JP2024007142A - Structure design support device, structure design support method, program and storage medium - Google Patents

Structure design support device, structure design support method, program and storage medium Download PDF

Info

Publication number
JP2024007142A
JP2024007142A JP2022108404A JP2022108404A JP2024007142A JP 2024007142 A JP2024007142 A JP 2024007142A JP 2022108404 A JP2022108404 A JP 2022108404A JP 2022108404 A JP2022108404 A JP 2022108404A JP 2024007142 A JP2024007142 A JP 2024007142A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
evaluation
point
evaluation point
state
rate
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.)
Pending
Application number
JP2022108404A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
雅彦 阿部
Masahiko Abe
毅 河内
Takeshi Kawachi
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.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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 Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Priority to JP2022108404A priority Critical patent/JP2024007142A/en
Publication of JP2024007142A publication Critical patent/JP2024007142A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Processing Or Creating Images (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a structure design support device capable of identifying a portion having a larger impact on rigidity at a specific portion, a structure design support method, a program and a storage medium.
SOLUTION: A structure design support device 10 includes: nodal point information storage part 22 configured to store nodal point information showing a position at a first state and a position at a second state of nodal points disposed on a structure model composed of a plurality of components; a change rate calculation part 12 configured to set one point selected from among the nodal points as a reference point, and calculate, by each evaluation point being a nodal point other than the reference point from among the nodal points, an absolute value of a change rate between the first state and the second state of a distance between the reference point and the evaluation point. The change rate calculation part 12 associates the absolute value of the change rate by each evaluation point with evaluation point identification information identifying an evaluation point and stores in the nodal point information storage part 22.
SELECTED DRAWING: Figure 1
COPYRIGHT: (C)2024,JPO&INPIT

Description

本発明は、構造体設計支援装置、構造体設計支援方法、プログラムおよび記録媒体に関する。 The present invention relates to a structure design support device, a structure design support method, a program, and a recording medium.

従来より、各種構造体の設計段階において、構造体の評価、解析を行うための構造体設計支援装置が各種提案されている。構造体設計支援装置としては、一般にはコンピュータが利用されており、コンピュータに構造体の評価、解析を行わせるためのプログラムや、そのプログラムを実装したシステムが提案されている。このような構造体設計支援装置では、設計対象となる構造体の全体もしくは構造体を構成する各部品を小領域(要素)に分割して表現したモデルを構築し、このモデルを利用して外力の印加に対する応答をシミュレーションし、得られた結果を利用して、設計を行っている。 Conventionally, various structure design support apparatuses have been proposed for evaluating and analyzing structures at the design stage of various structures. A computer is generally used as a structure design support device, and programs for causing a computer to evaluate and analyze structures and systems implementing the programs have been proposed. Such structure design support equipment constructs a model that represents the entire structure to be designed or each component that makes up the structure divided into small regions (elements), and uses this model to calculate external forces. The design is performed by simulating the response to the application of , and using the obtained results.

例えば、特許文献1には、構造体を構成する各部品への外力の印加による他の部品との相対的な位置関係の変化に着目した構造解析の技術が記載されている。具体的には、特許文献1には、複数の部品から構成される構造体に設けられた評価点の、第1状態における位置、第2状態における位置、および前記複数の部品のうちのいずれに属するか、を表す評価点情報を取得する評価点情報取得部と;前記評価点情報取得部が取得した前記評価点情報を用いて、基準部品に属する第1の評価点と、前記第1の評価点が属する前記基準部品とは異なる比較部品に属する第2の評価点との位置関係の、前記第1状態と、前記第2状態との間での変化の大きさを表す評価値を算出する評価値算出部と;を備える構造体設計支援装置が開示されている。 For example, Patent Document 1 describes a structural analysis technique that focuses on changes in the relative positional relationship with other components due to the application of external force to each component constituting a structure. Specifically, Patent Document 1 describes the position of an evaluation point provided on a structure made up of a plurality of parts in the first state, the position in the second state, and any one of the plurality of parts. a first evaluation point belonging to the reference part, and a first evaluation point belonging to the reference part, using the evaluation point information acquired by the evaluation point information acquisition section; Calculate an evaluation value representing the magnitude of change between the first state and the second state in a positional relationship with a second evaluation point belonging to a comparison part different from the reference part to which the evaluation point belongs. Disclosed is a structure design support device comprising: an evaluation value calculation unit;

特許第6278122号公報Patent No. 6278122

しかし、特許文献1の技術では、構造体の剛性を低下させる部品がどの方向に存在するかを示す指すベクトルを用いて評価しているが、ベクトルの先にある部材が二重構造であるとどの部材が寄与しているが判別できない場合があった。また、複数のベクトルを表示すると、評価が困難になる場合があった。 However, in the technique of Patent Document 1, evaluation is performed using a vector that indicates in which direction parts that reduce the rigidity of the structure are present, but if the member at the end of the vector has a double structure, In some cases, it was not possible to determine which member contributed. Furthermore, when multiple vectors are displayed, evaluation may become difficult.

本発明は上記の事情を鑑みなされた発明であり、特定の部位の剛性に対し影響の大きい部位を容易に特定することが可能な、構造体設計支援装置、構造体設計支援方法、プログラムおよび記録媒体を提供することを目的とする。 The present invention was made in view of the above circumstances, and includes a structure design support device, a structure design support method, a program, and a record, which can easily identify parts that have a large influence on the rigidity of a specific part. The purpose is to provide a medium.

前記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提案している。
(1)本発明の態様1の構造体設計支援装置は、複数の部品から構成される構造体モデルに設けられた節点の、第1状態における位置、第2状態における位置、を表す節点情報を記憶する節点情報記憶部と;前記節点のうち選択された1点を基準点として定め、前記節点のうち前記基準点以外の節点である評価点毎に、前記基準点と前記評価点との距離の、前記第1状態と、前記第2状態との間での変化率の絶対値を算出する変化率計算部と;を備え,前記変化率計算部は、前記変化率計算部が算出した前記評価点毎の前記変化率の絶対値を、前記評価点を識別する評価点識別情報と関連付けて前記節点情報記憶部に記憶することを特徴とする。
(2)本発明の態様2は、態様1の構造体設計支援装置において、
前記変化率計算部は、前記変化率の絶対値が閾値以上となる前記評価点を大ひずみ評価点として識別可能に前記節点情報記憶部に記憶してもよい。
(3)本発明の態様3は、態様1又は2の構造体設計支援装置において、前記評価点についての前記変化率の絶対値を前記構造体モデルにおける当該評価点の位置において視認可能な画像を作成する画像作成部をさらに備えてもよい。
(4)本発明の態様4は、態様2の構造体設計支援装置において、前記各大ひずみ評価点のうち、前記大ひずみ評価点間の距離が予め設定された閾値以下である2以上の前記大ひずみ評価点の集合を大ひずみ評価点群として設定する評価点群設定部をさらに備えてもよい。
(5)本発明の態様5は、態様4の構造体設計支援装置において、前記大ひずみ評価点群と、前記大ひずみ評価点群に含まれない前記大ひずみ評価点である孤立大ひずみ評価点と、の合計が2以上であり、前記基準点と、前記大ひずみ評価点群の中で最も前記変化率の絶対値が大きい前記大ひずみ評価点または前記孤立大ひずみ評価点との相対変位が規制された剛体化条件で、前記構造体モデルの解析処理を行う解析部を備えてもよい。
(6)本発明の態様6は、態様5の構造体設計支援装置において、前記解析部は、前記剛体化条件での解析処理によって、前記大ひずみ評価点群の中で最も変化率の大きい前記大ひずみ評価点または前記孤立大ひずみ評価点についての剛体化後剛体評価値を算出し、前記剛体化条件を付加しない条件での解析処理による剛体化前剛体評価値と前記剛体化後剛体評価値とに基づいて、前記基準点に対する変位を規制すべき拘束対象点を特定してもよい。
(7)本発明の態様7は、態様6の構造体設計支援装置において、前記解析処理がモーダル解析処理であってもよい。
(8)本発明の態様8は、態様1または2の構造体設計支援装置において、
前記変化率計算部は、前記評価点のうち、前記構造体モデルを構成する複数の部品に属する評価点について、自己が属する部品を識別する部品識別情報を前記評価点識別情報と関連付けて前記節点情報記憶部に記憶してもよい。
(9)本発明の態様9は、態様8の構造体設計支援装置において、前記部品に属する全ての前記評価点についての前記変化率の絶対値のそれぞれの値に基づいて当該部品についての部品単位評価値を算出する評価値算出部をさらに備え、前記評価値算出部は、前記部品単位評価値を前記評価点識別情報と関連付けて節点情報記憶部に記憶してもよい。
(10)本発明の態様10の構造体設計支援方法は、複数の部品から構成される構造体モデルに設けられた節点の、第1状態における位置、第2状態における位置、を表す節点情報を記憶する第1の過程と;前記節点のうち選択された1点を基準点として定め、前記節点のうち前記基準点以外の節点である評価点毎に、前記基準点と前記評価点との距離の、前記第1状態と、前記第2状態との間での変化率の絶対値を算出する第2の過程と;
を有し,前記第2の過程で、前記第1の過程で算出した前記評価点毎の前記変化率の絶対値を、前記評価点を識別する評価点識別情報と関連付けて記憶する。
(11)本発明の態様11のプログラムは、
コンピュータを、
複数の部品から構成される構造体モデルに設けられた節点の、
第1状態における位置、
第2状態における位置、
を表す節点情報を記憶する節点情報記憶部と;
前記節点のうち選択された1点を基準点として定め、前記節点のうち前記基準点以外の節点である評価点毎に、前記基準点と前記評価点との距離の、前記第1状態と、前記第2状態との間での変化率の絶対値を算出する変化率計算部と;
して機能させ、かつ、
前記評価点毎の前記変化率の絶対値を、前記評価点を識別する評価点識別情報と関連付けて前記節点情報記憶部に記憶するように、前記変化率計算部を機能させる。
(12)本発明の態様12のコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、態様11に記載のプログラムを記録する。
In order to solve the above problems, the present invention proposes the following means.
(1) The structure design support device according to aspect 1 of the present invention provides node information indicating the position in a first state and the position in a second state of a node provided in a structure model composed of a plurality of parts. A node information storage unit that stores; one point selected from the nodes is determined as a reference point, and for each evaluation point that is a node other than the reference point among the nodes, the distance between the reference point and the evaluation point; a rate of change calculation unit that calculates the absolute value of the rate of change between the first state and the second state; The absolute value of the rate of change for each evaluation point is stored in the node information storage unit in association with evaluation point identification information for identifying the evaluation point.
(2) Aspect 2 of the present invention is the structure design support device of aspect 1, which includes:
The rate of change calculation unit may store the evaluation point where the absolute value of the rate of change is equal to or greater than a threshold value in the node information storage unit so as to be able to identify the evaluation point as a large strain evaluation point.
(3) Aspect 3 of the present invention is the structure design support device according to aspect 1 or 2, in which an image that allows the absolute value of the rate of change for the evaluation point to be visually recognized at the position of the evaluation point in the structure model is provided. The image forming apparatus may further include an image creating section that creates an image.
(4) Aspect 4 of the present invention is the structure design support apparatus according to aspect 2, in which two or more of the large strain evaluation points have a distance between them that is equal to or less than a preset threshold. The apparatus may further include an evaluation point group setting section that sets a set of large strain evaluation points as a large strain evaluation point group.
(5) Aspect 5 of the present invention is the structure design support apparatus according to aspect 4, in which the group of large strain evaluation points and the isolated large strain evaluation point which is the large strain evaluation point not included in the group of large strain evaluation points are provided. and the sum of 2 or more, and the relative displacement between the reference point and the large strain evaluation point or the isolated large strain evaluation point having the largest absolute value of the rate of change among the large strain evaluation points is The apparatus may include an analysis unit that performs analysis processing of the structure model under regulated rigid body conditions.
(6) Aspect 6 of the present invention is the structure design support apparatus according to aspect 5, in which the analysis unit performs analysis processing under the rigid body condition to determine the shape of the structure having the largest rate of change among the group of large strain evaluation points. The rigid body evaluation value after rigid body conversion is calculated for the large strain evaluation point or the isolated large strain evaluation point, and the rigid body evaluation value before rigid body conversion and the rigid body evaluation value after rigid body conversion are obtained by analysis processing without adding the rigid body conversion condition. Based on this, a constraint target point whose displacement with respect to the reference point should be restricted may be specified.
(7) In a seventh aspect of the present invention, in the structure design support apparatus according to the sixth aspect, the analysis process may be a modal analysis process.
(8) Aspect 8 of the present invention is the structure design support device according to aspect 1 or 2,
Among the evaluation points, the rate of change calculation unit associates component identification information that identifies the component to which the evaluation point belongs to the evaluation point identification information with the evaluation point identification information for evaluation points that belong to a plurality of parts constituting the structure model. It may be stored in the information storage unit.
(9) In a ninth aspect of the present invention, in the structure design support apparatus according to aspect 8, a part unit for the part is determined based on each of the absolute values of the rate of change for all the evaluation points belonging to the part. The evaluation value calculation unit may further include an evaluation value calculation unit that calculates an evaluation value, and the evaluation value calculation unit may store the component unit evaluation value in association with the evaluation point identification information in the node information storage unit.
(10) A structure design support method according to aspect 10 of the present invention provides node information representing the position in a first state and the position in a second state of a node provided in a structure model composed of a plurality of parts. A first step of storing; one selected point among the nodes is determined as a reference point, and for each evaluation point that is a node other than the reference point among the nodes, the distance between the reference point and the evaluation point is determined; a second step of calculating the absolute value of the rate of change between the first state and the second state;
In the second step, the absolute value of the rate of change for each evaluation point calculated in the first step is stored in association with evaluation point identification information that identifies the evaluation point.
(11) The program according to aspect 11 of the present invention includes:
computer,
of nodes in a structure model consisting of multiple parts,
position in the first state;
position in the second state;
a node information storage unit that stores node information representing;
One selected point among the nodes is set as a reference point, and for each evaluation point that is a node other than the reference point among the nodes, the first state of the distance between the reference point and the evaluation point; a change rate calculation unit that calculates an absolute value of the change rate between the second state and the second state;
to make it function, and
The rate of change calculation unit is operated to store the absolute value of the rate of change for each evaluation point in the node information storage unit in association with evaluation point identification information for identifying the evaluation point.
(12) A computer-readable recording medium according to aspect 12 of the present invention records the program according to aspect 11.

本発明の上記態様によれば、特定の部位の剛性に対し影響の大きい部位を容易に特定することが可能な、構造体設計支援装置、構造体設計支援方法、プログラムおよび記録媒体を提供することができる。 According to the above aspects of the present invention, it is possible to provide a structure design support device, a structure design support method, a program, and a recording medium that can easily identify parts that have a large influence on the rigidity of a specific part. I can do it.

本発明の第1実施形態に係る構造体設計支援装置10の構成を示す概略ブロック図である。1 is a schematic block diagram showing the configuration of a structure design support apparatus 10 according to a first embodiment of the present invention. 第1実施形態における変化率計算部12の動作を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the operation of the rate of change calculation unit 12 in the first embodiment. 第1実施形態におけるデータベースの一例を示す図である。It is a diagram showing an example of a database in the first embodiment. 本発明の第2実施形態に係る構造体設計支援装置10Bの構成を示す概略ブロック図である。It is a schematic block diagram showing the composition of structure design support device 10B concerning a 2nd embodiment of the present invention. 第2実施形態における変化率計算部12Bの動作を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining operation of change rate calculation part 12B in a 2nd embodiment. 第2実施形態における評価点群設定部14の動作を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining operation of evaluation point group setting part 14 in a 2nd embodiment. 大ひずみ評価点群と孤立大ひずみ評価点を説明する図である。It is a figure explaining a group of large strain evaluation points and an isolated large strain evaluation point. 第2実施形態における解析部15の動作を説明するフローチャートである。It is a flow chart explaining operation of analysis part 15 in a 2nd embodiment. 第3実施形態に係る構造体設計支援装置10Cの構成を示す概略ブロック図である。It is a schematic block diagram showing the composition of structure design support device 10C concerning a 3rd embodiment. 第3実施形態における評価値算出部16の動作を説明するフローチャートである。It is a flow chart explaining operation of evaluation value calculation part 16 in a 3rd embodiment. 実施例における構造体設計支援装置10による表示例を示す図である。It is a figure which shows the example of a display by the structure design support apparatus 10 in an Example. 図11の表示例を別の視点から見た図である。FIG. 12 is a diagram of the display example of FIG. 11 viewed from another perspective. 節点同士で評価した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of evaluation between nodes. 図13の結果を別の視点から見た図である。FIG. 14 is a diagram showing the results of FIG. 13 from another perspective. 実施例2-1における剛体化条件を説明するための図である。FIG. 7 is a diagram for explaining the rigidization conditions in Example 2-1. 比較例2-1における剛体化条件を説明するための図である。FIG. 7 is a diagram for explaining the rigidization conditions in Comparative Example 2-1.

(第1実施形態)
以下、図面を参照して、第1実施形態について説明する。なお、以下の実施形態においては、構造体の設計段階における構造解析の目的の一例として、構造体の剛性を向上させることを目的として説明している。しかし、構造体の設計段階における構造解析の目的としては、構造体の剛性の向上に限らず、構造体の剛性を担保した上で軽量化することや、構造体の衝突解析等、ニーズに合わせた構造体の解析を行うことができる。
(First embodiment)
The first embodiment will be described below with reference to the drawings. In the following embodiments, as an example of the purpose of structural analysis in the design stage of a structure, the purpose is to improve the rigidity of the structure. However, the purpose of structural analysis at the design stage of a structure is not only to improve the rigidity of the structure, but also to reduce the weight while ensuring the rigidity of the structure, and to analyze the collision of the structure, etc. It is possible to analyze the constructed structure.

図1は、第1実施形態に係る構造体設計支援装置10の構成を示す概略ブロック図である。構造体設計支援装置10は、複数の部品からなる構造体の剛性を仮想モデル(以下、構造体モデル)を用いて評価する。当該構造体モデルは、例えば、溶接、かしめ、ボルトなどにより接合された、複数の部品から組み立てられている。構造体設計支援装置10は、処理部21、節点情報記憶部22、および表示部23、を有する。処理部21は、節点情報取得部11、変化率計算部12、画像作成部13を有する。 FIG. 1 is a schematic block diagram showing the configuration of a structure design support apparatus 10 according to the first embodiment. The structure design support device 10 evaluates the rigidity of a structure made up of a plurality of parts using a virtual model (hereinafter referred to as a structure model). The structure model is assembled from a plurality of parts joined by, for example, welding, caulking, bolts, etc. The structure design support device 10 includes a processing section 21, a node information storage section 22, and a display section 23. The processing section 21 includes a node information acquisition section 11 , a rate of change calculation section 12 , and an image creation section 13 .

節点情報取得部11は、評価対象となる構造体モデルに設けられた節点の、第1状態における位置、第2状態における位置を表す節点情報を取得する。第1状態は、例えば、構造体モデルに外部からの荷重が負荷されていない状態である。第1状態は、構造体モデルに変形が生じていない状態であってもよい。第2状態は、例えば、構造体モデルに外部からの荷重が負荷されている状態(例えば、想定される最大の荷重が加えられている状態)である。第2状態は、構造体モデルの固有モードの変形が生じている状態であってもよい。節点は、例えば、各状態における構造体の変形を有限要素法で解析したときの有限要素法における要素の頂点である。節点情報は、構造体モデルを有限要素法で解析することで算出される。なお、節点情報は、例えば、有限要素法以外の数値シミュレーションにより算出されたものであってもよい。 The node information acquisition unit 11 acquires node information representing the position in the first state and the position in the second state of a node provided in the structure model to be evaluated. The first state is, for example, a state where no external load is applied to the structure model. The first state may be a state in which the structure model is not deformed. The second state is, for example, a state in which an external load is applied to the structure model (for example, a state in which the maximum expected load is applied). The second state may be a state in which the eigenmode of the structure model is deformed. A node is, for example, a vertex of an element in the finite element method when the deformation of the structure in each state is analyzed by the finite element method. Nodal information is calculated by analyzing the structure model using the finite element method. Note that the node information may be calculated by, for example, numerical simulation other than the finite element method.

節点情報記憶部22は、節点情報取得部11が取得した節点情報を記憶する。すなわち、節点情報記憶部22は、複数の部品から構成される構造体モデルに設けられた節点の、第1状態における位置、第2状態における位置を表す節点情報を記憶する。変化率計算部12は、節点のうち選択された1点を基準点として定め、節点のうち基準点以外の節点である評価点毎に、基準点と評価点との距離の、第1状態と、第2状態との間での変化率の絶対値を算出する。変化率計算部12は、評価点毎の変化率の絶対値を、評価点を識別する評価点識別情報と関連付けて節点情報記憶部22に記憶する。評価点識別情報は、例えば、節点を特定する符号(節点ID)である。また、変化率計算部12は、前記変化率計算部は、評価点のうち、構造体モデルを構成する複数の部品に属する評価点について、自己が属する部品を識別する部品識別情報を評価点識別情報と関連付けて前記節点情報記憶部に記憶する。即ち、変化率計算部12は、当該評価点が属する部品を識別する部品識別情報を評価点識別情報と関連付けて節点情報記憶部22に記憶することが好ましい。部品識別情報は、例えば、部品を特定する符号(部品ID)である。変化率の絶対値、評価点識別情報、および部品識別情報は、節点情報記憶部22において、データベースとして保存されることが好ましい。変化率計算部12による変換率の絶対値の算出方法の詳細は、後述する。 The node information storage unit 22 stores the node information acquired by the node information acquisition unit 11. That is, the node information storage unit 22 stores node information representing the position in the first state and the position in the second state of a node provided in a structure model composed of a plurality of parts. The rate of change calculation unit 12 determines one selected point among the nodes as a reference point, and calculates the first state and the distance between the reference point and the evaluation point for each evaluation point that is a node other than the reference point among the nodes. , the absolute value of the rate of change between the state and the second state is calculated. The rate of change calculation unit 12 stores the absolute value of the rate of change for each evaluation point in the node information storage unit 22 in association with evaluation point identification information that identifies the evaluation point. The evaluation point identification information is, for example, a code (node ID) that identifies a node. Further, the rate of change calculation unit 12 calculates, among the evaluation points, parts identification information that identifies the part to which the evaluation point belongs, for evaluation points belonging to a plurality of parts constituting the structure model, to identify the evaluation point. The information is stored in the node information storage unit in association with the information. That is, it is preferable that the rate of change calculation unit 12 store part identification information that identifies the part to which the evaluation point belongs in the node information storage unit 22 in association with the evaluation point identification information. The component identification information is, for example, a code (component ID) that identifies the component. It is preferable that the absolute value of the rate of change, the evaluation point identification information, and the component identification information be stored as a database in the node information storage unit 22. The details of how the change rate calculation unit 12 calculates the absolute value of the conversion rate will be described later.

画像作成部13は、評価点についての変化率の絶対値を構造体モデルにおける当該評価点の位置において視認可能な画像を作成する。画像作成部13は、例えば、変化率計算部12が算出した各評価点の変化率の絶対値を濃淡で表した構造体モデルの三次元画像を生成する。なお、各評価点の変化率の絶対値を濃淡ではなく、カラーで表してもよい。 The image creation unit 13 creates an image in which the absolute value of the rate of change for the evaluation point can be visually recognized at the position of the evaluation point in the structure model. The image generation unit 13 generates, for example, a three-dimensional image of the structure model in which the absolute value of the rate of change of each evaluation point calculated by the rate of change calculation unit 12 is expressed in shading. Note that the absolute value of the rate of change of each evaluation point may be expressed in color rather than in shading.

表示部23は、変化率計算部12の大ひずみ評価点を評価点識別情報とともに表示してもよいし、画像作成部13が作成した三次元画像を表示してもよい。 The display unit 23 may display the large strain evaluation points of the rate of change calculation unit 12 together with evaluation point identification information, or may display a three-dimensional image created by the image creation unit 13.

(構造体設計支援方法)
第1実施形態の構造体設計支援方法は、複数の部品から構成される構造体モデルに設けられた節点の、第1状態における位置、第2状態における位置、を表す節点情報を記憶する第1の過程と;前記節点のうち選択された1点を基準点として定め、前記節点のうち前記基準点以外の節点である評価点毎に、前記基準点と前記評価点との距離の、前記第1状態と、前記第2状態との間での変化率の絶対値を算出する第2の過程と;を有し、前記第2の過程で、前記第1の過程で算出した前記評価点毎の前記変化率の絶対値を、前記評価点を識別する評価点識別情報と関連付けて記憶する。以下、構造体設計支援装置10を用いたときの構造体設計支援方法について説明する。
(Structure design support method)
The structure design support method of the first embodiment includes a first method that stores node information representing the position in a first state and the position in a second state of a node provided in a structure model composed of a plurality of parts. One point selected from among the nodes is determined as a reference point, and for each evaluation point that is a node other than the reference point among the nodes, the distance between the reference point and the evaluation point is calculated. and a second process of calculating the absolute value of the rate of change between the first state and the second state, and in the second process, for each evaluation point calculated in the first process. The absolute value of the rate of change is stored in association with evaluation point identification information that identifies the evaluation point. A structure design support method using the structure design support apparatus 10 will be described below.

第1の過程では、節点情報記憶部22に、複数の部品から構成される構造体モデルに設けられた節点の、第1状態における位置、第2状態における位置、を表す節点情報を記憶する。 In the first process, the node information storage unit 22 stores node information representing the position in the first state and the position in the second state of a node provided in a structure model composed of a plurality of parts.

以下、第2の過程における変化率の絶対値の算出方法について説明する。図2は、変化率計算部12の動作を説明するフローチャートである。具体的には、第2の過程について説明する。図2では、第1状態が、構造体モデルに荷重がかかっていない非荷重状態であり、第2状態が、構造体モデルに想定する最大の荷重がかかっている最大荷重状態である場合を例に説明する。以下の例は、本発明の一例であり、第1状態は、非荷重状態に限定されない。同様に、第2状態は、最大荷重状態に限定されない。 The method for calculating the absolute value of the rate of change in the second process will be described below. FIG. 2 is a flowchart illustrating the operation of the rate of change calculation unit 12. Specifically, the second process will be explained. In Figure 2, the first state is a non-load state where no load is applied to the structure model, and the second state is a maximum load state where the maximum expected load is applied to the structure model. Explain. The following example is an example of the present invention, and the first state is not limited to the non-load state. Similarly, the second state is not limited to the maximum load state.

変化率計算部12は、節点情報記憶部22が記憶している節点情報に含まれる節点各々について、ステップS1からS8の処理を行う(ステップS1~S8)。ステップS1において、節点のうち選択された1点を基準点iとして定める。基準点iの設定方法は特に限定されない。基準点iは、例えば、シート取り付け点、荷重の入力点などが挙げられる。また、特許第6278122号公報に記載の方法で、評価値を算出することで基準点iを設定してもよい。ステップS2において、変化率計算部12は、節点情報記憶部22から、基準点iの、第1状態の位置(X座標、Y座標、Z座標)と第2状態の位置とを読み出す。 The rate of change calculation unit 12 performs the processes of steps S1 to S8 for each node included in the node information stored in the node information storage unit 22 (steps S1 to S8). In step S1, one selected point among the nodes is determined as a reference point i. The method of setting the reference point i is not particularly limited. Examples of the reference point i include a seat attachment point and a load input point. Alternatively, the reference point i may be set by calculating the evaluation value using the method described in Japanese Patent No. 6278122. In step S2, the change rate calculation unit 12 reads the first state position (X coordinate, Y coordinate, Z coordinate) and second state position of the reference point i from the node information storage unit 22.

次に、ステップS3において、具体的には、変化率計算部12は、節点のうち前記基準点以外の節点である評価点jを設定する(例えば初期値j=0)。ステップS4において、変化率計算部12は節点情報記憶部22から、評価点jの、第1状態(ここでは、非荷重状態)と第2状態(ここでは、最大荷重状態)の位置とを読み出す。 Next, in step S3, specifically, the change rate calculation unit 12 sets an evaluation point j that is a node other than the reference point among the nodes (for example, initial value j=0). In step S4, the change rate calculation unit 12 reads the positions of the first state (here, the non-load state) and the second state (here, the maximum load state) of the evaluation point j from the node information storage unit 22. .

ステップS5において、変化率計算部12は、節点のうち基準点i以外の節点である評価点jとの第1状態での距離F0i,jおよび第2状態での距離F1i,jを算出する。例えば、第1状態での基準点iのX座標がXであり、Y座標がYであり、Z座標がZであり、第1状態での評価点jのX座標がXであり、Y座標がYであり、Z座標がZであるとき、距離F0i,jは、下記の式(1)により算出される。 In step S5, the change rate calculation unit 12 calculates the distance F0 i,j in the first state and the distance F1 i,j in the second state from the evaluation point j, which is a node other than the reference point i among the nodes. do. For example, the X coordinate of reference point i in the first state is X i , the Y coordinate is Y i , the Z coordinate is Z i , and the X coordinate of evaluation point j in the first state is X j . , the Y coordinate is Yj , and the Z coordinate is Zj , the distance F0 i,j is calculated by the following equation (1).

Figure 2024007142000002
Figure 2024007142000002

変化率計算部12は、ステップS2およびステップS4で読み出した位置を用いて、基準点iと、評価点jとの第2状態での距離F1i,jを算出する(ステップS5)。例えば、第2状態での基準点iのX座標がX1iであり、Y座標がY1iであり、Z座標がZ1iであり、第2状態での評価点jのX座標がX1jであり、Y座標がY1jであり、Z座標がZ1jであるとき、距離F1i,jは、下記の式(2)により算出される。 The rate of change calculation unit 12 uses the positions read in steps S2 and S4 to calculate the distance F1 i,j between the reference point i and the evaluation point j in the second state (step S5). For example, the X coordinate of reference point i in the second state is X 1i , the Y coordinate is Y 1i , the Z coordinate is Z 1i , and the X coordinate of evaluation point j in the second state is X 1j . When the Y coordinate is Y 1j and the Z coordinate is Z 1j , the distance F1 i,j is calculated by the following equation (2).

Figure 2024007142000003
Figure 2024007142000003

変化率計算部12は、距離F0i,jから距離F1i,jへの変化率dFi,j=(F1i,j-F0i,j)/F0i,jの絶対値を算出する(ステップS6)。
基準点iと評価点jとの元々の距離が大きいほど距離の変化量が大きくなるが、距離F0i,jから距離F1i,jへの変化率dFi,jを用いることで、この距離の影響を低減することができる。
The change rate calculation unit 12 calculates the absolute value of the change rate dF i,j = (F1 i ,j - F0 i,j )/F0 i, j from the distance F0 i,j to the distance F1 i,j ( Step S6).
The larger the original distance between the reference point i and the evaluation point j , the greater the amount of change in distance. can reduce the impact of

ステップS7において、変化率計算部12は、変化率計算部12が算出した評価点jの変化率dFi,jの絶対値を、評価点jを識別する評価点識別情報と関連付けて節点情報記憶部22に記憶する。変化率計算部12は、例えば、図3に示すようなデータベースとして、変化率計算部12が算出した評価点jの変化率dFi,jの絶対値を、評価点jを識別する評価点識別情報と関連付けて節点情報記憶部22に記憶する。図3の例では、節点情報記憶部22は、節点ID34728を基準点とし、各節点の第1状態の座標(x0、y0、z0)、第2状態の座標(x1、y1、z1)、第1状態での基準点iと各節点(評価点)jとの距離(単位mm)、第2状態での基準点iと各評価点jとの距離、および距離の変化率の絶対値を記憶している。図3は、基準点に対する距離の変化率の絶対値が構造体モデルの一部領域で同分布しているかを示す。距離の絶対値は寄与度を意味する。 In step S7, the change rate calculation unit 12 stores the node information in association with the evaluation point identification information that identifies the evaluation point j, and the absolute value of the change rate dF i,j of the evaluation point j calculated by the change rate calculation unit 12. The information is stored in the section 22. For example, the rate of change calculation unit 12 stores the absolute value of the rate of change dF i,j of the evaluation point j calculated by the rate of change calculation unit 12 as a database as shown in FIG. It is stored in the node information storage unit 22 in association with the information. In the example of FIG. 3, the node information storage unit 22 uses the node ID 34728 as a reference point, and stores the coordinates of the first state (x0, y0, z0), the coordinates of the second state (x1, y1, z1), and the coordinates of the second state of each node. Stores the distance (unit: mm) between the reference point i and each node (evaluation point) j in the first state, the distance between the reference point i and each evaluation point j in the second state, and the absolute value of the rate of change in distance. are doing. FIG. 3 shows whether the absolute values of the rate of change in distance with respect to the reference point are distributed in the same way in some regions of the structure model. The absolute value of the distance means the degree of contribution.

次に、処理はステップS8に進む。ステップS8では、変化率計算部12は、評価点jに未処理のものがあるかどうか判定する。評価点jに未処理のものがあれば(ステップS8にてYES)、ステップS3に戻り、未処理の評価点jのうち1点を選択して処理を行う。評価点jに未処理のものがなければ(ステップS8にてNO)、ステップS3からS8のループ、すなわち処理を終了する。 Next, the process proceeds to step S8. In step S8, the rate of change calculation unit 12 determines whether there is any unprocessed evaluation point j. If there is an unprocessed evaluation point j (YES in step S8), the process returns to step S3, and one of the unprocessed evaluation points j is selected and processed. If there is no unprocessed evaluation point j (NO in step S8), the loop from steps S3 to S8, that is, the process ends.

このように、構造体設計支援装置10および構造体設計支援方法は、節点情報を用いて、第1状態と第2状態との間での、評価点j毎に、基準点iと評価点jとの距離の、第1状態と、第2状態との間での変化率の絶対値を算出し、算出された変化率の絶対値を評価点jを識別する評価点識別情報と関連付けて記憶する。 In this way, the structure design support device 10 and the structure design support method use the node information to calculate the reference point i and the evaluation point j for each evaluation point j between the first state and the second state. calculate the absolute value of the rate of change in the distance between the first state and the second state, and store the absolute value of the calculated rate of change in association with evaluation point identification information that identifies evaluation point j. do.

これにより、第1状態から第2状態に変わった時の基準点iの空間ひずみに対し、寄与(変化率の絶対値)が大きい評価点jを特定することができる。第1状態から第2状態に変わった時の基準点iの空間ひずみに対し寄与が大きい評価点jは、剛性に与える影響が大きい節点である。そのため、この評価点jを強化することで、構造体の剛性が上がることが期待できる。よって、対象とする部位(例えば、シートの取り付け部位)の剛性を上げるために適した部位を、より容易に検出することができる。 Thereby, it is possible to specify the evaluation point j that makes a large contribution (absolute value of rate of change) to the spatial distortion of the reference point i when changing from the first state to the second state. The evaluation point j that makes a large contribution to the spatial distortion of the reference point i when changing from the first state to the second state is a node that has a large influence on the stiffness. Therefore, by strengthening this evaluation point j, it is expected that the rigidity of the structure will increase. Therefore, it is possible to more easily detect a region suitable for increasing the rigidity of a target region (for example, a seat attachment region).

また、変化率計算部12は、変化率の絶対値が大きいものから順に所定数の評価点jを特定してもよい。所定数は、目標とする構造体の合成に応じて適宜設定することができる。
特定された評価点jは、補強などの対象となる節点となる。この結果を、表示部23に表示させてもよい。
Further, the rate of change calculation unit 12 may specify a predetermined number of evaluation points j in order from the one with the largest absolute value of the rate of change. The predetermined number can be set as appropriate depending on the synthesis of the target structure.
The identified evaluation point j becomes a node to be reinforced. This result may be displayed on the display unit 23.

これにより、第1状態から第2状態に変わった時に、剛性に与える影響が大きい評価点jがより精密に特定される。状態が変わった時に、基準点iとの相対変位が大きい評価点jは、構造体の剛性を下げてしまっている可能性がある。そのため、この評価点jを強化することで、構造体の剛性がより上がることが期待できる。 Thereby, the evaluation point j that has a large influence on the rigidity when changing from the first state to the second state can be specified more precisely. When the state changes, the evaluation point j that has a large relative displacement with respect to the reference point i may have lowered the rigidity of the structure. Therefore, by strengthening this evaluation point j, it is expected that the rigidity of the structure will further increase.

また、本評価手法を実施し、対策を施す評価点jを求め、そこへ対策を実施するというプロセスを繰り返し実施することにより、より良い構造を設計することができる。繰り返し実施することで、隠れていた対策すべき部分を見つけることができる。 In addition, by repeating the process of implementing this evaluation method, determining the evaluation point j at which a countermeasure is to be taken, and implementing the countermeasure there, a better structure can be designed. By repeating the process, you can find hidden areas that need to be addressed.

以上説明した本実施例の各ステップは、構造体設計支援装置10が自動的に行うように構成されていてもよい。 Each step of the present embodiment described above may be configured to be automatically performed by the structure design support apparatus 10.

また、図1における構造体設計支援装置10の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより構造体設計支援装置10を実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。 Moreover, by recording a program for realizing the functions of the structure design support apparatus 10 in FIG. A structure design support device 10 may also be realized. Note that the "computer system" herein includes hardware such as an OS and peripheral devices.

また、「コンピュータシステム」は、WWWシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境(あるいは表示環境)も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD-ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信回線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
Furthermore, the term "computer system" includes the homepage providing environment (or display environment) if a WWW system is used.
Furthermore, the term "computer-readable recording medium" refers to portable media such as flexible disks, magneto-optical disks, ROMs, and CD-ROMs, and storage devices such as hard disks built into computer systems. Furthermore, a "computer-readable recording medium" refers to a storage medium that dynamically stores a program for a short period of time, such as a communication line when transmitting a program via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. It also includes devices that retain programs for a certain period of time, such as volatile memory inside a computer system that serves as a server or client. Further, the above-mentioned program may be one for realizing a part of the above-mentioned functions, or may be one that can realize the above-mentioned functions in combination with a program already recorded in the computer system.

(第2実施形態)
次に、第2実施形態について図4を参照して説明する。なお、第2実施形態においては、第1実施形態における構成要素と同一の部分については、同一の符号を付し、その説明を省略し、異なる点についてのみ説明する。図4は、第2実施形態に係る構造体設計支援装置10Bの構成を示す概略ブロック図である。構造体設計支援装置10Bは、複数の部品からなる構造体の剛性を仮想モデル(以下、構造体モデル)を用いて評価する。構造体設計支援装置10Bは、処理部21B、節点情報記憶部22、および表示部23、を有する。処理部21Bは、節点情報取得部11、変化率計算部12B、画像作成部13、評価点群設定部14および解析部15を有する。
(Second embodiment)
Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. 4. Note that, in the second embodiment, the same components as those in the first embodiment are given the same reference numerals, and the explanation thereof will be omitted, and only the different points will be explained. FIG. 4 is a schematic block diagram showing the configuration of a structure design support apparatus 10B according to the second embodiment. The structure design support device 10B evaluates the rigidity of a structure made up of a plurality of parts using a virtual model (hereinafter referred to as a structure model). The structure design support device 10B includes a processing section 21B, a node information storage section 22, and a display section 23. The processing section 21B includes a node information acquisition section 11, a rate of change calculation section 12B, an image creation section 13, an evaluation point group setting section 14, and an analysis section 15.

変化率計算部12Bは、節点のうち選択された1点を基準点として定め、節点のうち基準点以外の節点である評価点毎に、基準点と評価点との距離の、第1状態と、第2状態との間での変化率の絶対値を算出する。変化率計算部12Bは、評価点毎の変化率の絶対値を、評価点を識別する評価点識別情報と関連付けて節点情報記憶部22に記憶する。このとき、変化率計算部12Bは、変化率の絶対値が閾値α1以上となる評価点を大ひずみ評価点として識別可能に節点情報記憶部22に記憶する。また、変化率計算部12Bは、当該評価点が属する部品を識別する部品識別情報を評価点識別情報と関連付けて節点情報記憶部22に記憶することが好ましい。変化率の絶対値、評価点識別情報、および部品識別情報は、節点情報記憶部22において、データベースとして保存されることが好ましい。 The change rate calculation unit 12B determines one selected point among the nodes as a reference point, and calculates the first state and the distance between the reference point and the evaluation point for each evaluation point that is a node other than the reference point among the nodes. , the absolute value of the rate of change between the state and the second state is calculated. The rate of change calculation unit 12B stores the absolute value of the rate of change for each evaluation point in the node information storage unit 22 in association with evaluation point identification information that identifies the evaluation point. At this time, the rate of change calculation unit 12B stores the evaluation point where the absolute value of the rate of change is equal to or greater than the threshold value α1 in the node information storage unit 22 so as to be identifiable as a large strain evaluation point. Further, it is preferable that the rate of change calculation section 12B stores component identification information for identifying the component to which the evaluation point belongs in association with the evaluation point identification information in the node information storage section 22. It is preferable that the absolute value of the rate of change, the evaluation point identification information, and the component identification information be stored as a database in the node information storage unit 22.

評価点群設定部14は、各大ひずみ評価点のうち、大ひずみ評価点間の距離が予め設定された閾値β1以下である2以上の大ひずみ評価点の集合を大ひずみ評価点群として設定する。大ひずみ評価点群の設定方法の詳細は、後述する。 The evaluation point group setting unit 14 sets a set of two or more large strain evaluation points, of which the distance between the large strain evaluation points is less than or equal to a preset threshold value β1, as a large strain evaluation point group, among the large strain evaluation points. do. Details of the method for setting the large strain evaluation point group will be described later.

解析部15は、評価点群設定部14で設定された大ひずみ評価点群と、大ひずみ評価点群に含まれない大ひずみ評価点である孤立大ひずみ評価点と、の合計が2以上であるとき、基準点と、大ひずみ評価点群の中で最も変化率の絶対値が大きい大ひずみ評価点(以下、最大ひずみ評価点と称する場合がある)または孤立大ひずみ評価点との相対変位が規制された剛体化条件で、構造体モデルの解析処理を行う。なお、この場合、最大ひずみ評価点と孤立大ひずみ評価点の合計は2以上である。相対変位が規制された剛体化条件は、例えば、基準点iと最大ひずみ評価点または孤立大ひずみ評価点とを剛体梁で接続する条件である。
また、解析部15は、上述の剛体化条件での解析処理によって、大ひずみ評価点群の中の最大ひずみ評価点または孤立大ひずみ評価点についての剛体化後剛体評価値を算出し、前記剛体化条件を付加しない条件での解析処理による剛体化前剛体評価値と前記剛体化後剛体評価値とに基づいて、前記基準点に対する変位を規制すべき拘束対象点を特定する。
The analysis unit 15 determines whether the sum of the large strain evaluation point group set by the evaluation point group setting unit 14 and the isolated large strain evaluation point which is a large strain evaluation point not included in the large strain evaluation point group is 2 or more. At a certain time, the relative displacement between the reference point and the large strain evaluation point with the largest absolute value of the rate of change among the large strain evaluation points (hereinafter sometimes referred to as the maximum strain evaluation point) or the isolated large strain evaluation point Analyze the structure model under rigid body conditions that are regulated. In this case, the total of the maximum strain evaluation point and the isolated large strain evaluation point is 2 or more. The rigidization condition in which relative displacement is regulated is, for example, a condition in which the reference point i and the maximum strain evaluation point or the isolated large strain evaluation point are connected by a rigid beam.
In addition, the analysis unit 15 calculates the rigid body evaluation value after rigid body conversion for the maximum strain evaluation point or the isolated large strain evaluation point in the group of large strain evaluation points by the analysis process under the above-mentioned rigid body conversion conditions, and A constraint target point whose displacement with respect to the reference point should be regulated is specified based on the rigid body evaluation value before rigid body conversion and the rigid body evaluation value after rigid body conversion obtained by the analysis process under the condition that no conversion condition is added.

(構造体設計支援方法)
以下、第2実施形態における構造体設計支援方法について説明する。第2実施形態における構造体設計支援方法は、上述の第1の過程と、変化率の絶対値を算出する第2の過程と、大ひずみ評価点群を設定する第3の過程と、拘束対象点を特定する第4の過程と、を含む。以下、構造体設計支援装置10Bを用いた、第2の過程、第3の過程、および第4の過程について説明する。
(Structure design support method)
The structure design support method in the second embodiment will be described below. The structure design support method in the second embodiment includes the above-mentioned first process, a second process of calculating the absolute value of the rate of change, a third process of setting a large strain evaluation point group, and a constraint target. and a fourth step of specifying the point. The second process, third process, and fourth process using the structure design support apparatus 10B will be described below.

第2実施形態における変化率の絶対値の算出(第2の過程)について説明する。図5は、変化率計算部12Bの動作を説明するフローチャートである。変化率計算部12Bは、節点情報記憶部22が記憶している節点情報に含まれる節点各々について、ステップS1からS8の処理を行う(ステップS1~S8)。ステップS1において、節点のうち選択された1点を基準点iとして定める。基準点iの設定方法は特に限定されない。基準点iは、例えば、シート取り付け点、荷重の入力点などが挙げられる。また、後述する方法で、評価値を算出することで基準点iを設定してもよい。ステップS2において、変化率計算部12Bは、節点情報記憶部22から、基準点iの、第1状態の位置(X座標、Y座標、Z座標)と第2状態の位置とを読み出す。 Calculation of the absolute value of the rate of change (second process) in the second embodiment will be explained. FIG. 5 is a flowchart illustrating the operation of the rate of change calculation section 12B. The rate of change calculation unit 12B performs the processes of steps S1 to S8 for each node included in the node information stored in the node information storage unit 22 (steps S1 to S8). In step S1, one selected point among the nodes is determined as a reference point i. The method of setting the reference point i is not particularly limited. Examples of the reference point i include a seat attachment point and a load input point. Alternatively, the reference point i may be set by calculating an evaluation value using a method described later. In step S2, the change rate calculation unit 12B reads the first state position (X coordinate, Y coordinate, Z coordinate) and the second state position of the reference point i from the node information storage unit 22.

次に、ステップS3において、具体的には、変化率計算部12Bは、節点のうち前記基準点以外の節点である評価点jを設定する(例えば初期値j=0)。ステップS4において、変化率計算部12Bは節点情報記憶部22から、評価点jの、第1状態(ここでは、非荷重状態)と第2状態(ここでは、最大荷重状態)の位置とを読み出す。 Next, in step S3, specifically, the change rate calculation unit 12B sets an evaluation point j that is a node other than the reference point among the nodes (for example, initial value j=0). In step S4, the change rate calculation unit 12B reads the positions of the first state (here, the non-load state) and the second state (here, the maximum load state) of the evaluation point j from the node information storage unit 22. .

ステップS5において、変化率計算部12Bは、節点のうち基準点i以外の節点である評価点jとの第1状態での距離F0i,jおよび第2状態での距離F1i,jを算出する。 In step S5, the change rate calculation unit 12B calculates the distance F0 i,j in the first state and the distance F1 i,j in the second state from the evaluation point j, which is a node other than the reference point i among the nodes. do.

変化率計算部12Bは、ステップS2およびステップS4で読み出した位置を用いて、基準点iと、評価点jとの第2状態での距離F1i,jを算出する(ステップS5)。 The change rate calculation unit 12B uses the positions read in steps S2 and S4 to calculate the distance F1 i,j between the reference point i and the evaluation point j in the second state (step S5).

変化率計算部12Bは、距離F0i,jから距離F1i,jへの変化率dFi,j=(F1i,j-F0i,j)/F0i,jの絶対値を算出する(ステップS6)。 The change rate calculation unit 12B calculates the absolute value of the change rate dF i,j = (F1 i ,j - F0 i,j )/F0 i, j from the distance F0 i,j to the distance F1 i,j ( Step S6).

ステップS7Bにおいて、変化率計算部12Bは、評価点jの変化率dFi,jの絶対値を、評価点jを識別する評価点識別情報と節点情報記憶部22に関連付けて記憶する。このとき、変化率計算部12Bは、変化率の絶対値が、閾値α1以上となる評価点jを大ひずみ評価点として識別可能に節点情報記憶部22に記憶する。閾値α1は、目標とする構造体の剛性に応じて、適宜設定することができる。 In step S7B, the rate of change calculation unit 12B stores the absolute value of the rate of change dF i,j of the evaluation point j in the node information storage unit 22 in association with evaluation point identification information that identifies the evaluation point j. At this time, the rate of change calculation unit 12B identifiably stores the evaluation point j at which the absolute value of the rate of change is equal to or greater than the threshold value α1 in the node information storage unit 22 as a large strain evaluation point. The threshold value α1 can be set as appropriate depending on the target rigidity of the structure.

次に、処理はステップS8に進む。ステップS8では、変化率計算部12Bは、評価点jに未処理のものがあるかどうか判定する。評価点jに未処理のものがあれば(ステップS8にてYES)、ステップS3に戻り、未処理の評価点jのうち1点を選択して処理を行う。評価点jに未処理のものがなければ(ステップS8にてNO)、ステップS3からS8のループ、すなわち処理を終了する。 Next, the process proceeds to step S8. In step S8, the rate of change calculation unit 12B determines whether there is any unprocessed evaluation point j. If there is an unprocessed evaluation point j (YES in step S8), the process returns to step S3, and one of the unprocessed evaluation points j is selected and processed. If there is no unprocessed evaluation point j (NO in step S8), the loop from steps S3 to S8, that is, the process ends.

(大ひずみ評価点群の設定方法)
次に、上記で得られた大ひずみ評価点から大ひずみ評価点群を設定する方法(第3の過程)について説明する。大ひずみ評価点群を設定することで、後述するように、拘束対象点の特定方法において、処理数を減らすことができる。図6は、大ひずみ評価点群の設定方法について説明するフローチャートである。評価点群設定部14は、節点情報記憶部22が記憶している節点情報および評価点識別情報に基づいて、ステップS11からS19までの処理を行う(ステップS11~S19)。
(How to set large strain evaluation point cloud)
Next, a method (third process) for setting a large strain evaluation point group from the large strain evaluation points obtained above will be explained. By setting a group of large distortion evaluation points, the number of processes can be reduced in the method for specifying points to be constrained, as will be described later. FIG. 6 is a flowchart illustrating a method for setting a large strain evaluation point group. The evaluation point group setting section 14 performs the processes from steps S11 to S19 based on the node information and evaluation point identification information stored in the node information storage section 22 (steps S11 to S19).

ステップS11において、評価点群設定部14は、節点情報記憶部22に記憶された大ひずみ評価点のうち選択された1点を基準大ひずみ評価点kとして定める(例えば、初期値k=0)。ステップS12において、評価点群設定部14は、節点情報記憶部22から、基準大ひずみ評価点kの第1状態の位置(X座標、Y座標、Z座標)を読み出す。 In step S11, the evaluation point group setting unit 14 sets one selected point among the large strain evaluation points stored in the node information storage unit 22 as a reference large strain evaluation point k (for example, initial value k=0). . In step S12, the evaluation point group setting unit 14 reads the position (X coordinate, Y coordinate, Z coordinate) of the reference large strain evaluation point k in the first state from the node information storage unit 22.

次に、ステップS13において、評価点群設定部14は、大ひずみ評価点のうち、基準大ひずみ評価点k以外の大ひずみ評価点である比較大ひずみ評価点lを設定する(例えば初期値l=0)。ステップS14において、評価点群設定部14は節点情報記憶部22から、比較大ひずみ評価点lの、第1状態の位置(X座標、Y座標、Z座標)を読み出す。 Next, in step S13, the evaluation point group setting unit 14 sets a comparative large strain evaluation point l, which is a large strain evaluation point other than the reference large strain evaluation point k, among the large strain evaluation points (for example, an initial value l =0). In step S14, the evaluation point group setting unit 14 reads the position (X coordinate, Y coordinate, Z coordinate) of the comparatively large strain evaluation point l in the first state from the node information storage unit 22.

ステップS15において、評価点群設定部14は、基準大ひずみ評価点kと比較大ひずみ評価点lとの第1状態での距離F2k,lを算出する。例えば、第1状態での基準大ひずみ評価点kのX座標がXであり、Y座標がYであり、Z座標がZであり、第1状態での比較大ひずみ評価点lのX座標がXであり、Y座標がYであり、Z座標がZであるとき、距離F2k,lは、下記の式(3)により算出される。 In step S15, the evaluation point group setting unit 14 calculates the distance F2 k,l between the reference large strain evaluation point k and the comparative large strain evaluation point l in the first state. For example, the X coordinate of the reference large strain evaluation point k in the first state is X k , the Y coordinate is Y k , the Z coordinate is Z k , and the comparative large strain evaluation point l in the first state is When the X coordinate is Xl , the Y coordinate is Yl , and the Z coordinate is Zl , the distance F2k ,l is calculated by the following equation (3).

Figure 2024007142000004
Figure 2024007142000004

ステップS16において、距離F2k,lが閾値β1以下であれば(ステップS16にてYES)、基準大ひずみ評価点kと比較大ひずみ評価点lとを同じ大ひずみ評価点群として設定する(ステップS17)。閾値β1は、目的に応じて適宜設定することができる。閾値β1の値は、対象部品、有限要素法のメッシュ、設計のフェーズ等に応じた変数とする。閾値β1は、予め設定されていてもよいし、構造体設計支援装置10Bを操作するオペレータによって設定されてもよい。このとき、評価点群設定部14は、いずれかの大ひずみ評価点群に属するかの情報を大ひずみ評価点を識別する大ひずみ評価点識別情報と関連付けて節点情報記憶部22に記憶する。大ひずみ評価点識別情報は、例えば、大ひずみ評価点を特定する符号(大ひずみ評価点ID)である。いずれかの大ひずみ評価点群に属するかの情報は、大ひずみ評価点群を特定する符号(大ひずみ評価点群ID)である。距離F2k,lが閾値β1以下でなければ(ステップS16にてNo)、ステップS18に進む。 In step S16, if the distance F2 k,l is equal to or less than the threshold value β1 (YES in step S16), the reference large strain evaluation point k and the comparative large strain evaluation point l are set as the same large strain evaluation point group (step S17). The threshold value β1 can be set as appropriate depending on the purpose. The value of the threshold β1 is a variable depending on the target part, the mesh of the finite element method, the design phase, etc. The threshold value β1 may be set in advance or may be set by an operator operating the structure design support apparatus 10B. At this time, the evaluation point group setting section 14 stores information on which large strain evaluation point group it belongs to in the node information storage section 22 in association with the large strain evaluation point identification information that identifies the large strain evaluation point. The large strain evaluation point identification information is, for example, a code (large strain evaluation point ID) that identifies the large strain evaluation point. The information as to which large distortion evaluation point group it belongs to is a code (large distortion evaluation point group ID) that specifies the large distortion evaluation point group. If the distance F2 k,l is not less than the threshold value β1 (No in step S16), the process advances to step S18.

次に、処理はステップS18に進む。ステップS18では、評価点群設定部14は、比較大ひずみ評価点lに未処理のものがあるかどうか判定する。比較大ひずみ評価点lに未処理のものがあれば(ステップS18にてYES)、ステップS13に戻り、未処理の比較大ひずみ評価点のうち1点を選択して処理を行う。比較大ひずみ評価点lに未処理のものがなければ(ステップS18にてNO)、ステップS19に進む。 Next, the process proceeds to step S18. In step S18, the evaluation point group setting unit 14 determines whether there is any unprocessed comparative large strain evaluation point l. If there is an unprocessed comparative large strain evaluation point l (YES in step S18), the process returns to step S13, and one point is selected from the unprocessed comparative large strain evaluation points and processed. If there is no unprocessed comparative large strain evaluation point l (NO in step S18), the process advances to step S19.

ステップS19では、評価点群設定部14は、基準大ひずみ評価点kに未処理のものがあるかどうか判定する。基準大ひずみ評価点kに未処理のものがあれば(ステップS19にてYES)、ステップS11に戻り、未処理の大ひずみ評価点(基準大ひずみ評価点として選択されていない大ひずみ評価点)のうち1点を基準大ひずみ評価点として選択して処理を行う。大ひずみ評価点kに未処理のものがなければ(ステップS18にてNO)、ステップS20に進む。なお、上記の処理において、距離F2k,l算出済みの2点間については、大ひずみ評価点群を設定するための各ステップを省略してもよい。 In step S19, the evaluation point group setting unit 14 determines whether there is any unprocessed reference large strain evaluation point k. If there is an unprocessed reference large strain evaluation point k (YES in step S19), the process returns to step S11, and an unprocessed large strain evaluation point (a large strain evaluation point that has not been selected as a reference large strain evaluation point) is determined. One point is selected as the reference large strain evaluation point and processed. If there is no unprocessed large strain evaluation point k (NO in step S18), the process advances to step S20. In addition, in the above process, each step for setting the large distortion evaluation point group may be omitted between two points for which the distance F2 k,l has been calculated.

ステップS20では、評価点群設定部14は、いずれの大ひずみ評価点群に属しない大ひずみ評価点を孤立大ひずみ評価点として節点情報記憶部22に記憶し、処理を終了する。また、このとき、評価点群設定部14は、各大ひずみ評価点群の中で最も変化率の絶対が大きい大ひずみ評価点を最大ひずみ評価点として、節点情報記憶部22に記憶してもよい。 In step S20, the evaluation point group setting unit 14 stores large strain evaluation points that do not belong to any large strain evaluation point group as isolated large strain evaluation points in the node information storage unit 22, and ends the process. Also, at this time, the evaluation point group setting unit 14 stores the large strain evaluation point with the largest absolute change rate among the large strain evaluation point groups as the maximum strain evaluation point in the node information storage unit 22. good.

図7は、大ひずみ評価点群と孤立大ひずみ評価点とを説明する図である。図7は、構造体を構成する部品A1と、部品B1とを含む断面である。部品A1には、節点a1からa5が設けられており、部品B1には、節点b1からb4が設けられている。大ひずみ評価点は、節点b1、節点b2、節点a2および節点a5である。距離F2k,lが閾値β1以下となる、節点b1、節点b2、節点a2の集合が1つの大ひずみ評価点群となる。大ひずみ評価点群に含まれない節点a5は、孤立大ひずみ評価点の例である。 FIG. 7 is a diagram illustrating a large strain evaluation point group and an isolated large strain evaluation point. FIG. 7 is a cross section including a component A1 and a component B1 that constitute a structure. Part A1 is provided with nodes a1 to a5, and part B1 is provided with nodes b1 to b4. The large strain evaluation points are node b1, node b2, node a2, and node a5. A set of nodes b1, b2, and a2, where the distance F2 k,l is equal to or less than the threshold value β1, becomes one large distortion evaluation point group. Node a5, which is not included in the large strain evaluation point group, is an example of an isolated large strain evaluation point.

(拘束対象点の特定方法)
次に、基準点iの変位などを抑制する上で特に寄与の大きい節点である拘束対象点を特定する方法(第4の過程)について説明する。拘束対象点は、基準点iに対する変位を規制すべき点である。拘束対象点の数は特に限定されず、1以上である。例えば、剛性を向上するために複数の拘束対象点を設定してもよい。
(Method of specifying constraint target points)
Next, a method (fourth process) for identifying a constraint target point, which is a node that makes a particularly large contribution to suppressing the displacement of the reference point i, will be described. The constraint target point is a point whose displacement with respect to the reference point i should be restricted. The number of constraint target points is not particularly limited, and is 1 or more. For example, a plurality of constraint target points may be set to improve rigidity.

図8は、拘束対象点の特定方法のフローチャートである。解析部15は、節点情報記憶部22が記憶している、基準点i、最大ひずみ評価点および孤立大ひずみ評価点の情報に基づき、ステップS31からS34の処理を行う(ステップS31~S34)。 FIG. 8 is a flowchart of a method for specifying a constraint target point. The analysis unit 15 performs the processes of steps S31 to S34 based on the information of the reference point i, the maximum strain evaluation point, and the isolated large strain evaluation point stored in the node information storage unit 22 (steps S31 to S34).

ステップS31において、解析部15は、上述した剛体化条件を付加しない条件で構造体モデルに対して解析処理を行い、剛体化前剛体評価値を算出する。解析処理としては、特に限定されず、モーダル解析、剛性解析、静的捩じり剛性、周波数応答解析(伝達関数特定)、衝突解析、走行解析などが挙げられる。解析処理は、公知の方法で行うことができる。解析処理としては、モーダル解析が好ましい。解析処理としてモーダル解析を行う場合は、例えば、剛体化前剛体評価値は固有振動数であるが、剛体化前剛体評価値は、固有振動数に限定されない。 In step S31, the analysis unit 15 performs an analysis process on the structure model without adding the above-described rigidization condition, and calculates a rigid body evaluation value before rigidization. The analysis process is not particularly limited, and may include modal analysis, rigidity analysis, static torsional stiffness, frequency response analysis (transfer function identification), collision analysis, and running analysis. The analysis process can be performed using a known method. Modal analysis is preferable as the analysis process. When modal analysis is performed as the analysis process, for example, the rigid body evaluation value before rigid body transformation is a natural frequency, but the rigid body evaluation value before rigid body transformation is not limited to the natural frequency.

ステップS32において、解析部15は、各最大ひずみ評価点と各孤立大ひずみ評価点のうちから選択される解析点nを設定する。ステップS33において、解析部15は、基準点と、解析点nとの相対変位が規制された剛体化条件で、構造体モデルの解析処理を行う。ステップS32における解析処理は、ステップS31の解析処理と同一であり、評価する剛体化後剛体評価値となるパラメータ(例えば、固有振動数)は、ステップS31の剛体化前剛体評価値となるパラメータと同一である。例えば、剛体化前剛体評価値が固有振動数の場合は、剛体化後剛体評価値も固有振動数となる。 In step S32, the analysis unit 15 sets an analysis point n selected from each maximum strain evaluation point and each isolated large strain evaluation point. In step S33, the analysis unit 15 performs an analysis process on the structure model under rigid conditions in which relative displacement between the reference point and the analysis point n is regulated. The analysis process in step S32 is the same as the analysis process in step S31, and the parameters (e.g. natural frequency) that will be the rigid body evaluation value after rigid body conversion to be evaluated are the same as the parameters that will be the rigid body evaluation value before rigid body conversion in step S31. are the same. For example, if the rigid body evaluation value before rigid body transformation is a natural frequency, the rigid body evaluation value after rigid body transformation also becomes a natural frequency.

次にステップ34に進む。ステップ34では、解析点nに未処理のものがあるかどうかを判定する。解析点nに未処理のものがあれば(ステップS34にてYES)、ステップS31に戻り、未処理の解析点nのうち1点を選択して処理を行う。解析点nに未処理の物が無ければ(ステップS34にてNO)、ステップS31~S34までのループを終了する。即ち、処理を終了する。 Next, proceed to step 34. In step 34, it is determined whether there is any unprocessed analysis point n. If there is an unprocessed analysis point n (YES in step S34), the process returns to step S31, and one of the unprocessed analysis points n is selected and processed. If there is no unprocessed item at the analysis point n (NO in step S34), the loop from steps S31 to S34 is completed. In other words, the process ends.

このように、構造体設計支援装置10Bおよび構造体設計支援方法は、節点情報を用いて、第1状態と第2状態との間での、評価点j毎に、基準点iと評価点jとの距離の、第1状態と、第2状態との間での変化率の絶対値を算出し、算出された変化率の絶対値を評価点jを識別する評価点識別情報と関連付けて記憶する。また、構造体設計支援装置10Bおよび構造体設計支援方法は、変化率の絶対値が閾値α1以上である各大ひずみ評価点のうち、大ひずみ評価点間の距離が予め設定された閾値β1以下である2以上の大ひずみ評価点の集合を大ひずみ評価点群として設定する。そして、構造体設計支援装置10Bおよび構造体設計支援方法は、基準点と、大ひずみ評価点群の中で最も変化率の絶対値が大きい前記大ひずみ評価点または前記孤立大ひずみ評価点との相対変位が規制された剛体化条件で、構造体モデルの解析処理を行う。 In this way, the structure design support device 10B and the structure design support method use the node information to determine the reference point i and the evaluation point j for each evaluation point j between the first state and the second state. calculate the absolute value of the rate of change in the distance between the first state and the second state, and store the absolute value of the calculated rate of change in association with evaluation point identification information that identifies evaluation point j. do. In addition, the structure design support device 10B and the structure design support method are configured such that, among the large strain evaluation points where the absolute value of the rate of change is equal to or greater than the threshold value α1, the distance between the large strain evaluation points is equal to or less than a preset threshold value β1. A set of two or more large strain evaluation points is set as a large strain evaluation point group. Then, the structure design support device 10B and the structure design support method connect the reference point to the large strain evaluation point or the isolated large strain evaluation point having the largest absolute value of the rate of change among the group of large strain evaluation points. Analyze the structure model under rigid body conditions with relative displacement regulated.

これにより、第1状態から第2状態に変わった時の基準点iの空間ひずみに対し、寄与(変化率の絶対値)が大きい評価点jを特定することができる。また、評価点群設定部14が大ひずみ評価点群を設定することで、解析部15の解析処理を短くすることができる。また、解析部15が、大ひずみ評価点群の中で最も変化率の絶対値が大きい前記大ひずみ評価点または前記孤立大ひずみ評価点との相対変位が規制された剛体化条件で、構造体モデルの解析処理を行うことで、基準点に対する変位を規制すべき拘束対象点を特定することができる。これによって、構造体モデルの設計を容易にすることができる。 Thereby, it is possible to specify the evaluation point j that makes a large contribution (absolute value of rate of change) to the spatial distortion of the reference point i when changing from the first state to the second state. Furthermore, the evaluation point group setting section 14 sets the large distortion evaluation point group, thereby making it possible to shorten the analysis process of the analysis section 15. In addition, the analysis unit 15 analyzes the structure under rigidization conditions in which the relative displacement with the large strain evaluation point having the largest absolute value of the rate of change among the large strain evaluation points or the isolated large strain evaluation point is regulated. By performing model analysis processing, it is possible to specify restraint target points whose displacement relative to the reference point should be regulated. This facilitates the design of the structure model.

また、本評価手法を実施し、対策を施す評価点jを求め、そこへ対策を実施するというプロセスを繰り返し実施することにより、より良い構造を設計することができる。繰り返し実施することで、隠れていた対策すべき部分を見つけることができる。 In addition, by repeating the process of implementing this evaluation method, determining the evaluation point j at which a countermeasure is to be taken, and implementing the countermeasure there, a better structure can be designed. By repeating the process, you can find hidden areas that need to be addressed.

以上説明した各ステップは、構造体設計支援装置10Bが自動的に行うように構成されていてもよい。 Each step described above may be configured to be automatically performed by the structure design support apparatus 10B.

図9における構造体設計支援装置10Bの機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより構造体設計支援装置10Bを実現してもよい。 A structure is created by recording a program for realizing the functions of the structure design support apparatus 10B in FIG. A design support device 10B may also be implemented.

(第3実施形態)
次に、第3実施形態について図9を参照して説明する。なお、第3実施形態においては、第1実施形態および第2実施形態における構成要素と同一の部分については、同一の符号を付し、その説明を省略し、異なる点についてのみ説明する。図10は、第3実施形態に係る構造体設計支援装置10Cの構成を示す概略ブロック図である。構造体設計支援装置10Cは、複数の部品からなる構造体の剛性を仮想モデル(以下、構造体モデル)を用いて評価する。構造体設計支援装置10Cは、処理部21C、節点情報記憶部22、および表示部23、を有する。処理部21Cは、節点情報取得部11、変化率計算部12、画像作成部13、および評価値算出部16を有する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment will be described with reference to FIG. 9. In addition, in the third embodiment, the same parts as those in the first embodiment and the second embodiment are given the same reference numerals, the explanation thereof is omitted, and only the different points will be explained. FIG. 10 is a schematic block diagram showing the configuration of a structure design support apparatus 10C according to the third embodiment. The structure design support device 10C evaluates the rigidity of a structure made up of a plurality of parts using a virtual model (hereinafter referred to as a structure model). The structure design support apparatus 10C includes a processing section 21C, a node information storage section 22, and a display section 23. The processing section 21C includes a node information acquisition section 11, a rate of change calculation section 12, an image creation section 13, and an evaluation value calculation section 16.

評価値算出部16は、部品に属する全ての評価点jについての変化率の絶対値のそれぞれの値に基づいて当該部品についての部品単位評価値Emiを算出する。部品単位評価値Emiの算出方法は後述する。また、評価値算出部16は、部品単位評価値Emiを評価点識別情報と関連付けて節点情報記憶部22に記憶する。 The evaluation value calculation unit 16 calculates a component unit evaluation value Emi for the component based on the respective absolute values of the rate of change for all evaluation points j belonging to the component. A method for calculating the component unit evaluation value Emi will be described later. Furthermore, the evaluation value calculation unit 16 stores the component unit evaluation value Emi in the node information storage unit 22 in association with the evaluation point identification information.

(構造体設計支援方法)
第3実施形態に係る構造体設計支援方法は、第1の過程、第2の過程、および部品単位評価値を算出する第5の過程を含む。ここでは、構造体設計支援装置10Cを用いて部品単位評価値を算出する方法について説明する。他の過程の説明については省略する。
(Structure design support method)
The structure design support method according to the third embodiment includes a first process, a second process, and a fifth process of calculating a component unit evaluation value. Here, a method of calculating component unit evaluation values using the structure design support apparatus 10C will be described. Descriptions of other processes will be omitted.

図10は、部品単位評価値の算出方法のフローチャートである。評価値算出部16は、節点情報記憶部22が記憶している各節点の変化値の絶対値に基づいて、部品mの変化率の部品単位評価値Emiを算出する。ステップS41において、部品mを設定する(例えば、初期値m=0)。ステップS42において、評価値算出部16は、節点情報記憶部22から、部品mに属する各評価点jの変化率の絶対値を読み出す。 FIG. 10 is a flowchart of a method for calculating component unit evaluation values. The evaluation value calculation unit 16 calculates a component unit evaluation value Emi of the rate of change of the component m based on the absolute value of the change value of each node stored in the node information storage unit 22. In step S41, part m is set (eg, initial value m=0). In step S42, the evaluation value calculation unit 16 reads the absolute value of the rate of change of each evaluation point j belonging to the part m from the node information storage unit 22.

次に、ステップS43において、評価値算出部16は、部品mに属する各評価点jの変化率の絶対値のそれぞれの値に基づいて、部品mについての部品単位評価値Emiを算出する。具体的には、評価値算出部16は、基準点iについて算出した距離の変化率dFi,jの絶対値の、部品mの評価点jに関する平均値を部品単位評価値Emiとして算出する。部品単位評価値Emiは、下記の式(4)により算出される。ただし、jは、部品mに属するjであり、nは、部品mに属する評価点jの個数である。また、ステップ43において、評価値算出部16は、部品単位評価値Emiを評価点識別情報と関連付けて節点情報記憶部22に記憶する。 Next, in step S43, the evaluation value calculation unit 16 calculates the component unit evaluation value Emi for the component m based on the absolute value of the rate of change of each evaluation point j belonging to the component m. Specifically, the evaluation value calculation unit 16 calculates the average value of the absolute value of the distance change rate dF i,j calculated for the reference point i, regarding the evaluation point j of the component m, as the component unit evaluation value Emi. The component unit evaluation value Emi is calculated by the following formula (4). However, j is j belonging to part m, and n is the number of evaluation points j belonging to part m. Further, in step 43, the evaluation value calculation unit 16 stores the component unit evaluation value Emi in the node information storage unit 22 in association with the evaluation point identification information.

Figure 2024007142000005
Figure 2024007142000005

特異な値となる節点が存在すると部品単位の評価値が影響しやすい。式(4)で示される平均値を部品単位評価値Emiとして用いることで、基準点iに対して寄与が大きい部品を特定しやすくすることができる。 If there is a node with a unique value, the evaluation value of each component is likely to be affected. By using the average value shown by equation (4) as the component unit evaluation value Emi, it is possible to easily identify components that make a large contribution to the reference point i.

次に、処理はステップS44に進む。ステップS44では、評価値算出部16は、部品mに未処理のものがあるかどうか判定する。部品mに未処理のものがあれば(ステップS44にてYES)、ステップS41に戻り、未処理の部品mのうち1つを選択して処理を行う。部品mに未処理のものがなければ(ステップ44にてNO)、ステップS41からS44のループを終了する。 Next, the process proceeds to step S44. In step S44, the evaluation value calculation unit 16 determines whether there is any unprocessed part m. If there is an unprocessed part m (YES in step S44), the process returns to step S41, and one of the unprocessed parts m is selected and processed. If there is no unprocessed part m (NO in step 44), the loop from steps S41 to S44 is ended.

このように、構造体設計支援装置10Cおよび構造体設計支援方法は、節点情報を用いて、第1状態と第2状態との間での、評価点j毎に、基準点iと評価点jとの距離の、第1状態と、第2状態との間での変化率の絶対値を算出し、算出された変化率の絶対値を評価点jを識別する評価点識別情報と関連付けて記憶する。また、構造体設計支援装置10Cおよび構造体設計支援方法は、部品mの部品単位評価値Emiを算出する。 In this way, the structure design support device 10C and the structure design support method use the node information to determine the reference point i and the evaluation point j for each evaluation point j between the first state and the second state. calculate the absolute value of the rate of change in the distance between the first state and the second state, and store the absolute value of the calculated rate of change in association with evaluation point identification information that identifies evaluation point j. do. Further, the structure design support device 10C and the structure design support method calculate a component unit evaluation value Emi of the component m.

これにより、第1状態から第2状態に変わった時の基準点iの空間ひずみに対し、寄与(変化率の絶対値)が大きい評価点jを特定することができる。また、評価値算出部16が部品単位評価値Emiを算出することで、例えば剛性の向上に対して寄与の大きい部品を特定しやすくすることができる。 Thereby, it is possible to specify the evaluation point j that makes a large contribution (absolute value of rate of change) to the spatial distortion of the reference point i when changing from the first state to the second state. In addition, by the evaluation value calculation unit 16 calculating the component unit evaluation value Emi, it is possible to easily identify, for example, a component that makes a large contribution to the improvement of rigidity.

以上説明した各ステップは、構造体設計支援装置10Cが自動的に行うように構成されていてもよい。 Each step described above may be configured to be automatically performed by the structure design support apparatus 10C.

図9における構造体設計支援装置10Cの機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより構造体設計支援装置10Cを実現してもよい。 By recording a program for realizing the functions of the structure design support device 10C in FIG. 9 on a computer-readable recording medium, and having the computer system read and execute the program recorded on the recording medium, A design support device 10C may also be implemented.

(実施例1)
実施例1では、構造体の一例として車体について、構造体設計支援装置10により解析した例を示す。本実施例では、第1状態は、構造体モデルである車体Bに変形が生じていない状態である。第2状態は、車体ねじり変形の固有モードの変形が生じている状態である。
(Example 1)
In Example 1, an example will be shown in which a vehicle body is analyzed by the structure design support apparatus 10 as an example of a structure. In this embodiment, the first state is a state in which the vehicle body B, which is a structural model, is not deformed. The second state is a state in which the eigenmode deformation of the vehicle body torsional deformation occurs.

図11は、構造体設計支援装置10による表示例を示す図である。図12は、図11の表示例を別の視点から見た図である。図11および図12の表示例は、第1状態が構造体モデルである車体に変形が生じていない状態であり、第2状態が車体ねじり変形の固有モードの変形が生じている状態であるときの車体に対する解析を構造体設計支援装置10が行い、表示したときの表示例である。図12の矢印の点が示すように、基準点に対して寄与が大きい評価点(大ひずみ評価点)は濃淡が濃く表示される。図12に示すように、構造体設計支援装置10を用いることで基準点と締結すべき領域を濃淡が濃い部位として容易に特定することができる。 FIG. 11 is a diagram showing an example of display by the structure design support apparatus 10. FIG. 12 is a diagram of the display example of FIG. 11 viewed from another perspective. In the display examples shown in FIGS. 11 and 12, the first state is a state in which no deformation has occurred in the vehicle body, which is a structural model, and the second state is a state in which deformation in the eigenmode of the vehicle body torsional deformation has occurred. This is an example of a display when the structure design support apparatus 10 performs and displays an analysis for a vehicle body. As indicated by the arrow points in FIG. 12, evaluation points that make a large contribution to the reference point (large strain evaluation points) are displayed in a darker shade. As shown in FIG. 12, by using the structure design support apparatus 10, it is possible to easily specify the area to be connected to the reference point as a darkly shaded area.

図13は、特許第6278122号公報に記載の方法、即ち節点同士で評価した結果を示す図である。図14は、図13の結果を別の視点で見た図である。図13および図14に示すように、空間歪の高い部位が分かるが、どの部位と締結すべきかが明確ではない。図13および図14の場合は、例えばブラケット、ルーフレールアウタなど、締結すべき部品をさらに検討しなければならない。 FIG. 13 is a diagram showing the results of evaluation using the method described in Japanese Patent No. 6278122, that is, between nodes. FIG. 14 is a diagram showing the results of FIG. 13 from another perspective. As shown in FIGS. 13 and 14, regions with high spatial distortion can be seen, but it is not clear which region should be fastened. In the case of FIGS. 13 and 14, the parts to be fastened, such as the bracket and the roof rail outer, must be further considered.

(実施例2)
次に、大ひずみ評価点に対して、相対変位が規制された剛体化条件で解析した例を示す。本実施例では、基準点と、評価点と、を変位しない剛体梁で接続し、モーダル解析を行った。構造体モデルに対して、第1状態を構造体モデルである車体に変形が生じていない状態とし、第2状態が車体ねじり変形の固有モードの変形が生じている状態としたとして、構造体設計支援装置10Bが解析処理を行った。図15および図16は、剛体化条件を説明するための図である。図15は、基準点と、距離の変化率が大きい大ひずみ評価点と、を剛体梁で接続した構造体モデルの例(実施例2-1)である。図16は、基準点と、距離の変化率が小さい評価点とを剛体梁で接続した構造体モデル(比較例2-1)の例である。これらの剛体化条件で、構造体設計支援装置10Bを用い解析処理を行った結果を表1に示す。表1は、剛体梁を接続しない剛体化条件無の参考例、大ひずみ評価点と基準点とを剛体梁で接続した実施例2-1、変位が小さい評価点と基準点とを剛体梁で接続した比較例2-1の結果を示す。参考例のねじりモードの固有周波数f(Hz)が剛体化前剛体評価値となり、実施例2-1および比較例2-1のねじりモードの固有周波数f(Hz)が剛体化後剛体評価値となる。表1に示す通り、基準点との距離の変化率が大きい大ひずみ評価点と接続した実施例2-1のほうが、固有周波数を大きくなった。一方、比較例2-1は、参考例2-1からの固有周波数fの増分が小さかった。
(Example 2)
Next, an example will be shown in which a large strain evaluation point is analyzed under rigid conditions in which relative displacement is regulated. In this example, a modal analysis was performed by connecting the reference point and the evaluation point with a rigid beam that does not displace. For the structure model, the first state is a state in which no deformation has occurred in the vehicle body, which is the structure model, and the second state is a state in which deformation in the eigenmode of the vehicle body torsional deformation has occurred. The support device 10B performed the analysis process. FIG. 15 and FIG. 16 are diagrams for explaining the rigidization conditions. FIG. 15 is an example of a structure model (Example 2-1) in which a reference point and a large strain evaluation point with a large rate of change in distance are connected by a rigid beam. FIG. 16 is an example of a structure model (Comparative Example 2-1) in which a reference point and an evaluation point with a small rate of change in distance are connected by a rigid beam. Table 1 shows the results of analysis processing performed using the structure design support apparatus 10B under these rigid body conditions. Table 1 shows a reference example with no rigidization condition in which rigid beams are not connected, Example 2-1 in which large strain evaluation points and reference points are connected with rigid beams, and example 2-1 in which evaluation points with small displacement and reference points are connected with rigid beams. The results of connected Comparative Example 2-1 are shown. The natural frequency f (Hz) of the torsion mode of the reference example is the rigid body evaluation value before rigid body conversion, and the natural frequency f (Hz) of the torsion mode of Example 2-1 and Comparative Example 2-1 is the rigid body evaluation value after rigid body conversion. Become. As shown in Table 1, Example 2-1, which was connected to a large strain evaluation point with a large rate of change in distance from the reference point, had a larger natural frequency. On the other hand, in Comparative Example 2-1, the increase in natural frequency f from Reference Example 2-1 was small.

Figure 2024007142000006
Figure 2024007142000006

このように、構造体設計支援装置10による基準点iと評価点jとの距離の変化率の絶対値を用いることで、締結すべき部位を容易に特定することができる。さらに複数の部位が表示される場合、上記に記載の方法で、解析処理をすることで、拘束対象点を明確にすることができる。これによって、より剛性を効率良く向上させることができる。すなわち、構造体設計支援装置10は、特定の部位の剛性に対し影響の大きい部位を、より容易に検出することができる。 In this way, by using the absolute value of the rate of change in the distance between the reference point i and the evaluation point j by the structure design support device 10, it is possible to easily specify the portion to be fastened. Furthermore, when a plurality of parts are displayed, the constraint target points can be clarified by performing analysis processing using the method described above. Thereby, rigidity can be improved more efficiently. That is, the structure design support apparatus 10 can more easily detect a region that has a large influence on the rigidity of a specific region.

以上、この発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。 Although the embodiments of the present invention have been described above in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to these embodiments, and design changes may be made without departing from the gist of the present invention.

本発明の各態様は、各種構造体の設計段階において、構造体の評価、解析を行うための構造体設計支援装置、構造体設計支援方法、プログラムおよび記録媒体に広く適用できる。本発明の各態様により、特定の部位の剛性に対し影響の大きい部位を容易に特定することができる構造体設計支援装置、構造体設計支援方法、プログラムおよび記録媒体の実現が可能となる。 Each aspect of the present invention can be widely applied to a structure design support device, a structure design support method, a program, and a recording medium for evaluating and analyzing structures at the design stage of various structures. Each aspect of the present invention makes it possible to realize a structure design support device, a structure design support method, a program, and a recording medium that can easily identify parts that have a large influence on the rigidity of a specific part.

10 構造体設計支援装置、11 節点情報取得部、12 変化率計算部、13 画像作成部、14 評価点群設定部、15 解析部、16 評価値算出部 10 Structure design support device, 11 Node information acquisition unit, 12 Change rate calculation unit, 13 Image creation unit, 14 Evaluation point group setting unit, 15 Analysis unit, 16 Evaluation value calculation unit

Claims (12)

複数の部品から構成される構造体モデルに設けられた節点の、
第1状態における位置、
第2状態における位置、
を表す節点情報を記憶する節点情報記憶部と;
前記節点のうち選択された1点を基準点として定め、前記節点のうち前記基準点以外の節点である評価点毎に、前記基準点と前記評価点との距離の、前記第1状態と、前記第2状態との間での変化率の絶対値を算出する変化率計算部と;
を備え,
前記変化率計算部は、前記変化率計算部が算出した前記評価点毎の前記変化率の絶対値を、前記評価点を識別する評価点識別情報と関連付けて前記節点情報記憶部に記憶することを特徴とする構造体設計支援装置。
of nodes in a structure model consisting of multiple parts,
position in the first state;
position in the second state;
a node information storage unit that stores node information representing;
One selected point among the nodes is set as a reference point, and for each evaluation point that is a node other than the reference point among the nodes, the first state of the distance between the reference point and the evaluation point; a change rate calculation unit that calculates an absolute value of the change rate between the second state and the second state;
Equipped with,
The rate of change calculation unit stores the absolute value of the rate of change for each evaluation point calculated by the rate of change calculation unit in the node information storage unit in association with evaluation point identification information that identifies the evaluation point. A structure design support device featuring:
前記変化率計算部は、前記変化率の絶対値が閾値以上となる前記評価点を大ひずみ評価点として識別可能に前記節点情報記憶部に記憶することを特徴とする、請求項1に記載の構造体設計支援装置。 2. The rate-of-change calculation unit stores the evaluation points at which the absolute value of the rate of change is equal to or greater than a threshold value in the nodal information storage unit in a manner that allows them to be identified as large-strain evaluation points. Structure design support device. 前記評価点についての前記変化率の絶対値を前記構造体モデルにおける当該評価点の位置において視認可能な画像を作成する画像作成部をさらに備えることを特徴とする、請求項1又は2に記載の構造体設計支援装置。 3. The method according to claim 1, further comprising an image creation unit that creates an image in which the absolute value of the rate of change for the evaluation point can be visually recognized at the position of the evaluation point in the structure model. Structure design support device. 前記各大ひずみ評価点のうち、前記大ひずみ評価点間の距離が予め設定された閾値以下である2以上の前記大ひずみ評価点の集合を大ひずみ評価点群として設定する評価点群設定部をさらに備えることを特徴とする、請求項2に記載の構造体設計支援装置。 An evaluation point group setting unit that sets a set of two or more of the large strain evaluation points, of which the distance between the large strain evaluation points is equal to or less than a preset threshold, as a large strain evaluation point group. The structure design support device according to claim 2, further comprising: a structure design support device according to claim 2; 前記大ひずみ評価点群と、前記大ひずみ評価点群に含まれない前記大ひずみ評価点である孤立大ひずみ評価点と、の合計が2以上であり、
前記基準点と、前記大ひずみ評価点群の中で最も前記変化率の絶対値が大きい前記大ひずみ評価点または前記孤立大ひずみ評価点との相対変位が規制された剛体化条件で、前記構造体モデルの解析処理を行う解析部を備えることを特徴とする、請求項4に記載の構造体設計支援装置。
The sum of the large strain evaluation point group and the isolated large strain evaluation point that is the large strain evaluation point not included in the large strain evaluation point group is 2 or more,
The structure is made rigid under conditions where relative displacement between the reference point and the large strain evaluation point or the isolated large strain evaluation point having the largest absolute value of the rate of change among the large strain evaluation point group is regulated. 5. The structure design support apparatus according to claim 4, further comprising an analysis section that performs analysis processing of a body model.
前記解析部は、前記剛体化条件での解析処理によって、前記大ひずみ評価点群の中で最も変化率の大きい前記大ひずみ評価点または前記孤立大ひずみ評価点についての剛体化後剛体評価値を算出し、前記剛体化条件を付加しない条件での解析処理による剛体化前剛体評価値と前記剛体化後剛体評価値とに基づいて、前記基準点に対する変位を規制すべき拘束対象点を特定することを特徴とする、請求項5に記載の構造体設計支援装置。 The analysis unit obtains a rigid body evaluation value after rigid body conversion for the large strain evaluation point or the isolated large strain evaluation point having the largest rate of change among the group of large strain evaluation points by analysis processing under the rigid body conversion condition. and specify a constraint target point whose displacement with respect to the reference point should be regulated based on the rigid body evaluation value before rigid body transformation and the rigid body evaluation value after rigid body transformation obtained by analysis processing without adding the rigid body transformation condition. The structure design support device according to claim 5, characterized in that: 前記解析処理がモーダル解析処理である、請求項6に記載の構造体設計支援装置。 The structure design support apparatus according to claim 6, wherein the analysis process is a modal analysis process. 前記変化率計算部は、前記評価点のうち、前記構造体モデルを構成する複数の部品に属する評価点について、自己が属する部品を識別する部品識別情報を前記評価点識別情報と関連付けて前記節点情報記憶部に記憶することを特徴とする、請求項1又は2に記載の構造体設計支援装置。 Among the evaluation points, the change rate calculation unit associates component identification information that identifies the component to which the self belongs with the evaluation point identification information with respect to the evaluation points that belong to a plurality of parts constituting the structure model, and calculates the evaluation points from the node. 3. The structure design support device according to claim 1, wherein the structure design support device stores the information in an information storage unit. 前記部品に属する全ての前記評価点についての前記変化率の絶対値のそれぞれの値に基づいて当該部品についての部品単位評価値を算出する評価値算出部をさらに備え、
前記評価値算出部は、前記部品単位評価値を前記評価点識別情報と関連付けて節点情報記憶部に記憶することを特徴とする請求項8に記載の構造体設計支援装置。
further comprising an evaluation value calculation unit that calculates a part unit evaluation value for the part based on each of the absolute values of the rate of change for all the evaluation points belonging to the part,
9. The structure design support apparatus according to claim 8, wherein the evaluation value calculation section stores the component unit evaluation value in association with the evaluation point identification information in a node information storage section.
複数の部品から構成される構造体モデルに設けられた節点の、
第1状態における位置、
第2状態における位置、
を表す節点情報を記憶する第1の過程と;
前記節点のうち選択された1点を基準点として定め、前記節点のうち前記基準点以外の節点である評価点毎に、前記基準点と前記評価点との距離の、前記第1状態と、前記第2状態との間での変化率の絶対値を算出する第2の過程と;
を有し,
前記第2の過程で、
前記第1の過程で算出した前記評価点毎の前記変化率の絶対値を、前記評価点を識別する評価点識別情報と関連付けて記憶することを特徴とする構造体設計支援方法。
of nodes in a structure model consisting of multiple parts,
position in the first state;
position in the second state;
a first process of storing node information representing;
One selected point among the nodes is set as a reference point, and for each evaluation point that is a node other than the reference point among the nodes, the first state of the distance between the reference point and the evaluation point; a second step of calculating the absolute value of the rate of change with respect to the second state;
has,
In the second process,
A structure design support method, characterized in that the absolute value of the rate of change for each evaluation point calculated in the first step is stored in association with evaluation point identification information for identifying the evaluation point.
コンピュータを、
複数の部品から構成される構造体モデルに設けられた節点の、
第1状態における位置、
第2状態における位置、
を表す節点情報を記憶する節点情報記憶部と;
前記節点のうち選択された1点を基準点として定め、前記節点のうち前記基準点以外の節点である評価点毎に、前記基準点と前記評価点との距離の、前記第1状態と、前記第2状態との間での変化率の絶対値を算出する変化率計算部と;
して機能させ、かつ、
前記評価点毎の前記変化率の絶対値を、前記評価点を識別する評価点識別情報と関連付けて前記節点情報記憶部に記憶するように、前記変化率計算部を機能させることを特徴とするプログラム。
computer,
of nodes in a structure model consisting of multiple parts,
position in the first state;
position in the second state;
a node information storage unit that stores node information representing;
One selected point among the nodes is set as a reference point, and for each evaluation point that is a node other than the reference point among the nodes, the first state of the distance between the reference point and the evaluation point; a change rate calculation unit that calculates an absolute value of the change rate between the second state and the second state;
to make it function, and
The rate of change calculation section is configured to function so as to store the absolute value of the rate of change for each evaluation point in the node information storage section in association with evaluation point identification information for identifying the evaluation point. program.
請求項11に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。 A computer-readable recording medium recording the program according to claim 11.
JP2022108404A 2022-07-05 2022-07-05 Structure design support device, structure design support method, program and storage medium Pending JP2024007142A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022108404A JP2024007142A (en) 2022-07-05 2022-07-05 Structure design support device, structure design support method, program and storage medium

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022108404A JP2024007142A (en) 2022-07-05 2022-07-05 Structure design support device, structure design support method, program and storage medium

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2024007142A true JP2024007142A (en) 2024-01-18

Family

ID=89543299

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022108404A Pending JP2024007142A (en) 2022-07-05 2022-07-05 Structure design support device, structure design support method, program and storage medium

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2024007142A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20210279383A1 (en) Analysis method and apparatus for optimizing vibration performance of automotive body
JP4851252B2 (en) Structure evaluation program
Fehr et al. Interface and model reduction for efficient explicit simulations-a case study with nonlinear vehicle crash models
JP4629514B2 (en) Multi-scale analyzer
JP6477411B2 (en) Analysis program
JP4973296B2 (en) Vibration countermeasure support system, vibration countermeasure support method, vibration countermeasure support program
US7308387B1 (en) Method and system for numerically simulating foam-like material in finite element analysis
JP5405641B2 (en) Behavior analysis system, behavior analysis method, and behavior analysis program
CN116861822B (en) Cartesian grid-based object plane boundary processing method and device
JP2024007142A (en) Structure design support device, structure design support method, program and storage medium
JP6958675B1 (en) Optimizing analysis method and equipment for vehicle body joint position
JPH0921720A (en) Method for analyzing vibration of structure
US8949094B2 (en) Thermal deflection analysis
JP2020035325A (en) Design system, learned model generation method, and design program
JP2023153551A (en) Structure design support device, structure design support method, program, and recording media
US20170270226A1 (en) Structure design support device, structure design support method, program, and recording medium
Adduri et al. Car body optimization considering crashworthiness, NVH and static responses
JP7381892B2 (en) Model conversion method, model conversion device, program and recording medium
JP5071900B2 (en) Image generating apparatus and method
Kishida et al. 3D Topology Optimization Analysis for Minimization of Strain Energy in Oscillation Problems Application of Topology Optimized Density Distribution in Steady Problems to Initial Density Distribution in Unsteady Problems
CN113792259B (en) Nonlinear hysteresis parameter identification method based on improved artificial bee colony algorithm
CN116038773B (en) Vibration characteristic analysis method and device for flexible joint mechanical arm
JP4824660B2 (en) Design color conversion method, design color conversion device, and design color conversion program
Häussler et al. Shape optimisation of parts in dynamic mechanical systems with respect to fatigue
JP2021149887A (en) Relative displacement calculation method and relative displacement calculation device