JP5002411B2 - モデル設計システム - Google Patents
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Description
また、モデルの主要断面の形状を記述するパラメータに基づいてメッシュデータを生成するので、従来のように、モデルの面を記述する面データに基づいてメッシュデータを生成する場合と比較して、より短時間でメッシュデータを生成することができる。これにより、モデルの生成解析にかかる時間をさらに短縮できる。
また、テンプレートを用いてモデルの形状を設計することにより、例えば、余肉部を小さくするためのノウハウや、プレス成形による材料歩留まりを向上させるためのノウハウなどを、テンプレートとして予め設定することができる。これにより、高品質のモデルを短時間で設計することができる。
図1は、本発明の一実施形態に係るモデル設計システム1の構成を示すブロック図である。
図2は、このCAD設計部61により設計された3次元形状のモデル9の一例を示す図である。
主要断面選択部63は、モデルの余肉部の立体形状を規定するための複数の断面を主要断面として、これら主要断面を選択する。
この断面テンプレートTは、各直線と各曲線との具体的な形状を示す複数のパラメータを備える。図3に示す断面テンプレートTでは、これらパラメータは、各直線の線長を示すパラメータL1,L2,L3,L4(mm)と、各曲線の曲率半径を示すパラメータR1,R2,R3(mm)と、各曲線の壁角度を示すパラメータA1,A2,A3(deg)と、を含んで構成される。
このように、この断面テンプレートの複数の断面パラメータの値を具体的に設定することにより、主要断面の形状を設計できる。
断面テンプレートデータベース84は、モデルの一断面形状を決定する上述の断面テンプレートを、複数種類記憶する。
断面パラメータ記憶部86は、CAD設計部61により設計されたモデルの各主要断面の形状に関するデータを記憶する。すなわち、断面パラメータ記憶部86は、各主要断面に対応する断面テンプレートの断面パラメータのデータを記憶する。
図5は、モデル設計システム1を用いてモデルを設計する手順を示すフローチャートである。図5に示すように、モデルの設計は、CAD設計部61によるCAD工程と、CAE解析部71によるCAE工程とを含む。より具体的には、CAD工程は、ステップS1〜S3およびステップS8の処理で構成され、CAE工程は、ステップS4〜S7の処理で構成される。
図6は、複数の主要断面111の形状を設計した状態を示す図である。このステップS2では、振り角が設定された製品部101に対して、図示しない余肉部の立体形状を規定するために、複数の主要断面111を選択する。さらに、これら選択された主要断面111の形状を、上述の断面テンプレートと、この断面テンプレートの断面パラメータとを決めることにより設計する。これにより、余肉部の断面形状が設計される。また、このステップS2において設計された主要断面の形状に関するデータ、すなわち、断面テンプレートの断面パラメータに関するデータは、記憶装置81の断面パラメータ記憶部86に記憶される。
図7は、ダイフェース部105の形状を設計した状態を示す図である。このダイフェース部105の形状は、複数の主要断面111に応じて設計される。また、このステップS3において設計されたダイフェース部105の形状は、例えば、記憶装置81の断面パラメータ記憶部86に記憶される。
図8は、複数の主要断面111の形状を再設計した状態を示す図である。このステップS4では、余肉部103の形状をより詳細に設計するために、複数の主要断面111の形状を再設計する。より具体的には、断面テンプレートデータベース84に記憶された断面テンプレートを用いて主要断面の数を増やしたり、各主要断面に設定された断面テンプレートの断面パラメータを微調整したりすることにより、余肉部の断面形状をより詳細に設計する。また、このステップS4において設計された主要断面の形状に関するデータは、断面パラメータ記憶部86に記憶される。
図9は、成形解析の結果の一例を示す図であり、モデル100の板厚変化率の分布を示す図である。図9では、成形解析の結果として、モデル100を、板厚減少率が2%未満の領域と、2%以上かつ20%未満の領域と、20%以上の領域とに分けて示す。これにより、設計されたモデルが、板厚減少率が大きく破断のおそれがある領域を含むか否か、すなわち、モデルの品質の良否が判定できる。図9に示す例では、余肉部103の一部に、板厚減少率が20%以上の部位がある。
(1)CAD設計部61でモデルの形状を設計する場合は、モデルの主要断面を複数選択し、これら主要断面の形状を断面テンプレートによって設計する。また、CAE解析部71によりモデルを解析する場合は、各主要断面の断面テンプレートの断面パラメータに基づいてメッシュデータを生成し、このメッシュデータに基づいてモデルの成形解析を行う。
(3)結果判定部76により板厚減少率が所定の値より小さいと判定されてから、モデルの面を記述する面データが生成される。したがって、モデルの面データを生成する回数を最小限にできる。
6 演算装置
61 CAD設計部(モデル設定部)
63 主要断面選択部(主要断面選択部)
65 主要断面形状設計部(主要断面形状設計部)
67 面データ生成部(面データ生成部)
71 CAE解析部(モデル解析部)
72 メッシュデータ生成部(メッシュデータ生成部)
74 成形解析部(成形解析部)
76 結果判定部(結果判定部)
81 記憶装置
84 断面テンプレートデータベース(断面テンプレート記憶部)
86 断面パラメータ記憶部(パラメータ記憶部)
Claims (3)
- 製品形状を有する製品部と、この製品部の周囲に形成された余肉部と、を含んで構成されるプレス成形品のドロー型モデルを設計するモデル設計システムであって、
予め定められた製品部の形状データに基づいて、この製品部の形状に適した余肉部を含むモデルの3次元形状を設計するモデル設計部と、
前記モデル設計部により設計されたモデルの成形解析を行うモデル解析部と、
複数の所定のパラメータを決定することによりモデルの一断面形状を決定するテンプレートを用意し、当該テンプレートを複数種類記憶する断面テンプレート記憶部と、
前記複数のパラメータを記憶するパラメータ記憶部と、を備え、
前記モデル設計部は、
前記モデルのうち余肉部の複数の断面を主要断面として選択する主要断面選択部と、
前記断面テンプレート記憶部に記憶された複数種類のテンプレートを用いて、前記主要断面選択部により選択された前記余肉部の各主要断面の形状を設計し、当該設計した主要断面についてのパラメータの値を前記パラメータ記憶部に格納する主要断面形状設計部と、を備え、
前記モデル解析部は、
前記パラメータ記憶部で記憶したパラメータの値に基づいて、モデルの形状を生成し、メッシュデータを生成するメッシュデータ生成部と、
前記メッシュデータ生成部により生成されたメッシュデータに基づいて、設計されたモデルの成形解析を行う成形解析部と、
前記モデル設計部で選択された複数の主要断面に前記断面テンプレート記憶部に記憶されたテンプレートを用いて新たな主要断面を追加又は前記パラメータ記憶部に格納されたパラメータの値を変更する断面形状設計部と、を備えることを特徴とするモデル設計システム。 - 前記モデル解析部は、前記成形解析部による成形解析の結果、設計されたモデルの板厚減少率が所定の値以上であるか否かを判定する結果判定部をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載のモデル設計システム。
- 前記モデル設計部は、前記結果判定部により、モデルの板厚減少率が所定の値以上であると判定された場合に、前記主要断面形状設計部により設計された各主要断面の形状に基づいて、モデルの面データを生成する面データ生成部をさらに備えることを特徴とする請求項2に記載のモデル設計システム。
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