JP2005209151A - 数値解析用データ、数値解析結果の提供システム、方法、装置、及び利用装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 伝熱、流体、電磁場の計算機シミュレーションにおいて、解析者に依らず信頼性の高い計算条件データを提供することができるようにする。
【解決手段】 ネットワーク１２に接続されたユーザ側コンピュータ１０にサーバ側コンピュータ１１が数値解析用データを提供する数値解析用データ提供システムであって、サーバ側コンピュータ１１は、複数の材料について、材料名及び特性項目と、機械特性値、熱物性値、電磁気特性値のいずれか１種以上の特性値を対応付けて記憶しており、ユーザ側コンピュータ１０から送信された材料名及び特性項目に基づいて、材料特性データ記憶手段に記憶された材料名及び特性項目に対応する機械特性値、熱物性値、電磁気特性値のいずれか１種以上の材料特性データを抽出して、ユーザ側コンピュータ１１に送信する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、有限要素法や有限差分法を用いた構造解析、熱伝導解析、流動解析、電磁場解析等の計算機シミュレーションに係わり、特に数値解析に必要な数値解析用データや数値解析結果を提供するための数値解析用データ、数値解析結果の提供システム、方法、装置、及び利用装置に関する。

計算機技術の急速な発展に従い、多くの産業分野において、構造解析、熱伝導解析、流動解析、電磁場解析等、大規模な数値シミュレーションが利用され、それぞれ多くの市販ソフトウェアも普及している。

一方、こうしたシミュレーションの信頼性、精度を確保するためには、適切な物性値、荷重や拘束等の境界条件、正確な形状等を正しく入力する必要があり、通常、シミュレーションを実行する解析技術者が、データ集や事例集等を参照しながら個別に対応していた。特に物性値に関して、弾性構造解析、定常熱伝導解析、ポテンシャル流れ解析、電場解析等、いわゆる線形解析のような単純計算に対しては、理科年表や便覧等を参照すれば、解析者に依らず信頼できるデータを得ることができるが、弾塑性解析、非線形熱伝導解析、乱流解析、非線形電磁場解析や、これらの連成解析等、多くの非線形性の高い問題に対しては、適切な物性値データを得ることが容易でなく、解析者に依って異なる入力データを使用するということが多々発生し、その結果、シミュレーションの信頼性や精度を損なっているという問題がある。

特開２００３−３６２７７号公報 特開２００３−１６７９２５号公報

前記の点に対して、データベースをシミュレーション・ソフトウェアに添付して配布する方法もあるが、随時データの追加、変更、削除等、保守を行うことが困難になること、また、データを得るための実験費用等使用対価を回収することができない、といった問題がある。

また、特許文献１には、ネットワークを介して材料データを提供する方法が、また、特許文献２には、ネットワークを通じて構造強度評価に必要な情報を提供する方法が開示されている。しかしながら、特許文献１や特許文献２に開示された方法では、提供されたデータの改造、変更が可能なため、使用を続けるに従い、データの出処、他のデータとの区別が曖昧になり、その結果、シミュレーションの信頼性低下、機密性低下の原因となってしまう。

本発明は、有限要素法や有限差分法を用いた構造解析、熱伝導解析、流動解析、電磁場解析の計算機シミュレーションにおいて、機密性を維持しながら、信頼性の高い数値解析用データや数値解析結果を提供することができ、更には使用者から対価を回収することができるようにすることを目的とする。

本発明の数値解析用データ提供システムは、所望の材料を用いて作成した加工部材や成形部材について数値解析を行うために、ネットワークに接続されたユーザ側コンピュータにサーバ側コンピュータが数値解析用データを提供する数値解析用データ提供システムであって、前記ユーザ側コンピュータは、材料名及び特性項目を入力する入力手段と、材料名及び特性項目に対応付けたサーバ側コンピュータのアドレスを記憶する記憶手段と、前記入力手段から入力された材料名及び特性項目に対応付けられたアドレスのサーバ側コンピュータに材料名及び特性項目を送信する材料名及び特性項目送信手段とを有し、前記サーバ側コンピュータは、複数の材料について、材料名及び特性項目と、機械特性値、熱物性値、電磁気特性値のいずれか１種以上の材料特性データを対応付けて記憶する材料特性データ記憶手段と、前記ユーザ側コンピュータの材料名及び特性項目送信手段から送信された材料名及び特性項目を受信する材料名及び特性項目受信手段と、前記受信した材料名及び特性項目に基づいて、前記材料特性データ記憶手段に記憶された材料名及び特性項目に対応する機械特性値、熱物性値、電磁気特性値のいずれか１種以上の材料特性データを抽出する抽出手段と、前記抽出手段により抽出された材料特性データを前記ユーザ側コンピュータに送信する材料特性データ送信手段とを有し、前記ユーザ側コンピュータは、更に前記サーバ側コンピュータの材料特性データ送信手段から送信された材料特性データを受信する材料特性データ受信手段を有する点に特徴を有する。
本発明の数値解析結果提供システムは、所望の材料を用いて作成した加工部材や成形部材について数値解析を行うために、ネットワークに接続されたユーザ側コンピュータにサーバ側コンピュータが数値解析結果を提供する数値解析結果提供システムであって、前記ユーザ側コンピュータは、材料名及び特性項目を含むデータを入力する入力手段と、材料名及び特性項目に対応付けたサーバ側コンピュータのアドレスを記憶する記憶手段と、前記入力手段から入力された材料名及び特性項目に対応付けられたアドレスのサーバ側コンピュータに材料名及び特性項目を含むデータ送信する材料名及び特性項目送信手段とを有し、前記サーバ側コンピュータは、複数の材料について、材料名及び特性項目と、機械特性値、熱物性値、電磁気特性値のいずれか１種以上の材料特性データを対応付けて記憶する材料特性データ記憶手段と、前記ユーザ側コンピュータの材料名及び特性項目送信手段から送信された材料名及び特性項目を含むデータを受信する材料名及び特性項目受信手段と、前記受信した材料名及び特性項目に基づいて、前記材料特性データ記憶手段に記憶された材料名及び特性項目に対応する機械特性値、熱物性値、電磁気特性値のいずれか１種以上の材料特性データを抽出する抽出手段と、前記抽出手段により抽出された材料特性データを用いて数値解析を行う数値解析手段と、前記数値解析手段による数値解析結果を前記ユーザ側コンピュータに送信する数値解析結果送信手段とを有し、前記ユーザ側コンピュータは、更に前記サーバ側コンピュータの数値解析結果送信手段から送信された数値解析結果を受信する数値解析結果受信手段を有する点に特徴を有する。
本発明の数値解析用データ提供装置は、所望の材料を用いて作成した加工部材や成形部材について数値解析を行うために、ネットワークに接続されたユーザ側コンピュータに数値解析用データを提供する数値解析用データ提供装置であって、複数の材料について、材料名及び特性項目と、機械特性値、熱物性値、電磁気特性値のいずれか１種以上の材料特性データを対応付けて記憶する材料特性データ記憶手段と、前記ユーザ側コンピュータから送信された材料名及び特性項目を受信する材料名及び特性項目受信手段と、前記受信した材料名及び特性項目に基づいて、前記材料特性データ記憶手段に記憶された材料名及び特性項目に対応する機械特性値、熱物性値、電磁気特性値のいずれか１種以上の材料特性データを抽出する抽出手段と、前記抽出手段により抽出された材料特性データを前記ユーザ側コンピュータに送信する材料特性データ送信手段とを有する点に特徴を有する。
本発明の数値解析結果提供装置は、所望の材料を用いて作成した加工部材や成形部材について数値解析を行うために、ネットワークに接続されたユーザ側コンピュータに数値解析結果を提供する数値解析結果提供装置であって、複数の材料について、材料名及び特性項目と、機械特性値、熱物性値、電磁気特性値のいずれか１種以上の材料特性データを対応付けて記憶する材料特性データ記憶手段と、前記ユーザ側コンピュータから送信された材料名及び特性項目を含むデータを受信する材料名及び特性項目受信手段と、前記受信した材料名及び特性項目に基づいて、前記材料特性データ記憶手段に記憶された材料名及び特性項目に対応する機械特性値、熱物性値、電磁気特性値のいずれか１種以上の材料特性データを抽出する抽出手段と、前記抽出手段により抽出された材料特性データを用いて数値解析を行う数値解析手段と、前記数値解析手段による数値解析結果を前記ユーザ側コンピュータに送信する数値解析結果送信手段とを有する点に特徴を有する。
本発明の数値解析用データ利用装置は、所望の材料を用いて作成した加工部材や成形部材について数値解析を行うために、ネットワークに接続されたサーバ側コンピュータから数値解析用データの提供を受ける数値解析用データ利用装置であって、材料名及び特性項目を入力する入力手段と、材料名及び特性項目に対応付けたサーバ側コンピュータのアドレスを記憶する記憶手段と、前記入力手段から入力された材料名及び特性項目に対応付けられたアドレスのサーバ側コンピュータに材料名及び特性項目を送信する材料名及び特性項目送信手段と、前記サーバ側コンピュータにて前記材料名及び特性項目に基づいて材料特性データ記憶手段から抽出され送信された材料特性データを受信する材料特性データ受信手段とを有する点に特徴を有する。
本発明の数値解析結果利用装置は、所望の材料を用いて作成した加工部材や成形部材について数値解析を行うために、ネットワークに接続されたサーバ側コンピュータから数値解析結果の提供を受ける数値解析結果利用装置であって、材料名及び特性項目を含むデータを入力する入力手段と、材料名及び特性項目に対応付けたサーバ側コンピュータのアドレスを記憶する記憶手段と、前記入力手段から入力された材料名及び特性項目に対応付けられたアドレスのサーバ側コンピュータに材料名及び特性項目を含むデータ送信する材料名及び特性項目送信手段と、前記サーバ側コンピュータにて前記材料名及び特性項目に基づいて材料特性データ記憶手段から材料特性データが抽出され、その材料特性データを用いて数値解析が行われて送信された数値解析結果を受信する数値解析結果受信手段とを有する点に特徴を有する。
本発明の数値解析用データ提供方法は、所望の材料を用いて作成した加工部材や成形部材について数値解析を行うために、ネットワークに接続されたユーザ側コンピュータにサーバ側コンピュータが数値解析用データを提供する数値解析用データ提供方法であって、前記ユーザ側コンピュータにおいて、入力手段から入力された材料名及び特性項目に対応付けられたアドレスのサーバ側コンピュータに材料名及び特性項目を送信する手順を実行し、前記サーバ側コンピュータにおいて、前記ユーザ側コンピュータから送信された材料名及び特性項目を受信する手順と、前記受信した材料名及び特性項目に基づいて、複数の材料について、材料名及び特性項目と、機械特性値、熱物性値、電磁気特性値のいずれか１種以上の材料特性データを対応付けて記憶する材料特性データ記憶手段に記憶された材料名及び特性項目に対応する機械特性値、熱物性値、電磁気特性値のいずれか１種以上の材料特性データを抽出する手順と、前記抽出された材料特性データを前記ユーザ側コンピュータに送信する手順とを実行し、前記ユーザ側コンピュータにおいて、更に前記サーバ側コンピュータから送信された材料特性データを受信する手順を実行する点に特徴を有する。
本発明の数値解析結果提供方法は、所望の材料を用いて作成した加工部材や成形部材について数値解析を行うために、ネットワークに接続されたユーザ側コンピュータにサーバ側コンピュータが数値解析結果を提供する数値解析結果提供方法であって、前記ユーザ側コンピュータにおいて、入力手段から入力された材料名及び特性項目に対応付けられたアドレスのサーバ側コンピュータに材料名及び特性項目を含むデータ送信する手順を実行し、前記サーバ側コンピュータにおいて、前記ユーザ側コンピュータから送信された材料名及び特性項目を含むデータを受信する手順と、前記受信した材料名及び特性項目に基づいて、複数の材料について、材料名及び特性項目と、機械特性値、熱物性値、電磁気特性値のいずれか１種以上の材料特性データを対応付けて記憶する材料特性データ記憶手段に記憶された材料名及び特性項目に対応する機械特性値、熱物性値、電磁気特性値のいずれか１種以上の材料特性データを抽出する手順と、前記抽出された材料特性データを用いて数値解析を行う手順と、前記数値解析結果を前記ユーザ側コンピュータに送信する手順とを実行し、前記ユーザ側コンピュータにおいて、更に前記サーバ側コンピュータから送信された数値解析結果を受信する手順を実行する点に特徴を有する。

本発明によれば、有限要素法や有限差分法を用いた構造解析、熱伝導解析、流動解析、電磁場解析の計算機シミュレーションにおいて、機密性を維持しながら、信頼性の高い数値解析用データや数値解析結果を提供することが可能となり、シミュレーションの信頼性、精度が著しく向上する。また、使用者から実験費用等に対する対価を回収することができるので、さらに材料特性データの追加、更新等、材料特性データ記憶手段（データベース）の保守、機能向上が容易となる。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。
（第１の実施形態）
図１に、本発明の第１の実施形態として数値解析用データ提供システムの構成を示す。同図に示すように、本実施形態の数値解析用データ提供システムは、ユーザ側コンピュータ１０（数値解析用データ利用装置）とサーバ側コンピュータ１１（数値解析用データ提供装置）とがネットワーク１２を介して例えばＴＣＰ／ＩＰに従った通信が可能となるように接続されており、ユーザ側コンピュータ１０（数値解析用データ利用装置）にサーバ側コンピュータ１１（数値解析用データ提供装置）が数値解析用データを提供するものである。

ここでは、所望の材料を用いて作成した加工部材や成形部材について有限要素法による構造解析を行う場合に、その構造解析における材料特性データを提供する例を説明する。なお、図１ではユーザ側コンピュータ１０及びサーバ側コンピュータがそれぞれ１つしか図示されていないが、いずれも複数存在してもかまわない。

ユーザ側コンピュータ１０は、データ入出力プログラム１３、数値解析を実行する数値解析プログラム１４、参照テーブル１５、通信プログラム１６が実装されている。また、サーバ側コンピュータ１１は、課金プログラム１７、参照テーブル１８、通信プログラム１９が実装されている。

本実施形態では、ユーザ側コンピュータ１０に対する物性データ（材料特性データ）の入力として、直接入力と、サーバ側コンピュータ１１から提供を受ける外部入力とが可能になっている。

図２には、ユーザ側コンピュータ１０に対する物性データの直接入力例を示す。一般に、有限要素法による構造解析の入力データ１は、解析表題データ２に加えて、各節点の座標を表す節点データ３、各要素を構成する節点番号を表す要素データ４、要素の物性を表す物性データ５、要素の板厚等の幾何学形状を表す幾何学形状データ６、荷重や拘束を表す境界条件データ７、時間増分や収束条件等を表す計算条件データ８、等から構成される。

図２に示す例では、物性データ５として、弾性率（ヤング率、ポアソン比）、ｎ乗硬化モデルに基づく加工硬化特性パラメータ（降伏応力、塑性係数、加工硬化指数、オフセット歪み）、異方性パラメータ（Ｌａｎｋｆｏｒｄ値）、密度の合計８個の数値を、それぞれ直接入力する。入力データを読み込んだ構造解析プログラム（数値解析プログラム１３）は、剛性マトリックスの作成、連立一次方程式の求解、変位、歪み、応力の計算、結果出力を行う。

これに対して、図３には、ユーザ側コンピュータ１０に対する物性データの外部入力例を示す。ここでは、物性データ５以外は、図２で説明した直接入力によるものと同一である。物性データ５中の「SOURCE=NET」は、物性データがネットワーク１２上のサーバ側コンピュータ１１に記憶されていることを指定するものである。材料名「ｓｐｃｃ」、材料モデル識別番号「００３」（データタイプ「MECHANICAL：機械特性」を含めて特性項目という）がユーザ側コンピュータ１０の入力手段から入力されている。ここで、材料モデル識別番号とは、物性データの種類（機械特性、熱物性、電磁気特性、その他物理特性等）、材料モデルの種類（弾性、弾塑性、粘塑性モデル等）、解析プログラムの名称、バージョン等を識別するものであり、必ずしも単一の数値である必要はなく、複数のコード番号等でもよい。

図３に示す入力データを読み込んだ構造解析プログラム（数値解析プログラム１４）は、材料名及び材料モデル識別番号に基づいて、図４に示すように、材料名、データタイプ、及び材料モデル識別番号と、材料特性データの格納場所であるサーバ側コンピュータ１１（データサーバ）のアドレスとを対応付けた参照テーブル１５を参照し、ネットワーク１２上の該当するサーバ側コンピュータ１１に接続する。

サーバ側コンピュータ１１においては、接続を開始するにあたってユーザの認証を行うことで、特定ユーザにのみ材料特性データを提供することが可能となる。そして、接続を受け付けたサーバ側コンピュータ１１は、要求された材料名及び材料モデル識別番号に基づいて、図５に示すような参照テーブル１８を参照して、例えば材料名及び材料モデル識別番号を検索キーとしてデータベースから材料特性データを呼び出し、適当な書式でユーザ側コンピュータ１０に送信する。

このとき、サーバ側コンピュータ１１は、ユーザ側コンピュータ１０の受信を確認した後、接続時間、データ転送量等ユーザ毎の利用実績を記録することにより、課金を行う。例えば、材料特性データをユーザ側コンピュータ１０に送信する毎に、送信ログファイル（クライアント名、接続日時、送信データ量等）を更新し、それを定期的に集計して、総通信量に応じて課金すればよい。

材料特性データを受信したユーザ側コンピュータ１０上で実行される構造解析プログラム（数値解析プログラム１４）は、以降、剛性マトリックスの作成、連立一次方程式の求解、変位、歪み、応力の計算、結果出力を行う。構造解析プログラムとしては、例えばＮＡＳＴＲＡＮ、ＭＡＲＣ、ＡＢＡＱＵＳ、ＬＳ−ＤＹＮＡ、ＰＡＭ−ＣＲＡＳＨ等が知られている。

ところで、ユーザ側コンピュータ１０において、受信した材料特性データの数値をユーザに可視状態で表示するようにしてもよいが、それではいったん提供した材料特性データの再利用（不正コピー）が可能となってしまう。そこで、サーバ側コンピュータ１１において、送信する材料特性データを暗号化してユーザ側コンピュータ１０に送信するのが望ましい。この場合、暗号化された材料特性データを数値解析プログラム１４では復号化して解析に利用することができるが、ユーザには不可視とすることにより、データの機密性を確保して、数値データの再利用を防止することができる。

なお、入力の様式や書式は前述した例に限定されるものではなく、ソフトウェア毎に任意の様式や書式であってもよい。例えば、図６に示すような入力画面をユーザ側コンピュータ１０のディスプレイ装置に表示するようにしてもよい。この入力画面においては、対象モデルの選択後に、材料名６０１（例えばＪＩＳ、ＤＩＮ等の規格名やメーカ毎の規格名を入力する。図示例では「ＪＳＣ５９０」）、データタイプ６０２（図示例では「MECHANICAL：機械特性」）をそれぞれ入力し、材料モデル６０３（弾塑性１：静的変形）を選択するようになっている。そして、設定ボタン６０４を押下操作することにより、材料名、データタイプ、材料モデルと、材料特性データの格納場所であるサーバ側コンピュータ１１（データサーバ）のアドレスとを対応付けた参照テーブルを参照し、ネットワーク１２上の該当するサーバ側コンピュータ１１に接続する。

次に、図７のフローチャートを参照して、本実施形態におけるデータ提供の流れを説明する。ユーザ側コンピュータ１０において、図２或いは図３に示した構造解析の入力データを読み込んだ後（ステップＳ７０１）、直接入力か、外部入力であるかに応じて（ステップＳ７０２）、前者の場合は、数値データを読み込み（ステップＳ７０３）、コンピュータのメモリに格納し、直ちに計算を開始する（ステップＳ７１１）。また、後者の場合は、図４に示した参照テーブルに問い合わせ（ステップＳ７０４）、サーバ側コンピュータ１１の接続先を得て、接続を開始する（ステップＳ７０５）。

接続開始にあたっては、使用者識別番号（ＩＤ）、パスワードを確認し（ステップＳ７０６）、認証が成功すれば、材料名、データタイプ、モデル識別番号等を基に必要な材料特性データを要求し、データ本体、すなわち材料特性データを受信し（ステップＳ７０７）、メモリに格納して（ステップＳ７０８）、サーバ側コンピュータ１１との接続を終了させた後（ステップＳ７１０）、直ちに計算を開始する（ステップＳ７１１）。また、サーバ側コンピュータ１１との接続を終了するにあたっては、サーバ側コンピュータ１１の課金テーブルを更新しておく（ステップＳ７０９）。

（第２の実施形態）
図８には、本発明の第２の実施形態として数値解析結果提供システムの構成を示す。図８において、上記第１の実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。ここでは、ユーザ側コンピュータ１０ではなくサーバ側コンピュータ１１に数値解析プログラム１４が実装されている。すなわち、ユーザ側コンピュータ１０は、材料名及び特性項目のデータの入力と解析結果の表示機能のみを有する。

本実施形態の場合も、図３に示すように、物性データ５以外の、各節点の座標を表す節点データ３、各要素を構成する節点番号を表す要素データ４、要素の物性を表す物性データ５、要素の板厚等の幾何学形状を表す幾何学形状データ６、荷重や拘束を表す境界条件データ７、時間増分や収束条件等を表す計算条件データ８、等を入力するとともに、物性データ５中に「SOURCE=NET」が設定され、材料名及び材料モデル識別番号（データタイプを含めて「特性項目」という）が入力される。

図３に示す入力データを読み込んだ構造解析プログラム（数値解析プログラム１４）は、材料名及び材料モデル識別番号に基づいて、図４に示すように、材料名、データタイプ、及び材料モデル識別番号と、材料特性データの格納場所であるサーバ側コンピュータ１１（データサーバ）のアドレスとを対応付けた参照テーブル１５を参照し、ネットワーク１２上の該当するサーバ側コンピュータ１１に接続する。

サーバ側コンピュータ１１においては、接続を開始するにあたってユーザの認証を行うことで、特定ユーザにのみ接続を許可する。接続が許可されたならば、ユーザ側コンピュータ１０は、図３に示す構造解析の入力データを送信する。なお、入力データの送信後はいったんユーザ側コンピュータ１０との接続を解除してもよい。

入力データを受け付けたサーバ側コンピュータ１１は、要求された材料名及び材料モデル識別番号に基づいて、図５に示すような参照テーブル１８を参照して、例えば材料名及び材料モデル識別番号を検索キーとしてデータベース本体から材料特性データを呼び出す。

そして、データベース本体から呼び出した材料特性データと、ユーザ側コンピュータ１０から受信した入力データ（節点データ３、要素データ４、幾何学形状データ６、境界条件データ７、計算条件データ８、等）とを用いて、サーバ側コンピュータ１１上で実行される構造解析プログラム（数値解析プログラム１４）は、剛性マトリックスの作成、連立一次方程式の求解、変位、歪み、応力の計算を行う。

その後、変位、応力分布等の解析結果ファイルを、例えば電子メールの添付ファイルとしてユーザ側コンピュータ１０に返信する。図９（ａ）、（ｂ）には、一例としてある解析モデルと、その解析結果（歪み分布）を示す。このような結果が電子メールの添付ファイルとしてユーザ側コンピュータ１０に返信されることになる。

この場合も、サーバ側コンピュータ１１において、例えば、解析結果ファイルをユーザ側コンピュータ１０に送信する毎に、送信ログファイル（クライアント名、接続日時、送信データ量等）を更新し、それを定期的に集計して、総通信量に応じて課金すればよい。

なお、入力の様式や書式は前述した例に限定されるものではなく、ソフトウェア毎に任意の様式や書式であってもよい。例えば、図１０に示すような入力画面をユーザ側コンピュータ１０の表示装置に表示するようにしてもよい。この入力画面においては、対象モデルの選択後に、材料名１００１（例えばＪＩＳ、ＤＩＮ等の規格名やメーカ毎の規格名を入力する。図示例では「ＪＳＣ５９０」）、データタイプ１００２（図示例では「MECHANICAL：機械特性」）をそれぞれ入力し、材料モデル１００３（弾塑性１：静的変形）を選択するようになっている。また、別画面において、節点データ、要素データ、幾何学形状データ、境界条件データ、計算条件データ、等必要なモデルデータを定義しておき、入力データ書出ボタン１００４を押下操作することにより、図３に示すような構造解析の入力データが作成される。その後、送信ボタン１００５を押下操作することにより、材料名、データタイプ、材料モデルと、材料特性データの格納場所であるサーバ側コンピュータ１１（データサーバ）のアドレスとを対応付けた参照テーブルを参照し、ネットワーク１２上の該当するサーバ側コンピュータ１１に接続する。

以上本発明の実施形態を説明したが、図１、８に示す計算機の接続形態は、これらの例に限定されるものではなく、ユーザの計算機（ユーザ側コンピュータ１０）は電話回線を介して、データサーバ（サーバ側コンピュータ１１）に直接接続しても良い。

また、上記実施形態では構造解析を例にしたが、伝熱解析、流体解析、電磁場解析に適用してもよい。熱伝導解析プログラムとしては、例えばＭＡＲＣ、ＡＢＡＱＵＳ、ＬＳ−ＤＹＮＡ等が知られている。また、流動解析プログラムとしては、例えばＦＬＵＥＮＴ、ＳＴＡＲ−ＣＤ、ＰＨＯＥＮＩＣＳ、ＦＩＤＡＰ等が知られている。また、電磁場解析プログラムとして、例えばＪＭＡＧ等が知られている。

また、本発明によって提供される数値データの内容は材料特性データに限定されるものではなく、例えば、境界条件データや解析対象の形状を表すＣＡＤデータ等、数値解析に必要な任意のデータであってもよい。

（実施例１）
本発明を適用して、図１に示す薄鋼板のプレス成形解析システムを試作した。入力データの一部を図３に示す。ここでは、節点データ及び要素データは、金型や被加工材の形状データであり通常の方法で直接入力した。物性データは、被加工材の機械特性（データタイプ：MECHANICAL）であり、入力方法として、ネットワーク経由の外部入力（SOURCE=NET）を指定している。材料は、板厚１．２ｍｍの冷延軟鋼板（材料名：spcc）、材料モデルは、解析ソフトが用意している弾塑性ｎ乗硬化則モデル（材料モデル識別番号：003）を指定している。続いて、境界条件データは、金型の移動、しわ押さえ荷重、摩擦係数等で、通常の方法で直接入力した。最期に計算条件は、時間増分、収束条件等で、やはり通常の方法で直接入力した。

続いて、前記の材料名及び特性項目の入力データは、サーバ側コンピュータ１１上にあるプレス成形解析ソフトに読み込まれ、図７に示した順に処理され、図４に示した参照テーブルから、データサーバのアドレス（www.abc.com）を得、インターネット経由で接続、図２に示した直接入力時のデータと等価な、すなわち、弾性率（ヤング率、ポアソン比）、ｎ乗硬化モデルに基づく加工硬化特性パラメータ（降伏応力、塑性係数、加工硬化指数、オフセット歪み）、異方性パラメータ（Ｌａｎｋｆｏｒｄ値）、密度の合計８個の値に相当する材料特性値データを、サーバ側コンピュータ１１から受信し、メモリ上に格納した後、有限要素法による成形計算を実行した。この際、サーバ側計算（www.abc.com）では、ユーザ毎にデータ送信回数を記録しておき、データ送信量に応じた課金を行った。このシステムを用いることで、ユーザ（解析者）は、材料特性データの実体には、一切関知する必要が無く、材料特性データを入手する手間が大幅に省略され、解析結果の信頼性が向上すると共に、解析時間が短縮された。一方、データサーバを提供するメーカ側は、常に最新の材料特性値データを一元管理することができると共に、データの機密性を維持することも可能となった。

（実施例２）
本発明を適用した、図８に示す薄鋼板のプレス成形解析システムを試作した。ユーザ側コンピュータ１０は、図３に示す入力データを読み込み、図４に示した参照テーブルから、データサーバのアドレス（www.abc.com）を得、インターネット経由で接続し、入力データを、全てサーバ側コンピュータ１１に送信する。続いて、入力データを受信したサーバ側コンピュータ１１は、図５に示した参照テーブルから、材料特性データを得、成形解析を実行する。計算が終了すると、計算結果を予め指定されたユーザへ電子メールで送信すると共に、計算時間に応じて課金を行う。このシステムを用いることで、ユーザは、独自に数値解析プログラムを導入する必要が無くなり、また、データサーバを提供するメーカ側は、常に最新の材料特性データ、解析結果を一元管理することができると共に、データの機密性を維持することも可能となった。

以上説明したユーザ側コンピュータやサーバ側コンピュータは、コンピュータのＣＰＵ或いはＭＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等で構成されるものであり、上述のようにＲＡＭやＲＯＭ等に記憶されたプログラムが動作することによって実現される。

したがって、プログラム自体が上述した実施の形態の機能を実現することになり、本発明を構成する。プログラムの伝送媒体としては、プログラム情報を搬送波として伝搬させて供給するためのコンピュータネットワーク（ＬＡＮ、インターネット等のＷＡＮ、無線通信ネットワーク等）システムにおける通信媒体（光ファイバ等の有線回線や無線回線等）を用いることができる。

さらに、前記プログラムをコンピュータに供給するための手段、例えばかかるプログラムを格納した記憶媒体は本発明を構成する。かかる記憶媒体としては、例えばフレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。

なお、前記実施の形態において示した各部の形状及び構造は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその精神、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

第１の実施形態における数値解析用データ提供システムの構成を示す図である。 直接入力による構造解析用入力データの一例を示す図である。 外部入力による構造解析用入力データの一例を示す図である。 材料名、データタイプ、モデル識別番号を検索キーとして、データサーバドレスを関連付ける参照テーブルの一例を示す図である。 材料名、データタイプ、モデル識別番号を検索キーとして、数値データを関連付ける参照テーブルの一例を示す図である。 ユーザ側コンピュータの入力画面の一例を示す図である。 データ提供の流れを説明するためのフローチャートである。 第２の実施形態における数値解析結果提供システムの構成を示す図である。 解析モデルとその解析結果（歪み分布）の例を示す図である。 ユーザ側コンピュータの入力画面の一例を示す図である。

符号の説明

１０ ユーザ側コンピュータ１０
１１ サーバ側コンピュータ１１
１２ ネットワーク
１３ データ入出力プログラム
１４ 数値解析プログラム
１５ 参照テーブル
１６ 通信プログラム
１７ 課金プログラム
１８ 参照テーブル
１９ 通信プログラム

Claims (16)

1. 所望の材料を用いて作成した加工部材や成形部材について数値解析を行うために、ネットワークに接続されたユーザ側コンピュータにサーバ側コンピュータが数値解析用データを提供する数値解析用データ提供システムであって、
   前記ユーザ側コンピュータは、材料名及び特性項目を入力する入力手段と、材料名及び特性項目に対応付けたサーバ側コンピュータのアドレスを記憶する記憶手段と、前記入力手段から入力された材料名及び特性項目に対応付けられたアドレスのサーバ側コンピュータに材料名及び特性項目を送信する材料名及び特性項目送信手段とを有し、
   前記サーバ側コンピュータは、複数の材料について、材料名及び特性項目と、機械特性値、熱物性値、電磁気特性値のいずれか１種以上の材料特性データを対応付けて記憶する材料特性データ記憶手段と、前記ユーザ側コンピュータの材料名及び特性項目送信手段から送信された材料名及び特性項目を受信する材料名及び特性項目受信手段と、前記受信した材料名及び特性項目に基づいて、前記材料特性データ記憶手段に記憶された材料名及び特性項目に対応する機械特性値、熱物性値、電磁気特性値のいずれか１種以上の材料特性データを抽出する抽出手段と、前記抽出手段により抽出された材料特性データを前記ユーザ側コンピュータに送信する材料特性データ送信手段とを有し、
   前記ユーザ側コンピュータは、更に前記サーバ側コンピュータの材料特性データ送信手段から送信された材料特性データを受信する材料特性データ受信手段を有することを特徴とする数値解析用データ提供システム。
2. 前記ユーザ側コンピュータが、材料特性データを用いて数値解析を行う数値解析手段を有することを特徴とする請求項１に記載の数値解析用データ提供システム。
3. 前記サーバ側コンピュータは、前記抽出手段により抽出された材料特性データを前記ユーザ側コンピュータに送信する場合に、その材料特性データを、前記数値解析手段では利用可能であるが、ユーザには不可視とする手段を有することを特徴とする請求項２に記載の数値解析用データ提供システム。
4. 前記サーバ側コンピュータの材料特性データの送信に応じた課金を行う課金手段を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の数値解析用データ提供システム。
5. 前記数値解析手段は、構造解析、熱伝導解析、流動解析、電磁場解析のいずれか又は複数を組み合わせた連成解析を行う手段であることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の数値解析用データ提供システム。
6. 前記ユーザ側コンピュータが前記サーバ側コンピュータに接続するに際してユーザ認証を行う認証手段を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の数値解析用データ提供システム。
7. 所望の材料を用いて作成した加工部材や成形部材について数値解析を行うために、ネットワークに接続されたユーザ側コンピュータにサーバ側コンピュータが数値解析結果を提供する数値解析結果提供システムであって、
   前記ユーザ側コンピュータは、材料名及び特性項目を含むデータを入力する入力手段と、材料名及び特性項目に対応付けたサーバ側コンピュータのアドレスを記憶する記憶手段と、前記入力手段から入力された材料名及び特性項目に対応付けられたアドレスのサーバ側コンピュータに材料名及び特性項目を含むデータ送信する材料名及び特性項目送信手段とを有し、
   前記サーバ側コンピュータは、複数の材料について、材料名及び特性項目と、機械特性値、熱物性値、電磁気特性値のいずれか１種以上の材料特性データを対応付けて記憶する材料特性データ記憶手段と、前記ユーザ側コンピュータの材料名及び特性項目送信手段から送信された材料名及び特性項目を含むデータを受信する材料名及び特性項目受信手段と、前記受信した材料名及び特性項目に基づいて、前記材料特性データ記憶手段に記憶された材料名及び特性項目に対応する機械特性値、熱物性値、電磁気特性値のいずれか１種以上の材料特性データを抽出する抽出手段と、前記抽出手段により抽出された材料特性データを用いて数値解析を行う数値解析手段と、前記数値解析手段による数値解析結果を前記ユーザ側コンピュータに送信する数値解析結果送信手段とを有し、
   前記ユーザ側コンピュータは、更に前記サーバ側コンピュータの数値解析結果送信手段から送信された数値解析結果を受信する数値解析結果受信手段を有することを特徴とする数値解析結果提供システム。
8. 前記サーバ側コンピュータの数値解析に応じた課金を行う課金手段を有することを特徴とする請求項７に記載の数値解析結果提供システム。
9. 前記数値解析手段は、構造解析、熱伝導解析、流動解析、電磁場解析のいずれか又は複数を組み合わせた連成解析を行う手段であることを特徴とする請求項７又は８に記載の数値解析結果提供システム。
10. 前記ユーザ側コンピュータが前記サーバ側コンピュータに接続するに際してユーザ認証を行う認証手段を有することを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載の数値解析結果提供システム。
11. 所望の材料を用いて作成した加工部材や成形部材について数値解析を行うために、ネットワークに接続されたユーザ側コンピュータに数値解析用データを提供する数値解析用データ提供装置であって、
    複数の材料について、材料名及び特性項目と、機械特性値、熱物性値、電磁気特性値のいずれか１種以上の材料特性データを対応付けて記憶する材料特性データ記憶手段と、
    前記ユーザ側コンピュータから送信された材料名及び特性項目を受信する材料名及び特性項目受信手段と、
    前記受信した材料名及び特性項目に基づいて、前記材料特性データ記憶手段に記憶された材料名及び特性項目に対応する機械特性値、熱物性値、電磁気特性値のいずれか１種以上の材料特性データを抽出する抽出手段と、
    前記抽出手段により抽出された材料特性データを前記ユーザ側コンピュータに送信する材料特性データ送信手段とを有することを特徴とする数値解析用データ提供装置。
12. 所望の材料を用いて作成した加工部材や成形部材について数値解析を行うために、ネットワークに接続されたユーザ側コンピュータに数値解析結果を提供する数値解析結果提供装置であって、
    複数の材料について、材料名及び特性項目と、機械特性値、熱物性値、電磁気特性値のいずれか１種以上の材料特性データを対応付けて記憶する材料特性データ記憶手段と、
    前記ユーザ側コンピュータから送信された材料名及び特性項目を含むデータを受信する材料名及び特性項目受信手段と、
    前記受信した材料名及び特性項目に基づいて、前記材料特性データ記憶手段に記憶された材料名及び特性項目に対応する機械特性値、熱物性値、電磁気特性値のいずれか１種以上の材料特性データを抽出する抽出手段と、
    前記抽出手段により抽出された材料特性データを用いて数値解析を行う数値解析手段と、
    前記数値解析手段による数値解析結果を前記ユーザ側コンピュータに送信する数値解析結果送信手段とを有することを特徴とする数値解析結果提供装置。
13. 所望の材料を用いて作成した加工部材や成形部材について数値解析を行うために、ネットワークに接続されたサーバ側コンピュータから数値解析用データの提供を受ける数値解析用データ利用装置であって、
    材料名及び特性項目を入力する入力手段と、
    材料名及び特性項目に対応付けたサーバ側コンピュータのアドレスを記憶する記憶手段と、
    前記入力手段から入力された材料名及び特性項目に対応付けられたアドレスのサーバ側コンピュータに材料名及び特性項目を送信する材料名及び特性項目送信手段と、
    前記サーバ側コンピュータにて前記材料名及び特性項目に基づいて材料特性データ記憶手段から抽出され送信された材料特性データを受信する材料特性データ受信手段とを有することを特徴とする数値解析用データ利用装置。
14. 所望の材料を用いて作成した加工部材や成形部材について数値解析を行うために、ネットワークに接続されたサーバ側コンピュータから数値解析結果の提供を受ける数値解析結果利用装置であって、
    材料名及び特性項目を含むデータを入力する入力手段と、
    材料名及び特性項目に対応付けたサーバ側コンピュータのアドレスを記憶する記憶手段と、
    前記入力手段から入力された材料名及び特性項目に対応付けられたアドレスのサーバ側コンピュータに材料名及び特性項目を含むデータ送信する材料名及び特性項目送信手段と、
    前記サーバ側コンピュータにて前記材料名及び特性項目に基づいて材料特性データ記憶手段から材料特性データが抽出され、その材料特性データを用いて数値解析が行われて送信された数値解析結果を受信する数値解析結果受信手段とを有することを特徴とする数値解析結果利用装置。
15. 所望の材料を用いて作成した加工部材や成形部材について数値解析を行うために、ネットワークに接続されたユーザ側コンピュータにサーバ側コンピュータが数値解析用データを提供する数値解析用データ提供方法であって、
    前記ユーザ側コンピュータにおいて、入力手段から入力された材料名及び特性項目に対応付けられたアドレスのサーバ側コンピュータに材料名及び特性項目を送信する手順を実行し、
    前記サーバ側コンピュータにおいて、前記ユーザ側コンピュータから送信された材料名及び特性項目を受信する手順と、前記受信した材料名及び特性項目に基づいて、複数の材料について、材料名及び特性項目と、機械特性値、熱物性値、電磁気特性値のいずれか１種以上の材料特性データを対応付けて記憶する材料特性データ記憶手段に記憶された材料名及び特性項目に対応する機械特性値、熱物性値、電磁気特性値のいずれか１種以上の材料特性データを抽出する手順と、前記抽出された材料特性データを前記ユーザ側コンピュータに送信する手順とを実行し、
    前記ユーザ側コンピュータにおいて、更に前記サーバ側コンピュータから送信された材料特性データを受信する手順を実行することを特徴とする数値解析用データ提供方法。
16. 所望の材料を用いて作成した加工部材や成形部材について数値解析を行うために、ネットワークに接続されたユーザ側コンピュータにサーバ側コンピュータが数値解析結果を提供する数値解析結果提供方法であって、
    前記ユーザ側コンピュータにおいて、入力手段から入力された材料名及び特性項目に対応付けられたアドレスのサーバ側コンピュータに材料名及び特性項目を含むデータ送信する手順を実行し、
    前記サーバ側コンピュータにおいて、前記ユーザ側コンピュータから送信された材料名及び特性項目を含むデータを受信する手順と、前記受信した材料名及び特性項目に基づいて、複数の材料について、材料名及び特性項目と、機械特性値、熱物性値、電磁気特性値のいずれか１種以上の材料特性データを対応付けて記憶する材料特性データ記憶手段に記憶された材料名及び特性項目に対応する機械特性値、熱物性値、電磁気特性値のいずれか１種以上の材料特性データを抽出する手順と、前記抽出された材料特性データを用いて数値解析を行う手順と、前記数値解析結果を前記ユーザ側コンピュータに送信する手順とを実行し、
    前記ユーザ側コンピュータにおいて、更に前記サーバ側コンピュータから送信された数値解析結果を受信する手順を実行することを特徴とする数値解析結果提供方法。
    
    

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