JP2000215218A - Vibration analysis aiding system - Google Patents

Vibration analysis aiding system

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JP2000215218A
JP2000215218A JP11013259A JP1325999A JP2000215218A JP 2000215218 A JP2000215218 A JP 2000215218A JP 11013259 A JP11013259 A JP 11013259A JP 1325999 A JP1325999 A JP 1325999A JP 2000215218 A JP2000215218 A JP 2000215218A
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Japan
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analysis
dimensional
information
vibration
analysis model
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JP11013259A
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Japanese (ja)
Inventor
Taisuke Kamimura
泰介 上村
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a system capable of efficiently leading out optimum design information capable of realizing objective seismic resistance in the case of analyzing the vibration of an installed structure such as an installed instrument rack. SOLUTION: The system provided with a data base related to the characteristics of members to be used defines an analytical model in a two- dimensional(2D) model obtained by dividing a structure by plural cross-sections by using a GUI function, transfers the defined model to a vibration analytical system 2 and receives an analytical result from the system 2. The system selects an optimum member to be used by automatically transmitting/receiving information to/from the system 2 by utilizing the data base. The system can easily prepare also a drawing of a real shape by automatically transferring the obtained optimum design information to a three-dimensional(3D) CAD system.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、構造物の製造・設
計にあたり振動解析システムと情報を受渡して作業の効
率化を図る振動解析支援システムに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vibration analysis support system for transferring information to a vibration analysis system in manufacturing and designing a structure to improve work efficiency.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、プラント内に設置される計器
盤や計装ラックなど、高さや幅に比較して奥行きが浅い
据置型の構造物として、たとえばアングル(L形材)や
チャンネル(みぞ形材)あるいはボックス(箱形材)な
どの直線状の構造用部材の複数本を組合わせてなる枠組
に、剛体要素となる各種計器類および板状部材としての
上面板や側面板などの板状部材を必要に応じて取付け、
それらの取付け部分や設置面へ固定箇所をボルトなどの
結合用部材により結合した構成のものが知られている。
通常、その製造にあたっては、取付けるべき計器類の種
類や数、取付け位置、枠組部分の外形状などがさまざま
であるため、客先要求にそってその都度、構造用部材や
結合用部材の種類や規格を選定し詳細な設計を行なった
のち、各部材の組立て、および客先への製品の納入を行
なっている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a stationary structure such as an instrument panel or an instrumentation rack installed in a plant, the depth of which is smaller than the height or width, for example, an angle (L-shaped member) or a channel (groove). A frame composed of a plurality of linear structural members such as shaped members) or boxes (box-shaped members), various instruments serving as rigid elements, and plates such as top plates and side plates serving as plate members Attach the shape member as needed,
There is known a configuration in which a fixing portion is connected to a mounting portion or an installation surface thereof by a connecting member such as a bolt.
Usually, in the manufacturing process, the type and number of instruments to be installed, the mounting position, the outer shape of the frame, etc. are various. After selecting a standard and performing a detailed design, we assemble each member and deliver the product to the customer.

【0003】このような構造物のなかでも、たとえば原
子力プラントで使用される放射線監視盤、核計装盤、プ
ロセス計装制御盤などの制御盤、あるいは計装ラックな
どに対しては、とくに厳しく万全の耐震性が要求される
ため、通常、納入に先立つ工場出荷時には打振試験を施
してその固有振動数値を測定し、耐震性を確認すること
が行なわれている。この打振試験により製品の耐震性が
客先要求を満たしていないことが判明した場合には、あ
らためて使用部材の変更など、設計の見直しや変更およ
び製造やり直しなどが必要になってしまう。
Among such structures, for example, control panels such as a radiation monitoring panel, a nuclear instrumentation panel, a process instrumentation control panel, or an instrumentation rack used in a nuclear power plant, or an instrumentation rack are particularly strictly thorough. Because of the demand for seismic resistance, the factory is usually subjected to a vibration test at the time of factory shipment prior to delivery, and its natural vibration value is measured to confirm the seismic resistance. If it is found from the vibration test that the seismic resistance of the product does not satisfy the customer's requirements, it is necessary to review and change the design, such as a change in the member used, and to restart the production.

【0004】そこで、このような作業と時間の無駄をな
くし効率化を図るため、まず製造前の設計段階において
構造物に対し設計情報に基づいて有限要素モデルを構築
し、それを用いて最適な構造用部材と結合用部材の選定
と振動解析(固有振動数解析、周波数応答解析、時刻歴
応答解析、静解析など)を行なって、その固有振動数値
を予測するようになってきている。さらには、このよう
にして耐震性を予め確認したのち、その解析によって得
られた設計情報を、手作業により三次元CAD(Compute
r Aided Design)システムに入力して三次元実設計モデ
ルを作成し、しかるのち実際の製造段階に入るなどの手
段がとられている。
Therefore, in order to eliminate such waste of work and time and to improve efficiency, a finite element model is first constructed for a structure based on design information in a design stage before manufacturing, and an optimal finite element model is constructed using the model. The selection of structural members and coupling members and vibration analysis (natural frequency analysis, frequency response analysis, time history response analysis, static analysis, etc.) have been performed, and the natural vibration numerical values have been predicted. Furthermore, after confirming the earthquake resistance in advance in this way, the design information obtained by the analysis is manually applied to the three-dimensional CAD (Compute
(r Aided Design) system to create a three-dimensional real design model and then enter the actual manufacturing stage.

【0005】このように、設計段階において行う振動解
析のためには、前もって有限要素モデルの構築と、目標
とする耐震性の実現に向けて最適な使用部材の選定とい
う作業が、その都度必要となる。従来より、それらの作
業は個々の構造物毎に計算機への手作業によるデータ入
力によってなされている。これらの入力作業の具体的な
内容について、上記した盤やラックなどの据置型の構造
物を例にとり以下に説明する。
As described above, for the vibration analysis performed in the design stage, it is necessary to construct a finite element model in advance and to select an optimum use member for realizing the target earthquake resistance. Become. Conventionally, these operations are performed by manual data input to a computer for each individual structure. The specific contents of these input operations will be described below by taking the stationary type structure such as the above-mentioned board or rack as an example.

【0006】すなわち制御盤や計装ラックのような構造
物は、剛体要素であるさまざまな計器類が、構造用部材
からなる枠組にさまざまな配置で取付けられた構造を有
しており、通常、設置にあたっては構造物本体の底面や
背面がプラントの床面や壁面に結合用部材により固定さ
れて設置される。この固定の仕方もさまざまである。こ
のように構成要素の数も大きさも配置も多種多様な構造
物の一つ一つに関して、実形状モデルの有限要素分割を
行なうことは非常に困難である。
That is, a structure such as a control panel or an instrumentation rack has a structure in which various instruments as rigid elements are mounted in various arrangements on a framework made of structural members. In the installation, the bottom surface and the back surface of the structure main body are fixed to the floor surface or the wall surface of the plant with a connecting member. There are various ways of fixing. As described above, it is very difficult to divide a real shape model into finite elements for each of various structures having various numbers, sizes, and arrangements of constituent elements.

【0007】そこで、この制御盤や計装ラックのような
構造物(以下単に構造物と記す)の場合に、枠組を構成
するアングルなどの構造用部材の1本を1本のビーム
(棒)で模擬するとともに、結合用部材であるボルトを
バネで模擬し、そのビームに材料特性(断面形状、断面
2次モーメント、せん断定数など)をもたせ、このビー
ムをある間隔で分割(節点を設定する)して有限要素モ
デルを構築することが行われている。
Therefore, in the case of a structure (hereinafter simply referred to as a structure) such as the control panel or the instrumentation rack, one of the structural members such as an angle constituting the framework is replaced with one beam (rod). In addition to simulating with the above, a bolt as a coupling member is simulated with a spring, the beam is given material properties (cross-sectional shape, second moment of area, shear constant, etc.), and the beam is divided at certain intervals (nodes are set). ) To build a finite element model.

【0008】具体的な構築の手順としては、まずアング
ルなどの構造用部材、計器類、計器類を取付ける板状部
材、それらの接続手段であるボルト類などの使用する各
部材類をモデル化する必要がある。モデル化にあたって
は、構造用部材の断面特性データや材料特性データ、板
状部材の板厚データ、計器データ(取付ける各計器毎
の、高さ、幅、奥行き、重心位置、重量、ボルト固定位
置など)、およびボルトを模擬するバネのバネ特性デー
タ(各ボルト毎のバネ定数。並進バネ定数3個と回転バ
ネ定数3個)を、パラメータとして予め設定する。その
後、以下(a)〜(d)の手順で手作業により個々の入
力が行われ、有限要素モデルが構築される。
[0008] As a concrete construction procedure, first, each member to be used such as a structural member such as an angle, an instrument, a plate-like member for attaching the instrument, and bolts as connecting means thereof are modeled. There is a need. In modeling, cross-sectional property data and material property data of structural members, thickness data of plate members, instrument data (height, width, depth, center of gravity position, weight, bolt fixing position, etc. for each instrument to be attached) ) And spring characteristic data of a spring simulating a bolt (spring constant for each bolt; three translation spring constants and three rotation spring constants) are preset as parameters. Thereafter, individual inputs are manually performed in the following procedures (a) to (d), and a finite element model is constructed.

【0009】(a)本体の枠組となる構造用部材の設定 構造用部材の結合するポイント(節点)を三次元空間座
標に対して直接作成し、節点と節点の間に構造用部材を
設定する。設定された構造用部材の各々に対して、その
断面形状、材質、材料特性などを定義する。構造用部材
が不等辺アングルのように断面形状に方向性があるよう
な場合には、据付ける際の据え向き角度を数値で表して
区別する。
(A) Setting of a structural member to be a framework of the main body A point (node) to be connected to the structural member is directly created in three-dimensional space coordinates, and the structural member is set between the nodes. . For each of the set structural members, the cross-sectional shape, material, material properties, and the like are defined. In the case where the structural member has directionality in the cross-sectional shape such as a non-equilateral angle, the installation orientation angle at the time of installation is represented by a numerical value to be distinguished.

【0010】(b)本体に取付けられる板状部材の設定 構造用部材上に板状部材が取付けられる場合には、その
取付け位置に節点を作成し、その節点に板状部材の材質
や板厚を定義する。
(B) Setting of a plate-shaped member to be attached to the main body When a plate-shaped member is mounted on a structural member, a node is created at the mounting position, and the material and thickness of the plate-shaped member are set at the node. Is defined.

【0011】(c)本体に取付けられる計器の設定 取付けられる個々の計器に対して、その寸法の剛体要素
を作成した上で、その剛体要素に重心位置、総重量、構
造用部材への計器固定用ボルトを模擬するバネのバネ要
素、設置位置(三次元)を定義する。
(C) Setting of an instrument to be attached to the main body For each instrument to be attached, a rigid element having the dimensions is created, and then the center of gravity, the total weight, and the instrument are fixed to the structural element. Defines spring elements and installation positions (three-dimensional) of springs that simulate bolts for use.

【0012】(d)本体を床または壁に固定するための
条件設定 構造用部材上で本体固定用ボルトが設置される位置に節
点を作成し、その節点に本体固定用ボルトを模擬するバ
ネのバネ要素を定義する。
(D) Setting conditions for fixing the main body to the floor or wall A node is created at a position where the main body fixing bolt is installed on the structural member, and a spring for simulating the main body fixing bolt is formed at the node. Define the spring element.

【0013】このような上記(a)〜(d)の手順で有
限要素モデルは構築され、最適な使用部材は以下の手順
(e)で選定される。
A finite element model is constructed according to the above procedures (a) to (d), and an optimum member to be used is selected in the following procedure (e).

【0014】(e)最適使用部材の選定 まず最初に、目標とする固有振動数値に対して適当と思
われる規格や材質の部材を仮に選択し、その部材に関し
て、上記(a)〜(d)に示された設定を手作業により
実施して有限要素モデルを作成し、その上で固有振動数
解析を実行する。そして、この解析結果と、目標とする
固有振動数との間に差がある場合は、次善と思われる部
材を選定して、再び上記(a)〜(d)に示された設定
を手作業により実施して次の有限要素モデル作成し、そ
の上で固有振動数解析を実行し、再度目標値との比較検
討を行う。そして、目標とする固有振動数値に十分に近
い解析結果が得られるまで、この一連の作業を繰り返し
実行することによってはじめて最適な使用部材が選定さ
れる。
(E) Selection of Optimum Member for Use First, a member of a standard or a material which is considered appropriate for a target natural vibration value is temporarily selected, and the above members (a) to (d) are selected. The setting shown in (1) is performed manually to create a finite element model, and then a natural frequency analysis is performed. When there is a difference between the analysis result and the target natural frequency, a member considered to be the next best is selected, and the settings shown in (a) to (d) are manually performed again. The following finite element model is created by performing the work, and a natural frequency analysis is performed on the model, and a comparison with the target value is performed again. Until an analysis result sufficiently close to the target natural vibration numerical value is obtained, an optimal member to be used is selected only by repeatedly performing this series of operations.

【0015】上記手順(a)〜(e)により有限要素モ
デルの構築および使用部材の最適化が完了した後、以下
の手順(f)により三次元実設計モデル(三次元CAD
モデル)が作成される。
After the construction of the finite element model and the optimization of the members to be used are completed by the above procedures (a) to (e), a three-dimensional actual design model (three-dimensional CAD) is produced by the following procedure (f).
Model) is created.

【0016】(f)三次元実形状モデルの作成 有限要素モデルを構築して行なわれる振動解析で得られ
た最適設計情報(設計寸法、構造用部材形状、計器配置
位置、固定位置など)を、手作業によって三次元CAD
システムに入力して三次元部品図を各々作成し、それら
を組立て(アセンブリ)た後に部品同士の干渉チェック
を実施して、三次元実形状図面が完成される。
(F) Creation of a three-dimensional real shape model The optimal design information (design dimensions, structural member shapes, instrument arrangement positions, fixed positions, etc.) obtained by vibration analysis performed by constructing a finite element model is 3D CAD by hand
The system is input to the system to create three-dimensional part drawings, and after assembling them (assembly), interference checking between parts is performed to complete a three-dimensional actual shape drawing.

【0017】構造物の製造においては、このような
(a)〜(f)の各段階を経たのち実際の製造段階に入
るようにしている。そうすることによって、耐震性が客
先要求を満たしていないことが製造後に判明するなどと
いう事態が防止され、さまざまな客先要求を満たすさま
ざまな構造物を効率よく製造し納入することができる。
In the manufacture of the structure, after going through each of the steps (a) to (f), an actual manufacturing step is started. By doing so, it is possible to prevent a situation in which it is found after manufacture that the earthquake resistance does not satisfy the customer's requirements, and it is possible to efficiently manufacture and deliver various structures that satisfy various customer's requirements.

【0018】[0018]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、現状で
は上記した従来の各手順において次のような難点があっ
た。
However, at present, each of the above-mentioned conventional procedures has the following disadvantages.

【0019】まず第一に、有限要素モデルの構築におい
て、全ての設定は手作業によるパラメータ入力により行
なわれるため、モデル構築に大変時間がかかるという難
点があった。具体的には、構造用部材の結合ポイントや
板状部材などの取付け位置に作成される節点の各々は、
三次元空間に対し直接そして順次に作成しなくてはなら
ず、さらに節点間に構造用部材をそれぞれ設定しなくて
はならない。そのため、本体の構造が複雑な場合には、
節点の前後関係の認識が困難になり設定にもデバッグに
も大変時間がかかり、ミスも起こりやすいなどの難点が
あった。
First, in the construction of the finite element model, since all the settings are performed by manually inputting parameters, there is a problem that it takes a very long time to construct the model. Specifically, each of the nodes created at the attachment position of the connection point of the structural member or the plate-like member,
It must be created directly and sequentially in the three-dimensional space, and each structural member must be set between nodes. Therefore, when the structure of the main body is complicated,
Recognition of the context of nodes became difficult, setting and debugging took a lot of time, and there was a problem that errors were easy to occur.

【0020】さらに、解析モデルの構造用部材は、実際
の断面形状のままでは表示されず1本の線(ビーム)で
模擬されることから、不等辺アングルのように据付ける
配置に方向性がある構造用部材であっても、その据え向
き角度は数値でしか確認できない。そのため、認識しづ
らく設定ミスが起こりやすいという難点があった。
Further, the structural members of the analysis model are not displayed as they are in the actual cross-sectional shape, but are simulated by a single line (beam). Even for a certain structural member, its installation angle can be confirmed only by numerical values. For this reason, there is a problem in that it is difficult to recognize and a setting error easily occurs.

【0021】また、最適使用部材の選定においては、目
標とする固有振動数に近付くまで使用部材を選択し直し
て繰返し解析を実施する必要があり、この使用部材の選
択という作業は、作業者の勘と経験に頼るところが非常
に大きいという問題があった。さらに、固有振動数改善
のために選択し直すことが可能な特性情報としては、構
造用部材の断面形状種類や寸法規格、構造用部材への剛
体要素取付用の結合用部材の種類、板状部材の板厚、あ
るいは構造物の設置面への固定用の結合用部材の種類や
取付けピッチなど数多くあって、その度に、最適化対象
となる部材の特性データであるパラメータを手作業によ
り変更する必要があるため、手間も時間も非常にかかる
という問題があった。
Further, in selecting the optimum use member, it is necessary to select the use member again and perform the analysis repeatedly until the target natural frequency is approached. The work of selecting the use member is performed by the operator. There was a problem that relying on intuition and experience was very large. In addition, the characteristic information that can be reselected to improve the natural frequency includes the cross-sectional shape type and dimensional standard of the structural member, the type of the coupling member for attaching the rigid element to the structural member, and the plate shape. There are many factors such as the thickness of the member, the type of connecting member for fixing to the installation surface of the structure, and the mounting pitch. Each time, the parameters that are the characteristic data of the member to be optimized are manually changed. Therefore, there is a problem that it takes much time and effort.

【0022】また、三次元実形状モデル作成の際には、
解析の結果得られた最適設計情報を手作業によって改め
て三次元CADシステムに入力しなければならないた
め、作成に手間と時間とがかかっていた。また、アング
ルの結合部のかみ合わせの形状をも含めた実形状モデル
は、作成が困難であった。
In creating a three-dimensional real shape model,
Since it is necessary to manually input the optimal design information obtained as a result of the analysis into the three-dimensional CAD system, it takes time and effort to create the information. Also, it was difficult to create an actual shape model including the shape of the engagement of the angle joint.

【0023】本発明は、上記従来の振動解析に伴う種々
の難点を解消するためになされたものであり、制御盤や
計装ラックなどの構造物の振動解析に際して、目標とす
る耐震性を実現可能な最適設計情報を効率よく導き出し
得るとともに、その解析結果から三次元実形状モデルを
効率よく作成可能にする振動解析支援システムを提供す
ることを、その目的としている。
The present invention has been made in order to solve various difficulties associated with the above-described conventional vibration analysis, and achieves a target earthquake resistance in a vibration analysis of a structure such as a control panel or an instrumentation rack. It is an object of the present invention to provide a vibration analysis support system that can efficiently derive possible optimal design information and that can efficiently create a three-dimensional real shape model from the analysis result.

【0024】[0024]

【課題を解決するための手段】本発明の振動解析支援シ
ステムは、構造物の振動解析用の三次元解析モデルを、
設定の容易な二次元解析モデルを定義したのち電子計算
機内で変換して得るようにするとともに、振動解析シス
テムとの情報の受け渡しを手作業によらず自動的に行う
ことによって、最適設計情報を効率よく求め得るように
したものである。さらに、得られた最適設計情報から実
形状を割り出して三次元CADシステムに引渡すことに
よって、三次元実形状モデルを効率よく作成可能にもし
ている。
A vibration analysis support system according to the present invention provides a three-dimensional analysis model for structural vibration analysis.
After defining a two-dimensional analysis model that is easy to set up and converting it into an electronic computer, the optimal design information can be obtained by automatically transferring information to and from the vibration analysis system without manual work. It is intended to be obtained efficiently. Furthermore, by extracting the actual shape from the obtained optimal design information and transferring it to the three-dimensional CAD system, a three-dimensional actual shape model can be efficiently created.

【0025】図1は、本発明の振動解析支援システムの
構成を示すブロック図である。本システム1は、振動解
析システム2あるいは三次元CADシステム3と接続可
能な1台の電子計算機により容易に構築することができ
る。なお、振動解析システム2は、入力された三次元解
析モデル情報から有限要素モデルを構築し、固有振動数
解析を実施する。三次元CADシステム3は、入力され
た三次元解析モデル情報から三次元部品図を作成し、そ
れらを組み立てた後部品同士の干渉チェックを実施し
て、三次元実形状図面を完成させる。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a vibration analysis support system according to the present invention. The present system 1 can be easily constructed by one computer which can be connected to the vibration analysis system 2 or the three-dimensional CAD system 3. Note that the vibration analysis system 2 constructs a finite element model from the input three-dimensional analysis model information and performs natural frequency analysis. The three-dimensional CAD system 3 creates three-dimensional part drawings from the input three-dimensional analysis model information, and after assembling them, performs interference check between parts to complete a three-dimensional real shape drawing.

【0026】図1に示されるように、本システムは、構
造物の設計寸法(高さ、幅、奥行)の数値の入力やデー
タの選択・指定を入力するキーボードやマウスなどの入
力手段11と、GUI(Graphical User Interface)機能
を使用して情報の内容を表示するCRTなどの表示画面
12と、使用可能な部材あるいは要素の特性データなど
が予めマスター登録された特性データ記憶手段13と、
入力された設計情報を基に構造物を複数枚の平面で分割
して得られる断面図により二次元解析モデルを定義した
のちそれらを組合わせ三次元の解析モデルに変換する解
析モデル定義サブシステム14と、入力された設計情報
を解析モデル定義サブシステム14に引渡して三次元解
析モデル情報を受取って振動解析システム2に引渡すと
ともに、振動解析システム2から解析結果を受取る解析
情報管理手段15と、この解析情報管理手段15が受取
った解析結果が予め設定されている条件を満たすかどう
かを判定し、満たすと判定したときに演算終了を指令し
そのときの三次元解析モデル情報を最適設計情報として
出力する解析結果判定手段16と、満たさないと判定し
たときには目標とする解析結果をもたらす最適な構造用
部材、結合用部材、据付け方法、および板要素の板厚の
順に選定を行って最適設計情報を出力する最適化サブシ
ステム17とを、具備している。
As shown in FIG. 1, the present system includes input means 11 such as a keyboard and a mouse for inputting numerical values of design dimensions (height, width, and depth) of a structure and selecting and specifying data. A display screen 12 such as a CRT for displaying the contents of information using a GUI (Graphical User Interface) function, and characteristic data storage means 13 in which characteristic data of usable members or elements are registered in advance in master form.
An analysis model definition subsystem 14 that defines a two-dimensional analysis model based on a sectional view obtained by dividing a structure into a plurality of planes based on input design information, and then combines the two-dimensional analysis models into a three-dimensional analysis model. Analysis information management means 15 for delivering the input design information to the analysis model definition subsystem 14, receiving the three-dimensional analysis model information and delivering it to the vibration analysis system 2, and receiving an analysis result from the vibration analysis system 2. It is determined whether the analysis result received by the analysis information management means 15 satisfies a preset condition, and when it is determined that the analysis result is satisfied, a calculation end is instructed, and the three-dimensional analysis model information at that time is output as optimal design information. Analysis result judging means 16 which performs optimal structural members and coupling members which provide a target analysis result when it is determined that they are not satisfied. Installation method, and the optimizing subsystem 17 for outputting the optimal design information by performing the selection in the order of the thickness of the plate elements are provided.

【0027】すなわち、本発明の振動解析支援システム
の主な特徴は、請求項1に記載されているように、枠組
を構成する構造用部材と、該枠組に結合される剛体要素
と、結合用部材とを主体としてなる据置型の構造物に関
して、入力される設計情報をもとに三次元解析モデルを
構築し、振動解析システムと情報を受け渡して演算を行
い、該構造物の振動特性を最適化する最適設計情報を出
力する振動解析支援システムであって、情報を入力する
入力手段と、情報を表示する表示画面と、前記構造用部
材、前記剛体要素、前記結合用部材、および枠組に結合
される板状部材として使用可能な複数の部材候補の特性
データを、部材あるいは要素の種別毎および候補毎に格
納したテーブルAが予め準備された特性データ記憶手段
と、該構造物の設計情報から所定の手続きにしたがって
二次元モデルを構築し、指定に応じてテーブルAから特
性データを読出して二次元解析モデルを定義したのち、
演算を行って三次元解析モデルに変換する解析モデル定
義サブシステムと、三次元解析モデルの解析モデル情報
をモデル毎に格納するテーブルBと、振動解析の解析結
果をモデル毎に格納するテーブルCと、演算の結果得ら
れる最適設計情報を格納するテーブルXとが予め準備さ
れ、入力された設計情報を前記解析モデル定義サブシス
テムに引渡して三次元解析モデルを構築させ、前記解析
モデル定義サブシステムから三次元解析モデル情報を受
取ってテーブルBに格納するとともに、該三次元解析モ
デル情報を振動解析システムに引渡して所定の手続きに
したがって解析を行わせ、かつ振動解析システムから解
析結果を受取ってテーブルCに格納する解析情報管理手
段と、テーブルCに解析結果が格納されたとき、テーブ
ルCから解析結果を読出して予め設定された目標値と比
較し、予め設定された条件を満たすか否かを判定して、
満たすと判定したとき演算終了を指令してテーブルBか
ら読出した該三次元解析モデル情報を最適設計情報とし
てテーブルXに格納し、否と判定したとき演算継続を指
令する解析結果判定手段と、演算継続が指令されたと
き、最適化対象の部材の種別および特性の種別を指定
し、該指定に応じてテーブルAから読出した特性データ
とテーブルBから読出した当初設計情報による三次元解
析モデル情報とに基づき、所定の手続きにしたがって振
動解析システムと情報を受渡し演算を行い、その結果が
予め設定された条件を満たすか否かを判定し、最適化完
了と判定したとき、演算終了を指令して該三次元解析モ
デル情報を最適設計情報としてテーブルXに格納し、否
と判定したとき演算継続を指令する部材最適化サブシス
テムとを、具備することを特徴としている。
That is, the main features of the vibration analysis support system of the present invention are, as described in claim 1, a structural member constituting a framework, a rigid element coupled to the framework, and a coupling element. Constructs a three-dimensional analysis model based on input design information for a stationary structure mainly composed of members and performs calculations by passing information to and from a vibration analysis system to optimize the vibration characteristics of the structure. A vibration analysis support system for outputting optimal design information to be converted, comprising: an input unit for inputting information; a display screen for displaying information; and a structural member, the rigid body element, the coupling member, and a frame. A characteristic data storage unit in which a table A in which characteristic data of a plurality of candidate members usable as plate members to be used are stored for each type of member or element and for each candidate is prepared in advance; After building a two-dimensional model in accordance with a predetermined procedure from the information, from table A reads the characteristic data defining a two-dimensional analytical model in accordance with the designation,
An analysis model definition subsystem that performs an operation to convert the analysis model into a three-dimensional analysis model; a table B that stores analysis model information of the three-dimensional analysis model for each model; and a table C that stores analysis results of vibration analysis for each model. And a table X for storing optimal design information obtained as a result of the operation are prepared in advance, and the input design information is transferred to the analysis model definition subsystem to construct a three-dimensional analysis model. The three-dimensional analysis model information is received and stored in the table B, and the three-dimensional analysis model information is transferred to the vibration analysis system so that the analysis is performed in accordance with a predetermined procedure. The analysis information management means to store the analysis result in the table C and the analysis result from the table C when the analysis result is stored in the table C Compared with a preset target value reads, to determine whether or not the condition that has been set in advance,
Analysis result determination means for instructing the end of the operation when it is determined to be satisfied and storing the three-dimensional analysis model information read out from the table B as optimal design information in the table X, and instructing to continue the operation when the determination is negative, When continuation is instructed, the type of the member to be optimized and the type of the characteristic are specified, and the characteristic data read from Table A and the three-dimensional analysis model information based on the initial design information read from Table B are specified in accordance with the specification. Based on, based on a predetermined procedure to perform information exchange with the vibration analysis system, determine whether or not the result satisfies a preset condition, and when it is determined that optimization is completed, instruct the calculation end A member optimizing subsystem for storing the three-dimensional analysis model information in a table X as optimal design information and instructing to continue the operation when it is determined that the three-dimensional analysis model information is not valid It is characterized in.

【0028】以下、本発明の振動解析支援システムの特
徴を、解析モデル定義サブシステム、最適化サブシステ
ム、CAD接続手段の順に、詳しく説明する。
Hereinafter, the features of the vibration analysis support system of the present invention will be described in detail in the order of the analysis model definition subsystem, the optimization subsystem, and the CAD connection means.

【0029】まず、本発明に係わる解析モデル定義サブ
システムは、請求項2に記載されているように、入力さ
れた設計情報に基づき該構造物の三次元モデルを、底面
に垂直で互いに平行な複数枚の平面の組Aで分割して断
面図の組Aを作成する一方、底面に垂直で互いに平行か
つ前記平面の組Aに直交する複数枚の平面の組Bで分割
して断面図の組Bを作成して該構造物の二次元モデルを
構築し、構築された二次元モデルに対し使用する部材あ
るいは要素の候補を所定の手続きにしたがって指定して
二次元解析モデルを定義し、次いで前記断面図の組Aと
前記断面図の組Bを組合わせ演算を行って三次元解析モ
デルに変換することにより、三次元解析モデルを構築す
ることを特徴としている。
First, the analysis model definition subsystem according to the present invention, based on the input design information, converts the three-dimensional model of the structure into a vertical plane parallel to the bottom surface and parallel to each other based on the input design information. A cross-section set A is created by dividing by a plurality of plane sets A, and is divided by a plurality of plane sets B perpendicular to the bottom surface and parallel to each other and orthogonal to the plane set A. A set B is created to construct a two-dimensional model of the structure, a member or element candidate to be used for the constructed two-dimensional model is specified according to a predetermined procedure, and a two-dimensional analysis model is defined. It is characterized in that a three-dimensional analysis model is constructed by performing a combination operation on the set A of the cross-sectional view and the set B of the cross-sectional view and converting the set into a three-dimensional analysis model.

【0030】さらに本システムは請求項18、および1
9に記載の通り、上記手段による演算の結果出力される
最適設計情報を入力し所定の演算を行ってCADシステ
ムに引渡すCADシステム接続手段18をも、さらに具
備することが可能である。
[0030] The system further includes claims 18 and 1
As described in 9, it is possible to further include a CAD system connecting means 18 for inputting the optimum design information output as a result of the calculation by the above means, performing a predetermined calculation, and transferring the result to the CAD system.

【0031】解析モデルの構築や定義に際しては、予め
特性データ記憶手段12にマスター登録されている特性
データを順次読出して表示画面に一覧表示させ、その一
覧からマウスやポインティングデバイスなどの入力手段
11により、設定情報を選択・指定する。
When constructing or defining the analysis model, the characteristic data registered in advance in the characteristic data storage means 12 are sequentially read out and displayed in a list on a display screen, and the input means 11 such as a mouse or a pointing device is used from the list. , Select and specify setting information.

【0032】すなわち本発明の振動解析支援システムに
おいて解析モデル定義サブシステムは、請求項3に記載
されているように、構築された二次元モデルに対し、前
記組Aおよび組Bの各断面図を図別の指定に応じて表示
画面に表示し、表示された前記断面図における前記部材
あるいは要素の種別の指定に応じ、前記テーブルA内か
ら対応する複数の部材候補の特性データを読みだして表
示画面に一覧を表示し、使用する部材あるいは要素を前
記一覧から選択し指定することにより、二次元解析モデ
ルを定義することをさらなる特徴としている。
That is, in the vibration analysis support system according to the present invention, the analysis model definition subsystem, as described in claim 3, compares each sectional view of the set A and the set B with respect to the constructed two-dimensional model. Displayed on the display screen according to the designation of each figure, and according to the designation of the type of the member or element in the displayed sectional view, the characteristic data of a plurality of corresponding member candidates are read out from the table A and displayed. A further feature is that a two-dimensional analysis model is defined by displaying a list on a screen and selecting and specifying a member or an element to be used from the list.

【0033】図2と図3は、本発明の解析モデル定義サ
ブシステムにおいて行われる構造用部材の番号割付けの
方法および断面分割の方法を模式的に示す図である。こ
れらの図は、請求項4に記載されているように、平面の
組Aと平面の組Bとが少なくとも該構造物の正面図およ
び左右いずれか一方の側面図を含むことを示している。
以下、本発明を図2および図3に示すように、対象と
なる構造物を三次元座標系の第1象限においた場合を例
にとって説明する。図2において構造物の外枠となる構
造用部材の各々は、枠番号1〜12で定義されている。
図3は、正面および側面より、分割により得られる断面
にそれぞれ断面番号0、1、2が付与される様子を示し
ている。各断面は、部材あるいは要素の設定される節点
を少なくとも1個含んでいればよく、それらが等間隔で
ある必要はない。このようにして設定される各断面毎
に、表示画面の一覧から構造用部材、板状部材、そして
取付けられる計器類を選択し指定することにより、三次
元の構造物を二次元モデルに変換する。
FIGS. 2 and 3 are diagrams schematically showing a method of assigning numbers to structural members and a method of dividing a section performed in the analysis model definition subsystem of the present invention. These figures show that the plane set A and the plane set B include at least a front view and a right or left side view of the structure.
Hereinafter, the present invention will be described by taking as an example a case where a target structure is located in a first quadrant of a three-dimensional coordinate system as shown in FIGS. In FIG. 2, each of the structural members serving as the outer frames of the structure is defined by frame numbers 1 to 12.
FIG. 3 shows a state in which section numbers 0, 1, and 2 are assigned to sections obtained by division from the front and the side, respectively. Each cross-section only needs to include at least one node at which a member or an element is set, and it is not necessary that they are equally spaced. A three-dimensional structure is converted into a two-dimensional model by selecting and designating structural members, plate members, and attached instruments from a list of display screens for each section set in this manner. .

【0034】さらに図4は、設定される各断面において
不等辺アングルなどの構造用部材の据え角度の違いを表
現する様子を、模式的に示す図である。同図において、
構造物の上面、左側面は第三角法により展開され、それ
らを正面から見た状態が各面の構造用部材の据え角度と
して表現される。たとえば、同図において太線で示され
ている不等辺アングル41は、設定画面では42として
確認される。このように本発明においては、据え角度の
違いも構造用部材の特性データに含め断面角度の違いと
して視覚的に表現し画面に表示しているので、据え角度
の違いを画面で確認しながら解析モデルを定義すること
ができる。
FIG. 4 is a diagram schematically showing how the installation angles of the structural members such as unequal angles are expressed in each set cross section. In the figure,
The upper surface and the left side surface of the structure are unfolded by the third trigonometry, and the state when viewed from the front is expressed as the installation angle of the structural member on each surface. For example, the unequal side angle 41 indicated by a bold line in the drawing is confirmed as 42 on the setting screen. As described above, in the present invention, since the difference in the installation angle is also included in the characteristic data of the structural member and visually expressed as the difference in the cross-section angle and displayed on the screen, the difference in the installation angle is analyzed while being checked on the screen. A model can be defined.

【0035】本発明においては、三次元モデルをこのよ
うに断面別に分割することで二次元モデルに変換し、こ
の二次元の設定画面で解析モデルを順次構築するため、
複雑なモデルであっても構造用材料相互の位置関係が把
握し易く、解析モデルを短時間かつ容易に作成できる。
構造用部材の据え角度も、構造物の上面、側面を正面に
展開することにより、三次元モデルを二次元に変換して
いる。この二次元断面で構造用部材の断面向きを表示さ
せたことにより、視覚的に断面向きを確認できるように
なり、従来の数値での確認に比ベモデル作成の精度が向
上する。
In the present invention, since the three-dimensional model is divided into sections in this way and converted into a two-dimensional model, and an analysis model is sequentially constructed on this two-dimensional setting screen,
Even for a complicated model, the positional relationship between the structural materials can be easily grasped, and an analysis model can be created in a short time and easily.
The installation angle of the structural member also converts the three-dimensional model into two dimensions by developing the top and side surfaces of the structure to the front. By displaying the cross-sectional direction of the structural member in the two-dimensional cross-section, the cross-sectional direction can be visually confirmed, and the accuracy of model creation is improved compared to the conventional numerical confirmation.

【0036】なお、本発明において、特性データ記憶手
段12に格納される特性データとしては、請求項5に記
載されているように、構造用部材候補の断面特性データ
と、構造用部材候補の材料特性データと、構造用部材候
補の据え角度情報と、結合用部材候補が模擬されるバネ
のバネ要素データと、結合用部材候補の据付けピッチデ
ータと、板状部材の板厚データとを、含んでいる。具体
的には、構造用部材の材料特性データとしてはヤング
率、ポアソン比、材料密度など、同じく断面特性データ
としては断面形状、断面積、断面二次モーメント、ねじ
れ定数、せん断定数などが含まれる。
In the present invention, as the characteristic data stored in the characteristic data storage means 12, as described in claim 5, the cross-sectional characteristic data of the structural member candidate and the material of the structural member candidate The characteristic data, the installation angle information of the structural member candidate, the spring element data of the spring in which the coupling member candidate is simulated, the installation pitch data of the coupling member candidate, and the plate thickness data of the plate-shaped member are included. In. Specifically, the material property data of the structural member includes Young's modulus, Poisson's ratio, material density, and the like, and the cross-sectional property data also includes a sectional shape, a sectional area, a second moment of area, a torsional constant, a shear constant, and the like. .

【0037】このように本発明の解析モデル定義サブシ
ステムにおいては、解析モデルを構築するために必要な
構造用部材の特性データ、計器データ、計器取付け用お
よび本体据付け用に使用されるボルトなどの結合用部材
データ、さらには板状部材の板厚データなどを予め全て
マスター登録しておき、このデータを、分割により得ら
れる断面毎の二次元設定画面にて視覚的に確認をしなが
ら選択し指定するように構成されているので、部材相互
の関係が把握しやすく設定ミス発生のおそれが少ない。
したがってその都度異なった設計情報が与えられる複雑
な構造の構造物に対しても、構造物毎に正確な解析モデ
ルを容易に構築することができる。
As described above, in the analysis model definition subsystem of the present invention, the characteristic data of the structural members necessary for constructing the analysis model, the meter data, the bolts used for mounting the meter and installing the main body, etc. The joining member data and the plate thickness data of the plate member are all registered in the master in advance, and this data is selected while visually confirming on a two-dimensional setting screen for each section obtained by division. Since it is configured to be specified, it is easy to grasp the relationship between the members, and the possibility of setting errors is small.
Therefore, even for a structure having a complicated structure to which different design information is given each time, an accurate analysis model can be easily constructed for each structure.

【0038】次に本発明に係わる最適化サブシステムに
ついて説明する。
Next, the optimization subsystem according to the present invention will be described.

【0039】本発明の振動解析支援システムにおいて最
適化サブシステムは、請求項6に記載の構成を有してお
り、請求項7に記載の順序で最適化が進められる。
In the vibration analysis support system according to the present invention, the optimization subsystem has the configuration described in claim 6, and the optimization proceeds in the order described in claim 7.

【0040】なお、本発明の最適化サブシステムにおい
て構造用部材の最適断面形状種類の選定にあたっては、
請求項8に記載されているように、当初設計情報におけ
る構造用部材と同材質で単位長さあたりの重量が等しい
ものを、最適化対象の部材抽出の基準としている。そし
て最適化を図りたい構造用部材の断面特性をそれらで置
換え、それぞれの断面形状種類毎の三次元解析モデルの
固有振動数解析を実行し、その中で固有振動数が最大の
ものを最適の種類として選定している。
In the optimization subsystem of the present invention, when selecting the optimum sectional shape type of the structural member,
As described in claim 8, the same material as the structural member in the initial design information and having the same weight per unit length is used as a reference for extracting a member to be optimized. Then, the section characteristics of the structural member to be optimized are replaced with them, and the natural frequency analysis of the three-dimensional analysis model for each cross-sectional shape type is performed. Selected as a type.

【0041】このようにして最適断面形状種類が選定さ
れた後、請求項9に記載の構造用部材の最適寸法規格の
選定にあたっては、請求項10に記載されているよう
に、構造用部材候補の断面特性データに断面固有の値で
あるI/A(但しIは断面2次モーメント、Aは断面
積)をパラメータとして加えて、部材候補抽出の基準と
して使用している。同様に、請求項11に記載の構造用
部材の最適材質の選定にあたっては、請求項12に記載
されているように構造用部材候補の材料特性データに材
質固有の値であるE/ρ(但しEは縦弾性係数、ρは材
料密度)をパラメータとして加えて、部材候補抽出の基
準として使用している。さらに、請求項13に記載の結
合用部材の最適規格の選定にあたっては、結合用部材候
補の特性データに結合用部材固有の値であるパラメータ
2π(n・kH /M)1/2 (但しnは結合用部材の本
数、kH は並進方向のバネ定数、Mは構造物の総重量)
を加えて、部材候補抽出の基準として使用している。
After the optimum cross-sectional shape type is selected in this manner, when selecting the optimum dimensional standard of the structural member according to the ninth aspect, as described in the tenth aspect, the structural member candidate The I / A (where I is the second moment of area, A is the cross-sectional area), which is a value unique to the cross-section, is added as a parameter to the cross-section characteristic data of (1), and is used as a reference for extracting candidate members. Similarly, in selecting the optimum material of the structural member according to the eleventh aspect, as described in the twelfth aspect, the material characteristic data of the structural member candidate is E / ρ (however, a material-specific value). E is the modulus of longitudinal elasticity, ρ is the material density) as parameters, and is used as a reference for extracting candidate members. Further, in selecting the optimum standard of the joining member according to the thirteenth aspect, the characteristic data of the joining member candidate includes a parameter 2π (n · k H / M) 1/2 which is a value unique to the joining member. n is the number of coupling members, k H is the spring constant in the translation direction, and M is the total weight of the structure.
Is used as a criterion for extracting candidate members.

【0042】本発明において、上記各固有の値を特性デ
ータの一部として導入した理由について、構造用部材の
最適寸法規格選定の場合に関して、以下に説明する。ま
ず、構造用部材の固有振動数を解析するにあたって、1
本の構造用部材を、図5に示すように一端を固定した断
面積Aで長さLの1本のビーム51で模擬すれば、その
固有振動数fは次に示す数1で表すことができる。
In the present invention, the reason why the above specific values are introduced as a part of the characteristic data will be described below in connection with the case of selecting the optimum dimensional standard of the structural member. First, when analyzing the natural frequency of the structural member,
As shown in FIG. 5, if a structural member is simulated by a single beam 51 having a cross-sectional area A having one end fixed and a length L, its natural frequency f can be expressed by the following equation 1. it can.

【0043】[0043]

【数1】 (但し、fは固有振動数(Hz)、Lはビームの長さ、λは
振動数係数、Eは縦弾性係数、Iは断面2次モーメン
ト、Gは重力加速度、Aは断面積、ρは材料密度を、そ
れぞれ表す)数1からも理解されるように、固有振動数
において断面形状が寄与する成分は断面2次モーメント
Iと断面積Aであり、固有振動数はこれらの比I/Aの
1/2乗と比例関係にあるといえるため、本発明は、この
I/Aを断面固有の値として断面特性データにマスター
登録し、このデータを利用して構造用部材の最適寸法規
格の選定を行うようにしたものである。
(Equation 1) (Where f is the natural frequency (Hz), L is the beam length, λ is the frequency coefficient, E is the longitudinal modulus, I is the second moment of area, G is the gravitational acceleration, A is the cross-sectional area, and ρ is As can be understood from Equation 1, the components contributed by the cross-sectional shape at the natural frequency are the second moment of area I and the cross-sectional area A, and the natural frequency is the ratio I / A of these. of
Since it can be said that the I / A is proportional to the 1/2 power, the present invention registers this I / A as a section-specific value in the section characteristic data, and uses this data to select the optimal dimensional standard for the structural member. Is performed.

【0044】選定の手順は、まず、解析モデル定義サブ
システムで作成した解析モデルに対して、目標とする固
有振動数値を設定し、最適化を図ろうとする同一断面形
状の構造用部材を、表示画面上に設定表示される各断面
毎に指定する。そして、マスター登録されている構造用
部材の寸法規格の中から最適化対象となる範囲を指定
し、その範囲から複数N個の断面固有の値をもつ寸法規
格を抽出する。抽出にあたっては少なくともその範囲で
最大、最小の断面固有の値をもつ2種の寸法規格が含ま
れる必要があるが、望ましくは最大値、最小値、および
それらの間の断面固有の値をもつ3種以上の寸法規格を
抽出する。間の値をもつ寸法規格は、最適化対象の範囲
を分割する点として容易に設定することができる。たと
えばその範囲の分割数を2に指定した場合には、最大
値、最小値、中間値の断面固有の値をもつ3種の寸法規
格が抽出される。
The selection procedure is as follows. First, a target natural vibration numerical value is set for an analysis model created by the analysis model definition subsystem, and structural members having the same cross-sectional shape to be optimized are displayed. Specify for each section displayed on the screen. Then, a range to be optimized is designated from among the dimension standards of the structural members registered in the master, and a dimension standard having a plurality of N cross-section-specific values is extracted from the range. At the time of extraction, it is necessary to include at least two types of dimensional specifications having the maximum and minimum values specific to the cross section in the range. Extract more than one kind of dimensional standard. A dimension standard having a value in between can be easily set as a point at which the range to be optimized is divided. For example, when the number of divisions in the range is designated as 2, three dimensional specifications having the section-specific values of the maximum value, the minimum value, and the intermediate value are extracted.

【0045】次に、最適化を図りたい解析モデルの構造
用部材をこの選定したN個の寸法規格の部材でそれぞれ
置換え、得られる解析モデルの各々について固有振動数
解析を実行する。この解析結果に基づき、断面特有の値
I/Aと固有振動数fとの関係を表すグフフを多項式関
数により作成し、この式から、目標とする固有振動数値
を関数値として与える断面固有の値を示す補間点を求め
る。そしてこの値に一番近い断面固有の値を有する寸法
規格を選出して、その寸法規格の構造用部材を最適の規
格材として設定する。
Next, the structural members of the analysis model to be optimized are replaced with the selected members of the N dimension standards, and the natural frequency analysis is executed for each of the obtained analysis models. Based on the analysis result, a Ghufu representing the relationship between the section-specific value I / A and the natural frequency f is created by a polynomial function, and from this equation, the section-specific value giving the target natural vibration value as a function value Is obtained. Then, a dimensional standard having a value specific to the cross section closest to this value is selected, and a structural member having the dimensional standard is set as an optimal standard material.

【0046】図6は、分割数を3、したがって中間が2
点、データのサンプリング数が4点(N=4)、すなわ
ち最小値x1 、中間値x2 、中間値x3 、最大値x4
場合のグラフを例にとって示している。サンプリング数
が4点の場合、作成される多項式は、3次関数f(x)
=ax3 +bx2 +cx+dとして表すことができる。
理論上はサンプリング数が多いほど精度よく補間点の断
面固有の値xx を求めることができるが、演算に手間と
時間が格段に多くかかるようになるので余り多くするこ
とは実際的ではないが、サンプリング数は3以上が好ま
しい。目標とする固有振動数値はf(xx )で表され、
x に充分近いx0 を断面固有の値として有する寸法規
格が最適寸法規格として選定される。
FIG. 6 shows that the number of divisions is three, and
Point, the sampling number of data is four (N = 4), i.e. the minimum value x 1, intermediate value x 2, the intermediate value x 3, shows an example of the graph when the maximum x 4. If the number of samplings is four, the polynomial created is a cubic function f (x)
= Ax 3 + bx 2 + cx + d.
Theoretically it is possible to determine the cross-section-specific values x x accurately interpolation point higher the sampling number, but it is not practical to labor and time are often too since it much more according as the operation The sampling number is preferably 3 or more. The target natural vibration value is represented by f ( xx ),
dimensional specifications with x 0 sufficiently close to x x as section-specific value is selected as the optimum dimensional specifications.

【0047】なお、最適候補選定手段がテーブルCに格
納した解析結果を読出し、該解析結果が、予め設定され
た条件を満たすか否かを判定するのにあたっての条件と
は、目標固有振動数と解析値との差が目標誤差以下とな
ることである。目標誤差は任意に設定することができ
る。
Note that the optimum candidate selecting means reads out the analysis result stored in the table C, and the conditions for determining whether the analysis result satisfies a preset condition include a target natural frequency and a target natural frequency. The difference from the analysis value is smaller than the target error. The target error can be set arbitrarily.

【0048】本発明において、請求項11および12か
らも明らかなように、構造用部材の最適材質選定の際に
材料固有の値E/ρ(但しEは縦弾性係数、ρは材料密
度)を導入した理由も上記断面固有の値の場合と同様で
ある。図7に構造用部材の固有振動数と材料固有の値E
/ρとの関係を示す。
In the present invention, as is apparent from claims 11 and 12, when the optimum material for the structural member is selected, the value E / ρ (where E is the longitudinal elastic modulus and ρ is the material density) is used. The reason for the introduction is the same as in the case of the value specific to the cross section. FIG. 7 shows the natural frequency and the material-specific value E of the structural member.
/ Ρ is shown.

【0049】次に、請求項13に記載の結合用部材の最
適規格の選定について説明する。本発明において、図8
に示すように、構造物を設置面(床面あるいは壁面な
ど)に固定する際に使用するボルト81などの結合用部
材は、一端を固定され他端に重さmのおもり82をつけ
たバネ83で模擬すれば、その固有振動数fは次に示す
数2で表すことができる。
Next, the selection of the optimum standard for the connecting member according to the thirteenth aspect will be described. In the present invention, FIG.
As shown in FIG. 2, a coupling member such as a bolt 81 used for fixing a structure to an installation surface (floor surface or wall surface) has a spring fixed at one end and having a weight 82 at the other end. If simulated by 83, the natural frequency f can be expressed by the following equation (2).

【0050】[0050]

【数2】 (但し、fは固有振動数(Hz)、mはおもりの重さ、kは
バネ定数を、それぞれ表す) したがって、総重量Mの構造物を設置面にn本のボルト
で固定した場合には、ボルト1本あたりにかかる重量m
はM/nで表されるので、その固有振動数fは次に示す
数3で近似することができる。
(Equation 2) (However, f represents the natural frequency (Hz), m represents the weight of the weight, and k represents the spring constant.) Therefore, when a structure having a total weight of M is fixed to the installation surface with n bolts, , Weight per bolt m
Is represented by M / n, and its natural frequency f can be approximated by the following equation (3).

【0051】[0051]

【数3】 (但し、fは固有振動数(Hz)、Mは構造物の総重量、n
はボルトの本数、kH は並進方向バネ定数を、それぞれ
表す) 数3において、ボルトで決まる部分はボルトの本数nと
並進方向バネ定数kHであり、固有振動数は2π(n・
H /M)1/2 と比例関係にあるといえるため、本発明
は、請求項15に記載のように、この2π(n・kH
M)1/2 をバネ固有の値として断面特性データにマスタ
ー登録し、このデータを利用して構造用部材の最適寸法
規格の選定を行うようにしたものである。
(Equation 3) (Where f is the natural frequency (Hz), M is the total weight of the structure, n
Is the number of bolts, and k H is the translational spring constant. In Equation 3, the part determined by the bolt is the number of bolts n and the translational spring constant k H , and the natural frequency is 2π (n ·
k H / M) 1/2, and the present invention provides this 2π (n · k H /
M) 1/2 is registered in the cross-sectional characteristic data as a spring-specific value as a value unique to the spring, and the optimum dimensional standard of the structural member is selected using this data.

【0052】選定の手順は、まず、解析モデル定義サブ
システムで作成した解析モデルに対して目標とする固有
振動数値を設定し、構造物の結合用部材の据付パターン
(固定する箇所)を指定し、すなわち数3においてnを
定数としkH を変数とした上で、マスター登録されてい
る結合用部材の特性データの中から最適化対象となる結
合用部材候補の抽出を行う。抽出の手順および補間点を
求め最適規格を選定する手順は、構造用部材の場合と同
様である。
The selection procedure is as follows. First, a target natural vibration numerical value is set for the analysis model created by the analysis model definition subsystem, and the installation pattern (fixed portion) of the structural member is specified. , i.e. on that the variable k H and the n in number 3 constant, to extract the coupling member candidates to be optimized from the characteristics data of the coupling member being a master register. The extraction procedure and the procedure for obtaining the interpolation point and selecting the optimum standard are the same as those for the structural member.

【0053】図9には、結合用部材の固有振動数とバネ
固有の値2π(n・kH /M)1/2との関係を示す。図
10には、構造物底面の結合用部材の据付パターンの一
例を示す。図10においては、B1 、B2 、B3 …、B
12の12本ボルトが、奥行き方向に中央にB1 とB2
2本、横方向に前後2列に5本ずつ合計10本が配置さ
れ、奥行き方向のB1 とB2 の2本の位置は固定されて
いる据付パターンの例を示している。
FIG. 9 shows the relationship between the natural frequency of the coupling member and the value 2π (n · k H / M) 1/2 specific to the spring. FIG. 10 shows an example of an installation pattern of the connecting member on the bottom surface of the structure. In FIG. 10, B 1 , B 2 , B 3 .
12 12 volt is two B 1 and B 2 at the center in the depth direction, five on each laterally back and forth two rows total ten is disposed in the depth direction B 1 of the B 2 of 2 The position shows an example of a fixed installation pattern.

【0054】次に、請求項15に記載の結合用部材の最
適据付けピッチの選定について説明する。最適据付けピ
ッチは上記により選定されたkH を有する結合用部材に
対して、最適な据付けピッチを選定しようとするもので
ある。なお、ここで据付けピッチとは、図10の場合を
例にとるとボルト間の距離L/4を指す。
Next, the selection of the optimum installation pitch of the coupling member according to the fifteenth aspect will be described. The optimum installation pitch is to select the optimum installation pitch for the coupling member having the k H selected as described above. Here, the installation pitch indicates a distance L / 4 between bolts in the case of FIG. 10 as an example.

【0055】選定の手順は、まず、解析モデル定義サブ
システムで作成した解析モデルに対して目標とする固有
振動数値を設定し、採用する結合用部材を指定して、据
付けピッチの最小値と最適化対象のピッチ範囲の分割数
を設定することにより、最適化対象の据付けピッチの範
囲と中間点が設定される。
The selection procedure is as follows. First, a target natural vibration numerical value is set for the analysis model created by the analysis model definition subsystem, a coupling member to be adopted is specified, and the minimum value of the installation pitch and the optimum value are determined. By setting the number of divisions of the pitch range to be optimized, the installation pitch range and the intermediate point to be optimized are set.

【0056】図11は据付けピッチと固有振動数との関
係を示すグラフである。なお、図11においては分割数
3、サンプリング数4で、据付けピッチの最大値x1
中間値x2 、中間値x3 、最小値x4 の場合のグラフを
例にとって示している。据付けピッチの最大値x1 は、
構造物の取付け面の4隅の位置で決まるピッチ距離とす
る。なお、図10の場合、分割数は4、据付けピッチの
最大値はB3 とB7 間の距離Lに相当する。以下、最適
据付けピッチを選定する手順は、構造用部材の場合と同
様である。
FIG. 11 is a graph showing the relationship between the installation pitch and the natural frequency. In FIG. 11, the number of divisions is 3, the number of samplings is 4, and the maximum installation pitch x 1 ,
A graph for an intermediate value x 2 , an intermediate value x 3 , and a minimum value x 4 is shown as an example. The maximum value x 1 of the installation pitch,
The pitch distance is determined by the positions of the four corners of the mounting surface of the structure. In the case of FIG. 10, the division number is 4, the maximum value of the installation pitch corresponds to the distance L between B 3 and B 7. Hereinafter, the procedure for selecting the optimum installation pitch is the same as that for the structural member.

【0057】このように本発明の最適化システムによれ
ば、最適化対象部材の種類と最適化範囲を指定し、目標
とする固有振動数値などを設定することにより、固有振
動数と断面固有の値(あるいは材質固有の値、バネ固有
の値など)の関係式が自動的に作成されるので、従来、
設計者が試行錯誤して解析モデルのパラメータを検討し
ていた時間が大幅に省略され、最適化が短時間かつ容易
に行える。
As described above, according to the optimization system of the present invention, by specifying the type of the optimization target member and the optimization range, and setting the target natural vibration numerical value and the like, the natural frequency and the cross section specific Since the relational expression of the value (or material-specific value, spring-specific value, etc.) is automatically created,
The time required for the designer to study the parameters of the analysis model by trial and error is greatly reduced, and the optimization can be performed quickly and easily.

【0058】請求項16に記載の板状部材の最適板厚の
選定も、構造用部材の場合と同様であるので説明は省略
する。図12に板厚と固有振動数との関係を示す。
The selection of the optimum thickness of the plate-like member according to the sixteenth aspect is the same as that of the structural member, and the description thereof is omitted. FIG. 12 shows the relationship between the plate thickness and the natural frequency.

【0059】本発明の最適化システムは、請求項17に
記載のように、最適化対象の部材の種別あるいは特性の
種別の指定に応じて、テーブルA内から対応する複数の
部材候補の特性データを読みだして表示画面に一覧を表
示し、最適化対象の部材候補を前記一覧から選択して指
定している。これによって、パラメータの繁雑な入力を
必要とせず、視覚的に確認しながらのデータの指定を主
に最適化を進めることができる。
The optimizing system according to the present invention is characterized in that, according to the specification of the type of the member to be optimized or the type of the characteristic, the characteristic data of a plurality of candidate members corresponding from the table A are specified. Is read out, a list is displayed on the display screen, and a candidate for optimization is selected and designated from the list. Thereby, optimization of data designation while visually confirming can be mainly performed without complicated parameter input.

【0060】次に、CADシステム接続手段について説
明する。請求項18に記載の本発明に係わる第1のCA
Dシステム接続手段においては、三次元解析モデルの構
築の際に各断面に作成されて各構造用部材に自動で割り
あてられた断面番号と配置順番号の組合わせ可能パター
ンと、構造用部材の断面形状データ、据え角度データか
ら、構造用部材同士の結合部のかみあわせ実形状を割り
出し、このかみあわせ実形状情報を各構造用部材のもつ
特性データ(たとえば据え角度データ、取付け位置デー
タ,長さデータなど)、取付け板データ、取付け計器デ
ータとともに三次元CADシステム引渡す。三次元CA
Dシステムにおいては、この設計情報から三次元CAD
モデルが作成され、さらに三次元実形状モデルが作成さ
れる。
Next, the CAD system connection means will be described. A first CA according to the present invention according to claim 18.
In the D system connection means, a combination possible pattern of a section number and an arrangement order number created on each section and automatically assigned to each structural member when constructing a three-dimensional analysis model; From the cross-sectional shape data and the mounting angle data, the actual shape of the meshing portion of the joint between the structural members is determined, and the actual meshing information is used as characteristic data of each structural member (for example, the mounting angle data, the mounting position data, and the length). 3D CAD system with the mounting plate data and mounting instrument data. 3D CA
In the D system, the three-dimensional CAD
A model is created, and a three-dimensional real shape model is created.

【0061】請求項19に記載の本発明に係わる第2の
CADシステム接続手段においては、構造用部材同士の
結合点におけるかみあわせ形状を、三次元解析モデルの
構築の際に各断面に作成されて各構造用部材に自動で割
りあてられる断面番号と配置順番号と、構造用部材結合
数、構造用部材据え角度データの組合せと、予め特性デ
ータ記憶手段に格納されている実形状情報をもつ標準モ
デルから割出し、この割出したかみあわせ実形状情報と
解析モデルの構造用部材のもつ特性データ(たとえば取
付け位置データ、長さデータなど)、側板などの板状部
材データ、計器の取付けデータ、結合用部材の据付けデ
ータとを組み合わせて、解析モデルの三次元実形状情報
を得て、この情報を三次元CADシステムに自動で受け
渡すことにより三次元実設計図面を作成する。
In the second CAD system connecting means according to the nineteenth aspect of the present invention, a meshing shape at a connecting point between structural members is created on each cross section when constructing a three-dimensional analysis model. It has a section number and an arrangement order number automatically assigned to each structural member, a combination of the number of structural member connections, structural member installation angle data, and actual shape information stored in advance in characteristic data storage means. Indexing from the standard model, this indexed meshing actual shape information and characteristic data of the structural member of the analysis model (for example, mounting position data, length data, etc.), plate-like member data such as side plates, instrument mounting data, By combining this with the installation data of the connecting members, the three-dimensional actual shape information of the analysis model is obtained, and this information is automatically transferred to the three-dimensional CAD system. To create the original actual design drawings.

【0062】このようなCADシステム接続手段を具備
する本システムによれば、振動解析モデル(CAEモデ
ル)から自動で三次元実形状モデルが作成されるため、
今まで設計者が行っていたCAD化の作業が省略され、
大幅な設計工数の削減ができる。
According to the present system having such a CAD system connection means, a three-dimensional real shape model is automatically created from a vibration analysis model (CAE model).
The CAD work that the designer had done so far has been omitted,
Significant reduction in design man-hours.

【0063】[0063]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の振動解析支援シ
ステムの構成を示すブロック図であり、図13は、本発
明の振動解析支援システムの演算処理全体の流れを示す
フローチャートである。本システム1は、振動解析シス
テム2あるいは三次元CADシステム3と接続可能な1
台の電子計算機により容易に構築することができる。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a vibration analysis support system according to the present invention, and FIG. 13 is a flowchart showing the flow of the entire arithmetic processing of the vibration analysis support system according to the present invention. This system 1 is a system that can be connected to a vibration analysis system 2 or a three-dimensional CAD system 3.
It can be easily constructed with a single computer.

【0064】(1)まず、図1および図13に基づき、
本発明の実施の形態の概要について説明する。本システ
ムにおいてはまず、キーボードなどの入力手段11から
構造物の設計寸法(高さ、幅、奥行)を入力する。次い
で、解析モデル定義サブシステム14内で、設計寸法に
基づく構造物の三次元モデルを複数枚の平面で分割して
複数枚の断面図を作成し、それらの断面図を表示画面に
呼び出すとともに、計算機のGUI(Graphical User In
terface)機能を使用して、特性データ記憶手段13に予
めマスター登録されている使用可能な部材あるいは要素
の特性データの内容を、順次読出して表示画面12に表
示し、画面上でデータの選択・指定を行うことによっ
て、2次元解析モデルを定義する。そして計算機内で三
次元の解析モデルに変換する。
(1) First, based on FIG. 1 and FIG.
An outline of an embodiment of the present invention will be described. In this system, first, design dimensions (height, width, depth) of a structure are input from input means 11 such as a keyboard. Next, in the analysis model definition subsystem 14, a three-dimensional model of the structure based on the design dimensions is divided into a plurality of planes to create a plurality of sectional views, and the sectional views are called on a display screen. Computer GUI (Graphical User In
Using the (terface) function, the contents of the characteristic data of the usable members or elements registered in advance in the characteristic data storage means 13 in advance are sequentially read and displayed on the display screen 12, and the data selection / selection on the screen is performed. By specifying, a two-dimensional analysis model is defined. Then, it is converted into a three-dimensional analysis model in the computer.

【0065】このようにして解析モデル定義サブシステ
ム14内で作成された三次元解析モデルの解析モデル情
報は、解析情報管理手段15に予め準備されているテー
ブルBに格納される。解析情報管理手段15は、入力手
段11から解析開始指令が入力されると、所定の手続き
にしたがって三次元解析モデル情報を振動解析システム
2に引渡す。
The analysis model information of the three-dimensional analysis model created in the analysis model definition subsystem 14 in this manner is stored in the table B prepared in the analysis information management means 15 in advance. When the analysis start command is input from the input unit 11, the analysis information management unit 15 delivers the three-dimensional analysis model information to the vibration analysis system 2 according to a predetermined procedure.

【0066】振動解析システム2は、受取った三次元解
析モデル情報に基づき有限要素モデルを作成し、固有振
動解析を実行する。そして解析結果を本発明の振動解析
支援システム1の解析情報管理手段15に引渡し、引渡
された解析結果はテーブルCに格納される。解析結果判
定手段16は、テーブルCから読出した解析結果が予め
設定した条件、たとえば固有振動数値が20Hz以上な
どの条件を満たすと判定したときに演算終了の指令を出
し、そのときの三次元解析モデル情報を最適設計情報と
してテーブルXに格納する。
The vibration analysis system 2 creates a finite element model based on the received three-dimensional analysis model information, and executes a natural vibration analysis. Then, the analysis result is delivered to the analysis information management means 15 of the vibration analysis support system 1 of the present invention, and the delivered analysis result is stored in the table C. The analysis result determination means 16 issues a command to terminate the calculation when it determines that the analysis result read from the table C satisfies a preset condition, for example, a condition that the natural vibration numerical value is 20 Hz or more. The model information is stored in the table X as optimal design information.

【0067】テーブルCから読出された解析結果が条件
を満たしていないと判定したときには、最適化サブシス
テム17に演算の継続を指令する。最適化サブシステム
17においては、目標とする固有振動数値をもたらす最
適な構造用部材、結合用部材、据付け方法、および板要
素の板厚の順に選定される。
When it is determined that the analysis result read from the table C does not satisfy the condition, the optimizing subsystem 17 is instructed to continue the operation. In the optimization subsystem 17, the optimal structural member, the coupling member, the installation method, and the thickness of the plate element that provide the target natural vibration value are selected in this order.

【0068】入出力情報や演算の内容や結果、テーブル
から読出したデータなどは必要に応じて適宜CRTなど
の表示画面12に表示することができる。なお、本シス
テム1と三次元CADシステム3との間に、テーブルX
から最適設計情報を読出して所定の演算を行ってCAD
システムに引渡すCADシステム接続手段18を設ける
ことにより、最適設計情報を三次元CADシステム3に
直接引渡すことが可能であり、三次元実形状モデルが効
率よくCADシステム3で作成される。
Input / output information, contents and results of calculations, data read from the table, and the like can be displayed on a display screen 12 such as a CRT as needed. Note that a table X is provided between the present system 1 and the three-dimensional CAD system 3.
Read out the optimal design information from the
By providing the CAD system connection means 18 for delivering the system, the optimal design information can be directly delivered to the three-dimensional CAD system 3, and the three-dimensional real shape model is efficiently created by the CAD system 3.

【0069】(2)次に、本発明の解析モデル定義サブ
システムにおけるモデル構築の実施の形態について説明
する。まず、解析対象の構造物を図2と図3に示される
手順にしたがって二次元モデルに変換する。図14に
は、二次元モデルに対する設定画面の一例を示す。解析
対象モデルを断面毎に分割して得られる各二次元設定画
面において、構造物の設計情報(設計寸法、構造用部材
の断面特性選択および据え角度の設定、計器の設定、据
付け条件の設定)を入力する。GUI機能を用いて入力
されたこの二次元情報をシステム内で演算により三次元
情報に変換し、三次元の解析モデルが作成される。
(2) Next, an embodiment of model construction in the analysis model definition subsystem of the present invention will be described. First, a structure to be analyzed is converted into a two-dimensional model according to the procedures shown in FIGS. FIG. 14 shows an example of a setting screen for a two-dimensional model. On each two-dimensional setting screen obtained by dividing the analysis target model for each section, design information of the structure (design dimensions, selection of cross-sectional characteristics of structural members and setting of installation angles, setting of instruments, setting of installation conditions) Enter The two-dimensional information input using the GUI function is converted into three-dimensional information by calculation in the system, and a three-dimensional analysis model is created.

【0070】この解析モデル情報を振動解析システムに
おいて有限要素モデルに変換し、固有振動数解析を実行
し、その結果がたとえば20Hz以上などの目標条件を
満たしていれば解析を終了し、入力された設計情報を最
適設計情報として出力することになる。解析結果が目標
条件を満たしていない場合には解析が継続されることに
なるが、その場合に行われる使用部材の最適化について
は後でふれる。
This analysis model information is converted into a finite element model in the vibration analysis system, a natural frequency analysis is performed, and if the result satisfies the target condition of, for example, 20 Hz or more, the analysis is terminated and the input is completed. The design information is output as the optimal design information. If the analysis result does not satisfy the target condition, the analysis will be continued, but the optimization of the used members performed in that case will be described later.

【0071】以下、構造用部材としてアングル材を選定
して構造物である計装ラックを構成する場合を例にとっ
て、解析モデル構築の手順について説明する。図14に
示すデータ入力画面のパネル141でラックの寸法
(幅、奥行、高さ)を入力し、外枠アングルを三次元座
標系に設定する。外枠アングルには図2に示す手順によ
り梁番号が割付けられる。この番号を入力することによ
り個々の構造用部材が指定され、その指定した構造用部
材に対して断面特性データ、据え角度、材料特性データ
が設定される。
The procedure for constructing an analysis model will be described below, taking as an example the case where an angle material is selected as a structural member to form an instrumentation rack as a structure. The dimensions (width, depth, height) of the rack are input on the panel 141 of the data input screen shown in FIG. 14, and the outer frame angle is set in a three-dimensional coordinate system. Beam numbers are assigned to the outer frame angles according to the procedure shown in FIG. By inputting this number, an individual structural member is specified, and cross-sectional characteristic data, installation angle, and material characteristic data are set for the specified structural member.

【0072】まず、断面特性データは、上記パネルの所
定の位置をたとえばマウスのクリック操作などにより指
定することによって、マスター登録されている断面特性
データ142が表示され、この中から設定したい部材を
選択し指定する。アングル材の向きすなわち据え角度
は、図4に示すようにラックの上面、側面を正面に展開
した状態で正面から見た断面向きが上記パネルの所定の
位置に表示される。断面向きを90度毎に変化させた
り、角度数値を入力することにより微調整も可能であ
る。このようなアングルの据え角度の違いを、表示画面
上で断面向きを確認しながら設定することができる。
First, as for the cross-sectional characteristic data, by specifying a predetermined position of the panel by, for example, clicking a mouse, the cross-sectional characteristic data 142 registered as a master is displayed, and a member to be set is selected from the data. And specify. As for the direction of the angle material, that is, the installation angle, the cross-sectional direction viewed from the front with the upper surface and the side surface of the rack expanded to the front as shown in FIG. 4 is displayed at a predetermined position on the panel. Fine adjustment is also possible by changing the direction of the section every 90 degrees or by inputting a numerical value of the angle. Such a difference in the installation angle of the angle can be set while confirming the sectional direction on the display screen.

【0073】また、不等辺アングル材の設定において
は、反転キーを設けることにより、キーの操作で不等辺
の長辺と短辺が入替わり、不等辺アングルの全ての向き
が、表示画面上で断面向きを確認しながら設定すること
ができる。
In setting an unequal side angle material, by providing a reversing key, the long side and the short side of the unequal side are switched by operating the key, and all directions of the unequal side angle are displayed on the display screen. It can be set while checking the cross section direction.

【0074】材料特性データ143も同様な操作により
選択・設定できる。このようにして外枠アングルの全て
の設定が終了したのち、確定キーの操作により次の内部
アングルの設定に進む。
The material property data 143 can be selected and set by the same operation. After all the setting of the outer frame angle is completed in this way, the operation of the enter key advances to the setting of the next internal angle.

【0075】図15は、内部アングル(垂直アングルの
場合)の設定画面の一例を示す。垂直方向および水平方
向のアングルが設置される位置を指定することにより、
ラックの外枠アングル上に図3に示す断面が設定され
る。この断面の番号を指定することにより、その断面に
アングル材を設定する設定画面が現れる。その設定画面
上で、垂直アングルの設置位置のラックの左端からの距
離を指定し、外枠アングルと同様の方法により断面特性
および据え角度を選択・指定して、垂直アングルが順次
設定される。水平方向び側面に設置されるアングルの設
定も、断面番号の指定ののち、ラックの上面からの寸法
を基準にする他は垂直アングルの場合と同様にして行わ
れる。
FIG. 15 shows an example of a screen for setting an internal angle (in the case of a vertical angle). By specifying where the vertical and horizontal angles are located,
The cross section shown in FIG. 3 is set on the outer frame angle of the rack. By specifying the number of this section, a setting screen for setting an angle material on the section appears. On the setting screen, the distance from the left end of the rack at the installation position of the vertical angle is specified, and the sectional characteristics and the installation angle are selected and specified in the same manner as the outer frame angle, and the vertical angle is sequentially set. The setting of the angles installed in the horizontal direction and the side surface is performed in the same manner as in the case of the vertical angle except that the cross section number is designated and the dimensions from the upper surface of the rack are used as a reference.

【0076】垂直方向/水下方向/奥行き方向の各アン
グルが設定されることにより、図16に示すように結合
ポイント間に番号が自動で割付けられ、この番号を指定
することにより、その間のアングルを削除することがで
きる。
By setting the angles in the vertical direction / underwater direction / depth direction, numbers are automatically assigned between the connection points as shown in FIG. 16, and by specifying these numbers, the angles between them are designated. Can be deleted.

【0077】このようにして構造用部材の設定が終了す
ると、板状部材の設定を行うことができる。図17は各
断面に作成される板状部材の設定画面の一例である。図
18は板状部材設定用の座標系と、面削除すなわち穴形
成時の座標値指定の方法を示す。ラックのアングルを設
定した各断面番号を指定することにより、図17に示す
設定画面が現れる。ラックの各側面には図18に示す座
標系が設定され、各断面に形成される板状部材の穴形状
は、この座標系において、1つの穴に対して2点(X
1,Y1)、(X2,Y2)を指定することにより設定
される。その上で、マスター登録された板厚と材質デー
タをメニュー画面より選択することにより、板状部材が
作成される。
When the setting of the structural member is completed in this way, the setting of the plate-like member can be performed. FIG. 17 is an example of a screen for setting a plate-like member created for each section. FIG. 18 shows a coordinate system for setting a plate-like member and a method of specifying coordinate values when deleting a surface, that is, when forming a hole. By specifying each section number for which the angle of the rack has been set, a setting screen shown in FIG. 17 appears. A coordinate system shown in FIG. 18 is set on each side of the rack, and the shape of the hole of the plate-like member formed on each section is two points (X
(1, Y1) and (X2, Y2). Then, a plate-shaped member is created by selecting the master-registered sheet thickness and material data from the menu screen.

【0078】次に枠組みに取付けられる剛体要素として
の計器の設定が行われる。取付け位置の指定に先立ちま
ず各種計器のモデリングが行われる。まず計器のモデリ
ングについて説明する。
Next, an instrument as a rigid element attached to the framework is set. Before specifying the mounting position, modeling of various instruments is performed first. First, instrument modeling will be described.

【0079】各断面のアングルに取り付けられる計器は
図19に示す6面体で模擬し、その重心位置は、寸法の
中心位置からのずれ(a,b,c)で表現する。この重
心位置、計器の大きさ、計器の重量を加えたものを、計
器類データとしてマスター登録しておく。
An instrument attached to each cross-section angle is simulated by a hexahedron shown in FIG. 19, and the position of the center of gravity is represented by a deviation (a, b, c) from the center of the dimension. The sum of the position of the center of gravity, the size of the instrument, and the weight of the instrument is registered as master data as instrument data.

【0080】このようにモデリングされた計器をラック
に取付ける方法は、図20に示されるタイプ(A)〜
(D)の4つの取付けタイプに分けられる。
The method of mounting the instrument modeled on the rack in this manner is shown in FIGS.
(D) is divided into four mounting types.

【0081】タイプA:サポート用アングル201が計
器自体202と結合され、ラックの前面板203と計器
とは、ボルトを模擬したバネ要素により結合する。
Type A: The supporting angle 201 is connected to the instrument itself 202, and the front plate 203 of the rack and the instrument are connected by a spring element simulating a bolt.

【0082】タイプB:サポート用アングル上に計器が
乗っており、ラックの前面板203と計器とは、ボルト
を模擬したバネ要素により結合する。
Type B: The instrument is mounted on the support angle, and the front plate 203 of the rack and the instrument are connected by a spring element simulating a bolt.

【0083】タイプC:計器は2本のサポート用アング
ル201と4本の固定用ボルト204を模擬したバネ要
素で結合される。
Type C: The instrument is connected by spring elements simulating two support angles 201 and four fixing bolts 204.

【0084】タイプD:1本の垂直アングル205に2
本の計器固定用水平アングルを結合し、この水平アング
ルの上に計器を4本の計器固定用ボルトを模擬したバネ
要素で結合する。
Type D: 2 for one vertical angle 205
The instrument fixing horizontal angles are connected, and the instrument is connected on the horizontal angle with a spring element simulating four instrument fixing bolts.

【0085】このようにモデリングされた計器の設定の
方法は計器のタイプ別に以下のようにして行われる。ま
ずタイプA、Bの場合には、計器のタイプ別を指示しマ
スター登録されている計器類データの中から該当する計
器を選択した後、計器を固定するボルトに相当したバネ
定数をバネ特性データから選択する。計器を取り付ける
位置(X,Y)と計器を支えるサポート用アングルのあ
る断面番号とサポート用アングルの梁番号(上から何番
目の梁かを示す番号)を入力し、前面板と計器との固定
用ボルト位置を指定することにより、解析モデル上に計
器が設定される。図21は計器の設定画面である。ま
た、同図(D)に示すように同一の計器が同一のサポー
ト用アングル上に複数個取付けられる時は、その取付け
ピッチと計器取付け総数を入力することにより、複数個
の同時設定が可能である。
The method of setting the instrument modeled as described above is performed as follows for each instrument type. First, in the case of types A and B, after indicating the type of the instrument and selecting the applicable instrument from the instrument data registered in the master, the spring constant corresponding to the bolt for fixing the instrument is represented by the spring characteristic data. Choose from Enter the position to attach the instrument (X, Y), the section number of the support angle that supports the instrument, and the beam number of the support angle (number indicating the number of the beam from the top), and fix the front panel and the instrument The instrument is set on the analysis model by designating the bolt position for use. FIG. 21 shows an instrument setting screen. When a plurality of the same instruments are mounted on the same support angle as shown in FIG. 4 (D), a plurality of the same instruments can be simultaneously set by inputting the mounting pitch and the total number of the instruments to be mounted. is there.

【0086】タイプC、Dの場合にも同様に、計器のタ
イプ別を指示しマスター登録されている計器類データの
中から該当の計器を選択した後、計器を固定するボルト
を模擬したバネ定数をバネ特性デ−タから、選択する。
次の図21に示すように、計器を取り付ける位置(X,
Y)と計器を支えるサポート用アングルのある断面番号
を入力することにより、解析モデル上に計器が設定され
る。同一の計器を複数個取付ける時は、水平方向の取付
けピッチDXと水平方向の計器取付け総数および垂直方
向の取付けピッチDYと垂直方向の計器取付け総数を入
力することにより、複数個同時に設定できる。タイプD
の計器を垂直アングル上に固定する2本の水平アングル
の断面特性は、マスター登録された断面特性データから
選択し、その据え角度の設定も他のアングルと同じ方式
で設定される。
Similarly, in the case of types C and D, after specifying the type of the instrument and selecting the applicable instrument from the instrument data registered in the master, the spring constant simulating the bolt for fixing the instrument Is selected from the spring characteristic data.
As shown in the following FIG. 21, the position (X,
The instrument is set on the analysis model by inputting Y) and a section number having a support angle for supporting the instrument. When a plurality of the same instruments are mounted, a plurality of the same instruments can be simultaneously set by inputting the horizontal mounting pitch DX and the total number of horizontal gauges, and the vertical mounting pitch DY and the total number of vertical gauges. Type D
The cross-sectional characteristics of the two horizontal angles for fixing the instrument on the vertical angle are selected from the cross-sectional characteristic data registered in the master, and the setting angles thereof are set in the same manner as the other angles.

【0087】このようにして設定された構造物の設置面
への固定方法を指定することによって、解析モデルの定
義が完了する。固定方法は、図22に示されるデータ入
力パネルにおいて、ラックのどの面(底面あるいは背
面)で固定するかを指定し、ボルト固定用座標系を選択
することにより行われる。固定位置は、X軸上およびY
軸上の位置を指定することによりボルトが設定され、ボ
ルトを模擬するバネ定数は、バネ定数選択ボタンにより
バネ定数登録テーブルから選択することにより、設定さ
れる。
By specifying the method of fixing the structure to the installation surface set in this way, the definition of the analysis model is completed. The fixing method is performed by designating which surface (bottom surface or back surface) of the rack to fix on the data input panel shown in FIG. 22, and selecting a bolt fixing coordinate system. The fixed position is on the X axis and Y
A bolt is set by specifying a position on the axis, and a spring constant simulating the bolt is set by selecting from a spring constant registration table with a spring constant selection button.

【0088】(3)本発明の最適化サブシステムにおけ
る最適材料自動選出の実施の形態について説明する。
(3) An embodiment of automatic selection of an optimum material in the optimization subsystem of the present invention will be described.

【0089】図23は請求項8に対応する構造用部材の
最適断面形状選定の方法を示すフローチャート、図24
は請求項9に対応する構造用部材の最適寸法規格選定の
方法を示すフローチャート、図25は、請求項11に対
応する構造用部材の最適材質選定の方法を示すフローチ
ャート、図26は請求項13に対応する結合用部材の最
適規格選定の方法を示すフローチャート、図27は請求
項15に対応する結合用部材の最適据付けピッチ選定の
方法を示すフローチャート、そして図28は請求項16
に対応する板状部材の最適板厚選定の方法を示すフロー
チャートである。 上記した各部材・要素の最適化の手
順については対応する請求項に記載の通りであり、最適
部材の基準とするそれぞれの固有の値の根拠についても
課題を解決する手段の欄ですでに言及済みであるので、
ここでは説明を省略する。
FIG. 23 is a flow chart showing a method for selecting an optimum cross-sectional shape of a structural member according to claim 8, and FIG.
Is a flowchart showing a method for selecting an optimum dimension standard of a structural member according to claim 9, FIG. 25 is a flowchart showing a method for selecting an optimum material of a structural member according to claim 11, and FIG. 27 is a flowchart showing a method for selecting an optimum standard of a connecting member corresponding to the above, FIG. 27 is a flowchart showing a method for selecting an optimum installation pitch of a connecting member corresponding to a fifteenth embodiment, and FIG.
6 is a flowchart showing a method for selecting an optimum plate thickness of a plate member corresponding to FIG. The procedure for optimizing each member / element described above is as described in the corresponding claim, and the basis of each unique value as a reference for the optimum member has already been mentioned in the section of the means for solving the problem. Already done,
Here, the description is omitted.

【0090】本発明に係わる最適化サブシステムにおい
ては、特性データの置換えが計算機内部の処理によって
自動的に行われるとともに上記各選定手順がこの順で自
動で連続して行われるので、最適設計情報を短時間で得
ることができる。各段階の終了時に最適化の終了あるい
は継続を選択するように設定することももちろん可能で
ある。データの選択・指定が必要な場合にも、解析モデ
ル定義サブシステムの場合と同様に、計算機のGUI機
能を使用して表示画面に表示されるデータの中から視覚
的に確認しながら行うことができるため、設定ミス発生
のおそれが非常に少なくなる。
In the optimizing subsystem according to the present invention, the replacement of the characteristic data is automatically performed by the processing inside the computer, and the selection procedures are automatically and continuously performed in this order. Can be obtained in a short time. Of course, it is also possible to set so that the end or the continuation of the optimization is selected at the end of each stage. When it is necessary to select and specify data, it is possible to visually confirm from the data displayed on the display screen using the GUI function of the computer as in the case of the analysis model definition subsystem. As a result, the possibility of setting errors is greatly reduced.

【0091】(4)請求項18および19に対応するC
ADシステム接続手段により行われる三次元解析モデル
(CAEモデル)から3次元実形状モデル(CADモデ
ル)への自動展開の実施の形態について、アングルを構
造用部材とした場合を例にとって、以下に説明する。
(4) C corresponding to claims 18 and 19
An embodiment of automatic development from a three-dimensional analysis model (CAE model) to a three-dimensional real shape model (CAD model) performed by the AD system connecting means will be described below, taking an example in which the angle is a structural member. I do.

【0092】請求項18に対応する第1のCADシステ
ム接続手段は、断面番号、アングルの配置順番号、およ
びアングル結合数の組合せパターンからアングル結合部
のかみあわせ形状を割り出して、3次元実形状モデルを
自動で生成しようとするものである。
The first CAD system connecting means according to claim 18 determines the engaging shape of the angle connecting portion from the combination pattern of the section number, the arrangement order number of the angle, and the number of angle connections, and It is intended to automatically generate a model.

【0093】図29は、前後の断面番号0〜2および左
右の断面番号0〜2で示される断面で分割される作図対
象の構造物の例の概略図である。同図において、各アン
グルがもつ断面番号、配置順番号を基に以下の規則を設
定することにより、後出の表1に示すマトリックスが作
成される。すなわち、断面番号が最大および最小のアン
グルは、断面番号因子の項目を0(それ以外は1)とす
る。配置順番号が最大および最小のアングルは、配置順
番号因子の項目を0(それ以外は1)とする。結合ポイ
ントで3つ以上のアングルが結合している場合、結合数
因子の項目は0(それ以外は1)とする。側面アングル
は、原則として端面加工するものとする。水平アングル
の両端長さは、原則として解析モデル寸法から2×L
(アングル幅)を減じたものとする。各因子の合計数が
2以上となるアングルを、両端加工有とする。
FIG. 29 is a schematic diagram of an example of a structure to be drawn divided by cross sections indicated by front and rear cross-section numbers 0 to 2 and left and right cross-section numbers 0 to 2. In the figure, by setting the following rules based on the section numbers and arrangement order numbers of each angle, the matrix shown in Table 1 below is created. That is, the angle of the section number is the largest and the smallest, and the item of the section number factor is set to 0 (otherwise, 1). For the angles with the maximum and minimum arrangement order numbers, the item of the arrangement order number factor is set to 0 (1 otherwise). When three or more angles are connected at the connection point, the item of the number-of-connections factor is set to 0 (1 otherwise). The side angles shall be processed in principle. The length of both ends of the horizontal angle is, in principle, 2 × L from the analysis model size.
(Angle width). An angle in which the total number of each factor is 2 or more is regarded as having both ends processed.

【0094】[0094]

【表1】 なお、表1においてtはアングルの厚さを表す。[Table 1] In Table 1, t represents the thickness of the angle.

【0095】上記規則にしたがえば、表1に示すように
図29において結合ポイントAにおける垂直アングル2
91、水平アングル292の因子の合計数を計算すると
ともに0となり、加工無しとなる。結合ポイントBにお
ける水平アングル293の因子合計数は2となるので、
両端加工有りとなる。上記規則からアングル同士の結合
部のかみ合わせ形状が割出される。
According to the above rule, as shown in Table 1, in FIG.
91, the total number of factors of the horizontal angle 292 is calculated and becomes 0, and no processing is performed. Since the total number of factors of the horizontal angle 293 at the connection point B is 2,
Both ends are processed. The engagement shape of the joint between the angles is determined from the above rule.

【0096】このようにして得られた結合部形状情報
と、解析情報管理手段のテーブルXから呼び出した最適
設計情報(寸法情報、構成部品配置位置情報,据え角度
情報、削除データ、断面特性データ、板状部材データな
ど)とをCADシステムに引渡すことにより、CADシ
ステムにおいて各構成部品が配置される位置に部品が作
成され配置され最後に各部品が結合されて、アングル結
合部の実形状を含む該構造物の実形状図面が生成され
る。
The thus obtained joint shape information and the optimal design information (dimension information, component part arrangement position information, installation angle information, deletion data, section characteristic data, By transferring the plate-like member data) to the CAD system, parts are created and arranged at positions where the respective components are arranged in the CAD system, and finally the respective parts are joined together, including the actual shape of the angle joint part. An actual shape drawing of the structure is generated.

【0097】請求項19に対応する第2のCADシステ
ム接続手段は、アングル情報と予め格納された標準モデ
ルの実形状情報とからアングル結合部のかみあわせ形状
を割り出すことにより、3次元実形状モデルを自動で生
成しようとするものである。
The second CAD system connecting means according to claim 19 determines the engagement shape of the angle connecting part from the angle information and the real shape information of the standard model stored in advance, thereby obtaining the three-dimensional real shape model. Is to be automatically generated.

【0098】図30は、前後の断面番号0〜2および左
右の断面番号0〜6で示される断面で分割される作図対
象の構造物の例の概略図である。請求項18に記載の第
1のCADシステム接続手段の場合と同様に、同図にお
いても各アングルには、断面番号、配置順番号、据え角
度データが自動で割り付けられている。たとえば水平ア
ングル301の場合にはその配置・形状・据え角度など
の情報は、以下のように表現される。すなわち、前後断
面番号が1、配置順番号が3、据え角度データが270
度、形状デ一タがL50×50×t6となる。
FIG. 30 is a schematic diagram of an example of a structure to be drawn divided by cross sections indicated by front and rear cross-section numbers 0 to 2 and left and right cross-section numbers 0 to 6. As in the case of the first CAD system connecting means of the eighteenth aspect, also in this figure, the cross-section number, the arrangement order number, and the installation angle data are automatically assigned to each angle. For example, in the case of the horizontal angle 301, information such as its arrangement, shape, and installation angle is expressed as follows. That is, the front and rear section number is 1, the arrangement order number is 3, and the installation angle data is 270.
The shape data is L50 × 50 × t6.

【0099】特性データ記憶手段にはアングル結合部の
かみ合わせ実形状情報を含む標準モデルの実形状情報が
予め格納されており、図31はそのような標準モデルの
例を示す模式図である。たとえば上記図30の水平アン
グル301のもつ情報内容を、図31の標準モデルの実
形状情報と比較して、アングル301に相当するアング
ルを標準モデルから割出し、標準モデルのもつ結合部か
みあわせ形状情報をアングル301の結合部形状情報と
して付加させる。
The characteristic data storage means stores in advance the actual shape information of the standard model including the actual shape information of the engagement of the angle connecting portion. FIG. 31 is a schematic diagram showing an example of such a standard model. For example, the information content of the horizontal angle 301 in FIG. 30 is compared with the actual shape information of the standard model in FIG. 31, an angle corresponding to the angle 301 is determined from the standard model, and Information is added as joint shape information of the angle 301.

【0100】以下にその割出しの手順を示す。The procedure of the index determination will be described below.

【0101】1:前後断面番号が1であることから、中
間の断面であることを認識する。
1: Since the front and rear section numbers are 1, it is recognized that the section is an intermediate section.

【0102】2:配置順番号が3であることから、中間
位置に配置されていると認識する。
2: Since the arrangement order number is 3, it is recognized that it is arranged at an intermediate position.

【0103】3:前項1、2の情報から標準モデルにお
いて、このアングルに相当するのは、アングル311、
アングル312、およびアングル313に絞られる。
3: In the standard model based on the information in the preceding items 1 and 2, this angle corresponds to the angle 311
Angle 312 and angle 313 are narrowed down.

【0104】4:アングル301の据え角度データが2
70度であることから、標準モデルの上記3種のアング
ルの中で同じ角度のものを検索すると、アングル313
が該当するという結果が得られる。
4: The fixed angle data of the angle 301 is 2
Since the angle is 70 degrees, a search for the same angle among the three angles of the standard model shows that the angle 313
Is obtained.

【0105】以上の手順でアングル同士の結合部のかみ
あわせ形状を割り出し、この結合部かみあわせ実形状情
報と解析情報管理手段のテーブルXから呼び出した最適
設計情報(寸法情報、構成部品配置位置情報,据え角度
情報、削除データ、断面特性データ、板状部材データな
ど)をもとに三次元実形状モデルを構築し、該三次元実
形状情報をCADシステムに引渡スコトにより、CAD
システムにおいて各構成部品が配置される位置に部品が
作成され配置され最後に各部品が結合されて、アングル
結合部の実形状を含む該構造物の実形状図面が生成され
る。
By the above procedure, the engagement shape of the joint between the angles is determined, and the actual shape information of the joint and the optimum design information (dimension information, component component position information, etc.) called from the table X of the analysis information management means. , Installation angle information, deletion data, cross-sectional characteristic data, plate-like member data, etc.), and constructs a three-dimensional actual shape model, and delivers the three-dimensional actual shape information to a CAD system.
In the system, parts are created and arranged at positions where the respective constituent parts are arranged, and finally, the parts are joined to generate an actual shape drawing of the structure including the actual shape of the angle joint.

【0106】なお、以上の説明は、制御盤や計装ラック
などとして使用される奥行きが比較的浅い構造物を例に
とったものであるが、本発明は上記形状の構造物対象に
限定されるものではなく、直線状構造用部材からなる枠
組を備えた据置型の構造物であれば同様に適用が可能で
ある。
Although the above description has been made with reference to a structure having a relatively small depth used as a control panel or an instrumentation rack, the present invention is limited to a structure having the above-mentioned shape. However, the present invention can be similarly applied to a stationary structure provided with a framework made of linear structural members.

【0107】[0107]

【発明の効果】以上説明したように本発明の震動解析支
援システムによれば、制御盤や計装ラックのような据置
型の構造物の振動解析に際して、目標とする耐震性を実
現可能な最適設計情報を効率よく導き出し得るととも
に、その解析結果から三次元実形状モデルを効率よく作
成可能にするシステムを提供し得る。
As described above, according to the vibration analysis support system of the present invention, when analyzing the vibration of a stationary structure such as a control panel or an instrumentation rack, it is possible to achieve the target earthquake resistance. It is possible to provide a system that can efficiently derive design information and efficiently create a three-dimensional real shape model from the analysis result.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本システムの構成を示すブロック図FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the present system.

【図2】 構造用部材の番号割付けの方法を示す図FIG. 2 is a diagram showing a method of numbering structural members.

【図3】 断面分割の方法を示す図FIG. 3 is a diagram showing a method of sectioning;

【図4】 構造用部材の据え角度の違いの表現方法を示
す図
FIG. 4 is a diagram showing a method of expressing a difference in installation angles of structural members.

【図5】 構造用部材をビームで模擬する様子を示す図FIG. 5 is a view showing a state in which a structural member is simulated by a beam.

【図6】 構造用部材の固有振動数と断面固有の値との
関係を示すグラフ
FIG. 6 is a graph showing a relationship between a natural frequency of a structural member and a value specific to a cross section.

【図7】 構造用部材の固有振動数と材質固有の値との
関係を示すグラフ
FIG. 7 is a graph showing a relationship between a natural frequency of a structural member and a value specific to a material.

【図8】 結合用部材をバネで模擬する様子を示す図FIG. 8 is a view showing a state in which a connecting member is simulated by a spring.

【図9】 結合用部材の固有振動数とバネ固有の値との
関係を示すグラフ
FIG. 9 is a graph showing a relationship between a natural frequency of a coupling member and a value specific to a spring.

【図10】 構造物底面の結合用部材の据付パターンの
一例を示す図
FIG. 10 is a diagram showing an example of an installation pattern of a coupling member on the bottom surface of a structure.

【図11】 結合用部材の据付けピッチと固有振動数と
の関係を示すグラフ
FIG. 11 is a graph showing a relationship between an installation pitch of a coupling member and a natural frequency.

【図12】 板状部材の板厚と固有振動数との関係を示
すグラフ
FIG. 12 is a graph showing the relationship between the thickness of a plate member and the natural frequency.

【図13】 本発明の振動解析支援システムの演算処理
全体の流れを示すフローチャート
FIG. 13 is a flowchart showing the flow of the entire arithmetic processing of the vibration analysis support system of the present invention.

【図14】 二次元モデルの設定画面(外枠構造用部材
の場合)の一例
FIG. 14 shows an example of a two-dimensional model setting screen (in the case of an outer frame structural member)

【図15】 内部アングルの設定画面(垂直アングルの
場合)の一例
FIG. 15 shows an example of an internal angle setting screen (in the case of a vertical angle).

【図16】 構造用部材の結合ポイント間の番号割付け
の方法を示す図
FIG. 16 is a diagram showing a method of assigning numbers between connection points of a structural member.

【図17】 断面に作成される板状部材の設定画面の一
FIG. 17 is an example of a setting screen of a plate-shaped member created in a cross section

【図18】 板状部材設定用の座標系と、面削除時の座
標値指定の方法を示す図
FIG. 18 is a view showing a coordinate system for setting a plate-like member and a method of specifying a coordinate value when deleting a surface;

【図19】 計器を6面体で模擬する方法と計器の設定
画面の一例
FIG. 19 shows a method of simulating an instrument with a hexahedron and an example of an instrument setting screen.

【図20】 計器の取付けパターンを示す図FIG. 20 is a diagram showing a mounting pattern of an instrument.

【図21】 計器取付け設定画面の一例FIG. 21 is an example of an instrument mounting setting screen.

【図22】 計器固定用結合用部材の設定画面の一例FIG. 22 is an example of a setting screen of a connecting member for fixing an instrument.

【図23】 請求項8に対応する構造用部材の最適断面
形状選定の方法を示すフローチャート
FIG. 23 is a flowchart showing a method for selecting an optimum sectional shape of a structural member according to claim 8;

【図24】 請求項9に対応する構造用部材の最適寸法
規格選定の方法を示すフローチャート
FIG. 24 is a flowchart showing a method for selecting an optimum dimensional standard for a structural member according to claim 9;

【図25】 請求項11に対応する構造用部材の最適材
質選定の方法を示すフローチャート
FIG. 25 is a flowchart showing a method for selecting an optimum material of a structural member according to claim 11;

【図26】 請求項13に対応する結合用部材の最適規
格選定の方法を示すフローチャート
FIG. 26 is a flowchart showing a method for selecting an optimum standard for a joining member according to claim 13;

【図27】 請求項15に対応する結合用部材の最適据
付けピッチ選定の方法を示すフローチャート
FIG. 27 is a flowchart showing a method for selecting an optimum installation pitch of a coupling member according to claim 15;

【図28】 請求項16に対応する板状部材の最適板厚
選定の方法を示すフローチャート
FIG. 28 is a flowchart showing a method of selecting an optimum thickness of a plate member according to claim 16;

【図29】 前後の断面番号0〜2および左右の断面番
号0〜2で示される断面で分割される作図対象の構造物
の例の概略図
FIG. 29 is a schematic view of an example of a drawing target structure divided by cross sections indicated by front and rear cross-section numbers 0 to 2 and left and right cross-section numbers 0 to 2;

【図30】 前後の断面番号0〜2および左右の断面番
号0〜6で示される断面で分割される作図対象の構造物
の例の概略図
FIG. 30 is a schematic diagram of an example of a drawing target structure divided by cross sections indicated by front and rear cross-section numbers 0 to 2 and left and right cross-section numbers 0 to 6;

【図31】 標準モデルの例を示す模式図FIG. 31 is a schematic view showing an example of a standard model.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1……本発明の振動解析支援システム、 2……振動解
析システム、 3……三次元CADシステム、 11…
…入力手段、 12……表示画面、 13……特性デー
タ記憶手段、 14……解析モデル定義サブシステム、
15……解析情報管理手段、 16……解析結果判定
手段、 17……最適化サブシステム、18……CAD
システム接続手段、 41不等辺アングル、 42設定
画面での不等辺アングル、 51……ビーム、 81…
…ボルト、 82……おもり、83……バネ、 141
……入力画面のパネル、 142……断面特性データ、
291……垂直アングル、 292、293、301
……水平アングル、311、312、313……アング
1. Vibration analysis support system according to the present invention 2. Vibration analysis system 3. Three-dimensional CAD system 11
... input means, 12 ... display screen, 13 ... characteristic data storage means, 14 ... analysis model definition subsystem,
15 analysis information management means 16 analysis result determination means 17 optimization subsystem 18 CAD
System connection means, 41 unequal sides angle, 42 unequal sides angle in setting screen, 51 ... beam, 81 ...
... bolt, 82 ... weight, 83 ... spring, 141
…… Input screen panel, 142 …… Section characteristic data,
291: Vertical angle, 292, 293, 301
…… Horizontal angle, 311, 312, 313 …… Angle

Claims (19)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 枠組を構成する直線状構造用部材と、該
枠組に結合される剛体要素と、結合用部材とを主体とし
てなる据置型の構造物に関して、入力される設計情報を
もとに三次元解析モデルを構築し、振動解析システムと
情報を受け渡して演算を行い、該構造物の振動特性を最
適化する最適設計情報を出力する振動解析支援システム
であって、 情報を入力する入力手段と、情報を表示する表示画面
と、 前記構造用部材、前記剛体要素、前記結合用部材、およ
び枠組に結合される板状部材として使用可能な複数の部
材候補の特性データを、部材あるいは要素の種別毎およ
び候補毎に格納したテーブルAが予め準備された特性デ
ータ記憶手段と、 該構造物の設計情報から所定の手続きにしたがって二次
元モデルを構築し、指定に応じてテーブルAから特性デ
ータを読出して二次元解析モデルを定義したのち、演算
を行って三次元解析モデルに変換する解析モデル定義サ
ブシステムと、 三次元解析モデルの解析モデル情報をモデル毎に格納す
るテーブルBと、振動解析の解析結果をモデル毎に格納
するテーブルCと、演算の結果得られる最適設計情報を
格納するテーブルXとが予め準備され、入力された設計
情報を前記解析モデル定義サブシステムに引渡して三次
元解析モデルを構築させ、前記解析モデル定義サブシス
テムから三次元解析モデル情報を受取ってテーブルBに
格納するとともに、該三次元解析モデル情報を振動解析
システムに引渡して所定の手続きにしたがって解析を行
わせ、かつ振動解析システムから解析結果を受取ってテ
ーブルCに格納する解析情報管理手段と、 テーブルCに解析結果が格納されたとき、テーブルCか
ら解析結果を読出して予め設定された目標値と比較し、
予め設定された条件を満たすか否かを判定して、満たす
と判定したとき演算終了を指令してテーブルBから読出
した該三次元解析モデル情報を最適設計情報としてテー
ブルXに格納し、否と判定したとき演算継続を指令する
解析結果判定手段と、 演算継続が指令されたとき、最適化対象の部材の種別お
よび特性の種別を指定し、該指定に応じてテーブルAか
ら読出した特性データとテーブルBから読出した当初設
計情報による三次元解析モデル情報とに基づき、所定の
手続きにしたがって振動解析システムと情報を受渡し演
算を行い、その結果が予め設定された条件を満たすか否
かを判定し、最適化完了と判定したとき、演算終了を指
令して該三次元解析モデル情報を最適設計情報としてテ
ーブルXに格納し、否と判定したとき演算継続を指令す
る部材最適化サブシステムとを、具備することを特徴と
する振動解析支援システム。
1. A stationary structure mainly composed of a linear structural member constituting a framework, a rigid element coupled to the framework, and a coupling member, based on input design information. A vibration analysis support system that constructs a three-dimensional analysis model, performs computation by passing information to and from a vibration analysis system, and outputs optimal design information for optimizing the vibration characteristics of the structure, wherein input means for inputting information And a display screen for displaying information, The structural member, the rigid element, the connecting member, and the characteristic data of a plurality of candidate members that can be used as a plate-shaped member connected to the framework, the member or element A characteristic data storage means in which a table A stored for each type and for each candidate is prepared in advance, and a two-dimensional model is constructed according to a predetermined procedure from design information of the structure, and the table is designated according to the designation. An analysis model definition subsystem that reads out characteristic data from A and defines a two-dimensional analysis model and then performs an operation to convert it to a three-dimensional analysis model; and a table B that stores analysis model information of the three-dimensional analysis model for each model. And a table C for storing the analysis results of the vibration analysis for each model and a table X for storing the optimal design information obtained as a result of the operation are prepared in advance, and the input design information is delivered to the analysis model definition subsystem. To construct a three-dimensional analysis model, receive the three-dimensional analysis model information from the analysis model definition subsystem and store it in the table B, and deliver the three-dimensional analysis model information to the vibration analysis system for analysis according to a predetermined procedure. And analysis information management means for receiving an analysis result from the vibration analysis system and storing the analysis result in the table C; When Buru C the analysis result is stored, and compared with a preset target value reads the analysis results from the table C,
It is determined whether or not a predetermined condition is satisfied. When it is determined that the condition is satisfied, the computation is instructed and the three-dimensional analysis model information read from table B is stored in table X as optimal design information. Analysis result determination means for instructing the continuation of the operation when the determination is made; and specifying the type of the member to be optimized and the type of the characteristic when the operation continuation is instructed; Based on the three-dimensional analysis model information based on the initial design information read from the table B, the information is exchanged with the vibration analysis system in accordance with a predetermined procedure, and the calculation is performed. It is determined whether the result satisfies a preset condition. When it is determined that the optimization is completed, the end of the calculation is instructed and the three-dimensional analysis model information is stored in the table X as the optimal design information. A vibration analysis support system, comprising:
【請求項2】 前記解析モデル定義サブシステムが、 入力された設計情報に基づく該構造物の三次元モデル
を、底面に垂直で互いに平行な複数枚の平面の組Aで分
割して断面図の組Aを作成する一方、底面に垂直で互い
に平行かつ前記平面の組Aに直交する複数枚の平面の組
Bで分割して断面図の組Bを作成して該構造物の二次元
モデルを構築し、構築された二次元モデルに対し使用す
る部材あるいは要素の候補を所定の手続きにしたがって
指定して二次元解析モデルを定義し、次いで前記断面図
の組Aと前記断面図の組Bを組合わせ演算を行って三次
元解析モデルに変換することにより、三次元解析モデル
を構築することを特徴とする請求項1記載の振動解析支
援システム。
2. The analysis model definition subsystem divides a three-dimensional model of the structure based on input design information into a set A of a plurality of planes that are perpendicular to a bottom surface and parallel to each other. On the other hand, while creating the set A, the two-dimensional model of the structure is formed by dividing a plurality of plane sets B perpendicular to the bottom surface and parallel to each other and orthogonal to the plane set A to create a sectional view set B. The two-dimensional analysis model is defined by designating the members or elements to be used for the constructed two-dimensional model according to a predetermined procedure, and then defining the set A of the cross-sectional views and the set B of the cross-sectional views. The vibration analysis support system according to claim 1, wherein a three-dimensional analysis model is constructed by performing a combination calculation and converting the data into a three-dimensional analysis model.
【請求項3】 前記解析モデル定義サブシステムが、 構築された二次元モデルに対し、前記組Aおよび組Bの
各断面図を図別の指定に応じて表示画面に表示し、表示
された前記断面図における前記部材あるいは要素の種別
の指定に応じ、前記テーブルA内から対応する複数の部
材候補の特性データを読みだして表示画面に一覧を表示
し、使用する部材あるいは要素を前記一覧から選択し指
定することにより、二次元解析モデルを定義することを
特徴とする請求項2記載の振動解析支援システム。
3. The analysis model definition subsystem displays, on a display screen, each sectional view of the set A and the set B with respect to the constructed two-dimensional model in accordance with designation of each figure. According to the designation of the type of the member or element in the sectional view, the characteristic data of a plurality of corresponding member candidates are read out from the table A, a list is displayed on a display screen, and the member or element to be used is selected from the list. The vibration analysis support system according to claim 2, wherein the two-dimensional analysis model is defined by specifying and specifying.
【請求項4】 前記断面図の組Aあるいは前記断面図の
組Bが、少なくとも該構造物の正面図および左右いずれ
か一方の側面図を含むことを特徴とする請求項2あるい
は3記載の振動解析支援システム。
4. The vibration according to claim 2, wherein the set A of sectional views or the set B of sectional views includes at least a front view and a right or left side view of the structure. Analysis support system.
【請求項5】 テーブルAに格納された特性データが、
構造用部材候補の断面特性データと、構造用部材候補の
材料特性データと、構造用部材候補の据え向き角度情報
と、結合用部材候補が模擬されるバネのバネ要素データ
と、結合用部材候補の据付けピッチデータと、板状部材
の板厚データとを、含むことを特徴とする請求項1ある
いは3記載の振動解析支援システム。
5. The characteristic data stored in Table A is
Cross-sectional characteristic data of the structural member candidate, material property data of the structural member candidate, information on the installation angle of the structural member candidate, spring element data of the spring for which the candidate for the joining member is simulated, and candidate member for the joining The vibration analysis support system according to claim 1, further comprising: an installation pitch data and a thickness data of the plate-shaped member.
【請求項6】 前記部材最適化サブシステムが、 演算継続が指令されたとき、最適化対象の部材の種別お
よび特性の種別を選択し指定する最適化対象選定手段
と、 前記最適化対象選定手段の指定に応じて、指定された種
別の部材の特性データをテーブルAから読み出し、該特
性データに基づいて複数の部材候補の1組を抽出する候
補抽出手段と、 テーブルBから当初設計情報による当初三次元解析モデ
ル情報を読出し、前記候補抽出手段が抽出した複数の部
材候補で各々置換えた複数の置換三次元解析モデル情報
を定義する最適化解析モデル定義手段と、 前記複数の置換三次元解析モデル情報の各々を、テーブ
ルBに格納するとともに振動解析システムに引渡して解
析を行わせ、かつ振動解析システムから該解析結果の各
々を受取ってテーブルCに格納する最適化情報管理手段
と、 前記最適化情報管理手段がテーブルCに格納した該解析
結果に基づいて所定の演算を行って、指定された最適化
対象部材の最適候補を選択し指定する最適候補演算手段
と、 前記最適候補演算手段が選定した最適部材候補で置換え
て得られる最適置換三次元解析モデル情報を、テーブル
Bに格納するとともに振動解析システムに引渡して解析
を行わせ、かつ振動解析システムから受取った該解析結
果をテーブルCに格納する最適候補選定手段と、 前記最適候補選定手段がテーブルCに格納した解析結果
を読出し、該解析結果が、予め設定された条件を満たす
か否かを判定し、条件を満たし最適化完了と判定したと
き演算終了を指令して、テーブルBから読出した前記最
適置換三次元解析モデル情報を最適設計情報としてテー
ブルXに格納し、否と判定したとき演算継続を指令する
最適化判定手段とを、具備していることを特徴とする請
求項1あるいは5記載の振動解析支援システム。
6. An optimization target selecting means for selecting and specifying a type of a member to be optimized and a type of characteristic when an operation continuation is instructed, and said optimization target selecting means. In accordance with the designation, the characteristic data of the member of the designated type is read from the table A, and a candidate extracting means for extracting one set of a plurality of member candidates based on the characteristic data; Optimization analysis model definition means for reading three-dimensional analysis model information and defining a plurality of replacement three-dimensional analysis model information each replaced by a plurality of member candidates extracted by the candidate extraction means; and the plurality of replacement three-dimensional analysis models Each piece of information is stored in the table B and passed to the vibration analysis system for analysis, and each of the analysis results is received from the vibration analysis system and stored in a table. Optimization information management means to be stored in the table C, the optimization information management means performs a predetermined operation based on the analysis result stored in the table C, and selects an optimum candidate for the specified optimization target member. Optimum candidate calculating means to be specified, and optimal replacement three-dimensional analysis model information obtained by replacing with the optimum member candidate selected by the optimum candidate calculating means are stored in Table B and transferred to a vibration analysis system for analysis. And an optimum candidate selecting means for storing the analysis result received from the vibration analysis system in the table C, and reading the analysis result stored in the table C by the optimum candidate selecting means, and the analysis result satisfies a preset condition. It is determined whether or not the condition is satisfied, and when it is determined that the optimization is completed, an operation end is instructed, and the optimal replacement three-dimensional analysis model information read from the table B is updated. 6. The vibration analysis support system according to claim 1, further comprising: an optimization determining unit that stores the appropriate design information in the table X and instructs continuation of the operation when the determination is negative.
【請求項7】 前記最適化対象選定手段が、 構造用部材の断面形状種類、構造用部材の寸法規格、構
造用部材の材質、結合用部材の規格、結合用部材の据付
けピッチ、および板状部材の板厚の順に最適化対象の種
別を選定することを特徴とする請求項6記載の振動解析
支援システム。
7. The optimization target selecting means includes: a sectional shape type of a structural member, a dimension standard of the structural member, a material of the structural member, a standard of the coupling member, an installation pitch of the coupling member, and a plate shape. 7. The vibration analysis support system according to claim 6, wherein the type of optimization target is selected in the order of the plate thickness of the member.
【請求項8】 前記部材最適化サブシステムが、 前記最適化対象選定手段が構造用部材の断面形状種類を
最適化対象に指定したとき、テーブルAに格納された前
記構造用部材候補の断面特性データから、当初設計情報
における構造用部材と同材質で単位長さあたりの重量が
等しく断面形状が異なる複数の部材候補からなる1組を
抽出し、テーブルBに格納された当初三次元解析モデル
情報における断面特性データを、前記抽出された複数の
部材候補の断面特性データで各々置換えて複数の置換三
次元解析モデルを定義し、該置換三次元解析モデル情報
の各々を、振動解析システムに引渡して各々振動解析を
行わせて得られる解析結果の固有振動数値が最大の断面
形状種類を、前記構造用部材の最適断面形状種類として
選定したのち、テーブルBに格納された当初三次元解析
モデル情報を該最適断面形状種類の三次元解析モデル情
報で置換えることにより、構造用部材の断面形状種類の
最適化を行うことを特徴とする請求項6記載の振動解析
支援システム。
8. The cross-sectional characteristic of the structural member candidate stored in the table A when the optimization target selecting means specifies a cross-sectional shape type of a structural member as an optimization target. From the data, a set of a plurality of candidate members having the same material as the structural member in the initial design information but having the same weight per unit length and different cross-sectional shapes is extracted, and the initial three-dimensional analysis model information stored in Table B is extracted. The cross-sectional characteristic data in is replaced with the cross-sectional characteristic data of the plurality of extracted member candidates to define a plurality of substituted three-dimensional analysis models, and each of the substituted three-dimensional analysis model information is transferred to a vibration analysis system. After selecting the cross-sectional shape type having the largest natural vibration numerical value of the analysis result obtained by performing each vibration analysis as the optimal cross-sectional shape type of the structural member, the table is selected. 7. The optimization of the cross-sectional shape type of the structural member is performed by replacing the initial three-dimensional analysis model information stored in the storage unit with the three-dimensional analysis model information of the optimum cross-sectional shape type. Vibration analysis support system.
【請求項9】 前記部材最適化サブシステムが、 前記最適化対象選定手段が構造用部材の寸法規格を最適
化対象に指定したとき、すでに選定された最適断面形状
種類の部材候補の断面特性データの一覧から、最適化対
象となる寸法規格範囲内で前記断面固有の値が最小値を
とる寸法規格および最大値をとる寸法規格を含むN個
(Nは3以上の数)の寸法規格の部材候補からなる1組
を抽出し、テーブルBに格納されている最適断面形状を
有する三次元解析モデル情報の断面特性データを、前記
抽出された断面特性データで各々置換えてN個の置換三
次元解析モデルを定義し、該N個の置換三次元解析モデ
ル情報の各々を振動解析システムに引渡して各々振動解
析を行わせ、該解析結果として得られるN個の固有振動
数値f1 〜fn に基づき、固有振動数fを断面固有の値
xの関数である多項式f(x)で近似して、関数値が目
標固有振動数値となるxを求め、テーブルAにおいてx
に最も近い断面固有の値x0 をもつ寸法規格を最適寸法
規格として選定し、N個の置換三次元解析モデル情報
を、選定された該寸法規格を有する最適置換三次元解析
モデル情報で置換えるとともに、該最適置換三次元解析
モデル情報を振動解析システムに引渡して解析を行わ
せ、かつ振動解析システムから受取った解析結果が予め
設定された条件を満たすか否かを判定し、条件を満たし
て最適化完了と判定したとき演算終了を指令して、該最
適置換三次元解析モデル情報を最適設計情報としてテー
ブルXに格納し、否と判定したとき、複数の寸法規格部
材候補の次の組の抽出と最適寸法規格の選定を繰返すこ
とにより、構造用部材の寸法規格の最適化を行うことを
特徴とする請求項6記載の振動解析支援システム。
9. The cross-sectional characteristic data of a member candidate of an already selected optimum cross-sectional shape type, wherein the member optimization subsystem, when the optimization target selecting means specifies a dimension standard of a structural member as an optimization target, From the list of the above, N (N is a number of 3 or more) dimensional standards members including a dimensional standard in which the section-specific value takes the minimum value and a dimensional standard in which the cross-section-specific value takes the maximum value within the dimensional standard range to be optimized A set of candidates is extracted, and the cross-sectional characteristic data of the three-dimensional analysis model information having the optimum cross-sectional shape stored in the table B is replaced with the extracted cross-sectional characteristic data, respectively, and N replacement three-dimensional analysis is performed. A model is defined, each of the N pieces of substituted three-dimensional analysis model information is transferred to a vibration analysis system, and each is subjected to vibration analysis. Based on the N natural vibration values f 1 to f n obtained as the analysis result, , Solid The vibrating frequency f is approximated by a polynomial f (x) which is a function of the cross-section specific value x, and x at which the function value becomes the target natural vibration numerical value is obtained.
Was selected as the optimum dimensional specifications nearest cross-specific dimensional specifications having a value x 0, the N number of substituted three-dimensional analysis model information, replaced with optimal substituted three-dimensional analysis model information having selected the the dimensionally method Standards At the same time, the optimal replacement three-dimensional analysis model information is transferred to the vibration analysis system for analysis, and it is determined whether the analysis result received from the vibration analysis system satisfies a preset condition, and the condition is satisfied. When it is determined that the optimization has been completed, the operation is instructed, the optimal replacement three-dimensional analysis model information is stored in the table X as the optimal design information. 7. The vibration analysis support system according to claim 6, wherein the dimensional standard of the structural member is optimized by repeating the extraction and the selection of the optimal dimensional standard.
【請求項10】 前記断面固有の値が、I/A(但しI
は断面2次モーメント、Aは断面積)であることを特徴
とする請求項9記載の振動解析支援システム。
10. The method according to claim 1, wherein the value specific to the section is I / A (where I / A
10. The vibration analysis support system according to claim 9, wherein is a second moment of area, and A is a sectional area.
【請求項11】 前記部材最適化サブシステムが、 前記最適化対象選定手段が構造用部材の材質を最適化対
象に指定したとき、すでに選定された最適寸法規格の部
材候補の材料特性データの一覧から、最適化対象となる
材質範囲内で前記材料固有の値が最小値をとる材質およ
び最大値をとる材質を含むN個(Nは3以上の数)の材
質の部材候補からなる1組を抽出し、テーブルBに格納
されている最適寸法規格を有する三次元解析モデル情報
の材料特性データを、前記抽出された材料特性データで
各々置換えてN個の置換三次元解析モデルを定義し、該
N個の置換三次元解析モデル情報の各々を振動解析シス
テムに引渡して各々振動解析を行わせ、該解析結果とし
て得られるN個の固有振動数値f1 〜fn に基づき、固
有振動数fを材質固有の値xの関数である多項式で近似
して、関数値f(x)が目標固有振動数値となるxを求
め、テーブルAにおいてxに最も近い材質固有の値x0
をもつ材質を最適材質として選定し、前記N個の置換三
次元解析モデル情報を、選定された該材質の最適置換三
次元解析モデル情報と置換えるとともに、該最適置換三
次元解析モデル情報を振動解析システムに引渡して解析
を行わせ、かつ振動解析システムから受取った解析結果
が予め設定された条件を満たすか否かを判定し、条件を
満たして最適化完了と判定したとき演算終了を指令し
て、該最適置換三次元解析モデル情報を最適設計情報と
してテーブルXに格納し、否と判定したとき、複数の材
質の部材候補の次の組の抽出と最適材質の選定を繰返す
ことにより、構造用部材の材質の最適化を行うことを特
徴とする請求項6記載の振動解析支援システム。
11. The member optimization subsystem, when the optimization target selecting means designates a material of a structural member as an optimization target, a list of material property data of a member candidate of an already selected optimum dimension standard. From the above, one set of N (N is a number of 3 or more) material candidates including a material having a minimum value and a material having a maximum value of the material-specific value within a material range to be optimized is obtained. The extracted material property data of the three-dimensional analysis model information having the optimal dimension specification stored in the table B is replaced with the extracted material property data to define N substituted three-dimensional analysis models. Each of the N pieces of substituted three-dimensional analysis model information is transferred to the vibration analysis system to perform a vibration analysis, and the natural frequency f is calculated based on the N natural vibration values f 1 to f n obtained as the analysis results. Material specific Approximated by a polynomial which is a function of the value x, the function value f (x) x is determined which is the target natural frequency number, the nearest material-specific values x in x in table A 0
Is selected as the optimal material, and the N pieces of substituted 3D analysis model information are replaced with the optimally substituted 3D analysis model information of the selected material, and the optimally substituted 3D analysis model information is vibrated. Delivered to the analysis system to perform the analysis, and determine whether the analysis result received from the vibration analysis system satisfies the preset condition, and when the condition is satisfied and the optimization is determined to be completed, instruct the computation end. Then, the optimal replacement three-dimensional analysis model information is stored in the table X as optimal design information. The vibration analysis support system according to claim 6, wherein the material of the member for use is optimized.
【請求項12】 前記材質固有の値が、E/ρ(但しE
は縦弾性係数、ρは材料密度)であることを特徴とする
請求項11記載の振動解析支援システム。
12. The material-specific value is E / ρ (where E / ρ
The vibration analysis support system according to claim 11, wherein is a longitudinal elastic modulus, and ρ is a material density.
【請求項13】 前記部材最適化サブシステムが、 前記最適化対象選定手段が結合用部材の規格を最適化対
象に指定したとき、前記結合用部材として使用可能な部
材候補のバネ特性データの一覧から、当初設計情報にお
ける据付パターンにおいて前記バネ固有の値が最小値を
とる規格および最大値をとる規格を含むN個(Nは3以
上の数)の規格の部材候補からなる1組を抽出し、テー
ブルBに格納されている最適材質を有する三次元解析モ
デル情報のバネ特性データを、前記抽出された部材候補
のバネ特性データで各々置換えて、所定の据付けパター
ンに対する最適化対象となるN個の置換三次元解析モデ
ルを定義し、該N個の置換三次元解析モデル情報の各々
を振動解析システムに引渡して各々振動解析を行わせ、
該解析結果として得られるN個の固有振動数値f1〜f
n に基づき、固有振動数fをバネ固有の値xの関数であ
る多項式f(x)で近似して、関数値が目標固有振動数
値となるxを求め、テーブルAにおいてxに最も近いバ
ネ固有の値x0 をもつ結合用部材の規格を、所定の据付
けピッチに対する最適規格として選定し、前記N個の置
換三次元解析モデル情報を、選定された該規格の結合用
部材を有する最適置換三次元解析モデル情報で置換える
とともに、該最適置換三次元解析モデル情報を振動解析
システムに引渡して解析を行わせ、かつ振動解析システ
ムから受取った解析結果が予め設定された条件を満たす
か否かを判定し、条件を満たして最適化完了と判定した
とき演算終了を指令して、該最適置換三次元解析モデル
情報を最適設計情報としてテーブルXに格納し、否と判
定したとき、複数の部材候補の次の組の抽出と最適規格
の選定を繰返すことにより、結合用部材の規格の最適化
を行うことを特徴とする請求項6記載の振動解析支援シ
ステム。
13. A list of spring characteristic data of a candidate member usable as the coupling member when the optimization target selecting means designates a standard of the coupling member as an optimization target. A set of N (N is 3 or more) standard candidate members including a standard in which the value specific to the spring takes the minimum value and a standard in which the spring-specific value takes the maximum value in the installation pattern in the initial design information is extracted. By replacing the spring characteristic data of the three-dimensional analysis model information having the optimum material stored in the table B with the spring characteristic data of the extracted member candidates, N springs to be optimized for a predetermined installation pattern are replaced. Is defined, and each of the N pieces of substituted three-dimensional analysis model information is transferred to a vibration analysis system to perform a vibration analysis.
N natural vibration numerical values f 1 to f obtained as the analysis result
Based on n , the natural frequency f is approximated by a polynomial f (x), which is a function of the spring-specific value x, to obtain x at which the function value becomes the target natural vibration value. the standard coupling member having a value x 0, selected as the best standard for a given installation pitch, the N-substituted three-dimensional analysis model information, the optimum substituted tertiary having coupling members of the selected this standard In addition to replacing the original analysis model information, the optimal replacement three-dimensional analysis model information is transferred to the vibration analysis system to perform analysis, and whether or not the analysis result received from the vibration analysis system satisfies a preset condition. When it is determined that the optimization is completed by satisfying the condition, the end of the operation is instructed, and the optimal replacement three-dimensional analysis model information is stored in the table X as the optimal design information. By repeating the selection of the next set of extraction and optimum standards wood candidates, vibration analysis supporting system according to claim 6, characterized in that the optimization of the standard coupling member.
【請求項14】 前記バネ固有の値が、2π(n・kH
/M)1/2 (但しnは結合用部材の本数、kH は並進方
向のバネ定数、Mは構造物の総重量)をさらに含むこと
を特徴とする請求項13記載の振動解析支援システム。
14. The value specific to the spring is 2π (n · k H
/ M) 1/2 (where n is the number of the coupling member, k H vibration analysis support system of claim 13, wherein the spring constant of the translational direction, M is characterized by further comprising the total weight) of the structure .
【請求項15】 前記部材最適化サブシステムが、 前記最適化対象選定手段が結合用部材据付けピッチを最
適化対象に指定したとき、選定された規格の結合用部材
候補の据付けピッチデータの一覧から、当初設計情報の
据付けパターンにおいて最小値と最大値を含むN個(N
は3以上の数)の据付けピッチの1組を抽出し、テーブ
ルBに格納されている結合用部材の最適規格を有する三
次元解析モデル情報の据付けピッチデータを、前記抽出
されたN個の組の据付けピッチデータで各々置換えて、
所定の規格に対する最適化対象となるN個の置換三次元
解析モデルを定義し、該N個の置換三次元解析モデル情
報の各々を振動解析システムに引渡して各々振動解析を
行わせ、該解析結果として得られるN個の固有振動数値
1 〜fn に基づき、固有振動数fを据付けピッチxの
関数である多項式f(x)で近似して、関数値が目標固
有振動数値となるxを求め、テーブルAにおいてxに最
も近い結合用部材の据付けピッチx0 を最適据付けピッ
チとして選定し、前記N個の置換三次元解析モデル情報
を、選定された該据付けピッチを有する最適置換三次元
解析モデル情報で置換えるとともに、該最適置換三次元
解析モデル情報を振動解析システムに引渡して解析を行
わせ、かつ振動解析システムから受取った解析結果が予
め設定された条件を満たすか否かを判定し、条件を満た
して最適化完了と判定したとき演算終了を指令して、該
最適置換三次元解析モデル情報を最適設計情報としてテ
ーブルXに格納し、否と判定したとき、複数の据付けピ
ッチの次の組の抽出と最適据付けピッチの選定を繰返す
ことにより、結合用部材の据付けピッチの最適化を行う
こと特徴とする請求項6記載の振動解析支援システム。
15. The member optimizing subsystem, when the optimization target selecting means specifies a coupling member installation pitch as an optimization target, from a list of installation pitch data of coupling member candidates of the selected standard. , N including the minimum value and the maximum value in the installation pattern of the initial design information (N
Is set to 3 or more), and the installation pitch data of the three-dimensional analysis model information having the optimum specification of the coupling member stored in the table B is extracted from the extracted N sets. With the installation pitch data of
N replacement three-dimensional analysis models to be optimized with respect to a predetermined standard are defined, each of the N replacement three-dimensional analysis model information is transferred to a vibration analysis system, and each vibration analysis is performed. The natural frequency f is approximated by a polynomial f (x), which is a function of the installation pitch x, based on the N natural frequency values f 1 to f n obtained as determined, the pitch x 0 installation closest coupling member to x selected as the optimal installation pitch in table a, the N-substituted three-dimensional analysis model information, the optimum substitution 3D analysis with selected the該据with pitch In addition to replacing with the model information, the optimal replacement three-dimensional analysis model information is transferred to the vibration analysis system to perform the analysis, and the analysis result received from the vibration analysis system is set to a predetermined condition. When it is determined whether or not the condition is satisfied, when the condition is satisfied and the optimization is determined to be completed, the operation is instructed, the optimal replacement three-dimensional analysis model information is stored in table X as the optimal design information, 7. The vibration analysis support system according to claim 6, wherein the extraction of the next set of the plurality of installation pitches and the selection of the optimum installation pitch are repeated to optimize the installation pitch of the coupling member.
【請求項16】 前記部材最適化サブシステムが、 前記最適化対象選定手段が板状部材の板厚を最適化対象
に指定したとき、前記板状部材の板厚データの一覧か
ら、最小値および最大値を含むN個(Nは3以上の数)
の板厚の1組を抽出し、テーブルDに格納されている三
次元解析モデル情報の板厚データを、前記抽出された板
厚の組の板厚データで各々置換えて、最適化対象となる
N個の置換三次元解析モデルを定義し、該N個の三次元
解析モデル情報の各々を前記振動解析システムに引渡し
て各々振動解析を行わせ、該解析結果として得られるN
個の固有振動数値f1 〜fn に基づき、固有振動数fを
板厚xの関数である多項式f(x)で近似して、関数値
が目標固有振動数値となるxを求め、テーブルAにおい
てxに最も近い板厚x0 を最適板厚として選定し、前記
N個の置換三次元解析モデル情報を、該選定された板厚
を有する最適置換三次元解析モデル情報で置換えるとと
もに、該最適置換三次元解析モデル情報を振動解析シス
テムに引渡して解析を行わせ、かつ振動解析システムか
ら受取った解析結果が予め設定された条件を満たすか否
かを判定し、条件を満たして最適化完了と判定したとき
演算終了を指令し、該最適置換三次元解析モデル情報を
最適設計情報としてテーブルXに格納し、否と判定した
とき、複数の板厚の次の組の抽出と最適板厚の選定を繰
返すことにより、板状部材の板厚の最適化を行うこと特
徴とする請求項6記載の振動解析支援システム。
16. The member optimizing subsystem, when the optimization target selecting means designates a plate thickness of a plate-like member as an optimization target, a minimum value and a list of plate thickness data of the plate-like member. N including the maximum value (N is 3 or more)
Is extracted, and the sheet thickness data of the three-dimensional analysis model information stored in the table D is replaced with the sheet thickness data of the extracted sheet thickness set, respectively. N replacement three-dimensional analysis models are defined, and each of the N pieces of three-dimensional analysis model information is transferred to the vibration analysis system to perform a vibration analysis, and N obtained as an analysis result is obtained.
Based on the natural frequency values f 1 to f n , the natural frequency f is approximated by a polynomial f (x), which is a function of the plate thickness x, to obtain x at which the function value becomes the target natural frequency value. select the thickness x 0 nearest to x as an optimum thickness in, the N-substituted three-dimensional analysis model information, along with replacing with optimal substituted three-dimensional analysis model information having a thickness which is the selected, the The optimal replacement 3D analysis model information is transferred to the vibration analysis system for analysis, and it is determined whether the analysis result received from the vibration analysis system satisfies a preset condition. When the judgment is made, the end of the operation is instructed, the optimal replacement three-dimensional analysis model information is stored as the optimum design information in the table X, and when it is judged no, the extraction of the next set of a plurality of sheet thicknesses and the By repeating the selection, The vibration analysis support system according to claim 6, wherein the thickness of the plate-like member is optimized.
【請求項17】 前記部材最適化サブシステムが、 最適化対象の部材の種別あるいは特性の種別の指定に応
じて、テーブルA内から対応する複数の部材候補の特性
データを読みだして表示画面に一覧を表示し、最適化対
象の部材候補を前記一覧から選択して指定することを特
徴とする請求項8ないし16のうちいずれか1項記載の
振動解析支援システム。
17. The member optimization subsystem reads characteristic data of a plurality of corresponding member candidates from the table A according to designation of a type of a member to be optimized or a type of characteristic, and displays the characteristic data on a display screen. 17. The vibration analysis support system according to claim 8, wherein a list is displayed, and a member candidate to be optimized is selected and designated from the list.
【請求項18】 構造用部材の結合数の組合わせパター
ン情報が前記特性データ記憶手段に予めさらに格納さ
れ、かつテーブルXに最適設計情報が格納されたとき、
テーブルXから読出した該最適設計情報とテーブルAか
ら読出した組合せパターン情報を含む特性データに基づ
き演算を行って前記構造用部材の結合部のかみあわせ実
形状を割出し、該かみあわせ実形状情報と該最適設計情
報に基づいて得られる該構造物の三次元実形状情報をC
ADシステムに引渡して、実形状図面を生成させる第1
のCADシステム接続手段を、さらに具備していること
を特徴とする請求項1記載の振動解析支援システム。
18. When the combination pattern information of the number of structural members connected is further stored in advance in the characteristic data storage means, and when the optimum design information is stored in the table X,
A calculation is performed based on the optimum design information read from the table X and the characteristic data including the combination pattern information read from the table A to determine the actual shape of the coupling portion of the structural member. And the three-dimensional actual shape information of the structure obtained based on the optimal design information
1st handover to AD system to generate actual shape drawing
2. The vibration analysis support system according to claim 1, further comprising: a CAD system connection means.
【請求項19】 構造用部材の結合部のかみあわせ実形
状情報を含む標準モデルの実形状情報が前記特性データ
記憶手段に予めさらに格納され、かつテーブルXに最適
設計情報が格納されたとき、テーブルXから読出した該
最適設計情報と前記標準モデルの実形状情報に基づいて
構造用部材の結合部のかみあわせ実形状を割出し、該か
みあわせ実形状情報と該最適設計情報に基づいて得られ
る該構造物の三次元実形状情報をCADシステムに引渡
して、実形状図面を生成させる第2のCADシステム接
続手段を、さらに具備していることを特徴とする請求項
1記載の振動解析支援システム。
19. When the actual shape information of the standard model including the actual shape information of the engagement of the connecting portion of the structural member is further stored in advance in the characteristic data storage means, and when the optimum design information is stored in the table X, Based on the optimal design information read from the table X and the actual shape information of the standard model, the actual shape of the meshing portion of the structural member is determined, and the actual shape is obtained based on the actual shape information and the optimal design information. 2. The vibration analysis support according to claim 1, further comprising a second CAD system connecting means for transferring the obtained three-dimensional actual shape information of the structure to a CAD system and generating an actual shape drawing. system.
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