JP7013248B2 - Fitting part analysis model creation method, fitting part analysis model creation device, program, and analysis model creation method - Google Patents
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本発明は、有限要素解析において、モデルの嵌合部で発生するメッシュの干渉を抑制するための技術に関する。 The present invention relates to a technique for suppressing mesh interference generated at a fitting portion of a model in finite element analysis.
CAE(Computer Aided Engineering)によるモデル解析において、ネジ、ビス等の部品で接続される嵌合部で、部品毎のメッシュサイズが異なる場合やメッシュの位置関係等によってはメッシュの干渉が発生する場合がある。そして、このメッシュの干渉が発生している状態で計算処理を実行すると、実際とは大きく異なる解析結果が得られたり、計算処理がエラーにより中断したりする等の問題が生じる。 In model analysis by CAE (Computer Aided Engineering), mesh interference may occur when the mesh size of each part is different or the mesh position is different at the fitting part connected by parts such as screws and screws. be. Then, if the calculation process is executed in a state where the interference of the mesh is generated, problems such as obtaining an analysis result significantly different from the actual one or interrupting the calculation process due to an error occur.
そのため、計算処理を実行する前に、メッシュの干渉が発生していないかチェックし、メッシュの干渉が発生しないようにメッシュを修正する必要がある。但し、これには、例えば、解析モデルの規模が大きい場合、解析モデル内に嵌合部が多数含まれるため、その全てをチェックするには膨大な工数を要するという課題があった。 Therefore, before executing the calculation process, it is necessary to check whether the mesh interferes and correct the mesh so that the mesh interference does not occur. However, this has a problem that, for example, when the scale of the analysis model is large, a large number of fitting portions are included in the analysis model, and therefore a huge number of man-hours are required to check all of them.
そこで、このような課題に対応するため、メッシュの干渉が発生する可能性のある嵌合部を自動的にチェックし、嵌合部においてメッシュの干渉が発生しないように、メッシュを修正する技術が提案されている(特許文献1)。この特許文献1の技術は、具体的には、解析モデル内からネジとネジ穴部を抽出し、それらを予め用意した干渉のないメッシュに置き換えるものである。
Therefore, in order to deal with such problems, a technique for automatically checking the fitting part where mesh interference may occur and modifying the mesh so that the mesh interference does not occur in the fitting part is available. It has been proposed (Patent Document 1). Specifically, the technique of
しかしながら、嵌合部は、実際、カシメ軸が十字であったり、穴が長丸穴であったりと、様々な形状を取り得るため、特許文献1の技術では、あらゆる形状に対して予めメッシュを用意しておかなければならない。また、モデルの形状に対して、どのメッシュを使用すればよいかを自動的に判別することも困難である。
However, since the fitting portion can actually take various shapes such as a cross-shaped caulking shaft and an oblong hole, the technique of
本発明は、これらの問題に鑑みてなされたものであって、モデルの嵌合部に対応するメッシュを予め用意することなく、干渉を抑制したメッシュを自動的に作成することである。 The present invention has been made in view of these problems, and is to automatically create a mesh in which interference is suppressed without preparing a mesh corresponding to the fitting portion of the model in advance.
上記目的を達成するために、本発明の嵌合部解析モデル作成方法は、3次元モデルに含まれる凹曲面と凸曲面の位置関係から、凹曲面により構成される穴に凸曲面により構成される軸を嵌合する嵌合部を抽出する嵌合部抽出ステップと、前記嵌合部の幾何情報及び位置情報に基づいて、前記軸を構成する凸曲面をモデル化したときのメッシュが前記穴を構成する凹曲面をモデル化したときのメッシュに貫入する量が許容貫入量以下になるように、メッシュ分割数を算出するメッシュ分割数算出ステップと、前記穴を構成する凹曲面と前記軸を構成する凸曲面の各々に関して、前記算出したメッシュ分割数に基づいて分割した領域に、多面体メッシュを割り当てることで、前記嵌合部におけるメッシュを作成するメッシュ作成ステップとを含むことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the fitting part analysis model creation method of the present invention is configured by a convex curved surface in a hole formed by the concave curved surface based on the positional relationship between the concave curved surface and the convex curved surface included in the three-dimensional model. The fitting part extraction step for extracting the fitting part for fitting the shaft, and the mesh when the convex curved surface constituting the shaft is modeled based on the geometric information and the position information of the fitting part make the hole. The mesh division number calculation step for calculating the number of mesh divisions, the concave curved surface constituting the hole, and the axis are configured so that the amount of penetration into the mesh when the concave curved surface to be constructed is modeled is equal to or less than the allowable penetration amount. It is characterized by including a mesh creating step of creating a mesh in the fitting portion by allocating a polyhedral mesh to a region divided based on the calculated number of mesh divisions for each of the convex curved surfaces.
本発明によれば、モデルの嵌合部に対応するメッシュを予め用意することなく、干渉を抑制したメッシュを自動的に作成することができる。 According to the present invention, it is possible to automatically create a mesh that suppresses interference without preparing a mesh corresponding to the fitting portion of the model in advance.
以下、本発明の好適な実施の形態に関して、添付図面を参照しながら、詳細に説明する。なお、以下の実施形態は、本発明を限定するものではなく、本実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の解決手段に必須のものとは限らない。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be noted that the following embodiments do not limit the present invention, and not all combinations of features described in the present embodiment are essential for the means for solving the present invention.
最初に、解析モデル作成装置の構成について、図1を用いて説明する。図1は、解析モデル作成装置の構成を概略的に示すブロック図である。なお、図1に示す解析モデル作成装置は、PC(Personal Computer)に解析モデル作成用のプログラムをインストールすることで、構成することができる。また、解析モデル作成装置は、嵌合部においてメッシュを作成するための嵌合部解析モデル作成装置としても機能する。 First, the configuration of the analysis model creation device will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram schematically showing the configuration of an analysis model creation device. The analysis model creation device shown in FIG. 1 can be configured by installing a program for creating an analysis model on a PC (Personal Computer). The analysis model creating device also functions as a fitting portion analysis model creating device for creating a mesh in the fitting portion.
図1に示されるように、解析モデル作成装置1は、演算処理部10、記憶部20、入力制御部30、出力制御部40を備え、解析モデル作成装置1には、入力装置50と出力装置60が各々、接続される。
As shown in FIG. 1, the analysis
演算処理部10は、CPU(Central Processing Unit)を備え、解析モデル(嵌合部モデル)作成用のプログラム等のソフトウエアに基づいて、各種演算処理を実行する。なお、演算処理部10は、後述の処理内容に関連して、例えば、嵌合部抽出手段、メッシュ分割数算出手段、メッシュ作成手段として機能する。
The
記憶部20は、HDD(Hard Disk Drive)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)等の記憶装置から構成される。記憶部20は、演算処理部10に関わるソフトウエア(プログラム)、及び処理対象であるCAD(Computer-Aided Design)モデル等に関する情報を記憶する。
The
入力制御部30は、キーボードやマウス等の入力装置50からの操作(入力)情報を制御し、それらの情報を必要に応じて、演算処理部10に伝達する。出力制御部40は、液晶ディスプレイ、CRT(Cathode Ray Tube)、プラズマディスプレイ等の出力装置60への画面出力を制御する。具体的には、出力制御部40は、演算処理部10により送信された情報に基づいて構成した画像情報(例えば、文字情報、静止画情報、動画情報等)を、出力装置60において表示可能な形式に変換する。
The
以下、この図1に示す解析モデル作成装置1を用いて、解析モデル(特に、解析モデルの嵌合部)において、メッシュを作成する処理について説明する。なお、解析モデル作成処理で扱う3次元モデル情報は、部品の形状情報のリストを含み、さらに、部品の形状情報は、各々、その部品を構成する形状要素である面、稜線、頂点等の幾何情報、及び各形状要素間の隣接関係を示す位置情報を含む。また、形状要素の各々には、その形状要素を識別するために一意のラベルが付与されており、加えて、面と稜線及び稜線と頂点等の隣接関係を示す位相情報には、形状要素のラベルの組のリストが含まれる。
Hereinafter, the process of creating a mesh in the analysis model (particularly, the fitting portion of the analysis model) using the analysis
次に、図2のフローチャートを用いて、解析モデル作成装置における解析モデル作成処理の手順を説明する。ステップS10において、演算処理部10は、解析対象より、嵌合部の穴を構成する凹曲面と軸を構成する凸曲面のペア(即ち、嵌合部)を全て検索する。即ち、演算処理部10は、嵌合部抽出処理を実行する。
Next, the procedure of the analysis model creation process in the analysis model creation device will be described with reference to the flowchart of FIG. In step S10, the
具体的には、ステップS10において、凹曲面と凸曲面の間(面間)の距離が、ユーザにより設定された所定の閾値以内となるような凹曲面と凸曲面のペアを検索する。なお、面間の距離に関する所定の閾値は、図1の入力装置50においてユーザにより入力され、入力制御部30、演算処理部10を介して記憶部20に記憶される。
Specifically, in step S10, a pair of concave curved surface and convex curved surface is searched so that the distance between the concave curved surface and the convex curved surface (between faces) is within a predetermined threshold value set by the user. A predetermined threshold value regarding the distance between the surfaces is input by the user in the
演算処理部10は、嵌合部を検索すると(S10)、嵌合部とそれ以外の部分を切り分け、その後の処理を分岐させる。具体的には、嵌合部に関してステップS20、S30の処理を、また、嵌合部以外の部分に関してステップS40の処理を実行する。
When the
ステップS20において、ステップS10で検索した凹曲面と凸曲面のペア(即ち、嵌合部)の各々について、その凹曲面と凸曲面の幾何情報から、曲面上に作成したメッシュの貫入量の最悪値が許容貫入量以下となるように、メッシュ分割数を算出する。即ち、演算処理部10は、メッシュ分割数算出処理を実行する。なお、許容貫入量は、図1の入力装置50においてユーザにより入力され、入力制御部30、演算処理部10を介して記憶部20に記憶される。以下、図3を用いて、メッシュ分割数の算出に関して、説明を補足する。
In step S20, for each of the pair (that is, the fitting portion) of the concave curved surface and the convex curved surface searched in step S10, the worst value of the penetration amount of the mesh created on the curved surface from the geometric information of the concave curved surface and the convex curved surface. The number of mesh divisions is calculated so that is less than or equal to the allowable penetration amount. That is, the
図3は、貫入量とメッシュ分割数の関係を説明するための図である。図3では、凹曲面と凸曲面が共に中心軸を同じにする場合であって、凹曲面と凸曲面をモデル化したときに、軸に内接する多面体メッシュ(多角形)が嵌合部の穴に内接する多面体メッシュに貫入している状態を示している。そして、この場合、必要となるメッシュ分割数は、許容貫入量をε、穴の弧長をlh、穴の半径をrh、軸の半径をrsとすると、例えば、下式により算出される。 FIG. 3 is a diagram for explaining the relationship between the penetration amount and the number of mesh divisions. In FIG. 3, both the concave curved surface and the convex curved surface have the same central axis, and when the concave curved surface and the convex curved surface are modeled, the polyhedral mesh (polygon) inscribed in the axis is a hole in the fitting portion. It shows the state of penetrating into the polyhedral mesh inscribed in. In this case, the required number of mesh divisions is calculated by, for example, the following equation, where the allowable penetration amount is ε, the hole arc length is l h , the hole radius is rh , and the axis radius is r s . The radius.
なお、メッシュの貫入量の最悪値は、軸に内接する多面体メッシュと嵌合部の穴に内接する多面体メッシュの位置関係において、軸に内接する多面体メッシュが嵌合部の穴に内接する多面体メッシュに最も貫入している状態の貫入量として示される。また、上述では凹曲面の中心軸と凸曲面の中心軸が共に同じであることを前提に説明したが、凹曲面の中心軸と凸曲面の中心軸がずれている場合には、例えば、軸の半径rsに軸のずれ量を加算することにより、メッシュ分割数を算出してもよい。加えて、上式を用いて算出したメッシュ分割数を一定倍し、その一定倍した値をメッシュ分割数として変更し、その後の処理を実行することもできる。但し、この場合、作成(生成)されるメッシュが小さくなりすぎるのを防止するために、メッシュ分割数を、ユーザにより設定された所定の上限値より大きくならないように、決定することもできる。 The worst value of the penetration amount of the mesh is the polyhedral mesh inscribed in the shaft and the polyhedral mesh inscribed in the hole of the fitting portion in the positional relationship between the polyhedral mesh inscribed in the shaft and the polyhedral mesh inscribed in the hole of the fitting portion. It is shown as the amount of penetration in the most intrusive state. Further, in the above description, it is assumed that the central axis of the concave curved surface and the central axis of the convex curved surface are the same, but when the central axis of the concave curved surface and the central axis of the convex curved surface are deviated from each other, for example, the axis. The number of mesh divisions may be calculated by adding the amount of deviation of the axis to the radius r s of. In addition, it is also possible to multiply the number of mesh divisions calculated by using the above equation by a certain amount, change the value obtained by multiplying the number by a certain amount as the number of mesh divisions, and execute the subsequent processing. However, in this case, in order to prevent the mesh to be created (generated) from becoming too small, the number of mesh divisions can be determined so as not to be larger than a predetermined upper limit set by the user.
その他、凹曲面又は凸曲面の少なくともどちらか一方が円筒面以外の自由曲面等から成る場合には、自由曲面を小区間に分割し、その分割した小区間の各々について円筒面に近似し、さらに、上式を用いてメッシュ分割数を算出し、その最大値を用いてもよい。但し、この場合も、上述と同様に、作成されるメッシュが小さくなりすぎるのを防止するために、メッシュ分割数を、ユーザにより設定された所定の上限値より大きくならないように、決定することもできる。 In addition, when at least one of the concave curved surface and the convex curved surface is composed of a free curved surface other than the cylindrical surface, the free curved surface is divided into subsections, and each of the divided subsections is approximated to a cylindrical surface. , The number of mesh divisions may be calculated using the above equation, and the maximum value thereof may be used. However, in this case as well, in order to prevent the created mesh from becoming too small, the number of mesh divisions may be determined so as not to be larger than a predetermined upper limit set by the user. can.
ステップS30において、ステップS10で検索した凹曲面と凸曲面のペア(即ち、嵌合部)の各々について、その凹曲面と凸曲面の曲面上に、ステップS20で算出(決定)したメッシュ分割数に基づいて、メッシュを作成する。以下、図2のステップS30における処理に関して、図4のフローチャートに示される嵌合部におけるメッシュの作成処理の詳細な手順と、図5の概略モデルを用いた嵌合部におけるメッシュ作成処理の適用例を用いて、説明を補足する。 In step S30, for each of the pair (that is, the fitting portion) of the concave curved surface and the convex curved surface searched in step S10, the number of mesh divisions calculated (determined) in step S20 is calculated on the curved surface of the concave curved surface and the convex curved surface. Create a mesh based on it. Hereinafter, regarding the process in step S30 of FIG. 2, a detailed procedure of the mesh creation process in the fitting portion shown in the flowchart of FIG. 4 and an application example of the mesh creation process in the fitting portion using the schematic model of FIG. Is used to supplement the explanation.
嵌合部におけるメッシュの作成処理として、図4のステップS31において、演算処理部10は、図2のステップS20でメッシュ分割数が算出された凹曲面と凸曲面のペアのうち、いずれか1つの凹曲面と凸曲面のペアを選択する。次に、ステップS32において、その選択された凹曲面と凸曲面のペアにおける凹曲面と凸曲面の中心軸を推定し、さらに、図5(a)に示されるように、その推定した中心軸に基づいて、共通(同一)の単位円筒面を生成する。なお、中心軸の推定は、例えば、凹曲面又は凸曲面上において複数の任意な点を抽出し、それらの点からの距離が最小となる円筒面の中心軸を求めることで、推定することができる。
As a mesh creation process in the fitting portion, in step S31 of FIG. 4, the
ステップS33において、ステップS32で作成した単位円筒面上に、ステップS31で選択した凹曲面と凸曲面のペア(即ち、凹曲面と凸曲面の各々)を投影し、図5(b)に示されるように、凹曲面と凸曲面が交差する領域を求める。即ち、演算処理部10は、交差領域算出処理を実行する。
In step S33, a pair of a concave curved surface and a convex curved surface (that is, each of the concave curved surface and the convex curved surface) selected in step S31 is projected onto the unit cylindrical surface created in step S32, and is shown in FIG. 5 (b). Thus, the region where the concave curved surface and the convex curved surface intersect is obtained. That is, the
ステップS34において、図5(c)に示されるように、ステップS33で求めた交差領域において、図2のステップ20で算出したメッシュ分割数に基づいて、格子を作成する(即ち、格子状に分割する)。即ち、演算処理部10は、格子分割処理を実行する。次に、ステップS35において、図5(d)に示されるように、単位円筒面上の格子を凹曲面と凸曲面に再度投影し、その格子の格子点上に多面体メッシュの節点が割り当てられるように、凹曲面と凸曲面の各々にメッシュを作成する。即ち、演算処理部10は、節点割当処理を実行する。なお、図5(d)は、軸(即ち、凸曲面)に対して、単位円筒面上の格子を再度投影した図として示される。
In step S34, as shown in FIG. 5C, a grid is created (that is, divided into grids) based on the number of mesh divisions calculated in
そして、ステップS36において、図2のステップS10で検索した凹曲面と凸曲面のペアの全てに対して、以上のステップS32からS35までの処理を実行したか否かを判定する(即ち、メッシュを作成したか否かを判定する)。判定の結果、未だ処理がなされていない凹曲面と凸曲面のペアがあれば(S36 No)、演算処理部10は、処理をステップS31に返し、未だ処理がなされていない凹曲面と凸曲面のペアのうち、いずれか1つの凹曲面と凸曲面のペアを選択する。その後、同様に、ステップS32からS35までの処理を実行することで、嵌合部の穴を構成する凹曲面と軸を構成する凸曲面のペアの全てに関して、メッシュを作成する。即ち、図2のステップ10で検索(抽出)された嵌合部に関して、メッシュを作成する。
Then, in step S36, it is determined whether or not the above processes from steps S32 to S35 have been executed for all the pairs of the concave curved surface and the convex curved surface searched in step S10 of FIG. 2 (that is, the mesh is formed). Determine if it was created). As a result of the determination, if there is a pair of a concave curved surface and a convex curved surface that has not been processed yet (S36 No), the
ここで、図2に戻り、解析モデルのうち、嵌合部以外の部分に関して、既知(周知)の任意のメッシュ作成方法を用いることで、嵌合部以外の部分のメッシュを作成する(S40)。そして、ステップS30の処理及びステップS40の処理が完了すると、ステップS50の処理を実行する。ステップS50において、作成されたメッシュを繋ぎ合わせ(即ち、メッシュ接続処理を実行し)、解析モデル全体のメッシュを作成することで、有限要素解析に用いることのできるメッシュを完成させる。 Here, returning to FIG. 2, the mesh of the portion other than the fitting portion is created by using an arbitrary known (well-known) mesh creating method for the portion of the analysis model other than the fitting portion (S40). .. Then, when the processing of step S30 and the processing of step S40 are completed, the processing of step S50 is executed. In step S50, the created meshes are joined together (that is, the mesh connection process is executed) to create a mesh for the entire analysis model, thereby completing a mesh that can be used for finite element analysis.
なお、以上の処理は、上述のように、図1の演算処理部10により実行され、作成されたメッシュは記憶部20に記憶される。ユーザは、記憶部20に記憶されたメッシュを、出力装置60において確認することができる。また、上述のように、解析モデル作成装置1を嵌合部解析モデル作成装置として機能させる場合、図2のステップS10、S20、S30の処理を実行すればよい。この場合、嵌合部におけるメッシュが作成される。
As described above, the above processing is executed by the
補足として、市販のメッシュ作成ツール等を用いて、既にメッシュ(嵌合部におけるメッシュ)が作成された場合(状態)であっても、本発明を適用することができる。この場合、具体的には、先ず、上述の図2のステップS20、S30の処理に従って、既存のメッシュが作成された嵌合部に相当する部分において、嵌合部の干渉を抑制するメッシュ分割数を算出し、算出されたメッシュ分割数でメッシュを作成する。即ち、算出されたメッシュ分割数に基づいて、嵌合部におけるメッシュを作成する(但し、この場合、軸を構成する凸曲面と穴を構成する凹曲面においてのみ、メッシュを作成してもよい)。次に、ステップS30で作成されたメッシュのうち、軸を構成する凸曲面と穴を構成する凹曲面におけるメッシュを、既存のメッシュ(正確には、既存のメッシュのうち、軸を構成する凸曲面と穴を構成する凹曲面におけるメッシュ以外のメッシュ)に接続する。これにより、演算処理部10は、メッシュを再作成する(即ち、メッシュ再作成処理を実行する)。
As a supplement, the present invention can be applied even when a mesh (mesh at the fitting portion) has already been created (state) using a commercially available mesh creating tool or the like. In this case, specifically, first, according to the process of steps S20 and S30 in FIG. 2, the number of mesh divisions that suppress the interference of the fitting portion in the portion corresponding to the fitting portion where the existing mesh is created. Is calculated, and a mesh is created with the calculated number of mesh divisions. That is, a mesh at the fitting portion is created based on the calculated number of mesh divisions (however, in this case, the mesh may be created only on the convex curved surface constituting the axis and the concave curved surface constituting the hole). .. Next, among the meshes created in step S30, the meshes on the convex curved surface constituting the axis and the concave curved surface constituting the hole are the existing meshes (to be exact, the convex curved surfaces constituting the axis among the existing meshes). And the mesh other than the mesh on the concave curved surface that constitutes the hole). As a result, the
また、以上のようにメッシュを接続する場合に、各種所定の条件が充足されると、品質の悪いメッシュが作成されたものと判定し、そのメッシュ、又は、そのメッシュ及びそのメッシュの周辺に位置するメッシュを局所的に修正する処理を実行することもできる。ここで、メッシュを局所的に修正する処理として、演算処理部10は、例えば、品質の悪いメッシュと、それに隣接するメッシュを結合する処理等を実行する。また、各種所定の条件として、例えば、スキュー角度、動的解析における時間ステップΔt、ヤコビアン値等がある。以下、これらの条件に関して、説明を補足する。
In addition, when connecting meshes as described above, if various predetermined conditions are satisfied, it is determined that a mesh of poor quality has been created, and the mesh is located in or around the mesh. It is also possible to execute a process of locally modifying the mesh to be used. Here, as a process of locally modifying the mesh, the
はじめに、スキュー角度(例えば、六面体メッシュにおけるスキュー角度)に関して、説明する。六面体メッシュの場合、六面体メッシュを構成する6つの四角形の各々に関して、スキュー角度を計算する。四角形のスキュー角度に関して、先ず、四角形の対向する辺の組み合わせの1つにおいて、一方の辺の中点から他方の辺の中点まで1つ目の線を引き、これをもう1つの対向する辺の組み合わせにおいても同様に実施し、2つ目の線を引く。次に、1つ目の線と2つ目の線の交点に対して、2つ目の線と垂直になるような3つ目の線を引く。さらに、1つ目の線と3つ目の線の間の角度をスキュー角度として取得する。そして、これらを、上述のように六面体メッシュを構成する6つの四角形の各々に関して実施し、その中で最も大きいスキュー角度を、六面体のスキュー角度として取得する。最後に、この取得したスキュー角度が所定の条件(角度範囲)を充足するか否かを判定し、充足する場合に、メッシュを修正する処理を実行する。 First, the skew angle (for example, the skew angle in a hexahedral mesh) will be described. For hexahedral meshes, the skew angle is calculated for each of the six quadrilaterals that make up the hexahedral mesh. Regarding the skew angle of the quadrangle, first, in one of the combinations of opposite sides of the quadrangle, draw the first line from the midpoint of one side to the midpoint of the other side, and draw this on the other opposite side. The same applies to the combination of, and a second line is drawn. Next, draw a third line perpendicular to the second line with respect to the intersection of the first line and the second line. Further, the angle between the first line and the third line is acquired as a skew angle. Then, these are carried out for each of the six quadrangles constituting the hexahedron mesh as described above, and the largest skew angle among them is acquired as the skew angle of the hexahedron. Finally, it is determined whether or not the acquired skew angle satisfies a predetermined condition (angle range), and if it is satisfied, a process of modifying the mesh is executed.
次に、動的解析における時間ステップΔtに関して、説明する。動的解析における時間ステップΔtは、要素(多面体メッシュを構成する面)の代表長さをl、要素内を伝搬する応力波速度をcとして、例えば、下式により算出される。なお、演算処理部10は、シミュレーション時間の単位ステップよりも動的解析における時間ステップΔtが短ければ、メッシュを修正する処理を実行する。
Next, the time step Δt in the dynamic analysis will be described. The time step Δt in the dynamic analysis is calculated by, for example, the following equation, where l is the representative length of the element (the surface constituting the polyhedral mesh) and c is the stress wave velocity propagating in the element. If the time step Δt in the dynamic analysis is shorter than the unit step of the simulation time, the
ここで、各要素の代表長さに関して、四面体メッシュを用いて、説明を補足する。四面体メッシュの場合、先ず、四面体メッシュの4つの節点の各々に関して、その節点から、その節点と対向する面までの最短距離を計算する。次に、その計算された最短距離の中で、最も短い最短距離を、その要素の代表長さとして取得する。 Here, the description of the representative length of each element is supplemented by using a tetrahedral mesh. In the case of a tetrahedral mesh, first, for each of the four nodes of the tetrahedral mesh, the shortest distance from that node to the surface facing the node is calculated. Next, the shortest shortest distance calculated is obtained as the representative length of the element.
最後に、ヤコビアン値は、要素の理想的な形状からの逸脱の度合いとして示され、例えば、ヤコビアン値として0.0から1.0までの範囲をとる場合、理想的な形状を示す1.0からどの程度、離れているか否かを判定する。そして、1.0より離れていれば(即ち、所定の閾値以下であれば)、メッシュを修正する処理を実行する。 Finally, the Jacobian value is expressed as the degree of deviation from the ideal shape of the element, for example, when the Jacobian value ranges from 0.0 to 1.0, it indicates the ideal shape of 1.0. Determine how far away from. Then, if it is more than 1.0 (that is, if it is equal to or less than a predetermined threshold value), the process of modifying the mesh is executed.
以上、各種所定の条件と、その条件を充足しない場合の対応(即ち、メッシュの修正)に関して説明したが、これらに関して、嵌合部におけるメッシュの再作成以外に、図2のステップS50の接続処理に関しても、同様に適用することができる。その他、上述の説明において、曲面という用語を用いたが、曲面には、平面、平面を複数、組み合わせたもの、平面と曲面を組み合わせたものも含むものとする。 The various predetermined conditions and the measures to be taken when the conditions are not satisfied (that is, the modification of the mesh) have been described above. Regarding these, in addition to the re-creation of the mesh at the fitting portion, the connection process in step S50 of FIG. The same can be applied to the above. In addition, although the term curved surface is used in the above description, the curved surface includes a plane, a combination of a plurality of planes, and a combination of a plane and a curved surface.
[その他の実施形態]
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
[Other embodiments]
The present invention supplies a program that realizes one or more functions of the above-described embodiment to a system or device via a network or storage medium, and one or more processors in the computer of the system or device reads and executes the program. It can also be realized by the processing to be performed. It can also be realized by a circuit (for example, ASIC) that realizes one or more functions.
10 演算処理部
20 記憶部
30 入力制御部
40 出力制御部
10
Claims (13)
前記嵌合部の幾何情報及び位置情報に基づいて、前記軸を構成する凸曲面をモデル化したときのメッシュが前記穴を構成する凹曲面をモデル化したときのメッシュに貫入する量が許容貫入量以下になるように、メッシュ分割数を算出するメッシュ分割数算出ステップと、
前記穴を構成する凹曲面と前記軸を構成する凸曲面の各々に関して、前記算出したメッシュ分割数に基づいて分割した領域に、多面体メッシュを割り当てることで、前記嵌合部におけるメッシュを作成するメッシュ作成ステップと
を含むことを特徴とする嵌合部解析モデル作成装置における嵌合部解析モデル作成方法。 From the positional relationship between the concave curved surface and the convex curved surface included in the 3D model, the fitting portion extraction step for extracting the fitting portion for fitting the axis composed of the convex curved surface into the hole composed of the concave curved surface, and the fitting portion extraction step.
Based on the geometric information and position information of the fitting portion, the amount of penetration of the mesh when modeling the convex curved surface constituting the axis into the mesh when modeling the concave curved surface constituting the hole is permissible. A mesh division number calculation step that calculates the mesh division number so that it is less than the amount,
A mesh for creating a mesh at the fitting portion by allocating a polyhedral mesh to a region divided based on the calculated number of mesh divisions for each of the concave curved surface constituting the hole and the convex curved surface constituting the axis. A method for creating a fitting part analysis model in a fitting part analysis model creation device, which comprises a creation step.
前記穴を構成する凹曲面と前記軸を構成する凸曲面を同一の単位円筒面上に投影する投影ステップと、
前記同一の単位円筒面上において、投影された前記穴を構成する凹曲面と投影された前記軸を構成する凸曲面の交差領域を算出する交差領域算出ステップと、
前記メッシュ分割数に基づいて、前記交差領域を格子に分割する格子分割ステップと、
前記穴を構成する凹曲面と前記軸を構成する凸曲面の各々に、前記格子を投影し、前記格子の格子点に、前記多面体メッシュの節点を割り当てる節点割当ステップと
を含むことを特徴とする請求項1又は2に記載の嵌合部解析モデル作成方法。 The mesh creation step is
A projection step of projecting a concave curved surface constituting the hole and a convex curved surface constituting the axis onto the same unit cylindrical surface,
An intersection area calculation step for calculating an intersection region of a concave curved surface constituting the projected hole and a convex curved surface constituting the projected axis on the same unit cylindrical surface.
A grid division step that divides the intersection region into a grid based on the number of mesh divisions,
It is characterized by including a node assignment step of projecting the grid onto each of the concave curved surface constituting the hole and the convex curved surface constituting the axis, and assigning the nodes of the polyhedral mesh to the grid points of the grid. The method for creating a fitting portion analysis model according to claim 1 or 2.
前記嵌合部において、前記嵌合部の幾何情報及び位置情報に基づいて、前記軸を構成する凸曲面をモデル化したときのメッシュが前記穴を構成する凹曲面をモデル化したときのメッシュに貫入する量が許容貫入量以下になるように、メッシュ分割数を算出するメッシュ分割数算出ステップと、
前記嵌合部において、前記穴を構成する凹曲面と前記軸を構成する凸曲面の各々に関して、前記算出したメッシュ分割数に基づいて分割した領域に、多面体メッシュを割り当てることでメッシュを作成する第1のメッシュ作成ステップと、
前記嵌合部以外の部分において、メッシュを作成する第2のメッシュ作成ステップと、
前記第1のメッシュ作成ステップと前記第2のメッシュ作成ステップにおいて作成されたメッシュを接続するメッシュ接続ステップと
を含むことを特徴とする解析モデル作成装置における解析モデル作成方法。 From the positional relationship between the concave curved surface and the convex curved surface included in the 3D model, the fitting portion extraction step for extracting the fitting portion for fitting the axis composed of the convex curved surface into the hole composed of the concave curved surface, and the fitting portion extraction step.
In the fitting portion, the mesh when the convex curved surface constituting the axis is modeled becomes the mesh when the concave curved surface constituting the hole is modeled based on the geometric information and the position information of the fitting portion. A mesh division number calculation step for calculating the mesh division number so that the penetration amount is less than the allowable penetration amount, and
A mesh is created by allocating a polyhedral mesh to a region divided based on the calculated number of mesh divisions for each of the concave curved surface constituting the hole and the convex curved surface constituting the axis in the fitting portion. 1 mesh creation step and
A second mesh creation step for creating a mesh in a portion other than the fitting portion,
A method for creating an analysis model in an analysis model creation apparatus, which comprises a first mesh creation step and a mesh connection step for connecting meshes created in the second mesh creation step.
前記嵌合部の幾何情報及び位置情報に基づいて、前記軸を構成する凸曲面をモデル化したときのメッシュが前記穴を構成する凹曲面をモデル化したときのメッシュに貫入する量が許容貫入量以下になるように、メッシュ分割数を算出するメッシュ分割数算出手段と、
前記穴を構成する凹曲面と前記軸を構成する凸曲面の各々に関して、前記算出したメッシュ分割数に基づいて分割した領域に、多面体メッシュを割り当てることで、前記嵌合部におけるメッシュを作成するメッシュ作成手段と
を備えることを特徴とする嵌合部解析モデル作成装置。 A fitting portion extraction means for extracting a fitting portion for fitting an axis composed of a convex curved surface into a hole composed of the concave curved surface from the positional relationship between the concave curved surface and the convex curved surface included in the three-dimensional model.
Based on the geometric information and position information of the fitting portion, the amount of penetration of the mesh when modeling the convex curved surface constituting the axis into the mesh when modeling the concave curved surface constituting the hole is permissible. A mesh division number calculation means for calculating the mesh division number so as to be less than or equal to the amount,
A mesh for creating a mesh at the fitting portion by allocating a polyhedral mesh to a region divided based on the calculated number of mesh divisions for each of the concave curved surface constituting the hole and the convex curved surface constituting the axis. A fitting part analysis model creating device characterized by having a creating means.
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