JP5026071B2 - 機械組立体のホワイトボディモデリング及び仮想評価システム - Google Patents
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Description
車両の衝突事象の物理的なモデリングは従来、相当な時間、及び様々なスキルセット及びデータ集約に携わる人員を要する工程である。典型的な物理衝突テストタイムラインでは、いくつかの技術スタッフメンバが、数週間又はそれ以上の長い期間にわたって物理テストに向けて物理的な構造を設計して組み立て、その後、構造の法的解析が行われる。物理テストを仮想的に似せたものでは、仮想ホワイトボディが作成され、テストプロトコルが部品リストを編纂し、部品が仮想的にメッシュ化され、組み立てられ、溶接され、仮想衝突事象が実行され、編纂されたデータが評価される。
本発明の目的は、車両設計工程に別様に関わる既存の異種のソースからの設計情報及び組み立て情報を統合する仮想ホワイトボディモデルを開発すること、及び衝突事象評価の実現に要する時間を短縮することである。
要するに、本発明のホワイトボディビルダ(WBB)は、1)シミュレーションモデル要求を定義し、2)シミュレーションの詳細を指定し、3)シミュレーションモデルの部品リストを選択し、4)特性を指定するメッシュ部品及び溶接ファイルを作成し、5)メッシュデータ及び溶接データを作成し、6)既存のメッシュファイル及び溶接ファイルを(WBBデータベース又は他から)ロードし、7)ホワイトボディを組み立てて評価する全設計工程での都合のよいインタフェースを提供する。
以下は、衝突モデリングシーケンスに採用される場合のプログラムの概観である。1)VPMの車両構造情報及び3次元部品表現を収集し、2)別個の接触部品間の結合箇所及び接合箇所を識別する3次元表現を作成し、3)ホワイトボディを組み立てて溶接し、4)部品及び溶接の問題がないか各組立体を検査し、5)VPM機能を利用して、シミュレーション後に設計変更した車両構造シミュレーションを比較し、5)ホワイトボディ仮想モデルの設計変更更新方法を提供する。
以下の例では、本発明のシステムを「WBBアシスタント」と呼ぶ。WBBアシスタントのプロンプトに従い、ユーザは、a)シミュレーションモデルを記述することで開始され、b)次いで、モデルを組み立てて評価する後述の順番に従って仮想モデルを構築する。
A)ユーザはまず、シミュレーションモデルを記述する:
1)最初のタスクは、開発コード、目的、及びソルバを選択することによってシミュレーションモデルを記述することである。ユーザはまた、記述情報を入力し、作成ボタンをクリックすることによってプロセスを開始する。
2)シミュレーション部品リストを得る:WBBアシスタントは、利用可能なセクション及びゾーンについてVPMデータベースに問い合わせる。WBBアシスタントはこのデータを処理し、ドロップボックスを埋める。ユーザは、セクション、ゾーン、部品番号、又はそれらすべてを選択して、シミュレーションモデルに所望の構造部品リストを指定する。
3)シミュレーション部品を選択する:WBBアシスタントは検索された部品リストを表示する。作業を行うために、部品のラジオボタンをアクティブ化させて、追加ボタン、削除ボタン、又は伝搬ボタンをクリックする。シミュレーションモデルに含める部品を選択するには、部品番号の前にあるボックスをチェックする。
4)シミュレーション部品を追加する:部品が追加される場合、この画面を用いて必要な情報を供給する。
5)メッシュ特性を指定する:メッシュ特性を設定するには、部品のラジオボタンをアクティブに設定し、メッシュ仕様をクリックする。これは、デフォルト値、たとえば、CATIA材料を許容できない場合のみ必要である。この画面を用いて、デフォルトメッシュ仕様が変更されるか、又は非標準メッシュタイプが選択される。サイズ、タイプ、材料、及び厚さは、部品リストからデフォルト値が得られる。
6)メッシュファイルを作成する:メッシュを作成するには、部品のラジオボタンをアクティブに設定し、HM開始又はCATIA開始をクリックする。これにより、選択されたモデルがロードされた状態でHMセッション又はCATIAセッションが開かれる。メッシュ化に進み、次いでHM添付又はCATIA添付をクリックしてメッシュをデータベースに保存する。メッシング作業中、HMファイル又はCATIAファイルは、ローカルディスク又はDFSデータストレージに保存しておくことができる。
7)メッシュファイルを見つける:既存のメッシュファイルを添付するには、部品のラジオボタンをアクティブに設定し、メッシュファイル発見をクリックする。これを用いて、任意のアプリケーションで作成された任意のタイプのメッシュファイルを随時ロードすることができる。
8)メッシュファイルを選択する:ブラウズボタンをクリックして外部メッシュファイルを探索し、次いでメッシュファイル選択をクリックする。又は、探索基準を設定して、メッシュ照会ボタンをクリックし、WBB内にすでにある前のシミュレーションモデルからメッシュを探索する。照会が選択される場合、WBBアシスタントは基準に合うすべてのメッシュファイルを列挙する。使用するメッシュファイルの前にあるラジオボタンを設定し、メッシュファイル選択ボタンをクリックする。
9)メッシュファイルを添付する:必要であれば、設定を変更してメッシュファイル添付ボタンをクリックしてメッシュファイルを記憶する。
10)溶接特性を指定する:溶接特性を設定するには、部品のラジオボタンをアクティブに設定し、溶接仕様をクリックする。これは、デフォルト値を許容できない場合のみ必要である。この画面を用いて、デフォルトの溶接仕様が変更される。デフォルト値は、選択されるシミュレーションのタイプに基づく。
11)溶接ファイルを作成する:溶接ファイルを作成するには、部品のラジオボタンをアクティブに設定し、溶接ファイル作成をクリックする。これにより、バックグラウンドCATIAスクリプトが開始されて溶接ファイルが生成される。既存の溶接ファイルを編集するには、部品のラジオボタンをアクティブに設定し、溶接ファイル編集をクリックする。これにより、現在の溶接ファイルがロードされた状態でテキストエディタが開始される。
12)溶接ファイルを見つける:既存の溶接ファイルを添付するには、部品のラジオボタンをアクティブに設定し、溶接ファイル発見をクリックする。
13)溶接ファイルを選択する:ブラウズボタンをクリックして外部溶接ファイルを探索し、次いで溶接ファイル選択をクリックする。又は、探索基準を設定し、溶接照会ボタンをクリックし、WBB内にすでにある前のシミュレーションモデルから溶接ファイルを探索する。照会が選択される場合、WBBアシスタントは基準に合うすべての溶接ファイルを列挙する。使用する溶接ファイルの前にあるラジオボタンを設定し、溶接ファイル選択ボタンをクリックする。
14)溶接ファイルを添付する:必要であれば、設定を変更して溶接ファイル添付ボタンをクリックして溶接ファイルを記憶する。
B)シミュレーションモデルを組み立て、評価する:
15)構築する:アクティブ部品のラジオボタンを設定し、構築をクリックしてアクティブ部品及びその下にあるすべての下位部品を組み立て、溶接する。
16)組み立て/評価する:部品を選択し、部品検査をクリックしてHMにロードする。目視検査及びゼロタイムステップランを行う。組立体に伴ういずれの問題も修正する。部品保存をクリックしていずれの変更も保存する。注意:このようにして保存されるデータは、構築ボタンが次回この部品に対して選択されるときに上書きされる。部品更新をクリックして、元のメッシュ部品及び溶接ファイルに変更を保存する。
17)部品を添付する:部品添付をクリックして、個々のメッシュ部品に代えてHM部品ファイルを保存する。将来の構築コメントは部品メッシュを無視し、HM部品を代わりに使用する。
18)HMでの変更を検証する:部品更新機能は組立体を元の基本要素に分割する必要があるため、変更レベルにいくつかの制限がある。可能な変更としては、i)形状=>同じメッシュファイル、及びii)厚さ、材料=>メッシュタイプを変更するように促す、が挙げられる。無効な変更としては、部品コレクタ及び溶接の追加、削除、名前変更が挙げられる。
Claims (4)
- 設計工程の最初から設計工程の終了まで、機械組立体のシミュレーションされたホワイトボディを用いた前記機械組立体の仮想の組み立て、仮想の試験、及びその後の設計の改良によって前記機械組立体の設計を改良するための連続ループデータライブラリシステムにおいて、
機械組立体の評価が完了すると、シミュレーションされたホワイトボディの新たなデータの記録を含めることによって更新される、断続的に更新される中央ライブラリデータベースを含み、前記中央ライブラリデータベースは、所定の組立体に関する、部品データ、CADデータ、メッシュデータ、部品接続データ、部品組立データ、部品在庫データ及び組立評価データの選択可能なリストのメニューを含んでおり、
前記中央ライブラリデータベースは、所定のホワイトボディの設計、組立及びシミュレーション特性の個別のカテゴリに関連するシミュレーションモデル情報の個々のソースを含んでおり、前記情報ソースは、企業おける設計グループ、組立グループ及びシミュレーション試験グループのそれぞれのグループのメンバーが機械組立体の開発に関わる設計、組立及びシミュレーション機能に別個に関わっている、該設計グループ、該組立グループ及び該シミュレーション試験グループに個別にアクセス可能であり、
当該データライブラリシステムは、複数のワークステーションを含み、前記複数のワークステーションのそれぞれは、前記中央ライブラリデータベースから離れて配置され、前記複数のワークステーションは、前記中央ライブラリデータベースをハブとするスポークネットワークによって前記中央ライブラリデータベースと相互接続され、前記複数のワークステーションは、開発中の機械組立体の設計、組立及びシミュレーション試験に対して責務を有する別個の設計グループ、組立グループ及びシミュレーション試験グループの個々のメンバーによって独自にアクセス可能であり、
当該データライブラリシステムは、企業の設計タスクグループ、組立タスクグループ及びシミュレーション試験のタスクグループのメンバーに対して、仮想の組み立て、仮想の試験、又はその後の改良がなされるべき所定の機械組立体に関するデータファイルを選択させるためのメニューを含み、
前記メニューは各ワークステーションにおいてアクセス可能であって、企業における設計、組立及びシミュレーショングループ機能のいずれかとメンバーとの関連に従い、前記ライブラリへのタスクグループのメンバーのアクセスは制限され、
前記メニューは、
1)部品を選択し、前記選択された部品に関するデータファイルを前記ライブラリから取得すること、
2)前記選択された部品および前記選択された部品の特性と、機械組立体とを関連付けること、
3)互いに結合すべき部品の接続に関連付けられたデータファイルを、前記ライブラリから選択し、取得すること、
4)組立体メッシュを提供するために、メッシュプロセスを通して、前記関連付けられた部品を処理すること、
5)組立体メッシュに関連付けられたデータを前記ライブラリデータベースに保存すること、
6)前記ライブラリデータベースから取得した組立体メッシュデータを用いて、ホワイトボディモデルを構築すること、
7)前記モデルを、前記データベースに保存し、その後の改良、並びにシミュレーション試験に用いるために、コンピュータシミュレーションフォーマットデータレコードに変換すること、該コンピュータシミュレーションフォーマットデータレコードは、異なる材料を区別するために、前記メッシュ化された部品に対する材料特性を含んでおり、
8)前記ライブラリデータベースからホワイトボディモデルのためのコンピュータシミュレーションフォーマットデータレコードを選択し、衝突の影響、耐久性、ノイズのうちの一つまたは複数を含む該モデルの仮想のシミュレーションを実行すること、
9)前記機械組立体の設計の改良に使用するために、前記シミュレーション試験の結果を前記設計グループのメンバーが取り出すことができるように、前記シミュレーションの結果のデータレコードを前記ライブラリデータベースに記憶すること、
から成る前記1)から9)のタスクを行うための選択可能なオプションを含み、
a)評価されたシミュレーションホワイトボディモデル組立体の逐次的なデータファイルは、前記ライブラリにおけるシミュレーションされたモデル組立体の従前のバージョンと置き換えられ、
b)シミュレーションされた機械組立体モデルに対して改良が行われると、前記データファイルは連続したループシーケンスの中に保存され、その結果、前記設計グループ、組立グループ及びシミュレーション試験グループのメンバーによる、組立体の設計、試験、改良のいずれの段階における変更も保存され、
c)関連するタスクグループの少なくとも一人のメンバーが、次の使用のために選択することよって前記データファイルにアクセスできるように、シミュレーションされた機械組立体モデルの前記データファイルは前記データベースに保持されるシステム。 - 前記ライブラリデータベースにおける選択可能なデータファイルのメニューは、溶接、接着、ボルト、シーラー、接着剤、ピン継手及び玉継手の接続に関連付けられたデータを含む請求項1に記載のシステム。
- 前記モデルの仮想のシミュレーションが実行される前に、前記メッシュにおける不備が見つけ出され、修正されるように構成される請求項1に記載のシステム。
- 前記ホワイトボディモデルのシミュレーションの結果が承認されると、シミュレーションされた前記組立体は前記ライブラリにおいて最終設計として決定されるように構成される請求項1に記載のシステム。
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