JP2002358335A - Fem解析方法、プログラム、およびシステム - Google Patents
Fem解析方法、プログラム、およびシステムInfo
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Abstract
落下衝撃解析における、FEM解析による解析精度と解
析時間の短縮を図る。 【解決手段】 最適解法の選択と解析手段102におい
て以下の処理が実施される。まず、実行する解析が衝撃
解析か否かをチェックし(ステップA1)、衝撃解析と
判断されると最小メッシュサイズを検索し(ステップA
5)、次いで最小メッシュサイズで簡易解析モデルを作
成する(ステップA6)。次に、陰解法と陽解法による
簡易モデルでの予備解析を行う(ステップA7)。次
に、ステップA7での予備解析予備解析の結果同志、あ
るいはこれらの解析結果と実験結果、または厳密解とを
比較することにより、陰解法と陽解法とのいずれか最適
な解析手法を選択する(ステップA8)。
Description
法)による落下衝撃解析システムに関し、特に電子機器
の落下衝撃におけるFEM解析方法、プログラム、およ
びシステムに関する。
(シミュレーション)は、試作・実験回数の低減、開発
期間の短縮が見込めるため、現在、企業や大学では応力
解析が盛んに行われるようになってきた。
とに分けられ、解析手法は、陰解法(implicit metho
d)と陽解法(explicit method)とに分けることがで
きる。解析手法の差異を見ると、陰解法の式にはバネ定
数kがマトリクスとして入り非対角行列となるが、陽解
法の式には質量mがマトリクスとして入り対角行列とな
る。このため、解析を実施する上において、これらの逆
マトリクス計算を行う際、kの逆マトリクス計算は、m
の逆マトリクス計算に比べて非常に時間がかかることに
なる。また、陰解法は釣り合い条件を満たすように連立
一次方程式を解いていくので、解析精度は陽解法より高
いが、この分さらに陽解法より解析時間がかかることに
なる。
所があり、陰解法はあまり時間のかからない静解析で用
いられ、時間のかかる動解析においては殆ど陽解法で行
われていた。特に、本発明が属する技術分野である落下
衝撃(衝突)解析で最も進んでいる自動車業界では、P
AM−SHOCK(パムショック)、LS−DYNA
(エルエスダイナ)に代表される陽解法専用ソフトで解
析が行われているのが現状である。これをフローチャー
トで表すと図4のようになる。すなわち、ステップA3
01で衝撃解析か否かを判断し、衝撃解析であれば無条
件にステップA303の陽解法を用い、その他のものは
ステップA304で解析者の判断に委ねられていた。
近年、電子機器の軽薄短小化が急速に進み、特に携帯電
話などの普及は目覚ましいが、持ち運び時に落とすと内
部に組み込まれたLSIチップの接続部分が破断すると
いう問題がでてきた。この携帯電子機器の接続信頼性を
評価するためには、実機による落下実験が必要である
が、実験にかかる時間と費用が膨大となるため、落下衝
撃解析による実験の負荷軽減要求が高まっている。これ
に応え、当初、自動車で培った衝突解析手法をそのまま
携帯電子機器に使用した解析が一部の大学で試みられた
が、実際の現象とは合わず、算出される数値、例えば反
力(衝撃力)も計算値と比べ桁違い(1〜2桁程度)に
大きくなることが分かり、新たに電子機器に適した落下
衝撃解析手法の開発が切望されている。
下解析に用いると、挙動(各部の変形)および反力(衝
撃力)が実際の現象と大きくかけ離れる理由について以
下に説明する。
解法における解析時間間隔を△timとすると、陰解法で
の制約は、各ステップでつりあい方程式から求められる
変位の収束計算のみであるのに対し、陽解法では動解析
となるため、最小メッシュサイズ、縦弾性係数、質量密
度について、 △tex<L/c (3) c=(E/ρ)1/2 (4) の制約(クーラン条件)がある。ここでLは解析モデル
の最小メッシュサイズ、cは弾性波の伝播速度、Eは縦
弾性係数(またはヤング率と呼ぶ)、ρは質量密度であ
る。このように陽解法では解析時間間隔△texに依存す
る性質があり、△texには式(3)に示すように解析モ
デルの最小メッシュサイズLによる制約があるため、微
細な携帯電子機器の解析モデルで△texが小さくなりす
ぎ、反力F、加速度α、質量m、落下速度vとすると、 α≒v/△tex、F=mα であるから、反力(衝撃力)Fが極めて大きく算出さ
れ、変形も異なってくる。
000mmの高さから落下させた場合エネルギー保存の
法則より重力加速度g、落下高さhとして、 v=(2gh)1/2=4400mm/s となり、電子機器の落下では5×10-4s程度の間の現
象が問題となるため、 α=4400×10000/5=8.8×106mm/
s2 F=0.1×8.8×106=880N となるが、陽解法では解の収束安定条件として、解析時
間間隔△texは、 △tex<L/c およびc=(E/ρ)1/2 の関係を満足する必要がある。はんだボール直径を1.
0mm、ヤング率E=19600N/mm2、密度ρ=
2×10-9kg/mm3としたとき、c=3.2×106
m/sとなる。ここで、はんだボールを4分割した場
合、L/c=0.25/(3.2×106)=7.8×
10-8sとなる。
陰解法では一桁小さくa=1/10とすればこの落下現
象を解析できるが、陽解法では、さらに1/1000の
細かさの解析時間間隔が必要となる。
合、5×10-4sに到達するまでの解析回数は同じとな
るので、1回ごとの解析時間が対角マトリクスの式のた
め短くなる陽解法の方が、トータルの解析に要する時間
は非常に短くなる。
かいメッシュが含まれ、陽解法の安定条件を満足するの
に必要な解析時間間隔が、陰解法の解析時間間隔に比べ
桁違いに小さくなる場合、陽解法の解析回数=(陰解法
の解析時間間隔/陽解法の解析時間間隔)×(陰解法の
解析回数)となり、陽解法の解析回数増加により、陰解
法よりもトータル解析時間が増大することになる。
では、衝撃力が増大したり、変形状態そのものが実際の
現象に合わなくなる場合がでてくる。上記例では、陰解
法による衝撃力解析結果が約980Nで机上計算に近い
値を得たのに比べ陽解法では約100倍の値となった。
著な、メッシュサイズが非常に小さい電子機器等の落下
衝撃解析において、精度良く、かつ短時間で解析できる
FEM解析システムを提供することを目的とする。
め、本発明のFEM解析方法は、解析モデルの応力解析
を行うためのFEM解析方法において、衝撃解析か否か
判断する第1のステップと、前記第1のステップで衝撃
解析であると判断した場合に、陰解法を用いて解析する
第2のステップと、前記第1のステップで衝撃解析でな
いと判断した場合に、解析者自身が選択した解析手法を
用いて解析する第3のステップとを含むことを特徴とす
る。
解析内容が衝撃解析かどうかを判断し、衝撃解析である
と判断した場合に、陰解法を用いて解析する。このた
め、メッシュサイズが微細化すると解析精度の低下およ
び解析時間の増大を招く陽解法による衝撃解析を行わ
ず、実現象に近い高精度の解析結果を短時間で得られる
陰解法によるFEM解析を実行することができる。
としてニューマークβ法を使用するものであってもよ
い。
メッシュを作成し、前記解析モデルの応力解析を行うた
めのFEM解析方法において、衝撃解析か否か判断する
第1のステップと、前記解析モデルの前記メッシュのう
ちの、最小メッシュサイズを検索する第2のステップ
と、前記最小メッシュサイズによる簡易解析モデルを作
成する第3のステップと、前記簡易解析モデルを陰解法
と陽解法とにより解析する第4のステップと、前記第4
のステップでの解析結果に基づき、前記陰解法と前記陽
解法のいずれが最適かを選択する第5のステップと、解
析者自身に、前記第4のステップでの解析結果に基づ
き、前記陰解法と前記陽解法のいずれかを選択させる第
6のステップと、前記第5のステップ、あるいは前記第
6のステップで選択された解析手法により前記解析モデ
ルを解析する第7のステップとを含むことを特徴とす
る。
まず、解析モデルの最小メッシュサイズによる簡易解析
モデルを、陰解法と陽解法とにより解析し、この解析結
果に基づき、陰解法と前記陽解法のいずれが最適かを選
択し、選択された解析手法によりFEM解析を実行す
る。また、解析手法の選択を解析者自身が行うこともで
きるため、例えば、解析時間を短縮したいのか、あるい
は解析精度を重視したいのかといった、解析に求められ
る要件を踏まえてのFEM解析を実行することができ
る。
としてニューマークβ法を使用するものであってもよ
い。
ステップで、陰解法による解析時間をTim、陽解法によ
る解析時間をTexとした場合、 Tim<Tex の関係にある場合には陰解法を選択し、その他の場合に
は陽解法を選択するものであってもよい。
のステップで、陰解法から求めた変位、応力、歪を含む
解析結果をSim、陽解法から求めた変位、応力、歪を含
む解析結果をSex、実験値、および理論式の厳密解を含
む陰解法および陽解法以外で得られた変位、応力、歪を
含む結果をEとした場合、 abs(E−Sim)<abs(E−Sex) の関係にある場合には陰解法を選択し、その他の場合に
は陽解法を選択するものであってもよい。
ステップで、陰解法による解析時間をTim、陽解法によ
る解析時間をTexとした場合のTimとTexとの関係と、
陰解法から求めた変位、応力、歪を含む解析結果を
Sim、陽解法から求めた変位、応力、歪を含む解析結果
をSex、実験値、および理論式の厳密解を含む陰解法お
よび陽解法以外で得られた変位、応力、歪を含む結果を
Eとした場合の、Sim、S ex、およびEとの関係とを基
に、解析者自身に使用する解析手法を選択させるもので
あってもよい。
解析を行うためのFEM解析をコンピュータに実行させ
るためのプログラムであって、衝撃解析か否か判断する
第1の処理と、前記第1の処理で衝撃解析であると判断
した場合に、陰解法を用いて解析する第2の処理と、前
記第1の処理で衝撃解析でないと判断した場合に、解析
者自身が選択した解析手法を用いて解析する第3の処理
とをコンピュータに実行させることを特徴とする。
のメッシュを作成し、前記解析モデルの応力解析を行う
ためのFEM解析をコンピュータに実行させるためのプ
ログラムであって、衝撃解析か否か判断する第1の処理
と、前記解析モデルの前記メッシュのうちの、最小メッ
シュサイズを検索する第2の処理と、前記最小メッシュ
サイズによる簡易解析モデルを作成する第3の処理と、
前記簡易解析モデルを陰解法と陽解法とにより解析する
第4の処理と、前記第4の処理での解析結果に基づき、
前記陰解法と前記陽解法のいずれが最適かを選択する第
5の処理と、解析者自身に、前記第4の処理での解析結
果に基づき、前記陰解法と前記陽解法のいずれかを選択
させる第6の処理と、前記第5の処理、あるいは前記第
6の処理で選択された解析手法により前記解析モデルを
解析する第7の処理とを含むことを特徴とする。
ルのメッシュを作成する手段と、前記解析モデルをFE
Mにより応力解析するFEM解析手段とを有するFEM
解析システムであって、衝撃解析か否か判断する第1の
手段を有し、前記FEM解析手段が、前記第1の手段で
衝撃解析であると判断した場合には陰解法を用いて解析
し、前記第1の手段で衝撃解析でないと判断した場合に
は解析者自身が選択した解析手法を用いて解析すること
を特徴とする。
EM解析手段が、陰解法としてニューマークβ法を実行
するものであってもよい。
ルのメッシュを作成する手段と、前記解析モデルをFE
Mにより応力解析するFEM解析手段とを有するFEM
解析システムであって、衝撃解析か否か判断する第1の
手段と、前記解析モデルの前記メッシュのうちの、最小
メッシュサイズを検索する第2の手段と、前記最小メッ
シュサイズによる簡易解析モデルを作成する第3の手段
とを有し、前記FEM解析手段により陰解法と陽解法と
で前記簡易解析モデルを解析した簡易解析結果に基づ
き、前記陰解法と前記陽解法とのいずれの解析手法が最
適かを選択する第4の手段と、解析者自身に、前記簡易
解析結果に基づき、前記陰解法と前記陽解法とのいずれ
かの解析手法を選択させる第5の手段とを有し、前記F
EM解析手段が、前記第4の手段、あるいは前記第5の
手段で選択された前記解析手法により前記解析モデルを
解析することを特徴とする。
EM解析手段が、陰解法としてニューマークβ法を実行
するものであってもよい。
4の手段が、陰解法による解析時間をTim、陽解法によ
る解析時間をTexとした場合、 Tim<Tex の関係にある場合には陰解法を選択し、その他の場合に
は陽解法を選択するものであってもよい。
第4の手段が、陰解法から求めた変位、応力、歪を含む
解析結果をSim、陽解法から求めた変位、応力、歪を含
む解析結果をSex、実験値、および理論式の厳密解を含
む陰解法および陽解法以外で得られた変位、応力、歪を
含む結果をEとした場合、 abs(E−Sim)<abs(E−Sex) の関係にある場合には陰解法を選択し、その他の場合に
は陽解法を選択するものであってもよい。
5の手段が、陰解法による解析時間をTim、陽解法によ
る解析時間をTexとした場合のTimとTexとの関係と、
陰解法から求めた変位、応力、歪を含む解析結果を
Sim、陽解法から求めた変位、応力、歪を含む解析結果
をSex、実験値、および理論式の厳密解を含む陰解法お
よび陽解法以外で得られた変位、応力、歪を含む結果を
Eとした場合の、Sim、S ex、およびEとの関係とに基
づき、解析者自身に解析手法を選択させるものであって
もよい。
て図面を参照して説明する。
EM解析システムの構成を示す。
モデル作成手段100と、解析モデルデータのファイル
への登録手段101と、最適解法の選択と解析手段10
2と、解析データのファイルへの登録手段103とを有
する。
動作する。
タを基にメッシング(要素で形状を離散化したもの)す
るか、解析専用のプリプロセッサから形状データを作
成、これをメッシングした後、解析に必要な境界条件を
モデルに付加する。
モデル作成手段100で作成された解析モデルデータを
記憶媒体104の所定のファイルに登録する。
モデルデータ登録手段101で登録された解析モデルデ
ータに対し、短時間に精度良く解析できるのは、陰解法
か陽解法かを判断し、選択した解法により解析する。
解法の選択と解析手段102で解析されたデータを記憶
媒体104の所定のファイルに登録する。
チャートを参照して本実施形態の全体の動作について詳
細に説明する。
態では解析モデル作成手段100において、CADデー
タを基にメッシングするか、解析専用のプリプロセッサ
から形状データを作成、これをメッシングした後、解析
に必要な境界条件をモデルに付加する。
は、解析モデル作成手段100で作成された解析モデル
データを記憶媒体の所定のファイルに登録する。
において、解析モデルデータ登録手段101で記憶媒体
104の所定のファイルに登録された解析モデルに対
し、効率的に解析できるのは、陰解法か陽解法かを判断
し、選択した解法により解析を実施する。
解法の選択と解析手段102で解析されたデータを記憶
媒体104の所定のファイルに登録する。
選択と解析手段102における最適解法の選択と解析方
法に関して、図2のフローチャートにより説明する。
プ(図2のA1)において衝撃解析か否かを判断し、衝
撃解析であれば陰解法により解析を行うステップ(図2
のA2)において陰解法による解析を実施する。その他
であれば解析者の判断に委ねるステップ(図2のA4)
において解析者の判断に委ねる。
おいて、陰解法としては、ニューマークβ法を使用する
のが好適である。陰解法には主にニューマークβ法とフ
ーボルト法の2種類があり、筆者の調査によればニュー
マークβ法では机上計算に近い値が得られたが、フーボ
ルト法(3次関数補間)では陽解法による解析結果に近
いものとなった。従って、陰解法と呼ばれる手法全てが
電子機器の落下解析に向くものではないが、本実施形態
のニューマークβ法に限定されるものではない。
ッシュサイズが非常に小さい部分を有する電子機器モデ
ル等の衝撃解析において、陰解法を使用しての解析がな
される。このため、本実施形態のFEM解析システムに
よれば、メッシュサイズが微細化すると解析精度の低下
および解析時間の増大を招く陽解法によるFEM解析シ
ステムに比べて、実現象に近い高精度の解析結果を短時
間で得られるという効果がある。
実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
は、最適解法の選択と解析手段102で実行される処理
以外は、第1の実施形態で説明したFEM解析システム
と同様であるため詳細の説明は省略する。よって、本実
施形態のFEM解析システムと同じ構成要素、および同
じ処理は第1の実施形態で用いた符号により説明する。
最適解法の選択と解析手段102で実行される処理を示
すフローチャートである。
解法の選択と解析手段102では、衝撃解析か否かをチ
ェックするステップA1、最小メッシュサイズ検索ステ
ップA5、最小メッシュサイズで簡易解析モデルを作成
するステップA6、陰解法と陽解法により解析するステ
ップA7、解析結果を基に解析手法を選択するステップ
A8、陰解法で解析するステップA2、陽解法で解析す
るステップA3、および解析者判断ステップA4の処理
がなされる。
実施形態の全体の動作について詳細に説明する。
ップ(図3のA1)で衝撃解析と判断されると最小メッ
シュサイズ検索ステップ(図3のA5)へ、また、衝撃
解析以外であれば解析者判断のステップ(図3のA4)
へと進みフローを終了する。
検索ステップ(図3のA5)へ進んだ場合には、最小メ
ッシュサイズで簡易解析モデルを作成するステップ(図
3のA6)において、登録済みの形状が簡単なCADデ
ータに対し、オートメッシュ機能を用いてステップA5
で求めた最小メッシュサイズでメッシュ切りを行い、F
EM解析モデルを作成する。さらに、陰解法と陽解法に
よる解析ステップ(図3のA7)において両手法による
簡易モデルでの予備解析を行う。
選択するステップ(図3のA8)において手法を選択す
る。陰解法で要した解析時間Tim、陽解法で要した解析
時間Texとした場合、ステップA7の予備解析におい
て、 Tim<Tex (1) 以下の式(1)の関係にある場合、すなわち、予備解析
において、陰解法による解析時間が陽解法による解析時
間よりも短い場合、本解析を陰解法で解析するため、陰
解法による解析ステップ(図3のA2)へと進む。一
方、TimとTexとの関係が式(1)を満たさない場合、
すなわち、陽解法による解析時間が陰解法による解析時
間よりも短い場合、本解析を陽解法で解析するため、陽
解法による解析ステップ(図3のA3)で解析する。
とした場合、短時間で解析できる手法を選択することが
できる。
(図3のA8)における解析手法の選択は、上述した式
(1)以外に、以下のようにして選択されるされるもの
であってもよい。
法から求めた変位、応力、歪などの解析結果をSim、陽
解法から求めた変位、応力、歪などの解析結果をSex、
実験から求めた変位、応力、歪などの結果、あるいは理
論式からの厳密解をEとすれば以下の式(2)の関係に
ある場合は陰解法で解析するステップ(図3のA2)で
解析し、それ以外では陽解法で解析するステップ(図3
のA3)で解析しようとするモデルでの本解析を行うも
のとしてもよい。
合、解析しようとするモデルの最小メッシュサイズを基
に簡易モデルを作成、実際に両手法で予備解析を行い、
予備解析で求めた解析結果と実験または厳密解との比較
を行い、誤差の少ない方の解析手法が選択できるので、
より精度の高い解析結果を得ることができる。
手法はメッシュサイズによっては必ずしも同一ではな
く、この場合、メッシュ数の莫大な解析では、多少実験
との誤差はあっても、解析時間の短い方を選択する場合
も有り得る。
を基に解析手法を決定するステップ(図3のA8)の後
に解析者による判断ステップA4を加え、短時間で求め
られる手法を選択できる式(1)と解析精度の高い手法
を選択できる式(2)の比較結果より解析者が解析手法
の選択を行うようにするものであってもよい。この場
合、解析時間と解析精度の観点から解析者が希望する手
法を選択できる。
2で実行される処理が、第1の実施形態において図2に
示したフローチャートでは衝撃解析か否かをチェックす
るステップA1で衝撃解析と判断されるとステップA2
で陰解法を用いた解析が行われるのに対し、本実施形態
の図3に示したフローチャートでは上述したようにステ
ップA5〜A8までを順次行うことにより、解析しよう
とするモデルの最小メッシュサイズを基に簡易モデルを
作成、両手法で予備解析を行う部分が異なる。
解析システムも第1の実施形態と同様に、メッシュサイ
ズが非常に小さい部分を有する電子機器モデル等の衝撃
解析において、陽解法によるFEM解析システムに比べ
て、実現象に近い高精度の解析結果を短時間で得られる
という効果がある。さらに、本実施形態のFEM解析シ
ステムは、解析しようとするモデルの最小メッシュサイ
ズを基に簡易モデルを作成、実際に両手法で予備解析を
行うため、個々のモデルに対して最適手法の選択をより
精度良く行えるという効果がある。
析モデルに応じて、陽解法で解析するか、陰解法で解析
するかを選択することができる。このため、解析モデル
に対して最適な手法により解析を行うことができるた
め、短時間で、かつ、高精度な解析結果を得ることがで
きる。
ステムの構成を示すブロック図である。
ステムの、最適解法の選択と解析手段で実行される処理
動作を示すフローチャートである。
ステムの、最適解法の選択と解析手段で実行される処理
動作を示すフローチャートである。
一例を示すフローチャートである。
Claims (21)
- 【請求項1】 解析モデルの応力解析を行うためのFE
M解析方法において、 衝撃解析か否か判断する第1のステップと、 前記第1のステップで衝撃解析であると判断した場合
に、陰解法を用いて解析する第2のステップと、 前記第1のステップで衝撃解析でないと判断した場合
に、解析者自身が選択した解析手法を用いて解析する第
3のステップとを含むことを特徴とするFEM解析方
法。 - 【請求項2】 前記陰解法としてニューマークβ法を使
用する請求項1に記載のFEM解析方法。 - 【請求項3】 解析モデルのメッシュを作成し、前記解
析モデルの応力解析を行うためのFEM解析方法におい
て、 衝撃解析か否か判断する第1のステップと、 前記解析モデルの前記メッシュのうちの、最小メッシュ
サイズを検索する第2のステップと、 前記最小メッシュサイズによる簡易解析モデルを作成す
る第3のステップと、 前記簡易解析モデルを陰解法と陽解法とにより解析する
第4のステップと、 前記第4のステップでの解析結果に基づき、前記陰解法
と前記陽解法のいずれが最適かを選択する第5のステッ
プと、 解析者自身に、前記第4のステップでの解析結果に基づ
き、前記陰解法と前記陽解法のいずれかを選択させる第
6のステップと、 前記第5のステップ、あるいは前記第6のステップで選
択された解析手法により前記解析モデルを解析する第7
のステップとを含むことを特徴とするFEM解析方法。 - 【請求項4】 前記陰解法としてニューマークβ法を使
用する請求項3に記載のFEM解析方法。 - 【請求項5】 前記第5のステップで、前記陰解法によ
る解析時間をTim、前記陽解法による解析時間をTexと
した場合、 Tim<Tex の関係にある場合には前記陰解法を選択し、その他の場
合には前記陽解法を選択する請求項3または4に記載の
FEM解析方法。 - 【請求項6】 前記第5のステップで、前記陰解法から
求めた変位、応力、歪を含む解析結果をSim、前記陽解
法から求めた変位、応力、歪を含む解析結果をSex、実
験値、および理論式の厳密解を含む前記陰解法および前
記陽解法以外で得られた変位、応力、歪を含む結果をE
とした場合、 abs(E−Sim)<abs(E−Sex) の関係にある場合には前記陰解法を選択し、その他の場
合には前記陽解法を選択する請求項3または4に記載の
FEM解析方法。 - 【請求項7】 前記第6のステップで、前記陰解法によ
る解析時間をTim、前記陽解法による解析時間をTexと
した場合のTimとTexとの関係と、前記陰解法から求め
た変位、応力、歪を含む解析結果をSim、前記陽解法か
ら求めた変位、応力、歪を含む解析結果をSex、実験
値、および理論式の厳密解を含む前記陰解法および前記
陽解法以外で得られた変位、応力、歪を含む結果をEと
した場合の、Sim、Sex、およびEとの関係とを基に、
前記解析者自身に使用する解析手法を選択させる請求項
3または4に記載のFEM解析方法。 - 【請求項8】 解析モデルの応力解析を行うためのFE
M解析をコンピュータに実行させるためのプログラムで
あって、 衝撃解析か否か判断する第1の処理と、 前記第1の処理で衝撃解析であると判断した場合に、陰
解法を用いて解析する第2の処理と、 前記第1の処理で衝撃解析でないと判断した場合に、解
析者自身が選択した解析手法を用いて解析する第3の処
理とをコンピュータに実行させることを特徴とするプロ
グラム。 - 【請求項9】 前記陰解法としてニューマークβ法をコ
ンピュータに実行させる請求項8に記載のプログラム。 - 【請求項10】 解析モデルのメッシュを作成し、前記
解析モデルの応力解析を行うためのFEM解析をコンピ
ュータに実行させるためのプログラムであって、 衝撃解析か否か判断する第1の処理と、 前記解析モデルの前記メッシュのうちの、最小メッシュ
サイズを検索する第2の処理と、 前記最小メッシュサイズによる簡易解析モデルを作成す
る第3の処理と、 前記簡易解析モデルを陰解法と陽解法とにより解析する
第4の処理と、 前記第4の処理での解析結果に基づき、前記陰解法と前
記陽解法のいずれが最適かを選択する第5の処理と、 解析者自身に、前記第4の処理での解析結果に基づき、
前記陰解法と前記陽解法のいずれかを選択させる第6の
処理と、 前記第5の処理、あるいは前記第6の処理で選択された
解析手法により前記解析モデルを解析する第7の処理と
を含むことを特徴とするプログラム。 - 【請求項11】 前記陰解法としてニューマークβ法を
コンピュータに実行させる請求項10に記載のプログラ
ム。 - 【請求項12】 前記第5の処理で、前記陰解法による
解析時間をTim、前記陽解法による解析時間をTexとし
た場合、 Tim<Tex の関係にある場合には前記陰解法を選択する処理と、そ
の他の場合には前記陽解法を選択する処理とをコンピュ
ータに実行させる請求項10または11に記載のプログ
ラム。 - 【請求項13】 前記第5の処理で、前記陰解法から求
めた変位、応力、歪を含む解析結果をSim、前記陽解法
から求めた変位、応力、歪を含む解析結果をSex、実験
値、および理論式の厳密解を含む前記陰解法および前記
陽解法以外で得られた変位、応力、歪を含む結果をEと
した場合、 abs(E−Sim)<abs(E−Sex) の関係にある場合には前記陰解法を選択する処理と、そ
の他の場合には前記陽解法を選択する処理とをコンピュ
ータに実行させる請求項10または11に記載のプログ
ラム。 - 【請求項14】 前記第6の処理で、前記陰解法による
解析時間をTim、前記陽解法による解析時間をTexとし
た場合のTimとTexとの関係と、前記陰解法から求めた
変位、応力、歪を含む解析結果をSim、前記陽解法から
求めた変位、応力、歪を含む解析結果をSex、実験値、
および理論式の厳密解を含む前記陰解法および前記陽解
法以外で得られた変位、応力、歪を含む結果をEとした
場合の、Sim、Sex、およびEとの関係とを基に、前記
解析者自身に使用する解析手法を選択させる処理をコン
ピュータに実行させる請求項10または11に記載のプ
ログラム。 - 【請求項15】 解析モデルのメッシュを作成する手段
と、前記解析モデルをFEMにより応力解析するFEM
解析手段とを有するFEM解析システムであって、 衝撃解析か否か判断する第1の手段を有し、 前記FEM解析手段が、前記第1の手段で衝撃解析であ
ると判断した場合には陰解法を用いて解析し、前記第1
の手段で衝撃解析でないと判断した場合には解析者自身
が選択した解析手法を用いて解析することを特徴とする
FEM解析システム。 - 【請求項16】 前記FEM解析手段が、前記陰解法と
してニューマークβ法を実行する請求項15に記載のF
EM解析システム。 - 【請求項17】 解析モデルのメッシュを作成する手段
と、前記解析モデルをFEMにより応力解析するFEM
解析手段とを有するFEM解析システムであって、 衝撃解析か否か判断する第1の手段と、 前記解析モデルの前記メッシュのうちの、最小メッシュ
サイズを検索する第2の手段と、 前記最小メッシュサイズによる簡易解析モデルを作成す
る第3の手段とを有し、 前記FEM解析手段により陰解法と陽解法とで前記簡易
解析モデルを解析した簡易解析結果に基づき、前記陰解
法と前記陽解法とのいずれの解析手法が最適かを選択す
る第4の手段と、 解析者自身に、前記簡易解析結果に基づき、前記陰解法
と前記陽解法とのいずれかの解析手法を選択させる第5
の手段とを有し、 前記FEM解析手段が、前記第4の手段、あるいは前記
第5の手段で選択された前記解析手法により前記解析モ
デルを解析することを特徴とするFEM解析システム。 - 【請求項18】 前記FEM解析手段が、前記陰解法と
してニューマークβ法を実行する請求項17に記載のF
EM解析システム。 - 【請求項19】 前記第4の手段が、前記陰解法による
解析時間をTim、前記陽解法による解析時間をTexとし
た場合、 Tim<Tex の関係にある場合には前記陰解法を選択し、その他の場
合には前記陽解法を選択する請求項17または18に記
載のFEM解析システム。 - 【請求項20】 前記第4の手段が、前記陰解法から求
めた変位、応力、歪を含む解析結果をSim、前記陽解法
から求めた変位、応力、歪を含む解析結果をSex、実験
値、および理論式の厳密解を含む前記陰解法および前記
陽解法以外で得られた変位、応力、歪を含む結果をEと
した場合、 abs(E−Sim)<abs(E−Sex) の関係にある場合には前記陰解法を選択し、その他の場
合には前記陽解法を選択する請求項17または18に記
載のFEM解析システム。 - 【請求項21】 前記第5の手段が、前記陰解法による
解析時間をTim、前記陽解法による解析時間をTexとし
た場合のTimとTexとの関係と、前記陰解法から求めた
変位、応力、歪を含む解析結果をSim、前記陽解法から
求めた変位、応力、歪を含む解析結果をSex、実験値、
および理論式の厳密解を含む前記陰解法および前記陽解
法以外で得られた変位、応力、歪を含む結果をEとした
場合の、Sim、Sex、およびEとの関係とに基づき、解
析者自身に解析手法を選択させる請求項17または18
に記載のFEM解析システム。
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