JP2800708B2 - Ｆｅｍ解析モデルのメッシュ修正方法 - Google Patents
Ｆｅｍ解析モデルのメッシュ修正方法Info
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- JP2800708B2 JP2800708B2 JP7014145A JP1414595A JP2800708B2 JP 2800708 B2 JP2800708 B2 JP 2800708B2 JP 7014145 A JP7014145 A JP 7014145A JP 1414595 A JP1414595 A JP 1414595A JP 2800708 B2 JP2800708 B2 JP 2800708B2
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- Japan
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＦＥＭ解析モデルのメ
ッシュ修正方法に係り、とくにメッシュ分割が終了した
ＦＥＭ解析モデルに任意の穴形状を追加するのに好適な
ＦＥＭ解析モデルのメッシュ修正方法に関する。
ッシュ修正方法に係り、とくにメッシュ分割が終了した
ＦＥＭ解析モデルに任意の穴形状を追加するのに好適な
ＦＥＭ解析モデルのメッシュ修正方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】安全性の確保やコスト低減、開発期間の
短縮化のために、各種構造物や構造部品等を設計する際
には構造計算を行う必要がある。しかしながら複雑な形
状を有したり、複合材料を利用した場合には構造計算は
非常に困難であった。
短縮化のために、各種構造物や構造部品等を設計する際
には構造計算を行う必要がある。しかしながら複雑な形
状を有したり、複合材料を利用した場合には構造計算は
非常に困難であった。
【０００３】そこで、コンピュータの発達とともに、解
析力学によって誘導される微分方程式を離散化し、近似
的に高速で構造計算を行うことができる有限要素法（Ｆ
ＥＭ）が用いられるようになってきた。特に最近は、メ
ッシュ作成や最適化処理を自動的に行うことも可能とな
り、設計者自身でＦＥＭ解析を行うことが容易になって
きた。
析力学によって誘導される微分方程式を離散化し、近似
的に高速で構造計算を行うことができる有限要素法（Ｆ
ＥＭ）が用いられるようになってきた。特に最近は、メ
ッシュ作成や最適化処理を自動的に行うことも可能とな
り、設計者自身でＦＥＭ解析を行うことが容易になって
きた。
【０００４】次に、ＦＥＭ解析の手順を説明する。
【０００５】（１）．計算の対象となる部品の形状を二
次元あるいは三次元のＣＡＤデータとして作成する。
次元あるいは三次元のＣＡＤデータとして作成する。
【０００６】（２）．ＣＡＤデータにおいて部品を三角
要素や四角要素に分割（メッシュ分割）し、ＦＥＭ解析
モデルを作成する。
要素や四角要素に分割（メッシュ分割）し、ＦＥＭ解析
モデルを作成する。
【０００７】（３）．ＦＥＭ解析モデルに基づいて演算
処理を行う。
処理を行う。
【０００８】（４）．演算結果をＣＲＴにグラフィック
表示したり、数値データとして印字する。
表示したり、数値データとして印字する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例においては、すでにメッシュ分割が終了したＦＥＭ
解析モデルを修正する場合には、図４に示されるよう
に、要素を削除しＣＡＤデータから新たに作り直さなけ
ればならないために、メッシュ分割後のＦＥＭ解析モデ
ルに、例えば複雑な形状の穴を追加するような場合に
は、多くの労力と時間とを要するという不都合があっ
た。
来例においては、すでにメッシュ分割が終了したＦＥＭ
解析モデルを修正する場合には、図４に示されるよう
に、要素を削除しＣＡＤデータから新たに作り直さなけ
ればならないために、メッシュ分割後のＦＥＭ解析モデ
ルに、例えば複雑な形状の穴を追加するような場合に
は、多くの労力と時間とを要するという不都合があっ
た。
【００１０】
【発明の目的】本発明の目的は、かかる従来例の有する
不都合を改善し、特に、すでにメッシュ分割が終了した
ＦＥＭ解析モデルの任意の位置に任意の形状の穴を短時
間で容易に追加することができるＦＥＭ解析モデルのメ
ッシュ修正方法を提供することにある。
不都合を改善し、特に、すでにメッシュ分割が終了した
ＦＥＭ解析モデルの任意の位置に任意の形状の穴を短時
間で容易に追加することができるＦＥＭ解析モデルのメ
ッシュ修正方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明では、コ
ンピュータを使用して構造計算を行う有限要素法の対象
形状のメッシュを複数の工程からなる演算処理により修
正するＦＥＭ解析モデルのメッシュ修正方法であって、
追加の穴形状のＣＡＤデータを空要素として作成する空
要素作成工程と、この空要素作成工程で作成された穴を
すでにメッシュ分割されているＦＥＭ解析モデルの所定
位置に移動する移動工程と、この移動工程での移動位置
における穴を形成する線分とＦＥＭ解析モデルの各要素
を形成する線分との交点をサーチする交点サーチ工程
と、この交点サーチ工程での交点情報に基づいて新たに
メッシュ分割する分割工程と、この分割工程にてメッシ
ュ分割が終了した穴の内側に存在する要素を削除する削
除工程とを具備するという構成を採っている。これによ
って前述した目的を達成しようとするものである。
ンピュータを使用して構造計算を行う有限要素法の対象
形状のメッシュを複数の工程からなる演算処理により修
正するＦＥＭ解析モデルのメッシュ修正方法であって、
追加の穴形状のＣＡＤデータを空要素として作成する空
要素作成工程と、この空要素作成工程で作成された穴を
すでにメッシュ分割されているＦＥＭ解析モデルの所定
位置に移動する移動工程と、この移動工程での移動位置
における穴を形成する線分とＦＥＭ解析モデルの各要素
を形成する線分との交点をサーチする交点サーチ工程
と、この交点サーチ工程での交点情報に基づいて新たに
メッシュ分割する分割工程と、この分割工程にてメッシ
ュ分割が終了した穴の内側に存在する要素を削除する削
除工程とを具備するという構成を採っている。これによ
って前述した目的を達成しようとするものである。
【００１２】
【作用】空要素作成工程で作成された穴は、移動工程に
より、すでにメッシュ分割されているＦＥＭ解析モデル
の任意の位置に移動される。
より、すでにメッシュ分割されているＦＥＭ解析モデル
の任意の位置に移動される。
【００１３】交点サーチ工程では、穴の要素を形成して
いる線分とＦＥＭ解析モデルにおける各要素を形成して
いる線分との交点を検出し、分割工程では、その交点を
新たなノード（節点）とし再度要素分割を行う。
いる線分とＦＥＭ解析モデルにおける各要素を形成して
いる線分との交点を検出し、分割工程では、その交点を
新たなノード（節点）とし再度要素分割を行う。
【００１４】削除工程では、穴の要素を形成している線
分の内側にある要素を削除する。
分の内側にある要素を削除する。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１ないし図３に
基づいて説明する。
基づいて説明する。
【００１６】図１の実施例は、追加する穴形状を作成す
る空要素作成工程１と、空要素作成工程１で作成された
穴をすでにメッシュ分割されているＦＥＭ解析モデルの
所定位置に移動する移動工程２と、移動工程２での移動
位置における穴を形成する線分とＦＥＭ解析モデルの各
要素を形成する線分との交点をサーチする交点サーチ工
程３と、交点サーチ工程３でサーチした交点情報に基づ
いて新たにメッシュ分割を行う分割工程４と、分割工程
４にてメッシュ分割が終了した穴の内側に存在する要素
を削除する削除工程５とから構成される。
る空要素作成工程１と、空要素作成工程１で作成された
穴をすでにメッシュ分割されているＦＥＭ解析モデルの
所定位置に移動する移動工程２と、移動工程２での移動
位置における穴を形成する線分とＦＥＭ解析モデルの各
要素を形成する線分との交点をサーチする交点サーチ工
程３と、交点サーチ工程３でサーチした交点情報に基づ
いて新たにメッシュ分割を行う分割工程４と、分割工程
４にてメッシュ分割が終了した穴の内側に存在する要素
を削除する削除工程５とから構成される。
【００１７】次に、本発明の動作を図２のフローチャー
トを用いて説明する。なお、わかりやすくするために、
一例として図３に示されるように、四角形の２次元要素
でメッシュ分割されたＦＥＭ解析モデルに三角形の穴を
追加する場合について説明する。
トを用いて説明する。なお、わかりやすくするために、
一例として図３に示されるように、四角形の２次元要素
でメッシュ分割されたＦＥＭ解析モデルに三角形の穴を
追加する場合について説明する。
【００１８】（１）．空要素作成工程１では、追加する
穴の形状（以後、空の要素と呼ぶ）のＣＡＤデータを作
成する（図２のステップＳ１）。
穴の形状（以後、空の要素と呼ぶ）のＣＡＤデータを作
成する（図２のステップＳ１）。
【００１９】ここでは、図３（ａ）に示されるように、
一例として点αと点βと点γを三頂点とする三角形の穴
を追加する。
一例として点αと点βと点γを三頂点とする三角形の穴
を追加する。
【００２０】（２）．空要素作成工程１が終了すると、
移動工程２に移行し、メッシュ分割したＦＥＭ解析モデ
ルの修正したい部分に空要素作成工程１で作成した空の
要素を移動する（図２のステップＳ２）。
移動工程２に移行し、メッシュ分割したＦＥＭ解析モデ
ルの修正したい部分に空要素作成工程１で作成した空の
要素を移動する（図２のステップＳ２）。
【００２１】ここでは、一例として図３（ｂ）に示され
るように、三角形の頂点αが節点２と一致し、頂点βが
節点１０と一致し、頂点γが節点１２と一致するように
移動する。
るように、三角形の頂点αが節点２と一致し、頂点βが
節点１０と一致し、頂点γが節点１２と一致するように
移動する。
【００２２】（３）．移動工程２が終了すると、交点サ
ーチ工程３に移行し、移動位置における空の要素を形成
する線分とメッシュ分割したＦＥＭ解析モデルの各要素
を形成する線分との交点をサーチする（図２のステップ
Ｓ３）。
ーチ工程３に移行し、移動位置における空の要素を形成
する線分とメッシュ分割したＦＥＭ解析モデルの各要素
を形成する線分との交点をサーチする（図２のステップ
Ｓ３）。
【００２３】ここでは、図３（ｃ）に示されるように、
三角形の線分αβと要素線分４５との交点１３と、三角
形の線分αβと要素線分７８との交点１４と、三角形の
線分αγと要素線分５６との交点１５と、三角形の線分
αγと要素線分８９との交点１６とがサーチされる。
三角形の線分αβと要素線分４５との交点１３と、三角
形の線分αβと要素線分７８との交点１４と、三角形の
線分αγと要素線分５６との交点１５と、三角形の線分
αγと要素線分８９との交点１６とがサーチされる。
【００２４】（４）．交点サーチ工程３では交点がなけ
れば（図２のステップＳ４）、削除工程５に移行し、空
の要素内に存在する要素を削除する（図２のステップＳ
７）。そして修正処理を終了する。
れば（図２のステップＳ４）、削除工程５に移行し、空
の要素内に存在する要素を削除する（図２のステップＳ
７）。そして修正処理を終了する。
【００２５】一方、交点があれば（図２のステップＳ
４）、分割工程４に移行し、交点を新たな節点として登
録する（図２のステップＳ５）。
４）、分割工程４に移行し、交点を新たな節点として登
録する（図２のステップＳ５）。
【００２６】（５）．さらに分割工程４では、新たに登
録した節点を含む要素を空の要素の線分に沿って分割す
る（図２のステップＳ６）。
録した節点を含む要素を空の要素の線分に沿って分割す
る（図２のステップＳ６）。
【００２７】ここでは、図３（ｄ）に示されるように、
節点１と２と１３と４とで囲まれる要素と、節点４と１
３と１４と７とで囲まれる要素と、節点７と１４と１０
とで囲まれる要素と、節点２と３と６と１５とで囲まれ
る要素と、節点１５と６と９と１６とで囲まれる要素
と、節点１６と９と１２とで囲まれる要素と、節点２と
５と１３とで囲まれる要素と、節点１３と５と８と１４
とで囲まれる要素と、節点１４と８と１１と１０とで囲
まれる要素と、節点２と１５と５とで囲まれる要素と、
節点５と１５と１６と８とで囲まれる要素と、節点８と
１６と１２と１１とで囲まれる要素に分割される。
節点１と２と１３と４とで囲まれる要素と、節点４と１
３と１４と７とで囲まれる要素と、節点７と１４と１０
とで囲まれる要素と、節点２と３と６と１５とで囲まれ
る要素と、節点１５と６と９と１６とで囲まれる要素
と、節点１６と９と１２とで囲まれる要素と、節点２と
５と１３とで囲まれる要素と、節点１３と５と８と１４
とで囲まれる要素と、節点１４と８と１１と１０とで囲
まれる要素と、節点２と１５と５とで囲まれる要素と、
節点５と１５と１６と８とで囲まれる要素と、節点８と
１６と１２と１１とで囲まれる要素に分割される。
【００２８】（６）．分割工程４が終了すると、削除工
程５に移行し、空の要素内に存在する要素を削除する
（図２のステップＳ７）。
程５に移行し、空の要素内に存在する要素を削除する
（図２のステップＳ７）。
【００２９】ここでは、図３（ｅ）に示されるように、
節点２と５と１３とで囲まれる要素と、節点１３と５と
８と１４とで囲まれる要素と、節点１４と８と１１と１
０とで囲まれる要素と、節点２と１５と５とで囲まれる
要素と、節点５と１５と１６と８とで囲まれる要素と、
節点８と１６と１２と１１とで囲まれる要素が削除され
る。
節点２と５と１３とで囲まれる要素と、節点１３と５と
８と１４とで囲まれる要素と、節点１４と８と１１と１
０とで囲まれる要素と、節点２と１５と５とで囲まれる
要素と、節点５と１５と１６と８とで囲まれる要素と、
節点８と１６と１２と１１とで囲まれる要素が削除され
る。
【００３０】ＦＥＭ解析においては、演算時間をあまり
増大させずに演算精度を向上させるため、形状が変化す
る部分の要素分割を他の部分よりも細かくする手法が採
られているが、本発明によれば、追加した穴の周りの要
素は図３（ｅ）に示されるように、他の部分よりも細か
くなる。
増大させずに演算精度を向上させるため、形状が変化す
る部分の要素分割を他の部分よりも細かくする手法が採
られているが、本発明によれば、追加した穴の周りの要
素は図３（ｅ）に示されるように、他の部分よりも細か
くなる。
【００３１】すなわち、穴を追加した後に要素分割の調
整を行う必要がない。
整を行う必要がない。
【００３２】また、追加した穴の近傍のみを再分割して
いるために、短時間で処理を行うことができる。
いるために、短時間で処理を行うことができる。
【００３３】以上説明したように、本発明は、すでにメ
ッシュ分割が終了したＦＥＭ解析モデルの任意の位置に
任意の形状の穴を短時間で生成でき、解析効率の向上が
実現できる。
ッシュ分割が終了したＦＥＭ解析モデルの任意の位置に
任意の形状の穴を短時間で生成でき、解析効率の向上が
実現できる。
【００３４】なお、図３は四角形の２次元要素での例を
示しているが、三角形の２次元要素や、ソリッド要素な
どの３次元要素に対しても同様に可能である。
示しているが、三角形の２次元要素や、ソリッド要素な
どの３次元要素に対しても同様に可能である。
【００３５】
【発明の効果】本発明は以上のように構成され機能する
ので、これによると、すでにメッシュ分割を終了したＦ
ＥＭ解析モデルの任意の位置に任意の形状の穴を短時間
で追加することができ、しかも自動的に最適な穴の周囲
の要素分割を行うことができ、これがため、解析効率が
向上するという従来にない優れたＦＥＭ解析モデルのメ
ッシュ修正方法を提供することができる。
ので、これによると、すでにメッシュ分割を終了したＦ
ＥＭ解析モデルの任意の位置に任意の形状の穴を短時間
で追加することができ、しかも自動的に最適な穴の周囲
の要素分割を行うことができ、これがため、解析効率が
向上するという従来にない優れたＦＥＭ解析モデルのメ
ッシュ修正方法を提供することができる。
【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図２】本発明の動作を説明するためのフローチャート
である。
である。
【図３】本発明の動作を説明するための説明図であり、
図３（ａ）は図２のＳ１に対応する図で、図３（ｂ）は
図２のＳ２に対応する図で、図３（ｃ）は図２のＳ３に
対応する図で、図３（ｄ）は図２のＳ６に対応する図
で、図３（ｅ）は図２のＳ７に対応する図である。
図３（ａ）は図２のＳ１に対応する図で、図３（ｂ）は
図２のＳ２に対応する図で、図３（ｃ）は図２のＳ３に
対応する図で、図３（ｄ）は図２のＳ６に対応する図
で、図３（ｅ）は図２のＳ７に対応する図である。
【図４】従来例の動作を説明するためのフローチャート
である。
である。
１ 空要素作成工程 ２ 移動工程 ３ 交点サーチ工程 ４ 分割工程 ５ 削除工程
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G06T 17/20 G06F 17/50 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (3)
- 【請求項１】 コンピュータを使用して構造計算を行う
有限要素法の対象形状のメッシュを複数の工程からなる
演算処理により修正するＦＥＭ解析モデルのメッシュ修
正方法であって、 追加の穴形状のＣＡＤデータを空要素として作成する空
要素作成工程と、この空要素作成工程で作成された穴を
すでにメッシュ分割されているＦＥＭ解析モデルの所定
位置に移動する移動工程と、この移動工程での移動位置
における穴を形成する線分とＦＥＭ解析モデルの各要素
を形成する線分との交点をサーチする交点サーチ工程
と、この交点サーチ工程での交点情報に基づいて新たに
メッシュ分割する分割工程と、この分割工程にてメッシ
ュ分割が終了した穴の内側に存在する要素を削除する削
除工程とからなることを特徴とするＦＥＭ解析モデルの
メッシュ修正方法。 - 【請求項２】 前記分割工程が、前記交点をサーチした
ときには当該交点をノードとして登録する工程を備えた
ことを特徴とする請求項１記載のＦＥＭ解析モデルのメ
ッシュ修正方法。 - 【請求項３】 前記分割工程が、前記ノードを含む要素
を空の要素の線分に沿って分割する工程を備えたことを
特徴とする請求項２記載のＦＥＭ解析モデルのメッシュ
修正方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7014145A JP2800708B2 (ja) | 1995-01-31 | 1995-01-31 | Ｆｅｍ解析モデルのメッシュ修正方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7014145A JP2800708B2 (ja) | 1995-01-31 | 1995-01-31 | Ｆｅｍ解析モデルのメッシュ修正方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08212240A JPH08212240A (ja) | 1996-08-20 |
| JP2800708B2 true JP2800708B2 (ja) | 1998-09-21 |
Family
ID=11852992
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7014145A Expired - Lifetime JP2800708B2 (ja) | 1995-01-31 | 1995-01-31 | Ｆｅｍ解析モデルのメッシュ修正方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2800708B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3787743B2 (ja) | 1998-11-18 | 2006-06-21 | 株式会社日立製作所 | 数値解析用メッシュ生成装置 |
| JP4664801B2 (ja) * | 2005-10-31 | 2011-04-06 | 株式会社日立製作所 | モデル作成装置、および、モデル作成方法 |
| JP4872583B2 (ja) * | 2006-10-05 | 2012-02-08 | 株式会社日立製作所 | 形状モデル作成装置 |
| JP4790580B2 (ja) * | 2006-12-11 | 2011-10-12 | 株式会社日立製作所 | モデル作成装置、モデル作成方法、およびモデル作成プログラム |
| CN102063555B (zh) * | 2011-01-26 | 2012-08-15 | 河海大学 | 基于网格结构的有限元数值模型查错方法 |
| CN110110396B (zh) * | 2019-04-18 | 2023-09-22 | 北京工业大学 | 有限元模型修正过程中克服模态交换的方法 |
-
1995
- 1995-01-31 JP JP7014145A patent/JP2800708B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08212240A (ja) | 1996-08-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19980609 |