JPH09138812A - 解析モデル生成方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 解析条件の入力を対話的に行い、解析条件を
確実に入力する解析モデル生成方法と装置。 【解決手段】 入力手段６から形状入力部２へ入力され
た形状モデルを形状表示部７で表示する。入力手段６か
ら形状操作をユーザが指示すると、形状変更部８が形状
の変更を検知し、入力要求部９が、ガイダンス機能を有
する解析条件要求画面を自動的に出力し、その画面の中
からユーザに解析条件選択を行わせ、解析条件を生成す
ることにより、解析モデル作成の効率化を図る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＡＤあるいはＣ
ＡＥシステムのような、いわゆる計算機を用いた設計・
生産の自動化システムにおける解析対象のモデリングに
係わり、特に、形状モデルの変更に伴う境界条件の入力
を確実にする解析モデル生成方法及びその装置に係わ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＣＡＤあるいはＣＡＥシステムの
ような計算機を用いた設計・生産の自動化システムにお
いては、対象形状の切断、組立、削除などの形状操作
と、解析で用いる解析条件とは、それぞれ、その入力手
段が分けられている。そのため、ユーザは、上記の形状
操作を行った後のモデルに対し、別途、解析で用いる解
析条件を入力することが行われていた。

【０００３】このような従来技術の一例として、形状操
作の一つである形状モデルの切断を行い、２分の１モデ
ルを生成する方法を示す。例えば、ＳＤＲＣ社のＩ−Ｄ
ＥＡＳでは、ユーザが、ある面に対して形状モデルが対
称であると判断した場合、切断命令を選択し、座標軸に
対して用意された切断面の中から適当な切断面を選択す
ることによって、２分の１モデルを生成する。そして、
この従来技術では、この切断された対称面に対して、ユ
ーザがその対称面を選択・指示して解析条件の一つであ
る拘束条件を入力することが行われていた。なお、この
切断の従来技術に関しては、「Ｅｘｐｌｏｒｉｎｇ Ｉ
−ＤＥＡＳ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ＭＳ１．２（日本
語版）」マニュアル１５３ページ〜１６１ページ（株式
会社電通国際情報サービス）に記載されている。

【０００４】また、特開平３−１４８７７２号公報によ
れば、入力作業の軽減のため、ユーザが入力した全体的
な荷重データに基づいて、対象構造物の各節点に作用す
る荷重条件を自動生成するものも既に知られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記に述べ
た従来技術においては、解析対象となる形状モデルか
ら、形状の切断、組立、削除などにより形状操作を行っ
て解析モデルを作成する時、特に、かかる形状操作を行
った後に生じる問題として、解析条件を作成し忘れる、
時間が掛かる、あるいは、注意力を必要とするなどの点
が指摘されていた。また、物理現象やシミュレーション
システムに不慣れなユーザにとって、解析条件の要求
（すなわち、解析条件を作成してその入力を行うこと）
は、困難な作業であり、通常、熟練したユーザが行って
いたが、やはり、煩わしく手間を要する作業にはかわり
はない。

【０００６】また、上記の特開平３−１４８７７２号公
報においても、入力した全体的な荷重データに基づいて
対象構造物の各節点に作用する荷重条件を自動的に生成
するものの、しかしながら、解析対象となる形状モデル
の切断、組立、削除などを伴う形状操作を行った際の解
析条件の自動的作成については何等教示していない。

【０００７】そこで、本発明では、上記の従来技術にお
ける問題点に鑑み、解析対象となる形状モデルの形状の
切断、組立、削除などによる形状操作を行って解析モデ
ルを作成する際、解析条件を作成し忘れることなく、不
慣れで未熟なユーザにとっても確実に解析を実行するこ
とが可能な解析モデル生成方法及びその装置を提供する
ことを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明によれば、まず、解析対象の形状と解析条
件に基づいて自動的に解析を行うため、前記解析対象の
形状と解析条件を入力して有限要素モデルを自動生成す
る解析モデル生成方法であって、入力した形状を画面に
表示し、当該入力した形状に対して形状操作を行った
際、当該形状操作により変更した部分に対する解析条件
の入力要求を自動的に表示する解析モデル生成方法が提
起される。

【０００９】また、本発明によれば、やはり上記の目的
を達成する手段として、解析対象の形状と解析条件を入
力する手段と、前記入力手段により入力された解析対象
の形状と解析条件に基づいて有限要素モデルを自動生成
する処理手段と、前記入力手段により入力された解析対
象の形状モデルを表示する表示手段とを備えた解析モデ
ル生成装置において、前記処理手段は、前記解析対象の
形状モデルに対して前記入力手段により形状操作が行わ
れた場合、当該形状操作により変更した部分に対する解
析条件の入力要求を自動的に前記表示手段上に表示する
ように構成された解析モデル生成装置が提起される。

【００１０】すなわち、本発明の解析モデル生成方法及
びその装置では、まず、ユーザがマウスやキーボードな
どの形状モデル入力手段を用いて、解析対象の形状を計
算機である処理手段に入力し、その後、ユーザが解析対
象の形状モデルに形状の変更を指示すると、その変更し
た部分に対する解析条件の入力を要求する解析条件要求
画面を、自動的に表示するようにした。このことによ
り、ユーザは、画面上に表示される解析条件要求画面を
含むガイダンス機能に従い、解析条件を当該形状モデル
の変更部に解析条件を入力することとなり、このことに
より、解析対象の形状モデルから解析モデルを、入力を
忘れることなく、確実に、かつ、効率的に作成すること
が可能になる。

【００１１】なお、以下にも詳述する本発明の実施の形
態によれば、形状変更の命令をユーザが行った場合、そ
の形状を変更し、この変更した部分をハイライト表示
し、解析条件要求画面を自動的に表示する画面を設け
る。これにより、変更部に解析条件を入力し忘れること
を防ぐ。また、解析条件生成を対話的に行うために、従
来より一般的によく使用される解析条件を、解析条件メ
ニューとして予め用意しておく。そのメニューの中から
ユーザが解析条件を選択するようにする。また、形状操
作の一つである切断に関しては、切断した面の垂直方向
を計算する機能を設け、これにより、当該切断面に垂直
方向の拘束条件を自動的に生成することもできる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、添付の図面を参照しながら説明する。 （１）全体構成図の説明：図１に、本発明を実現するた
めの解析モデル生成装置の全体構成図を示す。この図中
の符号１は、形状や解析条件を入力し、有限要素モデル
を自動生成するための処理手段である解析用プリプロセ
ッサを示す。なお、この解析用プリプロセッサ１は、形
状を入力する形状入力部２と、解析条件入力部３と、そ
して、有限要素モデルを自動生成する有限要素モデル自
動生成部４とを備えている。また、図中の符号５は、形
状の各データを格納するデータベースを、符号６は、ユ
ーザが形状データの入力を行ったり、あるいは、各種モ
デルの表示及び解析結果の表示を行うための入出力装置
を示している。

【００１３】さらに、上記の解析条件入力部３は、入力
した形状を画面に表示させる形状表示部７、形状操作に
より形状を変更する形状変更部８、そして、形状変更が
行われた場合、解析条件を入力するようにユーザに促す
入力要求部９を備えている。

【００１４】次に、上記に構成を説明した解析モデル生
成装置の動作について説明する。 （２）形状変更部分に対する解析条件の入力要求：図２
に、上記の解析モデル生成装置を用いて行う形状変更及
び解析条件生成の全体フローを示す。

【００１５】ステップ１１では、図１の入出力装置６を
用いて、解析対象の形状を入力する。ステップ１２で
は、形状変更を行うか否かを判断する。その結果、ユー
ザが形状変更を行う（ｙｅｓ）場合はステップ１３に進
み、一方、形状変更を行わない（ｎｏ）場合はステップ
１９に進む。

【００１６】次に、ステップ１３では、形状変更を行う
部品を指示する形状変更部指示処理を行う。ステップ１
４は、当該部品に形状変更を施す処理である。なお、こ
の処理は、図１の形状変更部８において行われる処理で
あり、その詳細は、図３のフローを用いて後述する。ス
テップ１５では、上記のステップ１４で形状変更を行っ
た後、この変更された部分をユーザが分かり易いよう
に、ハイライト表示する処理を行う。そして、ステップ
１６では、上記のステップ１５でハイライトされた部分
に解析条件を入力するように要求する、解析条件要求画
面を表示する。

【００１７】その後、ステップ１７では、ユーザが、上
記ステップ１６の画面を参照し、予め用意された解析条
件の中から解析条件を選択し、設定する処理を行う。さ
らに、ステップ１８では、上記のステップ１７で選択、
設定された解析条件を、変更された部分に入力する。そ
の後、処理は再び上記ステップ１２へ戻り、形状変更を
行わない（ｎｏ）と判断されるまで繰り返される。な
お、形状変更を行わない（ｎｏ）と判断されると、処理
はステップ１９へ移行し、このステップ１９では、以上
の処理を行った後、有限要素モデルを自動生成する処理
を行う。

【００１８】続いて、図３には、上記図２のステップ１
４に於る形状変更の詳細フローを示す。すなわち、ステ
ップ２１では、ユーザが、予め用意されている形状変更
の命令を指示する。次に、ステップ２２では、入力され
た形状モデルの形状変更命令により、その指示された部
分の形状操作を行う。さらに、ステップ２３では、上記
のステップ２２の形状操作によって形状の変更された部
分を検索し、自動的にハイライト表示する。

【００１９】次に、上記の解析モデル生成において、上
記図１の入出力装置６上に表示される解析条件要求画面
の一例を、図４に示す。なお、この表示画面は、上記図
３の形状操作（ステップ２２）後、この形状操作により
変更された部分に対してハイライト表示し（ステップ２
３）、解析条件入力を促すために自動的に出力される画
面である。そこで、ユーザは、当該画面で解析条件を入
力する場合、まず、「解析条件の種類」を選択する。

【００２０】図５は、上記図４の画面で「解析条件の種
類」をユーザが選択した場合、さらに詳しい解析条件を
ポップアップメニューとして出力した画面の表示例であ
る。図において、「解析条件の種類」を選択すると、
「負荷条件」、「接触条件」、「拘束条件」、「フリ
ー」、そして、「ユーザ入力」のポップアップメニュー
が表示される。このように、「負荷条件」、「接触条
件」、「拘束条件」などの、よく使用される解析条件は
あらかじめ用意しておく。また、これらのポップアップ
メニューの中で、「フリー」は既に設定されている条件
を解除する際に選択するメニューであり、また、「ユー
ザ入力」は、上記の予め用意された条件以外の条件を入
力する際に用いられる。また、上記「解析条件の種類」
の右側に表示された「ＣＬＯＳＥ」ボタンは、これをク
リックすることにより、解析条件入力作業を終了するこ
ととなる。

【００２１】図６は、上記図５のポップアップメニュー
の中から「拘束条件」を選択した場合の画面の表示例で
ある。図からも明らかなように、この表示画面では、
「解析条件の種類」の右側には、「拘束条件」と表示さ
れ、それらの下方には、メニューボタン「ｘ」、
「ｙ」、「ｚ」、「ｒｘ」、「ｒｙ」、「ｒｚ」が表示
される。すなわち、「ｘ」をクリックすることにより、
ｘ方向を拘束（ｆｉｘ）する条件が設定され、さらに、
クリックする毎に、拘束と不拘束との間で反転するトグ
ルスイッチを構成している。他のメニューボタン
「ｙ」、「ｚ」も同様である。また、メニューボタン
「ｒｘ」、「ｒｙ」、「ｒｚ」は、ｘ、ｙ、ｚ軸に関す
る回転の拘束用のトグルスイッチである。

【００２２】さらに、図７は、上記図５のポップアップ
メニューの中から「荷重条件」を選択した場合の画面の
表示例である。この場合にも、「解析条件の種類」の右
側には、「負荷条件」と表示され、それらの下方には、
２列にメニューボタン「ｘ」、「ｙ」、「ｚ」、「ｒ
ｘ」、「ｒｙ」、「ｒｚ」が表示され、さらに、「ｐｒ
ｅｓｓｕｒｅ」ボタンが表示される。但し、この負荷条
件の入力の場合、メニューボタン「ｘ」、「ｙ」、
「ｚ」、「ｒｘ」、「ｒｙ」、「ｒｚ」はトグルスイッ
チを構成せず、これら各ボタンをクリックした後、荷重
を表示する数値を入力することとなる。なお、各数値
は、上記「ｐｒｅｓｓｕｒｅ」ボタンの下に入力するこ
とが可能となる。

【００２３】加えて、図８は、上記図５のポップアップ
メニューの中から「接触条件」を選択した場合の画面の
表示例である。この場合にも、「解析条件の種類」の右
側には、「接触条件」と表示され、その下方には、メニ
ューボタン「摩擦係数」が表示され、ユーザは、この
「摩擦係数」ボタンをクリックし、その下方に、設定す
る摩擦を表示する数値を入力することとなる。

【００２４】最後に、図９は、上記図５のポップアップ
メニューの中から「ユーザ入力」を選択した場合の画面
の表示例であり、この場合には、「解析条件の種類」の
右側には、「ユーザ入力」と表示され、その下方には、
ブランクのメニューボタンが表示され、ユーザは、この
ブランクのメニューボタンに設定条件を入力し、その下
方に設定する数値を入力しながら、順次、ユーザによる
条件の入力を行うこととなる。

【００２５】このように、本発明になる解析モデル作成
装置によれば、解析対象である解析モデルの形状変更が
行われた場合、その解析条件を入力するように自動的に
ユーザに促す入力要求部９を備えている。そして、ユー
ザは、この形状変更に伴って自動的に促される解析条件
の入力処理を行うことにより、解析対象から解析モデル
作成を、効率的に行うことが可能となる。

【００２６】次に、形状変更として削除、切断、接合等
を行う場合についてより具体的に説明する。 （３）隣接する削除部分に対する解析条件の入力要求：
図１０には、上記の解析モデル生成装置を用いて行う、
解析対象となる部品に隣接した部品の削除、及び、それ
に伴う解析条件生成の全体フローを示す。

【００２７】この図１０において、ステップ１０１で
は、解析対象となる部品に隣接した部品を削除するた
め、その隣接した部品を指示する処理を行う。ステップ
１０２では隣接する部品の削除を命令する。ステップ１
０３では削除という形状操作を行う。ステップ１０４で
は、ステップ１０３の形状操作で変更のあった解析対象
となる部品と削除した部品の接合していた面をハイライ
ト表示する。ステップ１０５では、接合していた面に対
して、解析条件の入力を要求する解析条件要求画面を表
示する。ステップ１０６では、ステップ１０５で表示さ
れた該画面のポップアップメニューよりあらかじめ用意
された解析条件のなかから、ユーザが最も適当であると
する解析条件を選択、入力する。ステップ１０７では、
ステップ１０６で入力された解析条件を接合していた面
に生成する。

【００２８】次に、上記に説明した解析条件生成装置に
おける解析条件生成方法を用い、二つの部品からなる形
状から一つの部品を削除し、その削除した部品との接合
する面に対し、解析条件要求画面の表示に従い、圧力を
生成する例について、図１１から図１６を用いながら説
明する。

【００２９】まず、図１１は、二つの部品からなる形状
を示す。この形状において、解析対象を１０９とし、隣
接する部品１０８を削除し、斜線部１１０の接合してい
た面に対し、上記の削除した部品１０８に等価な解析条
件として、圧力を生成する例を示す。なお、この削除に
よる変更部分である１０８と１０９との接合する面であ
る斜線部１１０をハイライト表示する。

【００３０】次に、図１２では、この接合した面（斜線
部１１０）がハイライト表示され、その部分に対応し
て、解析条件の入力をユーザに促す要求解析条件要求画
面が出力される。そこで、ユーザは、ポップアップメニ
ュー「解析条件の種類」を、あるいは、「ＣＬＯＳＥ」
をクリックする。なお、この「ＣＬＯＳＥ」をクリック
することにより、解析条件入力作業は終了する。

【００３１】「解析条件の種類」という箇所を選択して
これをクリックすることにより、図１３に示すように、
ユーザに、解析条件のポップアップメニューが表示され
る。なお、この表示されるポップアップメニューにおい
ても、上記と同様に、「負荷条件」、「接触条件」、
「拘束条件」、「フリー」、そして、「ユーザ入力」の
ポップアップメニューが表示される。

【００３２】図１４には、これらのポップアップメニュ
ーの中から、「荷重条件」を選択した場合の状態が示さ
れている。この状態では、やはり、上記と同様、「解析
条件の種類」の右側には、「荷重条件」と表示され、そ
れらの下方には、２列にメニューボタン「ｘ」、
「ｙ」、「ｚ」、「ｒｘ」、「ｒｙ」、「ｒｚ」が表示
され、さらに、「ｐｒｅｓｓｕｒｅ」ボタンが表示され
る。そこで、ユーザは、これらのメニューボタンを選択
的にクリックすることにより荷重条件の方向を設定し、
さらには、図１５に示すように、上記「ｐｒｅｓｓｕｒ
ｅ」ボタンの下に数値を入力する。なお、この例では、
圧力値として「１．０」を入力している。

【００３３】続いて、図１６は、以上に説明した解析条
件要求画面のガイダンスに従い、ユーザが入力した解析
条件である圧力を、画面に表示した例を示している。こ
のように、やはり、本発明になる解析モデル作成装置に
よれば、解析対象である解析モデルの形状変更、この場
合には、特に、解析対象となる部品に隣接した部品の削
除に伴い、自動的に、その削除部分についての解析条件
の入力処理をユーザに促すことにより、解析対象から解
析モデル作成を、効率的に行うことが可能となる。

【００３４】（４）切断面に対する解析条件の入力要
求：図１７には、図１の解析モデル生成装置を用いて行
う、解析対象となる部品に隣接した部品の切断、及び、
それに伴う解析条件生成の全体フローを示す。この図１
７のステップ１１１では、解析対象となる部品の形状変
更を行うために、形状を指示する処理を行う。次に、ス
テップ１１２では形状の切断を命令する。ステップ１１
３では、切断という形状操作を行う。ここでは、解析対
象となる部品と切断する切断面の形状操作である。ステ
ップ１１４では、上記のステップ１１３の形状操作で変
更のあった解析対象である部品の、切断された対称面を
ハイライト表示する。ステップ１１５では、当該切断さ
れた対称面に対して、解析条件の入力を要求する解析条
件要求画面を表示する。さらに、ステップ１１６では、
上記ステップ１１５で表示された該画面のポップアップ
メニューより、予め用意された解析条件のなかから、ユ
ーザが最も適当であるとする解析条件を選択し、入力す
る。最後に、ステップ１１７では、上記のステップ１１
６で入力された解析条件を、解析対象である部品の切断
された面に生成する。

【００３５】次に、上記に述べた方法に従い、解析対象
の形状を切断して２分の１モデルを生成し、その切断し
た対称面に対し、解析条件要求画面の表示に従い、拘束
条件を生成する例を、図１８から図２２を用いて説明す
る。

【００３６】図１８には、ＸＹ面に対し対称な形状であ
る円柱２００を示す。この円柱形状において、ＸＹ面を
切断面として、２分の１モデルを作成する。この時、当
該切断面（ＸＹ面）により切断された面に、切断した部
分に等価な解析条件として、Ｚ軸方向に拘束条件を生成
する例を示す。なお、この切断するという形状操作によ
って、その対称面である切断面をハイライト表示する。

【００３７】図１９には、対称面である切断面（ＸＹ
面）２０１がハイライト表示されて（斜線部）、その右
側には、解析条件要求画面が表示される。ここでも、ユ
ーザは、ポップアップメニュー「解析条件の種類」を、
あるいは、「ＣＬＯＳＥ」をクリックする。なお、この
「ＣＬＯＳＥ」をクリックすることにより、解析条件入
力作業は終了することとなる。

【００３８】次に、上記の図１９でユーザが「解析条件
の種類」という箇所を選択してクリックすると、図２０
に示すように、ユーザには、解析条件のポップアップメ
ニューが表示される。なお、この表示されるポップアッ
プメニューにおいても、上記と同様に、「負荷条件」、
「接触条件」、「拘束条件」、「フリー」、そして、
「ユーザ入力」のポップアップメニューが表示される。

【００３９】図２１には、上記図２０のポップアップメ
ニューの中から拘束条件を選択した場合の状態が示され
ており、図にも明らかなように、「解析条件の種類」の
右側には「拘束条件」と表示される。また、これらの表
示の下部には、メニューボタン「ｘ」、「ｙ」、
「ｚ」、「ｒｘ」、「ｒｙ」、「ｒｚ」が表示される
が、これらのボタンは、拘束の方向を入力する画面であ
る。ここでは、Ｚ軸方向拘束を入力する。そして、図２
２は、以上の解析条件要求画面のガイダンスに従って入
力した解析条件であるＺ軸方向拘束を表示した画面の例
を示してある。

【００４０】（５）接合面に対する解析条件の入力要
求：図２３は、解析対象となる複数の部品を接合し、そ
れに伴う接合面に対して解析条件生成する全体フローを
示す。まず、この図２３のステップ１２１では、解析対
象となる部品に、部品を隣接させるという接合を行うた
め、その隣接する部品を指示する処理を行う。ステップ
１２２では、解析対象となる部品に隣接させるという接
合を命令する。ステップ１２３では、接合という形状操
作を行う。ステップ１２４では、上記のステップ１２３
の形状操作で変更のあった接合する面をハイライト表示
する。ステップ１２５では、接合した面に対して、解析
条件の入力を要求する解析条件要求画面を表示する。ス
テップ１２６では、上記のステップ１２５で表示された
該画面のポップアップメニューより、予め用意された解
析条件の中から、ユーザが最も適当であるとする解析条
件を選択し、入力する。そして、ステップ１２７では、
上記ステップ１２６で入力された解析条件を、当該接合
した面に生成する。

【００４１】次に、上記の解析条件生成方法を用いて、
解析対象の形状に別の部品を接合させ、その接合面に対
し、解析条件要求画面の表示に従って接触条件を生成す
る例を、図２４から図２９を用いて説明する。

【００４２】まず、図２４において、画面上には解析対
象となる部品１２８の形状が示される。そして、この部
品形状１２８において、図２５に示す部品１２９を接合
させる。このように、部品１２８の上に部品１２９を接
合し、これら部品の接合面である斜線部分１３０に、そ
の解析条件として、摩擦係数を生成する例を示す。な
お、この時、部品１２８と部品１２９とは、別々の形状
であるが、接合という形状操作によって、その接合面１
３０をハイライト表示する。

【００４３】図２６では、接合面がハイライト表示され
て、次に、解析条件要求画面がその右側に出力される。
ここでも、ユーザは、ポップアップメニュー「解析条件
の種類」を、あるいは、「ＣＬＯＳＥ」をクリックす
る。なお、この「ＣＬＯＳＥ」をクリックすることによ
り、解析条件入力作業は終了することとなる。

【００４４】さらに、図２７では、上記図２６でユーザ
が「解析条件の種類」という箇所を選択してクリックす
ると、上記と同様に、「負荷条件」、「接触条件」、
「拘束条件」、「フリー」、そして、「ユーザ入力」の
ポップアップメニューが表示される。

【００４５】図２８では、これら出力される解析条件の
ポップアップメニューの中から「接触条件」が選択され
た状態が示されており、この例では、摩擦係数の数値と
して、圧力値１．２３を入力している。さらに、図２９
は、以上に述べた解析条件要求画面のガイダンスに従っ
て接合した面に入力した解析条件である摩擦係数を、画
面上に表示した例である。

【００４６】（６）対象部品と接合する他の部品の接合
面に対する解析条件の入力要求：図３０には、上記の解
析モデル生成装置を用いて、画面に表示された複数の部
品からなる形状に対して、解析対象となる部品を指示す
ると、当該部品と他の部品とが接合する面を順次ハイラ
イト表示し、当該接合面に関する解析条件を入力する解
析条件生成の全体フローを示す。

【００４７】図３０において、ステップ１３１では、ま
ず、上記図１のプリプロセッサ１を用いて、複数の部品
からなる形状を入力する。ステップ１３２では、上記で
入力した形状の各部品に番号を生成する。一般に、それ
ぞれの部品は、ＣＡＤで扱い易いように、その構造と情
報を持っているが、その一つとして、上述のように、他
の部品と区別するための番号を持つ。ステップ１３３で
は、形状に対して変更をするかユーザが判断する部分で
ある。変更する場合、ステップ１３４に進み、変更のな
い場合は終了する。ステップ１３４では、ユーザは、複
数の部品からなる形状に対して、解析対象部品を選択
し、指示する。

【００４８】ステップ１３５では、選択・指示された解
析対象部品に対して、他の部品と接合した面を持つ部品
があるか否かを検索する。この時、全ての部品に対して
検索を行うが、この検索には上述の番号が用いられ、具
体的には、若い番号を持つ部品から順に検索していく。
この接合している面の検索は、上述の各部品の持つ境界
条件情報と位相要素による。この部品の境界条件情報と
位相要素に関しては、例えば「３次元ＣＡＤの基礎と応
用」１９〜３６ページ（鳥谷浩志・千代倉弘明編著 共
立出版株式会社 １９９１年）に記載されている。

【００４９】この接合している面を検索した後、隣接す
る部品が有る（ｙｅｓ）場合には、次のステップ１３６
に進む。一方、検索の結果、隣接する部品がない（ｎ
ｏ）場合には終了する。

【００５０】ステップ１３６では、検索された接合面を
ハイライト表示する。ステップ１３７では、形状変更を
行う。ステップ１３８では、形状変更を行った後に変更
部をハイライト表示する。ステップ１３９では、ハイラ
イト表示された部分に対して、解析条件要求画面を表示
する。ステップ１４０では、当該画面から解析条件を選
択及び入力する。ステップ１４１では、上記のステップ
１４０で選択及び入力された解析条件を形状に生成す
る。

【００５１】次に、図３１のモデルを用いて、上記の解
析条件生成のフローを説明する。この図３１に示される
形状は、複数の部品、この例では３つの部品１５０、１
５１及び１５２からなる形状である。ここで、例えば部
品１５０を解析対象として選択・指示し、これに接合し
た面を持つ部品１５１と１５２に対し、それぞれ、接合
した面を自動的にハイライト表示し、解析条件要求画面
を表示して解析条件を付加する。なお、本モデルの場
合、部品１５１との接合面には荷重条件を、部品１５２
との接合面には拘束条件を入力する。

【００５２】続いて、以下の図３２から図３８を用い、
上記図３１のモデルにおいて、部品１５１との接合面に
は荷重条件を、部品１５２との接合面には拘束条件を入
力する手順を説明する。なお、形状モデルとして部品１
５０、１５１、１５２は、それぞれ、番号を持ってい
る。本モデル例では、部品１５１が部品１５２よりも若
い番号を持っている。

【００５３】まず、図３２では、解析対象である部品１
５０を指示した後、隣接する部品の検索により、部品１
５１が検索される。この図は、その部品１５１との接合
面をハイライト表示して、解析条件を付加するための解
析条件要求画面を表示した例である。なお、この例で
も、上記と同様に、ポップアップメニュー「解析条件の
種類」と「ＣＬＯＳＥ」が表示され、これらのいずれか
をユーザがクリックする。なお、この「ＣＬＯＳＥ」を
クリックすることにより、解析条件入力作業は終了する
こととなる。

【００５４】図３３では、上記の「解析条件の種類」を
クリックしてポップアップメニュー表示した例である。
この例でも、上記と同様に、「負荷条件」、「接触条
件」、「拘束条件」、「フリー」、そして、「ユーザ入
力」のポップアップメニューが表示される。なお、ここ
では、これらのポップアップメニューの中から「荷重条
件」を選択するものとして説明を行う。

【００５５】図３４は、上記図３３のメニューの中から
「荷重条件」を選択した後に出力される荷重条件入力画
面例である。この荷重条件入力画面でも、上記と同様
に、「解析条件の種類」と「拘束条件」との下部に、メ
ニューボタン「ｘ」、「ｙ」、「ｚ」、「ｒｘ」、「ｒ
ｙ」、「ｒｚ」が表示され、さらに、「ｐｒｅｓｓｕｒ
ｅ」ボタンが表示される。そして、ユーザは、これらの
メニューボタンを選択的にクリックすることにより荷重
条件の方向を設定し、「ｐｒｅｓｓｕｒｅ」ボタンの下
に数値を入力することも、やはり、上記と同様である。

【００５６】図３５は、上記の作業により荷重条件を生
成し、この生成した荷重条件を画面に表示した例を示し
ている。

【００５７】図３６は、隣接する部品１５１に対する接
合面に対する解析条件の生成終了後、さらに、他の隣接
する部品の検索を行い、その結果、部品１５２が検索さ
れ、解析対象の部品１５０とこの検索された部品１５２
との接合面に対して、解析条件を付加するための解析条
件要求画面を表示している。

【００５８】さらに、図３７では、「解析条件」のメニ
ュー表示をした例である。なお、ここでは、「拘束条
件」をメニューより選択するものとし、その結果、この
「拘束条件」を入力するための画面が図３８に示されて
いる。

【００５９】図３９は、上述の作業により解析対象であ
る部品１５０と他の部品１５２との接合面に拘束条件を
入力して生成し、この生成した荷重条件を画面に表示し
た例を示している。

【００６０】（７）切断面に対する解析条件の入力要
求：次に、図４０には、画面に表示された形状を切断
し、この切断面をハイライト表示し、この切断面に垂直
な方向に対して拘束条件を自動生成する解析条件生成の
全体フローを示す。なお、この解析条件の生成は、形状
が対称である場合、その切断面によって生成した対称面
に拘束条件を解析条件として入力することが多いことよ
り考えられた解析条件作成支援方法である。

【００６１】図４０の全体フローにおいて、ステップ１
６１では、切断する形状をユーザが支持する処理を行
う。ステップ１６２では、ユーザが、当該形状に対して
切断命令を行う。ステップ１６３では、上記ステップ１
６２の切断命令に対して、切断面を指示し、当該形状を
切断する処理を行う。ステップ１６４では、生成した対
称面をハイライト表示する。ステップ１６５では、生成
した対称面に対して、垂直方向を計算する処理を行う。
この垂直方向の計算としては、対称面を構成する点が座
標値を持つことにより、対称面の傾きを求め、その傾き
に対して垂直方向を求めることにより行われる。ステッ
プ１６６では、生成した対称面に対して、垂直方向に解
析条件として拘束条件を自動生成する。

【００６２】以上の処理フローに従い、本装置を用いて
円柱の切断を行い、拘束条件を生成した例を、図４１及
び図４２を用いながら説明する。まず、図４１は、ｘｙ
面に対して対称である円柱の形状を示す。なお、座標軸
は、図示のようにｘ軸及びｙ軸とし、さらに、本紙面に
対して垂直方向をｚ軸としている。

【００６３】この円柱形状において、ｘｙ面を切断面と
して２分の１モデルを作成する。この時、当該切断面に
より切断された面に対し、切断した部分に等価な解析条
件として、ｚ軸方向に拘束条件を生成する。なお、この
拘束条件は、上記図４０のステップ１６５の処理におい
て、当該切断面の持つ座標値より計算されることとな
る。

【００６４】その結果、図４２に示すように、当該切断
面がハイライト表示されて（斜線部分）、自動的にｚ軸
方向に拘束条件が生成されることとなる。なお、この例
では、この部分は完全に拘束されて動かないものとして
設定されている。

【００６５】

【発明の効果】以上の詳細な説明からも明らかなよう
に、本発明になる解析モデル生成方法及びその装置によ
れば、実形状モデルから解析形状モデル作成を行う際
に、形状操作をユーザが指示すると同時に、ガイダンス
機能を有する解析条件要求画面を出力し、その画面の中
からユーザが解析条件選択を行い、解析条件を生成する
ことにより、解析モデル作成の効率化を図ることが可能
になる。

【００６６】また、上述の解析条件要求画面を自動的に
出力する機能を持たせることにより、解析モデルの解析
条件を入力し忘れることなく、解析条件付加を確実に行
うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の態様になる解析モデル生成装置
のシステム構成図。

【図２】上記解析モデル生成装置における動作を説明す
るフローチャート。

【図３】上記図２の形状変更の詳細を説明するフローチ
ャート。

【図４】上記解析モデル生成装置の動作における解析条
件要求画面の一例を示す図。

【図５】上記図４の解析条件要求画面におけるポップア
ップメニューの一例を示す図。

【図６】上記図５の解析条件要求画面のポップアップメ
ニューにおける拘束条件の入力を説明する図。

【図７】上記図５の解析条件要求画面のポップアップメ
ニューにおける荷重条件の入力を説明する図。

【図８】上記図５の解析条件要求画面のポップアップメ
ニューにおける接触条件の入力を説明する図。

【図９】上記図５の解析条件要求画面のポップアップメ
ニューにおけるユーザ入力を説明する図。

【図１０】本発明の他の実施の態様になる解析モデル生
成装置における動作を説明するフローチャート。

【図１１】上記他の実施の態様になる解析モデル生成装
置の削除面のハイライト動作を説明する説明図。

【図１２】上記図１１の削除面の解析条件要求画面の一
例を示す図。

【図１３】上記図１１に示す削除面の解析条件の種類の
ポップアップメニューの一例を示す図。

【図１４】上記図１１に示す削除面の解析条件の荷重条
件の入力の一例を示す図。

【図１５】上記と同様、図１１に示す削除面の解析条件
の荷重条件の圧力入力の一例を示す図。

【図１６】上記図１１に示す削除面の解析条件の荷重条
件生成の画面表示の一例を示す図。

【図１７】本発明のさらに他の実施の態様になる解析モ
デル生成装置における動作を説明するフローチャート。

【図１８】上記図１７の解析モデル生成装置における切
断円筒モデルの一例を示す図。

【図１９】上記図１８の円筒モデルの切断面の解析条件
要求画面の一例を示す図。

【図２０】上記図１８に示す切断面の解析条件の種類の
ポップアップメニューの一例を示す図。

【図２１】上記図１８に示す切断面解析条件の拘束条件
の入力の一例を示す図。

【図２２】上記図１８に示す切断面の解析条件の拘束条
件生成の画面表示の一例を示す図。

【図２３】本発明のさらに他の実施の態様になる解析モ
デル生成装置における動作を説明するフローチャート。

【図２４】上記図２３の解析モデル生成装置における接
合モデルの一例を示す図。

【図２５】上記図２４のモデルと他の部品が接合してい
る接合面の一例を示す図。

【図２６】上記図２４のモデルの接合面の解析条件要求
画面の一例を示す図。

【図２７】上記図２４に示す接合面の解析条件の種類の
ポップアップメニューの一例を示す図。

【図２８】上記図２４に示す接合面解析条件の接触条件
の入力の一例を示す図。

【図２９】上記図２４に示す接合面の解析条件の接触条
件生成の画面表示の一例を示す図。

【図３０】本発明のさらに他の実施の態様になる解析モ
デル生成装置における動作を説明するフローチャート。

【図３１】上記図３０の解析モデル生成装置における隣
接部品との接合モデルの一例を示す図。

【図３２】上記図３１の解析モデルにおける隣接部品と
の接合モデルの解析条件要求画面の一例を示す図。

【図３３】上記図３２に示す接合面の解析条件の種類の
ポップアップメニューの一例を示す図。

【図３４】上記図３３に示す解析条件の負荷条件の入力
の一例を示す図。

【図３５】上記図３４に示す接合面における負荷条件生
成の画面表示の一例を示す図。

【図３６】上記図３１の解析モデルにおける他の隣接部
品との接合モデルの解析条件要求画面の一例を示す図。

【図３７】上記図３６に示す接合面の解析条件の種類の
ポップアップメニューの一例を示す図。

【図３８】上記図３７に示す解析条件の拘束条件の入力
の一例を示す図。

【図３９】上記図３４に示す接合面における負荷条件の
生成と上記図３８に示す拘束条件の生成による画面表示
の一例を示す図。

【図４０】本発明のさらに他の実施の態様になる解析モ
デル生成装置における動作を説明するフローチャート。

【図４１】上記図４０の解析モデル生成装置における切
断円筒モデルの一例を示す図。

【図４２】上記図４０の解析モデル生成装置における切
断円筒モデルの拘束条件生成の一例を示す図。

【符号の説明】

１ 解析用プリプロセッサ ２ 形状入力部 ３ 解析条件入力部 ４ 有限要素モデル自動生成部 ５ データベース ６ 表示部 ７ 形状表示部 ８ 形状変更部 ９ 入力要求部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鶴来 昌樹 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 江澤 良孝 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 岡本 紀明 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 解析対象の形状と解析条件に基づいて自
   動的に解析を行うため、前記解析対象の形状と解析条件
   を入力して有限要素モデルを自動生成する解析モデル生
   成方法であって、入力した形状を画面に表示し、当該入
   力した形状に対して形状操作を行った際、当該形状操作
   により変更した部分に対する解析条件の入力要求を自動
   的に表示することを特徴とする解析モデル生成方法。
2. 【請求項２】 前記請求項１に記載した解析モデル生成
   方法において、前記解析条件の入力要求を表示する当該
   形状の形状操作により変更した部分をハイライト表示す
   ることを特徴とする解析モデル生成方法。
3. 【請求項３】 前記請求項１に記載した解析モデル生成
   方法において、前記形状操作は、画面に表示された複数
   の部品からなる形状に対して、解析対象となる部品に隣
   接する部分の削除を含み、前記解析対象となる部品と前
   記削除した部品とが接合していた接合面をハイライト表
   示し、当該接合面に関する解析条件を入力する解析条件
   入力要求画面を自動的に表示することを特徴とする解析
   モデル生成方法。
4. 【請求項４】 前記請求項１に記載した解析モデル生成
   方法において、前記形状操作は、画面に表示された形状
   に対して、当該形状を切断する切断操作を含み、当該切
   断面をハイライト表示し、当該切断面に関する解析条件
   を入力する解析条件入力要求画面を自動的に表示するこ
   とを特徴とする解析モデル生成方法。
5. 【請求項５】 前記請求項１に記載した解析モデル生成
   方法において、前記形状操作は、画面に表示された形状
   に対して、別の部品を前記形状に接合させる接合を含
   み、当該接合面をハイライト表示し、当該接合面に関す
   る解析条件を入力する解析条件入力要求画面を自動的に
   表示することを特徴とする解析モデル生成方法。
6. 【請求項６】 前記請求項１に記載した解析モデル生成
   方法において、前記形状操作は、画面に表示された複数
   の部品からなる形状に対して、解析対象となる部品を指
   示する操作を含み、当該指示部品と他の部品とが接合し
   ている接合面を順次ハイライト表示し、当該接合面に関
   する解析条件を入力する解析条件入力要求画面を自動的
   に表示することを特徴とする解析モデル生成方法。
7. 【請求項７】 前記請求項１に記載した解析モデル生成
   方法において、前記形状操作は、画面に表示された形状
   に対して、当該形状を切断する切断操作を含み、当該切
   断面をハイライト表示し、当該切断面の垂直方向に対し
   て拘束条件を自動生成する解析条件入力要求画面を自動
   的に表示することを特徴とする解析モデル生成方法。
8. 【請求項８】 解析対象の形状と解析条件を入力する手
   段と、前記入力手段により入力された解析対象の形状と
   解析条件に基づいて有限要素モデルを自動生成する処理
   手段と、前記入力手段により入力された解析対象の形状
   モデルを表示する表示手段とを備えた解析モデル生成装
   置において、前記処理手段は、前記解析対象の形状モデ
   ルに対して前記入力手段により形状操作が行われた場
   合、当該形状操作により変更した部分に対する解析条件
   の入力要求を自動的に前記表示手段上に表示するように
   構成されたことを特徴とする解析モデル生成装置。
9. 【請求項９】 前記請求項８に記載した解析モデル生成
   装置において、さらに、各種形状のデータを格納するデ
   ータベース部を備えていることを特徴とする解析モデル
   生成装置。
10. 【請求項１０】 前記請求項９に記載した解析モデル生
    成装置において、前記処理手段は、前記入力手段により
    入力された解析対象の形状に従って、前記データベース
    部内に格納した各種形状のデータに基づいて有限要素モ
    デルを自動生成する有限要素モデル自動生成部を備えて
    いることを特徴とする解析モデル生成装置。
11. 【請求項１１】 前記請求項１０に記載した解析モデル
    生成装置において、前記入力手段は、少なくとも、前記
    表示手段上に表示される画面の一部領域を選択的に指示
    するためのマウスを含んでいることを特徴とする解析モ
    デル生成装置。
12. 【請求項１２】 前記請求項８に記載した解析モデル生
    成装置において、前記処理手段は、前記形状操作に伴う
    変更部分を前記表示手段上に表示する形状変更部と、前
    記形状変更部における形状変更に応答して解析条件を入
    力する解析条件入力要求画面を自動的に表示する入力要
    求部とを備えていることを特徴とする解析モデル生成装
    置。
13. 【請求項１３】 前記請求項１２に記載した解析モデル
    生成装置において、前記入力要求部は、前記形状変更部
    における前記解析対象形状モデルの隣接部品の削除に応
    答して解析条件を入力する解析条件入力要求画面を自動
    的に表示するように構成されたことを特徴とする解析モ
    デル生成装置。
14. 【請求項１４】 前記請求項１２に記載した解析モデル
    生成装置において、前記入力要求部は、前記形状変更部
    における前記解析対象形状モデルの切断に応答して解析
    条件を入力する解析条件入力要求画面を自動的に表示す
    るように構成されたことを特徴とする解析モデル生成装
    置。
15. 【請求項１５】 前記請求項１２に記載した解析モデル
    生成装置において、前記入力要求部は、前記形状変更部
    における前記解析対象形状モデルの複数形状の接合に応
    答して解析条件を入力する解析条件入力要求画面を自動
    的に表示するように構成されたことを特徴とする解析モ
    デル生成装置。