JP2019102004A - 構造解析シミュレーションプログラム、構造解析シミュレーション方法及び情報処理装置 - Google Patents
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Abstract
Description
構造解析が行われる際、設計データで表される物品の領域に、構造解析のシミュレーションを行う条件(境界条件など)が設定される。その後、物品の形状や解析の目的に応じた要素分割により有限要素が作成されシミュレーションが実行される。そして、シミュレーション結果が、表示装置に表示される。
(第1の実施の形態)
図1は、第1の実施の形態の情報処理装置及び構造解析シミュレーション方法の一例を示す図である。
記憶部11は、RAM(Random Access Memory)などの揮発性の記憶装置、または、HDD(Hard Disk Drive)やフラッシュメモリなどの不揮発性の記憶装置である。
設計データ11a,11bは、ある物品についての設計変更による更新前後の設計データである。設計データ11aは、更新前、設計データ11bは、更新後の設計データである。設計データ11a,11bは、情報処理装置10が設計データの作成用ソフトウェアを実行し、ユーザによる入力を受け付けて、その入力に基づいて、生成されたものでもよい。また、設計データ11a,11bは、たとえば、ネットワークを介して情報処理装置10の外部の装置から取得されたものであってもよい。
物品15内の領域の1つである面15aに、解析条件として条件Aが設定されている。いま、物品15が設計変更によって物品16に示すような形状になったとする。設計変更後の物品16は設計変更前の物品15と同様の形状の領域が多く、同様の形状の領域に対しては解析条件を引き継ぐことが望ましい。たとえば、設計変更前の物品15の面15aは、設計変更後の物品16の面16aと同じ形状である。そこで、処理部12は、更新前後の設計データ11a,11bのそれぞれにおける座標情報に基づいて、このような領域の対応関係を特定する。
処理部12は、更新後の設計データ11bから、上記のような面15aを表す座標情報11a1に対応する座標情報をもつ領域を探す。たとえば、処理部12は、稜線17a〜17b及び代表点18iを表す座標情報がすべて一致する座標情報をもつ領域を、面15aの座標情報11a1に対応する座標情報をもつ領域として決定する。
(第2の実施の形態)
次に、第2の実施の形態を説明する。
情報処理装置20は、CPU21、RAM22、HDD23、画像信号処理部24、入力信号処理部25、媒体リーダ26及び通信インタフェース27を有する。上記ユニットは、バスに接続されている。
次に、情報処理装置20の機能及び処理手順を説明する。
情報処理装置20は、解析条件設定部31、対応関係特定部32、シミュレーション実行部33、表示部34、設計データ記憶部35、解析条件情報記憶部36、仮決定領域記憶部37を有する。解析条件設定部31、対応関係特定部32、シミュレーション実行部33、表示部34は、たとえば、CPU21が実行するプログラムモジュールを用いて実装できる。設計データ記憶部35、解析条件情報記憶部36、仮決定領域記憶部37は、たとえば、RAM22またはHDD23に確保した記憶領域を用いて実装できる。
表示部34は、画像信号処理部24を制御して、構造解析シミュレーションの結果をディスプレイ24aの画面上に表示させる。また、表示部34は、後述する処理で仮決定された領域の情報をディスプレイ24aの画面上に表示させる。
解析条件情報記憶部36は、設計データに関連付けて設定された解析条件の情報を記憶する。
図4は、情報処理装置が実行する処理の一例の流れを示すフローチャートである。
(S10)解析条件設定部31は、たとえば、HDD23に記憶された設計データを読み込む。
図5に示す物品15は、図1に示したものと同じである。物品15は、面15a,15b,15c,15d,15e,15f,15g,15h,15i,15j,15k,15l,15mなどの複数の面を有する。たとえば、ユーザは、画面上に表示される物品15の3次元画像において、実施する構造解析の種類に応じて、解析条件を設定する領域とその解析条件の内容を、入力デバイス25aを用いて指定する。
ステップS13の処理後、ステップS18の処理が行われる。
(S17)解析条件設定部31は、特定した対応関係に基づいて更新後の設計データに解析条件を関連付けて設定する。
(S18)シミュレーション実行部33は、設計データと、設計データに設定された解析条件に基づいて、物品の構造解析シミュレーションを実行する。
以下、更新前後の設計データの領域の対応関係の特定処理と、更新後の設計データへの解析条件の設定処理の一例を説明する。
(S20)対応関係特定部32は、更新前の設計データの領域に設定された解析条件を1つ選択する。たとえば、図5に示したように、物品15の設計データの領域には、解析条件として、材質、荷重または拘束に関する条件が設定されている。対応関係特定部32は、これらの解析条件のうちの1つを選択する。
以下、その決定処理の例を説明する。なお、解析条件が設定される領域は、面や立体の他、点や稜線も含むものとする。
更新前の設計データにおいて解析条件が設定された点がある場合、対応関係特定部32は、更新後の設計データにおいて、座標情報がその点に一致する点を決定する。
更新前の設計データにおいて解析条件が設定された稜線がある場合、対応関係特定部32は、更新後の設計データにおいて、その稜線の端点と中間点(中間点の数は任意)と、座標情報が一致する端点と中間点をもつ稜線を決定する。
たとえば、物品40において、物品15との接触面に存在する稜線40aに、ある解析条件が設定されているとする。このような場合、設計変更後の物品16,41において、物品40の稜線40aと一致する稜線として、物品16に含まれる稜線16bと物品41に含まれる稜線41aの両方が検出される可能性がある。なお、図7では、説明の都合上、稜線16b,41aは離れて図示されているが、両者は一致している。
更新前の設計データにおいて解析条件が設定された面がある場合、対応関係特定部32は、更新後の設計データにおいて、その面の全ての稜線と、面の代表点(代表点の数は任意)と、座標情報が一致する稜線と、面の代表点をもつ面を決定する。稜線や代表点の一致を決定する処理は、上記の点の一致決定処理や稜線の一致決定処理と同様の処理を用いて行われる。
更新前の設計データにおいて解析条件が設定された立体がある場合、対応関係特定部32は、更新後の設計データにおいて、その立体の全ての面と座標情報が一致する面をもつ立体を決定する。面の一致を決定する処理は、上記の面の一致決定処理と同様の処理を用いて行われる。
更新前後の設計データが、それぞれ1つの立体からなるモデルを表すものである場合には、対応関係特定部32は、上記のような座標情報を用いた一致判定を行わずに、更新後の設計データの立体を、解析条件が設定された立体に一致する立体であると決定する。
(S25)解析条件が設定された領域に一致する更新後の設計データの領域が決定できなかった場合、対応関係特定部32は、更新後の設計データにおいて、解析条件を設定する領域を仮決定する。以下、その仮決定処理の例を説明する。
ステップS22の処理で、解析条件が設定された点に一致する、更新後の設計データに含まれる点が決定できなかった場合、対応関係特定部32は、解析条件が設定された点に一番近い座標情報で表される点を、更新後の設計データから抽出する。そして、対応関係特定部32は、その抽出した点を、解析条件を設定する点として仮決定する。対応関係特定部32は、解析条件が設定された点と、仮決定した点との間の距離に応じて、一致の度合いを示す値を決定してもよい。対応関係特定部32は、異なる一致の度合いを示す値が関連付けられた複数の点を仮決定対象としてもよい。
ステップS22の処理で、解析条件が設定された稜線に一致する、更新後の設計データに含まれる稜線が決定できなかった場合、対応関係特定部32は、たとえば、以下の3つの何れかの方法で、解析条件を設定する稜線を仮決定する。
更新前の設計データにおいて図8に示すような端点51a,51bをもつ稜線50が定義されていても、物品の設計変更時などに、稜線の定義が変更され、更新後の設計データでは、稜線50の代わりに2つの稜線52a,52bが定義されている場合がある。稜線50に解析条件が設定された場合、対応関係特定部32は以下の処理を行う。
(面の一致仮決定処理)
ステップS22の処理で、解析条件が設定された面に一致する、更新後の設計データに含まれる面が決定できなかった場合、対応関係特定部32は、たとえば、以下の3つの何れかの方法で、解析条件を設定する面を仮決定する。
図9は、一致する面を仮決定する方法2の例を示す図である。
(立体の一致仮決定処理)
ステップS22の処理で、解析条件が設定された立体に一致する、更新後の設計データに含まれる立体が決定できなかった場合、対応関係特定部32は、たとえば、以下の3つの何れかの方法で、解析条件を設定する立体を仮決定する。
図10は、一致する立体を仮決定する方法2の例を示す図である。
対応関係特定部32は、以上のように仮決定した領域(点、稜線、面または立体)の情報と、それらに設定予定の解析条件と、一致の度合いを示す値が算出された場合はその値を、仮決定領域記憶部37に記憶する。
(S31)解析条件設定部31は、ユーザによって指示された内容に基づいて、仮決定された領域に解析条件を設定する。また、解析条件設定部31は、未決定の領域や決定できた領域についても解析条件の設定や、変更をユーザから受け付けた場合、受け付けた内容に基づいて、解析条件の設定や変更を行う。解析条件設定部31は、このように設定または変更した解析条件の情報を、解析条件情報記憶部36に記憶する。
なお、上記の各ステップの処理の順序は一例であり、上記の例に限定されるものではない。
また、情報処理装置20は、解析条件が設定された領域に座標情報が一致する領域が更新後の設計データにない場合でも、解析条件が設定された領域に類似する領域を特定し、その領域への解析条件の設定を可能とする。また、このとき、情報処理装置20は、解析情報が設定された領域と、類似する領域との一致の度合いを示す値を算出して、その値をディスプレイ24aに表示させることで、その領域に解析条件を設定すべきか否かのユーザによる判断を容易にする。
プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体(たとえば、記録媒体26a)に記録しておくことができる。記録媒体として、たとえば、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリなどを使用できる。磁気ディスクには、FDおよびHDDが含まれる。光ディスクには、CD、CD−R(Recordable)/RW(Rewritable)、DVDおよびDVD−R/RWが含まれる。プログラムは、可搬型の記録媒体に記録されて配布されることがある。その場合、可搬型の記録媒体から他の記録媒体(たとえば、HDD23)にプログラムをコピーして実行してもよい。
11 記憶部
11a 設計データ(更新前)
11b 設計データ(更新後)
11a1,11a2 座標情報
11c 解析条件設定情報
12 処理部
15,16 物品
15a,16a 面
17a〜17d 稜線
18a,18b,18e,18f 端点
18c,18d,18g,18h 中間点
18i 代表点
Claims (9)
- 物品の構造解析のシミュレーションを行う条件を前記物品に対応する第1の設計データと関連付けて設定し、
前記物品の設計変更に対応して前記第1の設計データが更新された場合、前記第1の設計データと更新後の第2の設計データのそれぞれにおける座標情報に基づいて、前記第1の設計データと前記第2の設計データのそれぞれに含まれる領域の対応関係を特定し、
特定した前記対応関係に基づいて前記第2の設計データに前記条件を関連付けて設定して、設計変更された前記物品の構造解析のシミュレーションを実行する、
処理をコンピュータに実行させることを特徴とする構造解析シミュレーションプログラム。 - 前記条件が、前記第1の設計データに含まれる第1の領域に設定されたとき、
前記第2の設計データから、前記第1の領域を表す第1の座標情報と一致する第2の座標情報で表される第2の領域を特定することで、前記対応関係を特定する、
処理を前記コンピュータに実行させることを特徴とする請求項1に記載の構造解析シミュレーションプログラム。 - 前記第2の設計データに前記第2の領域が含まれない場合、前記第1の座標情報に基づいて、前記第2の設計データから、前記第1の領域と類似する第3の領域を特定し、
特定した前記第3の領域を表示装置に表示させ、
前記第3の領域に前記条件を設定することを指示する指示信号を受けた場合に、前記第3の領域に前記条件を設定する、
処理を前記コンピュータに実行させることを特徴とする請求項2に記載の構造解析シミュレーションプログラム。 - 前記第1の座標情報と前記第3の領域を表す第3の座標情報とに基づいて、前記第1の領域と前記第3の領域との一致の度合いを示す値を算出し、
前記第3の領域を前記表示装置に表示させる際、前記値を前記表示装置に表示させる、
処理を前記コンピュータに実行させることを特徴とする請求項3に記載の構造解析シミュレーションプログラム。 - 前記第2の設計データに、前記第1の領域に含まれる第1の要素を表す第4の座標情報と一致する第5の座標情報で表される第2の要素を含む第4の領域と、前記第1の領域に含まれる第3の要素を表す第6の座標情報と一致する第7の座標情報で表される第4の要素を含む第5の領域とがあり、前記第4の領域の第5の要素を表す第8の座標情報と一致する第9の座標情報で表される第6の要素を前記第5の領域が含む場合、
前記第4の領域と前記第5の領域とを含むグループの長さまたは大きさと、前記第1の領域の長さまたは大きさとの比較結果に基づいて、前記グループを前記第3の領域として特定するか否かを決定する、
処理を前記コンピュータに実行させることを特徴とする請求項3または4に記載の構造解析シミュレーションプログラム。 - 前記条件が、前記第1の設計データに含まれる第6の領域と第7の領域に設定されたとき、
前記第2の設計データに、前記第6の領域に含まれる第7の要素を表す第10の座標情報と一致する第11の座標情報で表される第8の要素と、前記第7の領域に含まれる第9の要素を表す第12の座標情報で表される第10の要素とを含む第8の領域があり、前記第6の領域の第11の要素を表す第13の座標情報と一致する第14の座標情報で表される第12の要素を前記第7の領域が含む場合、
前記第6の領域と前記第7の領域とを含むグループの長さまたは大きさと、前記第8の領域の長さまたは大きさとの比較結果に基づいて、前記第8の領域を前記第3の領域として特定するか否かを決定する、
処理を前記コンピュータに実行させることを特徴とする請求項3または4に記載の構造解析シミュレーションプログラム。 - 前記第2の設計データから、前記第2の領域のほかに、前記第1の座標情報と一致する第15の座標情報で表される第9の領域が特定された場合、
前記第2の領域と前記第9の領域のうち、前記第1の領域が含まれる第10の領域を表す第16の座標情報と一致する第17の座標情報で表される第11の領域に含まれる方を、前記第1の領域に対応する領域として決定する、
処理を前記コンピュータに実行させることを特徴とする請求項2乃至6の何れか一項に記載の構造解析シミュレーションプログラム。 - コンピュータが実行する構造解析シミュレーション方法であって、
物品の構造解析のシミュレーションを行う条件を前記物品に対応する第1の設計データと関連付けて設定し、
前記物品の設計変更に対応して前記第1の設計データが更新された場合、前記第1の設計データと更新後の第2の設計データのそれぞれにおける座標情報に基づいて、前記第1の設計データと前記第2の設計データのそれぞれに含まれる領域の対応関係を特定し、
特定した前記対応関係に基づいて前記第2の設計データに前記条件を関連付けて設定して、設計変更された前記物品の構造解析のシミュレーションを実行する、
ことを特徴とする構造解析シミュレーション方法。 - 物品に対応する第1の設計データを記憶する記憶部と、
前記物品の構造解析のシミュレーションを行う条件を前記第1の設計データと関連付けて設定し、
前記物品の設計変更に対応して前記第1の設計データが更新された場合、前記第1の設計データと更新後の第2の設計データのそれぞれにおける座標情報に基づいて、前記第1の設計データと前記第2の設計データのそれぞれに含まれる領域の対応関係を特定し、
特定した前記対応関係に基づいて前記第2の設計データに前記条件を関連付けて設定して、設計変更された前記物品の構造解析のシミュレーションを実行する処理部と、
を有することを特徴とする情報処理装置。
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