JP2001357078A - Device and method for integrally analyzing form data and computer-readable storage medium - Google Patents

Device and method for integrally analyzing form data and computer-readable storage medium

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JP2001357078A
JP2001357078A JP2000177237A JP2000177237A JP2001357078A JP 2001357078 A JP2001357078 A JP 2001357078A JP 2000177237 A JP2000177237 A JP 2000177237A JP 2000177237 A JP2000177237 A JP 2000177237A JP 2001357078 A JP2001357078 A JP 2001357078A
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shape data
voxel
cad
form data
analysis
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Shigeji Kitagawa
成志 北川
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Fujitsu Nagano Systems Engineering Ltd
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Fujitsu Nagano Systems Engineering Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable a designer of CAD form data to speedily recognize the analyzed result of voxel form data concerning a device and a method for integrally analyzing form data for analyzing the voxel form data to be provided by dividing the CAD form data into voxels while referring to the CAD form data prepared by CAD. SOLUTION: This device is provided with a voxel dividing means 2 for dividing first form data prepared on the stage of design into voxels and converting these data to second form data, a second form data display means 3 for displaying only the second form data close to a part selected out of the first form data, a second form data analyzing means 5 for analyzing the second form data displayed by the second form data display means 3, and a first form data analyzed result display means 6 for projecting the analyzed result of the second form data by the second form data analyzing means 5 with the first form data and displaying these data.

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、設計者がCAD
(computer-aided design :コンピュータ援用設計)に
より作成した3次元のCAD形状データを参照しなが
ら、ボクセル(voxel)とよばれる3次元画素により上
記CAD形状データを分割して得られるボクセル形状デ
ータの解析を行うための形状データ統合解析装置、形状
データ統合解析方法、およびコンピュータ読み取り可能
な記憶媒体に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a CAD
Analysis of voxel shape data obtained by dividing the CAD shape data by three-dimensional pixels called voxels while referring to the three-dimensional CAD shape data created by (computer-aided design: computer-aided design) The present invention relates to a shape data integrated analysis device, a shape data integrated analysis method, and a computer-readable storage medium for performing the method.

【0002】一般に、ボクセルは、解析の対象である3
次元のCAD形状データを格子状に分割する(ボクセル
分割とよばれる)ために使用される小立方体の体積要素
として定義される。本発明は、CADにより作成した3
次元のCAD形状データと、ボクセル分割により生成さ
れるボクセル形状データの解析結果とを統合して、この
解析結果をCADシステム上で正確に認識するための一
手法について言及するものである。
[0002] In general, a voxel is an object to be analyzed.
It is defined as a small cubic volume element used to divide the dimensional CAD shape data into a lattice (called voxel division). The present invention relates to 3
It refers to a method of integrating dimension CAD shape data and analysis results of voxel shape data generated by voxel division, and accurately recognizing the analysis results on a CAD system.

【0003】[0003]

【従来の技術】一般的なコンピュータシステムにおいて
CAD形状データを解析する場合、このCAD形状デー
タをそのままの形で使用することは事実上不可能であ
り、このために、ボクセルにより上記CAD形状データ
を格子状に分割して得られるボクセル形状データ(メッ
シュデータともよばれる)をもとに解析を行う必要があ
る。このボクセル形状データにより表示されるボクセル
形状は、複数の小立方体の集合体(すなわち、複数のボ
クセル)でもって、元のCAD形状データが示すCAD
形状に近似した形状を有しており、元のCAD形状とは
異なるものである。それゆえに、従来の手法では、CA
Dシステム上で設計者が設計したCAD形状データと独
立して、ボクセル形状データを解析しなければならなか
った。換言すれば、設計者が設計したCAD形状データ
に重ね合わせて、ボクセル分割後のボクセル形状データ
の解析結果を表示することはできなかった。
2. Description of the Related Art When analyzing CAD shape data in a general computer system, it is practically impossible to use the CAD shape data as it is. Therefore, the CAD shape data is converted by voxels. It is necessary to perform analysis based on voxel shape data (also referred to as mesh data) obtained by dividing the data into a grid. The voxel shape displayed by the voxel shape data is a set of a plurality of small cubes (ie, a plurality of voxels), and the CAD represented by the original CAD shape data.
It has a shape similar to the shape and is different from the original CAD shape. Therefore, in the conventional method, CA
The voxel shape data had to be analyzed independently of the CAD shape data designed by the designer on the D system. In other words, the analysis result of the voxel shape data after voxel division cannot be displayed in a manner superimposed on the CAD shape data designed by the designer.

【0004】また一方で、解析結果の精度を高めるため
にボクセルのサイズまたは総数を小さくしていくにつれ
て、ボクセル形状データの密度が高くなっていく。この
ような高密度のボクセル形状データを生成して解析結果
を全て表示する場合、非常に時間がかかる。
On the other hand, as the size or total number of voxels is reduced in order to increase the accuracy of analysis results, the density of voxel shape data increases. It takes a very long time to generate such high-density voxel shape data and display all the analysis results.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記のとおり、従来の
手法では、ボクセル形状データの解析結果をCAD形状
データに重ね合わせることによって上記解析結果をCA
D形状データ上に直接表示することは事実上不可能であ
った。このため、設計者が自ら作成した元のCAD形状
データを参照しながら、上記解析結果を速やかに認識し
てCAD形状データの設計の継続や変更を行うことが困
難になるという問題が生じてくる。
As described above, in the conventional method, the analysis result of voxel shape data is superimposed on the CAD shape data, so that the analysis result is obtained by CA.
It was virtually impossible to display directly on the D shape data. For this reason, there arises a problem that it becomes difficult for the designer to quickly recognize the analysis result and refer to the original CAD shape data created by the designer himself to continue or change the design of the CAD shape data. .

【0006】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
であり、CAD形状データの設計者が、このCAD形状
データをボクセル分割して得られるボクセル形状データ
の解析結果を速やかに認識することが可能な形状データ
統合解析装置、形状データ統合解析方法、およびコンピ
ュータ読み取り可能な記憶媒体を提供することを目的と
するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and a designer of CAD shape data can quickly recognize an analysis result of voxel shape data obtained by dividing the CAD shape data into voxels. It is an object of the present invention to provide a shape data integrated analysis device, a shape data integrated analysis method, and a computer-readable storage medium.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】図1は、本発明の原理構
成を示すブロック図である。ただし、ここでは、本発明
の形状データ統合解析装置の構成を簡略化して示す。上
記問題点を解決するために、本発明の形状データ統合解
析装置1は、図1に示すように、設計の段階で作成され
た3次元の第1の形状データを、ボクセルにより分割し
て第2の形状データに変換するためのボクセル分割手段
2を備えている。好ましくは、第1の形状データはCA
D形状データであり、第2の形状データはボクセル形状
データである。ここで、CADシステム上で設計者が作
成したCAD形状データ等の第1の形状データは、第1
の形状データ読み込み手段7に保持されており、必要に
応じてボクセル分割手段2に取り込まれる。
FIG. 1 is a block diagram showing the principle configuration of the present invention. However, here, the configuration of the shape data integrated analysis apparatus of the present invention is shown in a simplified manner. In order to solve the above problem, as shown in FIG. 1, the shape data integrated analysis device 1 of the present invention divides three-dimensional first shape data created at the design stage by voxels, 2 is provided with voxel dividing means 2 for converting into voxel shape data. Preferably, the first shape data is CA
D shape data, and the second shape data is voxel shape data. Here, first shape data such as CAD shape data created by a designer on the CAD system is the first shape data.
The data is held in the voxel dividing means 2 as necessary.

【0008】さらに、本発明の形状データ統合解析装置
1は、上記第1の形状データの中から選択された部分の
近傍のみの第2の形状データを表示する第2の形状デー
タ表示手段3を備えている。この第2の形状データ表示
手段3では、第1の形状要素選択手段4により第1の形
状データの中から選択された部分の近傍のみ、すなわ
ち、第1の形状データが示す第1の形状の特定の要素
(例えば、面または辺などの部分)の近傍のみに存在す
る第2の形状データが表示されることになる。ここで
は、好ましくは、上記のようにして選択された要素の近
傍のみに存在する第2の形状データが、第1の形状デー
タに重ね書きすることによって表示される。
Further, the shape data integrated analysis device 1 of the present invention includes a second shape data display means 3 for displaying the second shape data only in the vicinity of a portion selected from the first shape data. Have. In the second shape data display means 3, only the vicinity of the portion selected from the first shape data by the first shape element selection means 4, that is, the first shape data indicated by the first shape data is displayed. The second shape data existing only in the vicinity of a specific element (for example, a portion such as a surface or a side) is displayed. Here, preferably, the second shape data existing only in the vicinity of the element selected as described above is displayed by overwriting the first shape data.

【0009】さらに、本発明の形状データ統合解析装置
1は、第2の形状データ表示手段3により表示された第
2の形状データの解析を行う第2の形状データ解析手段
5と、当該第2の形状データの解析結果を、第1の形状
データに投影して表示する第1の形状データ/解析結果
表示手段6とを備えている。ここでは、第2の形状デー
タを構成する複数のボクセルの形状が全て同一形状であ
るいう特徴を活かすことによって、選択された要素の近
傍のみに存在する第2の形状データの解析結果を第1の
形状データに直接表示することを容易に可能にしてい
る。
Further, the shape data integrated analysis device 1 of the present invention comprises a second shape data analysis means 5 for analyzing the second shape data displayed by the second shape data display means 3; And a first shape data / analysis result display means 6 for projecting and displaying the analysis result of the shape data on the first shape data. Here, the analysis result of the second shape data existing only in the vicinity of the selected element is obtained by taking advantage of the feature that the shapes of the plurality of voxels forming the second shape data are all the same. It is possible to easily display the data directly on the shape data.

【0010】上記のボクセル分割手段2および第2の形
状データ解析手段5は、好ましくは、後述のように、コ
ンピュータのソフトウェアにより実現される。また一方
で、第2の形状データ表示手段3および第1の形状デー
タ/解析結果表示手段6は、好ましくは、後述のよう
に、コンピュータのソフトウェアおよびハードウェア
(例えば、表示装置)の協働動作により実現される。
The voxel dividing means 2 and the second shape data analyzing means 5 are preferably realized by software of a computer as described later. On the other hand, the second shape data display means 3 and the first shape data / analysis result display means 6 preferably cooperate with software and hardware (for example, a display device) of a computer as described later. Is realized by:

【0011】要約すれば、本発明では、第1の形状デー
タの中から選択された要素の近傍のみに存在するボクセ
ル形状データ等の第2の形状データの解析結果を、設計
者が作成したCAD形状データ等の第1の形状データに
直接表示するようにしているので、この第1の形状デー
タを参照しながら、第2の形状データの解析結果を速や
かに認識してCAD形状データ等の設計の継続や変更を
短時間で行うことが容易に可能になる。
In summary, according to the present invention, the analysis result of the second shape data such as the voxel shape data existing only in the vicinity of the element selected from the first shape data is converted into a CAD created by the designer. Since the data is directly displayed on the first shape data such as the shape data, the analysis result of the second shape data is promptly recognized while referring to the first shape data to design the CAD shape data and the like. Continuation and change can be easily performed in a short time.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、添付図面(図2〜図9)を
参照しながら、本発明の好ましい実施例の構成および動
作を説明する。図2は、本発明の形状データ統合解析装
置に係る実施例の構成を示すブロック図である。ただ
し、ここでは、本発明の形状データ統合解析装置を一般
のコンピュータシステムに適用した形状データ統合解析
用コンピュータシステム10の構成を代表して示す。さ
らに、ここでは、CADシステム上で設計者が作成した
CAD形状データを第1の形状データとして使用し、C
AD形状データをボクセル分割して得られるボクセル形
状データを第2の形状データとして使用する。なお、こ
れ以降、前述した構成要素と同様のものについては、同
一の参照番号を付して表すこととする。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The construction and operation of a preferred embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings (FIGS. 2 to 9). FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of an embodiment according to the shape data integration analysis apparatus of the present invention. However, here, the configuration of a computer system for shape data integration analysis 10 in which the shape data integration analysis device of the present invention is applied to a general computer system is shown as a representative. Further, here, CAD shape data created by the designer on the CAD system is used as the first shape data,
Voxel shape data obtained by voxel division of the AD shape data is used as second shape data. Hereinafter, the same components as those described above will be denoted by the same reference numerals.

【0013】図2の形状データ統合解析用コンピュータ
システム10において、前述の図1のボクセル分割手段
2と第2の形状データ解析手段5、および、第2の形状
データ表示手段3と第1の形状データ/解析結果表示手
段6の一部は、コンピュータシステムのCPU(中央処
理装置)9により実現される。換言すれば、上記のボク
セル分割手段2と第2の形状データ解析手段5、およ
び、第2の形状データ表示手段3と第1の形状データ/
解析結果表示手段6の一部は、コンピュータのソフトウ
ェアにより実現されることになる。
In the computer system 10 for shape data integration analysis shown in FIG. 2, the voxel dividing means 2 and the second shape data analysis means 5 and the second shape data display means 3 and the first shape shown in FIG. Part of the data / analysis result display means 6 is realized by a CPU (central processing unit) 9 of a computer system. In other words, the voxel dividing means 2 and the second shape data analyzing means 5, and the second shape data displaying means 3 and the first shape data /
A part of the analysis result display means 6 is realized by software of a computer.

【0014】さらに、図2のコンピュータシステムにお
いて、第2の形状データ表示手段3と第1の形状データ
/解析結果表示手段6の残りの部分は、コンピュータの
ソフトウェアと協働動作を行うハードウェアである表示
装置60により構成される。この表示装置60は、CA
D形状データの中から選択された面や辺などのCAD形
状の要素付近のボクセル形状データを表示したり、ボク
セル形状データの解析結果をCAD形状データに投影し
て表示したりする機能を有する。
Further, in the computer system shown in FIG. 2, the remaining portions of the second shape data display means 3 and the first shape data / analysis result display means 6 are hardware which cooperates with computer software. It is constituted by a certain display device 60. This display device 60 has a CA
It has a function of displaying voxel shape data near CAD shape elements such as a face or a side selected from the D shape data, and projecting and displaying an analysis result of the voxel shape data on the CAD shape data.

【0015】さらに、図2のコンピュータシステムは、
前述の図1の第1の形状要素選択手段4として、CAD
部8を備えている。このCAD部8は、CADシステム
上で作成されたCAD形状データの中から面や辺などの
CAD形状の要素を選択し、この選択された要素付近の
ボクセル形状データを表示装置60に表示させる機能を
有する。上記のCAD部8とCPU9とを統合して動作
させることによって、CAD形状データの中から選択さ
れた要素付近のボクセル形状データの解析結果をCAD
形状データに重ね合わせて表示することが容易に可能に
なる。上記CAD部8もまた、コンピュータのソフトウ
ェアにより実現される。
Further, the computer system of FIG.
CAD as the first shape element selecting means 4 in FIG.
A section 8 is provided. The CAD unit 8 has a function of selecting CAD shape elements such as faces and sides from CAD shape data created on the CAD system, and displaying the voxel shape data near the selected elements on the display device 60. Having. By operating the CAD unit 8 and the CPU 9 in an integrated manner, the analysis result of voxel shape data near an element selected from the CAD shape data is obtained by CAD.
It is possible to easily superimpose and display the shape data. The CAD unit 8 is also realized by software of a computer.

【0016】さらに、図2のコンピュータシステムは、
本発明の形状データ統合解析を実行させるプログラムを
格納するための解析用プログラム格納部20を備えてい
る。この解析用プログラム格納部20は、RAM(rand
om access memory)またはROM(read-only memory)
により構成される。なお、解析用プログラム格納部とし
て、CPU9に内蔵のRAMまたはROMを用いること
も可能である。ここで、プログラム格納部20に格納さ
れているプログラムは、ボクセル分割手段2、第2の形
状データ表示手段3、第2の形状データ解析手段5、第
1の形状データ/解析結果表示手段6、およびCAD部
8の機能を実行するためのものである。
Further, the computer system of FIG.
An analysis program storage unit 20 for storing a program for executing the shape data integration analysis of the present invention is provided. The analysis program storage unit 20 stores a RAM (rand
om access memory) or ROM (read-only memory)
It consists of. Note that a RAM or a ROM built in the CPU 9 can be used as the analysis program storage unit. Here, the programs stored in the program storage unit 20 include the voxel dividing means 2, the second shape data display means 3, the second shape data analysis means 5, the first shape data / analysis result display means 6, And the function of the CAD unit 8.

【0017】より詳しくいえば、上記のプログラムは、
設計の段階で作成された3次元のCAD形状データを、
ボクセルにより分割してボクセル形状データに変換する
ステップと、上記CAD形状データの中から選択された
部分の近傍のみのボクセル形状データを表示装置に表示
するステップと、表示装置により表示されたボクセル形
状データの解析を行うステップと、当該ボクセル形状デ
ータの解析結果を上記CAD形状データに投影して表示
するステップとを含む。
More specifically, the above program is
The 3D CAD shape data created at the design stage
Converting into voxel shape data by dividing by voxel, displaying voxel shape data only in the vicinity of a portion selected from the CAD shape data on a display device, and voxel shape data displayed by the display device And projecting the analysis result of the voxel shape data to the CAD shape data and displaying the result.

【0018】さらに、図2のコンピュータシステムは、
解析の対象であるCAD形状データの中から選択される
面、辺などの要素や、CAD形状データあるいはCAD
形状データのボクセル分割後のボクセルに付加される荷
重、拘束等の境界条件や、その他の各種の解析条件を記
憶するための記憶部90を備えている。この記憶部90
もまた、RAMまたはROMにより構成される。
Further, the computer system of FIG.
Elements such as faces and sides selected from the CAD shape data to be analyzed, CAD shape data or CAD
A storage unit 90 is provided for storing boundary conditions such as loads and constraints applied to the voxels after the voxel division of the shape data, and other various analysis conditions. This storage unit 90
Is also configured by RAM or ROM.

【0019】さらに、図2のコンピュータシステムは、
CPU9の動作を制御するOS(operating system)部
30を備えている。このOS部30は、解析用プログラ
ム格納部20に格納されているプログラムをCPU9に
実行させると共に、記憶部90およびCPU9間の各種
のデータのやり取りを制御する機能を有する。上記OS
部は、コンピュータのソフトウェアおよびハードウェア
により実現される。
Further, the computer system of FIG.
An OS (operating system) unit 30 for controlling the operation of the CPU 9 is provided. The OS unit 30 has a function of causing the CPU 9 to execute a program stored in the analysis program storage unit 20 and controlling exchange of various data between the storage unit 90 and the CPU 9. OS above
The unit is realized by software and hardware of a computer.

【0020】さらに、本発明の実施例では、コンピュー
タ読み取り可能な記憶媒体を使用して形状データ統合解
析用コンピュータシステム10を動作させる場合、前述
のようなプログラムの内容を保持している記憶媒体、例
えば、ハードディスクHを用意することが好ましい。こ
のハードディスクHは、ハードディスク駆動装置25に
より駆動される。ここで、前述のCAD形状の要素や境
界条件や解析条件は、ハードディスクHからロードする
ことも可能である。
Further, according to the embodiment of the present invention, when operating the computer system 10 for shape data integration analysis using a computer-readable storage medium, a storage medium holding the contents of the above-described program, For example, it is preferable to prepare a hard disk H. The hard disk H is driven by a hard disk drive 25. Here, the CAD shape elements, boundary conditions, and analysis conditions can be loaded from the hard disk H.

【0021】さらに、図2のコンピュータシステムにお
いては、複数のユーザ(または設計者)が利用可能なよ
うに、形状データ統合解析に必要なデータを格納してお
くためのデータベース等からなるデータ格納部82−
1、82−2および82−3が設けられている。データ
格納部82−1および82−2では、CADシステム上
で作成されたCAD形状データ、および、ボクセル分割
後のボクセル形状データがそれぞれ格納され、必要に応
じて読み出される。また一方で、データ格納部82−3
では、ボクセル形状データの解析結果を示すボクセル解
析データが格納され、必要に応じて読み出される。
Further, in the computer system of FIG. 2, a data storage unit comprising a database or the like for storing data necessary for shape data integration analysis so that a plurality of users (or designers) can use it. 82-
1, 82-2 and 82-3 are provided. The data storage units 82-1 and 82-2 store the CAD shape data created on the CAD system and the voxel shape data after voxel division, respectively, and read out as necessary. Meanwhile, the data storage unit 82-3
In, voxel analysis data indicating an analysis result of voxel shape data is stored and read out as needed.

【0022】さらに、図2のコンピュータシステムにお
いては、前述の図1の第1の形状データ読み込み手段7
として、マウス70やキーボード75が設けられてい
る。このマウス70やキーボード75を操作することに
よって、CAD形状の面、辺などの要素や、CAD形状
データあるいはCAD形状データのボクセル分割後のボ
クセルに付加される荷重、拘束等の境界条件や、その他
の解析条件が、記憶部90(図2)に保持される。な
お、これらのCAD形状の要素や境界条件や解析条件
は、ハードディスクHからロードすることも可能であ
る。ここで、データ格納部82−1に予め格納されてい
るCAD形状データもまた、マウス70やキーボード7
5を操作することによって、データ格納部82−1から
コンピュータシステムへ供給される。
Further, in the computer system shown in FIG. 2, the first shape data reading means 7 shown in FIG.
A mouse 70 and a keyboard 75 are provided. By operating the mouse 70 and the keyboard 75, elements such as CAD shape surfaces and sides, CAD shape data, and boundary conditions such as loads and constraints added to voxels after voxel division of the CAD shape data, and the like, Are stored in the storage unit 90 (FIG. 2). Note that these CAD shape elements, boundary conditions, and analysis conditions can also be loaded from the hard disk H. Here, the CAD shape data stored in advance in the data storage unit 82-1 is also stored in the mouse 70 and the keyboard 7.
5 is supplied from the data storage unit 82-1 to the computer system.

【0023】図3および図4は、それぞれ、本発明の形
状データ統合解析の処理手順を説明するためのフローチ
ャートのその1およびその2であり、図5は、3次元の
CAD形状データおよびボクセル形状データの代表例を
示す斜視図である。ここでは、3次元のCAD形状デー
タの中から選択された要素付近のボクセル形状データの
解析結果を、設計者が作成したCAD形状データに投影
して表示する場合に、前述の図2のCPU9により実行
される処理フローを説明する。
FIGS. 3 and 4 are flowcharts 1 and 2 for explaining the processing procedure of the shape data integration analysis of the present invention, respectively. FIG. 5 is a flowchart showing three-dimensional CAD shape data and voxel shape. FIG. 4 is a perspective view showing a representative example of data. Here, when the analysis result of the voxel shape data near the element selected from the three-dimensional CAD shape data is projected and displayed on the CAD shape data created by the designer, the CPU 9 of FIG. The processing flow to be executed will be described.

【0024】図3のフローチャートに示すように、まず
第1に、ユーザがマウスやキーボード等を操作すること
によって、CADにより作成した元の3次元のCAD形
状データが読み込まれてコンピュータシステムに入力さ
れる(ステップS1)。つぎに、コンピュータシステム
内のCPUは、CAD形状データをボクセル分割するこ
とによって、ボクセル形状データに変換する(ステップ
S2)。
As shown in the flowchart of FIG. 3, first, when the user operates a mouse, a keyboard, or the like, the original three-dimensional CAD shape data created by CAD is read and input to the computer system. (Step S1). Next, the CPU in the computer system converts the CAD shape data into voxel shape data by voxel division (step S2).

【0025】代表的に、CAD形状データCは、図5の
(a)に例示されているように、元の3次元の形状(こ
こでは、円筒面を有する形状)を正確に再現したものと
して表示される。また一方で、ボクセル形状データD
は、図5の(b)に例示されているように、小立方体の
集合体である複数のボクセルでもって、元の3次元の形
状にできる限り近似した形状を表示したものである。厳
密にいえば、ボクセル形状データDは、面の端の部分に
ギザギザが生じており、元のCAD形状データCとは異
なっている。
Typically, the CAD shape data C is, as illustrated in FIG. 5A, a data obtained by accurately reproducing an original three-dimensional shape (here, a shape having a cylindrical surface). Is displayed. On the other hand, voxel shape data D
As shown in FIG. 5B, a plurality of voxels, which are a collection of small cubes, display a shape as close as possible to the original three-dimensional shape. Strictly speaking, the voxel shape data D differs from the original CAD shape data C in that a jagged portion occurs at the end of the surface.

【0026】ここで、再び図3のフローチャートに戻っ
て本発明の形状データ統合解析の処理フローを説明す
る。ステップS2にてボクセル分割されたボクセル形状
データは、表示装置60(図2)により表示される。こ
こでは、CAD形状データの面(図5では、円筒面)
が、複数のボクセルの各々の境界で分割された形で表示
される(ステップS3)。
Here, returning to the flowchart of FIG. 3, the processing flow of the shape data integration analysis of the present invention will be described. The voxel shape data divided in voxel in step S2 is displayed by the display device 60 (FIG. 2). Here, the surface of the CAD shape data (cylindrical surface in FIG. 5)
Is displayed in a form divided at each boundary of a plurality of voxels (step S3).

【0027】さらに、ステップS4の分岐の部分に示す
ように、ボクセル形状データを解析するための各種の解
析条件の設定がなされる。この場合、CAD形状データ
のボクセル分割後のボクセルに付加される荷重、拘束等
の境界条件を設定するための通常の解析条件設定処理
(ステップS5)に加えて、ボクセル形状データが示す
ボクセル形状を確認する機能が付加される。
Further, as shown in the branch of step S4, various analysis conditions for analyzing the voxel shape data are set. In this case, the voxel shape indicated by the voxel shape data is added to the normal analysis condition setting processing (step S5) for setting boundary conditions such as loads and constraints applied to the voxels after voxel division of the CAD shape data. A confirmation function is added.

【0028】より詳しくいえば、ここでは、全てのボク
セル形状(メッシュ形状)が全て同一形状であるという
ボクセル分割方式の特徴を活かし、CAD形状データの
中から面、辺などのCAD形状の要素を選択し(ステッ
プS6)、このようにして選択された要素の周辺のみの
ボクセル形状を表示装置に表示するようにしている。例
えば、選択された要素の周辺のボクセル形状をCAD形
状データに重ね書きするか、または、CAD形状データ
に投影して表示するようにしている(ステップS7)。
More specifically, here, by taking advantage of the feature of the voxel division method that all the voxel shapes (mesh shapes) are the same shape, CAD shape elements such as faces and sides are extracted from the CAD shape data. A selection is made (step S6), and the voxel shape only around the element thus selected is displayed on the display device. For example, the voxel shape around the selected element is overwritten on the CAD shape data, or projected and displayed on the CAD shape data (step S7).

【0029】さらに、図4のステップS8に示すよう
に、全ての解析条件の設定が終了した場合、ボクセル形
状データの解析処理を実行し(ステップS9)、必要に
応じてボクセル形状データの解析結果を表示装置に表示
する(ステップS10)。ここでは、全てのボクセル形
状が全て同一形状であるというボクセル分割方式の特徴
を活かし、選択されたCAD形状の要素の近傍のみのボ
クセル形状データの解析結果をCAD形状データに投影
して表示する。もし、ボクセル形状データのポスト表示
が必要であれば、CAD形状データに投影した状態で、
複数のボクセルの境界でもって分割された一つ一つの面
に対する応力分布等を表示する(ステップS11)。
Further, as shown in step S8 of FIG. 4, when the setting of all the analysis conditions is completed, the analysis processing of the voxel shape data is executed (step S9), and the analysis result of the voxel shape data is obtained if necessary. Is displayed on the display device (step S10). Here, the analysis result of the voxel shape data of only the vicinity of the selected CAD shape element is projected and displayed on the CAD shape data by utilizing the feature of the voxel division method that all the voxel shapes are the same. If post display of voxel shape data is necessary, it is projected on CAD shape data,
The stress distribution and the like for each surface divided at the boundaries of the plurality of voxels are displayed (step S11).

【0030】図3および図4に示したような形状データ
統合解析の処理フローにおいては、一部分のボクセル形
状データの解析結果をCAD形状データに投影して表示
しているので、上記解析結果を高速にて表示することが
できる。それゆえに、設計者が作成したCAD形状デー
タを参照しながら、解析条件の設定を行うことが可能に
なると共に、設計者が上記解析結果を速やかに認識して
CAD形状データの設計の継続や変更を短時間で行うこ
とが可能になる。
In the processing flow of the shape data integration analysis as shown in FIGS. 3 and 4, since the analysis result of a part of the voxel shape data is projected and displayed on the CAD shape data, the above analysis result can be processed at high speed. Can be displayed. Therefore, the analysis conditions can be set while referring to the CAD shape data created by the designer, and the designer can quickly recognize the analysis result and continue or change the design of the CAD shape data. Can be performed in a short time.

【0031】図6は、CAD形状データの中で選択した
要素付近のボクセル形状データを表示する様子を示す平
面図であり、図7は、上記のボクセル形状データを表示
する様子を示す斜視図である。ここでは、3次元のCA
D形状データCにより表されるCAD形状の面の一部が
欠けているような形状に対して、ボクセル分割後のボク
セル形状データを表示した例を示す。
FIG. 6 is a plan view showing how voxel shape data near an element selected from the CAD shape data is displayed. FIG. 7 is a perspective view showing how the above voxel shape data is displayed. is there. Here, three-dimensional CA
An example is shown in which voxel shape data after voxel division is displayed for a shape in which a part of a CAD shape surface represented by D shape data C is missing.

【0032】前述のような本発明の形状データ統合解析
用の処理フローを上記のCAD形状データCに適用する
場合、CAD形状の一隅の曲面(図7にてハッチングを
施した要素)が、3次元のCAD形状データの中から選
択される。さらに、図6の平面図に示すように、上記の
ようにして選択された曲面の近傍のボクセル形状データ
が、CAD形状データに重ね合わせて表示される。より
詳しくいえば、CAD形状データの中から選択されたC
AD形状の要素(ここでは、曲面)の近傍が、複数のボ
クセルVの各々の境界で分割された形で表示されること
になる。この場合は、一部分のボクセル形状データをC
AD形状データに重ね書きして表示すればよいので、ボ
クセル形状データを高速にて表示することが可能になる
と共に、設計者が作成したCAD形状データを参照しな
がら、解析条件の設定を行うことが可能になる。
When the above-described processing flow for shape data integration analysis of the present invention is applied to the CAD shape data C, the curved surface at one corner of the CAD shape (the element hatched in FIG. 7) is 3 It is selected from dimensional CAD shape data. Further, as shown in the plan view of FIG. 6, the voxel shape data near the curved surface selected as described above is displayed so as to be superimposed on the CAD shape data. More specifically, C selected from CAD shape data
The vicinity of an AD-shaped element (here, a curved surface) is displayed in a form divided at each boundary of the plurality of voxels V. In this case, the partial voxel shape data is
Since it is only necessary to overwrite and display the AD shape data, the voxel shape data can be displayed at high speed, and the analysis conditions can be set while referring to the CAD shape data created by the designer. Becomes possible.

【0033】図8は、ボクセル解析結果をCAD形状デ
ータに投影して表示した例を示す平面図である。ここで
は、3次元のCAD形状データCにより表されるCAD
形状の面が扇形になっているような形状に対して、ボク
セル形状データの解析を行った結果を平面図で表示した
例を示す。図8においては、下記の〜のルールに従
って、CAD形状データCの中から選択されたCAD形
状の面(図8で最も太い実線で表した曲面も含む)をボ
クセル分割し、分割された各々の面にボクセル解析結果
を投影している。
FIG. 8 is a plan view showing an example in which the result of voxel analysis is projected on CAD shape data and displayed. Here, CAD represented by three-dimensional CAD shape data C
The example which displayed the result of having analyzed the voxel shape data with respect to the shape which the surface of a shape became a sector in the top view was shown. In FIG. 8, a CAD shape surface (including a curved surface represented by the thickest solid line in FIG. 8) selected from the CAD shape data C is divided into voxels according to the following rules (1) to (4). The voxel analysis result is projected on the surface.

【0034】ボクセルVの各々の境界(図8の破線)
でもってCAD形状の面を分割することにより、複数の
ボクセル面を形成する。 分割されたボクセル面の中の一つの面がオン(ON)
の状態である場合、すなわち、上記の面がオン(ON)
の状態のボクセルに含まれる場合は、ボクセル形状デー
タの解析結果を投影する。
Each boundary of the voxel V (broken line in FIG. 8)
A plurality of voxel surfaces are formed by dividing the CAD-shaped surface. One of the divided voxel planes is ON
, That is, the above surface is on (ON)
In the case of being included in the voxel in the state of, the analysis result of the voxel shape data is projected.

【0035】分割されたボクセル面の中の一つの面が
オフ(OFF)の状態である場合、すなわち、上記の面
がオンの状態のボクセルに含まれない場合は、この面に
対する傾きが最も小さなオン状態のボクセル面を選んで
採用する。換言すれば、この一つの面と最も平行に近い
ボクセル面を選んで採用することになる。図9は、図8
のボクセル解析結果として各部の応力分布を表示した例
を示す平面図である。図9においては、ボクセル形状デ
ータの解析結果として得られる各々のボクセル面の応力
分布を、CAD形状データCの中から選択されたCAD
形状の面に対して表示している。
When one of the divided voxel planes is in the OFF state, that is, when the above-mentioned plane is not included in the ON voxel, the inclination with respect to this plane is the smallest. Select and adopt the voxel surface in the on state. In other words, the voxel plane closest to the one plane is selected and adopted. FIG. 9 shows FIG.
FIG. 9 is a plan view showing an example in which the stress distribution of each part is displayed as the voxel analysis result. In FIG. 9, the stress distribution of each voxel surface obtained as an analysis result of the voxel shape data is represented by a CAD selected from CAD shape data C.
It is displayed for the surface of the shape.

【0036】より詳しくいえば、図9に示すように、指
定された面に付与される複数種(ここでは、5種類)の
応力を濃淡で表示することによって、設計者が作成した
CAD形状データを参照しながら、指定された面の応力
分布を速やかに確認することができるようにしている。
最終的に、設計者は、上記応力分布を考慮しながら、ボ
クセル形状データの解析条件の再設定を行ったり、CA
D形状データの設計変更を行ったりすることが容易に可
能になる。
More specifically, as shown in FIG. 9, a plurality of types (here, five types) of stresses applied to a designated surface are displayed in shades, so that CAD shape data created by a designer can be displayed. , The stress distribution on the designated surface can be promptly confirmed.
Finally, the designer resets the analysis conditions of the voxel shape data while considering the stress distribution,
It is possible to easily change the design of the D shape data.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
CAD形状データ等の第1の形状データの中から選択さ
れた要素の近傍のみに存在するボクセル形状データ等の
第2の形状データの解析結果を、設計者が作成した第1
の形状データに直接表示するようにしているので、上記
解析結果を高速にて表示することができる。それゆえ
に、設計者が作成した第1の形状データを参照しなが
ら、解析条件の設定を行うことが可能になると共に、設
計者が上記解析結果を速やかに認識して第1の形状デー
タの設計の継続や変更を短時間で行うことが可能にな
る。
As described above, according to the present invention,
An analysis result of second shape data such as voxel shape data existing only in the vicinity of an element selected from the first shape data such as CAD shape data is created by a first created by a designer.
Since the data is directly displayed on the shape data, the analysis result can be displayed at high speed. Therefore, the analysis conditions can be set while referring to the first shape data created by the designer, and the designer can quickly recognize the analysis result and design the first shape data. Continuation and change can be performed in a short time.

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

【図1】本発明の原理構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing the principle configuration of the present invention.

【図2】本発明の形状データ統合解析装置に係る実施例
の構成を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of an embodiment according to the shape data integration analysis apparatus of the present invention.

【図3】本発明の形状データ統合解析の処理手順を説明
するためのフローチャート(その1)である。
FIG. 3 is a flowchart (part 1) for describing a processing procedure of shape data integration analysis of the present invention.

【図4】本発明の形状データ統合解析の処理手順を説明
するためのフローチャート(その2)である。
FIG. 4 is a flowchart (part 2) for explaining the processing procedure of shape data integration analysis according to the present invention;

【図5】3次元のCAD形状データおよびボクセル形状
データの代表例を示す斜視図である。
FIG. 5 is a perspective view showing a typical example of three-dimensional CAD shape data and voxel shape data.

【図6】CAD形状データの中で選択した要素付近のボ
クセル形状データを表示する様子を示す平面図である。
FIG. 6 is a plan view showing a state in which voxel shape data near an element selected from CAD shape data is displayed.

【図7】CAD形状データの中で選択した要素付近のボ
クセル形状データを表示する様子を示す斜視図である。
FIG. 7 is a perspective view showing a state in which voxel shape data near an element selected from CAD shape data is displayed.

【図8】ボクセル解析結果をCAD形状データに投影し
て表示した例を示す平面図である。
FIG. 8 is a plan view showing an example in which a voxel analysis result is projected and displayed on CAD shape data.

【図9】図8のボクセル解析結果として各部の応力分布
を表示した例を示す平面図である。
FIG. 9 is a plan view showing an example in which the stress distribution of each part is displayed as the voxel analysis result of FIG.

【符号の説明】 1…形状データ統合解析装置 2…ボクセル分割手段 3…ボクセル形状データ表示手段 4…第1の形状要素選択手段 5…ボクセル解析手段 6…第1の形状データ/解析結果表示手段 7…第1の形状データ読み込み手段 8…CAD部 9…CPU 10…形状データ統合解析用コンピュータシステム 20…解析用プログラム格納部 25…ハードディスク駆動装置 30…OS部 60…表示装置 70…マウス 75…キーボード 82−1〜82−3…データ格納部 90…記憶部[Description of Signs] 1 ... Shape data integrated analyzer 2 ... Voxel dividing means 3 ... Voxel shape data display means 4 ... First shape element selecting means 5 ... Voxel analysis means 6 ... First shape data / analysis result display means 7: First shape data reading means 8: CAD unit 9: CPU 10: Computer system for shape data integration analysis 20: Analysis program storage unit 25: Hard disk drive 30: OS unit 60: Display device 70: Mouse 75: Keyboard 82-1 to 82-3 Data storage unit 90 Storage unit

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 設計の段階で作成された3次元の第1の
形状データを、ボクセルにより分割して第2の形状デー
タに変換するためのボクセル分割手段と、 前記第1の形状データの中から選択された部分の近傍の
みの前記第2の形状データを表示する第2の形状データ
表示手段と、 該第2の形状データ表示手段により表示された前記第2
の形状データの解析を行う第2の形状データ解析手段
と、 該第2の形状データ解析手段による前記第2の形状デー
タの解析結果を、前記第1の形状データに投影して表示
する第1の形状データ/解析結果表示手段とを備えるこ
とを特徴とする形状データ統合解析装置。
1. Voxel dividing means for dividing three-dimensional first shape data created in a design stage by voxels and converting the data into second shape data, Second shape data display means for displaying the second shape data only in the vicinity of the portion selected from the following; and the second shape data display means displayed by the second shape data display means.
A second shape data analysis means for analyzing the shape data of the first shape data; and a first shape data analysis result of the second shape data analysis means projected onto the first shape data and displayed. And a shape data / analysis result display means.
【請求項2】 設計の段階で作成された3次元の第1の
形状データを、ボクセルにより分割して第2の形状デー
タに変換するステップと、 前記第1の形状データの中から選択された部分の近傍の
みの前記第2の形状データを表示するステップと、 表示された前記第2の形状データの解析を行うステップ
と、 当該第2の形状データの解析結果を前記第1の形状デー
タに投影して表示するステップとを有することを特徴と
する形状データ統合解析方法。
2. a step of dividing the three-dimensional first shape data created in the design stage by voxels and converting it into second shape data; and selecting the first shape data from the first shape data. Displaying the second shape data only in the vicinity of the portion; analyzing the displayed second shape data; and converting the analysis result of the second shape data to the first shape data. Projecting and displaying the shape data.
【請求項3】 設計の段階で作成された3次元の第1の
形状データを、ボクセルにより分割して第2の形状デー
タに変換させる手段と、 前記第1の形状データの中から選択された部分の近傍の
みの前記第2の形状データを表示させる手段と、 表示された前記第2の形状データの解析を実行させる手
段と、 当該第2の形状データの解析結果を前記第1の形状デー
タに投影して表示させる手段とを記憶したことを特徴と
する、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
3. A means for dividing the three-dimensional first shape data created in the design stage by voxels and converting it into second shape data, and means selected from the first shape data. Means for displaying the second shape data only in the vicinity of the portion; means for executing the analysis of the displayed second shape data; and analysis of the second shape data in the first shape data. Means for projecting and displaying on a computer-readable storage medium.
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US11176729B2 (en) 2018-08-30 2021-11-16 Fujifilm Business Innovation Corp. Three-dimensional object data generation apparatus, three-dimensional object forming apparatus, and non-transitory computer readable medium

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