JP3527434B2 - 構造解析装置および記録媒体 - Google Patents
構造解析装置および記録媒体Info
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Description
とに構造解析を行った解析結果を元のCADデータに反
映する構造解析装置および記録媒体に関するものであ
る。
計した製品のCADデータを用いて成形について解析作
業を行う。そして、設計者がその解析結果を見て元のC
ADデータを手作業で修正して反映するようにしてい
た。
は解析結果を設計者が見て元のCADデータの該当個所
を修正していたため、解析結果をもとに手作業で修正す
る手間が発生してしまうという問題があった。
製品や金型のCADデータを解析して得た解析結果をも
とに形状の表面となる面を抽出し、CADデータに変換
することで、解析した形状変形や決定寸法などの解析結
果を設計に反映する作業を効率的に行うことを目的とし
ている。
決するための手段を説明する。図1において、CADデ
ータ2は、CADによって設計されたデータである。
造解析を行い、解析結果4を生成するものである。変換
プログラム5は、解析結果4をもとにCADデータを作
成するものであって、情報抽出手段6、面/エッジライ
ン抽出手段7、曲面作成手段8、CADデータ変換手段
9などから構成されるものである。
データを作成するために必要な情報を抽出するものであ
る。面/エッジライン抽出手段7は、解析結果4から抽
出した情報をもとに形状の表面となる面を抽出するもの
である。
とに曲面を作成するものである。CADデータ変換手段
9は、作成した面をCADデータに変換するものであ
る。
Dデータの構造解析を行って解析結果を生成し、変換プ
ログラム5が解析された解析結果をもとにCADデータ
を作成するようにしている。
析を行って解析結果を生成し、情報抽出手段6が解析結
果からCADデータを作成するために必要な情報を抽出
し、曲面作成手段8が抽出した情報をもとに面を作成
し、CADデータ変換手段9が作成した面をCADデー
タに変換するようにしている。
析を行って解析結果を生成し、情報抽出手段6が解析結
果からCADデータを作成するために必要な情報を抽出
し、面/エッジライン抽出手段7が抽出した情報から各
要素の表面となる面を抽出し、曲面作成手段8が抽出し
た面の情報をもとに曲面を作成し、CADデータ変換手
段9が作成した曲面をCADデータに変換するようにし
ている。
た解析結果をもとに形状の表面となる面を抽出し、CA
Dデータに変換することにより、解析した形状変形や決
定寸法などの解析結果を設計に反映する作業を効率的に
行うことが可能となる。
形態および動作を順次詳細に説明する。
図1において、CAD設計装置1は、製品をCADを用
いて設計してCADデータ2を作成するものである。
れたデータであって、例えば後述する図3の(a)に示
すような製品の形状データである。解析装置3は、CA
Dデータ2をもとに構造解析を行い、解析結果4を生成
するものであって、例えば後述する図3の(c)あるい
は図8に示す解析結果を生成するものである。
って、例えば後述する図4に示すような情報を含むもの
である(図3の(c)、図8参照)。変換プログラム5
は、解析結果4をもとにCADデータ10を生成するも
のであって、情報抽出手段6、面/エッジライン抽出手
段7、曲面作成手段8、CADデータ変換手段9などか
ら構成されるものである。
データを作成するために必要な情報を抽出するものであ
って、後述する図4に示すような情報を抽出するもので
ある。
4から抽出した情報をもとに各要素のエッジラインを抽
出して要素の表面となる面を抽出するものであって、後
述する図5に示すフローチャートに従い各要素の表面と
なる面を抽出するものである。
とに曲面を作成するものであって、後述する図6で説明
するようにして曲面を作成するものである。CADデー
タ変換手段9は、作成した曲面をCADデータに変換す
るものである。
された構造解析後の製品の形状などを表すCADデータ
である。製品設計・金型設計への反映11は、CADデ
ータ10をもとに製品や金型のCADデータに反映(修
正などして反映)することである。
い、図1の構成の動作を詳細に説明する。図2は、本発
明の動作説明フローチャートを示す。
素からCADデータとして必要な情報を収集する。ここ
では、下段に記載したように、部品単位/種類・表面上
の節点の情報を収集する。
上の要素面を検出する。これは、後述する図5の(b)
のフローチャートのS1からS3の手順によって、節点
座標値及び要素の情報から表面上の要素面を求める。
エッジラインを検出する。これは、後述する図5の
(b)のフローチャートのS4からS10の手順によっ
て、表面上の要素面から作成する面およびエッジライン
を求める。
う。これは、後述する図6の(a)に示すように、面上
にある節点を抽出する。は、抽出した節点の座標値
(点列)とエッジラインから自由曲面を作成する。これ
は、後述する図6の(c)に示す式を使って抽出した節
点の座標値とエッジラインから自由曲面を作成する。
る場合の処理であって、で作成した自由曲面と部品の
単位を基にCADソリッドデータとして作成する。そし
て、に進む。
場合の処理であって、で作成した自由曲面と部品の単
位を基にCADサーフェースデータとして作成する。そ
して、に進む。
データファイル形式に変換する。例えばIGES,DX
F,Pafasolidなどの汎用CADデータファイ
ル形式に変換する。
をもとにCADデータを生成するために必要な情報を収
集し、面/エッジライン抽出、自由曲面を作成、CAD
データに変換という手順を経て、構造解析したときの形
状変形や決定寸法などのCADデータを生成することが
可能となる。この生成したCADデータをもとに、元の
製品や金型のCADデータの設計を修正などして反映さ
せることができる。以下順次詳細に説明する。
の(a)は、CADデータの例を模式的に示す。これ
は、板(材料:鉄)をプレス成形で生成する製品の形状
を示すものであって、当該形状を示すCADデータを表
示したものである。
式的に示す。これは、図1の解析装置3が構造解析する
ときの解析モデルを模式的に示したものであって、上か
ら順に、ダイ(金型)、加工板、ブランクホルダー(金
型)、パンチ(金型)を図示のように配置し、下からプ
レス加工によりパンチ(金型)を上方向に移動および圧
力を印加してダイ(金型)とブランクホルダー(金型)
との間で加工板がプレス成形されるという、解析モデル
を表す。実際の解析モデルを画面上に表示したものを図
7に示す。
れは、図3の(b)の解析モデルをもとに成形した後の
加工板の形状であって、解析結果に相当する。図3の
(d)は、成形後の解析結果から得たCADデータの例
を模式的に示す。これは、図3の(c)の成形後の加工
板の形状(解析結果)をもとに既述した図2のフローチ
ャートに従い、プレス成形によって、形状変更などした
後のCADデータをイメージ的に表したものである。こ
の成形後のCADデータを見て、図3の(a)の製品の
CADデータや、図示外の金型のCADデータに反映す
る。
す。これは、既述した図2のの動作を説明するもので
ある。図4の(a)は、要素および節点を示す。これ
は、解析結果4で得られた形状を表す要素および節点を
模式的に表したものであって、ここでは、要素から
があり、これら要素からは節点1から9を持つとす
る。
示す。これは、図4の(a)の解析結果4の節点・要素
からCADデータとして必要な情報を抽出したものであ
って、ここでは、図示の下記の情報を抽出して設定す
る。
からである。属する部品番号(形状特性番号)は、
図4の(a)の解析結果4の要素からが属する部品
番号である。形状の種類は、要素に指定されている形状
の種類(ソリッドないぶあるいはシェル(板)などの種
類)である。構成節点番号は、図4の(a)の解析結果
4の要素からをそれぞれ構成する節点番号である。
示す。これは、図4の(a)の解析結果4の節点番号
と、その座標値(x,y,z)とを図示のように設定し
たものである。
データの作成に必要な情報を収集して使いやすくテーブ
ルに設定できたこととなる。図5は、本発明の説明図
(図2の、)を示す。
抽出する説明図を示す。図5の(b)は、図2のと
を説明する詳細フローチャートを示す。図5の(b)に
おいて、S1は、要素の各面(要素面)を構成する節点
を抽出する。
素面同士を削除する。S3は、上記で残った要素面を表
面上の要素面とする。S4は、表面上の各要素面の法線
ベクトルを求める。これらS1からS4は、解析結果4
から得た情報(要素の面を構成する節点)をもとに表面
上の要素を求め、これら各要素面から図5の(a)に示
すように法線ベクトルを求める。
向きの角度をチェックし、許容角度内の要素面を同一の
面としてグループ化する。例えば図5の(a)の場合に
は、法線ベクトルが許容角度内の右側の4つの要素面と
左側の4つの2つ要素面との2つのグループに分ける。
まで繰り返したか判別する。YESの場合には、S7に
進む。NOの場合には、S5を繰り返す。S7は、面内
にある要素面の各辺を抽出する。
抽出する。S9は、隣接したライン間の角度をチェック
する。S10は、チェックして同一ラインとして認識す
るものをつなげてエッジラインとする。これらS7から
S10によって、図5の(a)の太線の実線をエッジラ
インとして抽出できたこととなる。
形状の情報をもとに、形状を構成する表面となる要素面
を抽出した後、法線ベクトルの向きが許容範囲内の要素
面をまとめて面にグループ化し、これらグループ化した
面からエッジラインを抽出することが可能となる。
を示す。図6の(a)は、自由曲面を作成するための説
明図を示す。図6の(b)は、面1の節点構成テーブル
の例を示す。これは、図6の(a)の面1を構成する節
点について、節点番号に対応づけて座標値(x,y,
z)を抽出して設定したものである。面1には、節点番
号1から9の合計9個の節点があり、各節点は図示のよ
うな座標値(x,y,z)をもつとする。
を構成する各節点の座標値をもとに自由曲面を生成する
公知の式を示す。この式は、面上で抽出した節点を制御
点とし、各面ごとに自由曲面を作成するものであり、公
知のBezier曲面による作成式である。
5によって求めたグループ化した面の節点の座標値をそ
れぞれ図6の(c)の式に代入して自由曲面をそれぞれ
算出することが可能となる。
れは、既述した図3の(b)の解析モデルに類似したも
のを実際に画面上に表示したものである。説明は、図3
の(b)を参照。
は、既述した図3の(c)の解析結果に類似した解析結
果を実際に画面上に表示したものである。説明は、図3
の(c)を参照。
製品や金型などのCADデータを解析して得た解析結果
をもとに形状の表面となる面を抽出し、CADデータに
変換する構成を採用しているため、CADデータで表現
される形状を構造解析した形状変形や決定寸法などの解
析結果からCADデータを自動生成し、生成したCAD
データを製品や金型の設計に反映する作業を効率的に行
うことが可能となる。これらにより、 (1) 塑性加工解析などで得た変形形状や決定寸法を
設計に反映する作業を自動化し、製品設計や金型設計を
より効率的に作業を行うことが可能となる。
させ、変形後の重心位置や変形空間の体積などのCAD
ソフトを利用して新たな評価項目を洗い出せるため、解
析結果4に対してより高度な評価が可能となる。
Claims (2)
- 【請求項1】CADデータをもと構造解析を行った解析
結果を元のCADデータに反映する構造解析装置におい
て、 CADデータの構造解析を行って解析結果を生成する手
段と、 上記解析された解析結果からCADデータを作成するた
めに必要な情報を抽出する手段と、 上記抽出した情報から各要素の面を抽出してグループ化
する手段と、 上記グループ化した面の情報をもとに曲面を作成する手
段と、 上記作成した曲面をCADデータに変換する手段と を備
えたことを特徴とする構造解析装置。 - 【請求項2】コンピュータを、 CADデータの構造解析を行って解析結果を生成する手
段と、 上記解析された解析結果からCADデータを作成するた
めに必要な情報を抽出する手段と、 上記抽出した情報から各要素の面を抽出してグループ化
する手段と、 上記グループ化した面の情報をもとに曲面を作成する手
段と、 上記作成した曲面をCADデータに変換する手段と して
機能させるプログラムを記録したコンピュータ読取可能
な記録媒体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP07459399A JP3527434B2 (ja) | 1999-03-18 | 1999-03-18 | 構造解析装置および記録媒体 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP07459399A JP3527434B2 (ja) | 1999-03-18 | 1999-03-18 | 構造解析装置および記録媒体 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000268076A JP2000268076A (ja) | 2000-09-29 |
JP3527434B2 true JP3527434B2 (ja) | 2004-05-17 |
Family
ID=13551620
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP07459399A Expired - Fee Related JP3527434B2 (ja) | 1999-03-18 | 1999-03-18 | 構造解析装置および記録媒体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3527434B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5843359B2 (ja) * | 2012-03-29 | 2016-01-13 | 株式会社Jsol | 情報処理システム、サーバ装置、端末装置、情報処理装置、情報処理方法、およびプログラム |
-
1999
- 1999-03-18 JP JP07459399A patent/JP3527434B2/ja not_active Expired - Fee Related
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