JP4448368B2 - Wire shape predicted shape calculation method, apparatus and program thereof - Google Patents
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Description
本発明は、ワイヤーハーネス等を構成する線材の予測形状計算方法、その装置及びそのプログラムに関し、特に、テープ巻き等の外装部材が非装着状態である短線材及び長線材の予測形状を計算する方法、その装置及びそのプログラムに関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for calculating a predicted shape of a wire constituting a wire harness, an apparatus thereof, and a program therefor, and more particularly, a method for calculating a predicted shape of a short wire and a long wire in which an exterior member such as a tape is not attached , The apparatus and the program thereof.
車両等においては、複数の電装品が搭載されており、これらは、複数の電線や通信線等の線材がインシュロック等の結束部材やテープ等の外装部材によって束ねられた、いわゆる、ワイヤーハーネスで接続されている。図1に示すように、ワイヤーハーネス1は、各端部に電装品等と接続されるコネクタ2a、2b、2c、2dが取り付けられている。また、その中間部には各種クリップ3a、3b、3c、3dが取り付けられ、更に、分岐点4を有している。なお、各端部から分岐点4までを構成するワイヤーハーネス1の各枝線は、基本的に、それぞれ構成される線材の数や種類が異なるので、各枝線の太さ、長さ、弾性、密度等も様々である。
In vehicles and the like, a plurality of electrical components are mounted, and these are connected by a so-called wire harness in which wires such as a plurality of electric wires and communication wires are bundled by a binding member such as an insulation lock or an exterior member such as a tape. Has been. As shown in FIG. 1, the
従来、このようなワイヤーハーネスを車両等に配線するための設計は、CAD(Computer Aided Design)やCAE(Computer Aided Engineering)とよばれる汎用解析ソフトを用いて計算するか、或いは、設計者の経験や勘によって行われることが多かった。ところが、ワイヤーハーネスは、多種多様であり、単に、上記汎用解析ソフトを用いたり、設計者の経験等に頼るだけでは、それらの各部における曲げやねじりに対する剛性まで正確に予想して設計することは非常に困難なことであった。 Conventionally, a design for wiring such a wire harness to a vehicle or the like is calculated using general-purpose analysis software called CAD (Computer Aided Design) or CAE (Computer Aided Engineering), or the designer's experience. It was often done by intuition. However, there are a wide variety of wire harnesses, and simply using the above-mentioned general-purpose analysis software or relying on the designer's experience, it is not possible to accurately predict and design the rigidity against bending and torsion at each part. It was very difficult.
そこで、本出願人は、下記特許文献1等にて、有限要素法を利用することにより、ワイヤーハーネス等の線条構造物の物理的特性、すなわち、材質や各部における曲げやねじりに対する剛性等も考慮して線条構造物の予測形状を計算することを可能にし、これにより最適な配線設計を支援する方法を提案した。
Therefore, the present applicant uses the finite element method in the following
ここで、本明細書中で引用する文献を以下に示す。
ところで、図3に示すように、ワイヤーハーネス1の端部近傍においては(図1では、例えば、コネクタ2aの近傍に相当)、外装部材12が非装着であるために、外装部材12から複数の線材11S、11L等が剥き出されたような状態になって、その先端がLA端子(図1では、例えば、コネクタ2aに相当)等の端子部材20に接続される。例えば、線材11S、11Lの先端(正確には、芯線)はそれぞれ、端子部材20の接続部20S、20Lに加締め、或いは、はんだ付けされて固定される。また、線材11S、11Lの、外装部材12からの非装着開始部Rの近傍は、各種クリップ等の支持部材により固定される。なお、端子部材20は、その中央部に穿設された固定孔20Hが車体ボディ等にネジ止めされて、最終的に所定の角度で固定される。
By the way, as shown in FIG. 3, in the vicinity of the end of the wire harness 1 (corresponding to, for example, the vicinity of the connector 2a in FIG. 1), the
このようなワイヤーハーネス1の端部近傍において、固定前の端子部材20は、外装部材が非装着状態である線材11S、11Lの長さ、及び、接続部20S、20L間の距離等に依存して、所定の首振角度θtが発生する。ここで、首振角度θtとは、例えば、接続部20S、20L間を結ぶ線Kと、非装着開始部Rとの成す角度としているが、上記線Kとここでは図示しない他の基準線との成す角としてもよい。そして、端部近傍の線材11S、11Lの形状を予測をしたり、端子部材20の首振角度θtを予測したりすることは、最適なワイヤーハーネスの配線設計のために、非常に有効となる。
In the vicinity of the end portion of the
また、端子部材20が所定の首振角度θtで固定されることが予めわかっている場合にも、両線材11S、11Lの形状を予測をしたり、両線材11S、11Lの長さ関係を予め把握しておくことは、最適なワイヤーハーネスの配線設計のために、非常に有効となる。
Even when it is known in advance that the
上記特許文献1の方法は、線条構造物の物理的特性、すなわち、材質や各部における曲げやねじりに対する剛性等も考慮して線条構造物の予測形状を正確に計算できるという点で非常に秀れたものであるが、このようなワイヤーハーネスの端部近傍において外装部材が非装着状態になっている線材の形状や長さ関係を予測したり、端子部材の首振角度までも計算したりするものではなく、更なる改善の余地があることがわかった。
The method of the above-mentioned
よって本発明は、上述した現状に鑑み、ワイヤーハーネスの端部近傍において外装部材が非装着状態である線材の形状や長さ関係を予測したり、端子部材の首振角度を計算することのできる方法、その装置及びそのプログラムを提供することを課題としている。 Therefore, in view of the present situation described above, the present invention can predict the shape and length relationship of the wire rod in which the exterior member is not attached in the vicinity of the end portion of the wire harness, and can calculate the swing angle of the terminal member. It is an object to provide a method, an apparatus thereof, and a program thereof.
上記課題を解決するためになされた請求項1記載の線材の予測形状計算方法は、有限要素モデル作成手段と、予測形状計算手段と、結果出力手段と、を備えたコンピュータを用いて、有限要素法を利用して、ワイヤーハーネスを構成する複数の線材を束ねる外装部材が非装着状態である短線材及びこれより長い長線材の予測形状を計算する方法であって、前記有限要素モデル作成手段によって、前記短線材の一端から固定端までの距離である短線材長、前記長線材の一端から固定端までの距離である長線材長、及び前記短線材及び前記長線材の固定端間の幅である固定端幅を参照して、前記短線材、前記長線材、及び前記固定端間を結ぶ部材、を複数の梁要素が結合された弾性体として、これに対応する有限要素モデルを作成する有限要素モデル作成工程と、前記予測形状計算手段によって、前記有限要素モデルに与えられた、前記短線材長、前記長線材長、前記固定端幅、及びこれら以外の前記短線材、前記長線材、及び前記部材の物理特性及び拘束条件に応じた、前記有限要素モデルの物理的に釣り合った状態である予測形状を計算する予測形状計算工程と、前記結果出力手段によって、前記予測形状計算工程における計算結果を出力する結果出力工程と、を含み、前記予測形状計算工程では、前記短線材の一端及び前記長線材の一端をそれぞれ、前記外装部材の非装着開始部に一致するように強制変位させたときの、前記短線材及び前記長線材の予測形状を計算する、ことを特徴とする
The method for calculating a predicted shape of a wire rod according to
また、上記課題を解決するためになされた請求項2記載の線材の予測形状計算方法は、請求項1記載の線材の予測形状計算方法において、前記コンピュータが、首振角度計算手段を更に備え、前記首振角度計算手段によって、所定の基準形状における前記固定端間を結ぶ線と、前記予測形状における前記固定端間を結ぶ線のなす角を、首振角度として求める首振角度計算工程、を更に含む、ことを特徴とする。
Moreover, the predicted shape calculation method for a wire according to
また、上記課題を解決するためになされた請求項3記載の線材の予測形状計算装置は、有限要素法を利用して、ワイヤーハーネスを構成する複数の線材を束ねる外装部材が非装着状態である短線材及びこれより長い長線材の予測形状を計算する装置であって、前記短線材の一端から固定端までの距離である短線材長、前記長線材の一端から固定端までの距離である長線材長、及び前記短線材及び前記長線材の固定端間の幅である固定端幅を参照して、前記短線材、前記長線材、及び前記固定端間を結ぶ部材、を複数の梁要素が結合された弾性体として、これに対応する有限要素モデルを作成する有限要素モデル作成手段と、前記有限要素モデルに与えられた、前記短線材長、前記長線材長、前記固定端幅、及びこれら以外の前記短線材、前記長線材、及び前記部材の物理特性及び拘束条件に応じた、前記有限要素モデルの物理的に釣り合った状態である予測形状を計算する予測形状計算手段と、前記予測形状計算手段における計算結果を出力する結果出力手段と、を含み、前記予測形状計算手段では、前記短線材の一端及び前記長線材の一端をそれぞれ、前記外装部材の非装着開始部に一致するように強制変位させたときの、前記短線材及び前記長線材の予測形状を計算する、ことを特徴とする。
In addition, the wire shape predicted shape calculation device according to
また、上記課題を解決するためになされた請求項4記載の線材の予測形状計算プログラムは、有限要素法を利用して、ワイヤーハーネスを構成する複数の線材を束ねる外装部材が非装着状態である短線材及びこれより長い長線材の予測形状を計算するために、コンピュータを、前記短線材の一端から固定端までの距離である短線材長、前記長線材の一端から固定端までの距離である長線材長、及び前記短線材及び前記長線材の固定端間の幅である固定端幅を参照して、前記短線材、前記長線材、及び前記固定端間を結ぶ部材、を複数の梁要素が結合された弾性体として、これに対応する有限要素モデルを作成する有限要素モデル作成手段、前記有限要素モデルに与えられた、前記短線材長、前記長線材長、前記固定端幅、及びこれら以外の前記短線材、前記長線材、及び前記部材の物理特性及び拘束条件に応じた、前記有限要素モデルの物理的に釣り合った状態である予測形状を計算する予測形状計算手段、前記予測形状計算手段における計算結果を出力する結果出力手段、として機能させ、前記予測形状計算手段では、前記短線材の一端及び前記長線材の一端をそれぞれ、前記外装部材の非装着開始部に一致するように強制変位させたときの、前記短線材及び前記長線材の予測形状を計算させる、ことを特徴とする。
The wire shape predicted shape calculation program according to
また、上記課題を解決するためになされた請求項5記載の線材の予測形状計算方法は、有限要素モデル作成手段と、予測形状計算手段と、結果出力手段と、を備えたコンピュータを用いて、有限要素法を利用して、ワイヤーハーネスを構成する複数の線材を束ねる外装部材が非装着状態である短線材及びこれより長い長線材の予測形状を計算する方法であって、前記有限要素モデル作成手段によって、前記短線材の一端から固定端までの距離である短線材長、前記短線材及び前記長線材の固定端間の幅である固定端幅、前記短線材長及び前記固定端幅に基づいて計算された前記長線材の一端から固定端までの距離である長線材長を参照して、前記短線材、前記長線材、及び前記固定端間を結ぶ部材、を複数の梁要素が結合された弾性体として、これに対応する有限要素モデルを作成する有限要素モデル作成工程と、前記予測形状計算手段によって、前記有限要素モデルに与えられた、前記線材長、前記固定端幅、及びこれら以外の前記短線材、前記長線材、及び前記部材の物理特性及び拘束条件に応じた、前記有限要素モデルの物理的に釣り合った状態である予測形状を計算する予測形状計算工程と、前記結果出力手段によって、前記予測形状計算工程における計算結果を出力する結果出力工程と、を含み、前記予測形状計算工程では、前記部材が首振角度として与えられた角度だけ回転するように強制変位させたときの、前記短線材及び前記長線材の予測形状を計算する、ことを特徴とする。
Moreover, the predicted shape calculation method for a wire according to
また、上記課題を解決するためになされた請求項6記載の線材の予測形状計算方法は、
請求項5記載の線材の予測形状計算方法において、前記コンピュータが、線長差計算手段を更に備え、前記線長差計算手段によって、前記予測形状における前記短線材の一端を前記外装部材からの前記短線材の非装着開始部に一致させたときの、前記長線材の一端と前記外装部材からの前記長線材の非装着開始部との距離を、両線材の線長差として求める線長差計算工程、を更に含む、ことを特徴とする。
Moreover, the prediction shape calculation method of the wire of
6. The predicted shape calculation method for a wire according to
また、上記課題を解決するためになされた請求項7記載の線材の予測形状計算装置は、有限要素法を利用して、ワイヤーハーネスを構成する複数の線材を束ねる外装部材が非装着状態である短線材及びこれより長い長線材の予測形状を計算する装置であって、前記短線材の一端から固定端までの距離である短線材長、前記短線材及び前記長線材の固定端間の幅である固定端幅、前記短線材長及び前記固定端幅に基づいて計算された前記長線材の一端から固定端までの距離である長線材長を参照して、前記短線材、前記長線材、及び前記固定端間を結ぶ部材、を複数の梁要素が結合された弾性体として、これに対応する有限要素モデルを作成する有限要素モデル作成手段と、前記有限要素モデルに与えられた、前記線材長、前記固定端幅、及びこれら以外の前記短線材、前記長線材、及び前記部材の物理特性及び拘束条件に応じた、前記有限要素モデルの物理的に釣り合った状態である予測形状を計算する予測形状計算手段と、前記予測形状計算手段における計算結果を出力する結果出力手段と、を含み、前記予測形状計算手段では、前記部材が首振角度として与えられた角度だけ回転するように強制変位させたときの、前記短線材及び前記長線材の予測形状を計算する、ことを特徴とする。
In addition, the wire shape predicted shape calculation apparatus according to
また、上記課題を解決するためになされた請求項8記載の線材の予測形状計算プログラムは、有限要素法を利用して、ワイヤーハーネスを構成する複数の線材を束ねる外装部材が非装着状態である短線材及びこれより長い長線材の予測形状を計算するために、コンピュータを、前記短線材の一端から固定端までの距離である短線材長、前記短線材及び前記長線材の固定端間の幅である固定端幅、前記短線材長及び前記固定端幅に基づいて計算された前記長線材の一端から固定端までの距離である長線材長を参照して、前記短線材、前記長線材、及び前記固定端間を結ぶ部材、を複数の梁要素が結合された弾性体として、これに対応する有限要素モデルを作成する有限要素モデル作成手段、前記有限要素モデルに与えられた、前記線材長、前記固定端幅、及びこれら以外の前記短線材、前記長線材、及び前記部材の物理特性及び拘束条件に応じた、前記有限要素モデルの物理的に釣り合った状態である予測形状を計算する予測形状計算手段、前記予測形状計算手段における計算結果を出力する結果出力手段、として機能させ、前記予測形状計算手段では、前記部材が首振角度として与えられた角度だけ回転するように強制変位させたときの、前記短線材及び前記長線材の予測形状を計算させる、ことを特徴とする。 In addition, the wire shape predicted shape calculation program according to claim 8, which has been made to solve the above-described problem, uses a finite element method, and the exterior member for bundling a plurality of wires constituting the wire harness is in a non-mounted state. In order to calculate the predicted shape of the short wire and the longer long wire, the computer calculates the short wire length, which is the distance from one end of the short wire to the fixed end, the width between the short wire and the fixed end of the long wire. With reference to the long wire length, which is the distance from one end of the long wire calculated to the fixed end, based on the fixed end width, the short wire length and the fixed end width, the short wire, the long wire, And a member connecting the fixed ends as an elastic body in which a plurality of beam elements are combined, a finite element model creating means for creating a finite element model corresponding thereto, and the wire length given to the finite element model The above Predicted shape calculation that calculates a predicted shape that is a physically balanced state of the finite element model according to the fixed width and the physical characteristics and constraint conditions of the short wire material, the long wire material, and the member other than these. Means for outputting the calculation result in the predicted shape calculation means, and the predicted shape calculation means when the member is forcibly displaced to rotate by a given angle as a swing angle. The predicted shapes of the short wire and the long wire are calculated.
請求項1、請求項3及び請求項4記載の発明によれば、短線材の一端から固定端までの距離である短線材長、長線材の一端から固定端までの距離である長線材長、及び短線材及び長線材の固定端間の幅である固定端幅を参照して、短線材、長線材、及び固定端間を結ぶ部材、を複数の梁要素が結合された弾性体として、これに対応する有限要素モデルが作成される。そして、この有限要素モデルに与えられた、短線材長、長線材長、固定端幅、及びこれら以外の物理特性及び拘束条件に応じた、有限要素モデルの物理的に釣り合った状態である予測形状が計算され、その計算結果が出力される。特に、短線材の一端及び長線材の一端がそれぞれ、外装部材の非装着開始部に一致するように強制変位されたときの、短線材及び長線材の予測形状が計算され出力される。
According to the invention of
また、請求項2の発明によれば、所定の基準形状における固定端間を結ぶ線と、予測形状における固定端間を結ぶ線のなす角を、首振角度として求めるようにしている。
According to the invention of
また、請求項5、請求項7及び請求項8記載の発明によれば、短線材の一端から固定端までの距離である短線材長、短線材及び長線材の固定端間の幅である固定端幅、短線材長及び固定端幅に基づいて計算された長線材の一端から固定端までの距離である長線材長を参照して、短線材、長線材、及び固定端間を結ぶ部材、を複数の梁要素が結合された弾性体として、これに対応する有限要素モデルが作成される。そして、この有限要素モデルに与えられた、線材長、固定端幅、及びこれら以外の短線材、長線材、及び部材の物理特性及び拘束条件に応じた、有限要素モデルの物理的に釣り合った状態である予測形状が計算され、その計算結果が出力される。特に、固定端間を結ぶ部材が首振角度として与えられた角度だけ回転するように強制変位させたときの、短線材及び長線材の予測形状が計算され出力される。
According to the invention of
また、請求項6記載の発明によれば、部材の任意の首振角度に対応する、短線材及び長線材の長さ関係が把握できるようになる。 According to the sixth aspect of the invention, the length relationship between the short wire and the long wire corresponding to an arbitrary swing angle of the member can be grasped.
請求項1、請求項3及び請求項4記載の発明によれば、短線材の一端から固定端までの距離である短線材長、長線材の一端から固定端までの距離である長線材長、及び短線材及び長線材の固定端間の幅である固定端幅を参照して、短線材、長線材、及び固定端間を結ぶ部材、を複数の梁要素が結合された弾性体として、これに対応する有限要素モデルが作成される。そして、この有限要素モデルに与えられた、短線材長、長線材長、固定端幅、及びこれら以外の物理特性及び拘束条件に応じた、有限要素モデルの物理的に釣り合った状態である予測形状が計算され、その計算結果が出力される。特に、短線材の一端及び長線材の一端がそれぞれ、外装部材の非装着開始部に一致するように強制変位されたときの、短線材及び長線材の予測形状が計算され出力される。したがって、固定端に至るまでの両線材の形状を把握できるようになるので、最適なワイヤーハーネスの配線設計のために、非常に有効となる。
According to the invention of
また、請求項2の発明によれば、所定の基準形状における固定端間を結ぶ線と、予測形状における固定端間を結ぶ線のなす角を、首振角度として求めるようにしているので、固定端に取り付ける端子部材の検討等にも有効となる。
Further, according to the invention of
また、請求項5、請求項7及び請求項8記載の発明によれば、短線材の一端から固定端までの距離である短線材長、短線材及び長線材の固定端間の幅である固定端幅、短線材長及び固定端幅に基づいて計算された長線材の一端から固定端までの距離である長線材長を参照して、短線材、長線材、及び固定端間を結ぶ部材、を複数の梁要素が結合された弾性体として、これに対応する有限要素モデルが作成される。そして、この有限要素モデルに与えられた、線材長、固定端幅、及びこれら以外の短線材、長線材、及び部材の物理特性及び拘束条件に応じた、有限要素モデルの物理的に釣り合った状態である予測形状が計算され、その計算結果が出力される。特に、固定端間を結ぶ部材が首振角度として与えられた角度だけ回転するように強制変位させたときの、短線材及び長線材の予測形状が計算され出力される。したがって、部材の任意の首振角度に対応する、固定端に至るまでの両線材の形状を把握できるようになるので、最適なワイヤーハーネスの配線設計のために、非常に有効となる。
According to the invention of
また、請求項6記載の発明によれば、部材の任意の首振角度に対応する、短線材及び長線材の長さ関係が把握できるようになるので、ワイヤーハーネスの構成線材の検討等にも有効となる。
In addition, according to the invention described in
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。まず、本発明をより正確に理解するために、図1及び図2を用いて、形状予測の対象となる短線材及び長線材を含む複数の線材から構成されるワイヤーハーネスの例及び代表的な支持部材について説明する。図1は、ワイヤーハーネスの例を概略的に示す図である。図2は、ワイヤーハーネスに取り付けられる代表的な支持部材と拘束自由度との関係を示す図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. First, in order to understand the present invention more accurately, an example of a wire harness composed of a plurality of wires including a short wire and a long wire that are objects of shape prediction and a representative example will be described with reference to FIGS. 1 and 2. The support member will be described. FIG. 1 is a diagram schematically illustrating an example of a wire harness. FIG. 2 is a diagram illustrating a relationship between a typical support member attached to the wire harness and a degree of freedom of restraint.
ワイヤーハーネス1は、例えば、上述のように両端部に図示しない電装品と接続されるコネクタ2a、2b、2c、2dが取り付けられ、その中間部には各種クリップ3a、3b、3c、3dが取り付けられ、更に、分岐点4を有している。ワイヤーハーネス1の各枝線は、基本的に、それぞれ構成線材の数や種類が異なるので、各枝線の太さ、長さ、弾性、密度等も異なる。
As described above, for example,
上記各コネクタ2a、2b、2c、2dは、電装品側の相手方コネクタの固定位置及びその装着方向に応じて所定の位置に着脱可能に固定され、ワイヤーハーネスの端部を完全拘束する。また、上記各クリップ3a、3b、3c、3dは、ワイヤーハーネスの所定部位を、車両のボディやステー等の所定位置に完全拘束又は回転拘束される。
Each of the
ここで、クリップについて説明を加える。クリップには、基本的に、長穴クリップ及び丸穴クリップがある。丸穴クリップは、回転クリップともよばれ、ワイヤーハーネスを保持する台座部とステー等に設けられた丸穴形状の取付穴に挿入される支持脚とから構成される。丸穴クリップは、Z軸(取付部位に鉛直方向)廻りに回転可能である。 Here, the clip will be described. The clip basically includes a long hole clip and a round hole clip. The round hole clip is also called a rotary clip, and is composed of a pedestal portion that holds the wire harness and a support leg that is inserted into a round hole-shaped attachment hole provided in a stay or the like. The round hole clip is rotatable around the Z axis (perpendicular to the attachment site).
一方、長穴クリップは、固定クリップともよばれ、ワイヤーハーネスを保持する台座部とステー等に設けられた長穴形状の取付穴に挿入される支持脚とから構成される。この支持脚の断面形状は、取付穴と略同様の長穴形状をしている。長穴クリップは、Z軸廻りに回転不可能である。 On the other hand, the long hole clip is also called a fixed clip, and is composed of a pedestal portion that holds the wire harness and a support leg that is inserted into a long hole-shaped attachment hole provided in a stay or the like. The cross-sectional shape of the support leg is a long hole shape that is substantially the same as the mounting hole. The long hole clip cannot rotate around the Z axis.
更に、長穴クリップ及び丸穴クリップには、X軸(ワイヤーハーネスの長手方向)廻りに回転可能な、コルゲート長穴クリップ及びコルゲート丸穴クリップがある。このような各クリップの各軸方向及び各軸廻りの拘束自由度は図2に示す通りである。 Further, the long hole clip and the round hole clip include a corrugated long hole clip and a corrugated round hole clip that can rotate around the X axis (longitudinal direction of the wire harness). FIG. 2 shows the degree of freedom of restraint in each axial direction and around each axis of each clip.
図2において、X軸、Y軸及びZ軸は、ワイヤーハーネス上の各節点(又はノードともよぶ)における右手ローカル座標系での直行する3軸に対応する。例えば、Z軸をクリップ軸と一致するようにしているが、これらの決定方法は、使用する関数によって適宜変更可能である。なお、図中、参考のために、分岐点の拘束自由度についても示している。また、ここでは図示しないが、上記拘束点以外に任意に設定されたワイヤーハーネス上の節点は、基本的に、完全自由である。このような拘束自由度が、ワイヤーハーネスや線材の予測経路の計算の際に、各節点にそれぞれ設定される。 In FIG. 2, the X axis, the Y axis, and the Z axis correspond to three orthogonal axes in the right-hand local coordinate system at each node (or node) on the wire harness. For example, the Z axis coincides with the clip axis, but these determination methods can be appropriately changed depending on the function to be used. In the figure, the degree of freedom of constraint at the branch point is also shown for reference. In addition, although not shown here, the nodes on the wire harness arbitrarily set other than the constraint points are basically completely free. Such a degree of freedom of restriction is set for each node when calculating the predicted path of the wire harness or wire.
なお、後述する形状予測の対象となる短線材及び長線材は、図1において、例えば、コネクタ2aの近傍に存在する。 In addition, the short wire and long wire used as the object of the shape prediction mentioned later exist in the vicinity of the connector 2a in FIG. 1, for example.
次に、図4〜図6を参照しながら、本発明において前提となる仮定条件、利用される理論及び基本式の概略について説明する。図4(A)は、線材の外観を示す図であり、図4(B)は、図4(A)の線材を離散化した様子を示す図であり、図4(C)は、図4(A)の線材を梁要素と節点とで表した図である。図5は、梁要素と節点とで表した線材における自由度を説明するための図である。図6(A)は、線材を3つの梁要素で表した図であり、図6(B)は、図6(A)の3つの梁要素を結合した状態を示す図である。なお、複数の線材を束ねたワイヤーハーネスも、1本の線材とみなすことにより、線材と同様に扱うことが可能である。 Next, with reference to FIG. 4 to FIG. 6, an assumption condition, a theory to be used, and an outline of a basic formula, which are prerequisites in the present invention, will be described. 4A is a diagram illustrating an appearance of the wire, FIG. 4B is a diagram illustrating a state where the wire of FIG. 4A is discretized, and FIG. 4C is a diagram illustrating FIG. It is the figure which represented the wire of (A) with the beam element and the node. FIG. 5 is a diagram for explaining the degree of freedom in the wire represented by beam elements and nodes. FIG. 6A is a diagram showing a wire rod with three beam elements, and FIG. 6B is a diagram showing a state in which the three beam elements in FIG. 6A are coupled. Note that a wire harness in which a plurality of wires are bundled can also be handled in the same manner as a wire by considering it as one wire.
まず、線材の形状予測に有限要素法を利用するに際し、以下のような仮定をする。
(1).線材を弾性体と仮定する。
(2).線材を梁要素が結合されたものと仮定する。
(3).各梁要素に直線性が保たれるものと仮定する。
First, the following assumptions are made when the finite element method is used to predict the shape of the wire.
(1). Assume that the wire is an elastic body.
(2). Assume that the wire is a combination of beam elements.
(3). Assume that each beam element is kept linear.
なお、梁要素と仮定することは、線材を一様断面、すなわち、均質な断面であると仮定することも意味する。また、断面を円形と仮定しているが必ずしもその必要はない。但し、以降の説明では、線材を円形断面と想定して説明していく。 Note that assuming the beam element also means that the wire is assumed to have a uniform cross section, that is, a homogeneous cross section. Moreover, although the cross section is assumed to be circular, it is not always necessary. However, in the following description, the wire is assumed to have a circular cross section.
このような仮定をすることにより、線材への有限要素法の適用が可能になる。 By making such an assumption, the finite element method can be applied to the wire.
まず、線材を離散化する。すなわち、図4(A)に示すように、線材11は連続体とみなすことができる。次に、図4(B)に示すように、このような線材11を、いくつかの梁要素C1、C2、C3、…に分割(離散化)する。すなわち、線材は1本のロープのようなものなので、有限個の梁要素をつなげたものとみなすことができる。
First, the wire is discretized. That is, as shown to FIG. 4 (A), the
したがって、図4(C)に示すように、線材は、複数の梁要素C1、C2、C3、…を複数のノードN1、N2、N3、…で結合したものとして表すことができる。梁要素に必要な特性値は以下の通りである。 Therefore, as shown in FIG. 4C, the wire can be expressed as a plurality of beam elements C1, C2, C3,... Connected by a plurality of nodes N1, N2, N3,. The characteristic values required for the beam elements are as follows.
長さl(図4(B)参照)
断面積A(図4(B)参照)
断面2次モーメントI
断面2次極モーメントJ(ねじり抵抗係数ともよばれている)
縦弾性係数E
横弾性係数G
なお、上記特性値に直接表れされていないが、それらを求めるために密度ρやポアソン比μ等も用いられる。
Length l (see Fig. 4 (B))
Cross section A (See Fig. 4 (B))
Sectional secondary moment I
Sectional secondary pole moment J (also called torsional resistance coefficient)
Longitudinal elastic modulus E
Transverse elastic modulus G
Although not directly appearing in the above characteristic values, density ρ, Poisson's ratio μ, and the like are also used for obtaining them.
なお、本明細書中、長さl、断面積A等のような、線条構造物等の外形を直接的に決定する物理特性に関するパラメータを外形パラメータとよび、それ以外の断面2次モーメントI、断面2次極モーメントJ、縦弾性係数E及び横弾性係数G、密度ρ、ポアソン比μ等のような物理特性に関するパラメータを非外形パラメータとよぶものとする。 In the present specification, parameters relating to physical properties that directly determine the outer shape of the linear structure, such as the length l and the cross-sectional area A, are referred to as outer parameters, and other cross-sectional secondary moments I Parameters relating to physical properties such as the cross-sectional secondary pole moment J, the longitudinal elastic modulus E, the transverse elastic modulus G, the density ρ, the Poisson's ratio μ, and the like are referred to as non-external parameters.
そして、図5に示すように、各梁要素C(C1、C2、C3、…)はそれぞれ、2つの節点α及び節点βを有する。3次元空間においては、節点αは、3つの並進成分と3つの回転成分を持つため、合計6つの自由度を持つ。また、節点βも同様である。したがって、梁要素Cは12自由度を持つことになる。 As shown in FIG. 5, each beam element C (C1, C2, C3,...) Has two nodes α and β. In the three-dimensional space, the node α has three translation components and three rotation components, and thus has a total of six degrees of freedom. The same applies to the node β. Therefore, the beam element C has 12 degrees of freedom.
なお、図中、
Fxi:i番要素のxi軸方向の節点力
Fyi:i番要素のyi軸方向の節点力
Fzi:i番要素のzi軸方向の節点力
Mxi:i番要素のxi軸周りの端モーメント(右ネジ方向を正とする)
Myi:i番要素のyi軸周りの端モーメント(右ネジ方向を正とする)
Mzi:i番要素のzi軸周りの端モーメント(右ネジ方向を正とする)
Uxi:i番要素のxi軸方向の変位
Uyi:i番要素のyi軸方向の変位
Uzi:i番要素のzi軸方向の変位
θxi:i番要素のxi軸周りの角変位(右ネジ方向を正とする)
θyi:i番要素のyi軸周りの角変位(右ネジ方向を正とする)
θzi:i番要素のzi軸周りの角変位(右ネジ方向を正とする)
αは左側の節点、βは右側の節点
を示す。
In the figure,
F xi : Nodal force in the xi-axis direction of the i-th element F yi : Nodal force in the yi-axis direction of the i-th element F zi : Nodal force in the zi-axis direction of the i-th element M xi : Around the xi axis of the i-th element End moment (right screw direction is positive)
M yi : End moment about the yi axis of the i-th element (right screw direction is positive)
M zi : End moment around the zi-axis of the i-th element (right screw direction is positive)
U xi : displacement of the i-th element in the xi-axis direction U yi : displacement of the i-th element in the yi-axis direction U zi : displacement of the i-th element in the zi-axis direction θ xi : angular displacement of the i-th element around the xi axis ( (The right screw direction is positive.)
θ yi : Angular displacement around the yi axis of the i-th element (right screw direction is positive)
θ zi : Angular displacement around the zi axis of the i-th element (right screw direction is positive)
α is the left node and β is the right node.
ところで、線材等のような大変形をともなう構造力学では一般に有限要素法の平衡方程式は次式の形となる。
([K]+[KG]){x}={F}…(1)
ここで、[K]:全体剛性マトリックス、[KG]:全体幾何剛性マトリックス、{x}:
変位ベクトル、{F}:荷重ベクトル(力ベクトルともよぶ)
By the way, in structural mechanics with large deformation such as a wire rod, the equilibrium equation of the finite element method generally takes the form of the following equation.
([K] + [K G ]) {x} = {F} (1)
Here, [K]: Overall stiffness matrix, [K G ]: Overall geometric stiffness matrix, {x}:
Displacement vector, {F}: Load vector (also called force vector)
但し、式(1)は代数的には非線形連立方程式となっているため、実際の数値解析においてはそのままで解くことはできない。そのため、荷重値を細分化して逐次加算していく増分方法を採ることになる(強制変位の場合も同様)。よって、式(1)の平衡方程式も下記の増分形式で表現することになる。
([K]+[KG]){Δx}={ΔF}−{R}…(1)′
ここで、{ΔF}:荷重増分の値、{Δx}:増分ステップにおける増分変位、{R}:荷重ベクトルの補正ベクトル
However, since equation (1) is algebraically a nonlinear simultaneous equation, it cannot be solved as it is in actual numerical analysis. Therefore, an incremental method in which the load values are subdivided and sequentially added is employed (the same applies to forced displacement). Therefore, the equilibrium equation of equation (1) is also expressed in the following incremental form.
([K] + [K G ]) {Δx} = {ΔF} − {R} (1) ′
Here, {ΔF}: Value of load increment, {Δx}: Incremental displacement in increment step, {R}: Correction vector of load vector
そして、各増分区間では平衡方程式は線形方程式とみなして計算し、その際、生じる不平衡力(式(1)′中のベクトル{R})を次ステップに進む前に反復法により許容範囲まで減少させることになる。これら一連のアルゴリズムとしては、例えば、ニュートン・ラプソン法や弧長法といった公知の方法を利用する。 In each increment interval, the balance equation is calculated as a linear equation, and the resulting unbalance force (vector {R} in equation (1) ′) is made to an allowable range by an iterative method before proceeding to the next step. Will be reduced. As a series of these algorithms, for example, a known method such as Newton-Raphson method or arc length method is used.
なお、形状予測のように強制変位を指定する場合には、平衡方程式左辺のうち、第2項の全体幾何剛性マトリックス[KG]を省く場合が良性となることも多く、本ケースでも省
いている。
Note that when forced displacement is specified as in shape prediction, it is often benign to omit the overall geometric stiffness matrix [K G ] in the second term from the left side of the equilibrium equation. Yes.
また、左辺第1項の全体剛性マトリックス[K]は各増分ステップで時々刻々と座標値を変更させながら書き替えられる各要素の剛性マトリックスを全体座標系に変換して集計されたものである。この基本となる要素剛性マトリックスの具体的な表現内容が下記の式(2)である。 Further, the overall stiffness matrix [K] in the first term on the left side is obtained by converting the stiffness matrix of each element that can be rewritten while changing the coordinate value every moment in each incremental step into the overall coordinate system and tabulating. The specific expression content of the basic element stiffness matrix is the following expression (2).
ここで、適合条件と釣り合い条件について説明する。ここでは、簡単のために、図6(A)に示すように、線材を3つの梁要素C1、C2、C3で表すものとする。この場合、梁要素C1の節点1β及び梁要素C2の節点2αの変位は等しくなり、これら両節点に加わる力も釣り合うことになる。同様に、梁要素C2の節点2β及び梁要素C3の節点3αの変位も等しくなり、これら両節点に加わる力も釣り合うことになる。したがって、これら変位の連続性と力の釣り合いの条件を満たすことで、梁要素C1及びC2、梁要素C2及びC3を、図6(B)に示すように、結合することができる。 Here, the matching condition and the balancing condition will be described. Here, for the sake of simplicity, the wire is represented by three beam elements C1, C2, and C3 as shown in FIG. In this case, the displacements of the node 1β of the beam element C1 and the node 2α of the beam element C2 are equal, and the forces applied to these nodes are also balanced. Similarly, the displacements of the node 2β of the beam element C2 and the node 3α of the beam element C3 are also equal, and the forces applied to these nodes are also balanced. Therefore, the beam elements C1 and C2 and the beam elements C2 and C3 can be coupled as shown in FIG. 6B by satisfying the condition of the continuity of displacement and the balance of forces.
なお、図中、
Fxi:i番要素のxi軸方向の節点力
Fyi:i番要素のyi軸方向の節点力
Fzi:i番要素のzi軸方向の節点力
Mxi:i番要素のxi軸周りの端モーメント
Myi:i番要素のyi軸周りの端モーメント
Mzi:i番要素のzi軸周りの端モーメント
Uxi:i番要素のxi軸方向の変位
Uyi:i番要素のyi軸方向の変位
Uzi:i番要素のzi軸方向の変位
θxi:i番要素のxi軸周りの角変位
θyi:i番要素のyi軸周りの角変位
θzi:i番要素のzi軸周りの角変位
を示し、
i=1α、1β、2α、2β、3α、3βである。
In the figure,
F xi : Nodal force in the xi-axis direction of the i-th element F yi : Nodal force in the yi-axis direction of the i-th element F zi : Nodal force in the zi-axis direction of the i-th element M xi : Around the xi axis of the i-th element End moment M yi : End moment of the i-th element around the yi axis M zi : End moment of the i-th element around the zi axis U xi : Displacement of the i-th element in the xi-axis direction U yi : Y-axis direction of the i-th element U zi : Displacement of the i-th element in the zi-axis direction θ xi : Angular displacement of the i-th element around the xi axis θ yi : Angular displacement of the i-th element around the yi axis θ zi : Around the zi-axis of the i-th element Indicates the angular displacement of
i = 1α, 1β, 2α, 2β, 3α, 3β.
そして、図6(B)に示した梁要素C1、C2、C3における上記変位の連続性と力の釣り合いを上記式(2)と同様の形式で示すと、以下の式(3)のようになる。 Then, when the continuity of the displacement and the balance of force in the beam elements C1, C2, and C3 shown in FIG. 6B are shown in the same form as the above equation (2), the following equation (3) is obtained. Become.
ここで、式(3)中の12行12列のマトリクスM1、M2及びM3は、上記式(2)で示したものと同様である。但し、マトリクスM1、M2及びM3が重なっている部分M12及びM23は、各マトリクスの各構成要素が足し合わされたものとなる。 Here, the matrixes M1, M2, and M3 of 12 rows and 12 columns in the formula (3) are the same as those shown in the formula (2). However, the portions M12 and M23 where the matrices M1, M2 and M3 are overlapped are the components of each matrix added together.
なお、4つ以上の梁要素についても、同様に扱うことができる。このようにして、任意の数の梁要素に分割される線材の数式モデルを作成することができる。 In addition, it can handle similarly about four or more beam elements. In this way, a mathematical model of a wire divided into an arbitrary number of beam elements can be created.
ちなみに、上記式(3)を簡単に表すと、
[K]{x}={F}…(4)
となる。
By the way, when the above formula (3) is simply expressed,
[K] {x} = {F} (4)
It becomes.
したがって、上記(3)や式(4)に基づき、変位ベクトル{x}の各要素を求めることにより、経路、すなわち、線材の予測形状を計算することができる。なお、上記のような一般的なマトリックス有限要素法は、例えば、上記非特許文献1中でも紹介されている。
Therefore, by obtaining each element of the displacement vector {x} based on the above (3) and formula (4), the predicted shape of the path, that is, the wire can be calculated. The general matrix finite element method as described above is also introduced in
次に、本発明における形状予測に必要なポアソン比、縦弾性係数及び横弾性係数の求め方の一例について以下に示す。図7(A)は、断面2次モーメント及び縦弾性係数を測定する様子を示す図であり、図7(B)は、断面2次極モーメント及び横弾性係数を測定する様子を示す図である。 Next, an example of how to obtain the Poisson's ratio, the longitudinal elastic modulus and the transverse elastic modulus necessary for shape prediction in the present invention will be shown below. FIG. 7A is a diagram showing a state of measuring the cross-sectional secondary moment and the longitudinal elastic modulus, and FIG. 7B is a diagram showing a state of measuring the cross-sectional secondary polar moment and the transverse elastic modulus. .
まず、長さl、断面積A及び密度ρは、対象となる線材を、ノギス、メジャー、重量計等を用いて計測した後、簡単な算出により求めることができる。 First, the length l, the cross-sectional area A, and the density ρ can be obtained by simple calculation after measuring the target wire using a caliper, a measure, a weight scale, or the like.
また、縦弾性係数Eは、図7(A)に示す測定方法を行う場合、次式(5)で表すことができる。
E=FL3/3XI…(5)
The longitudinal elastic modulus E can be expressed by the following equation (5) when the measurement method shown in FIG.
E = FL 3 / 3XI ... ( 5)
また、断面2次モーメントIは、上記のように線材を円形断面と仮定したので、次式(6)で表すことができる。
I=πD4/64…(6)
Further, the cross-sectional secondary moment I can be expressed by the following equation (6) because the wire is assumed to have a circular cross-section as described above.
I = πD 4/64 ... ( 6)
したがって、
E=64FL3/3XπD4…(7)
となる。
Therefore,
E = 64FL 3 / 3XπD 4 (7)
It becomes.
この測定では、
E=(F/X)×(64L3/3πD4)
として、Fとxとの関係を測定することにより、縦弾性係数Eを求めることができる。
In this measurement,
E = (F / X) × (64L 3 / 3πD 4 )
As a result, the longitudinal elastic modulus E can be obtained by measuring the relationship between F and x.
一方、横弾性係数Gは、図7(B)に示す測定方法を行う場合、次式(8)で表すことができる。
G=(TL/θJ)×2…(8)
On the other hand, the transverse elastic modulus G can be expressed by the following equation (8) when the measurement method shown in FIG.
G = (TL / θJ) × 2 (8)
断面2次極モーメントJは、線材が円形断面と仮定したので、次式(9)で表すことができる。
J=πD4/32…(9)
The cross-sectional secondary pole moment J can be expressed by the following formula (9) because the wire is assumed to have a circular cross section.
J = πD 4/32 ... ( 9)
また、ねじる力は、
T=FS…(10)
となる。
The twisting force is
T = FS (10)
It becomes.
よって、
G=(32FSL/θπD4)×2=(F/θ)(32SL/πD4)×2…(11)
したがって、Fとθの関係を測定することにより、横弾性係数Gを求めることができる。
Therefore,
G = (32FSL / θπD 4 ) × 2 = (F / θ) (32SL / πD 4 ) × 2 (11)
Therefore, the transverse elastic modulus G can be obtained by measuring the relationship between F and θ.
なお、横弾性係数Gと縦弾性係数Eとは、次式(12)のような関係がある。
G=E/2(1+μ)…(12)
ここで、μ:ポアソン比
を示す。
The transverse elastic modulus G and the longitudinal elastic modulus E have a relationship as shown in the following formula (12).
G = E / 2 (1 + μ) (12)
Here, μ: Poisson ratio is shown.
なお、上記測定方法は一例であり、上記測定例以外の方法によって、横弾性係数G及び縦弾性係数E各値を取得するようにしてもよい。 In addition, the said measuring method is an example, You may make it acquire each value of the transverse elastic modulus G and the longitudinal elastic modulus E by methods other than the said measuring example.
次に、上記理論、基本式及び測定値を利用して後述する処理手順にしたがって、線材の予測形状等を計算及び出力するための本発明に係るハードウエア構成について説明する。図8は、本発明の全実施形態に係るハードウエア構成を示すブロック構成図である。 Next, a hardware configuration according to the present invention for calculating and outputting a predicted shape of a wire according to a processing procedure described later using the above theory, basic formula, and measurement value will be described. FIG. 8 is a block diagram showing a hardware configuration according to all the embodiments of the present invention.
図8に示すように、本発明では、マイクロコンピュータ21、入力装置22、表示装置23、印字装置24、記憶装置25、通信インターフェース26及びリードライト装置27を含んで構成される、例えば、パーソナルコンピュータが用いられる。いうまでもなく、パーソナルコンピュータ以外のディスクトップコンピュータやスーパーコンピュータを用いてもよい。マイクロコンピュータ21は、CPU21a(中央演算装置)、ブートプログラム等を記憶するROM21b、各種処理結果を一時的に記憶するRAM21cを含む。入力装置22は上記各値等を入力するキーボード、マウス等であり、表示装置23は処理結果を表示するLCDやCRT等であり、印字装置24は処理結果を印字するプリンタである。
As shown in FIG. 8, in the present invention, a
また、記憶装置25は、インストールされた本発明に係る予測形状計算プログラム29a、このプログラム29aによる処理結果等を記憶するハードディスクドライブであり、通信インターフェース26は外部装置との間で、例えば、インターネットやLAN回線等を用いてデータ通信を行うためのモデムボード等である。リードライト装置27は、CDやDVD等の記録媒体29に格納される本発明に係る予測形状計算プログラム29aを読み込んだり、この予測形状計算プログラム29aによる計算結果を記録媒体29に書き込む装置である。これらの各構成要素は、内部バス28を介して接続されている。
The
マイクロコンピュータ21は、リードライト装置27にて読み込まれた予測形状計算プログラム29aを記憶装置25にインストールする。また、電源が投入されると、マイクロコンピュータ21は、ROM21bに記憶されるブートプログラムにしたがって起動され、インストールされている予測形状計算プログラム29aを立ちあげる。そして、マイクロコンピュータ21は、予測形状計算プログラム29aにしたがって、線材の形状予測に係る処理をしたり、処理結果を表示装置23や印字装置24から出力させたり、処理結果を記憶装置25や記録媒体29に保存させたりする。予測形状計算プログラム29aは、上記基本構成を有する他のパーソナルコンピュータ等にもインストール可能であり、インストール後は、そのコンピュータを配線設計支援装置として機能させる。なお、予測形状計算プログラム29aは、記録媒体29のみならず、インターネットやLAN等の通信回線を経由して提供されたものであってもよい。
The
なお、上記例示したハードウエアは、以下の第1実施形態及び第2実施形態に共通するものである。 The hardware exemplified above is common to the following first and second embodiments.
[第1実施形態]
続いて、図9及び図10を用いて、本発明の第1実施形態に係る処理手順について説明する。図9は、本発明の第1実施形態に係る処理手順を示すフローチャートである。図10(A)〜図10(D)はそれぞれ、図9の各処理過程にしたがって線材が変形する状態を示す図である。ここでは、上記図3で示したようなワイヤーハーネスの端部近傍を想定する。この実施形態では、基本的に、短線材11Sの長さ、長線材11Lの長さ、端子部材20の固定端幅が与えられたときに、短線材11S、長線材11Lの予測形状、及び端子部材20の首振角度が求められる。
[First embodiment]
Subsequently, a processing procedure according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 9 and 10. FIG. 9 is a flowchart showing a processing procedure according to the first embodiment of the present invention. 10 (A) to 10 (D) are diagrams showing states in which the wire is deformed in accordance with the processing steps shown in FIG. Here, the vicinity of the end of the wire harness as shown in FIG. 3 is assumed. In this embodiment, basically, when the length of the short wire 11S, the length of the
まず、図9に示すステップS101及びステップS102においてはそれぞれ、線材長及び固定端幅が指定される。線材長は、図10(A)に示すように、ワイヤーハーネスを構成する複数の線材を束ねる外装部材12(図3参照)が非装着状態の短線材11Sの長さである短線材長XS及びこれより長い長線材11Lの長さである長線材長XLである。固定端幅Wは、端子部材20の接続部20S、20L間の距離である。なお、線材長及び固定端幅の指定は、入力装置22を用いて手入力されてもよいし、CADデータを流用してもよい。
First, in step S101 and step S102 shown in FIG. 9, the wire length and the fixed end width are designated, respectively. As shown in FIG. 10A, the wire length is a short wire length XS that is the length of the short wire 11S in which the exterior member 12 (see FIG. 3) that bundles a plurality of wires constituting the wire harness is not attached. This is the long wire length XL which is the length of the
続いて、ステップS103においては、上述した手法を用いて、図10(B)に示すように、図10(A)で示した線材11S、11L及び端子部材20に対応する有限要素モデルが作成される。図10(B)における、11S′、11L′及び20′はそれぞれ、図10(A)における、線材11S、11L及び端子部材20に対応する。
Subsequently, in step S103, as shown in FIG. 10B, a finite element model corresponding to the
詳しくは、11S′は、線材11Sが、節点1a0、1a1、1a2、1a3、1a4、及び1a5で結合された複数の梁要素で表されたものである。また、11L′は、線材11Lが、節点1a10、1a11、1a12、1a13、1a14、1a15、1a16、及び1a17で結合された複数の梁要素で表されたものである。そして、20′は、端子部材20が、節点1a6、1a7、1a8、及び1a9で表されたものである。各節点は、線材11S、11Lの端部や、端子部材20の接続部20S、20L等が割り当てられる。なお、ステップS103は、請求項1〜4中の有限要素モデル作成工程、有限要素モデル作成手段に対応する。
Specifically, 11S ′ is a wire 11S represented by a plurality of beam elements joined at nodes 1a0, 1a1, 1a2, 1a3, 1a4, and 1a5. 11L ′ is a
続いて、ステップS104においては、上述のように表された有限要素モデルに対して、拘束条件、外形パラメータ、非外形パラメータ等が設定される。ここで設定される拘束条件としては、各節点1a0〜1a17に対して、図2で示したような拘束種類(完全拘束、回転拘束、完全自由等)や初期形状に対応する座標等が設定される。具体的には、節点1a0、1a17には拘束種類として完全拘束が設定され(但し、節点1a17は強制変位される制御点)、節点1a0、1a17以外は拘束種類として完全自由が設定される。ここで設定される各値は、上記式(3)中の変位ベクトル{x}中の各要素に係わる。 Subsequently, in step S104, constraint conditions, external parameters, non-external parameters, etc. are set for the finite element model expressed as described above. As the constraint conditions set here, for each of the nodes 1a0 to 1a17, the constraint type (complete constraint, rotational constraint, complete freedom, etc.) as shown in FIG. 2, coordinates corresponding to the initial shape, and the like are set. The Specifically, complete restriction is set as a restriction type for the nodes 1a0 and 1a17 (however, the node 1a17 is a control point that is forcibly displaced), and complete freedom is set as a restriction type for the nodes 1a0 and 1a17. Each value set here relates to each element in the displacement vector {x} in the above equation (3).
また、ステップS104で設定される外形パラメータとしては既に指定されている長さXS、XL、幅W以外のパラメータである断面積Aが設定され、非外形パラメータとしては、断面2次モーメントI、断面2次極モーメントJ、ポアソン比μ、密度ρ、縦弾性係数E及び横弾性係数Gが設定される。補足すると、節点1a0〜1a5には、線材11Sに対応する外形パラメータ、非外形パラメータが設定され、節点1a10〜1a17には、線材11Lに対応する外形パラメータ、非外形パラメータが設定され、節点1a6〜1a9には、端子部材20に対応する外形パラメータ、非外形パラメータが設定される。これらは、上記のようにして予め計測或いは求められている値が利用される。ここで設定される値は、上記式(3)中の剛性マトリクス[K]中の各要素に係わる。外形パラメータ及び非外形パラメータは、請求項中の物理特性に対応する。なお、図示しないが、この計算に係る各種制御値等も設定される。
Further, as the external parameters set in step S104, the cross-sectional area A which is a parameter other than the lengths XS and XL and the width W which have already been specified is set, and as the non-external parameters, the cross-sectional secondary moment I, the cross-section The secondary pole moment J, Poisson's ratio μ, density ρ, longitudinal elastic modulus E, and transverse elastic modulus G are set. Supplementally, external parameters and non-external parameters corresponding to the wire 11S are set for the nodes 1a0 to 1a5, and external parameters and non-external parameters corresponding to the
続いて、ステップS105において、このような設定値に応じた、有限要素モデルの物理的に釣り合った状態である予測形状、すなわち、図10(B)に示したような初期形状1aを計算する。
Subsequently, in step S105, a predicted shape which is a physically balanced state of the finite element model according to such a set value, that is, an
なお、ここでは、対象となる線材が真っ直ぐに伸ばされた初期形状になるように拘束条件が設定されているが、初期形状としては別の形状になるように拘束条件を設定してもよい。例えば、コンテナから取り出したワイヤーハーネスを車両に配策する場合、ワイヤーハーネスや線材がコンテナの中でどのように折り曲げられていたかにより初期形状が変わってくる。このような折り曲げられた初期形状を出発点として予測形状に反映させることにより、より現実に即した予測形状を計算することが可能になる。 Here, the constraint condition is set so that the target wire has an initial shape that is straightened, but the constraint condition may be set so that the initial shape is a different shape. For example, when a wire harness taken out from a container is routed to a vehicle, the initial shape changes depending on how the wire harness or wire is bent in the container. By reflecting such a bent initial shape as a starting point in the predicted shape, a more realistic predicted shape can be calculated.
なお、初期形状を計算するためには、必ずしも有限要素法を利用する必要はない。いずれにしても、対象となる線材の組み付け前の形状が反映された初期形状を出力することが好ましい。上記形状計算処理はマイクロコンピュータ21にて行われ、各値の設定には入力装置22が用いられ、予測形状の出力には表示装置23及び/又は印字装置24が用いられる。なお、以降の処理においても、形状計算処理はマイクロコンピュータ21にて行われ、各値の設定には入力装置22が用いられ、計算結果の出力には表示装置23が用いられる。
Note that it is not always necessary to use the finite element method in order to calculate the initial shape. In any case, it is preferable to output an initial shape that reflects the shape of the target wire before assembly. The shape calculation process is performed by the
続いて、ステップS106において、長線材11Lの根元を基準位置に強制変位する。すなわち、図10(C)において矢印で示すように、長線材11Lの根元に対応する節点1a17を、基準位置に対応する位置に強制変位する。基準位置は、線材11S、11Lの、外装部材12からの非装着開始部Rに対応する。
Subsequently, in step S106, the base of the
続いて、ステップS107において、図10(D)で示すような予測形状1zを計算する。この計算において、節点1a17を基準位置に強制変位させる以外は、上記ステップS101、ステップS102、ステップS104で設定された値が適用される。なお、図10(D)に示す、節点1z0、1z1、1z2、1z3、1z4、1z5、1z6、1z7、1z8、1z9、1z10、1z11、1z12、1z13、1z14、1z15、1z16及び1z17はそれぞれ、図10(B)に示す節点1a0、1a1、1a2、1a3、1a4、1a5、1a6、1a7、1a8、1a9、1a10、1a11、1a12、1a13、1a14、1a15、1a16及び1a17が変位したことを示している。なお、ステップS107は、請求項1〜4中の予測形状計算工程、予測形状計算手段に対応する。
Subsequently, in step S107, a predicted shape 1z as shown in FIG. In this calculation, the values set in step S101, step S102, and step S104 are applied except that the node 1a17 is forcibly displaced to the reference position. Note that the nodes 1z0, 1z1, 1z2, 1z3, 1z4, 1z5, 1z6, 1z7, 1z8, 1z9, 1z10, 1z11, 1z12, 1z13, 1z14, 1z15, 1z16, and 1z17 shown in FIG. It shows that the nodes 1a0, 1a1, 1a2, 1a3, 1a4, 1a5, 1a6, 1a7, 1a8, 1a9, 1a10, 1a11, 1a12, 1a13, 1a14, 1a15, 1a16 and 1a17 shown in FIG. 10 (B) are displaced. . Step S107 corresponds to the predicted shape calculation step and the predicted shape calculation means in
更に、ステップS108において、端子部材20の首振角度θtを計算する。首振角度θtは、図3を用いて説明したように、接続部20S、20L間を結ぶ線Kと、非装着開始部Rとの成す角度としているが、上記線Kとここでは図示しない他の基準線との成す角としてもよい。なお、ステップS108は、請求項2中の首振角度計算工程及び首振角度計算手段に対応する。
In step S108, the swing angle θt of the
そして、ステップS109において、上述のようにして計算された結果が、図10(D)に示す予測形状1zに準じた形状で表示装置23に出力される。すなわち、図10(D)に示す予測形状1zを、図10(A)に示すような線材や端子部材に置き替えて出力する。計算結果は、表示装置23のみならず、印字装置24にも出力したり、記録媒体29に記録されるようにすることが好ましい。なお、上記初期形状1aに準じた形状も表示装置23に出力するようにすることが好ましい。
In step S109, the result calculated as described above is output to the
このように、本発明の第1実施形態によれば、短線材11Sの長さ、長線材11Lの長さ、端子部材20の固定端幅が与えられたときに、短線材11S、長線材11Lの予測形状、及び端子部材20の首振角度を求めることができる。したがって、端子部材20に至るまでの線材の形状や端子部材20の首振角度を把握できるようになるので、最適なワイヤーハーネスの配線設計のために、非常に有効となる。また、端子部材20の検討等にも有効となる。
As described above, according to the first embodiment of the present invention, when the length of the short wire 11S, the length of the
[第2実施形態]
続いて、図11及び図12を用いて、本発明の第2実施形態に係る処理手順について説明する。図11は、本発明の第2実施形態に係る処理手順を示すフローチャートである。図12(A)〜図12(D)はそれぞれ、図11の各処理過程にしたがって線材が変形する状態を示す図である。ここでは、上記図3で示したようなワイヤーハーネスの端部近傍を想定する。この実施形態では、基本的に、端子部材20の固定端幅、首振角度、短線材のデフォルト長が与えられたときに、短線材、長線材の予測形状及び短線材及び長線材の線長差が求められる。
[Second Embodiment]
Subsequently, a processing procedure according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 11 and 12. FIG. 11 is a flowchart showing a processing procedure according to the second embodiment of the present invention. 12 (A) to 12 (D) are diagrams showing a state where the wire is deformed in accordance with each processing step of FIG. Here, the vicinity of the end of the wire harness as shown in FIG. 3 is assumed. In this embodiment, basically, when the fixed end width of the
まず、図11に示すステップS201及びステップS202においてはそれぞれ、首振角度及び固定端幅が指定される。首振角度は、図3を用いて説明したように、例えば、接続部20S、20L間を結ぶ線Kと、非装着開始部Rとの成す角度とする。ここでは、図12(A)に示すように、最終的な首振角度θrが指定されるものとする。固定端幅Wは、端子部材20の接続部20S、20L間の距離である。なお、首振角度及び固定端幅の指定は、入力装置22を用いて手入力されてもよいし、CADデータを流用してもよい。
First, in step S201 and step S202 shown in FIG. 11, a swing angle and a fixed end width are designated, respectively. As described with reference to FIG. 3, the swing angle is, for example, an angle formed by a line K connecting the
続いて、ステップS203においては、短線材11Sにデフォルト長XSが指定され、これに基づき長線材11Lの線長(例えば、デフォルト長XS+固定端幅W)が指定される。短線材のデフォルト長としては、通常想定される外装部材が非装着状態の線長を適宜設定する。また長線材11Lの線長は、短線材11Sのデフォルト長XS+固定端幅Wとしたが、短線材11Sよりも長い他の線長としてもよい。
Subsequently, in step S203, the default length XS is specified for the short wire 11S, and based on this, the line length of the
続いて、ステップS204においては、上述した手法を用いて、図12(B)に示すように、図12(A)で示した線材11S、11L及び端子部材20に対応する有限要素モデルが作成される。図12(B)における、11S′、11L′及び20′はそれぞれ、図12(A)における、線材11S、11L及び端子部材20に対応する。
Subsequently, in step S204, a finite element model corresponding to the
詳しくは、11S′は、線長XSの線材11Sが、節点1a0、1a1、1a2、1a3、1a4、及び1a5で結合された複数の梁要素で表されたものである。また、11L′は、線長XS+Wの線材11Lが、節点1a10、1a11、1a12、1a13、1a14、1a15、1a16、及び1a17で結合された複数の梁要素で表されたものである。そして、20′は、幅Wの端子部材20が、節点1a6、1a7、1a8、及び1a9で表されたものである。各節点は、線材11S、11Lの端部や、端子部材20の接続部20S、20L等が割り当てられる。なお、ステップS204は、請求項5〜8中の有限要素モデル作成工程、有限要素モデル作成手段に対応する。
Specifically, 11S ′ is represented by a plurality of beam elements in which a wire 11S having a line length XS is coupled at nodes 1a0, 1a1, 1a2, 1a3, 1a4, and 1a5. Further, 11L ′ is a
続いて、ステップS205においては、上述のように表された有限要素モデルに対して、拘束条件、外形パラメータ、非外形パラメータ等が設定される。ここで設定される拘束条件としては、各節点1a0〜1a17に対して、図2で示したような拘束種類(完全拘束、回転拘束、完全自由等)や初期形状に対応する座標等が設定される。具体的には、節点1a0、1a17には拘束種類として完全拘束が設定され(但し、節点1a17は強制変位される制御点)、節点1a0、1a17以外は拘束種類として完全自由が設定される。ここで設定される各値は、上記式(3)中の変位ベクトル{x}中の各要素に係わる。 Subsequently, in step S205, constraint conditions, external parameters, non-external parameters, etc. are set for the finite element model expressed as described above. As the constraint conditions set here, for each of the nodes 1a0 to 1a17, the constraint type (complete constraint, rotational constraint, complete freedom, etc.) as shown in FIG. 2, coordinates corresponding to the initial shape, and the like are set. The Specifically, complete restriction is set as a restriction type for the nodes 1a0 and 1a17 (however, the node 1a17 is a control point that is forcibly displaced), and complete freedom is set as a restriction type for the nodes 1a0 and 1a17. Each value set here relates to each element in the displacement vector {x} in the above equation (3).
また、ステップS205で設定される外形パラメータとしては既に指定されている長さXS、XS+W、幅W以外のパラメータである断面積Aが設定され、非外形パラメータとしては、断面2次モーメントI、断面2次極モーメントJ、ポアソン比μ、密度ρ、縦弾性係数E及び横弾性係数Gが設定される。補足すると、節点1a0〜1a5には、線材11Sに対応する外形パラメータ、非外形パラメータが設定され、節点1a10〜1a17には、線材11Lに対応する外形パラメータ、非外形パラメータが設定され、節点1a6〜1a9には、端子部材20に対応する外形パラメータ、非外形パラメータが設定される。これらは、上記のようにして予め計測或いは求められている値が利用される。ここで設定される値は、上記式(3)中の剛性マトリクス[K]中の各要素に係わる。外形パラメータ及び非外形パラメータは、請求項中の物理特性に対応する。なお、図示しないが、この計算に係る各種制御値等も設定される。
In addition, the cross-sectional area A, which is a parameter other than the lengths XS, XS + W, and the width W that have already been specified, is set as the outer shape parameter set in step S205, and the cross-sectional secondary moment I, the cross-section moment are set as the non-outer shape parameters. The secondary pole moment J, Poisson's ratio μ, density ρ, longitudinal elastic modulus E, and transverse elastic modulus G are set. Supplementally, external parameters and non-external parameters corresponding to the wire 11S are set for the nodes 1a0 to 1a5, and external parameters and non-external parameters corresponding to the
続いて、ステップS206において、このような設定値に応じた、有限要素モデルの物理的に釣り合った状態である予測形状、すなわち、図12(B)に示したような初期形状1aを計算する。
Subsequently, in step S206, a predicted shape that is in a physically balanced state of the finite element model, that is, an
なお、ここでは、対象となる線材が真っ直ぐに伸ばされた初期形状になるように拘束条件が設定されているが、初期形状としては別の形状になるように拘束条件を設定してもよい。また、初期形状を計算するためには、必ずしも有限要素法を利用する必要はない。いずれにしても、対象となる線材の組み付け前の形状が反映された初期形状を出力することが好ましい。上記形状計算処理はマイクロコンピュータ21にて行われ、各値の設定には入力装置22が用いられ、予測形状の出力には表示装置23及び/又は印字装置24が用いられる。なお、以降の処理においても、形状計算処理はマイクロコンピュータ21にて行われ、各値の設定には入力装置22が用いられ、計算結果の出力には表示装置23が用いられる。
Here, the constraint condition is set so that the target wire has an initial shape that is straightened, but the constraint condition may be set so that the initial shape is a different shape. Further, it is not always necessary to use the finite element method in order to calculate the initial shape. In any case, it is preferable to output an initial shape that reflects the shape of the target wire before assembly. The shape calculation process is performed by the
続いて、ステップS207において、長線材11Lの根元を所定量だけ強制変位する。すなわち、図12(C)において矢印で示すように、長線材11Lの根元に対応する節点1a17を、節点1b17に押し出すように強制変位する。強制変位量は、現在の首振角度θt(現首振角度)が指定した首振角度θr(指定首振角度)を一気に超えてしまうことのないようにする必要がある。例えば、10〜30回程度変位させたときに、首振角度θtが首振角度θrに到達するように、節点1a17の強制変位量を設定する。
Subsequently, in step S207, the root of the
なお、図12(C)に示す、節点1b0、1b1、1b2、1b3、1b4、1b5、1b6、1b7、1b8、1b9、1b10、1b11、1b12、1b13、1b14、1b15、1b16及び1b17はそれぞれ、図12(B)に示す節点1a0、1a1、1a2、1a3、1a4、1a5、1a6、1a7、1a8、1a9、1a10、1a11、1a12、1a13、1a14、1a15、1a16及び1a17が変位したことを示している。 The nodes 1b0, 1b1, 1b2, 1b3, 1b4, 1b5, 1b6, 1b7, 1b8, 1b9, 1b10, 1b11, 1b12, 1b13, 1b14, 1b15, 1b16, and 1b17 shown in FIG. It shows that the nodes 1a0, 1a1, 1a2, 1a3, 1a4, 1a5, 1a6, 1a7, 1a8, 1a9, 1a10, 1a11, 1a12, 1a13, 1a14, 1a15, 1a16 and 1a17 shown in FIG. .
そして、現首振角度θtと指定首振角度θrとの角度差が、所定の許容範囲内に納まるまで(ステップS209、ステップS210、ステップS211)、長線材11Lの根元に対応する節点1a17を押し出すような強制変位及び予測形状の計算(ステップS207、ステップS208)、又は、節点1a17を引き戻すような強制変位及び予測形状の計算(ステップS212、ステップS213)を繰り返す。なお、ステップS212の節点1a17を引き戻すような強制変位は、ステップS207の押し出すような強制変位とは逆方向への強制変位であるが、引き戻し処理時の変位量は、処理を終了させるために、引き戻し処理を繰り返す毎に変位量を徐々に小さくしていくようにする。ステップS208、ステップS213は、請求項5〜8中の予測形状計算工程、予測形状計算手段に対応する。
Then, until the angle difference between the current swing angle θt and the designated swing angle θr falls within a predetermined allowable range (step S209, step S210, step S211), the node 1a17 corresponding to the root of the
ステップS210又はステップS211において、現首振角度θtと指定首振角度θrとの角度差が、所定の許容範囲内に納まったと判定されると(ステップS210のY又はステップS211のY)、ステップS214に進んで、両線材の線長差が計算される。そして、ステップS215において、ステップS214で計算された両線材の線長差及びステップS208及びステップS213で計算された予測形状が出力される。なお、ステップS214は、請求項6中の線長差計算工程、線長差計算手段に対応する。
If it is determined in step S210 or step S211 that the angle difference between the current swing angle θt and the specified swing angle θr falls within a predetermined allowable range (Y in step S210 or Y in step S211), step S214 Proceed to, and the wire length difference between both wires is calculated. In step S215, the difference between the wire lengths calculated in step S214 and the predicted shape calculated in steps S208 and S213 are output. Step S214 corresponds to the line length difference calculating step and the line length difference calculating means in
現首振角度θtと指定首振角度θrとの角度差が、所定の許容範囲内に納まったときには、有限要素モデルは、例えば、図12(D)に示すような、予測形状1zで物理的に釣り合った状態となる。図12(D)に示す、節点1z0、1z1、1z2、1z3、1z4、1z5、1z6、1z7、1z8、1z9、1z10、1z11、1z12、1z13、1z14、1z15、1z16及び1z17はそれぞれ、図12(B)に示す節点1a0、1a1、1a2、1a3、1a4、1a5、1a6、1a7、1a8、1a9、1a10、1a11、1a12、1a13、1a14、1a15、1a16及び1a17が変位したことを示している。 When the angle difference between the current swing angle θt and the designated swing angle θr falls within a predetermined allowable range, the finite element model is physically predicted with a predicted shape 1z as shown in FIG. It will be in a state that is balanced. Nodes 1z0, 1z1, 1z2, 1z3, 1z4, 1z5, 1z6, 1z7, 1z8, 1z9, 1z10, 1z11, 1z12, 1z13, 1z14, 1z15, 1z16 and 1z17 shown in FIG. B) indicates that the nodes 1a0, 1a1, 1a2, 1a3, 1a4, 1a5, 1a6, 1a7, 1a8, 1a9, 1a10, 1a11, 1a12, 1a13, 1a14, 1a15, 1a16, and 1a17 are displaced.
長線材11Lと短線材11Sとの線長差は、図12(D)におけるXDとして計算することができる。ステップS215における計算結果の出力では、図12(D)に示す予測形状1zに準じた形状が表示装置23に出力される。すなわち、図12(D)に示す予測形状1zを、図12(A)や図3に示すような線材や端子部材に置き替えて出力する。計算結果は、表示装置23のみならず、印字装置24にも出力したり、記録媒体29に記録されるようにすることが好ましい。なお、上記初期形状1aや途中の予測形状1bに準じた形状も表示装置23に出力するようにすることが好ましい。
The wire length difference between the
このように、本発明の第2実施形態によれば、端子部材20の固定端幅、首振角度、短線材のデフォルト長が与えられたときに、短線材、長線材の予測形状及び短線材及び長線材の線長差を求めることができる。したがって、端子部材20の任意の首振角度に対応する、固定端に至るまでの両線材の形状を把握できるようになるので、最適なワイヤーハーネスの配線設計のために、非常に有効となる。また、ワイヤーハーネスの構成線材の検討等にも有効となる。
Thus, according to the second embodiment of the present invention, when the fixed end width of the
なお、本発明は、例示した短線材、長線材のみならず、3本以上の線材が端子部材に接続されている場合にも同様に適用可能である。この場合には、端子部材は、コネクタ等のような3本以上の線材に対応したものとなる。有限要素モデルは、図13に示すように、コネクタ等の端子部材に対応する部分20′と、各線材に対応する部分11S′等で表すことができる。節点及び梁要素の割り当て、拘束条件、外形パラメータ、非外形パラメータ等の設定も上記第1及び第2実施形態と同様に行うことができる。そして、例えば、節点1a0、1a19、1a20、1a18を、非装着開始部Rに強制変位させたときの予測形状や首振角度を同様に求めることができる。
In addition, this invention is applicable similarly when not only the illustrated short wire and long wire, but three or more wires are connected to the terminal member. In this case, the terminal member corresponds to three or more wires such as a connector. As shown in FIG. 13, the finite element model can be represented by a
また、本発明は、円形断面の線材のみならず、矩形断面、円環断面、楕円断面、H字断面等の線材に対しても、同様に適用可能である。すなわち、本発明が適用される線材は、円形断面に限定されない。 Further, the present invention can be similarly applied not only to a wire having a circular cross section but also to a wire having a rectangular cross section, an annular cross section, an elliptic cross section, an H cross section, and the like. That is, the wire to which the present invention is applied is not limited to a circular cross section.
1 ワイヤーハーネス
2a、2b、2c、2d コネクタ
3a、3b、3c、3d クリップ
4 分岐点
11 線材
20 端子部材
21 マイクロコンピュータ
22 入力装置
23 表示装置
24 印字装置
25 記憶装置
26 通信インターフェース
27 リードライト装置
28 内部バス
C1〜C7 梁要素
N1〜N8 節点(ノード)
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記有限要素モデル作成手段によって、前記短線材の一端から固定端までの距離である短線材長、前記長線材の一端から固定端までの距離である長線材長、及び前記短線材及び前記長線材の固定端間の幅である固定端幅を参照して、前記短線材、前記長線材、及び前記固定端間を結ぶ部材、を複数の梁要素が結合された弾性体として、これに対応する有限要素モデルを作成する有限要素モデル作成工程と、
前記予測形状計算手段によって、前記有限要素モデルに与えられた、前記短線材長、前記長線材長、前記固定端幅、及びこれら以外の前記短線材、前記長線材、及び前記部材の物理特性及び拘束条件に応じた、前記有限要素モデルの物理的に釣り合った状態である予測形状を計算する予測形状計算工程と、
前記結果出力手段によって、前記予測形状計算工程における計算結果を出力する結果出力工程と、を含み、
前記予測形状計算工程では、
前記短線材の一端及び前記長線材の一端をそれぞれ、前記外装部材の非装着開始部に一致するように強制変位させたときの、前記短線材及び前記長線材の予測形状を計算する、
ことを特徴とする線材の予測形状計算方法。 Using a computer equipped with a finite element model creation means, a predicted shape calculation means, and a result output means, the exterior member that bundles a plurality of wires constituting the wire harness is not attached using the finite element method A method for calculating a predicted shape of a short wire and a longer wire longer than
By the finite element model creating means , a short wire length that is a distance from one end of the short wire to a fixed end, a long wire length that is a distance from one end of the long wire to a fixed end, and the short wire and the long wire With reference to the fixed end width, which is the width between the fixed ends of the above, the short wire, the long wire, and the member connecting the fixed ends are handled as an elastic body in which a plurality of beam elements are combined. A finite element model creation process for creating a finite element model;
Given to the finite element model by the predicted shape calculation means, the short wire length, the long wire length, the fixed end width, and other physical properties of the short wire, the long wire, and the member other than these A predicted shape calculation step of calculating a predicted shape which is a physically balanced state of the finite element model according to the constraint condition;
A result output step of outputting a calculation result in the predicted shape calculation step by the result output means ,
In the predicted shape calculation step,
One end of the short wire and one end of the long wire are calculated by predicting the short wire and the predicted shape of the long wire when forcedly displaced so as to coincide with the non-mounting start portion of the exterior member,
A method for calculating a predicted shape of a wire.
前記コンピュータが、首振角度計算手段を更に備え、
前記首振角度計算手段によって、所定の基準形状における前記固定端間を結ぶ線と、前記予測形状における前記固定端間を結ぶ線のなす角を、首振角度として求める首振角度計算工程、を更に含む、
ことを特徴とする線材の予測形状計算方法。 In the prediction shape calculation method of the wire according to claim 1,
The computer further comprises a swing angle calculation means,
A swing angle calculation step of obtaining, as the swing angle, an angle formed by a line connecting the fixed ends in a predetermined reference shape and a line connecting the fixed ends in the predicted shape by the swing angle calculation means. In addition,
A method for calculating a predicted shape of a wire.
前記短線材の一端から固定端までの距離である短線材長、前記長線材の一端から固定端までの距離である長線材長、及び前記短線材及び前記長線材の固定端間の幅である固定端幅を参照して、前記短線材、前記長線材、及び前記固定端間を結ぶ部材、を複数の梁要素が結合された弾性体として、これに対応する有限要素モデルを作成する有限要素モデル作成手段と、
前記有限要素モデルに与えられた、前記短線材長、前記長線材長、前記固定端幅、及びこれら以外の前記短線材、前記長線材、及び前記部材の物理特性及び拘束条件に応じた、前記有限要素モデルの物理的に釣り合った状態である予測形状を計算する予測形状計算手段と、
前記予測形状計算手段における計算結果を出力する結果出力手段と、を含み、
前記予測形状計算手段では、
前記短線材の一端及び前記長線材の一端をそれぞれ、前記外装部材の非装着開始部に一致するように強制変位させたときの、前記短線材及び前記長線材の予測形状を計算する、
ことを特徴とする線材の予測形状計算装置。 Using the finite element method, an apparatus for calculating a predicted shape of a short wire and a long wire longer than the short wire in which the exterior member that bundles a plurality of wires constituting the wire harness is in an unmounted state,
The short wire length, which is the distance from one end of the short wire to the fixed end, the long wire length, which is the distance from one end of the long wire to the fixed end, and the width between the short wire and the fixed end of the long wire. A finite element that creates a finite element model corresponding to the short wire, the long wire, and a member connecting the fixed ends as an elastic body in which a plurality of beam elements are coupled with reference to the fixed end width. Model creation means;
The short wire length, the long wire length, the fixed end width given to the finite element model, and the other short wire, the long wire, and the physical properties and constraint conditions of the member, A predicted shape calculation means for calculating a predicted shape which is a physically balanced state of the finite element model;
A result output means for outputting a calculation result in the predicted shape calculation means,
In the predicted shape calculation means,
Calculate the predicted shape of the short wire and the long wire when one end of the short wire and the one end of the long wire are forcibly displaced so as to coincide with the non-mounting start portion of the exterior member, respectively.
An apparatus for calculating a predicted shape of a wire.
前記短線材の一端から固定端までの距離である短線材長、前記長線材の一端から固定端までの距離である長線材長、及び前記短線材及び前記長線材の固定端間の幅である固定端幅を参照して、前記短線材、前記長線材、及び前記固定端間を結ぶ部材、を複数の梁要素が結合された弾性体として、これに対応する有限要素モデルを作成する有限要素モデル作成手段、
前記有限要素モデルに与えられた、前記短線材長、前記長線材長、前記固定端幅、及びこれら以外の前記短線材、前記長線材、及び前記部材の物理特性及び拘束条件に応じた、前記有限要素モデルの物理的に釣り合った状態である予測形状を計算する予測形状計算手段、
前記予測形状計算手段における計算結果を出力する結果出力手段、として機能させ、
前記予測形状計算手段では、
前記短線材の一端及び前記長線材の一端をそれぞれ、前記外装部材の非装着開始部に一致するように強制変位させたときの、前記短線材及び前記長線材の予測形状を計算させる、
ことを特徴とする線材の予測形状計算プログラム。 In order to calculate a predicted shape of a short wire and a longer wire longer than this by using a finite element method, an exterior member that bundles a plurality of wires constituting the wire harness is not attached.
The short wire length, which is the distance from one end of the short wire to the fixed end, the long wire length, which is the distance from one end of the long wire to the fixed end, and the width between the short wire and the fixed end of the long wire. A finite element that creates a finite element model corresponding to the short wire, the long wire, and a member connecting the fixed ends as an elastic body in which a plurality of beam elements are coupled with reference to the fixed end width. Model creation means,
The short wire length, the long wire length, the fixed end width given to the finite element model, and the other short wire, the long wire, and the physical properties and constraint conditions of the member, A predicted shape calculation means for calculating a predicted shape which is a physically balanced state of the finite element model;
Function as a result output means for outputting a calculation result in the predicted shape calculation means,
In the predicted shape calculation means,
One end of the short wire and one end of the long wire are calculated for each of the predicted shapes of the short wire and the long wire when forcedly displaced so as to coincide with the non-mounting start portion of the exterior member.
A predictive shape calculation program for a wire rod characterized by that.
前記有限要素モデル作成手段によって、前記短線材の一端から固定端までの距離である短線材長、前記短線材及び前記長線材の固定端間の幅である固定端幅、前記短線材長及び前記固定端幅に基づいて計算された前記長線材の一端から固定端までの距離である長線材長を参照して、前記短線材、前記長線材、及び前記固定端間を結ぶ部材、を複数の梁要素が結合された弾性体として、これに対応する有限要素モデルを作成する有限要素モデル作成工程と、
前記予測形状計算手段によって、前記有限要素モデルに与えられた、前記線材長、前記固定端幅、及びこれら以外の前記短線材、前記長線材、及び前記部材の物理特性及び拘束条件に応じた、前記有限要素モデルの物理的に釣り合った状態である予測形状を計算する予測形状計算工程と、
前記結果出力手段によって、前記予測形状計算工程における計算結果を出力する結果出力工程と、を含み、
前記予測形状計算工程では、
前記部材が首振角度として与えられた角度だけ回転するように強制変位させたときの、前記短線材及び前記長線材の予測形状を計算する、
ことを特徴とする線材の予測形状計算方法。 Using a computer equipped with a finite element model creation means, a predicted shape calculation means, and a result output means, the exterior member that bundles a plurality of wires constituting the wire harness is not attached using the finite element method A method for calculating a predicted shape of a short wire and a longer wire longer than
By the finite element model creating means , a short wire length that is a distance from one end of the short wire to a fixed end, a fixed end width that is a width between the short wire and the fixed end of the long wire, the short wire length and the Referring to a long wire length that is a distance from one end of the long wire calculated to the fixed end based on a fixed end width, a plurality of members connecting the short wire, the long wire, and the fixed end A finite element model creating step for creating a finite element model corresponding to the elastic body combined with the beam elements;
According to the predicted shape calculation means according to the physical properties and constraint conditions of the wire length, the fixed end width, and the other short wire, the long wire, and the member given to the finite element model. A predicted shape calculation step of calculating a predicted shape which is a physically balanced state of the finite element model;
A result output step of outputting a calculation result in the predicted shape calculation step by the result output means ,
In the predicted shape calculation step,
Calculating the predicted shape of the short wire and the long wire when the member is forcibly displaced to rotate by an angle given as a swing angle;
A method for calculating a predicted shape of a wire.
前記コンピュータが、線長差計算手段を更に備え、
前記線長差計算手段によって、前記予測形状における前記短線材の一端を前記外装部材からの前記短線材の非装着開始部に一致させたときの、前記長線材の一端と前記外装部材からの前記長線材の非装着開始部との距離を、両線材の線長差として求める線長差計算工程、を更に含む、
ことを特徴とする線材の予測形状計算方法。 In the method for calculating a predicted shape of a wire according to claim 5 ,
The computer further comprises a line length difference calculating means,
When the one end of the short wire in the predicted shape is matched with the non-mounting start portion of the short wire from the exterior member by the wire length difference calculating means, the end from the long wire and the exterior member A wire length difference calculating step for obtaining a distance from the non-mounting start portion of the long wire as a wire length difference between the two wires;
A method for calculating a predicted shape of a wire.
前記短線材の一端から固定端までの距離である短線材長、前記短線材及び前記長線材の固定端間の幅である固定端幅、前記短線材長及び前記固定端幅に基づいて計算された前記長線材の一端から固定端までの距離である長線材長を参照して、前記短線材、前記長線材、及び前記固定端間を結ぶ部材、を複数の梁要素が結合された弾性体として、これに対応する有限要素モデルを作成する有限要素モデル作成手段と、
前記有限要素モデルに与えられた、前記線材長、前記固定端幅、及びこれら以外の前記短線材、前記長線材、及び前記部材の物理特性及び拘束条件に応じた、前記有限要素モデルの物理的に釣り合った状態である予測形状を計算する予測形状計算手段と、
前記予測形状計算手段における計算結果を出力する結果出力手段と、を含み、
前記予測形状計算手段では、
前記部材が首振角度として与えられた角度だけ回転するように強制変位させたときの、前記短線材及び前記長線材の予測形状を計算する、
ことを特徴とする線材の予測形状計算装置。 Using the finite element method, an apparatus for calculating a predicted shape of a short wire and a long wire longer than the short wire in which the exterior member that bundles a plurality of wires constituting the wire harness is in an unmounted state,
Calculated based on the short wire length which is the distance from one end of the short wire to the fixed end, the fixed end width which is the width between the short wire and the fixed end of the long wire, the short wire length and the fixed end width. An elastic body in which a plurality of beam elements are coupled to each other with reference to a long wire length that is a distance from one end of the long wire to a fixed end, and the short wire, the long wire, and a member connecting the fixed ends. As a finite element model creation means for creating a finite element model corresponding to this,
The physical properties of the finite element model according to the physical properties and constraint conditions of the wire length, the fixed end width, and the other short wire material, the long wire material, and the member given to the finite element model. Predicted shape calculation means for calculating a predicted shape that is in balance with
A result output means for outputting a calculation result in the predicted shape calculation means,
In the predicted shape calculation means,
Calculating the predicted shape of the short wire and the long wire when the member is forcibly displaced to rotate by an angle given as a swing angle;
An apparatus for calculating a predicted shape of a wire.
前記短線材の一端から固定端までの距離である短線材長、前記短線材及び前記長線材の固定端間の幅である固定端幅、前記短線材長及び前記固定端幅に基づいて計算された前記長線材の一端から固定端までの距離である長線材長を参照して、前記短線材、前記長線材、及び前記固定端間を結ぶ部材、を複数の梁要素が結合された弾性体として、これに対応する有限要素モデルを作成する有限要素モデル作成手段、
前記有限要素モデルに与えられた、前記線材長、前記固定端幅、及びこれら以外の前記短線材、前記長線材、及び前記部材の物理特性及び拘束条件に応じた、前記有限要素モデルの物理的に釣り合った状態である予測形状を計算する予測形状計算手段、
前記予測形状計算手段における計算結果を出力する結果出力手段、として機能させ、
前記予測形状計算手段では、
前記部材が首振角度として与えられた角度だけ回転するように強制変位させたときの、前記短線材及び前記長線材の予測形状を計算させる、
ことを特徴とする線材の予測形状計算プログラム。 In order to calculate a predicted shape of a short wire and a longer wire longer than this by using a finite element method, an exterior member that bundles a plurality of wires constituting the wire harness is not attached.
Calculated based on the short wire length which is the distance from one end of the short wire to the fixed end, the fixed end width which is the width between the short wire and the fixed end of the long wire, the short wire length and the fixed end width. An elastic body in which a plurality of beam elements are coupled to each other with reference to a long wire length that is a distance from one end of the long wire to a fixed end, and the short wire, the long wire, and a member connecting the fixed ends. As a finite element model creating means for creating a corresponding finite element model,
The physical properties of the finite element model according to the physical properties and constraint conditions of the wire length, the fixed end width, and the other short wire material, the long wire material, and the member given to the finite element model. Predicted shape calculation means for calculating a predicted shape that is in balance with
Function as a result output means for outputting a calculation result in the predicted shape calculation means,
In the predicted shape calculation means,
Calculating the predicted shape of the short wire and the long wire when the member is forcibly displaced to rotate by an angle given as a swing angle;
A predictive shape calculation program for a wire rod characterized by that.
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