JP4103618B2 - データ処理装置、データ処理方法およびその方法を実現するためのプログラム - Google Patents
データ処理装置、データ処理方法およびその方法を実現するためのプログラム Download PDFInfo
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、数値解析の処理時間を短くする技術に関し、特に、非線形データを使用する数値解析の処理時間を短くする技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
非線形の関係を有するデータを使用する数値解析においては、そのデータに基づいて算出された計算結果が所定の収束条件を満足するまで入力データ等のパラメータが適宜変更され、収束を判断するための処理が繰り返される。このような処理は、たとえば以下のように、構造体の挙動を解析する処理に使用される。
【0003】
特開平9−152392号公報(特許文献1)は、非線形領域における構造体の挙動の解析に有効な材料定数を容易に算出でき、材料定数を得るまでの労力を削減するための非線形構造解析方法を開示する。この解析方法は、構造体の一部を用いた材料試験とその材料試験をモデル化した数値解析とを組み合わせることにより材料定数を同定する同定ステップと、非線形領域における構造体の挙動を構造解析する解析ステップとを含む。同定ステップは、入力データを作成するステップと、挙動変数を抽出するステップと、評価関数を計算して実験値との偏差を算出するステップと、偏差が許容範囲にあるか否かを判定するステップと、偏差が許容範囲にない場合に材料定数を更新するステップとを含む。
【0004】
特許文献1に開示された方法によると、入力データが作成されて所定の処理が行なわれると、挙動変数が抽出される。その変数に基づいて評価関数が計算されると、その計算結果と実験値との偏差が算出される。その偏差が許容範囲に含まれる場合には、材料定数が更新され、挙動変数を抽出するステップが再び実行される。一方、偏差が許容範囲に含まれる場合には、材料定数が同定され、解析ステップにて所定の構造解析が実行される。このように、所定の収束条件を満足するまで、変数が許容範囲にあるか否かを判定する処理と挙動変数を抽出する処理とを繰り返すことにより、非線形領域における構造体の挙動を解析することができる。
【0005】
【特許文献1】
特開平9−152392号公報(図2、図5)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献1に開示された解析方法によると、材料定数は判定処理の繰り返しにより同定されるため、当初に選定された材料データによっては、その繰り返し回数が多くなる場合がある。その結果、材料定数を使用する処理が完了するまでの時間が長くなるという問題があった。
【0007】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、非線形データを使用する数値解析の処理時間を短くすることができるデータ処理装置、データ処理方法およびその方法を実現するためのプログラムを提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
第1の発明に係るデータ処理装置は、演算装置が使用する、第1の物理量を表わす第1のデータと、第1の物理量と異なる物理量であって第1の物理量と非線形の関係を有する第2の物理量を表わす第2のデータとを記憶するための記憶手段と、第1の物理量を表わす条件データを取得するための取得手段と、条件データと、条件データに対応する第2のデータとに基づいて第1のデータおよび第2のデータを変更するか否かを判断するための変更判断手段と、第1のデータと第2のデータとに基づいて第1のデータの変更量および第2のデータの変更量を算出するための算出手段と、第1のデータおよび第2のデータを変更すると判断すると、第1のデータの変更量に基づいて第1のデータを変更するための第1の変更手段と、第1のデータおよび第2のデータを変更すると判断すると、第2のデータの変更量に基づいて第2のデータを変更するための第2の変更手段と、変更された第1のデータおよび第2のデータを出力するための出力手段とを含む。
【0009】
第1の発明によると、データ処理装置は、非線形データの数値解析(たとえば有限要素法解析)を実行する演算装置が使用するデータを予め処理する。このデータ処理装置の記憶手段には、第1の物理量(たとえば荷重、応力など)を表わす第1のデータと、その物理量とは異なる第2の物理量(たとえば変位量、歪みなど)を表わす第2のデータとが記憶されている。この第1のデータおよび第2のデータは、非線形の関係を有する。取得手段が第1の物理量である条件データ(たとえば、試験片に作用する荷重)を取得すると、変更判断手段は、その条件データとそのデータに対応する第2のデータとに基づいて、第1のデータおよび第2のデータを変更するか否かを判断する。たとえば、条件データとそのデータに対応する第2のデータとが、それぞれ所定の値よりも大きいとき、あるいは、条件データに対する第2のデータの変化率が所定の変化率よりも小さいとき、変更判断手段は、第1のデータおよび第2のデータを変更すると判断する。算出手段は、第1のデータおよび第2のデータに基づいて、第1のデータの変更量および第2のデータの変更量を算出する。たとえば、上記の所定の値が、それぞれの変更量として算出される。あるいは、第1のデータに対する第2のデータの変化率が所定の変化率を下回るときの第1のデータおよび第2のデータが、変更量として算出される。変更量が算出されると、第1のデータおよび第2のデータは、その変更量に基づいて変更され、変更後の第1のデータおよび第2のデータが出力される。このようにすると、演算装置における反復処理の対象となるデータを予め除去することができる。このデータは、たとえば上記の所定の値であり、あるいは、非線形領域のうち所定の変化率を上回る領域に含まれる第1のデータおよび第2のデータ(すなわち収束条件を満足しないデータ)である。演算装置は、除去されたデータを使用する反復処理を実行しないため、計算時間が短くなる。これにより、非線形データを使用する数値解析の処理時間を短くすることができるデータ処理装置を提供することができる。
【0010】
第2の発明に係るデータ処理装置は、第1の発明の構成に加えて、第1のデータに対する第2のデータの変化率を算出するための変化率算出手段をさらに含む。変更判断手段は、条件データに対する第2のデータの変化率に基づいて、第1のデータおよび第2のデータを変更するか否かを判断するための判断手段を含む。算出手段は、変化率が算出されたときの第1のデータおよび第2のデータを、第1のデータの変更量および第2のデータの変更量として算出するための手段を含む。
【0011】
第2の発明によると、条件データに対する第2のデータの変化率が算出されると、その変化率に基づいて、第1のデータおよび第2のデータを変更するか否かが判断される。たとえば、算出された変化率が所定の変化率を下回ると、これらのデータを変更すると判断する。あるいは、変化率の変化の大きさ(すなわち、第1のデータおよび第2のデータに関する二次の導関数の符号)が変わると、これらのデータを変更すると判断する。このような判断に基づいて、第1のデータおよび第2のデータを変更すると、演算装置の処理に使用されるデータから不要なデータを削除することができるため、反復処理の回数を削減することができる。その結果、非線形データを使用する演算装置の処理時間を短くすることができる。
【0012】
第3の発明に係るデータ処理装置は、第2の発明の構成に加えて、判断手段は、条件データに対する第2のデータの変化率が予め算出された変化率を下回ると、第1のデータおよび第2のデータを変更すると判断するための手段を含む。
【0013】
第3の発明によると、条件データに対する第2のデータの変化率が所定の変化率を下回ると、第1のデータおよび第2のデータが変更される。このようにすると、第1のデータに対する第2のデータの変化率が所定の変化率を上回る領域に含まれるデータを除外することができる。その結果、その領域に含まれるデータを使用する解析処理が行なわれなくなり、演算装置の処理時間を短くすることができる。
【0014】
第4の発明に係るデータ処理装置は、第1〜3のいずれかの発明の構成に加えて、第1の物理量は、物体に作用する荷重であり、第2の物理量は、物体の変位量である。
【0015】
第4の発明によると、物体に作用する荷重と、その荷重に対応する変位量とに関する解析の処理時間を短くすることができる。
【0016】
第5の発明に係るデータ処理方法は、演算装置が使用する、第1の物理量を表わす第1のデータと、第1の物理量と異なる物理量であって第1の物理量と非線形の関係を有する第2の物理量を表わす第2のデータとを予め準備する準備ステップと、第1の物理量を表わす条件データを取得する取得ステップと、条件データとその条件データに対応する第2のデータとに基づいて第1のデータおよび第2のデータを変更するか否かを判断する変更判断ステップと、第1のデータと第2のデータとに基づいて第1のデータの変更量および第2のデータの変更量を算出する算出ステップと、第1のデータおよび第2のデータを変更すると判断すると、第1のデータの変更量に基づいて第1のデータを変更する第1の変更ステップと、第1のデータおよび第2のデータを変更すると判断すると、第2のデータの変更量に基づいて第2のデータを変更する第2の変更ステップと、変更された第1のデータおよび第2のデータを出力する出力ステップとを含む。
【0017】
第5の発明によると、データ処理方法は、非線形データの数値解析(たとえば有限要素法解析)を実行する演算装置が使用するデータを予め処理する装置において使用される。このデータ処理方法の準備ステップにて、第1の物理量(たとえば荷重、応力など)を表わす第1のデータと、その物理量とは異なる第2の物理量(たとえば変位量、歪みなど)を表わす第2のデータとが、予め準備される。この第1のデータおよび第2のデータは、非線形の関係を有する。取得ステップにて、条件データ(たとえば、試験片に作用する荷重)が取得されると、変更判断ステップにて、その条件データとそのデータに対応する第2のデータとに基づいて、第1のデータおよび第2のデータを変更するか否かが判断される。たとえば、条件データとそのデータに対応する第2のデータとが、それぞれ所定の値よりも大きいとき、あるいは条件データに対する第2のデータの変化率が所定の変化率よりも小さいとき、第1のデータおよび第2のデータを変更すると判断される。算出ステップにて、第1のデータおよび第2のデータに基づいて、第1のデータの変更量および第2のデータの変更量が算出される。たとえば、上記の所定の値が、それぞれの変更量として算出される。あるいは、第1のデータに対する第2のデータの変化率が所定の変化率を下回るときの第1のデータおよび第2のデータが、変更量として算出される。変更量が算出されると、第1のデータおよび第2のデータは、その変更量に基づいて変更され、変更後の第1のデータおよび第2のデータが出力される。このようにすると、演算装置における反復処理の対象となるデータを予め除去することができる。このデータは、たとえば上記の所定の値であり、あるいは、非線形領域のうち所定の変化率を上回る領域に含まれる第1のデータおよび第2のデータ(すなわち収束条件を満足しないデータ)である。演算装置は、除去されたデータを使用する反復処理を実行しないため、計算時間が短くなる。これにより、非線形データを使用する数値解析の処理時間を短くすることができるデータ処理方法を提供することができる。
【0018】
第6の発明に係るデータ処理方法は、第5の発明の構成に加えて、第1のデータに対する第2のデータの変化率を算出する変化率算出ステップをさらに含む。変更判断ステップは、条件データに対する第2のデータの変化率に基づいて、第1のデータおよび第2のデータを変更するか否かを判断する判断ステップを含む。算出ステップは、変化率が算出されたときの第1のデータおよび第2のデータを、第1のデータの変更量および第2のデータの変更量として算出するステップを含む。
【0019】
第6の発明によると、条件データに対する第2のデータの変化率が算出されると、判断ステップにて、その変化率に基づいて第1のデータおよび第2のデータを変更するか否かが判断される。たとえば、算出された変化率が所定の変化率を下回ると、これらのデータを変更すると判断される。あるいは、変化率の変化の大きさ(すなわち、第1のデータおよび第2のデータに関する二次の導関数の符号)が変わると、これらのデータを変更すると判断する。このような判断に基づいて、第1のデータおよび第2のデータを変更すると、演算装置の処理に使用されるデータから不要なデータを削除することができるため、反復処理の回数を削減することができる。これにより、非線形データを使用する演算装置の処理時間を短くすることができる。
【0020】
第7の発明に係るデータ処理方法は、第6の発明の構成に加えて、判断ステップは、条件データに対する第2のデータの変化率が予め算出された変化率を下回ると、第1のデータおよび第2のデータを変更すると判断するステップを含む。
【0021】
第7の発明によると、条件データに対する第2のデータの変化率が所定の変化率を下回ると、第1のデータおよび第2のデータが変更される。このようにすると、第1のデータに対する第2のデータの変化率が所定の変化率を上回る領域に含まれるデータを除外することができる。その結果、その領域に含まれるデータを使用する解析処理が行なわれなくなり、演算装置の処理時間を短くすることができる。
【0022】
第8の発明に係るデータ処理方法は、第5〜7のいずれかの発明の構成に加えて、第1の物理量は、物体に作用する荷重であり、第2の物理量は、物体の変位量である。
【0023】
第8の発明によると、物体に作用する荷重と、その荷重に対応する変位量とに関する解析の処理時間を短くすることができる。
【0024】
第9の発明に係るプログラムは、演算装置が使用するデータを予め処理する第5〜8のいずれかの発明に係るデータ処理方法をコンピュータに実現させる。
【0025】
第9の発明によると、コンピュータは、非線形データの数値解析(たとえば有限要素法解析)を行なう演算装置が使用するデータを予め処理するデータ処理方法を実行することができる。この方法が実行されると、演算装置における反復処理の対象となるデータが予め除去される。したがって、演算装置は、除去されたデータを使用する反復処理を実行しないため、計算時間が短くなる。これにより、非線形データを使用する数値解析の処理時間を短くすることができるデータ処理方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを提供することができる。
【0026】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。
【0027】
図1を参照して、本発明の実施の形態に係るデータ処理装置1000の一例であるコンピュータの制御ブロック図について説明する。図1に示すように、このコンピュータは、相互にバスで接続されたCPU(Central Processing Unit)100、通信IF(Interface)110、メモリ120、固定ディスク130、キーボード140、FD(Flexible Disk)駆動装置150、CD−ROM(Compact Disk-Read Only Memory)駆動装置160、マウス170およびモニタ180を含む。FD駆動装置150には、FD152が装着される。CD−ROM駆動装置160には、CD−ROM162が装着される。
【0028】
このデータ処理装置1000における処理は、コンピュータハードウェアおよびCPU100によって実行されるソフトウェアにより実現される。一般に、このようなソフトウェアは、FD152またはCD−ROM162などの記録媒体に格納されて流通し、FD駆動装置150またはCD−ROM駆動装置160などによりその記録媒体から読取られて、固定ディスク130に一旦格納される。そのソフトウェアは固定ディスク130からメモリ120に読出されて、CPU100により実行される。図1に示したコンピュータのハードウェア自体は、一般的なものである。したがって、本発明の最も本質的な部分は、FD152、CD−ROM162、固定ディスク130などの記録媒体に記録されたソフトウェアである。
【0029】
なお、図1に示したコンピュータ自体の動作は周知であるので、ここでは、その詳細な説明は繰り返さない。
【0030】
このデータ処理装置1000は、演算装置(図示しない)が実行するプログラムの入力データを予め処理する。この処理には、たとえば、その入力データから、プログラムの実行に不要なデータを除去する処理が含まれる。不要なデータとは、演算装置による演算結果の精度に影響を及ぼさないようなデータである。このプログラムは、たとえば構造解析等の処理を行なうプログラムであるが、特にこれに限られない。
【0031】
図2を参照して、本実施の形態に係るデータ処理装置1000にて使用される材料特性データについて説明する。図2は、試験片に作用する荷重と、その荷重に対応する試験片の変位量(いわゆる「つぶれ量」)との関係を表わす。この試験片の材料は、たとえば試験片がメタルガスケットである場合、SPCC、SUS301などである。
【0032】
図2に示すように、荷重と変位量とは非線形の関係を有する。すなわち、荷重が作用するとともにその試験片は変形し、所定の荷重σにて変位量はεとなる。荷重に対する変位量の変化率は、荷重がσより小さい場合と、σより大きい場合とで異なる。図2の例では、σ以上の荷重におけるこの変化率は、荷重が0からσまでの間における変化率よりも小さい。
【0033】
したがって、σ以上の荷重が作用するときに、試験片の性能を評価する関数(以下、「評価関数」という。)に基づいて収束条件の成立を判断する場合、σ以下の荷重のデータをその関数に入力すると、荷重に対する変位量の変化率が大きいため、評価関数の結果は収束条件を満足しない。そのため、入力条件としての荷重のデータを大きくして、評価関数の計算処理が再度実行される。この場合、荷重のデータがσに達するまでに実行される計算は、荷重に対する変位量の変化率が大きいデータを使用するため、評価関数の計算に不要な処理となる。
【0034】
一方、σ以上の荷重のデータを評価関数に与えると、荷重に対する変位量の変化率が小さくなるため、その関数の値は収束に向かう値となる。したがって、σ以上の荷重のデータによる処理を行なうことにより、評価関数の計算処理の回数を少なくすることができる。
【0035】
図3を参照して、本実施の形態に係るデータ処理装置1000にて実行されるプログラムの制御構造について説明する。
【0036】
ステップ(以下、「ステップ」をSと表わす。)302にて、データ処理装置1000のCPU100は、固定ディスク130から材料特性データを読み込み、そのデータをメモリ120に一時的に保存する。材料特性データとは、たとえば、解析の対象となる試験片(SPCC,SUS301等からなるガスケット)に作用する荷重と、その荷重に対応する試験片の変位量とを表わすデータである。なお、この材料特性データはこのようなデータに限られず、2つの物理量が非線形の関係を示すデータであればよい。
【0037】
S304にて、CPU100は、データ処理装置1000の利用者が入力した荷重データを取得する。この荷重データは、メモリ120に一時的に保存される。なお、取得される荷重データは、利用者が入力するデータに限られず、たとえば、図1に示す通信IF110、FD152等を介して、外部から入力されるデータであってもよい。
【0038】
S306にて、CPU100は、材料特性データの変更が必要であるか否かを判断する。この判断は、S302にて読み込んだ材料特性データと、S304にて取得した荷重データとに基づいて行なわれる。すなわち、その荷重データを材料特性データに適用したときの変位量が所定の範囲に含まれると、材料特性データの変更が必要であると判断される。この範囲は、たとえば荷重に対する変位量の変化率が所定の変化率を下回る範囲である。図2の例では、荷重がσよりも大きい範囲である。CPU100が、材料特性データの変更は必要であると判断すると(S306にてYES)、処理はS308に移される。そうでないと(S306にてNO)、処理はS316に移される。
【0039】
S308にて、CPU100は、材料特性データの変更量を算出する。この変更量は、材料特性データの変化率が所定の変化率を下回るときの荷重および変位量である。すなわち、前述した演算装置にて実行される収束判断に影響のないデータ(収束条件を明らかに満足しないデータ)が除去されるように、変更量が算出される。図2に示す材料特性データの例では、荷重の変更量はσであり、変位量の変更量はεである。
【0040】
S310にて、CPU100は、算出した変更量に基づいて材料特性データを変更する。この変更は、材料特性データから、S308にて算出した変更量を控除することにより行なわれる。変更された材料特性データは、メモリ120に一時的に保存される。図2に示す材料特性データの例では、グラフは、(−ε,−σ)だけ平行移動されることになる。
【0041】
S312にて、CPU100は、S308にて算出した変更量に基づいて、材料の厚みデータを算出する。この厚みデータとは、前述の演算装置が使用するデータであって、非線形解析に使用される試験片の厚みを表わすデータである。
【0042】
S314にて、CPU100は、算出した厚みデータに基づいて、試験片の形状データを変更する。これにより、荷重σが予め作用した試験片の形状データが算出される。このようにして変更された形状データは、収束判断に影響のない変位量だけ予め控除されたデータとなる。
【0043】
S316にて、CPU100は、変更した形状データを出力する。これにより、データ処理装置1000の利用者は、その形状データを演算装置にて使用することができる。
【0044】
以上の構造およびフローチャートに基づく本実施の形態に係るデータ処理装置1000の動作について、荷重が作用するガスケットの変位を解析する場合を説明する。このガスケットは、エンジンのシリンダブロックとシリンダヘッドとの間に配置される、SPCCからなるメタルガスケットである。
【0045】
利用者がデータ処理装置1000に記憶されているプログラムを起動すると、SPCCに関する材料特性データが固定ディスク130からメモリ120に読み込まれる(S302)。利用者がキーボード140から荷重データを入力すると、その荷重データはメモリ120に一時的に保存される(S304)。材料特性データの変更が必要であると判断されると(S306にてYES)、材料特性データの変更量が算出される(S308)。さらに、その変更量に基づいて、メモリ120に一時的に保存されている材料特性データが変更される(S310)。
【0046】
試験片であるガスケットの厚みデータが変更量に基づいて算出されると(S312)、形状データは厚みデータの変更に対応して変更される(S314)。その変更された形状データおよび材料特性データは、FD152に記録されることによりあるいは通信IF110により、データ処理装置1000の外部に出力される(S316)。
【0047】
このようにして出力された形状データおよび材料特性データが演算装置に入力されると、非線形データの解析処理が実行される。この場合、収束条件を満足しないデータが予め除外されているため、演算装置は、形状データおよび材料特性データが直接入力される場合に比べて、速やかに収束条件を満足する解を得ることができる。その結果、演算装置による計算時間を短くすることができる。
【0048】
図4〜図7を参照して、本実施の形態に係るデータ処理装置1000により変更されたデータについて説明する。ここでは、シリンダヘッドとブロックとの間に配置されるガスケットについて説明するが、材料特性データの変更は、これに限られない。
【0049】
図4は、ガスケットの変位の解析を行なう場合における、シリンダヘッド400とガスケット410とブロック420との配置を表わす。図4に示すように、ブロック420は、予め準備された拘束台430の上に配置される。解析の対象であるガスケット410は、シリンダヘッド400とブロック420との間に配置される。ここで、シリンダヘッド400とガスケット410との接触面およびガスケット410とブロック420との接触面は、それぞれ摩擦係数が低くなるように潤滑材が塗布されている。これにより、高い圧力がガスケット410に作用しても、試験片におけるひずみと応力とが一様に分布するため、適切な変位量データを取得することができる。
【0050】
図5(A)は、ガスケットに作用する荷重と、その荷重に対応する変位量(すなわち、ガスケットのつぶれ量)との関係を表わす。図5(B)は、図5(A)に示した荷重と変位量との関係をグラフに表わしたものである。
【0051】
図5(A)および図5(B)に示すように、ガスケットの変位量が約0.410933(mm)になるまでは(荷重が約8.20481E+00(N)となるまでは)、荷重に対する変位量の変化率が大きいため、わずかの荷重が作用しても、ガスケットは大きく変位する(ガスケットが大きく押しつぶされる)。
【0052】
したがって、約8.20481E+00(N)よりも小さいデータが荷重データとして与えられると、変位量が大きく変化するため所定の収束条件を明らかに満足しない。その結果、所定の処理(変数の変更、評価関数の計算、収束判定など)が反復されることになる。
【0053】
一方、変位量が約0.410933(mm)を超える領域では、荷重に対する変位量の変化率が小さいため、所定の荷重がガスケットに作用しても、そのガスケットはあまり変位しない。したがって、ガスケットの変位量を解析処理における収束の判断に使用すると、所定の収束条件を満足しやすくなる。
【0054】
図6を参照して、本実施の形態に係るデータ処理装置1000により変更された材料特性データについて説明する。
【0055】
図6(A)は、図5(A)に示した材料特性データを変更したデータを表わす。すなわち、荷重は、8.20481E+00(N)だけ減算されている。変位量は、0.410933(mm)だけ減算されている。
【0056】
図6(B)は、図6(A)に示した荷重と変位量との関係を表わすグラフである。すなわち、図5(B)に示したグラフが(−0.410933,−8.20481E+00)だけ、平行移動されている。図6(B)の場合、荷重に対する変位量の変化率が小さいため、荷重が変化しても、変位量はあまり変化しない。したがって、特定の荷重データを入力して解析処理を実行すると、所定の収束条件を満足する解を得やすくなる。
【0057】
図7を参照して、材料特性データの変更に基づいて実行される、ガスケットの形状データの変更について説明する。
【0058】
図7(A)は、材料特性データの変更前における、ガスケットの形状データを表わす。図7(B)は、材料特性データの変更後における、そのガスケットの形状データを表わす。この形状データは、演算装置に入力される解析対象(ガスケット)のデータである。
【0059】
図7(A)に示すように、ガスケット710は、シリンダヘッド700とブロック720との間に配置される。ガスケット710の厚みを示す形状データは、たとえば2.000000(mm)である。図7(B)に示すように、材料特性データを変更すると、その形状データは、1.589067(mm)となる。演算装置は、この1.589067(mm)のデータから、所定の非線形データ処理を実行する。
【0060】
このように、条件データに基づいて材料特性データを予め変更すると、形状データは、0.410933(mm)だけ変更される。この変更量は、解析処理における収束判断に影響を与えない変位量である。したがって、演算装置は、非線形データ処理において、形状データを0.410933(mm)だけ変更するための反復処理を実行する必要がなくなる。
【0061】
以上により、本実施の形態に係るデータ処理装置1000によると、試験片に作用する荷重データとこのデータに対応する変位量とに基づいて、予め記憶されている材料特性データの変更が必要か否かが判断される。変更が必要であると判断されると、材料特性データは算出された変更量だけ変更される。この変更により、収束判断に影響のないデータが除外される。この除外されるデータは、収束条件を明らかに満足しないデータ、たとえば単位荷重あたりの変位量が所定の変位量よりも大きなデータである。
【0062】
このようにすると、その後に実行される非線形データ処理において、確実に収束しないと考えられるデータ領域における収束判断を行なう必要がないため、所定の反復処理の回数を削減することができる。これにより、演算装置に入力されるデータを予め処理することにより、非線形データを使用する演算装置の処理時間を短くすることができるデータ処理装置を提供することができる。
【0063】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態に係るデータ処理を実行するコンピュータの構成図である。
【図2】 本発明の実施の形態に係るデータ処理装置の対象となる材料特性データの関係を表わす図である。
【図3】 本発明の実施の形態に係るデータ処理装置にて実行されるプログラムの制御構造を表わすフローチャートである。
【図4】 本発明の実施の形態に係るデータ処理装置の対象となる試験片の解析条件を表わす図である。
【図5】 図4に示す試験片に作用する荷重と変位量との関係を表わす図(その1)である。
【図6】 図4に示す試験片に作用する荷重と変位量との関係を表わす図(その2)である。
【図7】 本発明の実施の形態に係るデータ処理装置による処理の前後における試験片を表わす図である。
【符号の説明】
100 CPU、通信IF 110、メモリ 120、固定ディスク 130、キーボード 140、FD駆動装置 150、FD 152、CD−ROM駆動装置 160、CD−ROM 162、マウス 170、モニタ 180、データ処理装置 1000、400,700 シリンダヘッド、410,710 ガスケット、420,720 ブロック、430 拘束台。
Claims (11)
- 物体に作用する荷重を表わす第1のデータおよび前記物体に作用する荷重に対する前記物体の変位量を表わす第2のデータの変更処理を行なうデータ処理装置であって、
前記第1のデータおよび前記第2のデータを予め記憶するための記憶手段と、
前記物体の変位量の変化率を算出するための算出手段と、
前記物体に作用する荷重として入力されるデータを取得するための取得手段と、
前記入力された荷重における前記物体の変位量の変化率が、予め定められた変化率を下回る場合、第1の変更量だけ荷重が小さくなるように前記予め記憶された第1のデータを変更するとともに、第2の変更量だけ変位量が小さくなるように前記予め記憶された第2のデータを変更するための変更手段と、
前記変更された第1のデータおよび第2のデータを出力するための出力手段とを含む、データ処理装置。 - 前記物体の変位量の変化率は、前記物体に作用する荷重が大きいほど小さくなり、
前記第1の変更量は、前記物体の変位量の変化率が前記予め定められた変化率を下回るときの荷重であり、
前記第2の変更量は、前記物体の変位量の変化率が前記予め定められた変化率を下回るときの変位量である、請求項1に記載のデータ処理装置。 - 物体に作用する荷重を表わす第1のデータおよび前記物体に作用する荷重に対する前記物体の変位量を表わす第2のデータの変更処理を行なうデータ処理装置であって、前記物体の変位量の変化率は、前記物体に作用する荷重が大きいほど小さくなり、
前記第1のデータおよび前記第2のデータを予め記憶するための記憶手段と、
前記物体の変位量の変化率を算出するための算出手段と、
前記物体の変位量の変化率が前記予め定められた変化率を下回るときの荷重だけ荷重が小さくなるように前記予め記憶された第1のデータを変更するとともに、前記物体の変位量の変化率が前記予め定められた変化率を下回るときの変位量だけ変位量が小さくなるように前記予め記憶された第2のデータを変更するための変更手段と、
前記変更された第1のデータおよび第2のデータを出力するための出力手段とを含む、データ処理装置。 - 前記物体に作用する荷重として入力されるデータを取得するための取得手段をさらに含み、
前記変更手段は、前記入力された荷重における前記物体の変位量の変化率が、予め定められた変化率を下回る場合、前記予め記憶された第1のデータおよび前記予め記憶された第2のデータを変更するための手段を含む、請求項3に記載のデータ処理装置。 - 前記物体は、シリンダヘッドおよびブロックの間に配置されるガスケットである、請求項1〜4のいずれかに記載のデータ処理装置。
- 物体に作用する荷重を表わす第1のデータおよび前記物体に作用する荷重に対する前記物体の変位量を表わす第2のデータの変更処理を行なうデータ処理方法であって、
前記第1のデータおよび前記第2のデータを予め準備する準備ステップと、
前記物体の変位量の変化率を算出する算出ステップと、
前記物体に作用する荷重として入力されるデータを取得する取得ステップと、
前記入力された荷重における前記物体の変位量の変化率が、予め定められた変化率を下回る場合、第1の変更量だけ荷重が小さくなるように前記予め準備された第1のデータを変更するとともに、第2の変更量だけ変位量が小さくなるように前記予め準備された第2のデータを変更する変更ステップと、
前記変更された第1のデータおよび第2のデータを出力する出力ステップとを含む、データ処理方法。 - 前記物体の変位量の変化率は、前記物体に作用する荷重が大きいほど小さくなり、
前記第1の変更量は、前記物体の変位量の変化率が前記予め定められた変化率を下回るときの荷重であり、
前記第2の変更量は、前記物体の変位量の変化率が前記予め定められた変化率を下回るときの変位量である、請求項6に記載のデータ処理方法。 - 物体に作用する荷重を表わす第1のデータおよび前記物体に作用する荷重に対する前記物体の変位量を表わす第2のデータの変更処理を行なうデータ処理方法であって、前記物体の変位量の変化率は、前記物体に作用する荷重が大きいほど小さくなり、
前記第1のデータおよび前記第2のデータを予め準備する準備ステップと、
前記物体の変位量の変化率を算出する算出ステップと、
前記物体の変位量の変化率が前記予め定められた変化率を下回るときの荷重だけ荷重が小さくなるように前記予め準備された第1のデータを変更するとともに、前記物体の変位量の変化率が前記予め定められた変化率を下回るときの変位量だけ変位量が小さくなるように前記予め準備された第2のデータを変更する変更ステップと、
前記変更された第1のデータおよび第2のデータを出力するための出力ステップとを含む、データ処理方法。 - 前記物体に作用する荷重として入力されるデータを取得する取得ステップをさらに含み、
前記変更ステップは、前記入力された荷重における前記物体の変位量の変化率が、予め定められた変化率を下回る場合、前記予め準備された第1のデータおよび前記予め準備された第2のデータを変更するステップを含む、請求項8に記載のデータ処理方法。 - 前記物体は、シリンダヘッドおよびブロックの間に配置されるガスケットである、請求項6〜9のいずれかに記載のデータ処理方法。
- 請求項6〜10のいずれかに記載のデータ処理方法を、コンピュータに実現させるためのプログラム。
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