JP2004139570A - Method of assisting wiring design of wiring structure, its apparatus and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の線条材から構成されるワイヤー様構造物の配線設計を支援する方法、その装置及びそのプログラムに関し、特に、ワイヤー様構造物として車両に配線されるワイヤーハーネスの最適な配線設計を支援する方法、その装置及びそのプログラムに関する。 The present invention relates to a method, an apparatus and a program for supporting a wiring design of a wire-like structure composed of a plurality of filaments, and particularly to an optimal wiring of a wire harness wired to a vehicle as a wire-like structure. The present invention relates to a method, a device, and a program for supporting a design.
通常、車両等においては、複数の電装品が搭載されており、これらは、上記線条材として、複数の電線や通信線がインシュロック等の結束部材やテープ等の保護部材によって束ねられた、いわゆる、ワイヤーハーネスで接続されている。図1に示すように、ワイヤーハーネス1は、各端部に電装品等と接続されるコネクタ2a、2b、2c、2dが取り付けられている。また、その中間部には各種クリップ3a、3b、3c、3dが取り付けられ、更に、分岐点4を有している。なお、各端部から分岐点4までを構成するワイヤーハーネス1の各枝線は、基本的に、それぞれ構成線条材の数や種類が異なるので、各枝線の太さ、長さ、弾性、剛性等も様々である。そして、従来、このようなワイヤーハーネスの配線設計は、設計者の勘と経験によって行われることが多かった。
Usually, in a vehicle or the like, a plurality of electric components are mounted, and these are so-called wire members, in which a plurality of electric wires and communication lines are bound by a binding member such as an insulation lock or a protection member such as a tape. , Connected by a wire harness. As shown in FIG. 1, the
ここで、本明細書中で引用する文献を以下に示す。
ところが、ワイヤーハーネスは、上記のように多種多様であり、それらの各部における曲げやねじりに対する剛性まで正確に予想して設計することは非常に困難なことであった。このため、設計通りの組付けが困難であったり、非現実的な形状になってしまうことも多かった。したがって、最適なワイヤーハーネスの配線形状を得るために、設計及び組付けが試行錯誤繰り返されて、多大な時間を浪費することになっていた。更に、このような方法によると、最適な配線設計を行うためには高度な熟練も求められていた。 However, wire harnesses are diverse as described above, and it has been very difficult to accurately predict and design rigidity against bending and torsion in each of those parts. For this reason, it is often difficult to assemble as designed or to have an unrealistic shape. Therefore, in order to obtain the optimal wiring shape of the wire harness, design and assembly are repeated through trial and error, and a great deal of time is wasted. Further, according to such a method, a high degree of skill is required to perform an optimum wiring design.
よって本発明は、上述した現状に鑑み、ワイヤーハーネス等のワイヤー様構造物の予測形状を逐次算出してその結果を逐次出力することにより、その最適な配線設計を、設計者の熟練度に依存することなく、短期間で、容易かつ正確に行えるようするワイヤーハーネスの配線設計支援方法、その装置及びそのプログラムを提供することを課題としている。 Therefore, in view of the above-described current situation, the present invention sequentially calculates the predicted shape of a wire-like structure such as a wire harness and sequentially outputs the results, thereby making the optimum wiring design dependent on the skill of the designer. An object of the present invention is to provide a wiring harness wiring design support method, a device and a program thereof, which can be performed easily and accurately in a short period of time without performing.
上記課題を解決するためになされた請求項1記載のワイヤー様構造物の配線設計支援方法は、複数本の線条材から構成されるワイヤー様構造物を、円形断面で線形性が保たれた複数の梁要素が結合された弾性体とみなし、有限要素法を利用して、所定条件を満たす前記ワイヤー様構造物の形状を予測して出力することにより、前記ワイヤー様構造物の最適な配線設計を支援する方法であって、前記所定条件としての前記ワイヤー様構造物の形状特性、材料特性及び拘束条件に関する情報を前記有限要素法に適用して、前記ワイヤー様構造物が任意の初期形状から前記所定条件を満たすような釣り合いがとれた最終形状に変形していく様子を、逐次算出してその結果を逐次出力する、ことを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the wiring design support method for a wire-like structure according to
請求項1記載の発明によれば、複数本の線条材から構成されるワイヤー様構造物を、円形断面で線形性が保たれた複数の梁要素が結合された弾性体とみなす。そして、有限要素法を利用して、所定条件を満たすワイヤー様構造物の予測形状を出力する。特に、ワイヤー様構造物の形状特性、材料特性及び拘束条件を満たしつつ、このワイヤー様構造物が初期形状から釣り合いがとれた最終形状に変形していく様子を、有限要素法を利用して逐次算出してその結果を逐次出力するようにしている。 According to the first aspect of the present invention, a wire-like structure including a plurality of filaments is regarded as an elastic body in which a plurality of beam elements having a circular cross section and maintaining linearity are connected. Then, the predicted shape of the wire-like structure that satisfies the predetermined condition is output using the finite element method. In particular, the state of the wire-like structure being transformed from the initial shape to the balanced final shape while satisfying the shape characteristics, material characteristics and constraint conditions of the wire-like structure is sequentially evaluated using the finite element method. The calculation is performed and the result is sequentially output.
上記課題を解決するためになされた請求項2記載のワイヤー様構造物の配線設計支援方法は、請求項1記載のワイヤー様構造物の配線設計支援方法において、前記ワイヤー様構造物の所定部位に所定の力を加えて変位させた際の前記ワイヤー様構造物の変形の様子を逐次算出してその結果を逐次出力する、ことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a wiring design support method for a wire-like structure according to the first aspect. It is characterized in that the state of deformation of the wire-like structure when displaced by applying a predetermined force is sequentially calculated, and the result is sequentially output.
請求項2記載の発明によれば、ワイヤー様構造物の所定部位に力を加えて変位させた際のワイヤー様構造物の変形の様子を逐次算出してその結果を逐次出力するようにしている。 According to the second aspect of the invention, the state of deformation of the wire-like structure when a predetermined portion of the wire-like structure is displaced by applying a force is sequentially calculated, and the result is sequentially output. .
上記課題を解決するためになされた請求項3記載のワイヤー様構造物の配線設計支援方法は、請求項1又は2記載のワイヤー様構造物の配線設計支援方法において、前記ワイヤー様構造物は、車両に配線されるワイヤーハーネスであり、前記拘束条件は、前記複数の梁要素の各頂点の座標及び前記各頂点における自由度とし、前記形状特性は、前記ワイヤー様構造物の梁要素の断面積及び長さとし、そして、前記材料特性は、前記梁要素の断面2次モーメント、断面2次極モーメント、密度、縦弾性係数及び横弾性係数とする、ことを特徴とする。
The wiring design support method for a wire-like structure according to
請求項3記載の発明によれば、拘束条件をワイヤー様構造物を構成する複数の梁要素の各頂点の座標及び各頂点における自由度とし、形状特性をワイヤー様構造物の梁要素の断面積及び長さとし、材料特性を梁要素の断面2次モーメント、断面2次極モーメント、密度、縦弾性係数及び横弾性係数としている。
According to the invention described in
上記課題を解決するためになされた請求項4記載のワイヤー様構造物の配線設計支援方法は、複数本の線条材から構成されるワイヤー様構造物の配線に関する予測形状を算出することにより、ワイヤー様構造物の最適な配線設計を支援する方法において、対象となるワイヤー様構造物が任意の初期形状から釣り合いがとれた最終形状に変形していく様子を逐次算出してその結果を逐次出力する、ことを特徴とする。
The wiring design support method for a wire-like structure according to
請求項4記載の発明によれば、対象となるワイヤー様構造物が初期形状から釣り合いがとれた最終形状に変形していく様子を、逐次算出してその結果を逐次出力するようにしている。 According to the fourth aspect of the invention, the state in which the target wire-like structure is deformed from the initial shape to the balanced final shape is sequentially calculated, and the result is sequentially output.
上記課題を解決するためになされた請求項5記載のワイヤー様構造物の配線設計支援装置は、複数本の線条材から構成されるワイヤー様構造物を、円形断面で線形性が保たれた複数の梁要素が結合された弾性体とみなし、有限要素法を利用して、所定条件を満たす前記ワイヤー様構造物の形状を予測して出力することにより、前記ワイヤー様構造物の最適な配線設計を支援する装置であって、前記所定条件としての前記ワイヤー様構造物の形状特性、材料特性及び拘束条件に関する情報を設定する設定手段と、前記所定条件を前記有限要素法に適用して、前記ワイヤー様構造物が任意の初期形状から前記所定条件を満たすような釣り合いがとれた最終形状に変形していく様子を、逐次算出する算出手段と、前記算出手段による算出結果に基づき、前記ワイヤー様構造物の変形の様子を逐次、更新出力する出力手段と、を含むことを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problem, the wiring design support apparatus for a wire-like structure according to
請求項5記載の発明によれば、複数本の線条材から構成されるワイヤー様構造物を、円形断面で線形性が保たれた複数の梁要素が結合された弾性体とみなす。そして、有限要素法を利用して、所定条件を満たすワイヤー様構造物の予測形状を出力する。特に、ワイヤー様構造物の形状特性、材料特性及び拘束条件を満たしつつ、このワイヤー様構造物が初期形状から釣り合いがとれた最終形状に変位する際のワイヤー様構造物の変形の様子を、有限要素法を利用して逐次算出してその結果を逐次出力するようにしている。 According to the fifth aspect of the present invention, a wire-like structure composed of a plurality of filaments is regarded as an elastic body in which a plurality of beam elements having a circular cross section and maintaining linearity are connected. Then, the predicted shape of the wire-like structure that satisfies the predetermined condition is output using the finite element method. In particular, while satisfying the shape characteristics, material characteristics and constraint conditions of the wire-like structure, the deformation state of the wire-like structure when this wire-like structure is displaced from the initial shape to the balanced final shape is finite. The calculation is performed sequentially using the element method, and the result is sequentially output.
上記課題を解決するためになされた請求項6記載のワイヤー様構造物の配線設計支援装置は、請求項5記載のワイヤー様構造物の配線設計支援装置において、前記所定条件として、前記ワイヤー様構造物の所定部位に加える力を設定する第2設定手段を更に含み、前記算出手段は、前記力を加えて変位させた際の前記ワイヤー様構造物の変形の様子を逐次算出する、ことを特徴とする。
A wire design support apparatus for a wire-like structure according to
請求項6記載の発明によれば、ワイヤー様構造物の所定部位に力を加えて変位させた際のワイヤー様構造物の変形の様子を逐次算出してその結果を逐次出力するようにしている。
According to the invention described in
上記課題を解決するためになされた請求項7記載のワイヤー様構造物の配線設計支援装置は、請求項5又は6記載のワイヤー様構造物の配線設計支援装置において、手動操作に基づくトリガにより、前記出力手段による出力を一時的に静止させる一時停止制御手段、を更に含むことを特徴とする。
The wiring design support device for a wire-like structure according to
請求項7記載の発明によれば、手動操作に基づくトリガにより、出力手段による出力が一時的に静止される。 According to the seventh aspect of the invention, the output by the output means is temporarily stopped by the trigger based on the manual operation.
上記課題を解決するためになされた請求項8記載のワイヤー様構造物の配線設計支援プログラムは、複数本の線条材から構成されるワイヤー様構造物を、円形断面で線形性が保たれた複数の梁要素が結合された弾性体とみなし、有限要素法を利用して、所定条件を満たす前記ワイヤー様構造物の形状を予測して出力することにより、前記ワイヤー様構造物の最適な配線設計を支援するために、コンピュータを、前記所定条件としての前記ワイヤー様構造物の形状特性、材料特性及び拘束条件に関する情報を設定する設定手段、前記所定条件を前記有限要素法に適用して、前記ワイヤー様構造物が任意の初期形状から前記所定条件を満たすような釣り合いがとれた最終形状に変形していく様子を、逐次算出する算出手段、前記算出手段による算出結果に基づき、前記ワイヤー様構造物の変形の様子を逐次、更新出力する出力手段、として機能させる、ことを特徴とする。なお、この請求項8記載の発明にも、上記請求項6及び7の発明の主旨を付加することが可能である。
A wiring design support program for a wire-like structure according to
請求項8記載の発明によれば、有限要素法を利用して、コンピュータに、所定条件を満たすワイヤー様構造物の予測形状を出力させる。特に、ワイヤー様構造物の形状特性、材料特性及び拘束条件を満たしつつ、このワイヤー様構造物が初期形状から釣り合いがとれた最終形状に変位する際のワイヤー様構造物の変形の様子を、有限要素法を利用して逐次算出させてその結果を逐次出力させるようにしている。
According to the invention described in
請求項1、5及び8記載の発明によれば、複数本の線条材から構成されるワイヤー様構造物を、円形断面で線形性が保たれた複数の梁要素が結合された弾性体とみなし、有限要素法を利用して、所定条件を満たすワイヤー様構造物の予測形状が出力される。特に、ワイヤー様構造物の形状特性、材料特性及び拘束条件を満たしつつ、このワイヤー様構造物が初期形状から釣り合いがとれた最終形状に変形していく様子が、有限要素法を利用して逐次算出されてその結果が逐次出力されるようにしている。したがって、ワイヤー様構造物が最終形状に変位する迄のワイヤー様構造物の変形の様子を、組み付け作業を行う前に予め知ることができる。この結果、ワイヤー様構造物の最適な配線設計が、設計者の熟練度に依存することなく、短期間で、容易かつ正確に行えるようになる。 According to the first, fifth, and eighth aspects of the present invention, a wire-like structure composed of a plurality of filaments is combined with an elastic body in which a plurality of beam elements having a circular cross section and linearity are maintained. Assuming, the predicted shape of the wire-like structure satisfying the predetermined condition is output using the finite element method. In particular, the appearance of the wire-like structure changing from the initial shape to the balanced final shape while satisfying the shape characteristics, material characteristics, and constraint conditions of the wire-like structure is sequentially evaluated using the finite element method. The calculation is performed and the result is sequentially output. Therefore, the state of the deformation of the wire-like structure until the wire-like structure is displaced to the final shape can be known before performing the assembling work. As a result, the optimum wiring design of the wire-like structure can be easily and accurately performed in a short period of time without depending on the skill of the designer.
請求項2及び6記載の発明によれば、ワイヤー様構造物の所定部位に力を加えて変位させた際のワイヤー様構造物の変形の様子を逐次算出してその結果を逐次出力するようにしているので、組付け時に予想される作業者の動き等を正確に反映させたワイヤー様構造物の変形の様子を検討することが可能になる。また、所定部位を任意に引っ張たり、曲げたりした場合のワイヤー様構造物の変形の様子も検討することが可能になる。
According to the invention of
請求項3記載の発明によれば、拘束条件をワイヤー様構造物を構成する複数の梁要素の各頂点の座標及び各頂点における自由度とし、形状特性をワイヤー様構造物の梁要素の断面積及び長さとし、材料特性を梁要素の断面2次モーメント、断面2次極モーメント、密度、縦弾性係数及び横弾性係数としており、これらの値はすべて、車両に配線されるワイヤーハーネスから予め取得できるものである。したがって、実際の組み付け作業を想定したワイヤーハーネスの配線シミュレーションが可能になる。
According to the invention described in
請求項4記載の発明によれば、対象となるワイヤー様構造物が初期形状から釣り合いがとれた最終形状に変形していく様子を、逐次算出してその結果を逐次出力するようにしている。したがって、ワイヤー様構造物が最終形状に変位する迄のワイヤー様構造物の変形の様子を、組み付け作業を行う前に予め知ることができる。この結果、ワイヤー様構造物のより最適な配線設計が、容易かつ正確に行えるようになる。 According to the fourth aspect of the invention, the state in which the target wire-like structure is deformed from the initial shape to the balanced final shape is sequentially calculated, and the result is sequentially output. Therefore, the state of the deformation of the wire-like structure until the wire-like structure is displaced to the final shape can be known before performing the assembling work. As a result, more optimal wiring design of the wire-like structure can be performed easily and accurately.
請求項7記載の発明によれば、手動操作に基づくトリガにより、出力手段による出力が一時的に静止される。したがって、本装置のユーザは、変形途中のワイヤー様構造物の出力を任意の時点で静止させて、ワイヤー様構造物と干渉物との位置関係や歪み具合等を検討することが可能になる。 According to the seventh aspect of the invention, the output by the output means is temporarily stopped by the trigger based on the manual operation. Therefore, the user of the present apparatus can stop the output of the wire-like structure being deformed at an arbitrary point in time and examine the positional relationship and the degree of distortion between the wire-like structure and the interfering object.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。まず、図1及び図2を用いて、設計対象となるワイヤー様構造物としてのワイヤーハーネスの全体形状及び代表的な支持部材について説明する。図1は、本発明の実施形態にて設計対象となるワイヤーハーネスの全体形状を概略的に示す図である。図2は、ワイヤーハーネスを支持する代表的な支持部材と拘束自由度との関係を示す図である。後述するが、本実施形態は、ここに示すようなワイヤーハーネスに対して予測形状をシミュレーション出力することにより、設計を支援するものである。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. First, the overall shape of a wire harness as a wire-like structure to be designed and a typical support member will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a diagram schematically illustrating an overall shape of a wire harness to be designed in an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram illustrating a relationship between a representative support member that supports the wire harness and the degree of freedom of constraint. As will be described later, the present embodiment supports design by outputting a predicted shape to a wire harness as shown here by simulation.
本実施形態にて設計対象となるワイヤーハーネス1は、上述のように両端部に図示しない電装品と接続されるコネクタ2a、2b、2c、2dが取り付けられ、その中間部には各種クリップ3a、3b、3c、3dが取り付けられ、更に、分岐点4を有している。ワイヤーハーネス1の各枝線は、基本的に、それぞれ構成線条材の数や種類が異なるので、各枝線の太さ、長さ、弾性、剛性等も異なる。
As described above,
上記各コネクタ2a、2b、2c、2dは、電装品側の相手方コネクタの固定位置及びその装着方向に応じて所定の位置に着脱可能に固定され、ワイヤーハーネスの端部を完全拘束する。また、上記各クリップ3a、3b、3c、3dは、ワイヤーハーネスの所定部位を、電装品の筐体やステー等の所定位置に完全拘束又は回転拘束される。
(4) The
ここで、クリップについて説明を加える。クリップには、基本的に、長穴クリップ及び丸穴クリップがある。丸穴クリップは、回転クリップともよばれ、ワイヤーハーネスを保持する台座部とステー等に設けられた丸穴形状の取付穴に挿入される支持脚とから構成される。丸穴クリップは、Z軸(取付部位に鉛直方向)廻りに回転可能である。 Here, add a description about the clip. Basically, the clips include a long hole clip and a round hole clip. The round hole clip is also called a rotating clip, and includes a pedestal portion for holding a wire harness and support legs inserted into a round hole-shaped mounting hole provided on a stay or the like. The round hole clip is rotatable around the Z axis (vertical direction to the mounting site).
一方、長穴クリップは、固定クリップともよばれ、ワイヤーハーネスを保持する台座部とステー等に設けられた長穴形状の取付穴に挿入される支持脚とから構成される。この支持脚の断面形状は、取付穴と略同様の長穴形状をしている。長穴クリップは、Z軸廻りに回転不可能である。 On the other hand, the long hole clip is also called a fixed clip, and includes a pedestal portion for holding a wire harness and support legs inserted into long hole-shaped mounting holes provided on a stay or the like. The cross-sectional shape of the support leg is an elongated hole substantially similar to the mounting hole. The long hole clip cannot rotate around the Z axis.
更に、長穴クリップ及び丸穴クリップには、X軸(ワイヤーハーネスの長手方向)廻りに回転可能な、コルゲート長穴クリップ及びコルゲート丸穴クリップがある。このような各クリップの各軸方向及び各軸廻りの拘束自由度は図2に示す通りである。 Furthermore, the long hole clip and the round hole clip include a corrugated long hole clip and a corrugated round hole clip that can rotate around the X axis (the longitudinal direction of the wire harness). FIG. 2 shows the degree of freedom of restraint in each axial direction and around each axis of such a clip.
図2において、X軸、Y軸及びZ軸は、ワイヤーハーネス上の各節点(又はノードともよぶ)における右手ローカル座標系での直行する3軸に相当する。例えば、Z軸をクリップ軸と一致するようにしているが、これらの決定方法は、使用する関数によって適宜変更可能である。なお、図中、参考のために、分岐点の拘束自由度についても示している。また、ここでは図示しないが、上記拘束点以外に任意に設定されたワイヤーハーネス上の節点は、基本的に、完全自由である。このような拘束自由度が、後述するように、予測経路及び形状変形の算出に先立ち、各節点にそれぞれ、設定される。 In FIG. 2, the X axis, the Y axis, and the Z axis correspond to three orthogonal axes in the right-hand local coordinate system at each node (or node) on the wire harness. For example, the Z-axis is set to coincide with the clip axis, but these determination methods can be appropriately changed depending on the function to be used. In the drawing, the degree of freedom of constraint at the branch point is also shown for reference. Although not shown here, the nodes on the wire harness arbitrarily set other than the above-mentioned constraint points are basically completely free. As described later, such a constraint degree of freedom is set for each node before calculating the predicted path and the shape deformation.
次に、図3〜図6を参照しながら、本実施形態において前提となる仮定条件、利用される理論及び基本式の概略について説明する。図3(A)は、ワイヤーハーネスの外観を示す図であり、図3(B)は、図3(A)のワイヤーハーネスを離散化した様子を示す図であり、図3(C)は、図3(A)のワイヤーハーネスを梁要素と節点とで表した図である。図4は、梁要素と節点とで表したワイヤーハーネスにおける自由度を説明するための図である。図5(A)は、ワイヤーハーネスを3つの梁要素で表した図であり、図5(B)は、図5(A)の3つの梁要素を結合した状態を示す図である。そして、図6(A)は、断面2次モーメント及び縦弾性係数を測定する様子を示す図であり、図6(B)は、断面2次モーメント及び縦弾性係数を測定する様子を示す図である。 Next, with reference to FIG. 3 to FIG. 6, the assumptions assumed in the present embodiment, the theory used, and the outline of the basic formula will be described. 3A is a diagram illustrating an appearance of the wire harness, FIG. 3B is a diagram illustrating a state where the wire harness of FIG. 3A is discretized, and FIG. FIG. 4 is a diagram illustrating the wire harness of FIG. 3A with beam elements and nodes. FIG. 4 is a diagram for explaining a degree of freedom in a wire harness represented by beam elements and nodes. FIG. 5 (A) is a diagram showing the wire harness represented by three beam elements, and FIG. 5 (B) is a diagram showing a state where the three beam elements of FIG. 5 (A) are connected. FIG. 6A is a diagram showing a state of measuring a second moment of area and a longitudinal elastic modulus, and FIG. 6B is a diagram showing a state of measuring a second moment of area and a longitudinal elastic coefficient. is there.
まず、本実施形態では、ワイヤーハーネスの設計に有限要素法を利用するに際し、以下のような仮定をする。
(1).ワイヤーハーネスを弾性体と仮定する。
(2).ワイヤーハーネスを梁要素が結合されたものと仮定する。
(3).各梁要素に線形性が保たれるものと仮定する。
(4).ワイヤーハーネスの断面を円形であると仮定する。
本実施形態において、このような仮定をすることにより、従来なされていなかった、ワイヤーハーネスへの有限要素法の適用が可能になる。
First, in the present embodiment, the following assumptions are made when the finite element method is used for designing a wire harness.
(1). It is assumed that the wire harness is an elastic body.
(2). Assume that the wire harness is a combination of beam elements.
(3). It is assumed that linearity is maintained for each beam element.
(4). Assume that the cross section of the wire harness is circular.
In the present embodiment, by making such an assumption, it becomes possible to apply the finite element method to the wire harness, which has not been made conventionally.
本実施形態においては、まず、ワイヤーハーネスを離散化する。すなわち、図3(A)に示すように、複数の電線11がテープ12等の保護部材によって束ねられたワイヤーハーネス1は連続体とみなすことができる。次に、図3(B)に示すように、このようなワイヤーハーネス1を、いくつかの梁要素C1、C2、C3、…に分割(離散化)する。すなわち、ワイヤーハーネスは1本のロープのようなものなので、有限個の梁要素をつなげたものとみなすことができる。
に お い て In the present embodiment, first, the wire harness is discretized. That is, as shown in FIG. 3A, the
したがって、図3(C)に示すように、ワイヤーハーネスは、複数の梁要素C1、C2、C3、…を複数のノードN1、N2、N3、…で結合したものとして表すことができる。梁要素に必要な特性値は以下の通りである。
長さl(図3(B)参照)
断面積A(図3(B)参照)
断面2次モーメントI
断面2次極モーメントJ
密度ρ
縦弾性係数E
横弾性係数G
なお、後述するが、本明細書中、長さl及び断面積Aを形状特性とし、断面2次モーメントI、断面2次極モーメントJ、密度ρ、縦弾性係数E及び横弾性係数Gを材料特性としている。
Therefore, as shown in FIG. 3C, the wire harness can be represented as a plurality of beam elements C1, C2, C3,... Connected by a plurality of nodes N1, N2, N3,. The characteristic values required for the beam elements are as follows.
Length 1 (see FIG. 3B)
Cross-sectional area A (see FIG. 3 (B))
Second moment of area I
Secondary moment of area J
Density ρ
Longitudinal elastic modulus E
Transverse elastic modulus G
As described later, in the present specification, the
そして、図4に示すように、各梁要素C(C1、C2、C3、…)はそれぞれ、2つの節点α及び節点βを有する。3次元空間においては、節点αは、3つの並進成分と3つの回転成分を持つため、合計6つの自由度を持つ。また、節点βも同様である。したがって、梁要素Cは12自由度を持つことになる。 Then, as shown in FIG. 4, each beam element C (C1, C2, C3,...) Has two nodes α and β. In the three-dimensional space, the node α has three translation components and three rotation components, and thus has a total of six degrees of freedom. The same applies to the node β. Therefore, the beam element C has 12 degrees of freedom.
なお、図中、
Fxi:i番要素のxi軸方向の力
Fyi:i番要素のyi軸方向の力
Fzi:i番要素のzi軸方向の力
Mxi:i番要素のxi軸周りのモーメント
Myi:i番要素のyi軸周りのモーメント
Mzi:i番要素のzi軸周りのモーメント
Uxi:i番要素のxi軸方向の変位
Uyi:i番要素のyi軸方向の変位
Uzi:i番要素のzi軸方向の変位
θxi:i番要素のxi軸方向の角変位
θyi:i番要素のyi軸方向の角変位
θzi:i番要素のzi軸方向の角変位
αは左側の節点、βは右側の節点
を示す。
In the figure,
Fxi : The force of the i-th element in the xi-axis direction Fyi : The force of the i-th element in the yi-axis direction Fzi : The force of the i-th element in the zi-axis direction Mxi : The moment of the i-th element around the xi-axis Myy : Moment of the i-th element around the yi axis M zi : Moment of the i-th element around the zi-axis U xi : Displacement of the i-th element in the xi-axis direction U yi : Displacement of the i-th element in the yi-axis direction U zi : i The displacement of the ith element in the zi-axis direction θxi : The angular displacement of the ith element in the xi-axis direction θyi : The angular displacement of the ith element in the yi-axis direction θzi : The angular displacement of the ith element in the zi-axis direction α is the left side Is the node on the right, and β is the node on the right.
ところで、振動してない静的な力による構造物の変位は、弾性範囲内では、以下の式(1)に示すフックの法則が成り立つことが知られている。
Kx=F…(1)
ここで、K:ばね定数、x:変位、F:力
を示す。
By the way, it is known that the displacement of a structure due to a non-vibrating static force satisfies Hook's law shown in the following equation (1) within an elastic range.
Kx = F (1)
Here, K: spring constant, x: displacement, and F: force.
また、図4で示した梁要素Cにも同様にフックの法則が成り立つことが知られている。但し、梁要素Cは、上記のように12自由度をもつため、以下の式(2)で示すように、12行12列のマトリクスと12行のベクトルとで、力と変位との関係を表現することができる。 Also, it is known that the Hook's law similarly holds for the beam element C shown in FIG. However, since the beam element C has 12 degrees of freedom as described above, as shown by the following equation (2), the relationship between force and displacement is determined by a matrix of 12 rows and 12 columns and a vector of 12 rows. Can be expressed.
ここで、適合条件と釣り合い条件について説明する。ここでは、簡単のために、図5(A)に示すように、ワイヤーハーネスを3つの梁要素C1、C2、C3で表すものとする。この場合、梁要素C1の節点1β及び梁要素C2の節点2αの変位は等しくなり、これら両節点に加わる力も釣り合うことになる。同様に、梁要素C2の節点2β及び梁要素C3の節点3αの変位も等しくなり、これら両節点に加わる力も釣り合うことになる。したがって、これら変位の連続性と力の釣り合いの条件を満たすことで、梁要素C1及びC2、梁要素C2及びC3を、図5(B)に示すように、結合することができる。 Here, the matching condition and the balancing condition will be described. Here, for the sake of simplicity, as shown in FIG. 5A, the wire harness is represented by three beam elements C1, C2, and C3. In this case, the displacement of the node 1β of the beam element C1 and the displacement of the node 2α of the beam element C2 are equal, and the forces applied to both nodes are balanced. Similarly, the displacement of the node 2β of the beam element C2 and the displacement of the node 3α of the beam element C3 are also equal, and the forces applied to both nodes are balanced. Therefore, by satisfying the conditions of the continuity of the displacement and the balance of the force, the beam elements C1 and C2 and the beam elements C2 and C3 can be connected as shown in FIG.
なお、図中、
Fxi:i番要素のxi軸方向の力
Fyi:i番要素のyi軸方向の力
Fzi:i番要素のzi軸方向の力
Mxi:i番要素のxi軸周りのモーメント
Myi:i番要素のyi軸周りのモーメント
Mzi:i番要素のzi軸周りのモーメント
Uxi:i番要素のxi軸方向の変位
Uyi:i番要素のyi軸方向の変位
Uzi:i番要素のzi軸方向の変位
θxi:i番要素のxi軸方向の角変位
θyi:i番要素のyi軸方向の角変位
θzi:i番要素のzi軸方向の角変位
を示し、
i=1α、1β、2α、2β、3α、3βである。
In the figure,
Fxi : The force of the i-th element in the xi-axis direction Fyi : The force of the i-th element in the yi-axis direction Fzi : The force of the i-th element in the zi-axis direction Mxi : The moment of the i-th element around the xi-axis Myy : Moment of the i-th element around the yi axis M zi : Moment of the i-th element around the zi-axis U xi : Displacement of the i-th element in the xi-axis direction U yi : Displacement of the i-th element in the yi-axis direction U zi : i zi-axis direction of displacement theta xi turn elements: angular displacement xi-axis direction of i-th element theta yi: yi-axis direction of the angular displacement theta zi of the i-th element: indicates zi-axis direction of the angular displacement of the i-th element,
i = 1α, 1β, 2α, 2β, 3α, 3β.
そして、図5(B)に示した梁要素C1、C2、C3における上記変位の連続性と力の釣り合いを上記式(2)と同様の形式で示すと、以下の式(3)のようになる。 Then, when the continuity of the displacement and the balance of the force in the beam elements C1, C2, and C3 shown in FIG. 5B are shown in the same form as the above equation (2), the following equation (3) is obtained. Become.
ここで、式(3)中の12行12列のマトリクスM1、M2及びM3は、上記式(2)で示したものと同様である。但し、マトリクスM1、M2及びM3が重なっている部分M12及びM23は、各マトリクスの各構成要素が足し合わされたものとなる。 Here, the matrices M1, M2 and M3 of 12 rows and 12 columns in the equation (3) are the same as those shown in the above equation (2). However, the portions M12 and M23 where the matrices M1, M2 and M3 overlap are the sum of the components of each matrix.
なお、4つ以上の梁要素についても、同様に扱うことができる。このようにして、任意の数の梁要素に分割されるワイヤーハーネスの数式モデルを作成することができる。 Four or more beam elements can be handled similarly. In this way, a mathematical model of a wire harness divided into an arbitrary number of beam elements can be created.
ちなみに、上記式(3)を簡単に表すと、
[K]{x}={F}…(4)
となる。
したがって、例えば、各節点にクリップが取り付けられるものとして、クリップに加わる力を予め決定しておけば、上記式(4)に基づき、変位ベクトル{x}を求めることにより、経路、すなわち、ワイヤーハーネスの形状を算出することができる。逆に、経路を決定しておけば、各節点における力ベクトル{F}を算出できる。このような基本的な考え方に基づき、本実施形態では、ワイヤーハーネスの予測経路及び形状変形を算出する。上記変位ベクトル{x}及び力ベクトル{F}中の未知数は、公知のNewton−Raphson法や弧長法等を用いてその解を求めることができる。
Incidentally, when the above equation (3) is simply expressed,
[K] {x} = {F} ... (4)
It becomes.
Therefore, for example, if the force applied to the clip is determined in advance assuming that the clip is attached to each node, the path, that is, the wire harness is determined by calculating the displacement vector {x} based on the above equation (4). Can be calculated. Conversely, if the path is determined, the force vector {F} at each node can be calculated. Based on such a basic concept, in the present embodiment, the predicted route and the shape deformation of the wire harness are calculated. The unknowns in the displacement vector {x} and the force vector {F} can be obtained by using a known Newton-Raphson method, an arc length method, or the like.
なお、上記のような一般的なマトリックス有限要素法は、例えば、上記非特許文献1中でも示されている。
The general matrix finite element method as described above is also shown in
ここで、本実施形態において、上記梁要素に必要な各特性値の求め方の一例について以下に示す。まず、長さl、断面積A及び密度ρは、対象となるワイヤーハーネスを作成し、ノギス、メジャー、重量計等を用いて計測した後、簡単な算出により求めることができる。 Here, in the present embodiment, an example of a method of obtaining each characteristic value required for the beam element will be described below. First, the length l, the cross-sectional area A, and the density ρ can be obtained by a simple calculation after a target wire harness is created and measured using a caliper, a measure, a weighing scale, and the like.
また、縦弾性係数Eは、図6(A)に示す測定方法を行う場合、次式(5)で表すことができる。
E=FL3/3XI…(5)
また、断面2次モーメントIは、上記のようにワイヤーハーネスを円形断面と仮定したので、次式(6)で表すことができる。
I=πD4/64…(6)
したがって、
E=64FL3/3XπD4…(7)
となる。
この測定では、
E=(F/X)×(64L3/3πD4)
として、Fとxとの関係を測定すればよい。
In addition, when the measurement method shown in FIG. 6A is performed, the longitudinal elastic modulus E can be expressed by the following equation (5).
E = FL 3 / 3XI (5)
Further, since the wire harness is assumed to have a circular cross section as described above, the second moment of area I can be expressed by the following equation (6).
I = πD 4/64 ... ( 6)
Therefore,
E = 64FL 3 / 3XπD 4 (7)
It becomes.
In this measurement,
E = (F / X) × (64L 3 / 3πD 4 )
The relationship between F and x may be measured.
一方、横弾性係数Gは、図6(B)に示す測定方法を行う場合、次式(8)で表すことができる。
G=(TL/θJ)×2…(8)
断面2次極モーメントJは、ワイヤーハーネスが円形断面と仮定したので、次式(9)で表すことができる。
J=πD4/32…(9)
また、ねじる力は、
T=FS…(10)
となる。
よって、
G=(32FSL/θπD4)×2=(F/θ)(32SL/πD4)×2…(11)
したがって、Fとθの関係を測定すればよい。
On the other hand, when the measurement method shown in FIG. 6B is performed, the transverse elastic coefficient G can be expressed by the following equation (8).
G = (TL / θJ) × 2 (8)
Since the wire harness is assumed to have a circular cross section, the secondary moment of area J can be expressed by the following equation (9).
J = πD 4/32 ... ( 9)
The twisting power is
T = FS ... (10)
It becomes.
Therefore,
G = (32FSL / θπD 4 ) × 2 = (F / θ) (32SL / πD 4 ) × 2 (11)
Therefore, the relationship between F and θ may be measured.
上記測定方法は一例であり、上記測定例以外の方法によって各値を取得してもよい。また、予め代表的なワイヤーハーネスを測定しておきデータベース化しておき、これを適宜利用するようにしてもよい。 The above measurement method is an example, and each value may be obtained by a method other than the above measurement example. Alternatively, a typical wire harness may be measured in advance and stored in a database, and this may be used as appropriate.
次に、上記理論及び基本式を利用して後述する処理手順にしたがってワイヤーハーネスの形状を算出及び出力する、本実施形態に係るハードウエア構成について説明する。図7は、本実施形態に係るハードウエア構成を示すブロック構成図である。 Next, a description will be given of a hardware configuration according to the present embodiment, which calculates and outputs the shape of the wire harness according to the processing procedure described later using the above theory and basic formula. FIG. 7 is a block diagram showing a hardware configuration according to the present embodiment.
図7に示すように、本実施形態では、マイクロコンピュータ21、入力装置22、表示装置23、印字装置24、記憶装置25、通信インターフェース26及びリードライト装置27を含んで構成される、例えば、パーソナルコンピュータが用いられる。マイクロコンピュータ21は、CPU21a(中央演算装置)、ブートプログラム等を記憶するROM21b、各種処理結果を一時的に記憶するRAM21cを含む。入力装置22は上記各値等を入力するキーボード、マウス等であり、表示装置23は処理結果を表示するLCDやCRT等であり、印字装置24は処理結果を印字するプリンタである。
As shown in FIG. 7, in the present embodiment, for example, a personal computer is configured including a
また、記憶装置25はインストールされた配線設計支援プログラム29aやこのプログラム29aによる処理結果を記憶するハードディスクドライブであり、通信インターフェース26は外部装置との間で、例えば、インターネットやLAN回線等を用いてデータ通信を行うためのモデムボード等である。リードライト装置27は、CD−ROMやDVD−ROM等の記録媒体29に格納される本発明に係る配線設計支援プログラム29a(請求項8に対応する)を読み込んだり、この配線設計支援プログラム29aによる計算結果を記録媒体29に書き込む装置である。これらの各構成要素は、内部バス28を介して接続されている。
The
マイクロコンピュータ21は、リードライト装置27にて読み込まれた配線設計支援プログラム29aを記憶装置25にインストールする。また、電源が投入されると、マイクロコンピュータ21は、ROM21bに記憶されるブートプログラムにしたがって起動され、インストールされている配線設計支援プログラム29aを立ちあげる。そして、マイクロコンピュータ21は、配線設計支援プログラム29aにしたがって、本発明の配線設計支援に関する処理をしたり、処理結果を表示装置23や印字装置24から出力させたり、処理結果を記憶装置25や記録媒体29に保存させたりする。配線設計支援プログラム29aは、上記基本構成を有する他のパーソナルコンピュータ等にもインストール可能であり、インストール後は、そのコンピュータを配線設計支援装置(請求項5、6、7に対応する)として機能させる。なお、配線設計支援プログラム29aは、記録媒体29のみならず、インターネットやLAN等の通信回線を経由して提供されたものであってもよい。
The
更に、図8及び図9を用いて、本実施形態に係る処理手順について説明する。図8は、図7に示したハードウエア構成を用いて行われる本実施形態に係る処理手順を示すフローチャートである。図9(A)〜図9(D)はそれぞれ、図8に示す各処理の過程における出力結果を例示する図である。 処理 Furthermore, a processing procedure according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 8 is a flowchart illustrating a processing procedure according to the present embodiment performed using the hardware configuration illustrated in FIG. 7. FIGS. 9A to 9D are diagrams exemplifying output results in the process of each process shown in FIG.
まず、図8に示すステップS1において設定された初期値に基づいて、ステップS2において初期形状が算出され、ステップS3において、図9(A)に示すように、算出された初期形状1aが出力される。この初期形状1aを得るための初期値としては、例えば、対象となるワイヤーハーネスの両端(図中、節点1a1及び1a8の位置に相当する)のコネクタが取り付けられる位置が用いられるが、このコネクタの拘束方向や、このワイヤーハーネスの中間部に取り付けられるクリップの座標及び拘束方向、或いは、このワイヤーハーネスの材料特性に依存する最小曲げ半径やワイヤーハーネスを組み付ける際に作業者が通常の力で曲げることができる曲げ半径等を用いてもよい。いずれにしても、対象となるワイヤーハーネスの組み付け前の形状が反映された初期形状を出力することが好ましい。上記形状算出処理はマイクロコンピュータ21にて行われ、初期値の設定には入力装置22が用いられ、初期形状の出力には表示装置23が用いられる。なお、以降の処理においても、形状算出処理はマイクロコンピュータ21にて行われ、各値の設定には入力装置22が用いられ、算出結果の出力には表示装置23が用いられる。
First, based on the initial values set in step S1 shown in FIG. 8, an initial shape is calculated in step S2, and in step S3, the calculated
次に、ステップS4においては、上記出力された初期形状1aに対して、図9(B)に示すような各節点1a1〜1a8を割り当てると共に、これら各節点1a1〜1a8における所定の拘束条件が設定される。拘束条件としては、各節点1a1〜1a8に対する図2で示したような拘束種類(完全拘束、回転拘束、完全自由等)やローカル座標等が設定される。これらの拘束条件は、変位先に対応するものである。各節点1a1〜1a8としては、コネクタやクリップ等の支持部材が取り付けられる部位等が割り当てられる。なお、拘束種類の設定には、図2で示したように、コネクタ、固定クリップ等の支持部材名を利用してもよい。ここで設定される各値は、上記式(3)中の変位ベクトル{x}中の各要素に係わる。
Next, in step S4, the nodes 1a1 to 1a8 as shown in FIG. 9B are assigned to the output
これと共に、ステップS4においては、被予測ワイヤーハーネスの形状特性及び材料特性も設定される。形状特性としては上記長さl及び断面積Aが設定され、材料特性としては、断面2次モーメントI、断面2次極モーメントJ、密度ρ、縦弾性係数E及び横弾性係数Gが設定される。これらは、上記のようにして予め計測或いは算出されている値が利用される。ここで設定される値は、上記式(3)中の剛性マトリクス[K]中の各要素に係わる。 と 共 に At the same time, in step S4, the shape characteristics and material characteristics of the wire harness to be predicted are also set. The length l and the cross-sectional area A are set as the shape characteristics, and the second moment of area I, the second pole moment J, the density ρ, the modulus of longitudinal elasticity E, and the modulus of transverse elasticity G are set as the material properties. . For these, values measured or calculated in advance as described above are used. The value set here relates to each element in the rigidity matrix [K] in the above equation (3).
更に、ステップS4においては、図9(B)に示すように、ワイヤーハーネスの所定部位、例えば、コネクタが取り付けられる位置に相当する節点1a8に加える力fを設定するようにしてもよい。この力fは、例えば、組付け時に予想される作業者の動き等に基づくようにする。ここで設定される値は、上記式(3)中の力ベクトル[f]中の各要素に係わる。このように力fを設定することにより、組付け時に予想される作業者の動き等を正確に反映させたワイヤー様構造物の変形の様子を検討することが可能になる。また、所定部位を任意に引っ張たり、曲げたりした場合のワイヤー様構造物の変形の様子も検討することが可能になる。なお、このステップS4では、算出処理に係る各種制御値等も設定される。このステップS4は、請求項の設定手段及び第2設定手段に相当する。 Further, in step S4, as shown in FIG. 9B, a force f to be applied to a predetermined portion of the wire harness, for example, a node 1a8 corresponding to a position where a connector is attached may be set. This force f is based on, for example, the movement of the worker expected at the time of assembly. The value set here relates to each element in the force vector [f] in the above equation (3). By setting the force f in this way, it is possible to study the state of deformation of the wire-like structure that accurately reflects the movement of the worker and the like expected at the time of assembly. In addition, it is possible to examine the state of deformation of the wire-like structure when a predetermined portion is arbitrarily pulled or bent. In step S4, various control values and the like related to the calculation process are also set. This step S4 corresponds to the setting means and the second setting means in the claims.
このような、形状算出に必要な各値の設定が完了した後、算出開始のための所定トリガがあると、ステップS5において上記初期形状1aが表示装置23から消去された後ステップS7以降に進む。ステップS7以降では、ワイヤーハーネスの初期形状が上記設定された拘束条件等を満たす釣り合いがとれた最終形状に変位する迄の変形の様子を、逐次、表示装置23上に更新出力する。この様子は、例えば、上記初期形状から最終形状に至るまでの間に割り当てられた複数の時点t1、t2、…、tiにそれぞれ対応したものとする。説明を加えると、初期形状から最終形状に至るまでを例えば10秒としておき、1秒ごとの変形の様子を出力するようにする。この処理を以下に説明する。
After the setting of each value necessary for the shape calculation is completed, if there is a predetermined trigger for starting the calculation, the
まず、ステップS6において時点tiを時点t1に設定した後、ステップS7以降に進む。そして、ステップS7〜ステップS11の処理ループにおいては、順次、時点t1、t2、…、tiにおけるワイヤーハーネスの形状を有限要素法を利用して算出し、時点tdに至るまでワイヤーハーネスの変形の様子を更新出力していく。 First, after setting the time point t i to the time point t 1 in step S6, the process proceeds to step S7 and subsequent steps. Then, in the process loop of steps S7~ step S11, sequentially, the time t 1, t 2, ..., the shape of the wire harness is calculated using the finite element method in the t i, the wire harness up to the time t d The state of the deformation is updated and output.
すなわち、ステップS7においては、上記ステップS4で設定された形状算出に必要な各値を有限要素法、特に、上記式(3)に適用して、時点tiにおける予測形状が算出される。次に、ステップS8においては、上記ステップS7にて算出された時点tiにおける予測形状(途中形状)を、表示装置23上に出力させる。そして、ステップS9において、時点tiをカウントアップした後、ステップS11において時点tiが最終時点tdに到達したか否かが判定される。なお、上記ステップS7は、請求項の算出手段に相当する。
That is, in step S7, the values required for the shape calculation set in step S4 are applied to the finite element method, in particular, the equation (3), to calculate the predicted shape at the time point t i . Next, in step S8, the predicted shape (intermediate shape) at the time point t i calculated in step S7 is output to the
更に、ステップS10において、時点tiが未だ最終時点tdに到達していないと判定されると(ステップS10のN)、ステップS11において時点tiの予測形状が消去された後、ステップS7に戻って、次の時点tiにおける予測形状が上記と同様に算出される。すなわち、時点tiが最終時点tdに到達するまで、ステップS7及びステップS8において、途中形状の算出及び出力処理が切り返し行われる。このような処理により、図9(C)に示すようなワイヤーハーネスの変形の様子が逐次出力される。すなわち、初期形状1aから、途中形状1b及び1cを経て、後述する最終形状1dに至る迄の変形の様子が出力される。なお、図中、最終形状1dの節点1z1、1z2、1z3、1z4、1z5、1z6、1z7、及び1z8の位置はそれぞれ、上記初期形状1aにおける節点1a1、1a2、1a3、1a4、1a5、1a6、1a7、及び1a8の位置に対応する。また、途中形状1b、1cの節点1b8、1c8は、上記初期形状1aにおける節点1a8に対応する。
Further, if it is determined in step S10 that the time point t i has not yet reached the final time point t d (N in step S10), the predicted shape at the time point t i is deleted in step S11, and then the process proceeds to step S7. Returning, the predicted shape at the next time point t i is calculated in the same manner as described above. That is, until the time point t i reaches the final time point t d , the calculation and output processing of the intermediate shape are repeated in steps S7 and S8. Through such processing, the state of deformation of the wire harness as shown in FIG. 9C is sequentially output. That is, the state of deformation from the
なお、上記処理によると、各時点における途中形状は、自動的に、逐次更新出力されていくようになっているが、上記ステップS10とステップS11との間に、ステップS11の更新出力を一時停止させる処理を挿入してもよい(請求項の一時停止制御手段に相当)。すなわち、入力装置22による所定のトリガがあるまでは、現在の形状を表示装置23上に静止させて出力させるようにしてもよい。こうすることにより、本装置のユーザは、変形途中のワイヤーハーネスの様子を任意の時点で静止させて、ワイヤーハーネスと干渉物との位置関係や歪み具合等を検討することも可能になる。
According to the above processing, the intermediate shape at each time point is automatically and sequentially updated and output. However, the update output of step S11 is temporarily stopped between step S10 and step S11. May be inserted (corresponding to a temporary stop control means in the claims). That is, the current shape may be stopped and output on the
一方、上記ステップS10において、時点tiが最終時点tdに到達したと判定されると(ステップS10のY)、ステップS12に進んで図9(D)に示すような最終時点tdにおける予測形状、すなわち、最終形状1zを表示装置23上に出力させた上で一連の処理を終了する。この最終形状1zは、上記設定された拘束条件等を満たすような力学的に釣り合った安定状態である。この最終形状1zは、印字装置24にも出力するようにしていもよい。なお、上記ステップS8及びステップS12は、請求項の出力手段に相当する。
On the other hand, when it is determined in step S10 that the time point t i has reached the final time point t d (Y in step S10), the process proceeds to step S12, and the prediction at the final time point t d as shown in FIG. After outputting the shape, that is, the final shape 1z, on the
このように、本実施形態によれば、ワイヤーハーネスが最終形状に変位する迄変形の様子を、組み付け作業を行う前に予め知ることができる。この結果、ワイヤーハーネスの最適な配線設計が、設計者の熟練度に依存することなく、短期間で、容易かつ正確に行えるようになる。特に、ワイヤーハーネスを、円形断面で線形性が保たれた複数の梁要素が結合された弾性体とみなすことによって有限要素法の適用を可能にして、より精度の高い形状予測を実現している。 As described above, according to the present embodiment, the state of deformation until the wire harness is displaced to the final shape can be known in advance before performing the assembling work. As a result, the optimum wiring design of the wire harness can be easily and accurately performed in a short period of time without depending on the skill of the designer. In particular, it is possible to apply the finite element method by considering the wire harness as an elastic body in which a plurality of beam elements that maintain linearity in a circular cross section are combined, thereby realizing more accurate shape prediction. .
なお、本発明の方法及び装置は、車両内に配線されるワイヤーハーネスに限定されず、屋内に配線されるワイヤー様構造物にも、同様に適用可能である。 The method and the device of the present invention are not limited to a wire harness wired in a vehicle, but can be similarly applied to a wire-like structure wired indoors.
1 ワイヤーハーネス(ワイヤー様構造物)
2a、2b、2c、2d コネクタ
3a、3b、3c、3d クリップ
4 分岐点
21 マイクロコンピュータ
22 入力装置
23 出力装置
24 印字装置
25 記憶装置
26 通信インターフェース
27 リードライト装置
28 内部バス
C1〜C7 梁要素
N1〜N8 節点(ノード)
1 wire harness (wire-like structure)
2a, 2b, 2c, 2d connector 3a, 3b, 3c,
Claims (8)
前記所定条件としての前記ワイヤー様構造物の形状特性、材料特性及び拘束条件に関する情報を前記有限要素法に適用して、前記ワイヤー様構造物が任意の初期形状から前記所定条件を満たすような釣り合いがとれた最終形状に変形していく様子を、逐次算出してその結果を逐次出力する、
ことを特徴とするワイヤー様構造物の配線設計支援方法。 A wire-like structure composed of a plurality of filaments is regarded as an elastic body in which a plurality of beam elements having linear cross-sections are maintained, and a predetermined condition is satisfied using a finite element method. By predicting and outputting the shape of the wire-like structure, a method for supporting an optimal wiring design of the wire-like structure,
Applying information on the shape characteristics, material properties, and constraint conditions of the wire-like structure as the predetermined condition to the finite element method so that the wire-like structure satisfies the predetermined condition from an arbitrary initial shape. The state of deformation to the final shape that has been removed is sequentially calculated, and the result is sequentially output,
A wiring design support method for a wire-like structure.
前記ワイヤー様構造物の所定部位に所定の力を加えて変位させた際の前記ワイヤー様構造物の変形の様子を逐次算出してその結果を逐次出力する、
ことを特徴とするワイヤー様構造物の予配線設計支援方法。 The wiring design support method for a wire-like structure according to claim 1,
A state of deformation of the wire-like structure when a predetermined force is applied to a predetermined portion of the wire-like structure and displaced is sequentially calculated and the result is sequentially output.
A pre-wiring design support method for a wire-like structure, characterized in that:
前記ワイヤー様構造物は、車両に配線されるワイヤーハーネスであり、
前記拘束条件は、前記複数の梁要素の各頂点の座標及び前記各頂点における自由度とし、
前記形状特性は、前記ワイヤー様構造物の梁要素の断面積及び長さとし、そして、
前記材料特性は、前記梁要素の断面2次モーメント、断面2次極モーメント、密度、縦弾性係数及び横弾性係数とする、
ことを特徴とするワイヤー様構造物の配線設計支援方法。 The wiring design support method for a wire-like structure according to claim 1 or 2,
The wire-like structure is a wire harness wired to a vehicle,
The constraint condition is a coordinate of each vertex of the plurality of beam elements and a degree of freedom at each vertex,
The shape characteristics are the cross-sectional area and length of the beam element of the wire-like structure; and
The material properties are a second moment of area, a second moment of area, a density, a modulus of longitudinal elasticity, and a modulus of transverse elasticity of the beam element.
A wiring design support method for a wire-like structure.
対象となるワイヤー様構造物が任意の初期形状から釣り合いがとれた最終形状に変形していく様子を逐次算出してその結果を逐次出力する、
ことを特徴とするワイヤー様構造物の配線設計支援方法。 In a method for supporting an optimal wiring design of a wire-like structure by calculating a predicted shape regarding the wiring of the wire-like structure composed of a plurality of linear materials,
Sequentially calculating the state in which the target wire-like structure is deformed from an arbitrary initial shape to a balanced final shape, and sequentially outputting the result,
A wiring design support method for a wire-like structure.
前記所定条件としての前記ワイヤー様構造物の形状特性、材料特性及び拘束条件に関する情報を設定する設定手段と、
前記所定条件を前記有限要素法に適用して、前記ワイヤー様構造物が任意の初期形状から前記所定条件を満たすような釣り合いがとれた最終形状に変形していく様子を、逐次算出する算出手段と、
前記算出手段による算出結果に基づき、前記ワイヤー様構造物の変形の様子を逐次、更新出力する出力手段と、
を含むことを特徴とするワイヤー様構造物の配線設計支援装置。 A wire-like structure composed of a plurality of filaments is regarded as an elastic body in which a plurality of beam elements having linear cross-sections are maintained, and a predetermined condition is satisfied using a finite element method. By predicting and outputting the shape of the wire-like structure, a device that supports optimal wiring design of the wire-like structure,
Setting means for setting information on the shape characteristics, material characteristics and constraint conditions of the wire-like structure as the predetermined condition,
Calculation means for applying the predetermined condition to the finite element method and sequentially calculating a state in which the wire-like structure is deformed from an arbitrary initial shape to a balanced final shape satisfying the predetermined condition. When,
Output means for sequentially updating and outputting the state of deformation of the wire-like structure based on the calculation result by the calculation means,
A wiring design support device for a wire-like structure, comprising:
前記所定条件として、前記ワイヤー様構造物の所定部位に加える力を設定する第2設定手段を更に含み、
前記算出手段は、前記力を加えて変位させた際の前記ワイヤー様構造物の変形の様子を逐次算出する、
ことを特徴とするワイヤー様構造物の配線設計支援装置。 The wiring design support device for a wire-like structure according to claim 5,
The predetermined condition further includes a second setting means for setting a force to be applied to a predetermined portion of the wire-like structure,
The calculating means sequentially calculates the state of deformation of the wire-like structure when the force is applied and displaced,
A wiring design support device for a wire-like structure.
手動操作に基づくトリガにより、前記出力手段による出力を一時的に静止させる一時停止制御手段、
を更に含むことを特徴とするワイヤー様構造物の配線設計支援装置。 The wiring design support device for a wire-like structure according to claim 5,
Pause control means for temporarily stopping the output by the output means by a trigger based on a manual operation,
A wiring design support device for a wire-like structure, further comprising:
前記所定条件としての前記ワイヤー様構造物の形状特性、材料特性及び拘束条件に関する情報を設定する設定手段、
前記所定条件を前記有限要素法に適用して、前記ワイヤー様構造物が任意の初期形状から前記所定条件を満たすような釣り合いがとれた最終形状に変形していく様子を、逐次算出する算出手段、
前記算出手段による算出結果に基づき、前記ワイヤー様構造物の変形の様子を逐次、更新出力する出力手段、として機能させる、
ことを特徴とするワイヤー様構造物の配線設計支援プログラム。 A wire-like structure composed of a plurality of filaments is regarded as an elastic body in which a plurality of beam elements having linear cross-sections are maintained, and a predetermined condition is satisfied using a finite element method. By predicting and outputting the shape of the wire-like structure, in order to support the optimal wiring design of the wire-like structure, a computer,
Setting means for setting information on the shape characteristics, material characteristics and constraint conditions of the wire-like structure as the predetermined condition,
Calculation means for applying the predetermined condition to the finite element method and sequentially calculating a state in which the wire-like structure is deformed from an arbitrary initial shape to a balanced final shape satisfying the predetermined condition. ,
Based on the calculation result by the calculation unit, the state of the deformation of the wire-like structure is sequentially, functioning as an output unit that updates and outputs,
A wiring design support program for wire-like structures.
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US7337417B2 (en) | 2004-03-19 | 2008-02-26 | Yazaki Corporation | Method of supporting wiring design, supporting apparatus using the method, and computer-readable recording medium |
US7343574B2 (en) | 2004-03-10 | 2008-03-11 | Yazaki Corporation | Method of supporting wiring design, supporting apparatus using the method, and computer-readable recording medium |
US7587689B2 (en) | 2004-04-05 | 2009-09-08 | Yazaki Corporation | Method of supporting wiring design, supporting apparatus using the method, and computer-readable recording medium |
US20120089955A1 (en) * | 2010-10-12 | 2012-04-12 | International Business Machines Corporation | Implementing routing first for rapid prototyping and improved wiring of heterogeneous hierarchical integrated circuits |
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Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7343574B2 (en) | 2004-03-10 | 2008-03-11 | Yazaki Corporation | Method of supporting wiring design, supporting apparatus using the method, and computer-readable recording medium |
US7337417B2 (en) | 2004-03-19 | 2008-02-26 | Yazaki Corporation | Method of supporting wiring design, supporting apparatus using the method, and computer-readable recording medium |
US7587689B2 (en) | 2004-04-05 | 2009-09-08 | Yazaki Corporation | Method of supporting wiring design, supporting apparatus using the method, and computer-readable recording medium |
EP1674345A1 (en) | 2004-12-27 | 2006-06-28 | Kanto Auto Works, Ltd. | Estimating method and apparatus and estimating program of wire harness and recording medium thereof |
US7403829B2 (en) | 2004-12-27 | 2008-07-22 | Kanto Auto Works, Ltd. | Estimating method and apparatus and estimating program of wire harness and recording medium thereof |
US20120089955A1 (en) * | 2010-10-12 | 2012-04-12 | International Business Machines Corporation | Implementing routing first for rapid prototyping and improved wiring of heterogeneous hierarchical integrated circuits |
US8352902B2 (en) * | 2010-10-12 | 2013-01-08 | International Business Machines Corporation | Implementing routing first for rapid prototyping and improved wiring of heterogeneous hierarchical integrated circuits |
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