JP4907375B2 - Method for simulating the occurrence of air accumulation in an object to be immersed and a computer-executable program for executing the simulation method - Google Patents
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Description
本発明は、塗料槽内への浸漬時に被浸漬処理物に発生する空気溜まりをシミュレーションする被浸漬処理物における空気溜まり発生シミュレーション方法およびこのシミュレーション方法を実行するコンピュータが実行可能なプログラムに関する。 The present invention relates to an air pool generation simulation method for an object to be immersed that simulates an air pool generated in an object to be immersed when immersed in a paint tank, and a program executable by a computer that executes the simulation method.
車両の車体ボディ等の被浸漬処理物は、液体塗料で満たされた塗料槽内に浸漬することにより、その表面に電着塗装を施すようにしている。このような塗装方法によれば、被浸漬処理物の表面に形成される塗膜厚さを略均一にしたり、被浸漬処理物の溶接箇所などにも同様の塗装処理を施したりすることができる等の利点がある。この反面、複雑な形状の被浸漬処理物には、例えば、車体ボディであればフード内面,ルーフ内面およびフロア下面等に複数の凹部が形成されるため、この凹部がエアポケットと呼ばれる空気溜まりとなり、この空気溜まりの空気が残留した状態のもとでは、当該部分に塗装処理を施すことができないといった欠点がある。 An object to be dipped such as a vehicle body of a vehicle is dipped in a paint tank filled with a liquid paint so that the surface thereof is subjected to electrodeposition coating. According to such a coating method, the thickness of the coating film formed on the surface of the object to be immersed can be made substantially uniform, or a similar coating process can be applied to the welded portion of the object to be immersed. There are advantages such as. On the other hand, for example, in the case of a body body, a plurality of recesses are formed on the inner surface of the hood, the inner surface of the roof, the lower surface of the floor, etc. in the object to be immersed in a complicated shape, so that these recesses become an air pocket called an air pocket. In the state where the air in the air pool remains, there is a drawback that the portion cannot be painted.
そこで、例えば、特許文献1に示されるように、被浸漬処理物に空気溜まりが発生しないように、空気を大気中に排出するための排出経路を被浸漬処理物に予め形成しておき、この排出経路を介して空気を大気中に排出させ、被浸漬処理物の表面全域に塗装処理を施せるようにすることが行われている。
Therefore, for example, as shown in
このような被浸漬処理物に発生する空気溜まりは、自由表面を用いた周知の解析手法によりシミュレーションすることができ、このシミュレーション結果を反映させて被浸漬対象物を設計することにより設計作業を効率良く行うことができるようになる。本出願人は、特願2006−180453において、シミュレーションに要する時間を短縮して設計作業をより効率良く行えるようにするために、車体ボディの数値計算モデルを三次元の要素に分割することなく二次元の要素に分割するとともに、車体ボディを形成する部材毎の数値計算モデルのそれぞれを対象に空気溜まりの発生をシミュレーションする方法を出願している。
しかしながら、上述のように車体ボディを形成する部材毎に空気溜まりの発生をシミュレーションする方法においては、一の部材と他の部材とを接続して形成される接続部材を解析対象としてシミュレーションすることができなかった。つまり、例えば、一の部材および他の部材の端部が、浸漬方向下方に向けて開口するように断面がハの字形状(椀状)となるように接続される接続部材については、実際には空気溜まりが発生することになるが、上述のシミュレーション方法によれば、各部材の接続関係を定義することなく部材毎に個別にシミュレーションするようにしているため、各部材とも「空気溜まり発生せず」などと誤判定されてしまうという問題が生じ得た。 However, in the method of simulating the occurrence of air accumulation for each member forming the vehicle body as described above, it is possible to simulate a connection member formed by connecting one member and another member as an analysis target. could not. That is, for example, for connection members that are connected so that the ends of one member and the other member open downward in the dipping direction so that the cross-section has a square shape (saddle shape) However, according to the above simulation method, each member is individually simulated without defining the connection relationship between the members. The problem of misjudging such as “z” could occur.
本発明の目的は、一の部材および他の部材の接続関係を定義して接続部材のデータを生成し、この接続部材のデータに基づき空気溜まりの発生をシミュレーションするようにした被浸漬処理物における空気溜まり発生シミュレーション方法およびこのシミュレーション方法を実行するコンピュータが実行可能なプログラムを提供することにある。 It is an object of the present invention to define a connection relationship between one member and another member, generate connection member data, and simulate the occurrence of air accumulation based on the connection member data. An object of the present invention is to provide an air pool generation simulation method and a program executable by a computer that executes the simulation method.
本発明の被浸漬処理物における空気溜まり発生シミュレーション方法は、塗料槽内への浸漬時に被浸漬処理物に発生する空気溜まりを、流体解析装置を用いてシミュレーションする被浸漬処理物における空気溜まり発生シミュレーション方法であって、前記流体解析装置の制御部により、前記被浸漬処理物を形成する一の部材および他の部材の形状データを、複数の二次元の要素に分割する第1のステップと、前記各部材を形成する要素の重心点を算出する第2のステップと、前記各部材の要素同士の重心点の距離を求め、前記各部材が互いに所定距離内にあるか否かを判定する第3のステップと、前記第3のステップにおいて所定距離内にあると判定したのち、前記各部材と同じ情報を有する前記各部材のコピーデータを生成する第4のステップと、前記各部材のオリジナルデータとコピーデータとを形成する要素から、それぞれ相反する方向に延びる法線ベクトルを生成する第5のステップと、前記法線ベクトルが、前記各部材の要素同士で互いに貫通し合うか否かを判定する第6のステップと、前記第6のステップにおいて貫通し合うと判定したのち、貫通し合う法線ベクトルを有する各要素を互いに隣接要素とし、前記各部材を接続する第7のステップと、前記第7のステップで接続された接続部材を形成する要素のうち、端部または穴部に位置する要素を初期境界要素に設定するとともに、前記初期境界要素と節点を共有する要素を隣接要素に設定する第8のステップと、前記第8のステップにおいて設定された前記隣接要素の属性を、前記初期境界要素を用いて空気であるか塗料であるかを解析する第9のステップと、前記第9のステップにおいて解析が終了した前記隣接要素を二次境界要素に設定するとともに、前記二次境界要素と節点を共有する要素を隣接要素に設定する第10のステップと、前記第10のステップにおいて設定された前記隣接要素の属性を、前記二次境界要素を用いて空気であるか塗料であるかを解析する第11のステップと、前記二次境界要素に隣接する隣接要素があるか否かを判定し、前記二次境界要素に隣接する隣接要素があると判定した場合には、前記二次境界要素に隣接する隣接要素がなくなるまで前記第10のステップおよび前記第11のステップの順に各ステップの処理を繰り返させ、前記二次境界要素に隣接する隣接要素がないと判定した場合には解析を終了させる第12のステップとを実行することを特徴とする。 The method for simulating the occurrence of air stagnation in an object to be immersed in the present invention is a simulation of the occurrence of air stagnation in an object to be immersed in the object to be processed, which simulates the air stagnation generated in the object to be immersed in immersion in the paint tank using a fluid analyzer The method includes: a first step of dividing shape data of one member and another member forming the object to be immersed into a plurality of two-dimensional elements by the control unit of the fluid analysis device ; A second step of calculating a centroid point of an element forming each member; a third step of determining a distance between the centroid points of the elements of each member and determining whether the members are within a predetermined distance from each other; And a fourth step of generating copy data of each member having the same information as each member after determining that the distance is within a predetermined distance in the third step and the third step. And a fifth step of generating normal vectors extending in opposite directions from the elements forming the original data and copy data of each member, and the normal vectors are the elements of the members And a sixth step for determining whether or not they penetrate each other, and after determining that they penetrate each other in the sixth step, each element having a normal vector that penetrates is set as an adjacent element, and each of the members Among the elements forming the connecting member connected in the seventh step, an element located at an end or a hole is set as an initial boundary element, and the initial boundary element An eighth step of setting an element sharing a node as an adjacent element; and the attribute of the adjacent element set in the eighth step is determined by air using the initial boundary element. A ninth step of analyzing whether the paint is a paint, and the adjacent element that has been analyzed in the ninth step as a secondary boundary element, and an element sharing a node with the secondary boundary element A tenth step of setting an adjacent element, and an eleventh step of analyzing whether the attribute of the adjacent element set in the tenth step is air or paint using the secondary boundary element And if there is an adjacent element adjacent to the secondary boundary element, and if it is determined that there is an adjacent element adjacent to the secondary boundary element, the adjacent element adjacent to the secondary boundary element The process of each step is repeated in the order of the tenth step and the eleventh step until there is no more, and the analysis is terminated when it is determined that there is no adjacent element adjacent to the secondary boundary element. And 12 steps are executed .
本発明の被浸漬処理物における空気溜まり発生シミュレーション方法は、前記第9のステップおよび前記第11のステップでは、前記初期境界要素および前記二次境界要素と、前記隣接要素とをそれぞれの要素の重心点の高さを比較して、前記初期境界要素または前記二次境界要素の重心点の高さが前記隣接要素の重心点の高さより高い場合は前記隣接要素の属性は塗料であると判定し、前記初期境界要素または前記二次境界要素の重心点の高さが前記隣接要素の重心点の高さより低い場合は前記隣接要素の属性は空気であると判定することを特徴とする。 In the method for simulating the occurrence of air stagnation in the object to be immersed according to the present invention, in the ninth step and the eleventh step, the initial boundary element, the secondary boundary element, and the adjacent element are separated from the center of gravity of each element. If the height of the center of gravity of the initial boundary element or the secondary boundary element is higher than the height of the center of gravity of the adjacent element, it is determined that the attribute of the adjacent element is paint. When the height of the center of gravity of the initial boundary element or the secondary boundary element is lower than the height of the center of gravity of the adjacent element, it is determined that the attribute of the adjacent element is air.
本発明の被浸漬処理物における空気溜まり発生シミュレーション方法は、前記被浸漬処理物は、車体ボディであることを特徴とする。 In the method for simulating the occurrence of air accumulation in the object to be immersed according to the present invention, the object to be immersed is a vehicle body.
本発明の被浸漬処理物における空気溜まり発生シミュレーション方法を実行するコンピュータが実行可能なプログラムは、塗料槽内への浸漬時に被浸漬処理物に発生する空気溜まりをシミュレーションする被浸漬処理物における空気溜まり発生シミュレーション方法を実行するコンピュータが実行可能なプログラムであって、前記被浸漬処理物を形成する一の部材および他の部材の形状データを、複数の二次元の要素に分割する第1のステップと、前記各部材を形成する要素の重心点を算出する第2のステップと、前記各部材の要素同士の重心点の距離を求め、前記各部材が互いに所定距離内にあるか否かを判定する第3のステップと、前記第3のステップにおいて所定距離内にあると判定したのち、前記各部材と同じ情報を有する前記各部材のコピーデータを生成する第4のステップと、前記各部材のオリジナルデータとコピーデータとを形成する要素から、それぞれ相反する方向に延びる法線ベクトルを生成する第5のステップと、前記法線ベクトルが、前記各部材の要素同士で互いに貫通し合うか否かを判定する第6のステップと、前記第6のステップにおいて貫通し合うと判定したのち、貫通し合う法線ベクトルを有する各要素を互いに隣接要素とし、前記各部材を接続する第7のステップと、前記第7のステップで接続された接続部材を形成する要素のうち、端部または穴部に位置する要素を初期境界要素に設定するとともに、前記初期境界要素と節点を共有する要素を隣接要素に設定する第8のステップと、前記第8のステップにおいて設定された前記隣接要素の属性を、前記初期境界要素を用いて空気であるか塗料であるかを解析する第9のステップと、前記第9のステップにおいて解析が終了した前記隣接要素を二次境界要素に設定するとともに、前記二次境界要素と節点を共有する要素を隣接要素に設定する第10のステップと、前記第10のステップにおいて設定された前記隣接要素の属性を、前記二次境界要素を用いて空気であるか塗料であるかを解析する第11のステップと、前記二次境界要素に隣接する隣接要素があるか否かを判定し、前記二次境界要素に隣接する隣接要素があると判定した場合には、前記二次境界要素に隣接する隣接要素がなくなるまで前記第10のステップおよび前記第11のステップの順に各ステップの処理を繰り返させ、前記二次境界要素に隣接する隣接要素がないと判定した場合には解析を終了させる第12のステップとを有することを特徴とする。 The computer-executable program for executing the method for simulating the occurrence of air stagnation in the object to be immersed according to the present invention is an air stagnation in the object to be immersed that simulates the air stagnation generated in the object to be immersed when immersed in the paint tank. A computer-executable program for executing the generation simulation method, the first step of dividing the shape data of one member and the other member forming the object to be immersed into a plurality of two-dimensional elements; The second step of calculating the center of gravity of the elements forming each member and the distance between the centers of gravity of the elements of each member are determined to determine whether or not the members are within a predetermined distance from each other. Each unit having the same information as each member after determining that it is within a predetermined distance in the third step and the third step A fourth step of generating the copy data of the above, a fifth step of generating normal vectors extending in opposite directions from elements forming the original data and copy data of each member, and the normal vector However, the sixth step of determining whether or not the elements of each member penetrate each other, and the elements having normal vectors that penetrate each other after determining that the elements penetrate each other in the sixth step. Among the elements that are adjacent to each other and connect the respective members, and the elements that form the connecting members connected in the seventh step, the element located at the end or hole is set as the initial boundary element And an eighth step of setting an element sharing a node with the initial boundary element as an adjacent element, and an attribute of the adjacent element set in the eighth step A ninth step of analyzing whether it is air or paint using the initial boundary element, and setting the adjacent element analyzed in the ninth step as a secondary boundary element, and A tenth step of setting an element that shares a node with the next boundary element as an adjacent element, and an attribute of the adjacent element set in the tenth step is air or paint using the secondary boundary element The eleventh step of analyzing whether or not there is an adjacent element adjacent to the secondary boundary element, and if it is determined that there is an adjacent element adjacent to the secondary boundary element, The process of each step is repeated in the order of the tenth step and the eleventh step until there is no adjacent element adjacent to the secondary boundary element, and there is no adjacent element adjacent to the secondary boundary element. And a twelfth step of ending the analysis when it is determined.
本発明の被浸漬処理物における空気溜まり発生シミュレーション方法を実行するコンピュータが実行可能なプログラムは、前記第9のステップおよび前記第11のステップでは、前記初期境界要素および前記二次境界要素と、前記隣接要素とをそれぞれの要素の重心点の高さを比較して、前記初期境界要素または前記二次境界要素の重心点の高さが前記隣接要素の重心点の高さより高い場合は前記隣接要素の属性は塗料であると判定し、前記初期境界要素または前記二次境界要素の重心点の高さが前記隣接要素の重心点の高さより低い場合は前記隣接要素の属性は空気であると判定することを特徴とする。 The computer-executable program for executing the method for simulating the occurrence of air accumulation in the object to be immersed according to the present invention includes the initial boundary element and the secondary boundary element in the ninth step and the eleventh step, If the height of the centroid of the initial boundary element or the secondary boundary element is higher than the height of the centroid of the adjacent element, the height of the centroid of the initial boundary element or the secondary boundary element is compared with the adjacent element. If the height of the center of gravity of the initial boundary element or the secondary boundary element is lower than the height of the center of gravity of the adjacent element, it is determined that the attribute of the adjacent element is air. It is characterized by doing.
本発明の被浸漬処理物における空気溜まり発生シミュレーション方法を実行するコンピュータが実行可能なプログラムは、前記被浸漬処理物は、車体ボディであることを特徴とする。 The computer-executable program for executing the simulation method for generating air stagnation in the object to be immersed according to the present invention is characterized in that the object to be immersed is a vehicle body.
本発明の被浸漬処理物における空気溜まり発生シミュレーション方法によれば、流体解析装置の制御部により、一の部材および他の部材の接続関係を、各部材の要素の重心点の距離および法線ベクトルが貫通し合う要素の隣接要素への設定から定義し、各部材を接続して形成された接続部材について空気溜まりの発生をシミュレーションするので、接続されるべき個別の各部材を一の接続部材として解析処理することができる。この場合、接続部材のデータはオリジナルデータとコピーデータとを有するので、例えば、各データのうち、一方側を表側に設定するとともに他方側を裏側に設定することができ、接続部材の表側と裏側とでそれぞれ正確に空気溜まりの発生をシミュレーションすることができる。 According to the method for simulating the occurrence of air accumulation in the object to be submerged according to the present invention, the control unit of the fluid analysis apparatus determines the connection relationship between one member and another member, the distance between the center of gravity of each member element, and the normal vector. Is defined from the setting of the elements that penetrate each other, and the occurrence of air pools is simulated for the connection member formed by connecting each member, so that each individual member to be connected is a single connection member It can be analyzed. In this case, since the data of the connection member includes original data and copy data, for example, one of the data can be set to the front side and the other side can be set to the back side. Thus, it is possible to accurately simulate the occurrence of air pockets.
本発明の被浸漬処理物における空気溜まり発生シミュレーション方法によれば、節点を共有する二次元の要素同士の重心点の高さを比較して空気または塗料と判定することにより、被浸漬処理物に空気溜りが発生するか否かを迅速に判定することができる。 According to the method for simulating the occurrence of air accumulation in the object to be immersed according to the present invention, the height of the center of gravity of the two-dimensional elements sharing the nodes is compared to determine whether it is air or paint. It is possible to quickly determine whether or not air accumulation occurs.
本発明の被浸漬処理物における空気溜まり発生シミュレーション方法によれば、被浸漬処理物を車体ボディとすることができ、この場合、複雑な形状の車体ボディにおける空気溜まりの発生をシミュレーションすることができる。 According to the method for simulating the occurrence of air accumulation in the object to be immersed according to the present invention, the object to be immersed can be the vehicle body, and in this case, the occurrence of air accumulation in the body body having a complicated shape can be simulated. .
本発明の被浸漬処理物における空気溜まり発生シミュレーション方法を実行するコンピュータが実行可能なプログラムによれば、上記各本発明の被浸漬処理物における空気溜まり発生シミュレーション方法を、コンピュータに実行させることができる。 According to the computer-executable program for executing the simulation method for generating air stagnation in the object to be immersed according to the present invention, the computer can execute the simulation method for generating stagnation of air in the object to be immersed according to the present invention. .
以下、本発明の第1実施の形態について、図1〜図12を用いて詳細に説明する。図1は本発明に係るシミュレーション方法を実行する流体解析装置のブロック図を表している。 Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 1 is a block diagram of a fluid analyzing apparatus that executes a simulation method according to the present invention.
図1に示すように、本発明に係る被浸漬処理物における空気溜まり発生シミュレーション方法を実行する流体解析装置(コンピュータ)10は、被浸漬処理物の解析条件等を入力するキーボード11と、解析処理結果等を表示するディスプレイ12と、被浸漬処理物の各種データ等を保存するHDD(ハードディスクドライブ)13と、FD(フレキシブルディスク)に解析処理結果等を保存したりするFDD(フレキシブルディスクドライブ)14とを有している。
As shown in FIG. 1, a fluid analysis device (computer) 10 that executes a method for simulating the occurrence of air accumulation in an object to be immersed according to the present invention includes a
この流体解析装置10には、さらに、CPU15,ROM16およびRAM17からなる制御部18と、キーボード11のキーボードコントローラ19と、ディスプレイ12のディスプレイコントローラ20と、HDD13およびFDD14のディスクコントローラ21と、流体解析装置10をネットワーク22と接続するためのネットワークインターフェースコントローラ23とが設けられており、これらは相互にシステムバス24を介して通信可能となっている。
The
制御部18を構成するCPU15は、ROM16やHDD13に保存されたソフトウェア、または、FDD14から供給されるソフトウェアを実行することにより、システムバス24に接続された種々の構成部材を総括的に制御するようになっている。すなわち、CPU15は、所定の処理シーケンスに従ってROM16やHDD13、あるいはFDD14からソフトウェアを読み出して、そのプログラムを実行することにより、図8および図11に示す動作を実現する制御を行うようになっている。
The
CPU15は、解析対象となる被浸漬処理物の各種データをHDD13から読み出して、この読み出した各種データから複数の要素に分割された二次元の数値計算モデルを構築するようになっている。また、CPU15は、構築した数値計算モデルに基づいて、図8および図11に示す動作を実現するために必要な情報(データ)の算出、つまり、要素の重心点算出や隣接要素の設定等を行い、最終的に被浸漬処理物における空気溜まりの発生状態をディスプレイ12に表示するようになっている。
CPU15 reads the various data of the to-be-immersed processing object used as analysis object from HDD13, and constructs the two-dimensional numerical calculation model divided | segmented into several elements from this read-out various data. Further, the
制御部18を構成するRAM17は、CPU15のメインメモリあるいはワークエリア等として機能するものである。キーボードコントローラ19は、キーボード11や図示しないポインティングデバイス等の入力手段からの入力信号を制御し、ディスプレイコントローラ20は、ディスプレイ12の表示を制御するようになっている。ディスクコントローラ21は、ブートプログラム,種々のアプリケーション,編集ファイル,ユーザファイルおよびネットワーク管理プログラム等を保存または読み出すHDD13やFDD14とのアクセスを制御するようになっている。ネットワークインターフェースコントローラ23は、ネットワーク22上の他のデバイス(図示せず)と双方向にデータを送受信するようになっている。
The
第1実施の形態に係る被浸漬処理物における空気溜まり発生シミュレーション方法は、乗用車等の車体ボディの電着塗装時に、車体ボディに発生する空気溜まりをシミュレーションするものである。まず、車体ボディの塗装ラインについて図2を参照して説明する。 The air pool generation simulation method for the object to be immersed according to the first embodiment simulates the air pool generated in the vehicle body during the electrodeposition coating of the vehicle body such as a passenger car. First, a painting line for a vehicle body will be described with reference to FIG.
図2は車体ボディの塗装ラインを説明する説明図を示しており、被浸漬処理物としての車体ボディ30は、フロアパネル部材,サイドパネル部材およびルーフパネル部材等よりなる複数の車体パネル部材(図示せず)をスポット溶接等により接合することで形成されている。この車体ボディ30は、搬送装置31のハンガ32に吊り下げられた状態で塗装ライン33上を略水平方向に搬送されるようになっている。
FIG. 2 is an explanatory view for explaining a painting line for a vehicle body. A
搬送装置31の塗装ライン33の前段には、前処理ライン(図示せず)が設けられており、この前処理ラインでは、車体ボディ30に対して電着塗装の前処理として、湯洗,脱脂,水洗,表面調整,皮膜化成,水洗,乾燥の処理をこの順番で連続して施すようにしている。この前処理ラインにおける処理を終えた後、車体ボディ30は、塗装ライン33に移行して電着槽(塗料槽)34に向かって下降し、電着溶液(塗料)35に完全に浸漬された状態で略水平方向に移動するようになっている。この状態のもとで、車体ボディ30と電着槽34内の電極(図示せず)に所定の大きさの電圧を加えることにより、車体ボディ30の表面に所定の膜厚の塗膜を析出させることができる。その後、搬送装置31により車体ボディ30を電着槽34から引き上げるとともに、車体ボディ30に電着せずに付着している余剰の電着溶液35を、水洗等により除去するようになっている。
A pre-processing line (not shown) is provided in the front stage of the
次に、第1実施の形態に係る被浸漬処理物における空気溜まり発生シミュレーション方法について詳細に説明する。なお、第1実施の形態においては、解析手法として有限要素法を用いるとともに、車体ボディ30を構成するフロアパネル部材を解析対象として解析を行っている。
Next, a method for simulating the occurrence of air accumulation in the object to be immersed according to the first embodiment will be described in detail. In the first embodiment, the finite element method is used as an analysis method, and the analysis is performed on the floor panel member constituting the
図3は車体ボディにおけるフロアパネル部材の数値計算モデルを説明する説明図を示している。 FIG. 3 is an explanatory view for explaining a numerical calculation model of a floor panel member in the vehicle body.
流体解析装置10の制御部18(図1参照)は、図3に示す車体ボディ30におけるフロアパネル部材40の形状データを、平面により形成される複数の二次元の要素41(破線円A部参照)に分割して数値計算モデルを構築するようになっており、この二次元の数値計算モデルを構築するにあたり、例えば、車体ボディ30の衝突変形シミュレーション等で用いられる数値計算モデルを流用することができる。
The control unit 18 (see FIG. 1) of the
フロアパネル部材40は、破線円A部内に示すように、一の部材としての第1パネル40aと他の部材としての第2パネル40bとを、スポット溶接等の接合手段により接合して形成され、制御部18は、まず、これらの各パネル40a,40bにおける相互の溶接部分WPを定義、つまり、各パネル40a,40bの接合関係を見出すことを実行するようになっている。
The
ここで、第1実施の形態においては、各パネル40a,40bの端部近傍(エッジ部近傍)が相互に接合される場合を示しており、以下、図4および図5に示すモデルを用いて説明する。図4は第1実施の形態における各パネルの形状を簡素化して示す簡易モデル図を、図5は図4の破線円B部における要素を模式的に示す模式図をそれぞれ表している。
Here, in 1st Embodiment, the case where the edge part vicinity (edge part vicinity) of each
図4に示すように、第1パネル40aおよび第2パネル40bは、溶接部分WPを介して互いに端部近傍が接合されることによってフロアパネル部材40を形成しており、各パネル40a,40bは相互に所定角度傾斜するように接合されている。各パネル40a,40bは、図2に示す電着槽34内への浸漬方向に対して図中上方側に開口するようになっている。
As shown in FIG. 4, the
図5の模式図に示すように、第1パネル40aは要素A,B,C,Dから構成されるとともに、第2パネル40bは要素E,F,G,Hから構成されており、これらの各要素A〜Hは、それぞれ4つの節点を有する平面により形成されている。これらの各要素A〜Hの形状データ(更新前データ)は、図6に示すように表される。また、各要素A〜Hを形成する各節点a〜tは、座標データ(X座標値,Y座標値,Z座標値)を有しており、これらの各節点a〜tの座標データ(更新前データ)は、図7に示すように表される。図6は各要素の更新前の形状データを示し、図7は各節点の座標データを示している。
As shown in the schematic diagram of FIG. 5, the
第1パネル40aを形成する要素Aは、節点a−節点fを結んで形成されるフリーエッジ40c(図5中破線)を有するとともに、その隣接要素は、節点bと節点gとを共有する要素Bとなっている。また、第2パネル40bを形成する要素Hは、節点o−節点tを結んで形成されるフリーエッジ40d(図5中破線)を有するとともに、その隣接要素は、節点nと節点sとを共有する要素Gとなっている。
The element A forming the
これらの要素Aおよび要素Hは、流体解析装置10の制御部18が図8に示すフローチャートを実行することにより、相互に溶接部分WPとして定義される。以下、図8〜図10に基づいて、制御部18による各パネル40a,40bの接合の定義方法について説明する。図8は各パネルの接合を定義するための解析処理を示すフローチャートを、図9(a),(b),(c)は図8のフローチャートの処理内容を説明する説明図を、図10は図6に対応する更新後データをそれぞれ表している。なお、以下の図8および図9における説明においては、第1パネル40aおよび第2パネル40bをそれぞれ第1パネル(PA)および第2パネル(PB)と表して説明する。
These elements A and H are mutually defined as a welded part WP when the
図8に示すように、まず、流体解析装置10に電源を投入して制御部18に電力が供給されると、制御部18の初期設定が行われるとともに、HDD13等からRAM17に解析処理のソフトウェアが読み込まれて、本発明に係る被浸漬処理物における空気溜まり発生シミュレーション方法を実行するプログラム(接合定義プログラム)が実行される(ステップS1)。
As shown in FIG. 8, first, when power is supplied to the
次に、操作者により接合を定義すべき第1パネル(PA)および第2パネル(PB)を、キーボード11を介して入力する(ステップS2)。 Next, the operator inputs the first panel (PA) and the second panel (PB) whose bonding should be defined through the keyboard 11 (step S2).
続くステップS3においては、入力された第1パネル(PA)および第2パネル(PB)に対応する元データ、つまり、車体ボディ30の衝突変形シミュレーション等に用いられる形状データ(流用データ)をHDD13から読み出す。そして、この読み出した第1パネル(PA)および第2パネル(PB)の形状データを複数の二次元の要素に分割する。その後、この分割処理において生成された図6および図7に示すデータ(更新前データ)を、RAM17に保存して数値計算モデルを構築する。ここで、ステップS3は、本発明の第1のステップを構成している。
In the subsequent step S3, the original data corresponding to the input first panel (PA) and second panel (PB), that is, shape data (diversion data) used for the collision deformation simulation of the
ステップS4では、各パネル(PA),(PB)のフリーエッジ要素(FAM_A),(FBM_H)、つまり、図5に示すフリーエッジ40c,40dを有する要素A,Hにおける重心点(AG_A),(BG_H)を算出する(図9(a)参照)。この重心点(AG_A),(BG_H)は、要素Aを形成する節点a,b,f,gおよび要素Hを形成する節点n,o,s,tの座標データを用いて所定の演算を行うことにより算出される。ここで、ステップS4は、本発明の第2のステップを構成している。
In step S4, the free edge elements (FAM_A) and (FBM_H) of the panels (PA) and (PB), that is, the centroid points (AG_A) and (AG) at the elements A and H having the
ステップS5では、ステップS4で算出した重心点(AG_A),(BG_H)が、それぞれ互いに所定距離内にあるか否かを判定し、所定距離内にあると判定、つまり、各パネル(PA),(PB)は互いに近接する部材であると判定(yes)した場合にはステップS6に進む。一方、各パネル(PA),(PB)は所定距離以上離れていると判定、つまり、各パネル(PA),(PB)は互いに離れた部材であると判定(no)した場合にはステップS7に進む。なお、重心点(AG_A),(BG_H)の距離は、各重心点の座標データを用いて所定の演算を行うことにより算出される。ここで、ステップS5は、本発明の第3のステップを構成している。 In step S5, it is determined whether the gravity center points (AG_A) and (BG_H) calculated in step S4 are within a predetermined distance from each other, and it is determined that they are within a predetermined distance, that is, each panel (PA), If it is determined (yes) that the members (PB) are close to each other, the process proceeds to step S6. On the other hand, if it is determined that the panels (PA) and (PB) are separated by a predetermined distance or more, that is, if it is determined that the panels (PA) and (PB) are separated from each other (no), step S7 is performed. Proceed to The distance between the centroid points (AG_A) and (BG_H) is calculated by performing a predetermined calculation using the coordinate data of each centroid point. Here, step S5 constitutes a third step of the present invention.
ステップS7では、各パネル(PA),(PB)は離れた部材であるため、それぞれは互いに接合されない部材、つまり、各パネル(PA),(PB)は「非溶接部材」であるとして、続くステップS8においてディスプレイ12を介して、例えば、「入力された部材は接合されません」などと外部表示する。その後、ステップS9において接合定義の解析処理を終了する。
In step S7, since the panels (PA) and (PB) are separated members, the respective members are not joined to each other, that is, the panels (PA) and (PB) are assumed to be “non-welded members”. In step S8, for example, “the input member is not joined” is externally displayed via the
ステップS6では、各パネル(PA),(PB)のコピーパネル(PA)’,(PB)’を生成する(図9(b)参照)。各コピーパネル(PA)’,(PB)’は、各パネル(PA),(PB)を形成する形状データと同じ情報(コピーデータ)を有しており、図10に示されるように図6に示す更新前データ(オリジナルデータ)に基づいて生成される。ただし、各コピーパネル(PA)’,(PB)’の形状データに対応するメモリアドレス,要素番号,節点番号および隣接要素番号は、オリジナルデータのそれとは異ならせている。このように各コピーパネル(PA)’,(PB)’に対応する形状データを生成し、これをRAM17に保存した後、ステップS10に進む。ここで、ステップS6は、本発明の第4のステップを構成している。
In step S6, copy panels (PA) 'and (PB)' for the panels (PA) and (PB) are generated (see FIG. 9B). Each copy panel (PA) ′, (PB) ′ has the same information (copy data) as the shape data forming each panel (PA), (PB), and as shown in FIG. Is generated based on pre-update data (original data) shown in FIG. However, the memory address, element number, node number, and adjacent element number corresponding to the shape data of the copy panels (PA) 'and (PB)' are different from those of the original data. As described above, the shape data corresponding to the copy panels (PA) 'and (PB)' is generated and stored in the
ステップS10では、オリジナルデータにより形成されるフリーエッジ要素(FAM_A),(FBM_H)およびコピーデータにより形成されるフリーエッジ要素(FAM_A)’,(FBM_H)’から、オリジナル側とコピー側とで相反する方向に延びる法線ベクトル(AL_A),(BL_H),(AL_A)’,(BL_H)’を生成する(図9(c)参照)。 In step S10, the free edge elements (FAM_A) and (FBM_H) formed by the original data and the free edge elements (FAM_A) ′ and (FBM_H) ′ formed by the copy data are contradictory on the original side and the copy side. Normal vectors (AL_A), (BL_H), (AL_A) ′, (BL_H) ′ extending in the direction are generated (see FIG. 9C).
各法線ベクトル(AL_A),(BL_H),(AL_A)’,(BL_H)’は、各フリーエッジ要素(FAM_A),(FBM_H),(FAM_A)’,(FBM_H)’における各重心点(AG_A),(BG_H),(AG_A)’,(BG_H)’の座標データを用いて所定の演算を行い、当該各重心点(AG_A),(BG_H),(AG_A)’,(BG_H)’から延びるように生成する。また、オリジナル側とコピー側とで、一方をプラス、他方をマイナスとすることにより、相反する方向に延びる法線ベクトルを生成する。なお、法線ベクトルの生成においては、各フリーエッジ要素を形成する各節点の座標データを用いて所定の演算を行うことにより、各フリーエッジ要素の任意の部分から延びる法線ベクトルを生成するようにしても良い。ここで、ステップS10は、本発明の第5のステップを構成している。 Each normal vector (AL_A), (BL_H), (AL_A) ', (BL_H)' is the center of gravity (AG_A) at each free edge element (FAM_A), (FBM_H), (FAM_A) ', (FBM_H)' ), (BG_H), (AG_A) ', and (BG_H)' are used to perform a predetermined calculation and extend from each centroid point (AG_A), (BG_H), (AG_A) ', (BG_H)' Generate as follows. Also, normal vectors extending in opposite directions are generated by setting one to be positive and the other to be negative on the original side and the copy side. In generating the normal vector, a normal vector extending from an arbitrary part of each free edge element is generated by performing a predetermined calculation using the coordinate data of each node forming each free edge element. Anyway. Here, step S10 constitutes the fifth step of the present invention.
ステップS11では、ステップS10において生成した各法線ベクトル(AL_A),(BL_H),(AL_A)’,(BL_H)’が、それぞれ第1パネル(PA)側および第2パネル(PB)側の要素同士で互いに貫通し合うか否かを判定する。つまり、図9(c)に示すように、法線ベクトル(AL_A)’がフリーエッジ要素(FBM_H)を貫通するとともに、法線ベクトル(BL_H)がフリーエッジ要素(FAM_A)’を貫通するか否かを判定する。 In step S11, the normal vectors (AL_A), (BL_H), (AL_A) ′, and (BL_H) ′ generated in step S10 are elements on the first panel (PA) side and second panel (PB) side, respectively. It is determined whether or not they penetrate each other. That is, as shown in FIG. 9C, whether or not the normal vector (AL_A) ′ passes through the free edge element (FBM_H) and the normal vector (BL_H) passes through the free edge element (FAM_A) ′. Determine whether.
ステップS11において、貫通し合うと判定(yes)した場合にはステップS12に進み、貫通し合わないと判定(no)した場合にはステップS13に進む。なお、貫通するか否かの判定は、法線ベクトルと要素(4つの節点により定義される平面)との交点が算出されるか否かにより判定する。ここで、ステップS11は、本発明の第6のステップを構成している。 In step S11, if it is determined that they penetrate each other (yes), the process proceeds to step S12. If it is determined that they do not penetrate each other (no), the process proceeds to step S13. Note that whether or not to penetrate is determined by whether or not the intersection of a normal vector and an element (a plane defined by four nodes) is calculated. Here, step S11 constitutes a sixth step of the present invention.
ステップS13では、各パネル(PA),(PB)が互いに近接する部材ではあるものの、例えば、図9(c)において各パネル(PA),(PB)が互いに図中左右方向に離れて図中上下方向に重ならないような場合(ステップS11におけるno判定)に、各パネル(PA),(PB)は互いに「非溶接部材」であるとして、続くステップS14においてディスプレイ12を介して、例えば、「入力された部材は接合されません」などと外部表示する。その後、ステップS15において接合定義の解析処理を終了する。 In step S13, although the panels (PA) and (PB) are members close to each other, for example, in FIG. 9C, the panels (PA) and (PB) are separated from each other in the horizontal direction in the drawing. In the case where they do not overlap in the vertical direction (no determination in step S11), the panels (PA) and (PB) are regarded as “non-welded members”, and in the subsequent step S14, for example, “ "The input members will not be joined." Thereafter, in step S15, the analysis process of the connection definition is terminated.
ステップS12では、最終的に各パネル(PA),(PB)は互いに接合される部材、つまり、各パネル(PA),(PB)は溶接部材であるとして、次のステップS16に進む。 In step S12, the panels (PA) and (PB) are finally joined to each other, that is, the panels (PA) and (PB) are welding members, and the process proceeds to the next step S16.
ステップS16では、コピーパネル(PA)’のフリーエッジ要素(FAM_A)’をパネル(PB)のフリーエッジ要素(FBM_H)の隣接要素に設定するとともに、パネル(PB)のフリーエッジ要素(FBM_H)をコピーパネル(PA)’のフリーエッジ要素(FAM_A)’の隣接要素に設定する。そして、図10の白抜矢印に示すように、隣接要素番号を更新してRAM17に保存する。そして、制御部18は、図10に示すように、隣接要素番号を更新するとともに、オリジナルデータとコピーデータとをそれぞれ解析対象部材I〜IIIとして、この接合定義の解析結果をHDD13に保存する。ここで、ステップS16は、本発明の第7のステップを構成している。
In step S16, the free edge element (FAM_A) 'of the copy panel (PA)' is set as an adjacent element of the free edge element (FBM_H) of the panel (PB), and the free edge element (FBM_H) of the panel (PB) is set. Set to the adjacent element of the free edge element (FAM_A) of the copy panel (PA). Then, as indicated by the white arrow in FIG. 10, the adjacent element number is updated and stored in the
続くステップS17では、ディスプレイ12を介して、例えば、「入力された部材は接合されます」などと外部表示し、その後、ステップS18において接合定義の解析処理を終了する。このようにして、第1パネル(PA)と第2パネル(PB)との接合が定義され、各パネル(PA),(PB)を接続部材としてデータ上で関連付けることができる。
In the subsequent step S17, for example, “the input member is joined” is externally displayed on the
次に、図11および図12に基づいて、図8に示す接合定義の解析処理を終えた後に実行される空気溜まりが発生するか否かの判定方法について説明する。図11は空気溜まりの発生を判定するための解析処理を示すフローチャートを、図12(a),(b),(c)は図11のフローチャートの処理内容を説明する説明図をそれぞれ表している。 Next, based on FIG. 11 and FIG. 12, a method for determining whether or not an air pocket is generated that is executed after the analysis processing of the joint definition shown in FIG. 8 will be described. FIG. 11 is a flowchart showing an analysis process for determining the occurrence of air pockets, and FIGS. 12A, 12B, and 12C are explanatory diagrams for explaining the processing contents of the flowchart of FIG. .
図11に示すように、まず、HDD13等からRAM17に解析処理のソフトウェアが読み込まれて、本発明に係る被浸漬処理物における空気溜まり発生シミュレーション方法を実行するプログラム(空気溜まり判定プログラム)が実行される(ステップS20)。
As shown in FIG. 11, first, analysis processing software is read from the
次に、図8に示す接合定義のプログラムにおいて生成された接続部材としての解析対象部材I〜III(図10および図12参照)の形状データのうち、いずれか一つの解析対象部材(P_i)の形状データを、操作者のキーボード11の操作によりRAM17に呼び出す(ステップS21)。
Next, among the shape data of analysis target members I to III (see FIGS. 10 and 12) as connection members generated in the joint definition program shown in FIG. 8, one of the analysis target members (P_i) The shape data is called into the
ステップS22では、RAM17に呼び出した解析対象部材(P_i)を形成する全要素を初期状態として空気に設定する。このように、初期状態として解析対象部材(P_i)を形成する全要素を空気に設定することにより、車体ボディ30が電着槽34に浸漬される前の解析対象部材(P_i)の周囲を、空気で満たした状態を模擬的に作り出している。
In step S22, all elements forming the analysis target member (P_i) called to the
ステップS23では、車体ボディ30の電着槽34への浸漬方向、つまり、解析対象部材(P_i)の重力方向(G)を、操作者のキーボード11の操作により入力する。そして、制御部18は、入力された重力方向(G)に基づいて解析対象部材(P_i)を形成する全要素における節点の座標データ(図7参照)を更新し、この重力方向(G)が考慮された座標データ(更新後データ)をRAM17に保存する。
In step S23, the immersion direction of the
ステップS24では、解析対象部材(P_i)の端部または穴部に存在するフリーエッジ要素(FM_i)、つまり、図12(b)の解析対象部材II(接合定義された接続部材)の場合では、要素(BM_E)と要素(AM_D)’とがフリーエッジ要素(FM_i)に相当し、これらの要素(BM_E),(AM_D)’を初期境界要素に設定する。以下、解析対象部材IIに基づいて説明する。 In step S24, in the case of the free edge element (FM_i) existing at the end or hole of the analysis target member (P_i), that is, the analysis target member II (connection member defined to be joined) in FIG. Element (BM_E) and element (AM_D) ′ correspond to free edge elements (FM_i), and these elements (BM_E) and (AM_D) ′ are set as initial boundary elements. Hereinafter, description will be given based on the analysis target member II.
ステップS25では、ステップS24で設定した初期境界要素(BM_E),(AM_D)’の節点を共有するとともに、初期境界要素(BM_E),(AM_D)’の比較対象となる隣接要素(NM_i)、つまり、図12(b)に示す要素(BM_F)および要素(AM_C)’が隣接要素(NM_i)に相当し、これらの要素(BM_F),(AM_C)’を隣接要素に設定する。ここで、ステップS24およびステップS25は、本発明の第8のステップを構成している。 In step S25, the nodes of the initial boundary elements (BM_E) and (AM_D) ′ set in step S24 are shared, and the adjacent elements (NM_i) to be compared with the initial boundary elements (BM_E) and (AM_D) ′, that is, The element (BM_F) and the element (AM_C) ′ shown in FIG. 12B correspond to the adjacent elements (NM_i), and these elements (BM_F) and (AM_C) ′ are set as the adjacent elements. Here, step S24 and step S25 constitute the eighth step of the present invention.
ステップS26では、ステップS24で初期境界要素に設定した各要素(BM_E),(AM_D)’の重心点(BG_E),(AG_D)’を算出するとともに、ステップS25で隣接要素に設定した各要素(BM_F),(AM_C)’の重心点(BG_F),(AG_C)’を算出し、それぞれの重心点の高さをそれぞれのZ座標値に基づいて比較する。 In step S26, the centroid points (BG_E) and (AG_D) 'of the elements (BM_E) and (AM_D)' set as the initial boundary elements in step S24 are calculated, and the elements ( The centroid points (BG_F) and (AG_C) ′ of BM_F) and (AM_C) ′ are calculated, and the heights of the centroid points are compared based on the Z coordinate values.
その後、ステップS27では、重心点(BG_E)は重心点(BG_F)よりも低いと判定して、隣接要素である要素(BM_F)の属性を空気のままとして属性の変更は行わない。一方、重心点(AG_D)’は重心点(AG_C)’よりも高いと判定して、隣接要素である要素(AM_C)’の属性を空気から液体(塗料)に変更する。ここで、ステップS27は、本発明の第9のステップを構成している。 After that, in step S27, it is determined that the barycentric point (BG_E) is lower than the barycentric point (BG_F), and the attribute of the element (BM_F) which is an adjacent element is left as air and the attribute is not changed. On the other hand, it is determined that the barycentric point (AG_D) 'is higher than the barycentric point (AG_C)', and the attribute of the element (AM_C) 'which is an adjacent element is changed from air to liquid (paint). Here, step S27 constitutes a ninth step of the present invention.
ステップS28では、初期境界要素(BM_E),(AM_D)’との比較が終了した隣接要素(BM_F),(AM_C)’を二次境界要素に設定し、その後、ステップS29において、新たに設定した二次境界要素(BM_F),(AM_C)’にそれぞれ隣接する隣接要素(NM_j)があるか否かの判定を行う。ここで、ステップS28およびステップS29は、本発明の第10のステップを構成している。 In step S28, the adjacent elements (BM_F) and (AM_C) ′ that have been compared with the initial boundary elements (BM_E) and (AM_D) ′ are set as secondary boundary elements, and then newly set in step S29. It is determined whether there are adjacent elements (NM_j) adjacent to the secondary boundary elements (BM_F) and (AM_C) ′. Here, step S28 and step S29 constitute the tenth step of the present invention.
ステップS29において、二次境界要素(BM_F),(AM_C)’に隣接する隣接要素(NM_j)が無いと判定(no)した場合、ステップS30に進み、ディスプレイ12を介して、例えば、判定結果をグラフィック表示する等して外部表示し、空気溜まり判定の解析処理を終了する。
In step S29, when it is determined (no) that there is no adjacent element (NM_j) adjacent to the secondary boundary element (BM_F), (AM_C) ′, the process proceeds to step S30 and, for example, the determination result is displayed via the
ステップS29において、二次境界要素(BM_F),(AM_C)’に隣接する隣接要素(NM_j)があると判定(yes)した場合、つまり、二次境界要素(BM_F),(AM_C)’の隣接要素(BM_G),(AM_B)’を見つけた場合、ステップS31に進む。 In step S29, when it is determined (yes) that there is an adjacent element (NM_j) adjacent to the secondary boundary element (BM_F), (AM_C) ', that is, adjacent to the secondary boundary element (BM_F), (AM_C)' If the element (BM_G), (AM_B) ′ is found, the process proceeds to step S31.
ステップS31では、ステップS29で見つけた各隣接要素(BM_G),(AM_B)’の重心点(BG_G),(AG_B)’を算出して、ステップS28で二次境界要素に設定した各要素(BM_F),(AM_C)’の重心点(BG_F),(AG_C)’と、当該ステップS31で算出した各重心点(BG_G),(AG_B)’との高さをそれぞれのZ座標値に基づいて比較する。 In step S31, the barycentric points (BG_G) and (AG_B) 'of the adjacent elements (BM_G) and (AM_B)' found in step S29 are calculated, and each element (BM_F) set as the secondary boundary element in step S28. ), (AM_C) 'and the center of gravity (BG_F), (AG_C)' and the center of gravity (BG_G), (AG_B) 'calculated in step S31 are compared based on their respective Z-coordinate values. To do.
ステップS32では、重心点(BG_F)は重心点(BG_G)よりも低いと判定して、隣接要素である要素(BM_G)の属性を空気のままとして属性の変更は行わない。一方、重心点(AG_C)’は重心点(AG_B)’よりも高いと判定して、隣接要素である要素(AM_B)’の属性を空気から液体(塗料)に変更する。ここで、ステップS31およびステップS32は、本発明の第11のステップを構成している。 In step S32, it is determined that the barycentric point (BG_F) is lower than the barycentric point (BG_G), and the attribute of the adjacent element (BM_G) is left as air and the attribute is not changed. On the other hand, it is determined that the barycentric point (AG_C) 'is higher than the barycentric point (AG_B)', and the attribute of the element (AM_B) 'which is an adjacent element is changed from air to liquid (paint). Here, step S31 and step S32 constitute the eleventh step of the present invention.
続くステップS33では、二次境界要素(BM_F),(AM_C)’との比較が終了した隣接要素(BM_G),(AM_B)’を二次境界要素に設定し、その後、ステップS34において、新たに設定した二次境界要素(BM_G),(AM_B)’にそれぞれ隣接する隣接要素(NM_k)があるか否かの判定を行う。ここで、ステップS33およびステップS34は、本発明の第10のステップを構成している。 In the subsequent step S33, the adjacent elements (BM_G) and (AM_B) ′ that have been compared with the secondary boundary elements (BM_F) and (AM_C) ′ are set as secondary boundary elements. It is determined whether there are adjacent elements (NM_k) adjacent to the set secondary boundary elements (BM_G) and (AM_B) ′. Here, Step S33 and Step S34 constitute the tenth step of the present invention.
ステップS34において、二次境界要素(BM_G),(AM_B)’に隣接する隣接要素(NM_k)が無いと判定(no)した場合、ステップS30に進み、ディスプレイ12を介して、例えば、判定結果をグラフィック表示する等して外部表示し、空気溜まり判定の解析処理を終了する。
In step S34, when it is determined (no) that there is no adjacent element (NM_k) adjacent to the secondary boundary element (BM_G), (AM_B) ′, the process proceeds to step S30 and, for example, the determination result is displayed via the
ステップS34において、二次境界要素(BM_G),(AM_B)’に隣接する隣接要素(NM_k)があると判定(yes)した場合、つまり、二次境界要素(BM_G),(AM_B)’の隣接要素(FBM_H),(FAM_B)’を見つけた場合、ステップS31に戻る。 In step S34, when it is determined (yes) that there is an adjacent element (NM_k) adjacent to the secondary boundary element (BM_G), (AM_B) ', that is, adjacent to the secondary boundary element (BM_G), (AM_B)' When the elements (FBM_H) and (FAM_B) ′ are found, the process returns to step S31.
ステップS31では、ステップS34で見つけた各隣接要素(FBM_H),(FAM_B)’の重心点(FBG_H),(FAG_A)’を算出して、ステップS33で二次境界要素に設定した各要素(BM_G),(AM_B)’の重心点(BG_G),(AG_B)’と、当該ステップS31で算出した各重心点(FBG_H),(FAG_A)’との高さをそれぞれのZ座標値に基づいて比較する。 In step S31, the center of gravity (FBG_H), (FAG_A) 'of each adjacent element (FBM_H), (FAM_B)' found in step S34 is calculated, and each element (BM_G) set as the secondary boundary element in step S33. ), (AM_B) 'and the center of gravity (BG_G), (AG_B)' and the center of gravity (FBG_H), (FAG_A) 'calculated in step S31 are compared based on their respective Z coordinate values. To do.
このように、制御部18は、初期境界要素および二次境界要素と、隣接要素におけるそれぞれの重心点の高さを比較する比較処理、また、この比較結果に基づく要素の属性判定処理を繰り返して実行し、二次境界要素に隣接する隣接要素が無くなるまでこれらの解析処理を繰り返す。ここで、繰り返し行われるステップS31〜ステップS34における解析処理が、本発明の第12ステップを構成している。
As described above, the
ここで、図12(b)に示す解析対象部材IIを構成する全要素の属性判定について説明すると、要素(BM_E)側(図中左方側)からの要素の属性は空気のままで変更されず、一方、要素(AM_D)’側(図中右方側)からの属性は空気から液体に変更される。したがって、要素(AM_D)’側からの属性の変更(空気から液体)に伴い、解析対象部材IIを構成する全要素の属性が液体(塗料)に変更され、よって、解析対象部材IIには空気溜まりが発生しないと判定されることになる。 Here, the attribute determination of all elements constituting the analysis target member II shown in FIG. 12B will be described. The element attributes from the element (BM_E) side (the left side in the figure) are changed with air. On the other hand, the attribute from the element (AM_D) ′ side (right side in the figure) is changed from air to liquid. Therefore, along with the attribute change (air to liquid) from the element (AM_D) 'side, the attributes of all the elements constituting the analysis target member II are changed to liquid (paint), and thus the analysis target member II has air. It is determined that no accumulation occurs.
なお、図12(a)および図12(c)に示す解析対象部材I(第1パネル(PA)のオリジナル)と解析対象部材III(第2パネル(PB)のコピー)についても同じステップを経て同様に解析処理が行われ、解析対象部材Iおよび解析対象部材IIIについても、いずれも空気溜まりが発生しないと判定される。 The analysis target member I (original of the first panel (PA)) and the analysis target member III (copy of the second panel (PB)) shown in FIGS. 12 (a) and 12 (c) are subjected to the same steps. Similarly, the analysis process is performed, and it is determined that neither the analysis target member I nor the analysis target member III has an air reservoir.
以上詳述したように、第1実施の形態に係る被浸漬処理物における空気溜まり発生シミュレーション方法によれば、流体解析装置10の制御部18により、第1パネル(PA)および第2パネル(PB)の接続関係を、各パネル(PA),(PB)のフリーエッジ要素(FAM_A),(FBM_H)の重心点(AG_A),(BG_H)の距離および法線ベクトル(AL_A)’,(BL_H)が貫通し合うフリーエッジ要素(FAM_A),(FBM_H)の隣接要素への設定から定義し、各パネル(PA),(PB)を接続して形成された接続部材について空気溜まりの発生をシミュレーションするので、接続されるべき個別の各パネル(PA),(PB)を一の接続部材として解析処理することができる。
As described in detail above, according to the simulation method for the occurrence of air accumulation in the object to be immersed according to the first embodiment, the
この場合、接続された各パネル(PA),(PB)のデータはオリジナルデータとコピーデータとを有するので、例えば、オリジナルデータおよびコピーデータのうち、一方側を表側に設定するとともに他方側を裏側に設定することができ、接続された各パネル(PA),(PB)の表側と裏側とでそれぞれ正確に空気溜まりの発生をシミュレーションすることができる。 In this case, since the data of each connected panel (PA), (PB) has original data and copy data, for example, one side of the original data and copy data is set to the front side and the other side is set to the back side. Therefore, the occurrence of air pockets can be accurately simulated on the front side and the back side of each connected panel (PA), (PB).
また、第1実施の形態に係る被浸漬処理物における空気溜まり発生シミュレーション方法によれば、節点を共有する二次元の要素同士の重心点の高さを比較して空気または液体(塗料)と判定することにより、接続された各パネル(PA),(PB)に空気溜りが発生するか否かを迅速に判定することができる。 Further, according to the simulation method for the occurrence of air accumulation in the object to be immersed according to the first embodiment, the height of the center of gravity of the two-dimensional elements sharing the nodes is compared to determine whether it is air or liquid (paint). By doing so, it is possible to quickly determine whether or not air accumulation occurs in each of the connected panels (PA) and (PB).
さらに、第1実施の形態に係る被浸漬処理物における空気溜まり発生シミュレーション方法によれば、被浸漬処理物として、車体ボディ30を形成するフロアパネル部材としたので、複雑な形状の車体ボディ30における空気溜まりの発生をシミュレーションすることができる。
Furthermore, according to the simulation method of the air accumulation occurrence in the object to be immersed according to the first embodiment, since the floor panel member that forms the
次に、本発明の第2実施の形態について、図13〜図20を用いて詳細に説明する。なお、上述した第1実施の形態と同様の部分については、同一の符号を付して説明する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. The same parts as those in the first embodiment described above will be described with the same reference numerals.
第2実施の形態においては、第1パネル40aの端部を除く部分(例えば、第1パネル40aの中央部分)に第2パネル40bの端部が接合される場合を示しており、以下、図13および図14に示すモデルを用いて説明する。図13は第2実施の形態における各パネルの形状を簡素化して示す簡易モデル図を、図14は図13の破線円C部における要素を模式的に示す模式図をそれぞれ表している。
In the second embodiment, a case where the end of the
図13に示すように、各パネル40a,40bは相互に所定角度傾斜するように接合されており、図2に示す電着槽34への浸漬時に、図中破線に示す気液境界面を形成、つまり、空気溜まりが発生するようになっている。ここで、気液境界面とは、図中上方側の空気と図中下方側の液体(塗料)との境界面のことである。
As shown in FIG. 13, the
図14の模式図に示すように、第1パネル40aおよび第2パネル40bを形成する各要素A〜Hの形状データ(更新前データ)は、図15に示すように表され、また、各要素A〜Hを形成する各節点a〜tの座標データ(更新前データ)は、図16に示すように表される。図15は第2実施の形態に係る各要素の更新前の形状データを示し、図16は第2実施の形態に係る各節点の座標データを示している。
As shown in the schematic diagram of FIG. 14, the shape data (data before update) of the elements A to H forming the
第2パネル40bを形成する要素Eは、節点k−節点pを結んで形成されるフリーエッジ40e(図14中破線)を有するとともに、その隣接要素は、節点lと節点qとを共有する要素Fとなっている。なお、第1パネル40aにおける第2パネル40bの要素Eの近傍には、上記のようなフリーエッジは存在しない。
The element E forming the
各パネル40a,40bは、流体解析装置10の制御部18が図17に示すフローチャートを実行することにより、各パネル40a,40bの溶接部分WPが定義される。以下、図17〜図19に基づいて、制御部18による各パネル40a,40bの接合の定義方法について説明する。図17は第2実施の形態に係る各パネルの接合を定義するための解析処理を示すフローチャートを、図18(a)〜(f)は図17のフローチャートの処理内容を説明する説明図を、図19は図15に対応する更新後データをそれぞれ表している。なお、図17および図18における説明においては、第1パネル40aおよび第2パネル40bをそれぞれ第1パネル(PA)および第2パネル(PB)と表して説明する。
As for each
図17に示すように、まず、流体解析装置10に電源を投入して制御部18に電力が供給されると、制御部18の初期設定が行われるとともに、HDD13等からRAM17に解析処理のソフトウェアが読み込まれて、本発明に係る被浸漬処理物における空気溜まり発生シミュレーション方法を実行するプログラム(接合定義プログラム)が実行される(ステップS40)。
As shown in FIG. 17, first, when the
次に、操作者により接合を定義すべき第1パネル(PA)および第2パネル(PB)を、キーボード11を介して入力する(ステップS41)。 Next, the operator inputs the first panel (PA) and the second panel (PB) whose bonding should be defined through the keyboard 11 (step S41).
続くステップS42においては、入力された第1パネル(PA)および第2パネル(PB)に対応する元データ、つまり、車体ボディ30の衝突変形シミュレーション等に用いられる形状データ(流用データ)をHDD13から読み出す。そして、この読み出した第1パネル(PA)および第2パネル(PB)の形状データを複数の二次元の要素に分割する。その後、この分割処理において生成された図15および図16に示すデータ(更新前データ)を、RAM17に保存して数値計算モデルを構築する。ここで、ステップS42は、本発明の第1のステップを構成している。
In the subsequent step S42, the original data corresponding to the input first panel (PA) and second panel (PB), that is, the shape data (diversion data) used for the collision deformation simulation of the
ステップS43では、第2パネル(PB)のフリーエッジ要素(FBM_E)、つまり、図14に示すフリーエッジ40eを有する要素Eにおける重心点(BG_E)を算出する(図18(a)参照)。この重心点(BG_E)は、要素Eを形成する節点k,l,p,qの座標データを用いて所定の演算を行うことにより算出される。
In step S43, the center of gravity (BG_E) of the free edge element (FBM_E) of the second panel (PB), that is, the element E having the
ステップS44では、第1パネル(PA)を形成する全要素(AM_A〜D)の重心点(AG_A〜D)を算出する(図18(a)参照)。各重心点(AG_A〜D)は、図14に示す要素A〜Dを形成する節点a〜jの座標データを用いて所定の演算を行うことにより算出される。ここで、ステップS43およびステップS44は、本発明の第2のステップを構成している。 In step S44, centroids (AG_A to D) of all elements (AM_A to D) forming the first panel (PA) are calculated (see FIG. 18A). Each barycentric point (AG_A to D) is calculated by performing a predetermined calculation using the coordinate data of the nodes a to j forming the elements A to D shown in FIG. Here, step S43 and step S44 constitute the second step of the present invention.
ステップS45では、ステップS43で算出したフリーエッジ要素(FBM_E)の重心点(BG_E)が、第1パネル(PA)の全要素(AM_A〜D)における重心点(AG_A〜D)のうち、どの要素の重心点に近いか否か(各パネル(PA),(PB)がそれぞれ所定距離内にあるか否か)を判定し、所定距離内にあると判定、つまり、各パネル(PA),(PB)は互いに近接する部材であると判定(yes)した場合にはステップS46に進む。ここでは、図18(a)に示すように、第1パネル(PA)の要素(AM_C)がフリーエッジ要素(FBM_E)に対して所定距離内にあると判定される。 In step S45, the centroid point (BG_E) of the free edge element (FBM_E) calculated in step S43 is the centroid point (AG_A to D) of all the elements (AM_A to D) of the first panel (PA). It is determined whether or not each panel (PA), (PB) is within a predetermined distance, and is determined to be within the predetermined distance, that is, each panel (PA), ( If it is determined that the members PB) are close to each other (yes), the process proceeds to step S46. Here, as shown in FIG. 18A, it is determined that the element (AM_C) of the first panel (PA) is within a predetermined distance from the free edge element (FBM_E).
一方、各パネル(PA),(PB)は所定距離以上離れていると判定、つまり、各パネル(PA),(PB)は互いに離れた部材であると判定(no)した場合にはステップS47に進む。なお、重心点の距離は、各重心点の座標データを用いて所定の演算を行うことにより算出される。ここで、ステップS45は、本発明の第3のステップを構成している。 On the other hand, if it is determined that the panels (PA) and (PB) are separated by a predetermined distance or more, that is, if the panels (PA) and (PB) are determined to be members separated from each other (no), step S47 is performed. Proceed to The distance between the centroid points is calculated by performing a predetermined calculation using the coordinate data of each centroid point. Here, step S45 constitutes a third step of the present invention.
ステップS47では、各パネル(PA),(PB)は離れた部材であるため、それぞれは互いに接合されない部材、つまり、各パネル(PA),(PB)は「非溶接部材」であるとして、続くステップS48においてディスプレイ12を介して、例えば、「入力された部材は接合されません」などと外部表示する。その後、ステップS49において接合定義の解析処理を終了する。
In step S47, since each panel (PA), (PB) is a distant member, each member is not joined to each other, that is, each panel (PA), (PB) continues as “non-welded member”. In step S48, for example, “the input member is not joined” is externally displayed on the
ステップS46では、各パネル(PA),(PB)のコピーパネル(PA)’,(PB)’を生成する(図18(b)参照)。各コピーパネル(PA)’,(PB)’は、各パネル(PA),(PB)を形成する形状データと同じ情報(コピーデータ)を有しており、図19に示されるように図15に示す更新前データ(オリジナルデータ)に基づいて生成される。ただし、各コピーパネル(PA)’,(PB)’の形状データに対応するメモリアドレス,要素番号,節点番号および隣接要素番号は、オリジナルデータのそれとは異ならせている。このように各コピーパネル(PA)’,(PB)’に対応する形状データを生成し、これをRAM17に保存した後、ステップS50に進む。ここで、ステップS46は、本発明の第4のステップを構成している。
In step S46, copy panels (PA) 'and (PB)' for the panels (PA) and (PB) are generated (see FIG. 18B). Each copy panel (PA) ′, (PB) ′ has the same information (copy data) as the shape data forming each panel (PA), (PB), and as shown in FIG. Is generated based on pre-update data (original data) shown in FIG. However, the memory address, element number, node number, and adjacent element number corresponding to the shape data of the copy panels (PA) 'and (PB)' are different from those of the original data. In this way, the shape data corresponding to each copy panel (PA) ', (PB)' is generated and stored in the
ステップS50では、オリジナルデータにより形成されるフリーエッジ要素(FBM_E)と第1パネル(PA)の要素(AM_C)、また、コピーデータにより形成されるフリーエッジ要素(FBM_E)’とコピーパネル(PA)’の要素(AM_C)’から、オリジナル側とコピー側とで相反する方向に延びる法線ベクトル(AL_C),(BL_E),(AL_C)’,(BL_E)’を生成する(図18(c)参照)。 In step S50, the free edge element (FBM_E) formed from the original data and the element (AM_C) of the first panel (PA), and the free edge element (FBM_E) ′ formed from the copy data and the copy panel (PA) Normal vectors (AL_C), (BL_E), (AL_C) ', (BL_E)' extending in opposite directions on the original side and the copy side are generated from 'element (AM_C)' (FIG. 18 (c)). reference).
各法線ベクトル(AL_C),(BL_E),(AL_C)’,(BL_E)’は、各要素(AM_C),(FBM_E),(AM_C)’,(FBM_E)’における各重心点(AG_C),(BG_E),(AG_C)’,(BG_E)’の座標データを用いて所定の演算を行い、当該各重心点(AG_C),(BG_E),(AG_C)’,(BG_E)’から延びるように生成する。また、オリジナル側とコピー側とで、一方をプラス、他方をマイナスとすることにより、相反する方向に延びる法線ベクトルを生成する。なお、法線ベクトルの生成においては、各フリーエッジ要素を形成する各節点の座標データを用いて所定の演算を行うことにより、各フリーエッジ要素の任意の部分から延びる法線ベクトルを生成するようにしても良い。ここで、ステップS50は、本発明の第5のステップを構成している。 Each normal vector (AL_C), (BL_E), (AL_C) ', (BL_E)' is the center of gravity (AG_C) at each element (AM_C), (FBM_E), (AM_C) ', (FBM_E)', Perform a predetermined calculation using the coordinate data of (BG_E), (AG_C) ', (BG_E)' so that it extends from each center of gravity (AG_C), (BG_E), (AG_C) ', (BG_E)' Generate. Also, normal vectors extending in opposite directions are generated by setting one to be positive and the other to be negative on the original side and the copy side. In generating the normal vector, a normal vector extending from an arbitrary part of each free edge element is generated by performing a predetermined calculation using the coordinate data of each node forming each free edge element. Anyway. Here, step S50 constitutes a fifth step of the present invention.
ステップS51では、ステップS50において生成した各法線ベクトル(AL_C),(BL_E),(AL_C)’,(BL_E)’が、それぞれ第1パネル(PA)側および第2パネル(PB)側の要素同士で互いに貫通し合うか否かを判定する。つまり、図18(d)に示すように、法線ベクトル(AL_C)’がフリーエッジ要素(FBM_E)を貫通するとともに、法線ベクトル(BL_E)が要素(AM_C)’を貫通するか否かを判定する。 In step S51, the normal vectors (AL_C), (BL_E), (AL_C) ′, and (BL_E) ′ generated in step S50 are elements on the first panel (PA) side and second panel (PB) side, respectively. It is determined whether or not they penetrate each other. That is, as shown in FIG. 18D, whether or not the normal vector (AL_C) ′ passes through the free edge element (FBM_E) and the normal vector (BL_E) passes through the element (AM_C) ′. judge.
ステップS51において、貫通し合うと判定(yes)した場合にはステップS52に進み、貫通し合わないと判定(no)した場合にはステップS53に進む。なお、貫通するか否かの判定は、法線ベクトルと要素(4つの節点により定義される平面)との交点が算出されるか否かにより判定する。ここで、ステップS51は、本発明の第6のステップを構成している。 In step S51, if it is determined that they penetrate each other (yes), the process proceeds to step S52. If it is determined that they do not penetrate each other (no), the process proceeds to step S53. Note that whether or not to penetrate is determined by whether or not the intersection of a normal vector and an element (a plane defined by four nodes) is calculated. Here, step S51 constitutes a sixth step of the present invention.
ステップS53では、各パネル(PA),(PB)が互いに近接する部材ではあるものの、第1パネル(PA)に対する第2パネル(PB)の接合が垂直である可能性があるとし、続くステップS54においてディスプレイ12を介して、例えば、「入力された部材は接合の定義ができません」などと外部表示する。その後、ステップS55において接合定義の解析処理を終了する。ここで、実際に接合される各部材は、ステップS53のように判定されることは殆ど無く実用上問題とならない。
In step S53, although the panels (PA) and (PB) are members close to each other, it is assumed that the joining of the second panel (PB) to the first panel (PA) may be vertical, and subsequent step S54. For example, the
ステップS52では、最終的に各パネル(PA),(PB)は互いに接合される部材、つまり、各パネル(PA),(PB)は溶接部材であるとして、次のステップS56に進む。 In step S52, the panels (PA) and (PB) are finally joined to each other, that is, the panels (PA) and (PB) are welding members, and the process proceeds to the next step S56.
ステップS56では、コピーパネル(PA)’の要素(AM_C)’をパネル(PB)のフリーエッジ要素(FBM_E)の隣接要素に設定するとともに、パネル(PB)のフリーエッジ要素(FBM_E)をコピーパネル(PA)’の要素(FAM_C)’の隣接要素に設定する。そして、図19の丸符号1に示すように、隣接要素番号を更新してRAM17に保存する。ここで、ステップS56は、本発明の第7のステップを構成している。
In step S56, the element (AM_C) 'of the copy panel (PA)' is set to the adjacent element of the free edge element (FBM_E) of the panel (PB), and the free edge element (FBM_E) of the panel (PB) is set to the copy panel. Set to the adjacent element of (PA) 'element (FAM_C)'. Then, as indicated by a
ステップS57では、パネル(PB)のフリーエッジ要素(FBM_E)における隣接要素(BM_F)を検出し、続くステップS58において隣接要素(BM_F)の法線ベクトル(BL_F)が貫通するコピーパネル(PA)’の要素(AM_D)’を検出する(図18(d)参照)。なお、ステップS58において生成する法線ベクトルについても、隣接要素(BM_F)を形成する各節点の座標データを用いて所定の演算を行うことにより、隣接要素(BM_F)の任意の部分から延びる法線ベクトルを生成するようにしても良い。 In step S57, the adjacent element (BM_F) in the free edge element (FBM_E) of the panel (PB) is detected, and in the subsequent step S58, the normal vector (BL_F) of the adjacent element (BM_F) passes through the copy panel (PA) ′. Element (AM_D) ′ is detected (see FIG. 18D). Note that the normal vector generated in step S58 is also a normal extending from an arbitrary part of the adjacent element (BM_F) by performing a predetermined calculation using the coordinate data of each node forming the adjacent element (BM_F). A vector may be generated.
ステップS59では、コピーパネル(PA)’の要素(AM_C)’における隣接要素のうち、ステップS57で検出した隣接要素(AM_D)’が無い側の隣接要素、つまり、隣接要素(AM_B)’を図19の丸符号2に示すように形状データから削除する(図18(e)参照)。このように、コピーパネル(PA)’を要素(AM_C)’側と要素(AM_B)’側とで分離することにより、図20(b)に示すような解析対象部材IIを生成する(ステップS60)。 In step S59, among the adjacent elements in the element (AM_C) ′ of the copy panel (PA) ′, the adjacent element on the side without the adjacent element (AM_D) ′ detected in step S57, that is, the adjacent element (AM_B) ′ is illustrated. It deletes from shape data, as shown by 19 circular code | symbol 2 (refer FIG.18 (e)). In this way, the copy panel (PA) ′ is separated into the element (AM_C) ′ side and the element (AM_B) ′ side, thereby generating the analysis target member II as shown in FIG. 20B (step S60). ).
ステップS61では、コピーパネル(PA)’における要素(AM_C)’のコピーとしてコピー要素(AM_C)”を生成し、RAM17に保存する。これにより、図19の丸符号3に示すように形状データが更新される。
In step S61, a copy element (AM_C) "is generated as a copy of the element (AM_C) 'in the copy panel (PA)', and is stored in the
ステップS62では、ステップS61で生成したコピー要素(AM_C)”をコピーパネル(PB)’のフリーエッジ要素(FBM_E)’の隣接要素に設定するとともに、パネル(PB)’のフリーエッジ要素(FBM_E)’をコピー要素(AM_C)”の隣接要素に設定する。これにより、図19の丸符号4に示すように形状データが更新される。
In step S62, the copy element (AM_C) "generated in step S61 is set as an adjacent element of the free edge element (FBM_E) 'of the copy panel (PB)' and the free edge element (FBM_E) of the panel (PB) '. Set 'to the adjacent element of the copy element (AM_C). As a result, the shape data is updated as indicated by a
ステップS63では、コピー要素(AM_C)”の隣接要素として、コピーパネル(PA)’の要素(AM_B)’を指定することにより、図19の丸符号5に示すように形状データを更新し、これにより、ステップS59において分離されたコピーパネル(PA)’の要素(AM_B)’側とコピーパネル(PB)'とを接続し、図20(c)に示すような解析対象部材IIIを生成する(ステップS64)。
In step S63, by designating the element (AM_B) ′ of the copy panel (PA) ′ as the adjacent element of the copy element (AM_C) ”, the shape data is updated as indicated by a
ステップS65では、図19に示すように、オリジナルデータとコピーデータとをそれぞれ解析対象部材I〜IIIとして、この接合定義の解析結果をHDD13に保存するとともに、ディスプレイ12を介して、例えば、「入力された部材は接合されます」などと外部表示する。その後、ステップS66において接合定義の解析処理を終了する。このようにして、第1パネル(PA)と第2パネル(PB)との接合が定義され、各パネル(PA),(PB)を接続部材としてデータ上で関連付けることができる。
In step S65, as shown in FIG. 19, the original data and the copy data are analyzed as members I to III, respectively, and the analysis result of this joint definition is stored in the
次に、図20に基づいて、第2実施の形態に係る解析対象部材I〜IIIを対象に実行される空気溜まりが発生するか否かの判定方法について説明する。なお、第2実施の形態においても、第1実施の形態に係る判定方法(図11参照)を実行するようになっている。図20(a),(b),(c)は空気溜まり判定プログラムの処理内容を説明する説明図を表している。 Next, based on FIG. 20, a method for determining whether or not an air pocket is generated that is executed on the analysis target members I to III according to the second embodiment will be described. Also in the second embodiment, the determination method according to the first embodiment (see FIG. 11) is executed. FIGS. 20A, 20B, and 20C are explanatory diagrams for explaining the processing contents of the air pocket determination program.
図20(a)および(c)に示す解析対象部材IおよびIIIについては、第1実施の形態における各解析対象部材I〜IIIの判定結果と同じ判定がなされ、解析対象部材IおよびIIIを形成する全要素が液体(塗料)と判定される。したがって、全要素の属性が空気と判定、つまり、空気溜まりが発生すると判定される解析対象部材IIについて説明する。 The analysis target members I and III shown in FIGS. 20A and 20C are subjected to the same determination as the determination results of the analysis target members I to III in the first embodiment to form the analysis target members I and III. All the elements to be determined are liquid (paint). Therefore, a description will be given of the analysis target member II in which the attribute of all elements is determined to be air, that is, it is determined that an air pocket is generated.
制御部18は、図20(b)に示す解析対象部材IIを形成するフリーエッジ要素となる要素(AM_D)’,(BM_H)を初期境界要素として、図11のフローチャートに示す解析処理を実行する。すると、第1実施の形態と同様に要素の属性判定が実行され、要素(BM_H)側からの要素の属性が次々と空気に設定されるとともに、要素(AM_D)’側からの要素の属性についても次々と空気に設定される。このように、解析対象部材IIを対象に図11のフローチャートを実行することにより、その全要素の属性が空気と判定され、したがって、図20(b)に示す解析対象部材IIには、空気溜まりが発生すると判定されることになる。
The
以上のように構成した第2実施の形態に係る被浸漬処理物における空気溜まり発生シミュレーション方法においても、上述した第1実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。 The same effect as that of the first embodiment described above can be achieved also in the air pool generation simulation method in the workpiece to be immersed according to the second embodiment configured as described above.
なお、本発明は上述した各実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、上記各実施の形態においては、被浸漬処理物として乗用車等の車体ボディ30を形成する第1パネル40aおよび第2パネル40bよりなるフロアパネル部材40を対象としたものを示したが、本発明はこれに限らず、例えば、鉄道車両の車体フレームや建設機械のキャビン等を被浸漬処理物の対象としても良い。
In addition, this invention is not limited to each embodiment mentioned above, A various change is possible in the range which does not deviate from the summary. For example, in each of the above-described embodiments, the
10 流体解析装置(コンピュータ)
18 制御部
30 車体ボディ(被浸漬処理物)
34 電着槽(塗料槽)
35 電着溶液(塗料)
40 フロアパネル部材(被浸漬処理物)
40a 第1パネル(一の部材)
40b 第2パネル(他の部材)
41 要素
10 Fluid analyzer (computer)
18
34 Electrodeposition tank (paint tank)
35 Electrodeposition solution (paint)
40 Floor panel member (substance to be immersed)
40a First panel (one member)
40b Second panel (other members)
41 elements
Claims (6)
前記流体解析装置の制御部により、
前記被浸漬処理物を形成する一の部材および他の部材の形状データを、複数の二次元の要素に分割する第1のステップと、
前記各部材を形成する要素の重心点を算出する第2のステップと、
前記各部材の要素同士の重心点の距離を求め、前記各部材が互いに所定距離内にあるか否かを判定する第3のステップと、
前記第3のステップにおいて所定距離内にあると判定したのち、前記各部材と同じ情報を有する前記各部材のコピーデータを生成する第4のステップと、
前記各部材のオリジナルデータとコピーデータとを形成する要素から、それぞれ相反する方向に延びる法線ベクトルを生成する第5のステップと、
前記法線ベクトルが、前記各部材の要素同士で互いに貫通し合うか否かを判定する第6のステップと、
前記第6のステップにおいて貫通し合うと判定したのち、貫通し合う法線ベクトルを有する各要素を互いに隣接要素とし、前記各部材を接続する第7のステップと、
前記第7のステップで接続された接続部材を形成する要素のうち、端部または穴部に位置する要素を初期境界要素に設定するとともに、前記初期境界要素と節点を共有する要素を隣接要素に設定する第8のステップと、
前記第8のステップにおいて設定された前記隣接要素の属性を、前記初期境界要素を用いて空気であるか塗料であるかを解析する第9のステップと、
前記第9のステップにおいて解析が終了した前記隣接要素を二次境界要素に設定するとともに、前記二次境界要素と節点を共有する要素を隣接要素に設定する第10のステップと、
前記第10のステップにおいて設定された前記隣接要素の属性を、前記二次境界要素を用いて空気であるか塗料であるかを解析する第11のステップと、
前記二次境界要素に隣接する隣接要素があるか否かを判定し、前記二次境界要素に隣接する隣接要素があると判定した場合には、前記二次境界要素に隣接する隣接要素がなくなるまで前記第10のステップおよび前記第11のステップの順に各ステップの処理を繰り返させ、前記二次境界要素に隣接する隣接要素がないと判定した場合には解析を終了させる第12のステップとを実行することを特徴とする被浸漬処理物における空気溜まり発生シミュレーション方法。 A method for simulating the occurrence of air stagnation in an object to be immersed in the object to be immersed, which is simulated by using a fluid analysis device .
By the control unit of the fluid analysis device,
A first step of dividing shape data of one member and the other member forming the object to be immersed into a plurality of two-dimensional elements;
A second step of calculating a centroid point of an element forming each member;
A third step of determining a distance between the center of gravity points of the elements of each member and determining whether or not the members are within a predetermined distance;
A fourth step of generating copy data of each member having the same information as each member after determining that the distance is within a predetermined distance in the third step;
A fifth step of generating normal vectors extending in opposite directions from the elements forming the original data and copy data of each member;
A sixth step of determining whether or not the normal vector penetrates each other between the elements of the members;
A seventh step of connecting the respective members by determining that the elements having normal vectors passing through are adjacent to each other after determining that they penetrate each other in the sixth step;
Among the elements forming the connection member connected in the seventh step, an element located at an end or a hole is set as an initial boundary element, and an element sharing a node with the initial boundary element is set as an adjacent element An eighth step to set,
A ninth step of analyzing whether the attribute of the adjacent element set in the eighth step is air or paint using the initial boundary element;
A tenth step of setting the adjacent element analyzed in the ninth step as a secondary boundary element and setting an element sharing a node with the secondary boundary element as an adjacent element;
An eleventh step of analyzing whether the attribute of the adjacent element set in the tenth step is air or paint using the secondary boundary element;
It is determined whether there is an adjacent element adjacent to the secondary boundary element, and if it is determined that there is an adjacent element adjacent to the secondary boundary element, there is no adjacent element adjacent to the secondary boundary element. A twelfth step that repeats the processing of each step in the order of the tenth step and the eleventh step and terminates the analysis when it is determined that there is no adjacent element adjacent to the secondary boundary element; An air accumulation generation simulation method for an object to be immersed, which is executed .
前記被浸漬処理物を形成する一の部材および他の部材の形状データを、複数の二次元の要素に分割する第1のステップと、
前記各部材を形成する要素の重心点を算出する第2のステップと、
前記各部材の要素同士の重心点の距離を求め、前記各部材が互いに所定距離内にあるか否かを判定する第3のステップと、
前記第3のステップにおいて所定距離内にあると判定したのち、前記各部材と同じ情報を有する前記各部材のコピーデータを生成する第4のステップと、
前記各部材のオリジナルデータとコピーデータとを形成する要素から、それぞれ相反する方向に延びる法線ベクトルを生成する第5のステップと、
前記法線ベクトルが、前記各部材の要素同士で互いに貫通し合うか否かを判定する第6のステップと、
前記第6のステップにおいて貫通し合うと判定したのち、貫通し合う法線ベクトルを有する各要素を互いに隣接要素とし、前記各部材を接続する第7のステップと、
前記第7のステップで接続された接続部材を形成する要素のうち、端部または穴部に位置する要素を初期境界要素に設定するとともに、前記初期境界要素と節点を共有する要素を隣接要素に設定する第8のステップと、
前記第8のステップにおいて設定された前記隣接要素の属性を、前記初期境界要素を用いて空気であるか塗料であるかを解析する第9のステップと、
前記第9のステップにおいて解析が終了した前記隣接要素を二次境界要素に設定するとともに、前記二次境界要素と節点を共有する要素を隣接要素に設定する第10のステップと、
前記第10のステップにおいて設定された前記隣接要素の属性を、前記二次境界要素を用いて空気であるか塗料であるかを解析する第11のステップと、
前記二次境界要素に隣接する隣接要素があるか否かを判定し、前記二次境界要素に隣接する隣接要素があると判定した場合には、前記二次境界要素に隣接する隣接要素がなくなるまで前記第10のステップおよび前記第11のステップの順に各ステップの処理を繰り返させ、前記二次境界要素に隣接する隣接要素がないと判定した場合には解析を終了させる第12のステップとを有することを特徴とする被浸漬処理物における空気溜まり発生シミュレーション方法を実行するコンピュータが実行可能なプログラム。 A computer-executable program for executing an air pool generation simulation method in an object to be immersed for simulating an air pool generated in an object to be immersed at the time of immersion in a paint tank,
A first step of dividing shape data of one member and the other member forming the object to be immersed into a plurality of two-dimensional elements;
A second step of calculating a centroid point of an element forming each member;
A third step of determining a distance between the center of gravity points of the elements of each member and determining whether or not the members are within a predetermined distance;
A fourth step of generating copy data of each member having the same information as each member after determining that the distance is within a predetermined distance in the third step;
A fifth step of generating normal vectors extending in opposite directions from the elements forming the original data and copy data of each member;
A sixth step of determining whether or not the normal vector penetrates each other between the elements of the members;
A seventh step of connecting the respective members by determining that the elements having normal vectors passing through are adjacent to each other after determining that they penetrate each other in the sixth step;
Among the elements forming the connection member connected in the seventh step, an element located at an end or a hole is set as an initial boundary element, and an element sharing a node with the initial boundary element is set as an adjacent element An eighth step to set,
A ninth step of analyzing whether the attribute of the adjacent element set in the eighth step is air or paint using the initial boundary element;
A tenth step of setting the adjacent element analyzed in the ninth step as a secondary boundary element and setting an element sharing a node with the secondary boundary element as an adjacent element;
An eleventh step of analyzing whether the attribute of the adjacent element set in the tenth step is air or paint using the secondary boundary element;
It is determined whether there is an adjacent element adjacent to the secondary boundary element, and if it is determined that there is an adjacent element adjacent to the secondary boundary element, there is no adjacent element adjacent to the secondary boundary element. A twelfth step that repeats the processing of each step in the order of the tenth step and the eleventh step and terminates the analysis when it is determined that there is no adjacent element adjacent to the secondary boundary element; A computer-executable program for executing a method for simulating the occurrence of air stagnation in an object to be immersed, which is characterized by comprising:
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