JP5861758B1 - 構造体モデルにおける接合部表示装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
Description
自動車の車体は薄板部品で構成されており、これらの薄板部品を主にスポット溶接により接合することでモノコック構造の車体が形成される。このため、CAE解析に用いる構造体モデルでは、薄板部品のみならず接合部もモデル化し、一台の車体としての各種特性をコンピュータ上にて予測・評価することが可能となっている。
前記構造体モデルで2つの部品が接合されている全ての部品組みを特定し、該部品組み毎に部品組みに含まれる全ての接合要素を抽出する部品組み接合要素抽出ステップと、
前記部品組みに含まれる各接合要素について、該接合要素と同じ部品組みに含まれる他の接合要素との接合要素間距離を部品組み毎に求める接合要素間距離演算ステップと、
前記接合要素間距離演算ステップによって部品組み毎の接合要素について求めた前記接合要素間距離の中から最小の接合要素間距離を選出し、これを前記接合要素の最小接合間隔と決定する接合間隔決定ステップと、
前記接合間隔決定ステップで得られた最小接合間隔のうち所定の範囲の最小接合間隔を有する接合要素を選択する接合要素選択ステップと、
選択された前記接合要素を構造体モデル上に視覚的に表示する接合要素表示ステップとを含むことを特徴とするものである。
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
まず、主に図1に示すブロック図に基づいて、構造体モデルにおける接合部表示装置1(以下、単に「接合部表示装置」という)の構成について説明する。
また、演算処理部13には、モニター3と入力装置5と記憶装置7及び作業用データメモリ11が接続され、演算処理部13の指令によって各機能を行う。
モニター3は構造体モデルの接合部等の表示等に用いられ、液晶モニター等で構成される。
入力装置5は構造体モデルファイル9の表示指示、操作者による計算条件の入力等に用いられ、キーボードやマウス等で構成される。
記憶装置7は、ファイルの記憶等に用いられ、ハードディスク等で構成される。記憶装置7には、少なくとも、構造体モデル等の各種の情報が格納される。
構造体モデルファイル9は、構造体モデルを構成する複数の部品を表す要素、部品同士の接合部を表す接合要素、部品同士の組み合わせを表す剛体要素等の情報を含むファイルである。構造体モデルをモニター3に表示した一例を図4に示す。部品の接合部を表す接合要素は図4において黒点で示されている。構造体モデルは、図4に示す車体(ボディ)の場合、車体は主に薄鋼板によって形成されることから、車体モデル41における部品43は平面要素によって構成される。ただし、比較的厚さのある部品は、構造体モデルにおいては立体要素で構成される。
作業用データメモリ11は、演算処理部13で使用するデータの一時保存や演算等に用いられ、RAM等で構成される。
演算処理部13は、PC等のCPUによって構成され、以下に説明する各部はCPUが所定のプログラムを実行することによって実現される。
演算処理部13は、構造体モデルにおいて接合されている部品組み毎に接合要素を抽出する部品組み接合要素抽出部15と、部品組み毎に所定の接合要素と他の接合要素との距離を計算する接合要素間距離演算部17と、部品組み毎に所定の接合要素と他の接合要素との距離の中から最小値を求め、該最小値をその接合要素に対する接合間隔とする接合間隔決定部19とを備えている。
説明にあたって、図2に示すような、部品A、B及びCが接合要素W1〜W7で接合されている構造体モデル31を例に挙げる。図2において、複数部品が接合されている部品組みにおける接合要素は立体要素としている。また、図2において部品A、B及びCは平面要素を用いて表しているが、立体要素、又は平面要素と立体要素を組み合わせたものを用いても良い。
部品組み接合要素抽出部15は、2つの部品が接合されている全ての部品組みを特定し、該部品組み毎に部品組みに含まれる全ての接合要素を抽出する。例えば、図2に示す構造体モデル31においては、部品Aと部品Bの部品組みの接合要素35はW1〜W5であり、部品Bと部品Cの部品組みの接合要素35としてはW6、W7が抽出される。
接合間距離演算部17は、部品組み接合要素抽出部15で特定された部品組みに含まれる各接合要素について、該接合要素と同じ部品組みに含まれる他の接合要素との接合要素間距離を部品組み毎に求める。接合要素間の距離は、接合要素の節点座標から算出される接合要素の代表点37の座標値を用いて計算する。例えば、図2に示す構造体モデル31においては、部品AとBの部品組みの接合要素W1と他の接合要素W2〜W5との距離L1〜L4を、各接合要素の代表点の座標値から計算する。
接合間隔決定部19は、接合要素間距離演算部17で各接合要素について求めた接合要素間距離の中から最小の接合要素間距離を選出し、これを前記各接合要素の最小接合間隔として決定する。図2に示す構造体モデル31において、接合要素W1の最小接合間隔は接合要素W1と他の接合要素W2〜W5との距離L1〜L4のうち、最小値であるL1となる。このとき、W1が接合している部品組みをW6が接合している部品組みと分けて2部品とすることで、異なる部品組みでは接合間隔を求めないことから、鋼板部品が3枚打ちされて接合要素W1と同位置の接合部にある接合要素W6との距離LDをW1の最小接合間隔として誤認識するのを防止する。
接合要素選択部21は、接合間隔決定部19において各接合要素に対して付与された最小接合間隔のうち、所定の範囲の最小接合間隔を有する接合要素を選択し、該接合要素の識別番号を一時保存する。
接合要素表示部23は、前記接合要素選択部21にて選択され、一時保存された接合要素の識別番号に基づいて、該接合要素を構造体モデル上に点等として表示させる指示をモニター3に送る。
実験は、構造体モデルとして図4に示す車体モデル41を対象とし、該車体モデルにおける各接合要素45の最小接合間隔を求め、その最小接合間隔の所定の範囲毎に、接合要素数および接合要素位置を車体モデル41上に表示するというものである。なお、接合要素数について、一つの溶接部で3つ以上の部品を接合する場合、部品組み毎に別々の接合要素として扱うため、接合要素数は重複して算出される。
図10〜14は、比較例として、接合間隔が0-20mm(0mm<L≦20mm)、同様に20-30mm、30-50mm、50-100mm及び100-200mmの範囲にある接合要素45を表示した結果である。
さらに、発明例及び比較例において各接合間隔における接合要素数をまとめたものを表1に示す。
3 モニター
5 入力装置
7 記憶装置
9 構造体モデルファイル
11 作業用データメモリ
13 演算処理部
15 部分組み接合要素抽出部
17 接合要素間距離演算部
19 接合間隔決定部
21 接合要素選択部
23 接合要素表示部
31 構造体モデル
35 接合要素(構造体モデル31)
37 代表点
41 車体モデル
43 部品
45 接合要素(車体モデル41)
Claims (4)
- 部品を構成する平面要素及び/又は立体要素と部品同士の接合部を構成する接合要素を備えてなる構造体モデルにおける接合部表示装置であって、
前記構造体モデルで2つの部品が接合されている全ての部品組みを特定し、該部品組み毎に部品組みに含まれる全ての接合要素を抽出する部品組み接合要素抽出部と、
前記部品組みに含まれる各接合要素について、該接合要素と同じ部品組みに含まれる他の接合要素との接合要素間距離を部品組み毎に求める接合要素間距離演算部と、
前記接合要素間距離演算部によって部品組み毎の各接合要素について求めた前記接合要素間距離の中から最小の接合要素間距離を選出し、これを前記接合要素の最小接合間隔と決定する接合間隔決定部と、
前記接合間隔決定部で得られた最小接合間隔のうち所定の範囲の最小接合間隔を有する接合要素を選択する接合要素選択部と、
選択された前記接合要素を構造体モデル上に視覚的に表示する接合要素表示部と
を備えたことを特徴とする構造体モデルにおける接合部表示装置。 - 前記接合要素間距離演算部は、同じ部品組み毎の各接合要素について、該接合要素と同じ部品組みに含まれる全ての他の接合要素との接合要素間距離を同じ部品組みの中で総当たりで演算することを特徴とする請求項1に記載の構造体モデルにおける接合部表示装置。
- 部品を構成する平面要素及び/又は立体要素と部品同士の接合部を構成する接合要素を備えてなる構造体モデルにおける接合部表示方法であって、以下のステップをコンピュータが行うものであり、
前記構造体モデルで2つの部品が接合されている全ての部品組みを特定し、該部品組み毎に部品組みに含まれる全ての接合要素を抽出する部品組み接合要素抽出ステップと、
前記部品組みに含まれる各接合要素について、該接合要素と同じ部品組みに含まれる他の接合要素との接合要素間距離を部品組み毎に求める接合要素間距離演算ステップと、
前記接合要素間距離演算ステップによって部品組み毎の接合要素について求めた前記接合要素間距離の中から最小の接合要素間距離を選出し、これを前記接合要素の最小接合間隔と決定する接合間隔決定ステップと、
前記接合間隔決定ステップで得られた最小接合間隔のうち所定の範囲の最小接合間隔を有する接合要素を選択する接合要素選択ステップと、
選択された前記接合要素を構造体モデル上に視覚的に表示する接合要素表示ステップとを含むことを特徴とする構造体モデルにおける接合部表示方法。 - 前記接合要素間距離演算ステップは、同じ部品組み毎の各接合要素について、該接合要素と同じ部品組みに含まれる全ての他の接合要素との接合要素間距離を同じ部品組みの中で総当たりで演算することを特徴とする請求項3に記載の構造体モデルにおける接合部表示方法。
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