JP2000113229A - 有限要素解析モデルの要素再分割方法 - Google Patents
有限要素解析モデルの要素再分割方法Info
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- JP2000113229A JP2000113229A JP10286438A JP28643898A JP2000113229A JP 2000113229 A JP2000113229 A JP 2000113229A JP 10286438 A JP10286438 A JP 10286438A JP 28643898 A JP28643898 A JP 28643898A JP 2000113229 A JP2000113229 A JP 2000113229A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 既存の有限要素解析モデルに新たに部材を追
加して要素の再分割を行うに際し、要素の大きさのばら
つきや歪みを防いで精度の高い解析結果を得るための要
素再分割方法を提案する。 【解決手段】 本方法においては、既存の解析モデルに
薄板状の部材を付加した場合の要素再分割に際し、前記
既存の解析モデルの、前記薄板状の部材を付加する表面
と、前記板状の部材との交線を求め、前記既存の解析モ
デル表面上の要素の内、前記交線と交差する要素を削除
し、次いで前記交線上に新たに節点を形成する。その後
前記交線と交差する要素の削除により生じたフリーエッ
ジに含まれる節点の内、前記交線近傍に存在する節点を
移動させて前記交線上に形成した節点と統合し、さらに
前記交線上の節点と、前記フリーエッジに含まれる節点
とから、新たな要素を形成し、前記フリーエッジに含ま
れる残りの節点より新たな要素形成する。
加して要素の再分割を行うに際し、要素の大きさのばら
つきや歪みを防いで精度の高い解析結果を得るための要
素再分割方法を提案する。 【解決手段】 本方法においては、既存の解析モデルに
薄板状の部材を付加した場合の要素再分割に際し、前記
既存の解析モデルの、前記薄板状の部材を付加する表面
と、前記板状の部材との交線を求め、前記既存の解析モ
デル表面上の要素の内、前記交線と交差する要素を削除
し、次いで前記交線上に新たに節点を形成する。その後
前記交線と交差する要素の削除により生じたフリーエッ
ジに含まれる節点の内、前記交線近傍に存在する節点を
移動させて前記交線上に形成した節点と統合し、さらに
前記交線上の節点と、前記フリーエッジに含まれる節点
とから、新たな要素を形成し、前記フリーエッジに含ま
れる残りの節点より新たな要素形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、有限要素法を用い
た解析に用いる解析モデルの作成方法、特に既存の解析
モデルに部材を追加した際の要素の再分割方法に関する
ものである。
た解析に用いる解析モデルの作成方法、特に既存の解析
モデルに部材を追加した際の要素の再分割方法に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】現在、車両、建築物などの設計・製作に
際し、予め電子計算機により強度計算や変形解析などの
シミュレーションを行い、その結果を基にした設計・製
作が広く行われている。
際し、予め電子計算機により強度計算や変形解析などの
シミュレーションを行い、その結果を基にした設計・製
作が広く行われている。
【０００３】こうしたシミュレーションには有限要素法
と呼ばれる解析手法が主に用いられており、この方法を
用いた解析を行うため、実際の車体や建築物などの形状
データから、多数の節点およびこれら節点を含む多数の
要素からなる解析モデルを作成する。
と呼ばれる解析手法が主に用いられており、この方法を
用いた解析を行うため、実際の車体や建築物などの形状
データから、多数の節点およびこれら節点を含む多数の
要素からなる解析モデルを作成する。
【０００４】この解析モデルの作成に際し、既に作成し
た解析モデルに部材を追加して、既存のモデルの変更・
修正や新たなモデルを作成することがある。例えば、既
存の解析モデルの表面にリブ等の部材を付加するような
場合である。
た解析モデルに部材を追加して、既存のモデルの変更・
修正や新たなモデルを作成することがある。例えば、既
存の解析モデルの表面にリブ等の部材を付加するような
場合である。
【０００５】この場合、既存の解析モデルの表面上の、
部材を付加する部分、すなわち既存のモデルと付加する
部材との交線上には、通常、既存の節点や要素が存在し
ないことが多い。そのため、作業者が手作業で新しい節
点および要素の追加や既存の要素の修正をしなければな
らず、その作業が煩わしい。
部材を付加する部分、すなわち既存のモデルと付加する
部材との交線上には、通常、既存の節点や要素が存在し
ないことが多い。そのため、作業者が手作業で新しい節
点および要素の追加や既存の要素の修正をしなければな
らず、その作業が煩わしい。
【０００６】この節点および要素の追加・修正を計算機
により自動的に行うことも可能であるが、この場合、前
記交線上に新たに複数の節点および要素を追加し、それ
に伴って既存の要素を再分割する必要があるため、要素
の大きさのばらつきや歪みが生じるおそれがある。例え
ば図11に示すように、既存のモデルＸにリブＹを付加し
た場合、要素の再分割によって、モデルＸ上にほぼ直線
に近い形状に歪んだ三角形要素（図中の円で囲んだ部分
の要素Ｅ）が発生してしまうことがある。このような要
素の発生は、解析結果の精度を低下させる等の原因とな
り、好ましくない。
により自動的に行うことも可能であるが、この場合、前
記交線上に新たに複数の節点および要素を追加し、それ
に伴って既存の要素を再分割する必要があるため、要素
の大きさのばらつきや歪みが生じるおそれがある。例え
ば図11に示すように、既存のモデルＸにリブＹを付加し
た場合、要素の再分割によって、モデルＸ上にほぼ直線
に近い形状に歪んだ三角形要素（図中の円で囲んだ部分
の要素Ｅ）が発生してしまうことがある。このような要
素の発生は、解析結果の精度を低下させる等の原因とな
り、好ましくない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した問
題点を解決し、既存の解析モデルに新たな部材を付加し
た場合に、要素の大きさのばらつきや歪み等を防ぐと共
に、自動的に要素の再分割を行うことができる方法を提
案するものである。
題点を解決し、既存の解析モデルに新たな部材を付加し
た場合に、要素の大きさのばらつきや歪み等を防ぐと共
に、自動的に要素の再分割を行うことができる方法を提
案するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】上
記の目的を達成するため、本発明は、有限要素法を用い
た電子計算機による解析に用いる、多数の節点およびこ
れら節点を三個以上含む多角形形状の要素を多数有する
有限要素解析用モデルの作成において、既存の解析モデ
ルに薄板状の部材を付加した場合の要素再分割に際し、
前記既存の解析モデルの、前記薄板状の部材を付加する
表面と、前記薄板状の部材との交線を求めるステップ
と、前記既存の解析モデル表面上の要素の内、前記交線
と交差する要素を削除するステップと、前記交線上に新
たに節点を形成するステップと、前記交線と交差する要
素の削除により生じたフリーエッジに含まれる節点の
内、前記交線近傍に存在する節点を移動させて前記交線
上に形成した節点と統合するステップと、前記交線上の
節点と、前記フリーエッジに含まれる節点とから、新た
な要素を形成するステップと、前記フリーエッジに含ま
れる残りの節点より新たな要素形成するステップと、を
具えることを特徴とする。
記の目的を達成するため、本発明は、有限要素法を用い
た電子計算機による解析に用いる、多数の節点およびこ
れら節点を三個以上含む多角形形状の要素を多数有する
有限要素解析用モデルの作成において、既存の解析モデ
ルに薄板状の部材を付加した場合の要素再分割に際し、
前記既存の解析モデルの、前記薄板状の部材を付加する
表面と、前記薄板状の部材との交線を求めるステップ
と、前記既存の解析モデル表面上の要素の内、前記交線
と交差する要素を削除するステップと、前記交線上に新
たに節点を形成するステップと、前記交線と交差する要
素の削除により生じたフリーエッジに含まれる節点の
内、前記交線近傍に存在する節点を移動させて前記交線
上に形成した節点と統合するステップと、前記交線上の
節点と、前記フリーエッジに含まれる節点とから、新た
な要素を形成するステップと、前記フリーエッジに含ま
れる残りの節点より新たな要素形成するステップと、を
具えることを特徴とする。
【０００９】本発明による要素再分割方法は、既存の有
限要素解析モデルの表面にリブ等の薄板状の部材、すな
わち厚さをほぼ０と近似できる部材を付加するに際し、
この薄板状の部材との交線上にある既存の解析モデル表
面上の要素を一度削除し、前記交線上に新たに節点を形
成し、この新たに形成した節点と、前記要素の削除によ
って生じたフリーエッジ、すなわち削除されずに残った
要素を構成する要素辺の内、ただ一つの要素のみに属
し、それ以外の他の要素に共有されていない要素辺に含
まれる節点とから新たに要素を作成するものである。特
に前記フリーエッジに含まれる節点の内、前記付加した
部材との交線近傍に存在するものを前記交線上に移動さ
せて、前記交線上に新たに形成した節点と統合する。
限要素解析モデルの表面にリブ等の薄板状の部材、すな
わち厚さをほぼ０と近似できる部材を付加するに際し、
この薄板状の部材との交線上にある既存の解析モデル表
面上の要素を一度削除し、前記交線上に新たに節点を形
成し、この新たに形成した節点と、前記要素の削除によ
って生じたフリーエッジ、すなわち削除されずに残った
要素を構成する要素辺の内、ただ一つの要素のみに属
し、それ以外の他の要素に共有されていない要素辺に含
まれる節点とから新たに要素を作成するものである。特
に前記フリーエッジに含まれる節点の内、前記付加した
部材との交線近傍に存在するものを前記交線上に移動さ
せて、前記交線上に新たに形成した節点と統合する。
【００１０】このようにすることによって、要素の大き
さのばらつきや歪みの発生を防いで既存の解析モデルへ
の新たな部材の追加と、これに伴う要素の再分割が可能
となり、精度の高い解析結果を得ることができる。ま
た、本方法による要素再分割は比較的短時間かつ自動的
に行うことができるので、従来の手作業による方法と比
較して、より効率的な作業を行うことができる。
さのばらつきや歪みの発生を防いで既存の解析モデルへ
の新たな部材の追加と、これに伴う要素の再分割が可能
となり、精度の高い解析結果を得ることができる。ま
た、本方法による要素再分割は比較的短時間かつ自動的
に行うことができるので、従来の手作業による方法と比
較して、より効率的な作業を行うことができる。
【００１１】また、本方法においては、前記交線上に新
たに形成する節点の間隔を、前記削除した要素の要素辺
の長さの平均値より求めても良い。それによって、新た
に作成する要素の大きさのばらつきや歪みを防ぐことが
可能となり、精度の高い解析結果を得ることができる。
たに形成する節点の間隔を、前記削除した要素の要素辺
の長さの平均値より求めても良い。それによって、新た
に作成する要素の大きさのばらつきや歪みを防ぐことが
可能となり、精度の高い解析結果を得ることができる。
【００１２】さらに、本方法においては、前記交線上に
移動させる前記フリーエッジに含まれる節点を、前記交
線上に形成した節点からの距離が最小のものから選んで
も良い。これによっても、新たに作成する要素の大きさ
のばらつきや歪みを防ぐことが可能となり、精度の高い
解析結果を得ることが可能である。
移動させる前記フリーエッジに含まれる節点を、前記交
線上に形成した節点からの距離が最小のものから選んで
も良い。これによっても、新たに作成する要素の大きさ
のばらつきや歪みを防ぐことが可能となり、精度の高い
解析結果を得ることが可能である。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
適な実施形態について説明する。なお、本方法は、基本
的に、既存の解析モデルの表面に薄板状の部材、すなわ
ち部材の縦横方向の大きさに比べて厚さが非常に薄く、
ほぼ０と近似できる部材を付加する場合に適用されるも
のであり、以下に示す例においても、既存のモデルに付
加する部材は、厚みをほぼ０と近似したものとなってい
る。また、本実施形態においては、有限要素解析モデル
は三角形要素からなるものとしている。
適な実施形態について説明する。なお、本方法は、基本
的に、既存の解析モデルの表面に薄板状の部材、すなわ
ち部材の縦横方向の大きさに比べて厚さが非常に薄く、
ほぼ０と近似できる部材を付加する場合に適用されるも
のであり、以下に示す例においても、既存のモデルに付
加する部材は、厚みをほぼ０と近似したものとなってい
る。また、本実施形態においては、有限要素解析モデル
は三角形要素からなるものとしている。
【００１４】図１は、本発明に係る方法による有限要素
解析モデルの要素再分割の手順を示すフローチャートで
ある。以下、本図を参照してその手順を説明する。
解析モデルの要素再分割の手順を示すフローチャートで
ある。以下、本図を参照してその手順を説明する。
【００１５】まず、ステップ11で、既存のモデルより、
部材を付加する面を選択し、その面に含まれる多数の節
点および要素からなるメッシュを基に、当該面を示す曲
面を求める。次いでステップ12で、前のステップ11で求
めた曲面上に、付加するリブ等の形状モデルを配置し、
両者の交線を求める。続くステップ13では、既存のモデ
ルの曲面上にある、ステップ12で求めた交線と交わる要
素を削除する。なお、その手順については後述する。そ
の後ステップ14で、前記交線上にＮ個の新たな節点を形
成する。ここで、新たに形成する節点の数Ｎは任意であ
り、その間隔は、前のステップ13で削除した要素を構成
していた要素辺の長さの平均値を基準とする。
部材を付加する面を選択し、その面に含まれる多数の節
点および要素からなるメッシュを基に、当該面を示す曲
面を求める。次いでステップ12で、前のステップ11で求
めた曲面上に、付加するリブ等の形状モデルを配置し、
両者の交線を求める。続くステップ13では、既存のモデ
ルの曲面上にある、ステップ12で求めた交線と交わる要
素を削除する。なお、その手順については後述する。そ
の後ステップ14で、前記交線上にＮ個の新たな節点を形
成する。ここで、新たに形成する節点の数Ｎは任意であ
り、その間隔は、前のステップ13で削除した要素を構成
していた要素辺の長さの平均値を基準とする。
【００１６】次にステップ15で、ステップ13で要素を削
除したことにより生じたフリーエッジ、すなわち解析モ
デル中の要素を構成する要素辺の内、ただ一つの要素の
みに属し、他の要素に共有されていない要素辺に含まれ
る節点を、後に詳細に説明する手順により、ステップ12
で求めた交線上に移動し、ステップ14で交線上に新たに
作成した節点と統合する。その後ステップ16で、前のス
テップ15での節点の移動により変形が生じた要素に対
し、アスペクト比（縦横比）、隣接する他の要素との大
きさの比較、歪み等の要素品質のチェックを行い、ステ
ップ17で問題が無いと判断した場合には次のステップ19
へ進む。これに対して問題が生じた場合、すなわち要素
に歪みが生じた等の場合には、ステップ18において、一
旦移動させた節点を元の位置に戻し、その後ステップ19
へ進む。
除したことにより生じたフリーエッジ、すなわち解析モ
デル中の要素を構成する要素辺の内、ただ一つの要素の
みに属し、他の要素に共有されていない要素辺に含まれ
る節点を、後に詳細に説明する手順により、ステップ12
で求めた交線上に移動し、ステップ14で交線上に新たに
作成した節点と統合する。その後ステップ16で、前のス
テップ15での節点の移動により変形が生じた要素に対
し、アスペクト比（縦横比）、隣接する他の要素との大
きさの比較、歪み等の要素品質のチェックを行い、ステ
ップ17で問題が無いと判断した場合には次のステップ19
へ進む。これに対して問題が生じた場合、すなわち要素
に歪みが生じた等の場合には、ステップ18において、一
旦移動させた節点を元の位置に戻し、その後ステップ19
へ進む。
【００１７】ステップ19では、先のステップ14で作成し
た交線上の節点の内２つと、フリーエッジに含まれる節
点の内、交線上の節点に最も近いものとを結び、新たに
要素を作成する。なお、その手順については後に詳述す
る。さらにステップ20では、フリーエッジに含まれる節
点の内、前のステップ19で作成した要素に含まれなかっ
た残りの節点より、３節点を通る円の直径が最小となる
組み合わせを求め、求めた３節点から１要素を作成する
ことにより、新たな要素を形成する。
た交線上の節点の内２つと、フリーエッジに含まれる節
点の内、交線上の節点に最も近いものとを結び、新たに
要素を作成する。なお、その手順については後に詳述す
る。さらにステップ20では、フリーエッジに含まれる節
点の内、前のステップ19で作成した要素に含まれなかっ
た残りの節点より、３節点を通る円の直径が最小となる
組み合わせを求め、求めた３節点から１要素を作成する
ことにより、新たな要素を形成する。
【００１８】その後ステップ21でフリーエッジが残って
いるか否かをチェックし、フリーエッジが残っていれ
ば、ステップ20に戻って要素を作成する。もしフリーエ
ッジが残っていなければ、ステップ22で、追加した部
材、すなわち先のステップ12で既存の解析モデル上に配
置したリブ等の形状モデルに対して要素分割を行い、処
理を終了する。
いるか否かをチェックし、フリーエッジが残っていれ
ば、ステップ20に戻って要素を作成する。もしフリーエ
ッジが残っていなければ、ステップ22で、追加した部
材、すなわち先のステップ12で既存の解析モデル上に配
置したリブ等の形状モデルに対して要素分割を行い、処
理を終了する。
【００１９】図２は、図１に示すフローチャートのステ
ップ13での処理の詳細を示すフローチャートである。以
下、その手順を説明する。
ップ13での処理の詳細を示すフローチャートである。以
下、その手順を説明する。
【００２０】まず、ステップ31で、近似曲面、すなわち
図１のステップ11で求めた、既存のモデル中の、新たに
部材を付加する面を近似的に表す曲面を構成する要素の
中から一つの要素を選び、その法線方向（法線ベクト
ル）を求める。続くステップ32で、交線、すなわち図１
のステップ12で求めた、付加する部材と既存のモデルと
の交わる線を、前のステップ31で求めた、現在着目して
いる（ステップ31で選択した）要素の法線方向に移動さ
せ、それによって追加部材面を作成する。
図１のステップ11で求めた、既存のモデル中の、新たに
部材を付加する面を近似的に表す曲面を構成する要素の
中から一つの要素を選び、その法線方向（法線ベクト
ル）を求める。続くステップ32で、交線、すなわち図１
のステップ12で求めた、付加する部材と既存のモデルと
の交わる線を、前のステップ31で求めた、現在着目して
いる（ステップ31で選択した）要素の法線方向に移動さ
せ、それによって追加部材面を作成する。
【００２１】次にステップ33で、ステップ31で選択した
要素に含まれる節点の内、前のステップ32で求めた追加
部材面の表と裏にそれぞれ存在するものがあるか否か、
すなわち、選択した要素が追加部材面と交差するか否か
を判断する。ここで、追加部材面の表裏の両側に節点が
存在しなかった場合、選択した要素は追加部材面と交差
していないものと判断し、ステップ31へ戻って再度要素
の選択を行い、さらにステップ32の処理を行う。一方、
追加部材面の表裏の両側に節点が存在した場合、選択し
た要素は追加部材面と交差しているものと判断し、次の
ステップ34で、当該要素の要素番号を記録する。
要素に含まれる節点の内、前のステップ32で求めた追加
部材面の表と裏にそれぞれ存在するものがあるか否か、
すなわち、選択した要素が追加部材面と交差するか否か
を判断する。ここで、追加部材面の表裏の両側に節点が
存在しなかった場合、選択した要素は追加部材面と交差
していないものと判断し、ステップ31へ戻って再度要素
の選択を行い、さらにステップ32の処理を行う。一方、
追加部材面の表裏の両側に節点が存在した場合、選択し
た要素は追加部材面と交差しているものと判断し、次の
ステップ34で、当該要素の要素番号を記録する。
【００２２】続くステップ35では、近似曲面を構成する
全ての要素について、前のステップ34までの評価（処
理）を行ったか否かを調べ、評価していない要素があれ
ば、ステップ31に戻り、再度ステップ31〜34までの処理
を行う。一方、全ての要素について評価を行っていれ
ば、次のステップ36へ進む。ステップ36では、先のステ
ップ34で記録した要素の中に、前に記録した他の要素と
共有する節点があるか否かを判断する。これは、前記交
線は連続したものであって、これと交わる要素も連続し
ている必要があり、そのため交線と交わる他の要素と連
続していない要素を対象から外す必要があるからであ
る。もしステップ36で、現在参照している要素（ステッ
プ34で記録した要素）が前に記録した他の要素と節点を
共有していないと判断した場合、当該要素を、記録の中
から削除する。一方、現在参照している要素が、前に記
録した他の要素と節点を共有していると判断した場合
は、次のステップ38へ進む。
全ての要素について、前のステップ34までの評価（処
理）を行ったか否かを調べ、評価していない要素があれ
ば、ステップ31に戻り、再度ステップ31〜34までの処理
を行う。一方、全ての要素について評価を行っていれ
ば、次のステップ36へ進む。ステップ36では、先のステ
ップ34で記録した要素の中に、前に記録した他の要素と
共有する節点があるか否かを判断する。これは、前記交
線は連続したものであって、これと交わる要素も連続し
ている必要があり、そのため交線と交わる他の要素と連
続していない要素を対象から外す必要があるからであ
る。もしステップ36で、現在参照している要素（ステッ
プ34で記録した要素）が前に記録した他の要素と節点を
共有していないと判断した場合、当該要素を、記録の中
から削除する。一方、現在参照している要素が、前に記
録した他の要素と節点を共有していると判断した場合
は、次のステップ38へ進む。
【００２３】ステップ38では、ステップ36〜37までの評
価（処理）を、先のステップ34で記録した全ての要素に
ついて行ったか否かの判断を行い、まだ評価していない
要素があれば、ステップ36へ戻る。もし記録した全ての
要素を評価していれば、ステップ39へ進み、記録した要
素全てを解析モデルから削除し、処理を終了する。
価（処理）を、先のステップ34で記録した全ての要素に
ついて行ったか否かの判断を行い、まだ評価していない
要素があれば、ステップ36へ戻る。もし記録した全ての
要素を評価していれば、ステップ39へ進み、記録した要
素全てを解析モデルから削除し、処理を終了する。
【００２４】図３は、図１に示すフローチャートのステ
ップ15での処理の詳細を示すフローチャートである。以
下、その手順を説明する。
ップ15での処理の詳細を示すフローチャートである。以
下、その手順を説明する。
【００２５】まず、ステップ41で、図１のステップ14で
交線上に新たに設けたＮ個の節点の内から任意の１節点
を選択する。続くステップ42で、前のステップ41で選択
した節点と、図１のステップ13での要素の削除によって
生じたフリーエッジ上の全ての節点との距離を求める。
その後ステップ43で、前のステップ42で求めた節点間の
距離が最小のものであるか否かを調べ、距離が最小であ
れば、ステップ44へ進み、最小のものでなければステッ
プ42へ戻る。
交線上に新たに設けたＮ個の節点の内から任意の１節点
を選択する。続くステップ42で、前のステップ41で選択
した節点と、図１のステップ13での要素の削除によって
生じたフリーエッジ上の全ての節点との距離を求める。
その後ステップ43で、前のステップ42で求めた節点間の
距離が最小のものであるか否かを調べ、距離が最小であ
れば、ステップ44へ進み、最小のものでなければステッ
プ42へ戻る。
【００２６】ステップ44では、前のステップ43で、交線
上の節点との間の距離が最小であると判断されたフリー
エッジ上の節点の座標値を、交線上の節点の座標値と同
一のものとする、すなわち、フリーエッジ上の当該節点
と、交線上の節点とを統合する。その後ステップ45で交
線上の節点を消去し、処理を終了する。
上の節点との間の距離が最小であると判断されたフリー
エッジ上の節点の座標値を、交線上の節点の座標値と同
一のものとする、すなわち、フリーエッジ上の当該節点
と、交線上の節点とを統合する。その後ステップ45で交
線上の節点を消去し、処理を終了する。
【００２７】図４は、図１に示すフローチャートのステ
ップ19での処理の詳細を示すフローチャートである。以
下、その手順を説明する。
ップ19での処理の詳細を示すフローチャートである。以
下、その手順を説明する。
【００２８】まず、ステップ51で、交線上の節点（Ｎ
個）の内、隣接する二つの節点を選択する。続くステッ
プ52で、フリーエッジ上の節点を任意に選択する。次に
ステップ53で、ステップ51で選択した交線上の２節点
と、ステップ52で選択したフリーエッジ上の節点とのそ
れぞれの距離を求め、さらにその和（距離の合計）を求
める。その後ステップ54で、フリーエッジ上の全ての節
点に対して距離を求めたか否かの判断を行い、距離を求
めていない節点があれば、ステップ52へ戻り、フリーエ
ッジ上の全ての節点についてステップ52〜53の処理を行
う。フリーエッジ上の全ての節点について距離を求めた
ら、ステップ55へ進む。
個）の内、隣接する二つの節点を選択する。続くステッ
プ52で、フリーエッジ上の節点を任意に選択する。次に
ステップ53で、ステップ51で選択した交線上の２節点
と、ステップ52で選択したフリーエッジ上の節点とのそ
れぞれの距離を求め、さらにその和（距離の合計）を求
める。その後ステップ54で、フリーエッジ上の全ての節
点に対して距離を求めたか否かの判断を行い、距離を求
めていない節点があれば、ステップ52へ戻り、フリーエ
ッジ上の全ての節点についてステップ52〜53の処理を行
う。フリーエッジ上の全ての節点について距離を求めた
ら、ステップ55へ進む。
【００２９】ステップ55では、前のステップ54までに求
めた節点間の距離の内、最小となるものを求め、該当す
るフリーエッジ上の節点を選択する。続いてステップ56
で、交線上の２節点と、フリーエッジ上の節点とを結
び、新しい要素を作成し、処理を終了する。
めた節点間の距離の内、最小となるものを求め、該当す
るフリーエッジ上の節点を選択する。続いてステップ56
で、交線上の２節点と、フリーエッジ上の節点とを結
び、新しい要素を作成し、処理を終了する。
【００３０】図５〜図10は、上述した処理手順により、
既存の解析モデルに新たに面状の部材を追加する手順を
図示したものである。以下、これについて説明する。な
お、図示の例においても、解析モデルは三角形要素によ
り構成され、また既存のモデルに付加する部材も、その
厚みをほぼ０と近似したものとなっている。
既存の解析モデルに新たに面状の部材を追加する手順を
図示したものである。以下、これについて説明する。な
お、図示の例においても、解析モデルは三角形要素によ
り構成され、また既存のモデルに付加する部材も、その
厚みをほぼ０と近似したものとなっている。
【００３１】図５は、既存のモデルＡ上に追加のモデル
（リブ）Ｂを、所望の位置に配置する状態を示すもので
ある。この後、モデルＡとリブＢとの交線を求めること
となる（図１のステップ12）。次に図６は、交線（符号
Ｌで示す）と交差するモデルＡ上の要素を削除し、さら
に交線Ｌ上に新たに節点（図では５個）を設けた状態を
示すものである。なお、図６では、要素の削除により生
じたフリーエッジ上の節点（Ｐ1 〜Ｐ3 を明示してい
る。これら節点は、後に交線Ｌ上の節点と統合するもの
である。
（リブ）Ｂを、所望の位置に配置する状態を示すもので
ある。この後、モデルＡとリブＢとの交線を求めること
となる（図１のステップ12）。次に図６は、交線（符号
Ｌで示す）と交差するモデルＡ上の要素を削除し、さら
に交線Ｌ上に新たに節点（図では５個）を設けた状態を
示すものである。なお、図６では、要素の削除により生
じたフリーエッジ上の節点（Ｐ1 〜Ｐ3 を明示してい
る。これら節点は、後に交線Ｌ上の節点と統合するもの
である。
【００３２】図７は、交線Ｌ上の節点と、フリーエッジ
上の節点とを統合し、新たに要素を作成した状態を示す
ものである。図では、交線Ｌ上の節点Ｎ2 とフリーエッ
ジ上の節点Ｐ1 、Ｎ4 とＰ2 およびＮ5 とＰ3 （Ｐ1 〜
Ｐ3 は図６参照）をそれぞれ統合している。
上の節点とを統合し、新たに要素を作成した状態を示す
ものである。図では、交線Ｌ上の節点Ｎ2 とフリーエッ
ジ上の節点Ｐ1 、Ｎ4 とＰ2 およびＮ5 とＰ3 （Ｐ1 〜
Ｐ3 は図６参照）をそれぞれ統合している。
【００３３】図８〜図９は、交線Ｌ上の節点と、フリー
エッジ上の節点より新しく要素を作成する過程を示すも
のである。図からも明らかなように、本発明に係る方法
によれば、形状モデルの追加に伴う新たな要素分割にお
いて、例えば図11に示すような、要素の大きさのばらつ
きや歪みを防止することが可能となる。さらに図10は、
リブＢについても要素分割を行った後の新しいモデルを
示すものである。
エッジ上の節点より新しく要素を作成する過程を示すも
のである。図からも明らかなように、本発明に係る方法
によれば、形状モデルの追加に伴う新たな要素分割にお
いて、例えば図11に示すような、要素の大きさのばらつ
きや歪みを防止することが可能となる。さらに図10は、
リブＢについても要素分割を行った後の新しいモデルを
示すものである。
【００３４】以上、上述したように、本発明による方法
によれば、既存のモデルに新たな部材を追加する際の要
素再分割において、要素の大きさのばらつきや歪んだ要
素の発生を防ぐことができ、精度の高い解析結果を得る
ことが可能となる。
によれば、既存のモデルに新たな部材を追加する際の要
素再分割において、要素の大きさのばらつきや歪んだ要
素の発生を防ぐことができ、精度の高い解析結果を得る
ことが可能となる。
【００３５】また、本方法によれば、部材の追加に伴う
要素の再分割を、追加の部材を既存のモデル上に配置し
た後、自動的に行うことができるため、作業の効率化を
図ることができる。
要素の再分割を、追加の部材を既存のモデル上に配置し
た後、自動的に行うことができるため、作業の効率化を
図ることができる。
【００３６】なお、前述した例では三角形要素からなる
解析モデルを用いて説明したが、本発明はこれに限定さ
れるものではなく、例えば追加する部材が面状（薄板
状）のものであれば、既存のモデルを構成する要素およ
び、追加する部材を要素分割する際の要素が矩形等であ
っても良い。
解析モデルを用いて説明したが、本発明はこれに限定さ
れるものではなく、例えば追加する部材が面状（薄板
状）のものであれば、既存のモデルを構成する要素およ
び、追加する部材を要素分割する際の要素が矩形等であ
っても良い。
【図１】本発明に係る方法による要素追加手順を示すフ
ローチャートである。
ローチャートである。
【図２】既存のモデル中の、交線と交差する要素を削除
する手順を示すフローチャートである。
する手順を示すフローチャートである。
【図３】既存のモデル中の節点を、モデルと追加部材と
の交線上に移動する手順を示すフローチャートである。
の交線上に移動する手順を示すフローチャートである。
【図４】交線上の隣接する２節点とフリーエッジ上の節
点とから新たに要素を作成する手順を示すフローチャー
トである。
点とから新たに要素を作成する手順を示すフローチャー
トである。
【図５】既存の解析モデルＡ上に、追加のリブＢを配置
した状態を示す図である。
した状態を示す図である。
【図６】追加のリブＢより作成した交線Ｌと交差するモ
デルＡ上の要素を削除した状態を示す図である。
デルＡ上の要素を削除した状態を示す図である。
【図７】モデルＡ中のフリーエッジに含まれる節点を交
線Ｌ上に移動した状態を示す図である。
線Ｌ上に移動した状態を示す図である。
【図８】交線Ｌ上の節点と、フリーエッジ中の節点とか
ら新規に要素を作成した状態を示す図である。
ら新規に要素を作成した状態を示す図である。
【図９】モデルＡの要素再分割が終了した状態を示す図
である。
である。
【図１０】本発明に係る方法により、既存のモデルにリ
ブを付加して作成した解析モデルを示す図である。
ブを付加して作成した解析モデルを示す図である。
【図１１】従来の方法で既存のモデルにリブを付加した
場合を示す図である。
場合を示す図である。
Ａ，Ｘ 既存の解析モデル Ｂ，Ｙ 追加のリブ Ｅ 形状の歪んだ要素 Ｎ モデルＡとＢとの交線上に設けた節点 Ｐ モデルＡ中のフリーエッジ上の節点
Claims (3)
- 【請求項１】 有限要素法を用いた電子計算機による解
析に用いる、多数の節点およびこれら節点を三個以上含
む多角形形状の要素を多数有する有限要素解析用モデル
の作成において、既存の解析モデルに薄板状の部材を付
加した場合の要素再分割に際し、 前記既存の解析モデルの、前記薄板状の部材を付加する
表面と、前記薄板状の部材との交線を求めるステップ
と、 前記既存の解析モデル表面上の要素の内、前記交線と交
差する要素を削除するステップと、 前記交線上に新たに節点を形成するステップと、 前記交線と交差する要素の削除により生じたフリーエッ
ジに含まれる節点の内、前記交線近傍に存在する節点を
移動させて前記交線上に形成した節点と統合するステッ
プと、 前記交線上の節点と、前記フリーエッジに含まれる節点
とから、新たな要素を形成するステップと、 前記フリーエッジに含まれる残りの節点より新たな要素
形成するステップと、を具えることを特徴とする、有限
要素解析モデルの要素再分割方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の方法において、 前記交線上に新たに形成する節点の間隔を、前記削除し
た要素の要素辺の長さの平均値より求めることを特徴と
する、有限要素解析モデルの要素再分割方法。 - 【請求項３】 請求項１記載の方法において、 前記交線上に移動させる前記フリーエッジに含まれる節
点を、前記交線上に形成した節点からの距離が最小のも
のから選ぶことを特徴とする、有限要素解析モデルの要
素再分割方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10286438A JP2000113229A (ja) | 1998-10-08 | 1998-10-08 | 有限要素解析モデルの要素再分割方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10286438A JP2000113229A (ja) | 1998-10-08 | 1998-10-08 | 有限要素解析モデルの要素再分割方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000113229A true JP2000113229A (ja) | 2000-04-21 |
Family
ID=17704398
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10286438A Withdrawn JP2000113229A (ja) | 1998-10-08 | 1998-10-08 | 有限要素解析モデルの要素再分割方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000113229A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003108611A (ja) * | 2001-09-26 | 2003-04-11 | Mazda Motor Corp | 構造体形状のモーフィング方法及びそのコンピュータ・プログラム、並びにコンピュータ読み取り可能な記憶媒体 |
| JP2003108612A (ja) * | 2001-09-26 | 2003-04-11 | Mazda Motor Corp | 構造体形状のモーフィング方法及びそのコンピュータ・プログラム、並びにコンピュータ読み取り可能な記憶媒体 |
| JP2003108610A (ja) * | 2001-09-26 | 2003-04-11 | Mazda Motor Corp | 構造体形状のモーフィング方法及びそのコンピュータ・プログラム、並びにコンピュータ読み取り可能な記憶媒体 |
| JP2003108609A (ja) * | 2001-09-26 | 2003-04-11 | Mazda Motor Corp | 構造体形状のモーフィング方法及びそのコンピュータ・プログラム、並びにコンピュータ読み取り可能な記憶媒体 |
| JP2007272704A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Hokkaido Univ | アセンブリメッシュモデル生成方法及びシステム |
| JP2008146399A (ja) * | 2006-12-11 | 2008-06-26 | Hitachi Ltd | モデル作成装置、モデル作成方法、およびモデル作成プログラム |
-
1998
- 1998-10-08 JP JP10286438A patent/JP2000113229A/ja not_active Withdrawn
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003108611A (ja) * | 2001-09-26 | 2003-04-11 | Mazda Motor Corp | 構造体形状のモーフィング方法及びそのコンピュータ・プログラム、並びにコンピュータ読み取り可能な記憶媒体 |
| JP2003108612A (ja) * | 2001-09-26 | 2003-04-11 | Mazda Motor Corp | 構造体形状のモーフィング方法及びそのコンピュータ・プログラム、並びにコンピュータ読み取り可能な記憶媒体 |
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| JP4691863B2 (ja) * | 2001-09-26 | 2011-06-01 | マツダ株式会社 | 構造体形状のモーフィング方法及びそのコンピュータ・プログラム、並びにコンピュータ読み取り可能な記憶媒体 |
| JP2007272704A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Hokkaido Univ | アセンブリメッシュモデル生成方法及びシステム |
| JP4701119B2 (ja) * | 2006-03-31 | 2011-06-15 | 国立大学法人北海道大学 | アセンブリメッシュモデル生成方法及びシステム |
| JP2008146399A (ja) * | 2006-12-11 | 2008-06-26 | Hitachi Ltd | モデル作成装置、モデル作成方法、およびモデル作成プログラム |
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