JP4821483B2 - 数値解析データ作成装置、数値解析データ作成方法およびその作成方法をコンピュータに実現させるためのプログラム - Google Patents
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Description
1.形状モデルの定義解析を行なうための形状モデルを作成する。なお、メッシュの作成から解析を行なう場合は、形状モデルは必要ないので、このステップはない。解析を行なう形状モデルの単位は、一つの媒質に対応した立体である。
2.接合領域・開放領域の設定異なった媒質間の接合領域では、向かい合った両方の面上に作成されるメッシュ中の要素を一致させる必要がある。このため、ユーザーによって、この両方の面上で占める領域である接合領域を特定する。
3.メッシュの作成解析を行なうために、解析対象となる立体群をメッシュに分割する。
4.境界条件の付加解析の種類と目的とに応じた、境界条件を付加する。
5.数値解析上記手順4までで揃った幾何形状、境界条件、およびメッシュを用いて、境界要素法による数値解析を行なう。
6.解析結果の確認解析結果を、数値を色の分布で示すコンターやメッシュの変形で表示する。
以下、本発明の第1の実施の形態に係る数値解析データ作成装置について説明する。なお、以下に示す第1の実施の形態においては接合される複数の部材の間に隙間がある場合を前提としている。
図2に示すように、この完成品(複合部材)は、第1の部材(ソリッド(1))11000と、ソリッド(1)11000の中央部に設けられた穴部に溶接により接合される第2の部材(ソリッド(2))12000とから構成される。図2のA−A断面に示すように、ソリッド(1)11000とソリッド(2)12000との間には繋ぎたい隙間が部品の状態では存在する。この繋ぎたい隙間は、たとえば接合が溶接によるものであるならば、図2の上部の四角内に示すように、ソリッド(1)11000の特定の境界線とソリッド(2)12000の特定の境界線と繋いだ線と、ソリッド(1)11000の別の境界線とソリッド(2)12000の別の境界線とを繋いだ境界線とで形成される溶接による肉盛り部13000により接合され、完成品として形成される。なお、本実施の形態に係る数値解析データ作成装置における接合方法は、溶接に限定されるものではない。
図4に示すように、ソリッド(1)11000の境界ライン11010には、接合するエッジの対Xとして、ソリッド(2)12000の外形形成ライン12010が設定される。また、ソリッド(2)の境界ライン12020には、接合するエッジの対Yとして、ソリッド(1)11000の外形形成ライン11020が設定される。すなわち、境界ライン11010と外形形成ライン12010とがエッジの対Xとして、境界ライン12020と外形形成ライン11020とがエッジの対Yとして、それぞれ設定される。
以下、本発明の第2の実施の形態に係る数値解析データ作成装置について説明する。なお本実施の形態は、以下の点で前述の第1の実施の形態と異なる。前述の第1の実施の形態においては、ソリッド(1)とソリッド(2)の物理的特性がほぼ同じものである場合において適用されるものであった。ソリッド(1)の物理的特性とソリッド(2)の物理的特性が(著しく)異なるものであることを前提とすると(ただし、隙間はあってもなくても構わないが、以下の説明では隙間があることを前提とする)、ソリッド(1)とソリッド(2)とに跨って1つのメッシュが形成されると、正確な数値解析を行なうことができない。このことに鑑み、本実施の形態においては、境界として残存させる面のメッシュを維持することによりソリッド(1)とソリッド(2)とに跨る1つのメッシュが形成されることを回避する。
Claims (9)
- 複数の部材を接合して構成される複合部材の物理的特性を解析する数値解析法に用いる数値解析データ作成装置であって、前記複数の部材の中の少なくとも2つの部材の間には隙間が存在し、前記隙間を介して前記2つの部材が接合され、
前記数値解析データ作成装置は、
メッシュプロパティを含む3次元CADデータを読み込むための読込手段と、
前記3次元CADデータに含まれる、前記隙間を有して接合される第1の部材のデータと第2の部材のデータのそれぞれについて境界線を設定するためのデータ、および、設定された前記境界線に基づいて接合により不要になる面を設定するためのデータをユーザ操作により入力するための入力手段と、
前記3次元CADデータに基づいて、接合により不要になる面を除いて、表面メッシュを作成するための平面メッシュ作成手段と、
前記第1の部材のデータにおける前記境界線上の節点と前記第2の部材のデータにおける前記境界線上の節点とを繋いだ表面メッシュを作成することにより、前記隙間が閉じられた閉空間を作成するための作成手段と、
前記表面メッシュに基づいて、体積メッシュを作成するための体積メッシュ作成手段とを含む、数値解析データ作成装置。 - 前記入力手段は、接合された状態における前記第1の部材のデータと前記第2の部材のデータとに跨る接合部材の形状に対応して、前記境界線を設定するためのデータを入力する、請求項1に記載の数値解析データ作成装置。
- 前記第1の部材の物理的特性と前記第2の部材の物理的特性とが異なる場合においては、
前記入力手段は、設定された前記境界線に基づいて接合により不要になる面を設定するためのデータに加えて、前記第1の部材のデータと前記第2の部材のデータとの境界として残存させる面を設定するためのデータを入力し、
前記体積メッシュ作成手段は、前記境界として残存させる面のメッシュを維持して、前記表面メッシュに基づいて、体積メッシュを作成するための手段を含む、請求項1または2に記載の数値解析データ作成装置。 - 複数の部材を接合して構成される複合部材の物理的特性を解析する数値解析法に用いる数値解析データ作成装置であって、前記複数の部材の中で互いに接合される2つの部材の物理的特性が異なり、
前記数値解析データ作成装置は、
メッシュプロパティを含む3次元CADデータを読み込むための読込手段と、
前記物理的特性が異なる部材である第1の部材および第2の部材について、前記3次元CADデータに含まれる、接合される前記第1の部材のデータと前記第2の部材のデータのそれぞれについて境界線を設定するためのデータ、設定された前記境界線に基づいて接合により不要になる面を設定するためのデータ、および、前記第1の部材のデータと前記第2の部材のデータとの境界として残存させる面を設定するためのデータをユーザ操作により入力するための入力手段と、
前記3次元CADデータに基づいて、接合により不要になる面を除いて、表面メッシュを作成するための平面メッシュ作成手段と、
前記第1の部材のデータにおける前記境界線上の節点と前記第2の部材のデータにおける前記境界線上の節点とを繋いだ表面メッシュを作成するための作成手段と、
前記境界として残存させる面のメッシュを維持して、前記表面メッシュに基づいて、体積メッシュを作成するための体積メッシュ作成手段とを含む、数値解析データ作成装置。 - 数値解析データ作成装置における、複数の部材を接合して構成される複合部材の物理的特性を解析する数値解析法に用いる数値解析データ作成方法であって、前記複数の部材の中の少なくとも2つの部材の間には隙間が存在し、前記隙間を介して前記2つの部材が接合され、
前記数値解析データ作成方法は、前記数値解析データ作成装置が、
メッシュプロパティを含む3次元CADデータを読み込む読込ステップと、
ユーザによって入力された、前記3次元CADデータに含まれる、前記隙間を有して接合される第1の部材のデータと第2の部材のデータのそれぞれについて境界線を設定するデータ、および、設定された前記境界線に基づいて接合により不要になる面を設定するためのデータを受けるための入力受付ステップと、
前記3次元CADデータに基づいて、接合により不要になる面を除いて、表面メッシュを作成する平面メッシュ作成ステップと、
前記第1の部材のデータにおける前記境界線上の節点と前記第2の部材のデータにおける前記境界線上の節点とを繋いだ表面メッシュを作成することにより、前記隙間が閉じられた閉空間を作成する作成ステップと、
前記表面メッシュに基づいて、体積メッシュを作成する体積メッシュ作成ステップとを含む、数値解析データ作成方法。 - 前記入力受付ステップは、前記数値解析データ作成装置が、接合された状態における前記第1の部材のデータと前記第2の部材のデータとに跨る接合部材の形状に対応して、前記境界線を設定するためのデータを受けるステップを含む、請求項5に記載の数値解析データ作成方法。
- 前記第1の部材の物理的特性と前記第2の部材の物理的特性とが異なる場合においては、
前記入力受付ステップは、前記数値解析データ作成装置が、設定された前記境界線に基づいて接合により不要になる面を設定するためのデータに加えて、前記第1の部材のデータと前記第2の部材のデータとの境界として残存させる面を設定するためのデータを受けるステップを含み、
前記体積メッシュ作成ステップは、前記数値解析データ作成装置が、前記境界として残存させる面のメッシュを維持して、前記表面メッシュに基づいて、体積メッシュを作成するステップを含む、請求項5または6に記載の数値解析データ作成方法。 - 数値解析データ作成装置における、複数の部材を接合して構成される複合部材の物理的特性を解析する数値解析法に用いる数値解析データ作成方法であって、前記複数の部材の中で互いに接合される2つの部材の物理的特性が異なり、
前記数値解析データ作成方法は、前記数値解析データ作成装置が、
メッシュプロパティを含む3次元CADデータを読み込む読込ステップと、
前記物理的特性が異なる部材である第1の部材および第2の部材について、ユーザによって入力された、前記3次元CADデータに含まれる、接合される前記第1の部材のデータと前記第2の部材のデータのそれぞれについて境界線を設定するためのデータと、設定された前記境界線に基づいて接合により不要になる面を設定するためのデータに加えて、前記第1の部材のデータと前記第2の部材のデータとの境界として残存させる面を設定するためのデータを受けるステップと、
前記3次元CADデータに基づいて、接合により不要になる面を除いて、表面メッシュを作成する平面メッシュ作成ステップと、
前記第1の部材のデータにおける前記境界線上の節点と前記第2の部材のデータにおける前記境界線上の節点とを繋いだ表面メッシュを作成する作成ステップと、
前記境界として残存させる面のメッシュを維持して、前記表面メッシュに基づいて、体積メッシュを作成する体積メッシュ作成ステップとを含む、数値解析データ作成方法。 - 請求項5〜8のいずれかに記載の数値解析データ作成方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
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