤ：Computer Aided Design）システムにより行うことができる。携帯電子機器の強度の解析は、ＣＡＤシステムにおいて３次元解析モデルを用いたシミュレーションにより行うことができる。

従来、３次元解析モデルの異なる衝突姿勢における強度を解析する場合、ユーザは解析モデル作成装置を手動で操作することで、１つの衝突面に対して３次元解析モデルを回転させて、各回転位置において強度を別々に解析することで異なる衝突姿勢における３次元解析モデルの強度を解析すると共に、解析結果を評価していた。解析モデル作成装置は、ＣＡＤシステムの機能により実現可能である。

しかし、３次元解析モデルを１つの衝突面に対して回転させるので、各回転位置における３次元解析モデルの座標系が異なってしまう。このため、３次元解析モデルの回転位置によっては、評価対象となる歪み成分の値が本来は同じであるべき場合でも異なる値となったり、歪の分布図の正負方向が逆になる等して、強度の解析結果が３次元解析モデルの回転位置に依存してしまう。又、３次元解析モデルを回転させて異なる衝突姿勢を作る操作は、ユーザが手動で行うものであり、操作が複雑、且つ、煩雑であるため時間もかかり、ユーザへの負荷が大きい。更に、強度の解析結果が３次元解析モデルの回転位置に依存するので、ユーザは回転位置に応じた解析結果の評価を行う必要があり、熟練者であることが望ましいと共に、解析結果の評価が複雑、且つ、煩雑であるため時間もかかり、この点からもユーザへの負荷が大きい。

従来、異なる衝突姿勢での３次元解析モデルは、ユーザが手動の操作を行うことで３次元解析モデルを衝突面に対して回転させて作成しているので、操作に時間がかかると共に、３次元解析モデルの強度の解析結果が３次元解析モデルの回転位置に依存することから回転位置に応じた解析結果の評価を行う必要があるため、ユーザへの負荷が大きいという問題があった。

そこで、本発明は、衝突姿勢の異なる解析対象物の解析モデルを自動的に生成可能な解析モデル作成装置及び方法並びにプログラムを提供することを目的とする。

上記の課題は、記憶部と、表示装置と、入力された解析対象物の３次元解析モデルと前記３次元解析モデルの領域を求めて前記記憶部に格納する手段と、単位ベクトルで表された衝突面の法線ベクトルと、前記３次元解析モデルの領域から求めた各座標の最小値及び最大値とから前記衝突面の基準点を求めて、前記３次元解析モデルに対する任意の回転位置により前記３次元解析モデルの前記衝突面に対する衝突姿勢が定義された衝突面を生成して前記記憶部に格納する生成手段と、前記３次元解析モデル、前記衝突面及び前記３次元解析モデルと前記衝突面とが衝突する入力された衝突速度に関する情報を含む解析入力ファイルを生成して前記記憶部に格納する手段と、前記解析入力ファイルに基づいて前記３次元解析モデルの強度の解析を行い前記衝突面の複数の回転位置における解析結果を別々に又は同時に前記表示装置に表示する解析手段とを備え、前記衝突面を回転することで前記３次元解析モデルの衝突姿勢を変更し、前記衝突面の各回転位置における前記３次元解析モデルの座標系を同じに保つことを特徴とする解析モデル作成装置によって達成できる。

上記の課題は、コンピュータによる解析モデル作成方法であって、入力された解析対象物の３次元解析モデルと前記３次元解析モデルの領域を求めて前記記憶部に格納するステップと、単位ベクトルで表された衝突面の法線ベクトルと、前記３次元解析モデルの領域から求めた各座標の最小値及び最大値とから前記衝突面の基準点を求めて、前記３次元解析モデルに対する任意の回転位置により前記３次元解析モデルの前記衝突面に対する衝突姿勢が定義された衝突面を生成して前記記憶部に格納する生成ステップと、前記３次元解析モデル、前記衝突面及び前記３次元解析モデルと前記衝突面とが衝突する入力された衝突速度に関する情報を含む解析入力ファイルを生成して前記記憶部に格納するステップと、前記解析入力ファイルに基づいて前記３次元解析モデルの強度の解析を行い前記衝突面の複数の回転位置における解析結果を別々に又は同時に表示装置に表示する表示ステップとをコンピュータに実行させ、前記衝突面を回転することで前記３次元解析モデルの衝突姿勢を変更し、前記衝突面の各回転位置における前記３次元解析モデルの座標系を同じに保つことを特徴とする解析モデル作成方法によって達成できる。

上記の課題は、コンピュータに、入力された解析対象物の３次元解析モデルと前記３次元解析モデルの領域を求めて前記記憶部に格納する手順と、単位ベクトルで表された衝突面の法線ベクトルと、前記３次元解析モデルの領域から求めた各座標の最小値及び最大値とから前記衝突面の基準点を求めて、前記３次元解析モデルに対する任意の回転位置により前記３次元解析モデルの前記衝突面に対する衝突姿勢が定義された衝突面を生成して前記記憶部に格納する生成手順と、前記３次元解析モデル、前記衝突面及び前記３次元解析モデルと前記衝突面とが衝突する入力された衝突速度に関する情報を含む解析入力ファイルを生成して前記記憶部に格納する手順と、前記解析入力ファイルに基づいて前記３次元解析モデルの強度の解析を行い前記衝突面の複数の回転位置における解析結果を別々に又は同時に表示装置に表示する表示手順とを実行させ、前記衝突面を回転することで前記３次元解析モデルの衝突姿勢を変更し、前記衝突面の各回転位置における前記３次元解析モデルの座標系を同じに保つことを特徴とするプログラムによって達成できる。

本発明によれば、衝突姿勢の異なる解析対象物の解析モデルを自動的に生成可能な解析モデル作成装置及び方法並びにプログラムを実現することができる。

本発明では、衝突面を解析対象物の３次元解析モデルに対して回転し、衝突姿勢の異なる３次元解析モデルを自動的に作成する。例えば、解析対象物の３次元解析モデルから各座標の最小値及び最大値を自動的に求め、ユーザが指定した衝突面の法線ベクトルと求めた最小値及び最大値から衝突面の基準点を求め、衝突面を自動的に生成して３次元解析モデルを作成する。つまり、３次元解析モデルと単位ベクトルで表された衝突面の法線ベクトルを指定するだけで、衝突姿勢の異なる３次元解析モデルを容易に作成することができる。六面落下、エッジ落下、頂点落下等の場合の衝突面の法線ベクトルのテーブルを予め定義しておき、衝突姿勢（又は、落下姿勢）を変更した３次元解析モデルを自動的に生成するようにしても良い。

衝突面を回転することで３次元解析モデルの衝突姿勢を変更するので、衝突面の各回転位置における３次元解析モデルの座標系は常に同じであり、３次元解析モデルの強度の解析結果が衝突面の回転位置に依存することもない。衝突面の回転位置に応じた解析結果の評価を行う必要はなく、解析結果の評価は各回転位置において同じように行える。このため、ユーザへの負荷は従来と比較すると大幅に軽減される。

尚、衝突面の複数の回転位置における強度の解析結果を同時に表示するようにしても良い。この場合、異なる衝突姿勢における解析結果の表示を切り替えて表示することなく、ユーザは一度に複数の解析結果を確認することができ、解析結果を評価するのに必要な時間を短縮することができる。

以下に、本発明の解析モデル作成装置及び方法並びにプログラムの各実施例を、図面と共に説明する。

図１は、本発明の一実施例における解析モデル作成装置を示すブロック図である。解析モデル作成装置２１は、図１に示す如く接続されたキーボード等の入力装置２２、３次元（３Ｄ）モデルデータベース２３、記憶部２４、ＦＥＭモデル作成処理部２５及び表示装置２６を有する。３Ｄモデルデータベース２３は、解析モデル作成装置２１に外部接続されるものであっても良い。記憶部２４は、ＦＥＭモデル作成処理部２５が実行する処理で用いられる各種データ及び演算処理の中間データ等を格納する記憶領域を構成する。記憶部２４は、３Ｄモデルデータベース２３を含むものであっても良い。ＦＥＭモデル作成処理部２５は、ユーザが入力装置２２から入力した指示に応答して、３Ｄモデルデータベース２３から読み出した３Ｄモデルデータに基づいて解析対象物の３次元解析モデルを作成し、表示装置２６に表示する。

解析モデル作成装置２１は、ＣＰＵ等のプロセッサ及びメモリ等の記憶部を含む汎用のコンピュータシステムにより構成可能である。この場合、プロセッサは、ＦＥＭモデル作成処理部２５として機能する。又、コンピュータシステム（プロセッサ）は、記憶部２４等の記憶手段に格納された解析モデル作成プログラムを実行することにより、解析モデル作成装置２１として機能する。プログラムが格納される記憶手段は、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体であれば特に限定されず、可搬型であっても良い。

図２は、解析対象物の３次元解析モデルの一例を示す図である。図２中、解析対象となる携帯電子機器の３次元解析モデル１は、第１の部品１１、第２の部品１２、及び第１及び第２の部品１１，１２で構成される筐体内部に設けられた第３の部品１３を含む。図２（ａ）は３次元解析モデルの斜視図、図２（ｂ）は図２（ａ）中線Ａ−Ａに沿った３次元解析モデルの断面図である。

図３は、解析モデル作成装置２１の全体の処理を説明するフローチャートである。解析モデル作成装置２１がコンピュータシステムにより構成されている場合、図３に示すステップ（又は、手順）は、解析モデル作成方法がコンピュータシステムに実行させるものである。

図３において、ステップＳ１は、ユーザが入力装置２２から指定した図２に示す３次元解析モデル１と、３次元解析モデル１の衝突姿勢として指定した例えば六面落下を入力して記憶部２４に格納する。この例では、３次元解析モデル１は６つの外周面を有する略直方体であるため、外周面のいずれかが衝突面と平行な状態で衝突する場合を六面落下と言う。指定された３次元解析モデル１は、例えば３Ｄモデルデータベース２３から読み出された３Ｄモデルデータに基づいてＦＥＭモデル作成処理部２５で作成されても、３Ｄモデルデータベース２３から直接入力されても良い。六面落下が指定されることにより、記憶部２４内に予め格納された図４に示す如きテーブルＴから単位ベクトルで表された衝突面の法線ベクトルが自動的に求められて指定される。図４は、単位ベクトルで表された衝突面の法線ベクトルを予め定義したテーブルＴの内容を示す図であり、六面落下の場合の衝突面の法線ベクトルを一例として示す。図４において、Ｎｏ．は法線ベクトルの番号を示し、Ｘ，Ｙ，ＺはＸＹＺベクトル成分を示す。エッジ落下、頂点落下等の六面落下以外の場合の衝突面の法線ベクトルのテーブルも、後述するように六面落下の場合と同様にして予め定義しておく。３次元解析モデル１の隣り合う外周面が接するエッジが衝突面と衝突する場合をエッジ落下と言い、３次元解析モデル１の頂点が衝突面と衝突する場合を頂点落下と言う。尚、衝突面の法線ベクトルのテーブルは、六面落下、エッジ落下及び頂点落下のうち少なくとも１つの種類の落下（衝突）を選択するかユーザがテーブルを作成し、予め定義しておけば良い。

ステップＳ２は、記憶部２４内の３次元解析モデル１の節点座標記憶領域Ｒ１から、３次元解析モデル１の各座標軸方向の最小値及び最大値を求めて記憶部２４内に格納する。つまり、ステップＳ２は３次元解析モデル１の領域を求める。図５は、節点座標記憶領域Ｒ１内のデータの格納形式を示す図である。図５に示すように、各節点の節点番号に対して、Ｘ座標、Ｙ座標及びＺ座標の値が格納される。又、図６は、３次元解析モデル１の各座標軸方向の最小値及び最大値の一例を示す斜視図である。図６において、ＸＭＩＮ，ＸＭＡＸはＸ座標の最小値及び最大値、ＹＭＩＮ，ＹＭＡＸはＹ座標の最小値及び最大値、ＺＭＩＮ，ＺＭＡＸはＺ座標の最小値及び最大値を示す。

ステップＳ３は、テーブルＴから１つの法線ベクトルを自動的に読み込み、ステップＳ２で求めた各座標軸方向の最小値及び最大値に基づいて、衝突面の基準点を自動的に求めて記憶部２４に格納する。衝突面の法線ベクトルの符号が正の場合は衝突面の基準点を最小値とし、法線ベクトルの符号が負の場合は衝突面の基準点を最大値とし、法線ベクトルが０の場合は衝突面の基準点を最小値に設定する。例えば、Ｎｏ．２の法線ベクトル（−１，０，０）を読み込んだ場合、衝突面の法線方向が−Ｘ方向であれば衝突面の基準点は（−２５，−５０，０）に設定される。ステップＳ４は、衝突面の法線ベクトル及びステップＳ３で求めた衝突面の基準点に基づいて、衝突面を自動的に作成して記憶部２４に格納する。このようにして、ステップＳ３，Ｓ４により衝突面が定義される。

ステップＳ５は、作成した衝突面の法線ベクトルと反対の方向に初速度（又は、落下速度）を自動的に定義して記憶部２４に格納する。初速度は、３次元解析モデル１及び衝突面の一方が他方と衝突する際の初速度であり、自由落下の場合はデフォルトにより設定されていても良く、ユーザが入力装置２２から指定するようにしても良い。ステップＳ６は、ステップＳ２〜Ｓ５で求めた、３次元解析モデル１、３次元解析モデル１に対して回転して定義された衝突面３１、初速度等に関する情報を含む解析入力ファイルＦを自動的に作成して記憶部２４に格納する。解析入力ファイルＦでは、衝突面３１の３次元解析モデル１に対する回転位置により、３次元解析モデル１の衝突面３１に対する衝突姿勢が定義されている。

ステップＳ７は、テーブルＴの全ての法線ベクトルが自動的に読み込まれたか否かを判定し、判定結果がＮＯであると処理はステップＳ３へ戻り、読み込まれていない次の法線ベクトルを読み込んで上記のステップＳ３〜Ｓ６の処理が繰り返される。一方、ステップＳ７の判定結果がＹＥＳであると、処理はステップＳ８へ進む。

図７は、自動的に作成される衝突面を３次元解析モデルと共に示す斜視図である。図７中、３１は衝突面を示し、（ａ）〜（ｆ）は夫々法線ベクトルの番号Ｎｏ．１〜６に対応している。

図８は、単位ベクトルで表された衝突面の法線ベクトルを予め定義したテーブルＴの内容を示す図であり、頂点落下の場合の衝突面の法線ベクトルを一例として示す。図９は、頂点落下の場合に自動的に作成される衝突面３１を３次元解析モデル１と共に示す斜視図である。

又、図１０は、単位ベクトルで表された衝突面の法線ベクトルを予め定義したテーブルＴの内容を示す図であり、エッジ落下の場合の衝突面の法線ベクトルを一例として示す。図１１は、エッジ落下の場合に自動的に作成される衝突面３１を３次元解析モデル１と共に示す斜視図である。

ステップＳ８は、図７に示す３次元解析モデル１の強度の解析を、各衝突面３１について行い、解析結果を記憶部２４に格納する。３次元解析モデル１の衝突面３１との衝突（この場合、六面落下）時の３次元解析モデル１の強度の解析自体は、周知の方法で行えるので、その説明は省略する。図９に示す頂点落下時及び図１１に示すエッジ落下時の３次元解析モデル１の強度の解析自体も、同様にして周知の方法で行えるので、その説明は省略する。

ステップＳ９は、ステップＳ８で求めた解析結果のうち、ユーザにより入力装置２２から指定された評価対象とする部品及び結果変数（又は、パラメータ）を、図１２に示す記憶部２４内の結果変数記憶領域Ｒ２に自動的に格納する。図１２は、結果変数記憶領域Ｒ２内のデータの格納形式を示す図である。ここでは説明の便宜上、部品１３が評価対象として指定され、結果変数として最大主歪みがユーザにより指定されるものとすると、ステップＳ９は更に、部品１３の節点を図１３に示す記憶部２４内の結果出力節点記憶領域Ｒ３に自動的に格納する。図１３は、結果出力節点記憶領域Ｒ３内のデータの格納形式を示す図である。

最大主歪みは、次式から求めることができる。

（最大主歪み）＝〔（最大主応力）−（ポアソン比）×｛（中間主応力）＋（最小主応力）｝〕／（ヤング率）
物体に力が作用するとき、せん断力がゼロになる面（位置）が必ず存在する。そのときの垂直応力を主応力と呼ぶ。空間座標では３次元の座標値で示されることにより、主応力をｘ，ｙ，ｚの３方向に分解することにより３個の応力値が示される。そのときの最大値が最大主応力、中間値が中間主応力、最小値が最小主応力となる。

ステップＳ１０は、ステップＳ９で指定された結果を自動的に記憶部２４から取り出して、図１４に示す記憶部２４内の結果記憶領域Ｒ４に自動的に格納する。図１４は、結果記憶領域Ｒ４内のデータの格納形式を示す図である。

ステップＳ１１は、図１４に示す結果記憶領域Ｒ４から各解析結果における最大値と最大となる節点番号を自動的に抽出し、図１５に示す記憶部２４内の結果変数記憶領域Ｒ５に格納すると共に、最大となる節点位置から一定の位置に解析ケースと最大値を例えば図１６に示すように表示装置２６上に表示する。図１５は、結果変数記憶領域Ｒ５内のデータの格納形式を示す図である。図１６は、最大値の表示例を示す図であり、解析ケースＣ１〜Ｃ６と夫々の最大値を示す。

ステップＳ１２は、次のようなサブステップＳ１２１〜Ｓ１２４からなり、ステップＳ１１と共に解析結果の処理を行う。サブステップＳ１２１は、図１３に示す結果出力節点記憶領域Ｒ３から、図１７に示すように結果表示する部品１３の回転中心位置ＤＣを自動的に求める。この回転中心位置ＤＣは、この例では部品１３の長手方向（図１７中、水平方向）に沿った長さの１／２の位置にある。

サブステップＳ１２２は、サブステップＳ１２１で求めた回転中心位置ＤＣを基準とし、＋Ｚ方向に落下させる３次元解析モデル１の部品１３をＹ軸を回転軸として−９０度回転させ、−Ｘ方向に落下させた結果を示す表示用解析モデルを自動的に作成して記憶部２４に格納する。この際、節点番号は新たに付与し、図１３に示す結果出力節点記憶領域Ｒ３に自動的に格納する。同様にして、３次元解析モデル１の部品１３をＹ軸を回転軸として＋９０度回転させ、＋Ｘ方向に落下させた結果を示す表示用解析モデルを自動的に作成して記憶部２４に格納する。又、３次元解析モデル１の部品１３をＹ軸を回転軸として１８０度回転させ、−Ｚ方向に落下させた結果を示す表示用解析モデルを自動的に作成して記憶部２４に格納する。更に、サブステップＳ１２１で求めた回転中心位置ＤＣを基準とし、＋Ｚ方向に落下させる３次元解析モデル１の部品１３をＸ軸を回転軸として＋９０度回転させ、−Ｙ方向に落下させた結果を示す表示用解析モデルを自動的に作成して記憶部２４に格納する。これに加え、サブステップＳ１２１で求めた回転中心位置ＤＣを基準とし、−Ｙ方向に落下させる３次元解析モデル１の部品１３をＺ軸を回転軸として１８０度回転させ、＋Ｙ方向に落下させた結果を示す表示用解析モデルを自動的に作成して記憶部２４に格納する。

サブステップＳ１２３は、ステップＳ１１で求めた各解析結果の最大値から全ての解析結果における最大値を自動的に求めて記憶部２４に格納すると共に、図１３に示す結果記憶領域Ｒ３から各解析結果における最小値を自動的に求め、全ての解析における最小値を求めて記憶部２４に格納する。

サブステップＳ１２４は、サブステップＳ１２３で求めた範囲で解析結果の分布図を自動的に作成して記憶部２４に格納すると共に、表示装置２６上に表示する。解析結果の分布図は、この例では歪みの分布であるが、解析対象の強度を示すパラメータの分布であれば特に限定されない。

衝突面３１の複数の回転位置における部材１３の強度の解析結果を、図１８に示すように別々に表示装置２６上に表示するようにしても、図１９に示すように同時に表示装置２６上に表示するようにしても良い。図１８及び図１９において、左側に示す９種類の異なるハッチングと共示す数値は歪みを任意単位で示し、図１８と図１９とでは任意単位は異なる。

図１８は、衝突面３１の複数の回転位置における解析結果の分布図を別々に表示した場合の表示例を示す図であり、図１８（ａ）〜（ｆ）は夫々図７（ａ）〜（ｆ）の場合に対応している。

又、図１９は、衝突面３１の複数の回転位置における解析結果の分布図を同時に表示した場合の表示例を示す図である。図１９中、例えば「＋Ｘ落下の結果」は、３次元解析モデル１の部品１３を＋Ｘ方向に落下させた結果を示す表示用解析モデルを示す。この場合、異なる衝突姿勢における解析結果の表示を切り替えて表示することなく、ユーザは一度に複数の解析結果を確認することができ、解析結果を評価するのに必要な時間を短縮することができる。

尚、図１９のように複数の分布を３次元的に表示する代わりに、図１８（ａ）〜（ｆ）に示す複数の分布をそのまま２次元的に表示装置２６上の単一の表示画面に同時に表示するようにしても良いことは、言うまでもない。

プログラムは、上記の如き処理の手順をプロセッサに実行させることにより、入力された解析対象物の３次元解析モデルと前記３次元解析モデルの領域を求めて記憶部に格納する手段の機能と、単位ベクトルで表された衝突面の法線ベクトルと、前記３次元解析モデルの領域から求めた各座標の最小値及び最大値とから前記衝突面の基準点を求めて、前記３次元解析モデルに対する任意の回転位置により前記３次元解析モデルの前記衝突面に対する衝突姿勢が定義された衝突面を生成して前記記憶部に格納する生成手段の機能と、前記３次元解析モデル、前記衝突面及び前記３次元解析モデルと前記衝突面とが衝突する入力された衝突速度に関する情報を含む解析入力ファイルを生成して前記記憶部に格納する手段の機能と、前記解析入力ファイルに基づいて前記３次元解析モデルの強度の解析を行い解析結果を表示装置に表示する解析手段の機能とを実現する。これにより、３次元解析モデルの領域を求めて記憶部に格納する手段と、生成手段と、解析入力ファイルを生成して記憶部に格納する手段と、解析手段とを備えた解析モデル作成装置が構成される。

本実施例では、３次元解析モデルと単位ベクトルで表された衝突面の法線ベクトルを指定するだけで、衝突姿勢の異なる３次元解析モデルを容易に作成することができる。六面落下、エッジ落下、頂点落下等の場合の衝突面の法線ベクトルのテーブルを予め定義しておくことで、衝突姿勢（又は、落下姿勢）を変更した３次元解析モデルを自動的に生成することもできる。又、衝突面を回転するので、衝突面の各回転位置における３次元解析モデルの座標系は常に同じであり、３次元解析モデルの強度の解析結果が衝突面の回転位置に依存することもない。言い換えると、衝突面の回転位置に応じた解析結果の評価を行う必要はなく、解析結果の評価は各回転位置において同じように行える。このため、ユーザへの負荷は従来と比較すると大幅に軽減される。

尚、本発明は、以下に付記する発明をも包含するものである。
（付記１）
記憶部と、
表示装置と、
入力された解析対象物の３次元解析モデルと該３次元解析モデルの領域を求めて該記憶部に格納する手段と、
単位ベクトルで表された衝突面の法線ベクトルと、該３次元解析モデルの領域から求めた各座標の最小値及び最大値とから該衝突面の基準点を求めて、該３次元解析モデルに対する任意の回転位置により該３次元解析モデルの該衝突面に対する衝突姿勢が定義された衝突面を生成して該記憶部に格納する生成手段と、
該３次元解析モデル、該衝突面及び該３次元解析モデルと該衝突面とが衝突する入力された衝突速度に関する情報を含む解析入力ファイルを生成して該記憶部に格納する手段と、
該解析入力ファイルに基づいて該３次元解析モデルの強度の解析を行い解析結果を該表示装置に表示する解析手段とを備えたことを特徴とする解析モデル作成装置。
（付記２）
該解析手段は、最大主歪みの分布を該解析結果として該表示装置に表示することを特徴とする、付記１記載の解析モデル作成装置。
（付記３）
該記憶部は、六面落下、エッジ落下及び頂点落下のうち少なくとも１つの種類の落下について単位ベクトルで表された該衝突面の法線ベクトルのテーブルを予め格納しており、
該３次元解析モデルの外周面のいずれかが該衝突面と平行な状態で衝突する場合を六面落下と言い、該３次元解析モデルの隣り合う外周面が接するエッジが該衝突面と衝突する場合をエッジ落下と言い、該３次元解析モデルの頂点が該衝突面と衝突する場合を頂点落下と言い、
該生成手段が該テーブルに基づいて該衝突面を生成することを特徴とする、付記１又は２記載の解析モデル作成装置。
（付記４）
該解析手段は、該衝突面の複数の回転位置における強度の解析結果を同時に該表示装置に表示することを特徴とする、付記１乃至３のいずれか１項記載の解析モデル作成装置。
（付記５）
コンピュータによる解析モデル作成方法であって、
入力された解析対象物の３次元解析モデルと該３次元解析モデルの領域を求めて該記憶部に格納するステップと、
単位ベクトルで表された衝突面の法線ベクトルと、該３次元解析モデルの領域から求めた各座標の最小値及び最大値とから該衝突面の基準点を求めて、該３次元解析モデルに対する任意の回転位置により該３次元解析モデルの該衝突面に対する衝突姿勢が定義された衝突面を生成して該記憶部に格納する生成ステップと、
該３次元解析モデル、該衝突面及び該３次元解析モデルと該衝突面とが衝突する入力された衝突速度に関する情報を含む解析入力ファイルを生成して該記憶部に格納するステップと、
該解析入力ファイルに基づいて該３次元解析モデルの強度の解析を行い解析結果を表示装置に表示する表示ステップと
をコンピュータに実行させることを特徴とする解析モデル作成方法。
（付記６）
該表示ステップは、最大主歪みの分布を該解析結果として該表示装置に表示することを特徴とする、付記５記載の解析モデル作成方法。
（付記７）
該記憶部は、六面落下、エッジ落下及び頂点落下のうち少なくとも１つの種類の落下について単位ベクトルで表された該衝突面の法線ベクトルのテーブルを予め格納しており、
該３次元解析モデルの外周面のいずれかが該衝突面と平行な状態で衝突する場合を六面落下と言い、該３次元解析モデルの隣り合う外周面が接するエッジが該衝突面と衝突する場合をエッジ落下と言い、該３次元解析モデルの頂点が該衝突面と衝突する場合を頂点落下と言い、
該生成ステップは該テーブルに基づいて該衝突面を生成することを特徴とする、付記５又は６記載の解析モデル作成方法。
（付記８）
該表示ステップは、該衝突面の複数の回転位置における強度の解析結果を同時に該表示装置に表示することを特徴とする、付記５乃至７のいずれか１項記載の解析モデル作成方法。
（付記９）
コンピュータに、
入力された解析対象物の３次元解析モデルと該３次元解析モデルの領域を求めて該記憶部に格納する手順と、
単位ベクトルで表された衝突面の法線ベクトルと、該３次元解析モデルの領域から求めた各座標の最小値及び最大値とから該衝突面の基準点を求めて、該３次元解析モデルに対する任意の回転位置により該３次元解析モデルの該衝突面に対する衝突姿勢が定義された衝突面を生成して該記憶部に格納する生成手順と、
該３次元解析モデル、該衝突面及び該３次元解析モデルと該衝突面とが衝突する入力された衝突速度に関する情報を含む解析入力ファイルを生成して該記憶部に格納する手順と、
該解析入力ファイルに基づいて該３次元解析モデルの強度の解析を行い解析結果を表示装置に表示する表示手順と
を実行させることを特徴とするプログラム。
（付記１０）
該表示手順は、最大主歪みの分布を該解析結果として該表示装置に表示することを特徴とする、付記９記載のプログラム。
（付記１１）
該記憶部は、六面落下、エッジ落下及び頂点落下のうち少なくとも１つの種類の落下について単位ベクトルで表された該衝突面の法線ベクトルのテーブルを予め格納しており、
該３次元解析モデルの外周面のいずれかが該衝突面と平行な状態で衝突する場合を六面落下と言い、該３次元解析モデルの隣り合う外周面が接するエッジが該衝突面と衝突する場合をエッジ落下と言い、該３次元解析モデルの頂点が該衝突面と衝突する場合を頂点落下と言い、
該生成手順は該テーブルに基づいて該衝突面を生成することを特徴とする、付記９又は１０記載のプログラム。
（付記１２）
該表示手順は、該衝突面の複数の回転位置における強度の解析結果を同時に該表示装置に表示することを特徴とする、付記９乃至１１のいずれか１項記載のプログラム。

以上、本発明を実施例により説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能であることは言うまでもない。

本発明の一実施例における解析モデル作成装置を示すブロック図である。３次元解析モデルの一例を示す図である。解析モデル作成装置の全体の処理を説明するフローチャートである。単位ベクトルで表された衝突面の法線ベクトルを六面落下の場合について予め定義したテーブルの内容を示す図である。節点座標記憶領域内のデータの格納形式を示す図である。３次元解析モデルの各座標軸方向の最小値及び最大値の一例を示す斜視図である。自動的に作成される衝突面を３次元解析モデルと共に示す斜視図である。単位ベクトルで表された衝突面の法線ベクトルを頂点落下の場合について予め定義したテーブルの内容を示す図である。頂点落下の場合に自動的に作成される衝突面を３次元解析モデルと共に示す斜視図である。単位ベクトルで表された衝突面の法線ベクトルをエッジ落下の場合について予め定義したテーブルの内容を示す図である。エッジ落下の場合に自動的に作成される衝突面を３次元解析モデルと共に示す斜視図である。結果変数記憶領域内のデータの格納形式を示す図である。結果出力節点記憶領域内のデータの格納形式を示す図である。結果記憶領域内のデータの格納形式を示す図である。結果変数記憶領域内のデータの格納形式を示す図である。最大値の表示例を示す図である。結果表示部品の回転中心を示す図である。衝突面の複数の回転位置における解析結果の分布図を表示した場合の表示例を示す図である。衝突面の複数の回転位置における解析結果の分布図を同時に表示した場合の表示例を示す図である。

符号の説明

２１解析モデル作成装置
２２入力装置
２３３Ｄモデルデータベース
２４記憶部
２５ＦＥＭモデル作成処理部
２６表示装置

Claims

記憶部と、
表示装置と、
入力された解析対象物の３次元解析モデルと３次元解析モデルの領域を求めて前記記憶部に格納する手段と、
単位ベクトルで表された衝突面の法線ベクトルと、前記３次元解析モデルの領域から求めた各座標の最小値及び最大値とから前記衝突面の基準点を求めて、前記３次元解析モデルに対する任意の回転位置により前記３次元解析モデルの前記衝突面に対する衝突姿勢が定義された衝突面を生成して前記記憶部に格納する生成手段と、
前記３次元解析モデル、前記衝突面及び前記３次元解析モデルと前記衝突面とが衝突する入力された衝突速度に関する情報を含む解析入力ファイルを生成して前記記憶部に格納する手段と、
前記解析入力ファイルに基づいて前記３次元解析モデルの強度の解析を行い前記衝突面の複数の回転位置における解析結果を別々に又は同時に前記表示装置に表示する解析手段とを備え、
前記衝突面を回転することで前記３次元解析モデルの衝突姿勢を変更し、前記衝突面の各回転位置における前記３次元解析モデルの座標系を同じに保つことを特徴とする解析モデル作成装置。
前記解析手段は、最大主歪みの分布を前記解析結果として前記表示装置に表示することを特徴とする、請求項１記載の解析モデル作成装置。
前記記憶部は、六面落下、エッジ落下及び頂点落下のうち少なくとも１つの種類の落下について単位ベクトルで表された前記衝突面の法線ベクトルのテーブルを予め格納しており、
前記３次元解析モデルの外周面のいずれかが前記衝突面と平行な状態で衝突する場合を六面落下と言い、前記３次元解析モデルの隣り合う外周面が接するエッジが前記衝突面と衝突する場合をエッジ落下と言い、前記３次元解析モデルの頂点が前記衝突面と衝突する場合を頂点落下と言い、
前記生成手段が前記テーブルに基づいて前記衝突面を生成することを特徴とする、請求項１又は２記載の解析モデル作成装置。
コンピュータによる解析モデル作成方法であって、
入力された解析対象物の３次元解析モデルと前記３次元解析モデルの領域を求めて前記記憶部に格納するステップと、
単位ベクトルで表された衝突面の法線ベクトルと、前記３次元解析モデルの領域から求めた各座標の最小値及び最大値とから前記衝突面の基準点を求めて、前記３次元解析モデルに対する任意の回転位置により前記３次元解析モデルの前記衝突面に対する衝突姿勢が定義された衝突面を生成して前記記憶部に格納する生成ステップと、
前記３次元解析モデル、前記衝突面及び前記３次元解析モデルと前記衝突面とが衝突する入力された衝突速度に関する情報を含む解析入力ファイルを生成して前記記憶部に格納するステップと、
前記解析入力ファイルに基づいて前記３次元解析モデルの強度の解析を行い前記衝突面の複数の回転位置における解析結果を別々に又は同時に表示装置に表示する表示ステップと
をコンピュータに実行させ、
前記衝突面を回転することで前記３次元解析モデルの衝突姿勢を変更し、前記衝突面の各回転位置における前記３次元解析モデルの座標系を同じに保つことを特徴とする解析モデル作成方法。
前記表示ステップは、最大主歪みの分布を前記解析結果として前記表示装置に表示することを特徴とする、請求項４記載の解析モデル作成方法。
前記記憶部は、六面落下、エッジ落下及び頂点落下のうち少なくとも１つの種類の落下について単位ベクトルで表された前記衝突面の法線ベクトルのテーブルを予め格納しており、
前記３次元解析モデルの外周面のいずれかが前記衝突面と平行な状態で衝突する場合を六面落下と言い、前記３次元解析モデルの隣り合う外周面が接するエッジが前記衝突面と衝突する場合をエッジ落下と言い、前記３次元解析モデルの頂点が前記衝突面と衝突する場合を頂点落下と言い、
前記生成ステップは前記テーブルに基づいて前記衝突面を生成することを特徴とする、請求項４又は５記載の解析モデル作成方法。
コンピュータに、
入力された解析対象物の３次元解析モデルと前記３次元解析モデルの領域を求めて前記記憶部に格納する手順と、
単位ベクトルで表された衝突面の法線ベクトルと、前記３次元解析モデルの領域から求めた各座標の最小値及び最大値とから前記衝突面の基準点を求めて、前記３次元解析モデルに対する任意の回転位置により前記３次元解析モデルの前記衝突面に対する衝突姿勢が定義された衝突面を生成して前記記憶部に格納する生成手順と、
前記３次元解析モデル、前記衝突面及び前記３次元解析モデルと前記衝突面とが衝突する入力された衝突速度に関する情報を含む解析入力ファイルを生成して前記記憶部に格納する手順と、
前記解析入力ファイルに基づいて前記３次元解析モデルの強度の解析を行い前記衝突面の複数の回転位置における解析結果を別々に又は同時に表示装置に表示する表示手順と
を実行させ、
前記衝突面を回転することで前記３次元解析モデルの衝突姿勢を変更し、前記衝突面の各回転位置における前記３次元解析モデルの座標系を同じに保つことを特徴とするプログラム。
前記表示手順は、最大主歪みの分布を前記解析結果として前記表示装置に表示することを特徴とする、請求項７記載のプログラム。
前記記憶部は、六面落下、エッジ落下及び頂点落下のうち少なくとも１つの種類の落下について単位ベクトルで表された前記衝突面の法線ベクトルのテーブルを予め格納しており、
前記３次元解析モデルの外周面のいずれかが前記衝突面と平行な状態で衝突する場合を六面落下と言い、前記３次元解析モデルの隣り合う外周面が接するエッジが前記衝突面と衝突する場合をエッジ落下と言い、前記３次元解析モデルの頂点が前記衝突面と衝突する場合を頂点落下と言い、
前記生成手順は前記テーブルに基づいて前記衝突面を生成することを特徴とする、請求項７又は８記載のプログラム。