JP2011107927A - Program and device of design support - Google Patents

Program and device of design support Download PDF

Info

Publication number
JP2011107927A
JP2011107927A JP2009261518A JP2009261518A JP2011107927A JP 2011107927 A JP2011107927 A JP 2011107927A JP 2009261518 A JP2009261518 A JP 2009261518A JP 2009261518 A JP2009261518 A JP 2009261518A JP 2011107927 A JP2011107927 A JP 2011107927A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
countermeasure
displacement
candidate
rigidity
countermeasure part
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2009261518A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5059084B2 (en
Inventor
Hirokazu Azuma
洋和 東
Ayumi Sugiyama
鮎美 杉山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kanto Jidosha Kogyo KK
Toyota Motor East Japan Inc
Original Assignee
Kanto Jidosha Kogyo KK
Kanto Auto Works Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kanto Jidosha Kogyo KK, Kanto Auto Works Ltd filed Critical Kanto Jidosha Kogyo KK
Priority to JP2009261518A priority Critical patent/JP5059084B2/en
Publication of JP2011107927A publication Critical patent/JP2011107927A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5059084B2 publication Critical patent/JP5059084B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a design support device reducing the man-hours of the rigidity evaluation of a structure. <P>SOLUTION: The design support device W for evaluating the rigidity of a structure includes a structure analyzing part 30 for acquiring the displacement of the structure by executing structure analysis by a finite element method in which a uniformly distributed load is added to the structure, and for specifying an area where the displacement is the largest as a countermeasure site candidate, and for acquiring the displacement of the countermeasure site candidate by executing the structure analysis by the finite element method in which a concentrated load is added to the countermeasure site candidate, and for performing determination processing to determine whether the countermeasure site candidate is pertinent to the countermeasure site whose rigidity enhancement is necessary according to whether the displacement of the countermeasure site candidate satisfies requirements. Also, when determining that the countermeasure site candidate is pertinent to the countermeasure site, the structure analyzing part 30 calculates the spring constant of a linear spring by the displacement of the countermeasure site candidate and a prescribed function expression, and sets the linear spring of the calculated spring constant to the countermeasure site, and performs the determination processing again to determine the presence/absence of the next countermeasure site. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、設計支援プログラムおよび設計支援装置に関し、例えば、情報処理装置に、構造物の剛性評価を実行させる設計支援プログラムおよび構造物の剛性評価を行う設計支援装置に関する。   The present invention relates to a design support program and a design support apparatus, and for example, relates to a design support program that causes an information processing apparatus to perform rigidity evaluation of a structure and a design support apparatus that performs structure rigidity evaluation.

従来から、インストルメントパネル(以下、「インパネ」という)やバンパ等の部品の手押し剛性評価等に有限要素法による剛性評価(剛性CAE)が行われており、コンピュータに有限要素法による剛性CAEを実行させるプログラムや、そのプログラムを実装した装置が提案されている。   Conventionally, rigidity evaluation (stiffness CAE) by the finite element method has been performed for hand panel rigidity evaluation of parts such as instrument panels (hereinafter referred to as “instrument panel”) and bumpers, etc. A program to be executed and a device in which the program is mounted have been proposed.

例えば、特許文献1には、インパネ等の構造物に対する構造解析を行い、構造物の弱体部位を抽出する設計支援装置が開示されている。
具体的には、前記設計支援装置は、構造物の設計情報、物性値情報、拘束条件、および荷重条件を含む入力データを用いた有限要素法による構造解析を行い、構造物の弱体部位(対策部位)を抽出するものであり、以下に示す処理を実行するようになっている。
For example, Patent Document 1 discloses a design support apparatus that performs structural analysis on a structure such as an instrument panel and extracts a weak part of the structure.
Specifically, the design support device performs structural analysis by a finite element method using input data including design information, physical property value information, constraint conditions, and load conditions of a structure, and a weak part of the structure (measures) The following processing is executed.

先ず、前記設計支援装置は、前記入力データを用いて、前記構造物全体に等分布荷重を加えた有限要素法による構造解析を実施し、当該構造物の変位を求め、当該変位のうち、その変位量が一番大きい領域を特定し、その特定した領域を弱体部位候補として抽出する処理(抽出処理)を行う。
次に、前記設計支援装置は、前記推定した弱体部位候補に集中荷重を加えた有限要素法による構造解析を実施して前記弱体部位候補の変位を求め、当該変位を用いて弱体部位候補の検証処理を行う。この検証処理では、前記変位が所定基準より大きければ、該弱体部位候補を弱体部位として認定し、前記変位が所定基準より小さければ、該弱体部位候補に剛性対策の必要がないものと判定して処理を終了する。
First, the design support device uses the input data to perform a structural analysis by a finite element method in which an evenly distributed load is applied to the entire structure to obtain a displacement of the structure, and among the displacements, A process (extraction process) is performed in which an area having the largest displacement amount is identified and the identified area is extracted as a weak body part candidate.
Next, the design support device performs structural analysis by a finite element method in which a concentrated load is applied to the estimated weak body region candidate to obtain a displacement of the weak body region candidate, and the weak body region candidate is verified using the displacement. Process. In this verification process, if the displacement is larger than a predetermined reference, the weak body part candidate is recognized as a weak part, and if the displacement is smaller than the predetermined reference, it is determined that the weak body part candidate does not need a rigidity countermeasure. End the process.

さらに、前記設計支援装置は、前記検証処理において弱体部位を認定した場合、当該認定した弱体部位の剛性を疑似的に上げた上で、再度、前記抽出処理を行って次の弱体部位候補を抽出し、その後、上記同様の検証処理を実施する。   Further, when the design support apparatus recognizes a weak body part in the verification process, the design support apparatus artificially increases the rigidity of the certified weak body part, and then performs the extraction process again to extract the next weak body part candidate. Then, the same verification process as described above is performed.

また、前記認定された弱体部位の剛性を疑似的に上げる方法は、種々のものがあるが、一般的に、当該弱体部位に線形バネを付与する方法が採用されている。
ここで、従来技術による構造物の弱体部位の剛性を疑似的に上げる方法について図7を用いて説明する。
図7は、従来技術による構造物の弱体部位の剛性を疑似的に上げる処理の手順を示したフローチャートである。
Further, there are various methods for artificially increasing the rigidity of the recognized weak body region, but generally, a method of applying a linear spring to the weak body region is employed.
Here, a method of artificially increasing the rigidity of the weak part of the structure according to the conventional technique will be described with reference to FIG.
FIG. 7 is a flowchart showing a procedure of a process for artificially increasing the rigidity of the weak part of the structure according to the prior art.

具体的には、先ず、設計者が、自身の経験則に基づいて、弱体部位に設定する線形バネのバネ定数を選定(経験則から推定)する(S100)。
次に、設計者は、前記設計支援装置に、前記選定したバネ定数の線形バネに関するデータを入力し、前記弱体部位に前記バネ定数の線形バネを設定して(前記弱体部位を線形バネで支持して)、弱体部位の剛性を擬似的に上げる(S110)。
次に、前記設計支援装置に、前記線形バネを設定した弱体部位に対して集中荷重を加えた有限要素法による構造解析を実施させ(剛性CAEを実施させ)、前記線形バネを設定した弱体部位の変位を求める(S120)。
Specifically, first, the designer selects (estimates from the empirical rule) the spring constant of the linear spring set in the weak body region based on his own empirical rule (S100).
Next, the designer inputs data related to the selected spring constant linear spring to the design support device, sets the linear spring of the spring constant to the weak body portion (supports the weak body portion with a linear spring). Then, the rigidity of the weak body part is artificially increased (S110).
Next, the design support apparatus is subjected to structural analysis by a finite element method in which a concentrated load is applied to the weak body portion where the linear spring is set (rigid CAE is performed), and the weak body portion where the linear spring is set Is determined (S120).

次に、設計者は、前記線形バネの設定処理が適切であるか否かを判定する(S130)。
具体的には、設計者は、前記求めた変位が所定要件(変位≦目標値、且つ変位≒目標値)を満たす場合、前記線形バネが適切であると判定し処理(弱体部位の剛性を疑似的に上げる処理)を終了し、前記所定要件を満たさなければS140に進む。
そして、S140では、設計者は、前記設計支援装置に設定されている線形バネのバネ定数を変更し、S120の処理に戻る。
なお、S130において、弱体部位の剛性を疑似的に上げる処理が終了した場合には、上述した通り、再度、前記抽出処理を行って次の弱体部位候補を抽出し、その後、上記同様の検証処理を実施する。
Next, the designer determines whether or not the linear spring setting process is appropriate (S130).
Specifically, the designer determines that the linear spring is appropriate when the calculated displacement satisfies a predetermined requirement (displacement ≦ target value and displacement≈target value), and performs processing (simulating the rigidity of the weak body part). If the predetermined requirement is not satisfied, the process proceeds to S140.
In S140, the designer changes the spring constant of the linear spring set in the design support apparatus, and the process returns to S120.
In S130, when the process of artificially increasing the rigidity of the weak body part is completed, as described above, the extraction process is performed again to extract the next weak body part candidate, and then the same verification process as described above. To implement.

特開2009−217548号公報JP 2009-217548 A

上述した従来技術の剛性評価によれば、認定した弱体部位の剛性を疑似的に上げた上で、再度、弱体部位候補の抽出処理を行っているため、構造物に弱体部位が複数ある場合であっても、構造物の弱体部位を漏れなく抽出できるようになっている。
しかしながら、上述した従来技術の剛性評価は、弱体部位の剛性を疑似的に上げるために行う線形バネの設定処理(図7参照)の工数が大きく、設計者に大きな処理負担をかけるという技術的課題を有している。
According to the rigidity evaluation of the above-described prior art, since the weak body part candidate extraction process is performed again after artificially increasing the rigidity of the recognized weak body part, there are a plurality of weak body parts in the structure. Even if it exists, the weak part of a structure can be extracted without omission.
However, the above-described prior art stiffness evaluation requires a large amount of man-hours for the linear spring setting process (see FIG. 7) performed to increase the rigidity of the weak body part in a pseudo manner, and places a heavy processing burden on the designer. have.

具体的には、構造物の弱体部位の剛性を上げるために設定する線形バネのバネ定数は、構造物の形状や弱体部位の位置により異なっている。
そのため、上述したように、作業者が、自身の経験則に基づいてバネ定数を選定しても、最適なものを選定することが困難であった。その結果、作業者は、選定した線形バネの検証や設定した線形バネの変更処理(図7のS110〜S140の処理)を何度(6回程度)も繰り返し行っていた(所謂、トライ&エラーの繰り返し処理を行っていた)。
また、設計段階においては、構造物に複数の弱体部位があることが多いため、その弱体部位毎に、工数が大きい線形バネの選定処理を行わなければならず、設計者にとり大きな負担となっていた。
Specifically, the spring constant of the linear spring set to increase the rigidity of the weak body part of the structure varies depending on the shape of the structure and the position of the weak body part.
Therefore, as described above, even if the operator selects the spring constant based on his own rule of thumb, it is difficult to select the optimum one. As a result, the operator repeatedly performed the verification of the selected linear spring and the process of changing the set linear spring (the processes of S110 to S140 in FIG. 7) many times (about 6 times) (so-called try and error). Was repeated).
In addition, at the design stage, there are often a plurality of weak parts in the structure. Therefore, it is necessary to perform a process for selecting a linear spring with a large man-hour for each weak part, which is a heavy burden on the designer. It was.

本発明は、上記の技術的課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、構造物の剛性評価の工数を低減させる設計支援プログラム及び設計支援装置を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above technical problem, and an object of the present invention is to provide a design support program and a design support apparatus that can reduce the man-hour for evaluating the rigidity of a structure.

上記課題を解決するためになされた本発明は、情報処理装置に、構造物の剛性評価を実行させる設計支援プログラムに適用される。
そして、前記設計支援プログラムは、構造物の設計情報、物性値情報、拘束条件、および荷重条件を含む入力データを用いて、該構造物に等分布荷重を加えた有限要素法による構造解析を実施し該構造物の変位を求め、該変位が一番大きい領域を対策部位候補として特定し、該対策部位候補に集中荷重を加えた有限要素法による構造解析を実施し該対策部位候補の変位を求め、該対策部位候補の変位が所定要件を満たすか否かにより対策部位候補が剛性強化の必要な対策部位に該当するか否かを判定する判定処理を行うステップと、前記対策部位に該当すると判定された場合に、前記求めた対策部位候補の変位と、所定の関数式とにより線形バネのバネ定数を算出し、前記対策部位に該算出したバネ定数の線形バネを設定し、該対策部位の剛性を疑似的に上げた上で、再度、前記判定処理を行い、次の対策部位の有無を判定するステップとを有することを特徴としている。
The present invention made to solve the above problems is applied to a design support program that causes an information processing apparatus to execute a rigidity evaluation of a structure.
The design support program performs structural analysis by a finite element method in which an evenly distributed load is applied to the structure using input data including structure design information, physical property value information, constraint conditions, and load conditions. The displacement of the structure is obtained, the region with the largest displacement is specified as a countermeasure site candidate, the structural analysis is performed by a finite element method in which a concentrated load is applied to the countermeasure site candidate, and the displacement of the countermeasure site candidate is determined. Obtaining a step of determining whether the countermeasure part candidate corresponds to a countermeasure part requiring rigidity enhancement according to whether the displacement of the countermeasure part candidate satisfies a predetermined requirement; If it is determined, a spring constant of a linear spring is calculated from the obtained displacement of the countermeasure part candidate and a predetermined function formula, and a linear spring of the calculated spring constant is set in the countermeasure part, and the countermeasure part No go The on raised artificially, again, it performs the determination process, is characterized by a step determines the presence or absence of the following measures site.

このように、本発明の設計支援プログラムは、構造物の対策部位の剛性を擬似的に上げるために用いる線形バネの選定(バネ定数の選定)に、所定の関数式と、線形バネの付与前の対策部位の変位とを用いているため、従来技術にように設計者自身の経験則に基づいて、バネ定数を選定(推測)する必要がない。その結果、本発明によれば、従来技術のようなトライ&エラーの繰り返し処理を行う必要がなくなるため、線形バネの選定処理の工数を削減することができ、構造物の剛性評価のための作業時間を短縮させることができる。   As described above, the design support program according to the present invention selects a linear spring used for artificially increasing the rigidity of a countermeasure part of a structure (selection of a spring constant), and gives a predetermined function formula and before applying the linear spring. Therefore, it is not necessary to select (estimate) the spring constant based on the designer's own empirical rule as in the prior art. As a result, according to the present invention, it is not necessary to perform the trial and error repetitive processing as in the prior art, so the number of steps for selecting the linear spring can be reduced, and the work for evaluating the rigidity of the structure Time can be shortened.

また、前記関数式は、実験或いは実際の構造物の剛性評価により得られた、前記線形バネのバネ定数と、前記線形バネを設定する前の前記対策部位の変位とを対応付けたデータを集めたデータ群を統計処理して得られた近似式であることが望ましい。   In addition, the function formula collects data in which the spring constant of the linear spring obtained by experiment or actual rigidity evaluation of the structure is associated with the displacement of the countermeasure portion before the linear spring is set. It is desirable that the approximate expression is obtained by statistically processing the obtained data group.

上記のように関数式を定めているのは、本願発明者らが、インパネ等の構造物の構造解析に関する研究を重ねた結果、インパネ等の構造物の対策部位の剛性を擬似的に上げるために用いられる線形バネのバネ定数と、線形バネを設定する前の対策部位の変位との間に、構造物の形状や対策部位の位置に関係なく、強い相関関係があることを見出したことによる。
そこで、本願発明者らは、実験或いは実際のインパネの剛性評価により得られた、構造物の「対策部位に設定した最適な線形バネのバネ定数」と「線形バネの付与前の対策部位の変位」とを示すデータを複数集め、その集めたデータ群を用いて統計処理(例えば、最小二乗法)による近似式を求め、その近似式を「バネ定数を算出するための関数式」として用いるようにした。
The reason why the functional formula is defined as described above is that the inventors of the present application have conducted research on the structural analysis of a structure such as an instrument panel, and as a result, artificially increase the rigidity of a countermeasure part of the structure such as an instrument panel. Because of the finding that there is a strong correlation between the spring constant of the linear spring used in the above and the displacement of the countermeasure part before setting the linear spring, regardless of the shape of the structure and the position of the countermeasure part .
Therefore, the inventors of the present application have obtained the "spring constant of the optimum linear spring set as a countermeasure part" of the structure and the "displacement of the countermeasure part before application of the linear spring" obtained by experiment or actual instrument panel rigidity evaluation. ”Is collected, an approximate expression is obtained by statistical processing (for example, the least square method) using the collected data group, and the approximate expression is used as“ a functional expression for calculating the spring constant ”. I made it.

また、前記算出したバネ定数の線形バネを前記対策部位に設定した場合、さらに、前記線形バネが設定された対策部位に集中荷重を加えた有限要素法による構造解析を実施し該対策部位の変位を求め、該求めた変位が所定基準を満たさなければ、前記算出したバネ定数を補正することが望ましい。
このように、設定した線形バネを検証し、所定基準を満たさなければ補正するようにしているため、線形バネの設定処理の信頼性が確保される。
Further, when a linear spring having the calculated spring constant is set as the countermeasure part, a structural analysis is performed by a finite element method in which a concentrated load is applied to the countermeasure part where the linear spring is set, and the displacement of the countermeasure part is performed. If the calculated displacement does not satisfy a predetermined standard, it is desirable to correct the calculated spring constant.
Thus, since the set linear spring is verified and corrected if the predetermined standard is not satisfied, the reliability of the linear spring setting process is ensured.

また、上記課題を解決するためになされた本発明は、構造物の設計情報、物性値情報、拘束条件、および荷重条件を含む入力データを用いた有限要素法による構造解析を行い、該構造物の剛性評価を行う設計支援装置に適用される。
そして、前記設計支援装置は、前記入力データを用いて、前記構造物に等分布荷重を加えた有限要素法による構造解析を実施し該構造物の変位を求め、該変位が一番大きい領域を対策部位候補として特定し、該対策部位候補に集中荷重を加えた有限要素法による構造解析を実施し該対策部位候補の変位を求め、該対策部位候補の変位が所定要件を満たすか否かにより対策部位候補が剛性強化の必要な対策部位に該当するか否かを判定する判定処理を行う構造解析手段を有し、前記構造解析手段は、前記対策部位に該当すると判定された場合に、前記求めた対策部位候補の変位と、所定の関数式とにより線形バネのバネ定数を算出し、前記対策部位に該算出したバネ定数の線形バネを設定し、該対策部位の剛性を疑似的に上げた上で、再度、前記判定処理を行い、次の対策部位の有無を判定することを特徴としている。
In addition, the present invention made to solve the above-described problems performs structural analysis by a finite element method using input data including structural design information, physical property value information, constraint conditions, and load conditions, and It is applied to a design support device that evaluates the rigidity of
Then, the design support device uses the input data to perform a structural analysis by a finite element method in which an evenly distributed load is applied to the structure to obtain a displacement of the structure, and to determine a region where the displacement is the largest. Identifies as a countermeasure part candidate, performs structural analysis by a finite element method with a concentrated load applied to the countermeasure part candidate, obtains a displacement of the countermeasure part candidate, and determines whether or not the displacement of the countermeasure part candidate satisfies a predetermined requirement It has a structure analysis means for performing a determination process for determining whether or not a countermeasure part candidate corresponds to a countermeasure part that requires rigidity enhancement, and when the structure analysis means is determined to correspond to the countermeasure part, Calculate the spring constant of the linear spring based on the obtained displacement of the countermeasure part candidate and a predetermined function formula, set the linear spring of the calculated spring constant in the countermeasure part, and artificially increase the rigidity of the countermeasure part And again before A judgment process is characterized by determining the presence or absence of the following measures site.

本発明によれば、構造物の剛性評価の工数を低減させる設計支援プログラム及び設計支援装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the design support program and design support apparatus which reduce the man-hour of the rigidity evaluation of a structure can be provided.

本発明の実施形態の設計支援装置の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the design support apparatus of the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態の情報処理装置のハードウェア構成図である。It is a hardware block diagram of the information processing apparatus of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の設計支援装置が行う構造物の設計支援処理の手順を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the procedure of the design support process of the structure which the design support apparatus of embodiment of this invention performs. 図3に示すS7の処理の手順を具体的に示したフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart specifically showing a processing procedure of S7 shown in FIG. 3. FIG. 本発明の実施形態におけるバネ定数の算出に用いられる関数式を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the functional formula used for calculation of the spring constant in embodiment of this invention. 本発明の実施形態の設計支援装置が出力するインパネの対策部位情報の一例を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed an example of the countermeasure site | part information of the instrument panel which the design assistance apparatus of embodiment of this invention outputs. 従来技術による構造物の弱体部位の剛性を疑似的に上げる処理の手順を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the procedure of the process which raises the rigidity of the weak part of a structure by a prior art artificially.

以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。
先ず、本実施形態の設計支援装置の機能構成を図1に基づいて説明する。
図1は、本発明の実施形態の設計支援装置の機能ブロック図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, the functional configuration of the design support apparatus of this embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 1 is a functional block diagram of a design support apparatus according to an embodiment of the present invention.

図示するように、設計支援装置Wは、製品や製品を構成する部品等の構造物の設計情報等を使ってその製品の剛性評価を行う情報処理装置1と、設計者からの各種要求を受け付ける入力装置2と、情報処理装置1が行った解析結果を出力する出力装置3とを備えている。また、情報処理装置1は、LAN(Local Area Network)等のネットワークNWを介して、CAD装置4に接続されている。   As shown in the figure, the design support apparatus W receives various requests from the information processing apparatus 1 that evaluates the rigidity of the product using design information of the product and parts such as parts constituting the product, and the designer. An input device 2 and an output device 3 that outputs an analysis result performed by the information processing device 1 are provided. The information processing apparatus 1 is connected to the CAD apparatus 4 via a network NW such as a LAN (Local Area Network).

情報処理装置1は、構造物に対し、有限要素法による構造解析を行い、構造物の変位を求めて、その変位から当該構造物の対策部位(剛性対策が必要な弱体部位)の有無を判定する。また、情報処理装置1は、前記構造解析により、構造物に対策部位があれば、さらに、有限要素法によるトポロジ最適化処理等を実行し、前記対策部位への剛性強化対策を選定する。   The information processing apparatus 1 performs structural analysis on the structure by the finite element method, obtains the displacement of the structure, and determines the presence / absence of a countermeasure part (weak body part requiring rigidity countermeasures) of the structure from the displacement. To do. In addition, if there is a countermeasure part in the structure by the structural analysis, the information processing apparatus 1 further executes a topology optimization process or the like by the finite element method to select a countermeasure for strengthening the rigidity of the countermeasure part.

また、入力装置2は、キーボードやマウス等により構成され、設計者からの各種要求や解析条件(物性値情報、拘束条件、荷重条件)等を受け付けて情報処理装置1に出力する。
出力装置3は、液晶ディスプレイ等により構成され、情報処理装置1が出力する画像情報を表示する。
また、CAD装置4には、構造解析を行う対象の構造物のCAD情報(例えば、自動車の構成部品の設計情報)が格納されている。そして、CAD装置4は、情報処理装置1からの要求にしたがい、情報処理装置1にCAD情報を出力する。
以下、設計支援装置Wの具体的な構成を説明する。なお、本実施形態のCAD装置4は、公知の技術により実現されるため、詳細な説明は省略する。
The input device 2 includes a keyboard, a mouse, and the like, and receives various requests from the designer, analysis conditions (physical property value information, constraint conditions, load conditions) and the like and outputs them to the information processing apparatus 1.
The output device 3 is configured by a liquid crystal display or the like, and displays image information output from the information processing device 1.
The CAD device 4 stores CAD information (for example, design information of automobile component parts) of a structure to be subjected to structural analysis. Then, the CAD device 4 outputs CAD information to the information processing device 1 in accordance with a request from the information processing device 1.
Hereinafter, a specific configuration of the design support apparatus W will be described. Note that the CAD device 4 of the present embodiment is realized by a known technique, and thus detailed description thereof is omitted.

情報処理装置1は、制御部10、データ取得部20、構造解析部30、および出力部40を備えている。
制御部10は、情報処理装置1の全体の動作を制御する。また、制御部10は、入力装置2を介して、設計者が入力する各種要求を受け付ける。そして、制御部10は、上記の受け付けた要求にしたがい、データ取得部20、構造解析部30、および出力部40を制御して、設計者からの要求に応じた処理を行う。
The information processing apparatus 1 includes a control unit 10, a data acquisition unit 20, a structure analysis unit 30, and an output unit 40.
The control unit 10 controls the overall operation of the information processing apparatus 1. In addition, the control unit 10 receives various requests input by the designer via the input device 2. Then, according to the received request, the control unit 10 controls the data acquisition unit 20, the structure analysis unit 30, and the output unit 40 to perform processing according to the request from the designer.

データ取得部20は、ネットワークNWに接続されている外部装置(例えば、CAD装置4)と通信を行い、外部装置との間でデータの授受を行う。例えば、データ取得部20は、ネットワークNWを介して、CAD装置4にアクセスし、CAD装置4に格納されている設計情報(CAD情報)を取得する。
また、データ取得部20は、入力装置2を介して、設計者が入力する、解析対象の構造物の「解析条件(物性値情報、拘束条件、荷重条件)」の入力を受け付ける。
The data acquisition unit 20 communicates with an external device (for example, the CAD device 4) connected to the network NW, and exchanges data with the external device. For example, the data acquisition unit 20 accesses the CAD device 4 via the network NW and acquires design information (CAD information) stored in the CAD device 4.
Further, the data acquisition unit 20 receives an input of “analysis conditions (physical property value information, constraint conditions, load conditions)” of the structure to be analyzed, which is input by the designer via the input device 2.

構造解析部30は、CAD装置4から取得した構造物の設計情報、および「解析条件」を用いて、後述する図3及び図4に示す各処理ステップを実行し、構造物の中から剛性強化が必要な弱体部位(対策部位)を求めたり、前記対策部位への剛性強化対策を選定したりする。
また、出力部40は、構造解析部30から解析結果を取得し、その解析結果か示す画像情報(図6参照)を生成し、出力装置3に、その生成した画像情報を出力する。
The structural analysis unit 30 uses the design information of the structure acquired from the CAD device 4 and the “analysis condition” to execute each processing step shown in FIG. 3 and FIG. The weak body part (countermeasure part) that needs to be obtained is obtained, or the countermeasure for strengthening the rigidity of the countermeasure part is selected.
The output unit 40 acquires the analysis result from the structure analysis unit 30, generates image information indicating the analysis result (see FIG. 6), and outputs the generated image information to the output device 3.

つぎに、本実施形態の情報処理装置1のハードウェア構成を説明する。
図2は、本実施形態の情報処理装置のハードウェア構成図である。
図示するように、情報処理装置1は、CPU(Central Processing Unit)50と、RAM(RandomAccess Memory)等により構成された主記憶装置51と、I/Oインタフェース52と、ハードディスク等により構成された補助記憶装置53と、ネットワークNWに接続されている装置との間で行うデータ授受の制御を行うネットワークインタフェース54とを有する。
また、補助記憶装置53には、上述した各部(制御部10、データ取得部20、構造解析部30、および出力部40)の機能を実現するためのプログラム(設計支援プログラム55)が格納されている。
Next, a hardware configuration of the information processing apparatus 1 according to the present embodiment will be described.
FIG. 2 is a hardware configuration diagram of the information processing apparatus according to the present embodiment.
As shown in the figure, the information processing apparatus 1 includes a CPU (Central Processing Unit) 50, a main storage device 51 configured by a RAM (Random Access Memory), etc., an I / O interface 52, and an auxiliary device configured by a hard disk or the like. It has a storage device 53 and a network interface 54 that controls data exchange between devices connected to the network NW.
The auxiliary storage device 53 stores a program (design support program 55) for realizing the functions of the above-described units (the control unit 10, the data acquisition unit 20, the structure analysis unit 30, and the output unit 40). Yes.

そして、情報処理装置1の各部(制御部10、データ取得部20、構造解析部30、および出力部40)の機能は、CPU50が補助記憶装置53に格納されている前記プログラムを主記憶装置51にロードして実行することにより実現される。   The function of each unit (the control unit 10, the data acquisition unit 20, the structure analysis unit 30, and the output unit 40) of the information processing apparatus 1 is such that the CPU 50 stores the program stored in the auxiliary storage device 53 into the main storage device 51. This is realized by loading and executing the program.

続いて、本実施形態の設計支援装置Wが行う構造物の設計支援処理について図3〜図6に基づいて説明する。
図3は、本発明の実施形態の設計支援装置が行う構造物の設計支援処理の手順を示したフローチャートである。また、図4は、図3に示すS7の処理の手順を具体的に示したフローチャートである。また、図5は、本発明の実施形態におけるバネ定数の算出に用いられる関数式を説明するための模式図である。
また、図6は、本発明の実施形態の設計支援装置が出力するインパネの対策部位情報の一例を示した模式図である。
なお、以下の説明では、評価対象の構造物が、自動車のインパネである場合を例にする。また、以下の処理ステップの中で用いられる有限要素法は、周知のものと同様である。
Next, a structure design support process performed by the design support apparatus W of the present embodiment will be described with reference to FIGS.
FIG. 3 is a flowchart showing the procedure of a structure design support process performed by the design support apparatus according to the embodiment of the present invention. FIG. 4 is a flowchart specifically showing the procedure of the process of S7 shown in FIG. FIG. 5 is a schematic diagram for explaining a functional formula used for calculating the spring constant in the embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a schematic diagram showing an example of instrument panel countermeasure part information output by the design support apparatus according to the embodiment of the present invention.
In the following description, a case where the structure to be evaluated is an instrument panel of an automobile is taken as an example. Further, the finite element method used in the following processing steps is the same as a well-known one.

先ず、情報処理装置1のデータ取得部20が、評価対象のデータを読み込む(S1)。
具体的には、データ取得部20は、ネットワークNWを介して、CAD装置4にアクセスし、CAD装置4に格納されているインパネの設計情報(CAD情報)を取得し、情報処理装置1のメモリ(主記憶装置51又は補助記憶装置53)に、前記取得したインパネの設計情報を格納する。
First, the data acquisition unit 20 of the information processing apparatus 1 reads data to be evaluated (S1).
Specifically, the data acquisition unit 20 accesses the CAD device 4 via the network NW, acquires instrument panel design information (CAD information) stored in the CAD device 4, and stores the memory of the information processing device 1. The acquired instrument panel design information is stored in the main storage device 51 or the auxiliary storage device 53.

次に、情報処理装置1のデータ取得部20は、解析条件の設定を受け付ける(S2)。
具体的には、データ取得部20は、入力装置2を介して、設計者が入力する、解析対象のインパネの「解析条件(物性値情報、拘束条件、荷重条件(等分布荷重、集中荷重の負荷量)」の入力を受け付け、情報処理装置1のメモリ(主記憶装置51又は補助記憶装置53)に、その受け付けた解析条件を格納する。
Next, the data acquisition unit 20 of the information processing apparatus 1 accepts setting of analysis conditions (S2).
Specifically, the data acquisition unit 20 inputs “analysis conditions (physical property value information, restraint conditions, load conditions (equally distributed load, concentrated load) of instrument panel to be analyzed” input by the designer via the input device 2. Load ”) is received, and the received analysis condition is stored in the memory (main storage device 51 or auxiliary storage device 53) of the information processing apparatus 1.

次に、情報処理装置1の構造解析部30は、前記メモリに格納されている「構造物(インパネ)の設計情報」および「構造物(インパネ)の解析条件」を用いて、インパネ全体に所定の等分布荷重を加えた有限要素法による構造解析(等分布荷重による剛性CAE)を実施してインパネの変位を求め、その変位からインパネの最大変位部位(対策部位候補)を特定し(S3)、S4の処理に進む。   Next, the structure analysis unit 30 of the information processing apparatus 1 uses the “structure (instrument) design information” and “structure (instrument) analysis conditions” stored in the memory to predetermine the entire instrument panel. The structural analysis by the finite element method (equal distribution load rigidity CAE) is applied to obtain the instrument panel displacement, and the maximum displacement part (countermeasure part candidate) of the instrument panel is identified from the displacement (S3) The process proceeds to S4.

具体的には、S3では、構造解析部30は、略板状の形成されたインパネ一方面(例えば、車室側に配置される意匠面)に対し、インパネの意匠面に略直交する方向の等分布荷重(Z1(N))を加えた有限要素法による構造解析を実施し、インパネ100の意匠面の変位(X(mm))を求める。
そして、構造解析部30は、前記求めたインパネの変位のうち、その変位量が一番大きい領域を最大変位部位(対策部位候補)として特定する。すなわち、本ステップ(S10)では、1カ所の最大変位部位(対策部位候補)が特定される。
Specifically, in S3, the structural analysis unit 30 is in a direction substantially orthogonal to the design surface of the instrument panel with respect to the instrument panel one surface (for example, the design surface arranged on the vehicle compartment side) formed in a substantially plate shape. A structural analysis is performed by a finite element method to which an evenly distributed load (Z1 (N)) is applied, and a displacement (X (mm)) of the design surface of the instrument panel 100 is obtained.
And the structure analysis part 30 specifies the area | region where the displacement amount is the largest among the calculated | required instrument panel displacements as a maximum displacement site | part (countermeasure site candidate). That is, in this step (S10), one maximum displacement part (countermeasure part candidate) is specified.

次に、構造解析部30は、前記メモリに格納されている「構造物(インパネ)の設計情報」および「構造物(インパネ)の解析条件」を用いて、S3で特定した最大変位部位(対策部位候補)に対して、所定の集中荷重(Z2(N))を加えた有限要素法による構造解析(集中荷重による剛性CAE)を実施し、前記最大変位部位(対策部位候補)の変位(X(mm))を求める(S4)。
次に、構造解析部30は、前記求めた変位(X(mm))が所定の要件(目標値)を満足しているか否かを判定し(S5)、満足していればS13に進み、満足していなければS6に進む。
Next, the structure analysis unit 30 uses the “structure (instrument) design information” and “structure (instrument) analysis conditions” stored in the memory to determine the maximum displacement site (measures) A structural analysis by the finite element method (rigidity CAE due to the concentrated load) with a predetermined concentrated load (Z2 (N)) is applied to the region candidate), and the displacement (X (Mm)) is obtained (S4).
Next, the structural analysis unit 30 determines whether or not the obtained displacement (X (mm)) satisfies a predetermined requirement (target value) (S5), and if satisfied, proceeds to S13. If not satisfied, the process proceeds to S6.

具体的には、例えば、前記要件(目標値)が「a1(mm)以内」と定められている場合、構造解析部30は、S4で求めた変位(X(mm))のうちの最大となる変位(Xmax(mm))が目標値(a1(mm))以内であるか否かを判定する。
そして、構造解析部30は、前記変位(Xmax)が目標値(a1(mm))より大きければ(Xmax>a1)、S6に進む。すなわち、構造解析部30は、前記求めた変位(Xmax(mm))が所定の要件(目標値)を満足していなければ、S3で特定した最大変位部位を対策部位(剛性強化が必要な部位)に該当すると判定して、S6に進む。
一方、構造解析部30は、前記変位(Xmax)が目標値(a1(mm))以下であれば(Xmax≦a1)、S13に進み、インパネに対策部位(剛性強化が必要な部位)が無いものと判定して処理を終了する。
Specifically, for example, when the requirement (target value) is defined as “within a1 (mm)”, the structural analysis unit 30 determines that the maximum of the displacement (X (mm)) obtained in S4 is It is determined whether or not the displacement (Xmax (mm)) is within the target value (a1 (mm)).
If the displacement (Xmax) is larger than the target value (a1 (mm)) (Xmax> a1), the structure analysis unit 30 proceeds to S6. That is, if the obtained displacement (Xmax (mm)) does not satisfy a predetermined requirement (target value), the structural analysis unit 30 determines the maximum displacement portion specified in S3 as a countermeasure portion (a portion requiring rigidity enhancement). ) And the process proceeds to S6.
On the other hand, if the displacement (Xmax) is equal to or less than the target value (a1 (mm)) (Xmax ≦ a1), the structural analysis unit 30 proceeds to S13, and there is no countermeasure part (part requiring rigidity enhancement) in the instrument panel. It determines with it and it complete | finishes a process.

なお、S3〜S5の各処理ステップにおいて、構造解析部30は、出力部40に、上記の解析結果(インパネの変位を示す情報)を送り、出力部40に解析結果を表示させるようにしてもよい。この場合、出力部40は、構造解析部30からの解析結果を受け付け、その解析結果を用いて、インパネの変位を示した画像情報(最大変位部を示す情報)を生成し、例えば、図6に示す画像情報を出力装置3に表示する。
また、図6における符号100は、自動車のインパネを示している。また、図示する画像情報は、インパネ100の意匠面が、変位量に応じて色分けされた状態で示されており、符号110の領域が最大変位部位となっている。
In each processing step of S3 to S5, the structure analysis unit 30 sends the above analysis result (information indicating instrument panel displacement) to the output unit 40 and causes the output unit 40 to display the analysis result. Good. In this case, the output unit 40 receives the analysis result from the structural analysis unit 30, and generates image information (information indicating the maximum displacement unit) indicating the displacement of the instrument panel using the analysis result. For example, FIG. Is displayed on the output device 3.
Moreover, the code | symbol 100 in FIG. 6 has shown the instrument panel of the motor vehicle. The illustrated image information shows the design surface of the instrument panel 100 in a state where the design surface is color-coded according to the amount of displacement, and the region denoted by reference numeral 110 is the maximum displacement portion.

図3に戻り、S5において変位(Xmax(mm))が所定の要件(目標値)を満足していないと判定した場合に進むS6以降の処理を説明する。
S6では、構造解析部30は、S3で特定した最大変位部位(対策部位候補)を対策部位(剛性強化が必要な部位)として登録する。
具体的には、構造解析部30は、情報処理装置1のメモリ(主記憶装置51又は補助記憶装置53)の所定領域に、S3で特定した最大変位部位を対策部位(剛性強化が必要な部位)として格納する。
Returning to FIG. 3, the processing after S6 that is performed when it is determined in S5 that the displacement (Xmax (mm)) does not satisfy the predetermined requirement (target value) will be described.
In S6, the structure analysis unit 30 registers the maximum displacement part (countermeasure part candidate) identified in S3 as a countermeasure part (part requiring rigidity enhancement).
Specifically, the structure analysis unit 30 sets the maximum displacement site specified in S3 in a predetermined area of the memory (main storage device 51 or auxiliary storage device 53) of the information processing device 1 as a countermeasure site (a site requiring rigidity enhancement). ).

次に、構造解析部30は、S6において登録した対策部位に線形バネを設定し、当該対策部位の剛性を擬似的にアップさせる(S7)。
ここで、S7で行われる処理の手順について、図4を参照しながら詳細に説明する。
Next, the structure analysis unit 30 sets a linear spring to the countermeasure site registered in S6, and increases the rigidity of the countermeasure site in a pseudo manner (S7).
Here, the procedure of the process performed in S7 will be described in detail with reference to FIG.

図4に示すように、S7では、先ず、構造解析部30は、S6で登録された対策部位の剛性を疑似的に上げるために用いる線形バネのバネ定数Aを算出し(S71)、対策部位に、前記算出したバネ定数Aの線形バネを設定して(S71)、当該対策部位の剛性を疑似的に上げる。   As shown in FIG. 4, in S7, first, the structural analysis unit 30 calculates the spring constant A of the linear spring used to artificially increase the rigidity of the countermeasure part registered in S6 (S71), and the countermeasure part. Then, a linear spring having the calculated spring constant A is set (S71), and the rigidity of the countermeasure part is artificially increased.

具体的には、構造解析部30は、以下に示す[数1]の関数式(バネ定数Aを算出するための関数式)を保持しており、前記関数式のXに、上述したS4で求めた線形バネが付与される前の対策部位(S4の段階においては最大変位部位)の変位(Xmax(mm))を代入して、線形バネのバネ定数Aを求める。
[数1]
Y=aX−b
Y:バネ定数A、 X:線形バネを付与する前の対策部位の変位
a、b:定数
Specifically, the structure analysis unit 30 holds a function equation of [Equation 1] shown below (a function equation for calculating the spring constant A), and the above X in the function equation is represented by S4 described above. The spring constant A of the linear spring is obtained by substituting the displacement (Xmax (mm)) of the countermeasure part (maximum displacement part in the stage of S4) before the obtained linear spring is applied.
[Equation 1]
Y = aX−b
Y: Spring constant A, X: Displacement of countermeasure part before applying linear spring a, b: Constant

なお、上記[数1]の関数式は、「対策部位に設定する線形バネのバネ定数」と「線形バネの付与前の対策部位の変位」との関係を示した関数式であり、実験或いは実際のインパネの剛性評価により得られた、複数種類のインパネの「対策部位に設定した最適な線形バネのバネ定数」と「線形バネの付与前の対策部位の変位」とを対応付けたデータを複数集めて、その集めたデータ群を統計処理して得られた近似式である。
また、本実施形態では、構造解析部30に、予め求めておいた関数式([数1]の関数)を保持させておき(設計支援プログラム55(図2参照)のなかに前記関数式を含めておき)、当該関数式を用いてバネ定数Aを算出しているが、あくまでもこれは一例である。
例えば、情報処理装置1のメモリ(主記憶装置50又は補助記憶装置53)の所定領域に、前記関数式を格納しておき、構造解析部30が、必要なときに当該メモリに格納された関数式を利用するようにしてもよい。
Note that the above [Equation 1] is a functional expression showing the relationship between “the spring constant of the linear spring set for the countermeasure part” and “the displacement of the countermeasure part before applying the linear spring”. The data obtained by evaluating the rigidity of the actual instrument panel is the data that correlates the "spring constant of the optimal linear spring set for the countermeasure part" and "displacement of the countermeasure part before applying the linear spring" for multiple types of instrument panel It is an approximate expression obtained by collecting a plurality of data and statistically processing the collected data group.
Further, in the present embodiment, the structure analysis unit 30 holds a function expression (function of [Equation 1]) obtained in advance (the function expression is included in the design support program 55 (see FIG. 2)). The spring constant A is calculated using the function formula, but this is only an example.
For example, the function expression is stored in a predetermined area of the memory (main storage device 50 or auxiliary storage device 53) of the information processing apparatus 1, and the structure analysis unit 30 stores the function stored in the memory when necessary. An expression may be used.

ここで、上述した[数1]の関数式について、図5を用いて説明する。
本願発明者らは、インパネ等の構造物の構造解析に関する研究を重ねた結果、インパネ等の構造物の対策部位の剛性を擬似的に上げるために用いられる線形バネのバネ定数と、線形バネを設定する前の対策部位の変位(Xmax)との間に、強い相関関係があることを見出した。
また、前記研究により、インパネ等の構造物の形状や、対策部位の位置に関係なく、前記相関関係があることがわかった。例えば、一方面(例えば、車室側に配置される意匠面)に対して凸上になされたインパネにおいても、一方面に対して凹上になされたインパネにおいても、その形状に関係なく、前記相関関係があることがわかった。
Here, the above-described function formula of [Equation 1] will be described with reference to FIG.
As a result of repeated research on the structural analysis of structures such as instrument panels, the inventors of the present application have determined that the spring constant of the linear spring used to artificially increase the rigidity of the countermeasure part of the structure such as the instrument panel and the linear spring It was found that there is a strong correlation with the displacement (Xmax) of the countermeasure site before setting.
Moreover, it has been found from the above research that there is the correlation regardless of the shape of a structure such as an instrument panel or the position of a countermeasure site. For example, even in an instrument panel that is convex with respect to one side (for example, a design surface arranged on the passenger compartment side), an instrument panel that is concave with respect to one side, regardless of the shape, It was found that there was a correlation.

そこで、本願発明者らは、図5に示すように、X軸に「線形バネの付与前の対策部位の変位」をとり、Y軸に「対策部位に設定する線形バネのバネ定数」をとったX−Y座標面を作成し、そのX―Y座標面上に、実験或いは実際のインパネの剛性評価により得られた、複数種類のインパネの「対策部位に設定した最適な線形バネのバネ定数」と「線形バネの付与前の対策部位の変位」とを対応付けたデータをプロットしていき、最小二乗法による近似式を求め、その近似式を「バネ定数Aを算出するための関数式」として用いるようにした。その結果、インパネの形状や対策部位の位置に関係なく、上記関数式により、バネ定数Aを算出することができ、線形バネの選定処理の工数を削減させることが可能になった。   Therefore, as shown in FIG. 5, the inventors of the present invention take “displacement of the countermeasure site before application of the linear spring” on the X axis and “spring constant of the linear spring set as the countermeasure site” on the Y axis. The XY coordinate plane was created, and on the XY coordinate plane, the spring constant of the optimal linear spring set as the countermeasure area of multiple types of instrument panel obtained by experiment or actual instrument panel rigidity evaluation ”And“ displacement of the countermeasure part before applying the linear spring ”are plotted, an approximate expression by the least square method is obtained, and the approximate expression is expressed as“ a functional expression for calculating the spring constant A ”. "." As a result, the spring constant A can be calculated by the above function formula regardless of the shape of the instrument panel and the position of the countermeasure part, and the man-hours for selecting the linear spring can be reduced.

図4に戻り、上述したS72の後に行われるS73〜S74の処理を説明する。
S73では、構造解析部30が、線形バネを設定した対策部位に対して、所定の集中荷重(Z3(N))を加えた有限要素法による構造解析(集中荷重による剛性CAE)を実施し、線形バネを設定した対策部位の変位(B(mm))を求める。
Returning to FIG. 4, the processing of S73 to S74 performed after S72 described above will be described.
In S73, the structural analysis unit 30 performs a structural analysis (rigidity CAE due to the concentrated load) by a finite element method to which a predetermined concentrated load (Z3 (N)) is added to the countermeasure site where the linear spring is set, The displacement (B (mm)) of the countermeasure part set with the linear spring is obtained.

次に、構造解析部30は、S73で求めた対策部位の変位(B(mm))が、所定要件を満たすか否かを判定し、所定要件を満たせばS7の処理を終えて図3のS8の処理に進み、所定要件を満たさなければS75の処理に進む(S74)。
具体的には、構造解析部30は、S73で求めた、線形バネを設定した対策部位の変位(B(mm))が、所定範囲内(b1(mm)≦B(mm)≦b2(mm))であれば、S72で設定した線形バネが最適なものであると判定してS7の処理を終了して、図3のS8の処理に進む。
一方、構造解析部30は、S73で求めた、線形バネを設定した対策部位の変位(B(mm))が、所定範囲内(b1(mm)≦B(mm)≦b2(mm))でなければ、S75に進み、S72で設定した線形バネのバネ定数を補正する。
Next, the structural analysis unit 30 determines whether or not the displacement (B (mm)) of the countermeasure part obtained in S73 satisfies a predetermined requirement. If the predetermined requirement is satisfied, the process of S7 is finished and the process of FIG. The process proceeds to S8. If the predetermined requirement is not satisfied, the process proceeds to S75 (S74).
Specifically, the structural analysis unit 30 determines that the displacement (B (mm)) of the countermeasure part set with the linear spring obtained in S73 is within a predetermined range (b1 (mm) ≦ B (mm) ≦ b2 (mm )), It is determined that the linear spring set in S72 is optimal, and the process of S7 is terminated, and the process proceeds to S8 of FIG.
On the other hand, the structural analysis unit 30 determines that the displacement (B (mm)) of the countermeasure part set with the linear spring obtained in S73 is within a predetermined range (b1 (mm) ≦ B (mm) ≦ b2 (mm)). If not, the process proceeds to S75, and the spring constant of the linear spring set in S72 is corrected.

S75では、構造解析部30は、S73で求めた対策部位の変位Bの値に対応付けた補正値(α、−α)を利用して、S72において設定した線形バネのバネ定数Aを補正し、上述したS73の処理に戻る。
なお、図示する例では、前記変位Bがb1より小さい場合(B<b1)に、バネ定数Aに補正値(α)を減算し(A−α)、前記変位Bがb2より大きい場合(B>b2)に、バネ定数Aに補正値(α)を加算する(A+α)ことにより、バネ定数Aを補正しているが、あくまでもこれは一例である。
例えば、前記変位Bの値に対応付けて補正値を定めておき、前記変位Bに応じて、バネ定数Aに補正値を乗算(或いは除算)するように構成されていてもよい。
In S75, the structure analysis unit 30 corrects the spring constant A of the linear spring set in S72 by using the correction values (α, −α) associated with the value of the displacement B of the countermeasure site obtained in S73. Then, the process returns to S73 described above.
In the illustrated example, when the displacement B is smaller than b1 (B <b1), the correction value (α) is subtracted from the spring constant A (A−α), and when the displacement B is larger than b2 (B > B2), the spring constant A is corrected by adding the correction value (α) to the spring constant A (A + α), but this is only an example.
For example, a correction value may be determined in association with the value of the displacement B, and the spring constant A may be multiplied (or divided) by the correction value according to the displacement B.

このように、S72で設定した線形バネを検証し、所定要件を満たさなければ補正するようにしているのは、以下の理由による。
具体的には、本実施形態では、インパネの形状や、対策部位の位置に関係なく、上述した[数1]の関数式により、線形バネのバネ定数Aを設定しているが、上述した研究により、インパネの種類や対策部位の位置によって、設定した線形バネの値が最適なものから微少にズレルことがあることがわかった(微少な誤差があることがわかった)。
そのため、本実施形態では、S72で設定した線形バネを検証し、所定要件を満たさなければ補正するようにし、線形バネの設定処理の信頼性を確保するようにした。なお、本実施形態では、設計支援装置Wが自動的に、バネ定数の検証及び補正を行うため、設計者に負担をかけることはない。
As described above, the linear spring set in S72 is verified and corrected if the predetermined requirement is not satisfied for the following reason.
Specifically, in the present embodiment, the spring constant A of the linear spring is set by the above-described function formula [Equation 1] regardless of the shape of the instrument panel and the position of the countermeasure part. Thus, it was found that there was a slight deviation from the optimal value of the set linear spring depending on the type of instrument panel and the position of the countermeasure site (it was found that there was a slight error).
Therefore, in this embodiment, the linear spring set in S72 is verified and corrected if the predetermined requirement is not satisfied, thereby ensuring the reliability of the linear spring setting process. In this embodiment, the design support apparatus W automatically verifies and corrects the spring constant, so that the designer is not burdened.

図3に戻り、S7の処理に続いて行われるS8以降の処理を説明する。
S8では、構造解析部30は、S7で対策部位の剛性をアップさせたインパネに対して、上述したS3と同様の方法により、インパネの一方面(例えば、車室側に配置される意匠面)に対し、等分布荷重(Z1(N))を加えた有限要素法による構造解析を実施し、インパネ100の意匠面の変位(X(mm))を求める。
そして、構造解析部30は、前記求めたインパネの変位のうち、その変位量が一番大きい領域を最大変位部位(次の対策部位候補)として特定する。
Returning to FIG. 3, the processing after S8 performed following the processing of S7 will be described.
In S8, the structural analysis unit 30 applies one surface of the instrument panel (for example, a design surface arranged on the vehicle compartment side) to the instrument panel whose rigidity is improved in S7 by the same method as in S3 described above. On the other hand, structural analysis is performed by a finite element method to which an evenly distributed load (Z1 (N)) is applied, and the displacement (X (mm)) of the design surface of the instrument panel 100 is obtained.
And the structure analysis part 30 specifies the area | region where the displacement amount is the largest among the calculated | required instrument panel displacements as a largest displacement site | part (next countermeasure site | part candidate).

次に、構造解析部30は、上述したS4と同様の方法により、S8で特定した最大変位部位(対策部位候補)に対して、所定の集中荷重(Z2(N))を加えた有限要素法による構造解析(集中荷重による剛性CAE)を実施し、インパネの変位(X(mm))を求める(S9)。
次に、構造解析部30は、上述したS5と同様の方法により、前記求めた変位(X(mm))のうちの最大となる変位(Xmax(mm))が所定の要件(目標値)を満足しているか否かを判定し(S10)、満足していればS11に進み、満足していなければS6に戻り、上述したS6〜S10の処理を繰り返す。
Next, the structural analysis unit 30 adds a predetermined concentrated load (Z2 (N)) to the maximum displacement part (countermeasure part candidate) specified in S8 by the same method as S4 described above. The structural analysis (rigidity CAE by concentrated load) is carried out to determine the instrument panel displacement (X (mm)) (S9).
Next, the structural analysis unit 30 uses a method similar to S5 described above, and the maximum displacement (Xmax (mm)) of the obtained displacements (X (mm)) satisfies a predetermined requirement (target value). It is determined whether or not satisfied (S10). If satisfied, the process proceeds to S11. If not satisfied, the process returns to S6, and the above-described processes of S6 to S10 are repeated.

次に、S11では、構造解析部30は、上述した各処理ステップにより登録された対策部位を提示し(S11)、その後、当該対策部位に対する必要部位CAEを実施して対策部位に対する具体的な対策(リブの追加、板厚増加等)を求めて(S12)、処理を終了する。
具体的には、S11では、構造解析部30は、前記メモリに格納されている対策部位を読み出し、出力部40に、その対策部位(インパネの対策必要を示す情報)を送り、出力部40にインパネの対策部位を表示させる。この場合、出力部40は、構造解析部30からの対策部位を示す情報を用いて、インパネの対策部位を示した画像情報を生成し、出力装置3に前記画像情報を表示する。
なお、S12の処理は、周知の技術を用いるため、その詳細な説明を省略する。
Next, in S11, the structure analysis unit 30 presents the countermeasure site registered in each processing step described above (S11), and then performs the necessary site CAE for the countermeasure site and performs specific countermeasures for the countermeasure site. (Addition of ribs, increase in plate thickness, etc.) is obtained (S12), and the process is terminated.
Specifically, in S <b> 11, the structure analysis unit 30 reads the countermeasure part stored in the memory, sends the countermeasure part (information indicating the necessity of instrument panel countermeasures) to the output unit 40, and outputs the countermeasure part to the output unit 40. Display the instrument control area. In this case, the output unit 40 generates image information indicating the countermeasure part of the instrument panel using the information indicating the countermeasure part from the structure analysis unit 30, and displays the image information on the output device 3.
In addition, since the process of S12 uses a well-known technique, the detailed description is abbreviate | omitted.

以上、説明したように、本実施形態の設計支援装置Wは、構造物(インパネ)の対策部位の剛性を擬似的に上げるために用いる線形バネの選定(バネ定数Aの選定)に、予め求めておいた関数式と、線形バネの付与前の対策部位の変位とを用いている。
すなわち、本実施形態の設計支援装置Wによれば、予め求めておいた関数式と、線形バネの付与前の対策部位の変位とを用いて前記バネ定数Aを選定しているため、従来技術のようなトライ&エラーの繰り返し処理を行う必要がない。その結果、本実施形態によれば、線形バネの選定処理の工数を削減することができるため、構造物の剛性評価のための作業時間を短縮させることができる。
さらに、上記関数式は、インパネの形状や、対策部位の位置に関係なく適用することができるため、作業者の経験則により行っていた線形バネの選定作業の負担を軽減することができる。
As described above, the design support apparatus W according to the present embodiment obtains in advance the selection of the linear spring (selection of the spring constant A) used for artificially increasing the rigidity of the countermeasure part of the structure (instrument panel). The function equation that has been set and the displacement of the countermeasure site before the linear spring is applied are used.
That is, according to the design support apparatus W of the present embodiment, the spring constant A is selected by using a function equation obtained in advance and the displacement of the countermeasure part before the linear spring is applied. There is no need to repeat the trial and error process. As a result, according to the present embodiment, the man-hours for the selection process of the linear spring can be reduced, so that the work time for evaluating the rigidity of the structure can be shortened.
Furthermore, since the above function formula can be applied regardless of the shape of the instrument panel and the position of the countermeasure part, the burden of selecting the linear spring that has been performed based on the empirical rule of the operator can be reduced.

また、本実施形態では、予め求めておいた関数式と、線形バネの付与前の対策部位の変位とにより選定した線形バネに対して検証を行い(図4のS73〜S75)、必要に応じて線形バネのバネ定数Aを補正している。この処理により、前記線形バネの設定処理の信頼性が確保される。   Further, in the present embodiment, verification is performed on the linear spring selected based on the function formula obtained in advance and the displacement of the countermeasure site before the linear spring is applied (S73 to S75 in FIG. 4). Thus, the spring constant A of the linear spring is corrected. This process ensures the reliability of the linear spring setting process.

また、前記線形バネの選定処理、前記選定した線形バネの検証処理、及び前記選定した線形バネの必要に応じた補正処理は、いずれも、設計支援装置Wにより自動的に行われるため、設計者に作業負担がかかることはない。
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内において種々の変形が可能である。
Since the selection process of the linear spring, the verification process of the selected linear spring, and the correction process according to the need of the selected linear spring are all automatically performed by the design support device W, the designer There is no burden on the work.
In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, A various deformation | transformation is possible within the range of the summary.

例えば、上述した実施形態では、構造解析部30がバネ定数を算出するために、予め求めておいた関数式([数1]の関数式)を利用しいているが、特にこれに限定されるものではない。
情報処理装置1のメモリ(主記憶装置51、補助記憶装置53)の所定領域に、前記関数式を算出するためのデータベース(実験により得られた、インパネの「対策部位に設定した最適な線形バネのバネ定数」と「線形バネの付与前の対策部位の変位」とを対応付けたデータを集めたデータベース)を格納しておく。
そして、図4に示したS71の処理を行う際、その都度、構造解析部30が、前記データベースに登録されたデータを用いて前記関数式を求めるようにしてもよい。
また、図4のS73〜S75においてバネ定数を補正した場合、前記データベースに、「補正したバネ定数(補正した後に実施されるS74において所定要件を満たした線形バネのバネ定数)」と「線形バネの付与前の対策部位の変位」とを対応付けたデータを追加して登録する。
このように構成することにより、バネ定数を補正した際の値が、前記関数式の算出基礎となるデータに反映されるため、算出する関数式の信頼性を向上させることができる。
For example, in the above-described embodiment, the structure analysis unit 30 uses a function expression (function expression of [Equation 1]) obtained in advance in order to calculate the spring constant, but is particularly limited to this. It is not a thing.
In a predetermined area of the memory (the main storage device 51 and the auxiliary storage device 53) of the information processing apparatus 1, a database for calculating the function formula (an optimum linear spring set as a countermeasure part of the instrument panel obtained by an experiment) ”Is a database that collects data associating“ spring constants ”and“ displacement of countermeasure sites before linear springs ”.
Then, each time the process of S71 shown in FIG. 4 is performed, the structure analysis unit 30 may obtain the function formula using data registered in the database.
Further, when the spring constant is corrected in S73 to S75 in FIG. 4, “corrected spring constant (the spring constant of the linear spring satisfying the predetermined requirement in S74 executed after correction)” and “linear spring” are stored in the database. Is added and registered.
By configuring in this way, the value when the spring constant is corrected is reflected in the data that is the basis for calculating the function expression, so that the reliability of the function expression to be calculated can be improved.

W…設計支援装置
1…情報処理装置
2…入力装置
3…出力装置
4…CAD装置
10…制御部
20…データ取得部
30…構造解析部
40…出力部
50…CPU
51…主記憶装置
52…I/Oインタフェース
53…補助記憶装置
54…NWインタフェース
55…設計支援プログラム
100…インストルメントパネル
W ... Design support device 1 ... Information processing device 2 ... Input device 3 ... Output device 4 ... CAD device 10 ... Control unit 20 ... Data acquisition unit 30 ... Structure analysis unit 40 ... Output unit 50 ... CPU
51 ... Main storage device 52 ... I / O interface 53 ... Auxiliary storage device 54 ... NW interface 55 ... Design support program 100 ... Instrument panel

Claims (4)

情報処理装置に、構造物の剛性評価を実行させる設計支援プログラムであって、
構造物の設計情報、物性値情報、拘束条件、および荷重条件を含む入力データを用いて、該構造物に等分布荷重を加えた有限要素法による構造解析を実施し該構造物の変位を求め、該変位が一番大きい領域を対策部位候補として特定し、該対策部位候補に集中荷重を加えた有限要素法による構造解析を実施し該対策部位候補の変位を求め、該対策部位候補の変位が所定要件を満たすか否かにより対策部位候補が剛性強化の必要な対策部位に該当するか否かを判定する判定処理を行うステップと、
前記対策部位に該当すると判定された場合に、前記求めた対策部位候補の変位と、所定の関数式とにより線形バネのバネ定数を算出し、前記対策部位に該算出したバネ定数の線形バネを設定し、該対策部位の剛性を疑似的に上げた上で、再度、前記判定処理を行い、次の対策部位の有無を判定するステップとを有することを特徴とする設計支援プログラム。
A design support program for causing an information processing device to perform a rigidity evaluation of a structure,
Using input data including design information, physical property value information, constraint conditions, and load conditions of the structure, structural analysis is performed by the finite element method with an equally distributed load applied to the structure, and the displacement of the structure is obtained. , Identifying the region with the largest displacement as a countermeasure site candidate, performing a structural analysis by a finite element method in which a concentrated load is applied to the countermeasure site candidate, obtaining the displacement of the countermeasure site candidate, Performing a determination process for determining whether or not a countermeasure part candidate corresponds to a countermeasure part that requires rigidity enhancement depending on whether or not satisfies a predetermined requirement;
When it is determined that it corresponds to the countermeasure part, a spring constant of a linear spring is calculated from the obtained displacement of the candidate countermeasure part and a predetermined function formula, and the calculated spring constant of the linear spring is applied to the countermeasure part. A design support program comprising the steps of: setting, artificially increasing the rigidity of the countermeasure part, and performing the determination process again to determine the presence or absence of the next countermeasure part.
前記関数式は、実験或いは実際の構造物の剛性評価により得られた、前記線形バネのバネ定数と、前記線形バネを設定する前の前記対策部位の変位とを対応付けたデータを集めたデータ群を統計処理して得られた近似式であることを特徴とする請求項1に記載の設計支援プログラム。   The function formula is data obtained by collecting data in which the spring constant of the linear spring and the displacement of the countermeasure part before setting the linear spring are associated with each other, obtained by experiment or by evaluating the rigidity of the actual structure. The design support program according to claim 1, wherein the design support program is an approximate expression obtained by statistically processing a group. 前記算出したバネ定数の線形バネを前記対策部位に設定した場合、さらに、前記線形バネが設定された対策部位に集中荷重を加えた有限要素法による構造解析を実施し該対策部位の変位を求め、該求めた変位が所定基準を満たさなければ、前記算出したバネ定数を補正することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の設計支援プログラム。   When a linear spring having the calculated spring constant is set as the countermeasure part, a structural analysis is performed by a finite element method in which a concentrated load is applied to the countermeasure part where the linear spring is set to obtain a displacement of the countermeasure part. 3. The design support program according to claim 1 or 2, wherein the calculated spring constant is corrected if the obtained displacement does not satisfy a predetermined standard. 構造物の設計情報、物性値情報、拘束条件、および荷重条件を含む入力データを用いた有限要素法による構造解析を行い、該構造物の剛性評価を行う設計支援装置であって、
前記入力データを用いて、前記構造物に等分布荷重を加えた有限要素法による構造解析を実施し該構造物の変位を求め、該変位が一番大きい領域を対策部位候補として特定し、該対策部位候補に集中荷重を加えた有限要素法による構造解析を実施し該対策部位候補の変位を求め、該対策部位候補の変位が所定要件を満たすか否かにより対策部位候補が剛性強化の必要な対策部位に該当するか否かを判定する判定処理を行う構造解析手段を有し、
前記構造解析手段は、前記対策部位に該当すると判定された場合に、前記求めた対策部位候補の変位と、所定の関数式とにより線形バネのバネ定数を算出し、前記対策部位に該算出したバネ定数の線形バネを設定し、該対策部位の剛性を疑似的に上げた上で、再度、前記判定処理を行い、次の対策部位の有無を判定することを特徴とする設計支援装置。
A design support device that performs structural analysis by a finite element method using input data including design information of a structure, physical property value information, constraint conditions, and load conditions, and evaluates the rigidity of the structure,
Using the input data, structural analysis is performed by a finite element method in which an equally distributed load is applied to the structure to obtain a displacement of the structure, a region where the displacement is the largest is identified as a countermeasure site candidate, Perform structural analysis by the finite element method with concentrated load applied to the countermeasure part candidate to determine the displacement of the countermeasure part candidate, and the countermeasure part candidate needs to strengthen its rigidity depending on whether the displacement of the countermeasure part candidate satisfies a predetermined requirement Having a structure analysis means for performing a determination process for determining whether or not it corresponds to an appropriate countermeasure site,
When it is determined that the structure analysis unit corresponds to the countermeasure part, the structure analysis unit calculates a spring constant of a linear spring based on the displacement of the obtained countermeasure part candidate and a predetermined function formula, and the calculation is performed on the countermeasure part. A design support apparatus, wherein a linear spring having a spring constant is set and the rigidity of the countermeasure part is artificially increased, and then the determination process is performed again to determine the presence or absence of the next countermeasure part.
JP2009261518A 2009-11-17 2009-11-17 Design support program and design support apparatus Expired - Fee Related JP5059084B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009261518A JP5059084B2 (en) 2009-11-17 2009-11-17 Design support program and design support apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009261518A JP5059084B2 (en) 2009-11-17 2009-11-17 Design support program and design support apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011107927A true JP2011107927A (en) 2011-06-02
JP5059084B2 JP5059084B2 (en) 2012-10-24

Family

ID=44231327

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009261518A Expired - Fee Related JP5059084B2 (en) 2009-11-17 2009-11-17 Design support program and design support apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5059084B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017211977A (en) * 2016-05-18 2017-11-30 三菱重工業株式会社 Data creation device, three-dimensional lamination system, design method, and program
US11275044B2 (en) 2018-08-31 2022-03-15 Nuflare Technology, Inc. Anomaly determination method and writing apparatus

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008040528A (en) * 2006-08-01 2008-02-21 Honda Motor Co Ltd Structure optimization method
JP2009217548A (en) * 2008-03-11 2009-09-24 Kanto Auto Works Ltd Design support device
JP2010092256A (en) * 2008-10-08 2010-04-22 Kanto Auto Works Ltd Program of manufacturing optimal structure for component rigidity and information processor

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008040528A (en) * 2006-08-01 2008-02-21 Honda Motor Co Ltd Structure optimization method
JP2009217548A (en) * 2008-03-11 2009-09-24 Kanto Auto Works Ltd Design support device
JP2010092256A (en) * 2008-10-08 2010-04-22 Kanto Auto Works Ltd Program of manufacturing optimal structure for component rigidity and information processor

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017211977A (en) * 2016-05-18 2017-11-30 三菱重工業株式会社 Data creation device, three-dimensional lamination system, design method, and program
US11275044B2 (en) 2018-08-31 2022-03-15 Nuflare Technology, Inc. Anomaly determination method and writing apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JP5059084B2 (en) 2012-10-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8126658B2 (en) Shape defect factor identification method, device, and program
US8589121B2 (en) Fracture prediction method, processing device, program product and recording medium
US20110246150A1 (en) Method, device, program, and recording medium of analyzing cause of springback
EP4039565A1 (en) Vibration noise reduction analysis method and analysis device for automotive panel component
US9816904B2 (en) Analyzing method of spot welded portion, analyzing program of spot welded portion, recording medium and analyzing apparatus of spot welded portion
KR20150040790A (en) System and method for prediction of snap-through buckling of formed steel sheet panels
US9410855B2 (en) Method for press forming analysis
JP5059084B2 (en) Design support program and design support apparatus
JP4744541B2 (en) Design support device
JP4879244B2 (en) Optimal structure manufacturing program for component rigidity and information processing apparatus
JP4744542B2 (en) Design support device
JP5131212B2 (en) Material state estimation method
JP2005266894A (en) Mold design support system and method, and program for supporting mold designing
KR20220047336A (en) Analysis method and analysis device for vibration noise reduction of panel parts of automobiles
JP5459364B2 (en) Optimal part removal method from anisotropic metal plate
CN110008614B (en) Method for optimizing torsional rigidity of white car body
JP4665182B2 (en) Rolling analysis system and program
JP3669490B2 (en) Rolling analysis system and program
JP4780908B2 (en) Surface quality prediction apparatus and surface quality prediction program
JP5879921B2 (en) Structure design support apparatus, structure design support method, and structure design support program
CN110858256A (en) Sensitivity analysis method for rigidity performance of vehicle body
JP2011186980A (en) Design support device and program
KR20200099579A (en) Press forming method, stiffness enhancement location specific method, press forming system and press-formed product
JP4864033B2 (en) Simulation device
JP6375963B2 (en) Structure design support device that can detect mechanical weak points of structures

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20111110

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20111124

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120116

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120711

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120801

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150810

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees