JP2010244284A

JP2010244284A - 解析モデル変形装置

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Publication number: JP2010244284A
Application number: JP2009092065A
Authority: JP
Inventors: Makoto Onodera; 誠小野寺; Yoshimitsu Ko; 喜充廣; Ichiro Nishigaki; 一朗西垣
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2009-04-06
Filing date: 2009-04-06
Publication date: 2010-10-28

Abstract

【課題】解析モデルの同一または類似の形状に対して一括して変形操作を施すことのできる解析モデル変形装置を提供する。
【解決手段】対象解析モデルデータおよび変形用パラメータを入力する入力部１０１と、対象解析モデルを構成する部品を変形用パラメータに従って変形し、変形後解析モデルデータを作成する解析モデル変形部１０７と、対象解析モデルデータと変形後解析モデルデータとを比較し、差異が付与される前の部品形状を特徴形状モデルデータとして登録する差異抽出部１０９と、差異抽出部で抽出した特徴形状モデルデータに類似する形状の部分を対象解析モデルデータから検索する類似形状検索部１１１と、検索した類似部分形状に対して変形用パラメータの各データを継承する変形用パラメータ継承部１１３と、対象解析モデルの検索した類似部分形状に対して、継承した変形用パラメータに従って変形を施して変形後解析モデルデータ１１４を作成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、解析モデル変形装置にかかり、特に、ＣＡＥシステムに好適な解析モデル変形装置に関する。

製品開発工程においては、ＣＡＥ（Computer Aided Engineering）を活用することで、開発コストの低減、設計開発期間の短縮を図ることができる。ＣＡＥでは、ＣＡＤ（Computer Aided Design）システムで作成した形状モデルなどから解析モデルを作成し、この解析モデルに対して有限要素法あるいは境界要素法などの解析手法を適用することにより、強度解析、熱解析あるいは振動解析などを行うことができる。

ＣＡＥに用いる解析モデルの作成に際しては、まず形状モデルからメッシュモデルを作成し、作成したメッシュモデルの各要素にパラメータ、境界条件などを設定するという作業を必要とし、解析モデルの作成に多大な作業量を要する。

このようなことから解析モデルの作成についての負担を軽減する技術が提案されている。例えば特許文献１に開示の技術では、ＣＡＤ機能とＣＡＥ機能を一つのシステムに一体化することにより、解析モデル作成についての負担を軽減できるようにしている。

また特許文献２に開示の技術では、既存の解析モデルを利用して所望の解析モデルを作成するようにしている。ＣＡＤで作成した形状モデルには寸法や幾何パラメータなどの設計パラメータがデータとして登録されているが、解析モデルには基本的に節点と要素の集合データであり、設計パラメータは登録されていない。このため、設計変更の際にはＣＡＤで修正する必要があったが、この特許文献２に開示の技術は解析モデルに対して設計変更を実現する技術である。既存の解析モデルに対して、外表面の要素面から幾何特徴を認識し、この幾何特徴または幾何特徴間に対して変形後形状の寸法値(寸法拘束)を指示し、この幾何特徴と寸法拘束を制約としてメッシュを変形することで目的の解析モデルを作成できるようにしている。また、リブや穴などの形状特徴を追加したり、削除したりすることも可能としている。

また、特許文献３あるいは非特許文献１に開示の技術も特許文献２と同様に既存の解析モデルを利用して所望の解析モデルを作成するようにしている。コントロールベーストアプローチモーフィング、またはフリーフォームデフォメーションモーフィングと呼ばれている変形方法であり、既存の解析モデルに対して、対応する複数の基準点を設定し、それら基準点の対応関係とその既存の解析モデルに含まれるメッシュデータに基づいて基準点を移動させるのに伴って既存解析モデルのメッシュデータを変形する、またはメッシュを構成する節点に対して、固定領域、可動領域、移動制御領域を指定し、ポインティングデバイス等の移動に追従して、メッシュ全体を変形させることで目的の解析モデルを作成できるようにしている。

また特許文献４に開示の技術では、解析モデルに含まれる部分特徴形状を認識できるようにしている。入力された形状モデルデータに対して三角形メッシュデータに変換し、部分特徴形状を認識し、分類を行う。分類された部分特徴形状を現す特徴量を計算し、その後検索用形状の特徴量との差を計算し、特徴量の差の小さい検索用形状を表示する。

特許文献１に開示の技術は、設計工程で作成するＣＡＤモデルから解析モデルを作成でき、また設計変更や製品モデルチェンジに伴う形状変更時にも、ＣＡＤモデルに対して所望の変更を施し、このＣＡＤモデルに対して解析モデルを作成することで対応できる。

また、特許文献２、３、あるいは非特許文献１に開示の技術は、既存の解析モデルを形状変更し、新しい形状の解析モデルを作成できるので、形状変更後のＣＡＤモデルに対するメッシュ作成作業と条件設定作業が不要となり、解析モデル作成についての作業量を大幅に軽減することができる。

また、特許文献４に開示の技術は、類似形状を検索する技術であり、形状モデルや解析モデルを取り扱う際に強力な利便性を提供する基本技術である。

特開平３−７００８３号公報特開２００６−３０１７５３号公報特開２００３−１０８６０９号公報特開２００７−２８０１２９号公報

Modeling of a vehicle windshield with realistic uncertainty, PROCEEDINGS OF ISMA2006, 2006, 2023-2032.

上述のようにＣＡＥの利用に際しては、解析モデルの作成についての作業負担の軽減を図ることが必要である。特許文献１に開示の技術は、ＣＡＤ機能とＣＡＥ機能を一つのシステムに一体化することにより、解析モデル作成についての負担を軽減できるようにしている。しかし、この技術ではＣＡＤで形状を変更する毎にメッシュ作成作業および条件設定作業をやりなおす必要があり、取り扱うデータが大規模かつ複雑になると実用的ではない。

この問題に対して、既存の解析モデルを利用して所望の解析モデルを作成できるようにする特許文献２、３、非特許文献１に開示の技術は有効性が高い。これらの技術は、既存の解析モデルを利用して所望の解析モデルを作成できるようにすることで、メッシュデータの作成あるいは境界条件などの設定を不要にできるようにしており、このことにより解析モデルの作成についての作業負担を大幅に軽減することができる。

しかし、特許文献２に開示の技術は解析モデルに対して寸法変更、リブあるいは穴の追加、削除は可能であるものの、類似形状(例えばプリント基板にあけられた同一または類似の複数の穴など)に対して一括して変形操作を行うことはできない。

また、特許文献３に開示の技術は、節点移動のみで解析モデルの形状を変形するものであるので、同様に類似形状に対して一括して変形操作を行うことはできない。このため、特許文献２、３に開示の技術では同一または類似の形状に対しても同様の変形操作を複数回実行する必要があり、大きな手間を必要としている。

なお、特許文献１に開示の技術は、ＣＡＤにおいて同一形状をパターンフィーチャ(特徴形状の配置を直線状や円形状にリピートする)で定義することで、１箇所のみの形状変更操作で同一形状を一括して変形可能であるが、前述の通り、大規模かつ複雑なデータになると実用的ではない。また、実物(現物)をＸ線ＣＴのような３次元スキャナで撮像したデータ、あるいは構想設計段階などのＣＡＤで作成した形状モデルが存在しない設計フェーズでは利用できない。

また、特許文献４に開示の技術は、解析モデルに対しても、同一および類似の形状を検索することができ、応用範囲が広い。例えば、解析モデルに対して、設計変更する部分をあらかじめ検索形状データとして作成しておき、検索の結果、類似部分と判定された形状に対して一括して同様の変形処理を実行することで、１回の変形操作で類似形状を一括して変形させるという応用が可能である。しかし、この場合、設計変更する部分をあらかじめ検索形状データとして作成しておく必要があり、設計変更箇所が多岐にわたるような(例えばエンジン部品では形状に関する設計パラメータは数百〜数千ある)製品に適用するためには課題がある(数百〜数千の変形箇所に対して、全ての検索形状データをあらかじめ作成することは困難)。

すなわち、従来の技術では、解析モデルに対して同一または類似の形状に対して一括して変形操作できない。

本発明は、以上のような事情を背景になされたものであり、解析モデルの同一または類似の形状に対して一括して変形操作を施すことのできる解析モデル変形装置を提供するものである。

本発明は上記課題を解決するため、次のような手段を採用した。

複数形状の部品を備える解析対象をモデル化した対象解析モデルデータおよび変形用パラメータを入力する入力部と、前記対象解析モデルを構成する部品を変形用パラメータに従って変形し、変形後解析モデルデータを作成する解析モデル変形部と、前記対象解析モデルデータと変形後解析モデルデータとを比較し、差異が付与される前の部品形状を特徴形状モデルデータとして登録する差異抽出部と、差異抽出部で抽出した前記特徴形状モデルデータに類似する形状の部分を対象解析モデルデータから検索する類似形状検索部と、検索した類似部分形状に対して前記変形用パラメータの各データを継承する変形用パラメータ継承部と、前記対象解析モデルの前記検索した類似部分形状に対して、前記継承した変形用パラメータに従って変形を施して変形後解析モデルデータを作成する。

本発明は、以上の構成を備えるため、解析モデルの同一または類似の形状に対して一括して変形操作を施すことのできる解析モデル変形装置を提供することができる。

解析モデル変形装置の構成を説明する図である。解析モデル変形装置のデータフローを示す図である。解析モデル変形装置の変形例を示す図である。入出力装置の解析モデルデータ入力フィールドを示す図である。変形用パラメータのデータ構造の例を示す図である。差異抽出部の処理手順を示すＰＡＤ図である。寸法変更の解析モデル変形操作を行った場合の例を示す図である。一括変形の対象とする類似部分形状データを選択し登録する画面を示す図である。変形用パラメータデータ継承部の処理を説明する図である。変形部分パラメータを類似部分形状データに継承する手順の例を示すＰＡＤ図である。変形用パラメータデータ継承部の処理を説明する図である。特徴形状登録部の入力画面を示す図である。特徴形状モデルデータ選択部の処理例を説明する図である。解析モデルデータにおいて、全ての突起の高さを変更する例について説明する図である。解析モデルデータにおいて、全ての突起を傾けるように変更する例について説明する図である。登録した特徴形状モデルデータおよび変形用パラメータを他の類似解析モデルデータに流用する例について説明する図である。解析モデルデータにおいて、シリンダの内径を変更する例について説明する図である。

以下、本発明の実施形態を添付図面を参照しながら説明する。図１、２は、解析モデルにおける類似部分形状を一括変形することのできる解析モデル変形装置を説明する図であり、図１は解析モデル変形装置の構成を示す図、図２はデータフロー図である。

解析モデル変形装置は、図１、２に示すように、使用者がデータを入力し、あるいは使用者にデータを表示するためのキーボード、ポインティングデバイス、ディスプレイ等からなる入出力装置１０１、対象解析モデルデータ１０２を指定する対象解析モデルデータ指定部１０３、変形用パラメータデータ１０４を入力する変形用パラメータ入力部１０５、
前記対象解析モデル１０２を構成する部品を変形用パラメータデータ１０４に従って変形し、変形後解析モデルデータ１０６を作成する解析モデル変形部１０７と、対象解析モデルデータ１０２と変形後解析モデルデータ１０６を比較し、差異が付与される以前の部品形状を特徴形状モデルデータ１０８として登録する差異抽出部１０９、特徴形状モデルデータ１０８に類似の部分形状を対象解析モデルデータ１０２から検索し、類似部分形状データ２１０として登録する類似形状検索部１１１、類似部分形状データ２１０に対して変形用パラメータデータ１０４を継承し、類似部分変形用パラメータデータ２１２として登録する変形用パラメータデータ継承部１１３、類似部分形状データ２１０を類似部分変形用パラメータデータ２１２に従って対象解析モデルデータ１０２を一括して変形し、一括変形後解析モデルデータ１１４を作成する解析モデル一括変形部１１５を備える。

図３は、図１，２に示す解析モデル変形装置の変形例である。

すなわち、特徴形状モデルデータ１０８に代え、複数の特徴形状モデルデータを格納する特徴形状データベース１１６を備え、この特徴形状データベース１１６に変形用パラメータデータ１０４および特徴形状モデルデータ１０８を登録する特徴形状データベース登録部１２１７、並びに特徴形状モデルデータ１０８として特徴形状データベース１１６に登録されているデータを選択する特徴形状モデルデータ選択部１２１８を備える。

以下、本実施形態にかかる解析モデル変形装置の処理手順の例を説明する。

（対象解析モデルデータ指定部）
まず、使用者は、入出力装置１０１を用いて、図４に示す入出力装置の解析モデルデータ入力フィールド２０１に、解析モデルデータ１０２のファイル名称を入力する。ＯＫボタン２０２を押した時点で、解析モデルデータ入力フィールド２０１に入力されたファイル名称のデータが解析モデルデータ１０３として登録される。また、キャンセルボタン２０３を押した場合は、指定が解除される。

（変形用パラメータ入力部）
変形用パラメータ入力部１０５では、解析モデルの変形に必要なパラメータを入力する。変形用パラメータのデータ構造の例を図５に示す。図に示すように、変形用パラメータは２種類に分けられる。１つは変形する部分を示すパラメータ（１４０１）であり、他は変形変数を示すパラメータ（１４０２）である。

例えば、平面間距離寸法変更の場合は、２つの平面データとその寸法が変形用パラメータである。このとき、２つの平面データが変形部分パラメータであり、寸法が変形変数パラメータである（１４０３）。また、フリーフォームデフォメーションの場合は、固定節点群、可動節点群、移動制御節点群、移動方向、移動量が入力パラメータであり、このとき、固定節点群、可動節点群、移動制御節点群が変形部分パラメータであり、移動方向、移動量が変形変数パラメータである（１４０４）。この入力したデータが変形用パラメータデータ１０４となる。

（解析モデル変形部）
解析モデル変形部１０７は、変形用パラメータデータ１０４に基づいて解析モデルデータ１０３を変形し、変形後解析モデルデータ１０６を登録する。解析モデルデータを変形する方法は特許文献２および３に記載されている。

（差異抽出部）
図６は差異抽出部１０９の処置手順を示すＰＡＤ図である。まず、解析モデルデータ１０３と変形後解析モデルデータ１０６の外表面の要素面を抽出し、それぞれをオリジナル外表面要素面、変形後外表面要素面とする（ＳＴＥＰ４−１）。次に、オリジナル外表面要素面と変形後外表面要素面を比較してお互いに同じ節点（同じ識別子の節点であればよく、座標値は異なっていても同じとする）を利用している要素面がない要素面を特徴形状モデルデータ１０８に追加登録する（ＳＴＥＰ４−２）。次に、オリジナル外表面要素面と変形後外表面要素面を比較して同じ節点識別子であるのに座標値が異なる節点を抽出し、この節点が帰属する要素面を特徴形状モデルデータ１０８に追加登録する（ＳＴＥＰ４−３）。次に、変形パラメータデータ１０４において、変形部分パラメータに登録されている部分に関連する要素面を特徴形状モデルデータ１０８に追加登録する（ＳＴＥＰ４−４）。以上の処理で解析モデルデータ１０３と変形後解析モデルデータ１０６の差異を抽出する。

寸法変更の解析モデル変形操作を行った場合の例を図７を用いて説明する。なお、この例では説明を簡便にするために断面図を用いて説明する。図７において、１３０１が解析モデルデータ１０３であり、寸法Ｄ１を変更した変形後解析モデルデータ１０６が１３０２である。なお、寸法Ｄ１は平面１３１０と１３１１に設定されている。ここで、１３０３に示す部分が節点座標値が互いに異なる部分の要素面であり、１３０４に示す部分が変形部分パラメータが設定されている要素面であるので、１３０３と１３０４に示す部分の要素面（１３０５）が特徴形状モデルデータ１０８に登録される。

また、寸法Ｄ１とＤ２を変更した変形後解析モデルデータ１０６が１３０６である。なお、寸法Ｄ１は平面１３１１と１３１２に設定されている。この場合、１３０７に示す部分が節点座標値が互いに異なる部分の要素面であり、１３０８に示す部分が変形部分パラメータが設定されている要素面であるので、１３０７、１３０８の要素面（１３０９）が特徴形状モデルデータ１０８に登録される。

（類似形状検索部）
類似形状検索部１１１では、特徴形状モデルデータ１０８に類似の部分形状を対象形状モデルデータ１０２から検索し、類似部分形状データ２１０として登録する。本実施形態では類似形状を検索する方法として片岡らの手法を用いる。片岡らの手法は表面要素面を部分特徴ごとに分類し、この部分特徴ごとに特徴量を計算し、特徴量の差が小さい部分特徴を部分特徴を類似形状なるように検索する方法である。この手法の詳細は特許文献４に記載されている。

類似形状検索部１１１は、検索された類似部分形状データ２１０を入出力装置１０１に強調表示し、使用者は一括変形の対象とする類似部分形状データを選択し、選択した類似部分形状データのみを類似部分形状データ２１０に登録する。

この操作を行う画面の例を図８に示す。画面１６００は、１６０２に示す対象形状モデルデータに対して１６１０に示す特徴形状モデルデータに類似の形状を検索させた画面である。画面１６０２には類似部分形状データを強調している画面（図中の白色部分）があり、画面１６０１にはそのリストが表示される。なお、画面１６０１のチェックボックスはチェックの有無により一括変形の対象を指定することができる。

（変形用パラメータデータ継承部）
図９は、変形用パラメータデータ継承部１１３の処理を説明する図である。変形用パラメータデータ継承部１１３は、特徴形状モデルデータ１０８に対して設定された変形用パラメータデータ１０４を、類似形状検索部１１１によって検索された類似部分形状データ２１０に対して継承し、類似部分変形用パラメータデータ２１２として登録する。

図１０は、前記特徴形状モデルデータ１０８に設定された変形用パラメータデータ１０４における変形部分パラメータを類似部分形状データ２１０に継承する手順の例を示すＰＡＤ図である。

まず、変形用パラメータデータ１０４のうち、変形部分パラメータとして登録されている要素面とその要素面に隣接する要素面を部分類似形状検索用モデルデータ１７０１として登録する（ＳＴＥＰ５−１）。ここで変形部分パラメータとして登録されている要素面について説明する。例えば、変形の種類が寸法の変更の場合は、寸法が設定されている幾何特徴が変形部分パラメータとなる。この幾何特徴に属している要素面群を部分類似形状検索用モデルデータ１７０１として登録する。また、変形の種類がフリーフォームデフォメーションの場合は、固定節点、可動節点および移動制御節点が変形部分パラメータとなる。このそれぞれの節点群が帰属する要素面群を部分類似形状検索用モデルデータ１７０１として登録する。

次に、部分類似形状検索用モデルデータ１７０１に類似の部分を類似部分形状データ２１０から検索し、検索された部分を類似特徴部１７０３として登録する（ＳＴＥＰ５−２）。この類似の部分を検索する処理は類似形状検索部１１１にて処理する。次に、部分類似形状検索用モデルデータ１７０１と類似特徴部１７０３に基づいて変形用パラメータデータ１０４を類似特徴部１７０３に継承し、類似部分変形用パラメータデータ２１２として登録する（ＳＴＥＰ５−３）。

処理の１例を図１１を用いて説明する。対象解析モデルデータ１０２として６００があり、特徴形状モデルデータ１０８として６０１のデータがあり、これに対応する変形用パラメータデータ１０４が６０２のように設定されており、さらに類似部分形状データ２１０として６０３１〜６０３３が登録されている場合について説明する。まず、変形する部分のデータとして幾何特徴６０１１と６０１２が設定されている。従って、これら幾何特徴に属している要素面群が部分類似形状検索用モデルデータ１７０１として登録される。次に類似形状検索部１１１にて部分特徴形状モデルデータ６０１１、６０１２に類似している部分を類似部分形状データ６０３１〜６０３３から検索し、類似特徴部１７０３として登録する。この結果、類似部分形状データ６０３１〜６０３３に対応する類似特徴部１７０３は６０５１１〜６０５３２が登録される。最後に、変形用パラメータデータ１０４において変形する部分のデータとして幾何特徴６０１１と６０１２となっていた部分をそれぞれ６０５１１〜６０５３２に置き換えた類似部分変形用パラメータデータ２１２を作成する。この場合の類似部分変形用パラメータデータは６０６１〜６０６３となる。これを寸法として画面上に表示すると６０７のようになる。

（解析モデル一括変形部）
解析モデル一括変形部１１５は、対象解析モデルデータ１０２の類似部分形状データ２１０を類似部分変形用パラメータデータ２１２に従って変形し一括変形後解析モデルデータ１１４を作成する。解析モデル一括変形部１１５は、この処理を類似部分形状データ２１０の数だけ解析モデル変形部１０７で繰返す。

（特徴形状登録部）
図３に示すように、特徴形状登録部１２１７は、特徴形状モデルデータ１０８および変形用パラメータデータ１０４を特徴形状データベース１２１６に登録する。装置使用者は入出力装置１０１を用いて、図１２に示す入出力装置の特徴形状モデルデータ入力フィールド７０１に特徴形状モデルデータ１０８のファイル名称を、変形用パラメータデータ入力フィールド７０２に変形用パラメータデータ１０４のファイル名称を入力する。ＯＫボタン７０３を押した時点で、特徴形状モデルデータ入力フィールド７０１と変形用パラメータデータ入力フィールド７０２に入力されたファイル名称のデータが特徴形状データベース１２１６に登録される。また、キャンセルボタン７０４を押した場合は、指定が解除される。

また、特徴形状登録部１２１７は、差異抽出部１０９の処理において特徴形状モデルデータ１０８を作成した後にこの特徴形状モデルデータ１０８を直接、特徴形状データベース１２１６に登録することもできる。この場合、特徴形状モデルデータ入力フィールド７０１と変形用パラメータデータ入力フィールド７０２にファイル名称を入力する必要はない。

（特徴形状モデルデータ選択部）
図３を用いて特徴形状モデルデータ選択部１２１８を説明する。特徴形状モデルデータ選択部１２１８は、特徴形状モデルデータ１０８として特徴形状データベース１１６に登録されているデータを選択する。

図１３を用いて、特徴形状モデルデータ選択部１２１８の処理例を説明する。まず、画面８０１に特徴形状データベース１２１６に登録されているデータの一覧が表示される。この画面８０１から特徴形状モデルデータ１０８として利用するデータを選択する。選択されたデータの特徴形状モデルデータ１０８が画面８０２に表示される。ＯＫボタン８０３を押した時点で、選択されたデータが特徴形状モデルデータ１０８として登録される。また、キャンセルボタン８０４を押した場合は、指定が解除される。

次に、以上説明した本実施形態にかかる解析モデル変形装置の利用方法について説明する。

（利用方法、その１）
図１４において、９０１は対象解析モデルデータを示している。この解析モデルデータにおいて、全ての突起の高さを１０ｍｍから１５ｍｍに変更する場合について説明する。なお、従来技術ではこのような変更を行う場合、全ての突起の上面と下面に対して面間距離寸法を設定し、１５ｍｍという変更後寸法を入力する必要があり、非常に手間のかかる作業となっていた。

まず、解析モデル変形装置の使用者は、任意の１つの突起に対して上面（９０１１）と下面（９０１２）を選択し、面間距離寸法を設定し、変更後寸法として１５ｍｍを入力し、解析モデル変形処理を実行する。その後、解析モデル変形装置は指定された突起のみを指定の寸法の変形し、９０２の変形後解析モデルデータが作成する。次に解析モデル変形装置は差異抽出部１０９により対象解析モデルデータ９０１と変形後解析モデルデータ９０２の差異が付与される以前の部品形状を特徴形状モデルデータとして登録する。突起の側面（９０２１）および上面（９０２２）の節点が移動しており、かつ突起が接地している面（９０２３）が変形部分パラメータに指定されているので、９０３の特徴形状モデルデータが作成される。

続いて解析モデル変形装置は類似形状検索部１１１により、対象解析モデルデータ９０１から特徴形状モデルデータ９０３に類似する部分を類似部分形状データとして登録する。図の例では９０４１〜９０４５が類似部分形状データとして登録される。続いて解析モデル変形装置は変形用パラメータデータ継承部１１３により、変形用パラメータデータを類似部分形状データに継承する。特徴形状モデルデータ９０３と変形用パラメータデータにおける変形部分パラメータは上面９０１１と下面９０１２であるので、部分類似形状検索用データとして９０５１，９０５２が登録される。類似形状検索部１１１にて部分類似形状検索用モデルデータ９０５１，９０５２に類似している部分を類似部分形状データ９０４１〜９０４５から検索、類似特徴部として登録する。

この結果、類似部分形状データ９０４１〜９０４５に対応する類似特徴部は９０６１１〜９０６５２が登録される。この対応関係をもとに変形用パラメータデータを類似部分形状データに継承する。これにより全ての突起に面間距離寸法が設定される。最後に、解析モデル変形装置の解析モデル一括変形部１１５は、これら面間距離寸法に基づいて変形処理を行い一括変形後解析モデルデータ９０７を作成する。

このように、解析モデル変形装置使用者は任意の１つの突起に対して変形方法を指定することで、全ての突起を同じように変形することができる。

（利用方法、その２）
図１５において、１００１は対象解析モデルデータを示している。この解析モデルデータにおいて、全ての突起を５度傾けるように変更する場合について説明する。なお、従来技術ではこのような変更を行う場合、全ての突起の上面を移動制御節点と側面を可動節点として設定し、５度という回転角度を入力する必要があり、非常に手間のかかる作業となっていた。

まず、本実施形態にかかる解析モデル変形装置の使用者は任意の１つの突起に対して上面（１００１１）を移動制御節点、側面（１００１２）を可動節点と設定し、回転角度として５度を入力し、解析モデル変形処理を実行する。その後、解析モデル変形装置は指定された突起のみを変形し、１００２の変形後解析モデルデータが作成する。

次に解析モデル変形装置は差異抽出部１０９により対象解析モデルデータ１００１と変形後解析モデルデータ１００２の差異が付与される以前の部品形状を特徴形状モデルデータとして登録する。突起の上面（１００２１）の節点が移動しているので、１００３の特徴形状モデルデータが作成される。続いて解析モデル変形装置の類似形状検索部１１１は、対象解析モデルデータ１００１から特徴形状モデルデータ１００３に類似する部分を類似部分形状データとして登録する。１００４１〜１００４５が類似部分形状データとして登録される。

続いて解析モデル変形装置は変形用パラメータデータ継承部１１３により、変形用パラメータデータを類似部分形状データに継承する。特徴形状モデルデータ１００３と変形用パラメータデータにおける変形部分パラメータは上面１００１１と側面１００１２であるので、部分類似形状検索用データとして１００５２１００５２が登録される。類似形状検索部１１１にて部分類似形状検索用モデルデータ１００１２１００１２に類似している部分を類似部分形状データ１００４１〜１００４５から検索、類似特徴部として登録する。

この結果、類似部分形状データ１００４１〜１００４５に対応する類似特徴部は１００６１１〜１００６５２が登録される。この対応関係をもとに変形用パラメータデータを類似部分形状データに継承する。この結果、全ての突起に移動制御節点、可動節点が設定される。最後に、解析モデル変形装置は解析モデル一括変形部１１５により、これら移動制御節点、可動節点、回転角度に基づいて変形処理を行い一括変形後解析モデルデータ１００７を作成する。

このように、解析モデル変形装置使用者は任意の１つの突起に対して変形方法を指定することで全ての突起の同じように変形することができ、作業時間の短縮を期待できる。

（利用方法、その３）
ここでは、前記（利用方法、その１）で説明した突起の変形において、特徴形状モデルデータおよび変形用パラメータを特徴形状データベースに登録し、さらに、この登録した特徴形状モデルデータおよび変形用パラメータを他の類似解析モデルデータに流用する例について図１６を用いて説明する。

まず、前記（利用方法、その１）で説明した特徴形状モデルデータ９０３および変形用パラメータが特徴形状データベースに登録されているものとする。また、図１６において２１０１は対象解析モデルデータを示している。

解析モデル変形装置の使用者は、特徴形状モデルデータ選択部１２１８により、特徴形状データベースに登録されている特徴形状モデルデータおよび変形用パラメータを選択する（本例では図１４の９０３が選択されたものとする）。類似形状検索部１１１により、対象解析モデルデータ２１０１から特徴形状モデルデータ９０３に類似する部分を類似部分形状データとして登録する。この図の例では２１０１１〜２１０１４が類似部分形状データとして登録される。

続いて解析モデル変形装置は変形用パラメータデータ継承部１１３により、変形用パラメータデータを類似部分形状データに継承する。特徴形状モデルデータ９０３と変形用パラメータデータにおける変形部分パラメータは上面９０１１と下面９０１２であるので、部分類似形状検索用データとして９０５１，９０５２が登録される。類似形状検索部１１１は部分類似形状検索用モデルデータ９０５１，９０５２に類似している部分を類似部分形状データ２１０１１〜２１０１４から検索し、類似特徴部として登録する。

この結果、類似部分形状データ２１０１１〜２１０１４に対応する類似特徴部は２１０２１１〜２１０２４２が登録される。この対応関係をもとに変形用パラメータデータを類似部分形状データに継承する。この結果、全突起に面間距離寸法が設定される。最後に、解析モデル変形装置は解析モデル一括変形部１１５により、これら面間距離寸法に基づいて変形処理を行い一括変形後解析モデルデータ２１０３を作成する。

このように、解析モデル変形装置の使用者は特徴形状データベースから特徴形状モデルデータを選択するだけで全ての突起を同じように変形することができる。

（利用方法、その４）
図１７において１５０１は対象解析モデルデータを示している。この解析モデルデータにおいて、シリンダの内径を８０ｍｍから６０ｍｍに変更する場合について説明する。

まず、解析モデル変形装置の使用者は、１つのシリンダに対して内面に径寸法を設定し、解析モデル変形処理を実行する。その後、解析モデル変形装置は指定されたシリンダのみを変形し、変形後解析モデルデータ１５０２を作成する。

次に解析モデル変形装置は差異抽出部１０９により対象解析モデルデータ１５０１と変形後解析モデルデータ１５０２の差異が付与される以前の部品形状を特徴形状モデルデータとして登録する。この場合、１５０３が登録される。続いて解析モデル変形装置は類似形状検索部１１１により、対象解析モデルデータ１５０１から特徴形状モデルデータ１５０３に類似する部分を類似部分形状データとして登録する。１５０４が類似部分形状データとして登録される。

続いて解析モデル変形装置は変形用パラメータデータ継承部１１３により、変形用パラメータデータを類似部分形状データに継承する。この結果、全てのシリンダに径寸法が設定される。最後に、解析モデル変形装置は解析モデル一括変形部１１５により、これら径寸法に基づいて変形処理を行い一括変形後解析モデルデータ１５０５を作成する。

このように、解析モデル変形装置使用者は任意の１つのシリンダに対して変形方法を指定することで全ての突起の同じように変形することができ、作業時間の短縮を期待できる。

以上説明したように、本実施形態によれば、解析モデルに対して、同一または類似の部分形状を一括して変形できる。また、特徴形状データベースにより他の類似している解析モデルに対して変形部分の設定を流用することができる。

１０１入出力装置
１０２対象解析モデルデータ
１０３対象解析モデルデータ指定部
１０４変形用パラメータデータ
１０５変形用パラメータ入力部
１０６変形後パラメータ入力部
１０７解析モデル変形部
１０８特徴形状モデルデータ
１０９差異抽出部
１１１類似形状検索部
１１３変形用パラメータデータ継承部
１１４一括変換後解析モデルデータ
１１５解析モデル一括変形部

Claims

複数形状の部品を備える解析対象をモデル化した対象解析モデルデータおよび変形用パラメータを入力する入力部と、
前記対象解析モデルを構成する部品を変形用パラメータに従って変形し、変形後解析モデルデータを作成する解析モデル変形部と、
前記対象解析モデルデータと変形後解析モデルデータとを比較し、差異が付与される前の部品形状を特徴形状モデルデータとして登録する差異抽出部と、
差異抽出部で抽出した前記特徴形状モデルデータに類似する形状の部分を対象解析モデルデータから検索する類似形状検索部と、
検索した類似部分形状に対して前記変形用パラメータの各データを継承する変形用パラメータ継承部と、
前記対象解析モデルの前記検索した類似部分形状に対して、前記継承した変形用パラメータに従って変形を施して変形後解析モデルデータを作成することを特徴とする解析モデル変形装置。
請求項１記載の解析モデル変形装置において、
類似形状検索部は、検索した類似部分形状を入出力装置に選択可能に強調表示し、選択された類似部分形状のみを一括変形の対象とする特徴形状モデルデータとして登録することを特徴とする解析モデル変形装置。
請求項１記載の解析モデル変形装置において、
前記特徴形状モデルデータおよび前記変形用パラメータは特徴形状データベースに登録することを特徴とする解析モデル変形装置。
請求項１記載の解析モデル変形装置において、
前記特徴形状モデルデータとして特徴形状データベースに登録されているデータを選択することで、特徴形状モデルデータの作成元の解析モデルデータとは別の類似解析モデルデータに対して、この特徴形状モデルデータに類似の部分形状を検索し、検索した類似部分形状に対して前記変形用パラメータの各データを継承し、前記類似部分形状に対して継承した変形用パラメータに従って変形を加え変形後解析モデルデータを作成することを特徴とする解析モデル変形装置。
請求項１記載の解析モデル変形装置において、
対象解析モデルデータと変形後解析モデルデータの外表面上の節点の座標値を比較し、差異が付与される以前の部品形状を特徴形状モデルデータとして登録することを特徴とする解析モデル変形装置。
請求項１記載の解析モデル変形装置において、
前記変形用パラメータにおける特徴形状モデルデータの変形する部分を示すパラメータに対応する要素面を部分類似形状検索用モデルデータとし、部分類似形状検索用モデルデータに類似の部分を類似部分形状に対して検索し、検索された部分を類似特徴部データとし、特徴形状モデルデータと対応付け、前記変形用パラメータにおける変形する部分示すパラメータに対しては、この対応関係をもとに特徴形状モデルデータに設定されている変形用パラメータを類似部分形状に継承することを特徴とする解析モデル変形装置。
対象解析モデルを構成する部品を変形用パラメータに従って変形し、変形後解析モデルデータを作成するステップと、
対象解析モデルデータと変形後解析モデルデータとを比較し、差異が付与される前の部品形状を特徴形状モデルデータとして登録するステップと、
前記特徴形状モデルデータに類似する形状の部分を対象解析モデルデータから検索するステップと、
検索した類似部分形状に対して前記変形用パラメータの各データを継承するステップと、
前記対象解析モデルの前記検索した類似部分形状に対して、前記継承した変形用パラメータに従って変形を施して変形後解析モデルデータを作成するステップを備えることを特徴とする解析モデル変形方法。