JP7115613B1 - Optimization analysis method, apparatus and program for joint position of car body - Google Patents

Optimization analysis method, apparatus and program for joint position of car body Download PDF

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Abstract

【課題】変動荷重条件下での疲労寿命と剛性を向上させつつ、接合点の点数を最小化する接合点の最適配置を求める車体の接合位置の最適化解析方法、装置及びプログラムを提供する。【解決手段】本発明に係る車体の接合位置の最適化解析方法は、車体モデルの全部又は一部を解析対象モデルとして設定し(S1)、解析対象モデルに接合候補点を密に設定して最適化解析モデル151を生成し(S3)、変動荷重条件を設定し(S5)、所定の目標疲労寿命の逆数を目標累積損傷度として設定し(S7)、最適化解析モデル151の剛性の向上と、接合候補点155の疲労寿命の逆数である累積損傷度の低減と、接合候補点155の点数の最小化と、を最適化解析条件として設定し(S9)、変動荷重条件を最適化解析モデル151に与えて最適化解析を行い、最適化解析条件を達成する接合点157の最適配置を求める(S13)ものである。【選択図】 図1A vehicle body joint position optimization analysis method, apparatus, and program for finding the optimum arrangement of joint points that minimizes the number of joint points while improving fatigue life and rigidity under variable load conditions. A vehicle body joint position optimization analysis method according to the present invention sets all or part of a vehicle body model as an analysis target model (S1), and densely sets joint candidate points in the analysis target model. The optimization analysis model 151 is generated (S3), the variable load condition is set (S5), the reciprocal of the predetermined target fatigue life is set as the target cumulative damage degree (S7), and the rigidity of the optimization analysis model 151 is improved. , reduction of the degree of cumulative damage, which is the reciprocal of the fatigue life of the joint candidate point 155, and minimization of the number of joint candidate points 155, are set as optimization analysis conditions (S9), and the fluctuating load conditions are subjected to optimization analysis. It is given to the model 151 and optimized analysis is performed to find the optimum arrangement of the junction points 157 that achieve the optimized analysis conditions (S13). [Selection diagram] Fig. 1

Description

本発明は、車体の接合位置の最適化解析方法、装置及びプログラムに関し、特に、自動車の車体の剛性と該車体における部品組みを接合する接合点の疲労寿命とを向上させる前記接合点の最適な位置を求める車体の接合位置の最適化解析方法、装置及びプログラムに関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to an optimization analysis method, apparatus and program for a joint position of a vehicle body, and more particularly, to an optimum joint point optimization method for improving the rigidity of an automobile body and the fatigue life of joints that join components in the vehicle body. The present invention relates to an optimization analysis method, apparatus, and program for joint positions of a vehicle body for which positions are to be obtained.

近年、特に自動車産業においては環境問題に起因した車体の軽量化が進められており、車体の設計にコンピュータ支援工学による解析(以下、「CAE解析」という)は欠かせない技術となっている。
このCAE解析では数理最適化、板厚最適化、形状最適化、トポロジー最適化等の最適化技術を用いることによって剛性の向上や軽量化が図られることが知られている。
In recent years, particularly in the automobile industry, weight reduction of vehicle bodies has been promoted due to environmental problems, and analysis by computer-aided engineering (hereinafter referred to as "CAE analysis") has become an indispensable technology for designing vehicle bodies.
It is known that in this CAE analysis, rigidity improvement and weight reduction can be achieved by using optimization techniques such as mathematical optimization, plate thickness optimization, shape optimization, and topology optimization.

車体のような構造体は、複数の部品を部品組みとして溶接等で接合することによって形成されており、部品組みとして接合する部位における接合量を増やせば(例えば、スポット溶接による接合点を増加すれば)、車体全体としての剛性と接合点の疲労寿命は向上することが知られている。しかしながら、車体の製造コストの観点から接合量をできるだけ少なくすることが望まれる。 A structure such as a car body is formed by joining a plurality of parts as an assembly by welding or the like. For example), it is known that the rigidity of the car body as a whole and the fatigue life of the joints are improved. However, from the viewpoint of the manufacturing cost of the vehicle body, it is desirable to reduce the amount of bonding as much as possible.

そこで、車体の製造コストを抑えつつ、車体の剛性と接合点の疲労寿命を向上させるために、部品同士を接合する接合位置(スポット溶接点等の溶接位置)を求める方法として、経験や勘等により接合位置を決める方法や、応力解析により応力が大きい部位を接合位置とする方法がある。 Therefore, in order to improve the rigidity of the car body and the fatigue life of the joints while suppressing the manufacturing cost of the car body, experience and intuition etc. There is a method of determining the bonding position by the method, and a method of setting the bonding position to the part where the stress is large by stress analysis.

しかしながら、経験や勘により接合位置を決める方法では、剛性と疲労寿命の双方を向上させるのに必要な接合点の位置を求めるものではないため、剛性と疲労寿命の向上に不要な位置を接合点とする場合もあり、試行錯誤を繰り返してコストの面からも効率が悪いと言わざるを得ない。 However, the method of determining the joint position based on experience and intuition does not determine the position of the joint required to improve both rigidity and fatigue life. In some cases, it must be said that it is inefficient in terms of cost due to repeated trial and error.

また、応力解析により応力が大きい接合位置の周囲に接合点を増やす方法では、当該方法により接合位置を求める前と比較すると剛性や疲労寿命に変化は見られるものの、接合位置の近傍のみの剛性や疲労寿命が向上する反面、他の部位の剛性や疲労寿命が相対的に低下する場合も多々あり、車体全体として評価したとき、当該方法により求めた接合位置が必ずしも最適とはいえない。 In addition, in the method of increasing the number of joint points around the joint position where the stress is large by stress analysis, although there is a change in stiffness and fatigue life compared to before determining the joint position by this method, the stiffness and fatigue life only in the vicinity of the joint position Although the fatigue life is improved, there are many cases where the rigidity and fatigue life of other parts are relatively decreased, and when evaluating the entire vehicle body, the joint position obtained by this method cannot necessarily be said to be optimal.

また、スポット溶接による接合点の位置を上記の方法で求める場合、隣接する接合点同士の位置が近すぎると、先に溶接した隣接する接合点に電流が流れてしまい(分流)、次にスポット溶接する接合点に十分な電流が流れず、溶接が不良となる。 In addition, when the positions of joints by spot welding are determined by the above method, if the positions of adjacent joints are too close, the current will flow to the adjacent joints welded first (shunt current), and the spot welding will occur next. Not enough current flows through the joint to be welded, resulting in a poor weld.

そこで、特許文献1には、最適化技術により、スポット溶接による接合点の最適な位置を求める方法が開示されている。 Therefore, Patent Literature 1 discloses a method of obtaining the optimum position of the junction point by spot welding using an optimization technique.

特開2013-025593号公報JP 2013-025593 A

しかしながら、特許文献1に開示されている方法は、接合点の点数を最小化しつつ、剛性の向上を目的としたものであり、スポット溶接による接合点の疲労寿命の向上については何ら考慮されていなかった。そのため、車体の剛性と接合点の疲労寿命とを向上しつつ、接合点の点数を最小化できる接合点の最適な位置を求める技術が望まれていた。 However, the method disclosed in Patent Document 1 aims at improving the rigidity while minimizing the number of joints, and does not consider the improvement of the fatigue life of the joints by spot welding. rice field. Therefore, there has been a demand for a technique for finding an optimum joint position that can minimize the number of joints while improving the rigidity of the vehicle body and the fatigue life of the joints.

しかも、自動車の走行中においては、振幅や方向等が時間的に一定ではなく複雑に変動する変動荷重が車体に入力する。そのため、複雑な変動荷重が車体に入力する場合において、車体の剛性と接合点の疲労寿命とを向上することができる接合点の最適な位置を求める技術が望まれていた。 In addition, while the automobile is running, a fluctuating load whose amplitude, direction, etc. fluctuates in a complex manner and is not constant over time is input to the vehicle body. Therefore, there has been a demand for a technique for finding an optimum joint position that can improve the rigidity of the car body and the fatigue life of the joint when a complex fluctuating load is applied to the car body.

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、自動車の車体に変動荷重が入力する場合において、車体の剛性と該車体における部品組みを接合する接合点の疲労寿命とを向上させつつ、接合点の点数を最小化する前記接合点の最適な位置を求める車体の接合位置の最適化解析方法、装置及びプログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems. It is an object of the present invention to provide a joint position optimization analysis method, apparatus, and program for a vehicle body for finding the optimum position of joint points that minimizes the number of joint points while improving the number of joint points.

(1)本発明に係る車体の接合位置の最適化解析方法は、梁要素、平面要素及び/又は立体要素からなる複数の部品モデルを有してなり、複数の前記部品モデルを部品組みとして接合する初期接合点を有する自動車の車体モデルの全部又は一部について、コンピュータが以下の各ステップを実行し、前記車体モデルの剛性向上、前記車体モデルにおける前記部品組みを接合する接合点の疲労寿命の向上、前記接合点の点数の最小化のいずれかを目的として達成する前記接合点の最適配置を求める最適化解析を行うものであって、
前記車体モデルの全部又は一部を解析対象モデルとして設定する解析対象モデル設定ステップと、
前記解析対象モデルに対して前記最適配置の接合点の候補となる全ての接合候補点を密に設定して最適化解析モデルを生成する最適化解析モデル生成ステップと、
前記最適化解析モデルに与える変動荷重を複数の異なる振動パターンの荷重条件に分けて、該各振動パターンの荷重条件を所定のサイクル数組み合わせて1シークエンスとする変動荷重条件を設定する変動荷重条件設定ステップと、
前記最適化解析モデルの目標疲労寿命を前記変動荷重条件のシークエンス回数で設定する目標疲労寿命設定ステップと、
前記最適化解析モデルを最適化の対象とする最適化解析を行うために、前記各振動パターンの荷重条件ごとに前記各接合候補点の破断繰り返し数を求め、前記各振動パターンの荷重条件の前記サイクル数と前記破断繰り返し数との比の、前記目標疲労寿命設定ステップにより設定された前記変動荷重条件のシークエンス回数分の総和を前記各接合候補点の累積損傷度として求め、最適化解析により残存させる前記接合候補点の累積損傷度に関する条件と、前記最適化解析モデルの剛性に関する条件と、最適化解析により残存させる前記接合候補点の点数に関する条件と、を最適化解析条件である目的関数又は制約条件として設定する最適化解析条件設定ステップと、
前記変動荷重条件設定ステップにおいて設定した前記変動荷重条件を前記最適化解析モデルに与え、前記最適化解析条件の下で最適化解析を行い、前記接合候補点の累積損傷度低減、前記最適化解析モデルの剛性向上、前記残存させる前記接合候補点の点数の最小化、のいずれかを目的として達成する前記接合候補点の配置を前記接合点の最適配置として求める最適化解析ステップと、を含むことを特徴とするものである。
(1) A method for optimizing and analyzing a joint position of a vehicle body according to the present invention comprises a plurality of part models composed of beam elements, planar elements and/or three-dimensional elements, and joining the plurality of part models as a part assembly. A computer performs the following steps for all or part of an automobile body model having initial joints that An optimization analysis is performed to obtain an optimal arrangement of the junction points to achieve either improvement or minimization of the number of junction points,
an analysis target model setting step of setting all or part of the vehicle body model as an analysis target model;
an optimization analysis model generation step of generating an optimization analysis model by densely setting all connection candidate points that are candidates for the connection points of the optimal arrangement for the model to be analyzed;
Variable load condition setting for dividing the variable load applied to the optimization analysis model into load conditions of a plurality of different vibration patterns, and setting the variable load conditions as one sequence by combining the load conditions of the respective vibration patterns for a predetermined number of cycles. a step;
A target fatigue life setting step of setting the target fatigue life of the optimization analysis model by the number of sequences of the variable load condition;
In order to perform an optimization analysis that targets the optimization analysis model for optimization, the number of repetitions of fracture at each joint candidate point is obtained for each load condition of each vibration pattern, and the load condition of each vibration pattern is The sum of the ratio of the number of cycles and the number of repetitions to failure for the number of sequences of the variable load conditions set by the target fatigue life setting step is obtained as the cumulative damage degree of each candidate joint point, and the residual is obtained by optimization analysis. A condition relating to the degree of cumulative damage of the joint candidate points to be allowed, a condition relating to the stiffness of the optimization analysis model, and a condition relating to the number of points of the joint candidate points to be left by the optimization analysis are defined as an objective function or an optimization analysis condition setting step to be set as a constraint;
Giving the variable load condition set in the variable load condition setting step to the optimization analysis model, performing optimization analysis under the optimization analysis condition, reducing the cumulative damage degree of the joint candidate point, and performing the optimization analysis an optimization analysis step of determining the arrangement of the joint candidate points for the purpose of either improving the rigidity of the model or minimizing the number of the remaining joint candidate points as the optimum arrangement of the joint points. It is characterized by

(2)上記(1)に記載のものおいて、
前記最適化解析ステップは、密度法によるトポロジー最適化を行うものであり、該トポロジー最適化においてペナルティ係数を4以上に設定して離散化することを特徴とするものである。
(2) In the above (1),
The optimization analysis step performs topology optimization by a density method, and is characterized by discretizing the topology optimization by setting a penalty coefficient to 4 or more.

(3)本発明に係る車体の接合位置の最適化解析方法は、梁要素、平面要素及び/又は立体要素からなる複数の部品モデルを有してなり、複数の前記部品モデルを部品組みとして接合する初期接合点を有する自動車の車体モデルの全部又は一部について、コンピュータが以下の各ステップを実行し、前記車体モデルの剛性向上、前記車体モデルにおける前記部品組みを接合する接合点の疲労寿命の向上、前記接合点の点数の最小化のいずれかを目的として達成する前記接合点の最適配置を求める最適化解析を行うものであって、
前記車体モデルの全部又は一部を解析対象モデルとして設定する解析対象モデル設定ステップと、
前記解析対象モデルに対して前記最適配置の接合点の候補となる全ての接合候補点を密に設定して最適化解析モデルを生成する最適化解析モデル生成ステップと、
前記最適化解析モデルに与える変動荷重を複数の異なる振動パターンの荷重条件に分けて、該各振動パターンの荷重条件を所定のサイクル数組み合わせて1シークエンスとする変動荷重条件を設定する変動荷重条件設定ステップと、
前記最適化解析モデルの目標疲労寿命を前記変動荷重条件のシークエンス回数で設定する目標疲労寿命設定ステップと、
前記最適化解析モデルを最適化の対象とする最適化解析を行うために、前記各振動パターンの荷重条件ごとに前記各接合候補点の破断繰り返し数を求め、前記各振動パターンの荷重条件の前記サイクル数と前記破断繰り返し数との比の、前記目標疲労寿命設定ステップにより設定された前記変動荷重条件のシークエンス回数分の総和を前記各接合候補点の累積損傷度として求め、最適化解析により残存させる前記接合候補点の累積損傷度に関する条件と、前記最適化解析モデルの剛性に関する条件と、最適化解析により残存させる前記接合候補点の点数に関する条件と、を最適化解析条件である目的関数又は制約条件として設定する最適化解析条件設定ステップと、
前記変動荷重条件設定ステップにおいて設定した前記変動荷重条件を前記最適化解析モデルに与え、前記最適化解析条件の下で最適化解析を行い、前記接合候補点の累積損傷度低減、前記最適化解析モデルの剛性向上、前記残存させる前記接合候補点の点数の最小化、のいずれかを目的として達成する前記接合候補点の配置を前記接合点の仮の最適配置として残存させる最適化解析ステップと、
前記最適化解析により仮の最適配置として残存した前記接合候補点の中から所定点数の接合候補点を選出し、該選出した前記接合候補点を前記初期接合点の代わりに前記解析対象モデルに設定して選出接合候補点設定解析対象モデルを生成する選出接合候補点設定解析対象モデル生成ステップと、
前記選出接合候補点設定解析対象モデルに前記変動荷重条件設定ステップにおいて設定した前記変動荷重条件における前記各振動パターンの荷重条件及び拘束条件を与えて応力解析を行い、該応力解析の結果を用いて、前記選出した接合候補点の前記変動荷重条件下における疲労寿命と前記選出接合候補点設定解析対象モデルの剛性とを算出する選出接合候補点性能算出ステップと、
前記選出接合候補点設定解析対象モデルにおける前記接合候補点の前記変動荷重条件下における疲労寿命と前記選出接合候補点設定解析対象モデルの剛性とが前記初期接合点が設定された前記解析対象モデルを超える所定の性能を満たすかどうかを判定する判定ステップと、
該判定ステップにおいて前記所定の性能を満たすと判定された場合には、前記選出した接合候補点の配置を前記接合点の最適配置として決定し、前記判定ステップにおいて前記所定の性能を満たさないと判定された場合、該所定の性能を満たすまで、前記最適化解析条件設定ステップにおいて設定する最適化解析により残存させる前記接合候補点の累積損傷度に関する条件、前記最適化解析モデルの剛性に関する条件、又は、最適化解析により残存させる前記接合候補点の点数に関する条件を変更し、前記最適化解析ステップと、前記選出接合候補点設定解析対象モデル生成ステップと、前記選出接合候補点性能算出ステップと、前記判定ステップと、を繰り返し、前記所定の性能を満たしたときに選出した前記接合候補点の配置を前記接合点の最適配置として決定する最適接合点決定ステップと、を含むことを特徴とするものである。
(3) A method for optimizing and analyzing joint positions of a vehicle body according to the present invention comprises a plurality of part models composed of beam elements, planar elements and/or three-dimensional elements, and joining the plurality of part models as a part assembly. A computer performs the following steps for all or part of an automobile body model having initial joints that An optimization analysis is performed to obtain an optimal arrangement of the junction points to achieve either improvement or minimization of the number of junction points,
an analysis target model setting step of setting all or part of the vehicle body model as an analysis target model;
an optimization analysis model generation step of generating an optimization analysis model by densely setting all connection candidate points that are candidates for the connection points of the optimal arrangement for the model to be analyzed;
Variable load condition setting for dividing the variable load applied to the optimization analysis model into load conditions of a plurality of different vibration patterns, and setting the variable load conditions as one sequence by combining the load conditions of the respective vibration patterns for a predetermined number of cycles. a step;
A target fatigue life setting step of setting the target fatigue life of the optimization analysis model by the number of sequences of the variable load condition;
In order to perform an optimization analysis that targets the optimization analysis model for optimization, the number of repetitions of fracture at each joint candidate point is obtained for each load condition of each vibration pattern, and the load condition of each vibration pattern is The sum of the ratio of the number of cycles and the number of repetitions to failure for the number of sequences of the variable load conditions set by the target fatigue life setting step is obtained as the cumulative damage degree of each candidate joint point, and the residual is obtained by optimization analysis. A condition relating to the degree of cumulative damage of the joint candidate points to be allowed, a condition relating to the stiffness of the optimization analysis model, and a condition relating to the number of points of the joint candidate points to be left by the optimization analysis are defined as an objective function or an optimization analysis condition setting step to be set as a constraint;
Giving the variable load condition set in the variable load condition setting step to the optimization analysis model, performing optimization analysis under the optimization analysis condition, reducing the cumulative damage degree of the joint candidate point, and performing the optimization analysis an optimization analysis step of retaining the arrangement of the candidate joint points for the purpose of either improving the rigidity of the model or minimizing the number of the remaining candidate joint points as a provisional optimal arrangement of the joint points;
A predetermined number of joint candidate points are selected from the joint candidate points remaining as a provisional optimal arrangement by the optimization analysis, and the selected joint candidate points are set in the analysis target model instead of the initial joint points. a selected junction candidate point setting analysis target model generation step of generating a selected junction candidate point setting analysis target model by
Stress analysis is performed by giving the load condition and constraint condition of each vibration pattern under the variable load condition set in the variable load condition setting step to the selected joint candidate point setting analysis target model, and using the result of the stress analysis a selected joint candidate point performance calculation step of calculating the fatigue life of the selected joint candidate point under the variable load condition and the stiffness of the selected joint candidate point setting analysis target model;
The fatigue life of the joint candidate point in the selected joint candidate point setting analysis target model under the variable load condition and the stiffness of the selected joint candidate point setting analysis target model are the same as the analysis target model in which the initial joint point is set. a determination step of determining whether or not a predetermined performance exceeding is satisfied;
If it is determined in the determination step that the predetermined performance is satisfied, the arrangement of the selected joint candidate points is determined as the optimum layout of the joint points, and in the determination step it is determined that the predetermined performance is not satisfied. If it is, until the predetermined performance is satisfied, the condition regarding the cumulative damage degree of the joint candidate point to remain by the optimization analysis set in the optimization analysis condition setting step, the condition regarding the rigidity of the optimization analysis model, or changing a condition regarding the number of points of the joint candidate points to be left by the optimization analysis, the optimization analysis step, the selected joint candidate setting analysis target model generation step, the selected joint candidate point performance calculation step, and an optimum joint point determination step of repeating the determination step and determining the arrangement of the joint candidate points selected when the predetermined performance is satisfied as the optimum arrangement of the joint points. be.

(4)本発明に係る車体の接合位置の最適化解析装置は、梁要素、平面要素及び/又は立体要素からなる複数の部品モデルを有してなり、複数の前記部品モデルを部品組みとして接合する初期接合点を有する自動車の車体モデルの全部又は一部について、前記車体モデルの剛性向上、前記車体モデルにおける前記部品組みを接合する接合点の疲労寿命の向上、前記接合点の点数の最小化のいずれかを目的として達成する前記接合点の最適配置を求める最適化解析を行うものであって、
前記車体モデルの全部又は一部を解析対象モデルとして設定する解析対象モデル設定部と、
前記解析対象モデルに対して前記最適配置の接合点の候補となる全ての接合候補点を密に設定して最適化解析モデルを生成する最適化解析モデル生成部と、
前記最適化解析モデルに与える変動荷重を複数の異なる振動パターンの荷重条件に分けて、該各振動パターンの荷重条件を所定のサイクル数組み合わせて1シークエンスとする変動荷重条件を設定する変動荷重条件設定部と、
前記最適化解析モデルの目標疲労寿命を前記変動荷重条件のシークエンス回数で設定する目標疲労寿命設定部と、
前記最適化解析モデルを最適化の対象とする最適化解析を行うために、前記各振動パターンの荷重条件ごとに前記各接合候補点の破断繰り返し数を求め、前記各振動パターンの荷重条件の前記サイクル数と前記破断繰り返し数との比の、前記目標疲労寿命設定部により設定された前記変動荷重条件のシークエンス回数分の総和を前記各接合候補点の累積損傷度として求め、最適化解析により残存させる前記接合候補点の累積損傷度に関する条件と、前記最適化解析モデルの剛性に関する条件と、最適化解析により残存させる前記接合候補点の点数に関する条件と、を最適化解析条件である目的関数又は制約条件として設定する最適化解析条件設定部と、
前記変動荷重条件設定部により設定された前記変動荷重条件を前記最適化解析モデルに与え、前記最適化解析条件の下で最適化解析を行い、前記接合候補点の累積損傷度低減、前記最適化解析モデルの剛性向上、前記残存させる前記接合候補点の点数の最小化、のいずれかを目的として達成する前記接合候補点の配置を前記接合点の最適配置として求める最適化解析部と、を備えたことを特徴とするものである。
(4) A vehicle body joint position optimization analysis apparatus according to the present invention comprises a plurality of part models made up of beam elements, planar elements and/or three-dimensional elements, and joins the plurality of part models as a part assembly. For all or part of an automobile body model having initial joint points that An optimization analysis is performed to find the optimum arrangement of the junction points for the purpose of achieving any one of
an analysis target model setting unit that sets all or part of the vehicle body model as an analysis target model;
an optimization analysis model generating unit for generating an optimization analysis model by densely setting all connection candidate points that are candidates for the connection points of the optimal placement for the model to be analyzed;
Variable load condition setting for dividing the variable load applied to the optimization analysis model into load conditions of a plurality of different vibration patterns, and setting the variable load conditions as one sequence by combining the load conditions of the respective vibration patterns for a predetermined number of cycles. Department and
a target fatigue life setting unit that sets the target fatigue life of the optimization analysis model by the number of sequences of the variable load condition;
In order to perform an optimization analysis that targets the optimization analysis model for optimization, the number of repetitions of fracture at each joint candidate point is obtained for each load condition of each vibration pattern, and the load condition of each vibration pattern is The sum of the ratio of the number of cycles and the number of repetitions to failure for the number of sequences of the variable load condition set by the target fatigue life setting unit is obtained as the cumulative damage degree of each candidate joint point, and the residual is obtained by optimization analysis. A condition relating to the degree of cumulative damage of the joint candidate points to be allowed, a condition relating to the stiffness of the optimization analysis model, and a condition relating to the number of points of the joint candidate points to be left by the optimization analysis are defined as an objective function or an optimization analysis condition setting unit that is set as a constraint;
Giving the variable load condition set by the variable load condition setting unit to the optimization analysis model, performing optimization analysis under the optimization analysis condition, reducing the cumulative damage degree of the joint candidate point, and optimizing an optimization analysis unit that obtains the arrangement of the candidate joint points for the purpose of either improving the rigidity of the analysis model or minimizing the number of the candidate joint points to be left as the optimum arrangement of the joint points. It is characterized by

(5)上記(4)に記載のものにおいて、
前記最適化解析部は、密度法によるトポロジー最適化を行うものであり、該トポロジー最適化においてペナルティ係数を4以上に設定して離散化することを特徴とするものである。
(5) In the above (4),
The optimization analysis unit performs topology optimization by a density method, and is characterized by setting a penalty coefficient to 4 or more in the topology optimization for discretization.

(6)本発明に係る車体の接合位置の最適化解析装置は、梁要素、平面要素及び/又は立体要素からなる複数の部品モデルを有してなり、複数の前記部品モデルを部品組みとして接合する初期接合点を有する自動車の車体モデルの全部又は一部について、前記車体モデルの剛性向上、前記車体モデルにおける前記部品組みを接合する接合点の疲労寿命の向上、前記接合点の点数の最小化のいずれかを目的として達成する前記接合点の最適配置を求める最適化解析を行うものであって、
前記車体モデルの全部又は一部を解析対象モデルとして設定する解析対象モデル設定部と、
前記解析対象モデルに対して前記最適配置の接合点の候補となる全ての接合候補点を密に設定して最適化解析モデルを生成する最適化解析モデル生成部と、
前記最適化解析モデルに与える変動荷重を複数の異なる振動パターンの荷重条件に分けて、該各振動パターンの荷重条件を所定のサイクル数組み合わせて1シークエンスとする変動荷重条件を設定する変動荷重条件設定部と、
前記最適化解析モデルの目標疲労寿命を前記変動荷重条件のシークエンス回数で設定する目標疲労寿命設定部と、
前記最適化解析モデルを最適化の対象とする最適化解析を行うために、前記各振動パターンの荷重条件ごとに前記各接合候補点の破断繰り返し数を求め、前記各振動パターンの荷重条件の前記サイクル数と前記破断繰り返し数との比の、前記目標疲労寿命設定部により設定された前記変動荷重条件のシークエンス回数分の総和を前記各接合候補点の累積損傷度として求め、最適化解析により残存させる前記接合候補点の累積損傷度に関する条件と、前記最適化解析モデルの剛性に関する条件と、最適化解析において残存させる前記接合候補点の点数に関する条件と、を最適化解析条件である目的関数又は制約条件として設定する最適化解析条件設定部と、
前記変動荷重条件設定部により設定された前記変動荷重条件を前記最適化解析モデルに与え、前記最適化解析条件の下で最適化解析を行い、前記接合候補点の累積損傷度低減、前記最適化解析モデルの剛性向上、前記残存させる前記接合候補点の点数の最小化、のいずれかを目的として達成する前記接合候補点の配置を前記接合点の仮の最適配置として残存させる最適化解析部と、
前記最適化解析により仮の最適配置として残存した前記接合候補点の中から所定点数の接合候補点を選出し、該選出した前記接合候補点を前記初期接合点の代わりに前記解析対象モデルに設定して選出接合候補点設定解析対象モデルを生成する選出接合候補点設定解析対象モデル生成部と、
前記選出接合候補点設定解析対象モデルに前記変動荷重条件設定部により設定された前記変動荷重条件における前記各振動パターンの荷重条件及び拘束条件を与えて応力解析を行い、該応力解析の結果を用いて、前記選出した接合候補点の前記変動荷重条件下における疲労寿命と前記選出接合候補点設定解析対象モデルの剛性とを算出する選出接合候補点性能算出部と、
前記選出接合候補点設定解析対象モデルにおける前記接合候補点の前記変動荷重条件下における疲労寿命と前記選出接合候補点設定解析対象モデルの剛性とが前記初期接合点が設定された前記解析対象モデルを超える所定の性能を満たすかどうかを判定する判定部と、
該判定部により前記所定の性能を満たすと判定された場合には、前記選出した接合候補点の配置を前記接合点の最適配置として決定し、前記判定部により前記所定の性能を満たさないと判定された場合、該所定の性能を満たすまで、前記最適化解析条件設定部により設定される最適化解析により残存させる前記接合候補点の累積損傷度に関する条件、前記最適化解析モデルの剛性に関する条件、又は、最適化解析により残存させる前記接合候補点の点数に関する条件を変更し、前記最適化解析部と、前記選出接合候補点設定解析対象モデル生成部と、前記選出接合候補点性能算出部と、前記判定部と、による処理を繰り返し、前記所定の性能を満たしたときに選出した前記接合候補点の配置を前記接合点の最適配置として決定する最適接合点決定部と、を備えたことを特徴とするものである。
(6) A vehicle body joining position optimization analysis apparatus according to the present invention comprises a plurality of part models composed of beam elements, planar elements and/or three-dimensional elements, and joins the plurality of part models as a part assembly. For all or part of an automobile body model having initial joint points that An optimization analysis is performed to find the optimum arrangement of the junction points for the purpose of achieving any one of
an analysis target model setting unit that sets all or part of the vehicle body model as an analysis target model;
an optimization analysis model generating unit for generating an optimization analysis model by densely setting all connection candidate points that are candidates for the connection points of the optimal placement for the model to be analyzed;
Variable load condition setting for dividing the variable load applied to the optimization analysis model into load conditions of a plurality of different vibration patterns, and setting the variable load conditions as one sequence by combining the load conditions of the respective vibration patterns for a predetermined number of cycles. Department and
a target fatigue life setting unit that sets the target fatigue life of the optimization analysis model by the number of sequences of the variable load condition;
In order to perform an optimization analysis that targets the optimization analysis model for optimization, the number of repetitions of fracture at each joint candidate point is obtained for each load condition of each vibration pattern, and the load condition of each vibration pattern is The sum of the ratio of the number of cycles and the number of repetitions to failure for the number of sequences of the variable load condition set by the target fatigue life setting unit is obtained as the cumulative damage degree of each candidate joint point, and the residual is obtained by optimization analysis. a condition relating to the degree of cumulative damage of the joint candidate points to be allowed, a condition relating to the stiffness of the optimization analysis model, and a condition relating to the number of the joint candidate points to be left in the optimization analysis, as an objective function or an optimization analysis condition setting unit that is set as a constraint;
Giving the variable load condition set by the variable load condition setting unit to the optimization analysis model, performing optimization analysis under the optimization analysis condition, reducing the cumulative damage degree of the joint candidate point, and optimizing an optimization analysis unit that retains, as a provisional optimum arrangement of the joint points, the arrangement of the joint candidate points that is achieved for the purpose of either improving the rigidity of the analysis model or minimizing the number of the remaining joint candidate points; ,
A predetermined number of joint candidate points are selected from the joint candidate points remaining as a provisional optimal arrangement by the optimization analysis, and the selected joint candidate points are set in the analysis target model instead of the initial joint points. a selected junction candidate point setting analysis target model generation unit for generating a selected junction candidate point setting analysis target model by
Stress analysis is performed by giving the load condition and constraint condition of each vibration pattern under the variable load condition set by the variable load condition setting unit to the selected joint candidate point setting analysis target model, and the result of the stress analysis is used. a selected joint candidate point performance calculation unit that calculates the fatigue life of the selected joint candidate point under the variable load condition and the stiffness of the selected joint candidate point setting analysis target model;
The fatigue life of the joint candidate point in the selected joint candidate point setting analysis target model under the variable load condition and the stiffness of the selected joint candidate point setting analysis target model are the same as the analysis target model in which the initial joint point is set. a determination unit that determines whether or not a predetermined performance exceeding is satisfied;
When the determination unit determines that the predetermined performance is satisfied, the arrangement of the selected joining candidate points is determined as the optimal placement of the joining points, and the determination unit determines that the predetermined performance is not satisfied. if it is, until the predetermined performance is satisfied, the condition regarding the cumulative damage degree of the joint candidate point to be left by the optimization analysis set by the optimization analysis condition setting unit, the condition regarding the rigidity of the optimization analysis model, Alternatively, by changing the condition regarding the points of the joint candidate points to be left by the optimization analysis, the optimization analysis unit, the selected joint candidate point setting analysis target model generation unit, the selected joint candidate point performance calculation unit, and an optimum joint point determination unit that repeats the processing by the determination unit and determines the arrangement of the joint candidate points selected when the predetermined performance is satisfied as the optimum arrangement of the joint points. and

(7)本発明に係る車体の接合位置の最適化解析プログラムは、梁要素、平面要素及び/又は立体要素からなる複数の部品モデルを有してなり、複数の前記部品モデルを部品組みとして接合する初期接合点を有する自動車の車体モデルの全部又は一部について、前記車体モデルの剛性向上、前記車体モデルにおける前記部品組みを接合する接合点の疲労寿命の向上、前記接合点の点数の最小化のいずれかを目的として達成する前記接合点の最適配置を求める最適化解析を行うものであって、
コンピュータを、
前記車体モデルの全部又は一部を解析対象モデルとして設定する解析対象モデル設定部と、
前記解析対象モデルに対して前記最適配置の接合点の候補となる全ての接合候補点を密に設定して最適化解析モデルを生成する最適化解析モデル生成部と、
前記最適化解析モデルに与える変動荷重を複数の異なる振動パターンの荷重条件に分けて、該各振動パターンの荷重条件を所定のサイクル数組み合わせて1シークエンスとする変動荷重条件を設定する変動荷重条件設定部と、
前記最適化解析モデルの目標疲労寿命を前記変動荷重条件のシークエンス回数で設定する目標疲労寿命設定部と、
前記最適化解析モデルを最適化の対象とする最適化解析を行うために、前記各振動パターンの荷重条件ごとに前記各接合候補点の破断繰り返し数を求め、前記各振動パターンの荷重条件の前記サイクル数と前記破断繰り返し数との比の、前記目標疲労寿命設定部により設定された前記変動荷重条件のシークエンス回数分の総和を前記各接合候補点の累積損傷度として求め、最適化解析により残存させる前記接合候補点の累積損傷度に関する条件と、前記最適化解析モデルの剛性に関する条件と、最適化解析により残存させる前記接合候補点の点数に関する条件と、を最適化解析条件である目的関数又は制約条件として設定する最適化解析条件設定部と、
前記変動荷重条件設定部により設定された前記変動荷重条件を前記最適化解析モデルに与え、前記最適化解析条件の下で最適化解析を行い、前記接合候補点の累積損傷度低減、前記最適化解析モデルの剛性向上、前記残存させる前記接合候補点の点数の最小化、のいずれかを目的として達成する前記接合候補点の配置を前記接合点の最適配置として求める最適化解析部と、して実行させる機能を有することを特徴とするものである。
(7) A vehicle body joint position optimization analysis program according to the present invention comprises a plurality of part models composed of beam elements, planar elements and/or three-dimensional elements, and joins the plurality of part models as a part assembly. For all or part of an automobile body model having initial joint points that An optimization analysis is performed to find the optimum arrangement of the junction points for the purpose of achieving any one of
the computer,
an analysis target model setting unit that sets all or part of the vehicle body model as an analysis target model;
an optimization analysis model generating unit for generating an optimization analysis model by densely setting all connection candidate points that are candidates for the connection points of the optimal placement for the model to be analyzed;
Variable load condition setting for dividing the variable load applied to the optimization analysis model into load conditions of a plurality of different vibration patterns, and setting the variable load conditions as one sequence by combining the load conditions of the respective vibration patterns for a predetermined number of cycles. Department and
a target fatigue life setting unit that sets the target fatigue life of the optimization analysis model by the number of sequences of the variable load condition;
In order to perform an optimization analysis that targets the optimization analysis model for optimization, the number of repetitions of fracture at each joint candidate point is obtained for each load condition of each vibration pattern, and the load condition of each vibration pattern is The sum of the ratio of the number of cycles and the number of repetitions to failure for the number of sequences of the variable load condition set by the target fatigue life setting unit is obtained as the cumulative damage degree of each candidate joint point, and the residual is obtained by optimization analysis. A condition relating to the degree of cumulative damage of the joint candidate points to be allowed, a condition relating to the stiffness of the optimization analysis model, and a condition relating to the number of points of the joint candidate points to be left by the optimization analysis are defined as an objective function or an optimization analysis condition setting unit that is set as a constraint;
Giving the variable load condition set by the variable load condition setting unit to the optimization analysis model, performing optimization analysis under the optimization analysis condition, reducing the cumulative damage degree of the joint candidate point, and optimizing an optimization analysis unit that obtains the arrangement of the joint candidate points for the purpose of either improving the rigidity of the analysis model or minimizing the number of the remaining joint candidate points as the optimum arrangement of the joint points; It is characterized by having a function to be executed.

(8)上記(7)に記載のものにおいて、
前記最適化解析部は、密度法によるトポロジー最適化を行うものであり、該トポロジー最適化においてペナルティ係数を4以上に設定して離散化することを特徴とするものである。
(8) In the above (7),
The optimization analysis unit performs topology optimization by a density method, and is characterized by setting a penalty coefficient to 4 or more in the topology optimization for discretization.

(9)本発明に係る車体の接合位置の最適化解析プログラムは、梁要素、平面要素及び/又は立体要素からなる複数の部品モデルを有してなり、複数の前記部品モデルを部品組みとして接合する初期接合点を有する自動車の車体モデルの全部又は一部について、前記車体モデルの剛性向上、前記車体モデルにおける前記部品組みを接合する接合点の疲労寿命の向上、前記接合点の点数の最小化のいずれかを目的として達成する前記接合点の最適配置を求める最適化解析を行うものであって、
コンピュータを、
前記車体モデルの全部又は一部を解析対象モデルとして設定する解析対象モデル設定部と、
前記解析対象モデルに対して前記最適配置の接合点の候補となる全ての接合候補点を密に設定して最適化解析モデルを生成する最適化解析モデル生成部と、
前記最適化解析モデルに与える変動荷重を複数の異なる振動パターンの荷重条件に分けて、該各振動パターンの荷重条件を所定のサイクル数組み合わせて1シークエンスとする変動荷重条件を設定する変動荷重条件設定部と、
前記最適化解析モデルの目標疲労寿命を前記変動荷重条件のシークエンス回数で設定する目標疲労寿命設定部と、
前記最適化解析モデルを最適化の対象とする最適化解析を行うために、前記各振動パターンの荷重条件ごとに前記各接合候補点の破断繰り返し数を求め、前記各振動パターンの荷重条件の前記サイクル数と前記破断繰り返し数との比の、前記目標疲労寿命設定部により設定された前記変動荷重条件のシークエンス回数分の総和を前記各接合候補点の累積損傷度として求め、最適化解析により残存させる前記接合候補点の累積損傷度に関する条件と、前記最適化解析モデルの剛性に関する条件と、最適化解析において残存させる前記接合候補点の点数に関する条件と、を最適化解析条件である目的関数又は制約条件として設定する最適化解析条件設定部と、
前記変動荷重条件設定部により設定された前記変動荷重条件を前記最適化解析モデルに与え、前記最適化解析条件の下で最適化解析を行い、前記接合候補点の累積損傷度低減、前記最適化解析モデルの剛性向上、前記残存させる前記接合候補点の点数の最小化、のいずれかを目的として達成する前記接合候補点の配置を前記接合点の仮の最適配置として残存させる最適化解析部と、
前記最適化解析により仮の最適配置として残存した前記接合候補点の中から所定点数の接合候補点を選出し、該選出した前記接合候補点を前記初期接合点の代わりに前記解析対象モデルに設定して選出接合候補点設定解析対象モデルを生成する選出接合候補点設定解析対象モデル生成部と、
前記選出接合候補点設定解析対象モデルに前記変動荷重条件設定部により設定された前記変動荷重条件における前記各振動パターンの荷重条件及び拘束条件を与えて応力解析を行い、該応力解析の結果を用いて、前記選出した接合候補点の前記変動荷重条件下における疲労寿命と前記選出接合候補点設定解析対象モデルの剛性とを算出する選出接合候補点性能算出部と、
前記選出接合候補点設定解析対象モデルにおける前記接合候補点の前記変動荷重条件下における疲労寿命と前記選出接合候補点設定解析対象モデルの剛性とが前記初期接合点が設定された前記解析対象モデルを超える所定の性能を満たすかどうかを判定する判定部と、
該判定部により前記所定の性能を満たすと判定された場合には、前記選出した接合候補点の配置を前記接合点の最適配置として決定し、前記判定部により前記所定の性能を満たさないと判定された場合、該所定の性能を満たすまで、前記最適化解析条件設定部により設定される最適化解析により残存させる前記接合候補点の累積損傷度に関する条件、前記最適化解析モデルの剛性に関する条件、又は、最適化解析により残存させる前記接合候補点の点数に関する条件を変更し、前記最適化解析部と、前記選出接合候補点設定解析対象モデル生成部と、前記選出接合候補点性能算出部と、前記判定部と、による処理を繰り返し、前記所定の性能を満たしたときに選出した前記接合候補点の配置を前記接合点の最適配置として決定する最適接合点決定部と、して実行させる機能を有することを特徴とするものである。
(9) A vehicle body joint position optimization analysis program according to the present invention comprises a plurality of part models composed of beam elements, planar elements and/or three-dimensional elements, and joins the plurality of part models as a part assembly. For all or part of an automobile body model having initial joint points that An optimization analysis is performed to find the optimum arrangement of the junction points for the purpose of achieving any one of
the computer,
an analysis target model setting unit that sets all or part of the vehicle body model as an analysis target model;
an optimization analysis model generating unit for generating an optimization analysis model by densely setting all connection candidate points that are candidates for the connection points of the optimal placement for the model to be analyzed;
Variable load condition setting for dividing the variable load applied to the optimization analysis model into load conditions of a plurality of different vibration patterns, and setting the variable load conditions as one sequence by combining the load conditions of the respective vibration patterns for a predetermined number of cycles. Department and
a target fatigue life setting unit that sets the target fatigue life of the optimization analysis model by the number of sequences of the variable load condition;
In order to perform an optimization analysis that targets the optimization analysis model for optimization, the number of repetitions of fracture at each joint candidate point is obtained for each load condition of each vibration pattern, and the load condition of each vibration pattern is The sum of the ratio of the number of cycles and the number of repetitions to failure for the number of sequences of the variable load condition set by the target fatigue life setting unit is obtained as the cumulative damage degree of each candidate joint point, and the residual is obtained by optimization analysis. a condition relating to the degree of cumulative damage of the joint candidate points to be allowed, a condition relating to the stiffness of the optimization analysis model, and a condition relating to the number of the joint candidate points to be left in the optimization analysis, as an objective function or an optimization analysis condition setting unit that is set as a constraint;
Giving the variable load condition set by the variable load condition setting unit to the optimization analysis model, performing optimization analysis under the optimization analysis condition, reducing the cumulative damage degree of the joint candidate point, and optimizing an optimization analysis unit that retains, as a provisional optimum arrangement of the joint points, the arrangement of the joint candidate points that is achieved for the purpose of either improving the rigidity of the analysis model or minimizing the number of the remaining joint candidate points; ,
A predetermined number of joint candidate points are selected from the joint candidate points remaining as a provisional optimal arrangement by the optimization analysis, and the selected joint candidate points are set in the analysis target model instead of the initial joint points. a selected junction candidate point setting analysis target model generation unit for generating a selected junction candidate point setting analysis target model by
Stress analysis is performed by giving the load condition and constraint condition of each vibration pattern under the variable load condition set by the variable load condition setting unit to the selected joint candidate point setting analysis target model, and the result of the stress analysis is used. a selected joint candidate point performance calculation unit that calculates the fatigue life of the selected joint candidate point under the variable load condition and the stiffness of the selected joint candidate point setting analysis target model;
The fatigue life of the joint candidate point in the selected joint candidate point setting analysis target model under the variable load condition and the stiffness of the selected joint candidate point setting analysis target model are the same as the analysis target model in which the initial joint point is set. a determination unit that determines whether or not a predetermined performance exceeding is satisfied;
When the determination unit determines that the predetermined performance is satisfied, the arrangement of the selected joining candidate points is determined as the optimal placement of the joining points, and the determination unit determines that the predetermined performance is not satisfied. if it is, until the predetermined performance is satisfied, the condition regarding the cumulative damage degree of the joint candidate point to be left by the optimization analysis set by the optimization analysis condition setting unit, the condition regarding the rigidity of the optimization analysis model, Alternatively, by changing the condition regarding the points of the joint candidate points to be left by the optimization analysis, the optimization analysis unit, the selected joint candidate point setting analysis target model generation unit, the selected joint candidate point performance calculation unit, an optimum joint point determination unit for repeating the processing by the determination unit and determining the arrangement of the joint candidate points selected when the predetermined performance is satisfied as the optimum arrangement of the joint points; It is characterized by having

本発明においては、自動車の車体モデルの全部又は一部を解析対象モデルとし、該解析対象モデルに対して部品組みとして接合する接合候補点を設定した最適化解析モデルを生成し、最適化の対象とする接合候補点の点数、接合候補点の疲労寿命、最適化解析モデルの剛性、接合点の点数に関する最適化解析条件(目的関数又は制約条件)を設定して接合候補点についての最適化解析を行うことにより、実際の自動車の走行中のように時間的に荷重が一定ではない変動荷重が車体に入力する場合において、接合候補点の点数最小化、解析対象モデルの剛性向上、部品組みを接合する接合点の疲労寿命の向上のいずれかを目的として達成とすることができる接合点の最適位置を求めることができる。
これによって、車体構造におけるスポット溶接位置の最適な配置、スポット溶接の疲労寿命向上、車体の剛性向上が可能になり、溶接コストの低減と車体の高剛性化や軽量化が実現できる。
In the present invention, all or part of a vehicle body model of an automobile is used as a model to be analyzed, and an optimization analysis model is generated in which joint candidate points for joining parts as a set of parts are set for the model to be analyzed. Optimization analysis of joint candidate points by setting the number of joint candidate points, fatigue life of joint candidate points, stiffness of the optimization analysis model, and optimization analysis conditions (objective function or constraint conditions) related to the number of joint points By doing this, when a variable load that is not constant over time is input to the car body, such as when an actual car is running, the number of joint candidate points can be minimized, the rigidity of the model to be analyzed can be improved, and parts can be assembled. It is possible to determine the optimum position of the joints that can be achieved with the aim of either improving the fatigue life of the joints to be joined.
As a result, it is possible to optimize the placement of spot welding positions in the vehicle body structure, improve the fatigue life of spot welding, and improve the rigidity of the vehicle body, thereby reducing welding costs and increasing the rigidity and weight of the vehicle body.

本発明の実施の形態1に係る車体の接合位置の最適化解析装置のブロック図である。1 is a block diagram of an optimization analysis device for a joint position of a vehicle body according to Embodiment 1 of the present invention; FIG. 本発明の実施の形態1において、解析対象モデルとしたフロア部モデルと、該フロア部モデルに与える第1の振動パターンの荷重条件(FR軸回りのモーメント)及び拘束条件の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of a floor model as a model to be analyzed, load conditions (moment about FR axis) and constraint conditions of a first vibration pattern given to the floor model in Embodiment 1 of the present invention. . 本発明の実施の形態1において、解析対象モデルの一例として、フロア部モデルに予め設定されている初期接合点を説明する図である((a)斜視図、(b)初期接合点の間隔)。FIG. 2 is a diagram for explaining initial joint points preset in a floor model as an example of a model to be analyzed in Embodiment 1 of the present invention ((a) perspective view, (b) interval between initial joint points); . 本発明の実施の形態1において、解析対象モデルとしたフロア部モデルに与える第2の振動パターンの荷重条件(RL軸回りのモーメント)及び拘束条件の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of load conditions (moment about the RL axis) and constraint conditions of a second vibration pattern applied to a floor part model, which is a model to be analyzed, in Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施の形態1において、解析対象モデルに予め設定された初期接合点と該解析対象モデルに密に追加した追加接合点とを接合候補点として設定した最適化解析モデルの一例を示す図である((a)最適化解析モデル、(b)最適化解析モデルに設定された接合候補点)。A diagram showing an example of an optimization analysis model in which initial junction points preset in an analysis target model and additional junction points densely added to the analysis target model are set as junction candidate points in Embodiment 1 of the present invention. ((a) optimization analysis model, (b) junction candidate points set in optimization analysis model). 本発明の実施の形態1において設定した変動荷重条件の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the variable load condition set in Embodiment 1 of this invention. 本実施の形態1において、変動荷重条件下での疲労寿命の算出に用いるS-N線図を説明する図である。FIG. 4 is a diagram for explaining an S-N diagram used for calculating fatigue life under fluctuating load conditions in Embodiment 1; 本発明の実施の形態1において、変動荷重条件下での初期接合点の疲労寿命と、最も短い下位3点の疲労寿命(最短疲労寿命)の初期接合点の位置の結果の一例を示す図である。In Embodiment 1 of the present invention, a diagram showing an example of the fatigue life of the initial joint point under fluctuating load conditions and the position of the initial joint point of the shortest three points of fatigue life (shortest fatigue life). be. 本発明の実施の形態1における初期接合点の疲労寿命の算出において、初期接合点をモデル化したスポット溶接部の一例を示す図である((a)上面図、(b)斜視図)。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram showing an example of a spot-welded portion in which an initial joint point is modeled in calculating the fatigue life of the initial joint point in Embodiment 1 of the present invention ((a) top view, (b) perspective view). 本発明の実施の形態1及び実施例1において、フロア部モデルを解析対象とし、剛性と疲労寿命に関する最適化解析条件を設定した最適化解析により求められた接合点の最適配置の一例を示す図である((a)斜視図、(b)点線枠の拡大図)。In Embodiment 1 and Example 1 of the present invention, the floor part model is the analysis object, and the diagram showing an example of the optimum arrangement of the joint points obtained by the optimization analysis in which the optimization analysis conditions regarding rigidity and fatigue life are set. ((a) perspective view, (b) enlarged view of dotted frame). 本発明の実施の形態1に係る車体の接合位置の最適化解析方法における処理の流れを示すフロー図である。FIG. 4 is a flow chart showing the flow of processing in the method for optimizing and analyzing the joining position of the vehicle body according to Embodiment 1 of the present invention; 本発明の実施の形態2に係る車体の接合位置の最適化解析装置のブロック図である。FIG. 7 is a block diagram of an optimization analysis apparatus for a joint position of a vehicle body according to Embodiment 2 of the present invention; 本発明の実施の形態2に係る車体の接合位置の最適化解析方法における処理の流れを示すフロー図である。FIG. 10 is a flowchart showing the flow of processing in a method for optimizing and analyzing a joining position of a vehicle body according to Embodiment 2 of the present invention; 実施例1において、解析対象とした車体モデルの一部であるフロア部モデルを示す図である((a)全体図、(b)剛性を評価する剛性評価点の近傍の拡大図)。FIG. 2 is a diagram showing a floor model, which is a part of the vehicle body model to be analyzed in Example 1 ((a) General view, (b) Enlarged view near stiffness evaluation points for evaluating stiffness). 実施例1において、フロア部モデルを解析対象とし、剛性に関する最適化解析条件を設定した最適化解析により求められた接合点の最適配置を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing the optimum arrangement of joint points obtained by the optimization analysis in which the floor model is the analysis object and the optimization analysis conditions related to stiffness are set in the first embodiment. 実施例1において、最適化解析により求めた接合点の最適配置が設定されたフロア部モデルの剛性向上率を示すグラフである。4 is a graph showing the rigidity improvement rate of the floor model for which the optimum arrangement of joint points determined by the optimization analysis is set in Example 1. FIG. 実施例1において、初期接合点のみが設定されたフロア部モデルにおける初期接合点の最短疲労寿命を基準とし、接合点の最適配置が設定されたフロア部モデルにおける接合点の最短疲労寿命の倍率を示すグラフである。In Example 1, based on the shortest fatigue life of the initial joint points in the floor model in which only the initial joint points are set, the ratio of the shortest fatigue life of the joint points in the floor model in which the optimum arrangement of the joint points is set is calculated. It is a graph showing. 実施例2において、解析対象とした車体モデルと、接合点の最適化解析で与える変動荷重条件と、を説明する図である((a)第1の振動パターンの荷重条件及び拘束条件、(b)第2の振動パターンの荷重条件及び拘束条件)。In Example 2, it is a diagram for explaining the vehicle body model to be analyzed and the fluctuating load conditions given in the joint point optimization analysis ((a) load conditions and constraint conditions of the first vibration pattern, (b ) load conditions and restraint conditions of the second vibration pattern). 実施例2において、最適化解析条件の目的関数と制約条件の組み合わせを変更した条件1~条件3のそれぞれについて最適化解析により求めた接合点を設定した車体モデルの(a)最短疲労寿命倍率、(b)剛性向上率、及び(c)接合点数、の結果を示すグラフである。In Example 2, (a) the shortest fatigue life ratio of the vehicle body model in which the joint points obtained by the optimization analysis are set for each of the conditions 1 to 3 in which the combination of the objective function and the constraint conditions of the optimization analysis conditions is changed, It is a graph which shows the result of (b) rigidity improvement rate and (c) number of junction points.

本発明の実施の形態1及び実施の形態2に係る車体の接合位置の最適化解析方法、装置及びプログラムの説明に先立ち、本発明で対象とする車体モデルについて説明する。
なお、本願の明細書及び図面において、車体前後方向、車体左右方向及び車体上下方向は、それぞれ、X方向、Y方向及びZ方向と表す。
また、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能や構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
Before describing the optimization analysis method, apparatus, and program for the joint position of the vehicle body according to Embodiments 1 and 2 of the present invention, a vehicle body model targeted by the present invention will be described.
In the specification and drawings of the present application, the longitudinal direction of the vehicle body, the lateral direction of the vehicle body, and the vertical direction of the vehicle body are expressed as the X direction, the Y direction, and the Z direction, respectively.
In addition, in the present specification and drawings, elements having substantially the same functions and configurations are denoted by the same reference numerals, thereby omitting redundant description.

<車体モデル及び解析対象モデル>
本発明において対象とする車体モデルは、車体骨格部品やシャシー部品等といった複数の部品モデルで構成されたものであり、これらの部品モデルは、梁要素、平面要素及び/又は立体要素を使ってモデル化されている。
<Car body model and model to be analyzed>
The vehicle body model targeted in the present invention is composed of a plurality of part models such as vehicle body frame parts and chassis parts. has been made

一般に、車体骨格部品やシャシー部品等は主に板厚の薄い金属板によって形成されているため、車体モデルを構成する部品モデルは、平面要素のみによって構成されたものでよい。 In general, body frame parts, chassis parts, and the like are mainly made of thin metal plates, so the part models that make up the body model may be composed only of planar elements.

さらに、車体モデルは、複数の部品モデルを部品組みとして接合する初期接合点を有する。初期接合点は、複数の自動車部品を部品組みとして接合するスポット溶接点を梁要素や立体要素を用いてモデル化したものである。 Furthermore, the vehicle body model has initial joint points for joining a plurality of part models as a part assembly. The initial joint points are modeled by using beam elements and three-dimensional elements for spot welding points where a plurality of automobile parts are joined as an assembly.

例えば、平面要素からなる2つの部品モデルが、梁要素でモデル化された初期接合点により接合されている場合、2つの部品モデルの平面要素双方に梁要素が結合されている。 For example, when two part models composed of plane elements are joined by an initial joint point modeled by a beam element, the beam elements are joined to both plane elements of the two part models.

また、初期接合点が立体要素でモデル化されている場合においては、初期接合点に作用する並進力を部品モデルに分配させるべく、部品モデルの平面要素と初期接合点の立体要素とが、剛体要素で結合されている。 In addition, when the initial joint point is modeled by a solid element, the planar element of the part model and the solid element of the initial joint point are rigid bodies in order to distribute the translational force acting on the initial joint point to the part model. connected by elements.

本発明は、車体モデルの全体又は一部である解析対象モデル(後述)に変動荷重が作用して生じる変形を解析するものであるため、車体モデルにおける各部品モデルは、弾性体若しくは粘弾性体又は弾塑性体としてモデル化されたものである。
そして、車体モデルを構成する各部品モデルの材料特性や要素情報、さらには、各部品組みにおける初期接合点等に関する情報は、車体モデルファイル101(図1、図12参照)に格納されている。
Since the present invention analyzes the deformation caused by the application of a fluctuating load to an analysis target model (described later) that is the whole or a part of a vehicle body model, each part model in the vehicle body model is an elastic body or a viscoelastic body. Or it is modeled as an elastic plastic body.
The material properties and element information of each part model that constitutes the vehicle body model, as well as information on the initial joint points of each part set, etc., are stored in the vehicle body model file 101 (see FIGS. 1 and 12).

[実施の形態1]
<車体の接合位置の最適化解析装置>
本発明の実施の形態1に係る車体の接合位置の最適化解析装置(以下、単に「最適化解析装置」という)の構成について、以下に説明する。
[Embodiment 1]
<Optimization analysis device for joint position of car body>
The configuration of the vehicle body joining position optimization analysis apparatus (hereinafter simply referred to as "optimization analysis apparatus") according to Embodiment 1 of the present invention will be described below.

最適化解析装置は、車体モデルの全部又は一部を解析対象モデルとし、該解析対象モデルについて車体モデルの剛性向上、車体モデルにおける部品組みを接合する接合点の疲労寿命の向上、接合点の点数の最小化のいずれかを目的として達成する接合点の最適配置を求める最適化解析を行う装置である。 The optimization analysis device uses all or part of a vehicle body model as a model to be analyzed, and improves the rigidity of the vehicle body model, improves the fatigue life of joints that join parts in the car body model, and increases the number of joint points. It is a device that performs optimization analysis to find the optimum arrangement of junctions for the purpose of either minimizing .

図1に、本実施の形態1に係る最適化解析装置1の構成の一例を示す。最適化解析装置1は、PC(パーソナルコンピュータ)等によって構成され、図1に示すように、表示装置3、入力装置5、記憶装置7、作業用データメモリ9及び演算処理部11を有している。
表示装置3、入力装置5、記憶装置7及び作業用データメモリ9は、演算処理部11に接続され、演算処理部11からの指令によってそれぞれの機能が実行される。
以下、本実施の形態1に係る最適化解析装置1の各構成要素の機能を説明する。
FIG. 1 shows an example of the configuration of an optimization analysis device 1 according to the first embodiment. The optimization analysis device 1 is configured by a PC (personal computer) or the like, and has a display device 3, an input device 5, a storage device 7, a working data memory 9, and an arithmetic processing unit 11, as shown in FIG. there is
The display device 3, the input device 5, the storage device 7, and the work data memory 9 are connected to the arithmetic processing section 11, and their respective functions are executed by commands from the arithmetic processing section 11. FIG.
The function of each component of the optimization analysis device 1 according to the first embodiment will be described below.

≪表示装置≫
表示装置3は、車体モデルや解析対象モデル、さらには解析結果等の表示に用いられ、液晶モニター等で構成される。
≪Display device≫
The display device 3 is used to display a vehicle body model, a model to be analyzed, analysis results, etc., and is composed of a liquid crystal monitor or the like.

≪入力装置≫
入力装置5は、車体モデルファイル101(図1)の読み出しや、車体モデルや解析対象モデルの表示等といった操作者による指示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。
≪Input device≫
The input device 5 is used for inputting instructions by an operator such as reading the vehicle body model file 101 (FIG. 1) and displaying the vehicle body model and the model to be analyzed.

≪記憶装置≫
記憶装置7は、車体モデルファイル101(図1)等の各種ファイルや解析結果の保存等に用いられ、ハードディスク等で構成される。
≪Storage device≫
The storage device 7 is used to store various files such as the vehicle body model file 101 (FIG. 1) and the analysis results, and is composed of a hard disk or the like.

≪作業用データメモリ≫
作業用データメモリ9は、演算処理部11が使用するデータの一時保存や演算に用いられ、RAM(Random Access Memory)等で構成される。
≪Work data memory≫
The working data memory 9 is used for temporary storage of data used by the arithmetic processing unit 11 and for arithmetic operations, and is composed of a RAM (Random Access Memory) or the like.

≪演算処理部≫
演算処理部11は、図1に示すように、解析対象モデル設定部13と、最適化解析モデル生成部15と、変動荷重条件設定部17と、目標疲労寿命設定部19と、最適化解析条件設定部21と、最適化解析部23と、を有し、PC等のCPU(中央演算処理装置)によって構成される。これらの各部は、CPUが所定のプログラムを実行することによって機能する。
以下、演算処理部11の各部の機能を説明する。
≪Arithmetic processing section≫
As shown in FIG. 1, the arithmetic processing unit 11 includes an analysis target model setting unit 13, an optimization analysis model generation unit 15, a fluctuating load condition setting unit 17, a target fatigue life setting unit 19, and an optimization analysis condition It has a setting unit 21 and an optimization analysis unit 23, and is configured by a CPU (central processing unit) such as a PC. Each of these units functions when the CPU executes a predetermined program.
The function of each section of the arithmetic processing section 11 will be described below.

(解析対象モデル設定部)
解析対象モデル設定部13は、車体モデルファイル101から車体モデルを取得し、取得した車体モデルの全体又は一部を解析対象モデルとして設定するものである。
(Analysis target model setting part)
The analysis target model setting unit 13 acquires a vehicle body model from the vehicle body model file 101, and sets all or part of the acquired vehicle body model as an analysis target model.

解析対象モデル設定部13による処理の一例を以下に述べる。
まず、操作者が、車体モデルファイル101から車体モデルの読み出しを入力装置5により指示することで、車体モデルが記憶装置7から読みだされる。
次に、操作者の指示により、車体モデルが表示装置3に表示される。
そして、操作者の指示により、表示装置3に表示された車体モデルにおいて最適化解析の対象とする部位が指定される。解析対象モデル設定部13は、当該指定された部位を解析対象モデルとして設定する。
An example of processing by the analysis target model setting unit 13 will be described below.
First, the operator instructs the reading of the vehicle body model from the vehicle body model file 101 through the input device 5 , and the vehicle body model is read from the storage device 7 .
Next, the vehicle body model is displayed on the display device 3 according to the operator's instruction.
Then, according to an instruction from the operator, a part of the vehicle body model displayed on the display device 3 is designated as the target of the optimization analysis. The analysis target model setting unit 13 sets the designated part as the analysis target model.

図2に、解析対象モデルとして、車体の一部であるフロア部を簡略化してモデル化したフロア部モデル111を設定した例を示す。 FIG. 2 shows an example in which a floor part model 111, which is a simplified model of the floor part, which is a part of the vehicle body, is set as the model to be analyzed.

フロア部モデル111は、部品モデルとして、フロアパネルモデル113と、トンネルモデル115と、ロッカーインナモデル117と、ロッカーアウタモデル119と、フロントフロアクロスモデル121と、リアフロアクロスモデル123と、を有して構成されている。なお、ロッカーインナモデル117とロッカーアウタモデル119は、いずれも、車体前後方向に連なる3つの部材が結合されてなるものである。 The floor section model 111 has, as component models, a floor panel model 113, a tunnel model 115, a locker inner model 117, a rocker outer model 119, a front floor cloth model 121, and a rear floor cloth model 123. It is configured. Both the inner rocker model 117 and the outer rocker model 119 are formed by connecting three members extending in the longitudinal direction of the vehicle body.

そして、これらの部品モデルは、図3に示すように、部品組みとして接合する初期接合点131が所定の間隔Pで予め設定されている。初期接合点131は、例えば、部品組みを構成する複数の部品モデルの平面要素等の節点を結合する梁要素でモデル化されている。 As shown in FIG. 3, these part models have initial joint points 131 that are joined as a set of parts at predetermined intervals P in advance. The initial joint point 131 is modeled by, for example, a beam element that connects nodes such as planar elements of a plurality of part models that constitute a part assembly.

また、後述する変動荷重条件設定部17によりフロア部モデル111に与える変動荷重条件及び拘束条件を設定するため、図2及び図4に示すように、フロア部モデル111におけるフロアパネルモデル113とトンネルモデル115の前端面及び後端面それぞれを剛体要素で結合し、前端面部125と後端面部127とを生成する。
ここで、前端面部125の重心を荷重入力点Aとし、前端面部125と剛体要素で結合し、後端面部127の重心を拘束点Bとする。
そして、荷重入力点Aを通る車体前後方向(図2中のX方向)の軸をFR軸、車体左右方向(図4中のY方向)の軸をRL軸とする。
2 and 4, the floor panel model 113 and the tunnel model in the floor model 111 are set in order to set the variable load conditions and constraint conditions to be applied to the floor model 111 by the variable load condition setting unit 17, which will be described later. A front end surface and a rear end surface of 115 are respectively connected with a rigid element to generate a front end surface portion 125 and a rear end surface portion 127 .
Here, the center of gravity of the front end face portion 125 is the load input point A, which is coupled to the front end face portion 125 by a rigid element, and the center of gravity of the rear end face portion 127 is the constraint point B.
The axis in the longitudinal direction of the vehicle body (X direction in FIG. 2) passing through the load input point A is defined as the FR axis, and the axis in the lateral direction of the vehicle body (Y direction in FIG. 4) is defined as the RL axis.

(最適化解析モデル生成部)
最適化解析モデル生成部15は、解析対象モデルに対して部品組みを接合する最適配置の接合点の候補となる全ての接合候補点を密に設定して最適化解析モデルを生成するものである。
(Optimization analysis model generator)
The optimization analysis model generation unit 15 densely sets all candidate connection points, which are candidates for the connection points of the optimal arrangement for connecting the assembly of parts to the model to be analyzed, and generates an optimization analysis model. .

図5に、一例として、フロア部モデル111に接合候補点155を設定して生成した最適化解析モデル151を示す。 FIG. 5 shows, as an example, an optimization analysis model 151 generated by setting joint candidate points 155 in the floor model 111 .

フロア部モデル111には、前述した図3に示すように、複数の部品が接合されてなる部品組みに初期接合点131が所定の間隔Pで予め設定されている。 In the floor section model 111, as shown in FIG. 3, initial joint points 131 are set in advance at predetermined intervals P in a set of parts formed by joining a plurality of parts.

最適化解析モデル生成部15は、図5に示すように、各部品組みにおける初期接合点131同士の間に所定の間隔p(<P)で追加接合点153を密に設定する。そして、フロア部モデル111に予め設定されていた初期接合点131と追加接合点153との双方を接合候補点155として設定し、最適化解析モデル151を生成する。 As shown in FIG. 5, the optimization analysis model generation unit 15 densely sets additional joint points 153 at a predetermined interval p (<P) between the initial joint points 131 in each component assembly. Then, both the initial joint point 131 and the additional joint point 153 preset in the floor part model 111 are set as joint candidate points 155 to generate the optimization analysis model 151 .

なお、最適化解析モデル生成部15により接合候補点を設定する手順としては、隣接する接合点で接合時の電流の分流が生じない等の実際に追加接合点を増やすことが可能な間隔で最密にする等、解析対象モデルにおいて部品組みとして接合される部位の大きさに応じて追加接合点を設定するとよい。 In addition, as a procedure for setting the joint candidate points by the optimization analysis model generation unit 15, it is necessary to set the intervals at which the additional joint points can actually be increased such that current shunting does not occur at the adjacent joint points. It is preferable to set the additional joint points according to the size of the parts to be joined as a set of parts in the model to be analyzed, such as increasing the density.

また、追加接合点は、前述した初期接合点と同様、梁要素でモデル化してもよいし、立体要素でモデル化してもよい。 Further, the additional joint point may be modeled with a beam element or a three-dimensional element in the same manner as the initial joint point described above.

以下、本実施の形態1においては、図5に示すように、フロア部モデル111に追加接合点153を設定して生成した最適化解析モデル151について説明する。 Hereinafter, in Embodiment 1, as shown in FIG. 5, an optimization analysis model 151 generated by setting additional junction points 153 in the floor section model 111 will be described.

(変動荷重条件設定部)
変動荷重条件設定部17は、最適化解析モデルに与える変動荷重を複数の異なる振動パターンの荷重条件に分けて、該各振動パターンの荷重条件を所定のサイクル数組み合わせて1シークエンスとする変動荷重条件を設定するものである。
(Variable load condition setting section)
The fluctuating load condition setting unit 17 divides the fluctuating load applied to the optimization analysis model into load conditions of a plurality of different vibration patterns, and combines the load conditions of each vibration pattern for a predetermined number of cycles to form one sequence of fluctuating load conditions. is set.

変動荷重とは、解析対象モデルに入力する荷重の大きさ、位置及び方向の一つ又は複数が異なる振動パターンに分け、各振動パターンをそれぞれ所定のサイクル数組み合わせたものであり、実際の自動車が走行する際に車体に入力する時間的に変動する変動荷重を模擬したものである。そして、変動荷重条件は、後述する初期接合点や接合候補点の疲労寿命の算出において与える。 Fluctuating load is the load input to the model to be analyzed, which is divided into vibration patterns that differ in one or more of the magnitude, position, and direction, and each vibration pattern is combined for a predetermined number of cycles. It simulates the time-varying load that is input to the vehicle body when the vehicle is running. The fluctuating load condition is given in the calculation of the fatigue life of initial joint points and joint candidate points, which will be described later.

なお、変動荷重条件設定部17は、変動荷重を複数の異なる振動パターンの荷重に分けて、これらを組み合わせた変動荷重条件と、変動荷重条件ごとの解析対象モデルを拘束する拘束条件と、を設定してもよい。 The fluctuating load condition setting unit 17 divides the fluctuating load into a plurality of loads with different vibration patterns, and sets a fluctuating load condition that combines these loads and a constraint condition that constrains the model to be analyzed for each fluctuating load condition. You may

本実施の形態1において、変動荷重条件は、フロア部モデル111の荷重入力点Aに対し、図2に示すようにFR軸回りに捩じるような荷重(モーメント)が入力する第1の振動パターンの荷重条件と、図4に示すようにRL軸回りに捩じるような荷重(モーメント)が入力する第2の振動パターンの荷重条件と、する。 In Embodiment 1, the fluctuating load condition is the first vibration in which a load (moment) that twists around the FR axis as shown in FIG. A pattern load condition and a second vibration pattern load condition in which a twisting load (moment) about the RL axis as shown in FIG. 4 is input.

そして、変動荷重条件は、図6に示すように、第1の振動パターンの荷重条件を1サイクルと第2の振動パターンの荷重条件を20サイクルとを組み合わせて1シークエンスの変動荷重条件とする。ここで、図6に示すグラフは、1シークエンスの変動荷重条件における第1の振動パターンの荷重条件と第2の振動パターンの荷重条件それぞれのサイクル数を示すために、第1の振動パターンの荷重条件と第2の振動パターンの荷重条件のそれぞれにおける荷重の大きさを振幅とする両振りの変動荷重を模式的に表したグラフである。 As shown in FIG. 6, the fluctuating load condition is a fluctuating load condition of one sequence by combining the load condition of the first vibration pattern for 1 cycle and the load condition of the second vibration pattern for 20 cycles. Here, the graph shown in FIG. 6 shows the number of cycles of each of the load conditions of the first vibration pattern and the load condition of the second vibration pattern under the variable load condition of one sequence. FIG. 10 is a graph schematically showing a double swinging fluctuating load having an amplitude equal to the magnitude of the load under each of the load condition and the load condition of the second vibration pattern; FIG.

なお、図6に一例として示す変動荷重条件は第1の振動パターンの荷重条件及び第2の振動パターンの荷重条件に対応する荷重の振幅がそれぞれ0.7kN・m及び1.4kNである。 Note that the fluctuating load conditions shown as an example in FIG. 6 have amplitudes of 0.7 kN·m and 1.4 kN corresponding to the load condition of the first vibration pattern and the load condition of the second vibration pattern, respectively.

また、本実施の形態1において、拘束条件は、図2及び図4に示すように、フロア部モデル111の拘束点Bを完全拘束とする。 Further, in the first embodiment, as shown in FIGS. 2 and 4, the constraint condition is that the constraint point B of the floor part model 111 is completely constrained.

(目標疲労寿命設定部)
目標疲労寿命設定部19は、前記最適化解析モデルの目標疲労寿命を前記変動荷重条件のシークエンス回数で設定するものである。
(Target fatigue life setting section)
The target fatigue life setting section 19 sets the target fatigue life of the optimization analysis model by the number of sequences of the variable load condition.

前記最適化解析モデルの目標疲労寿命としては、変動荷重条件設定部17により設定された変動荷重条件における振動パターンの荷重条件を解析対象モデルに与えて応力解析を別途行い、該応力解析の結果を用いて、解析対象モデルの初期接合点の変動荷重条件下において破断(疲労破壊)に至るシークエンス回数を疲労寿命として算出し、算出した初期接合点の疲労寿命に基づいて目標疲労寿命を設定してもよい。または、従来の経験則から所定のシークエンス回数を前記最適化解析モデルの目標疲労寿命としてもよい。 As the target fatigue life of the optimized analysis model, stress analysis is performed separately by giving the load condition of the vibration pattern under the variable load condition set by the variable load condition setting unit 17 to the model to be analyzed, and the result of the stress analysis is calculated. is used to calculate the number of sequences leading to fracture (fatigue fracture) under variable load conditions at the initial joint of the model to be analyzed as the fatigue life, and the target fatigue life is set based on the calculated fatigue life of the initial joint. good too. Alternatively, based on conventional empirical rules, a predetermined number of sequences may be set as the target fatigue life of the optimization analysis model.

一般に、実際の自動車の車体に入力する荷重は時間的に一定ではないため、初期接合点においてもさまざまな振幅の応力がランダムに発生する応力状態とみなすことができる。このような応力状態における初期接合点の疲労寿命を評価するには累積疲労損傷則が用いられる。 In general, the load applied to the actual car body is not constant over time, so it can be regarded as a stress state in which stress with various amplitudes is randomly generated even at the initial joint. The cumulative fatigue damage rule is used to evaluate the fatigue life of the initial joint under such stress conditions.

累積疲労損傷則においては、まず、種々の振幅の応力がランダムに発生している状態を、σ1、σ2、σ3・・σm等の異なる振幅の応力が単独に繰り返されたものと考える。
次に、各応力振幅σ1、σ2、σ3、・・σmが単独で発生していたとし、各応力振幅での破断(疲労破壊)までの繰り返し回数(破断繰り返し数)N1、N2、N3・・Nmを図7に示すようなS-N線図から読み取る。
これらの各応力振幅がそれぞれn1、n2、n3・・nm繰り返されたときの損傷度をn1/N1、n2/N2、n3/N3・・nm/Nmと考える。
In the cumulative fatigue damage law, first, the state in which stresses with various amplitudes are randomly generated is assumed to be repeated stresses with different amplitudes such as σ 1 , σ 2 , σ 3 . think.
Next, assuming that each stress amplitude σ 1 , σ 2 , σ 3 , . N 2 , N 3 . . . N m are read from the SN diagram as shown in FIG.
The degree of damage when each of these stress amplitudes is repeated n 1 , n 2 , n 3 . Think m .

累積疲労損傷則では、式(1)に示すように、個々の応力振幅での損傷度の総和である累積損傷度dmを求める。そして、累積損傷度dm≧1となったときに、疲労破壊が生じる。
なお、不規則な繰返し変動荷重を受ける変動荷重条件においては、レインフローカウント法を用いて、各応力振幅σ1、σ2、σ3、・・σm及び繰り返し回数n1、n2、n3・・nmを決定しても良い。
In the cumulative fatigue damage law, as shown in Equation (1), the cumulative damage degree dm, which is the sum of damage degrees at individual stress amplitudes, is obtained. Then, when the cumulative damage degree dm≧1, fatigue fracture occurs.
In addition, under fluctuating load conditions under irregular repeated fluctuating loads, each stress amplitude σ 1 , σ 2 , σ 3 , . . . σ m and the number of repetitions n 1 , n 2 , n 3 ... nm may be determined.

Figure 0007115613000002
Figure 0007115613000002

目標疲労寿命設定部19により、変動荷重条件下における初期接合点の目標累積損傷度を算出する具体的な手順は以下のとおりである。 A specific procedure for calculating the target cumulative damage degree of the initial joint under fluctuating load conditions by the target fatigue life setting unit 19 is as follows.

まず、変動荷重条件における各振動パターンの荷重条件ごとに応力解析を行って求められた各初期接合点に作用する応力を、変動荷重条件下において初期接合点に発生する異なる応力振幅σ1、σ2、σ3・・σmとする。 First, the stress acting on each initial joint point obtained by performing stress analysis for each load condition of each vibration pattern under variable load conditions is defined as the different stress amplitudes σ 1 and σ 2 , σ 3 ·σ m .

次に、目標疲労寿命設定部19は、各応力振幅が単独で初期接合点131に発生していたときに初期接合点131が破断するまでの繰り返し回数(破断繰り返し数)N1、N2、N3、・・NmをS-N線図(図7)から求める。 Next, the target fatigue life setting unit 19 sets the number of repetitions (number of repetitions to fracture) N 1 , N 2 , N 2 , N 1 , N 2 , N 3 , . . . N m are obtained from the SN diagram (FIG. 7).

続いて、各応力振幅での破断までの繰り返し回数(破断繰り返し数)N1、N2、N3、・・Nmと、変動荷重条件の1シークエンスにおける各振動パターンの荷重条件のサイクル数n1、n2、n3、・・nmを式(1)に代入し、1シークエンスでの累積損傷度dmを算出する。さらに、変動荷重条件の1シークエンスを連続してK回繰り返した(Kシークエンス)時の累積損傷度DMを式(2)より算出する。

Figure 0007115613000003
そして、累積損傷度DMが1以上となるときのシークエンス回数Kを、変動荷重条件下での初期接合点の疲労寿命として算出する。 Next, the number of repetitions until fracture at each stress amplitude (number of repetitions to fracture) N 1 , N 2 , N 3 , . 1 , n 2 , n 3 , . Furthermore, the cumulative damage degree DM when one sequence under the variable load condition is continuously repeated K times (K sequence) is calculated from Equation (2).
Figure 0007115613000003
Then, the number of times of sequence K when the cumulative damage degree DM becomes 1 or more is calculated as the fatigue life of the initial joint point under fluctuating load conditions.

このように算出した各初期接合点131の疲労寿命に基づいて、目標疲労寿命設定部19は目標疲労寿命を設定する。
目標疲労寿命は、最適化解析により残存する接合候補点(後述)が満たすべき疲労寿命である。本実施の形態1において、目標疲労寿命は、少なくとも、目標疲労寿命設定部19により算出した各初期接合点のうち最も短い疲労寿命(最短疲労寿命)以上の長い疲労寿命とする。
Based on the fatigue life of each initial joint point 131 thus calculated, the target fatigue life setting unit 19 sets the target fatigue life.
The target fatigue life is the fatigue life that the remaining joint candidate points (described later) should satisfy by the optimization analysis. In Embodiment 1, the target fatigue life is at least the longest fatigue life (shortest fatigue life) among the initial joint points calculated by the target fatigue life setting unit 19 .

図8に、フロア部モデル111に対して図6に示す変動荷重条件及び拘束条件を与えた応力解析の結果を用いて求めた初期接合点131の疲労寿命のうち、最も短い下位3点の初期接合点の位置とその疲労寿命の結果の一例を示す。 FIG. 8 shows the initial fatigue life of the lowest three points among the fatigue life of the initial joint 131 obtained using the results of stress analysis in which the variable load conditions and restraint conditions shown in FIG. 6 are applied to the floor model 111 An example of the location of the joint and its fatigue life results is shown.

図8に示す初期接合点131の疲労寿命は、第1の振動パターンの荷重条件(図2)としてFR軸回りに0.7kN・mのモーメントが両振りで1サイクルと、第2の振動パターンの荷重条件(図4)としてRL軸回りに1.4kN・mのモーメントが両振りで20サイクルとを組み合わせて1シークエンスとする変動荷重条件下で算出したものである。初期接合点131の目標疲労寿命を算出する具体的な手順は、後述する実施例1において説明する。 The fatigue life of the initial joint point 131 shown in FIG. Calculations were made under a variable load condition (Fig. 4) in which a moment of 1.4 kN·m around the RL axis is combined with 20 cycles in both swings to form one sequence. A specific procedure for calculating the target fatigue life of the initial joint 131 will be described in Example 1 below.

フロア部モデル111の各初期接合点131について求めた疲労寿命は、図8に示すように、フロアパネルモデル113とロッカーインナモデル117とが接合する部位Cにおける初期接合点131の疲労寿命が18800シークエンスと最も短く、次いで、フロアパネルモデル113とリアフロアクロスモデル123とが接合する部位Dの初期接合点131の疲労寿命が22900シークエンス、トンネルモデル115とリアフロアクロスモデル123とが接合する部位Eの初期接合点131の疲労寿命が24900シークエンスであった。
この結果から、目標疲労寿命設定部19は、部位Cにおける初期接合点131の疲労寿命以上の長い疲労寿命を目標疲労寿命として設定する。
The fatigue life obtained for each initial joint point 131 of the floor part model 111 is, as shown in FIG. and the fatigue life of the initial joint 131 of the site D where the floor panel model 113 and the rear floor cross model 123 are joined is 22900 sequences, and the initial joint of the site E where the tunnel model 115 and the rear floor cross model 123 are joined. The fatigue life of point 131 was 24900 sequences.
Based on this result, the target fatigue life setting unit 19 sets a longer fatigue life than the fatigue life of the initial joint 131 at the site C as the target fatigue life.

なお、目標疲労寿命設定部19により初期接合点の疲労寿命を算出するにあたっては、図9に例示するスポット溶接部141のように、実際のスポット溶接点のナゲット径に基づいて、部品モデル143における梁要素145が結合する部位(中心部147及び周辺部149)を設定してクモの巣状の平面要素に切り直し、周辺部149における平面要素の応力値を用いるとよい。 In calculating the fatigue life of the initial joint point by the target fatigue life setting unit 19, based on the nugget diameter of the actual spot weld point, like the spot weld 141 illustrated in FIG. It is preferable to set the sites (central portion 147 and peripheral portion 149) to which the beam element 145 is coupled, cut the web-shaped planar element again, and use the stress value of the planar element in the peripheral portion 149. FIG.

さらに、目標疲労寿命設定部19による疲労寿命の算出には、市販の疲労寿命予測解析ソフトを用いるとよい。例えば、梁要素でモデル化された初期接合点の疲労寿命を市販の疲労寿命予測解析ソフトを用いて算出する場合においては、初期接合点の応力等の条件を疲労寿命予測解析ソフトに入力することにより、初期接合点の疲労寿命を算出することができる。初期接合点の応力としては、梁要素が結合している各部品モデルの平面要素の応力値、又は、梁要素の両端に作用する力とモーメントから求められる公称構造応力を用いることができる。 Further, for calculating the fatigue life by the target fatigue life setting section 19, it is preferable to use commercially available fatigue life prediction analysis software. For example, when calculating the fatigue life of the initial joint modeled with beam elements using commercially available fatigue life prediction analysis software, the conditions such as the stress of the initial joint must be input into the fatigue life prediction analysis software. can calculate the fatigue life of the initial joint. As the stress at the initial joint point, the stress value of the plane element of each part model to which the beam element is connected, or the nominal structural stress obtained from the force and moment acting on both ends of the beam element can be used.

また、S-N線図は、荷重の負荷状態、例えば同じ応力振幅であっても平均応力が圧縮応力であるか引張応力であるか等、によって変わる場合もあるが、疲労寿命予測解析ソフトの値や実験値を参照すればよい。もしくは、公称構造応力を用いて疲労寿命を算出する場合は、異なる負荷状態を含む一本のS-N線図を用いてもよい。
さらに、S-N線図は、図7に示すように、低応力側においては疲労限度以下では破断判定をしないマイナー則や、疲労限度以下でも損傷としてカウントする修正マイナー則など、種々の法則を適用して表したものであってもよい。
In addition, the SN diagram may change depending on the loading state of the load, for example, whether the average stress is compressive stress or tensile stress even if the stress amplitude is the same. Experimental values can be referred to. Alternatively, when calculating fatigue life using nominal structural stress, a single SN diagram containing different loading conditions may be used.
Furthermore, as shown in Fig. 7, the SN diagram applies various rules such as Miner's rule, which does not judge fracture below the fatigue limit on the low stress side, and modified Miner's rule, which counts even below the fatigue limit as damage. It may be expressed as

(最適化解析条件設定部)
最適化解析条件設定部21は、最適化解析モデルを最適化の対象とする最適化解析を行うために、変動荷重条件設定部17により設定された各振動パターンの荷重条件ごとに各接合候補点の破断繰り返し数を求め、各振動パターンの荷重条件のサイクル数と破断繰り返し数との比の、目標疲労寿命設定部19により設定された変動荷重条件のシークエンス回数分の総和を前記各接合候補点の累積損傷度DMとして求め、最適化解析により残存させる接合候補点の累積損傷度に関する条件と、最適化解析モデルの剛性に関する条件と、最適化解析により残存させる接合候補点の点数に関する条件と、を最適化解析条件である目的関数又は制約条件として設定するものである。
(Optimization analysis condition setting section)
The optimization analysis condition setting unit 21 sets each joint candidate point for each load condition of each vibration pattern set by the fluctuating load condition setting unit 17 in order to perform an optimization analysis targeting the optimization analysis model. and the sum of the ratio of the number of cycles of the load condition of each vibration pattern and the number of repetitions of the fracture to the number of sequences of the fluctuating load conditions set by the target fatigue life setting unit 19 is calculated as the above-mentioned candidate joint points. is obtained as the cumulative damage degree DM of, and the conditions related to the cumulative damage degree of the joint candidate points left by the optimization analysis, the conditions related to the stiffness of the optimization analysis model, the conditions related to the number of joint candidate points left by the optimization analysis, is set as an objective function or constraint condition, which is an optimization analysis condition.

最適化解析条件には、目的関数と制約条件の2種類がある。
目的関数は、最適化解析の目的に応じて一つだけ設定されるものである。本実施の形態1においては、最適化解析モデルの剛性に関する条件を目的関数として設定する。
There are two types of optimization analysis conditions: an objective function and constraints.
Only one objective function is set according to the objective of the optimization analysis. In Embodiment 1, the condition regarding the stiffness of the optimization analysis model is set as the objective function.

剛性に関する条件としては、例えば、解析対象モデルにおける所定の位置を剛性評価点とし、該剛性評価点の変位又はひずみを指標にするとよい。そして、変動荷重条件においては、例えば、各振動パターンの荷重条件における剛性評価点Pの変位を足し合わせた値の最小化、又は、各振動パターンの荷重条件での剛性評価点Pの変位の最小化、を剛性に関する条件とすればよい。 As a condition regarding stiffness, for example, a predetermined position in the model to be analyzed may be set as a stiffness evaluation point, and displacement or strain at the stiffness evaluation point may be used as an index. Under variable load conditions, for example, the sum of the displacements of the stiffness evaluation point P under the load conditions of each vibration pattern is minimized, or the displacement of the stiffness evaluation point P under the load conditions of each vibration pattern is minimized. can be used as a condition for stiffness.

制約条件は、最適化解析を行う上で課す制約であり、必要に応じて複数設定されるものである。 Constraints are constraints imposed upon performing optimization analysis, and a plurality of constraints are set as necessary.

本実施の形態1においては、接合候補点の疲労寿命が、目標疲労寿命設定部19により設定された目標疲労寿命よりも大きいとする条件を制約条件として設定するとよい。
接合候補点の破断繰り返し数は、前述した初期接合点の変動荷重条件下での破断繰り返し数と同様、図7に示すS-N線図を用いて算出することができる。
In Embodiment 1, the condition that the fatigue life of the joint candidate point is longer than the target fatigue life set by the target fatigue life setting unit 19 may be set as a constraint condition.
The number of repetitions of fracture at the joint candidate point can be calculated using the SN diagram shown in FIG.

なお、疲労寿命に関する条件は、目標疲労寿命設定部19により設定された目標疲労寿命をそのまま制約条件として与えるものに限らず、変動荷重条件下での接合候補点の目標疲労寿命設定部19により目標疲労寿命として設定されたシークエンス回数分の累積損傷度DMが疲労破壊の生じない累積損傷度DM<1とする制約条件を与えてもよい。 In addition, the condition regarding fatigue life is not limited to the target fatigue life set by the target fatigue life setting unit 19 as a constraint condition. A constraint condition may be given such that the cumulative damage degree DM for the number of sequences set as the fatigue life is less than 1 so that fatigue failure does not occur.

ここで、接合候補点の累積損傷度DMは、例えば、接合候補点としてモデル化した梁要素が結合する部品モデルの平面要素の応力や、梁要素の両端に作用する力とモーメントから算出される公称構造応力、等を用いて、前述した初期接合点の累積損傷度DMと同様、図7に示すS-N線図及び式(2)を用いて算出することができる。 Here, the cumulative damage degree DM of the joint candidate point is calculated from, for example, the stress of the planar element of the part model to which the beam element modeled as the joint candidate point is connected, and the force and moment acting on both ends of the beam element. Using the nominal structural stress, etc., it can be calculated using the S-N diagram shown in FIG.

さらに、接合候補点の点数に関する条件は、残存させる接合候補点の点数を所定の値に設定することができる。本実施の形態1においては、残存させる接合候補点の点数を初期接合点の点数と同じとする制約条件を設定した。 Further, as a condition regarding the score of the joining candidate point, the score of the remaining joining candidate point can be set to a predetermined value. In Embodiment 1, a constraint condition is set such that the number of remaining joint candidate points is the same as the number of initial joint points.

なお、接合候補点の点数に関する最適化解析条件については、例えば後述する最適化解析部23による最適化解析においてトポロジー最適化で密度法を適用する場合にあっては、接合候補点としてモデル化する要素(梁要素や立体要素等)の密度に基づいて算出される接合候補点の体積を制約条件として与えてもよい。 Regarding the optimization analysis condition regarding the number of joint candidate points, for example, when the density method is applied in the topology optimization in the optimization analysis by the optimization analysis unit 23, which will be described later, the joint candidate points are modeled. A volume of a joint candidate point calculated based on the density of elements (beam elements, three-dimensional elements, etc.) may be given as a constraint condition.

(最適化解析部)
最適化解析部23は、変動荷重条件設定部17により設定された変動荷重条件を最適化解析モデルに与え、最適化解析条件の下で最適化解析を行い、接合候補点の累積損傷度低減、前記最適化解析モデルの剛性向上、前記残存させる前記接合候補点の点数の最小化、のいずれかを目的として達成する接合候補点の配置を前記接合点の最適配置として求めるものである。
(optimization analysis part)
The optimization analysis unit 23 applies the variable load conditions set by the variable load condition setting unit 17 to the optimization analysis model, performs optimization analysis under the optimization analysis conditions, and reduces the cumulative damage degree of the joint candidate points. The arrangement of joint candidate points that is achieved for the purpose of either improving the rigidity of the optimized analysis model or minimizing the number of remaining joint candidate points is obtained as the optimal arrangement of the joint points.

最適化解析部23による最適化解析としては、トポロジー最適化を適用することができる。
トポロジー最適化において密度法を用いる場合、接合候補点としてモデル化した要素(梁要素や立体要素等)に対して、0から1までの値をとる正規化された仮想的な密度を設計変数として与え、最適化解析条件を満たす密度の値を算出する。
Topology optimization can be applied as the optimization analysis by the optimization analysis unit 23 .
When using the density method in topology optimization, a normalized virtual density that takes a value from 0 to 1 is used as a design variable for elements modeled as joint candidate points (beam elements, solid elements, etc.) and calculate the density value that satisfies the optimization analysis conditions.

そして、算出された密度の値が1であれば接合候補点が完全に存在している状態、0であれば接合候補点が存在していない状態であり、その中間値であれば接合候補点による部品組みの接合が中間的な状態となる。 If the calculated density value is 1, the joint candidate point exists completely, if it is 0, the joint candidate point does not exist, and if it is the intermediate value, the joint candidate point The joining of the parts assembly by is in an intermediate state.

そのため、トポロジー最適化で密度法を適用する中間的な密度が多い場合には、式(2)に示すように、ペナルティ係数を用いて離散化することが好ましい。 Therefore, when there are many intermediate densities to which the density method is applied in topology optimization, it is preferable to perform discretization using a penalty coefficient as shown in Equation (2).

Figure 0007115613000004
Figure 0007115613000004

離散化によく用いられるペナルティ係数は2以上であるが、本発明に係る接合位置の最適化解析においては、ペナルティ係数は4以上であることが好ましい。さらに、ペナルティ係数は、平面要素や立体要素では4以上、梁要素では20以上がより好ましい。 A penalty coefficient of 2 or more is often used for discretization, but a penalty coefficient of 4 or more is preferable in the optimization analysis of junction positions according to the present invention. Furthermore, the penalty coefficient is more preferably 4 or more for plane elements and three-dimensional elements, and 20 or more for beam elements.

なお、最適化解析部23は、上記のとおりトポロジー最適化による最適化解析を行うものであってもよいし、他の計算方式による最適化解析を行うものであってもよい。 Note that the optimization analysis unit 23 may perform optimization analysis by topology optimization as described above, or may perform optimization analysis by another calculation method.

図10に、最適化解析部23によりトポロジー最適化において密度法を適用して最適化解析を行って求められた接合点157の最適配置の一例を示す。なお、本実施の形態1において求められた接合点の最適配置の作用効果については、後述する実施例1にて述べる。 FIG. 10 shows an example of the optimum arrangement of the junction points 157 obtained by the optimization analysis unit 23 applying the density method in the topology optimization and performing the optimization analysis. Note that the effect of the optimum placement of the junction points obtained in the first embodiment will be described in Example 1, which will be described later.

<車体の接合位置の最適化解析方法>
本発明の実施の形態1に係る車体の接合位置の最適化解析方法(以下、単に、「最適化解析方法」という)は、梁要素、平面要素及び/又は立体要素からなる複数の部品モデルを有してなり、複数の部品モデルを部品組みとして接合する初期接合点を有する自動車の車体モデルの全部又は一部について、コンピュータが以下の各ステップを実行し、車体モデルの剛性向上、車体モデルにおける部品組みを接合する接合点の疲労寿命の向上、接合点の点数の最小化のいずれかを目的として達成する接合点の最適配置を求める最適化解析を行うものであって、図11に示すように、解析対象モデル設定ステップS1と、最適化解析モデル生成ステップS3と、変動荷重条件設定ステップS5と、目標疲労寿命設定ステップS7と、最適化解析条件設定ステップS9と、最適化解析ステップS11と、を含むものである。
以下、これらの各ステップについて説明する。なお、以下の各ステップは、コンピュータによって構成された最適化解析装置1(図1)が行うものとする。
<Method for optimization analysis of joint position of car body>
The optimization analysis method for the joint position of the vehicle body according to Embodiment 1 of the present invention (hereinafter simply referred to as the "optimization analysis method") is to analyze a plurality of part models composed of beam elements, planar elements and/or three-dimensional elements. A computer executes the following steps for all or part of an automobile body model having an initial joint point for joining a plurality of part models as a set of parts, improving the rigidity of the body model, An optimization analysis is performed to find the optimum arrangement of joints for the purpose of either improving the fatigue life of joints that join parts assembly or minimizing the number of joints, as shown in FIG. , an analysis target model setting step S1, an optimization analysis model generation step S3, a fluctuating load condition setting step S5, a target fatigue life setting step S7, an optimization analysis condition setting step S9, and an optimization analysis step S11. , is included.
Each of these steps will be described below. The following steps are assumed to be performed by the optimization analysis device 1 (FIG. 1) configured by a computer.

≪解析対象モデル設定ステップ≫
解析対象モデル設定ステップS1は、車体モデルの全部又は一部を解析対象モデルとして設定するものである。
<<Analysis target model setting step>>
The analysis target model setting step S1 sets all or part of the vehicle body model as the analysis target model.

本実施の形態1において、解析対象モデル設定ステップS1は、解析対象モデル設定部13が、車体モデルの一部であるフロア部モデル111を解析対象モデルとして設定する。 In the first embodiment, in the analysis target model setting step S1, the analysis target model setting unit 13 sets the floor model 111, which is a part of the vehicle body model, as the analysis target model.

≪最適化解析モデル生成ステップ≫
最適化解析モデル生成ステップS3は、解析対象モデルに対して最適配置の接合点の候補となる全ての接合候補点を密に設定して最適化解析モデルを生成するものである。
<<Optimization analysis model generation step>>
In the optimization analysis model generation step S3, an optimization analysis model is generated by densely setting all joint candidate points that are candidates for joint points of optimal arrangement for the model to be analyzed.

本実施の形態1において、最適化解析モデル生成ステップS3は、最適化解析モデル生成部15が、フロア部モデル111に予め設定された初期接合点131の間に追加接合点153を隣接する接合点で接合時の電流の分流が生じないなどの実際の追加接合点153を増やすことが可能な所定の間隔p(p<P、P:初期接合点同士の間隔)で密に生成し、初期接合点131と追加接合点153との双方を接合候補点155として設定する。 In the first embodiment, in the optimization analysis model generation step S3, the optimization analysis model generation unit 15 creates an additional connection point 153 between the initial connection points 131 preset in the floor part model 111. The initial junction is densely generated at a predetermined interval p (p < P, P: interval between initial junction points) that can increase the actual additional junction points 153 such that current shunting does not occur at the time of junction. Both the point 131 and the additional joining point 153 are set as joining candidate points 155 .

≪変動荷重条件設定ステップ≫
変動荷重条件設定ステップS5は、最適化解析モデルに与える変動荷重を複数の異なる振動パターンの荷重条件に分けて、該各振動パターンの荷重条件を所定のサイクル数組み合わせて1シークエンスとする変動荷重条件を設定するものである。
<<Fluctuation load condition setting step>>
In the variable load condition setting step S5, the variable load applied to the optimized analysis model is divided into load conditions of a plurality of different vibration patterns, and the load conditions of each vibration pattern are combined for a predetermined number of cycles to form one sequence. is set.

本実施の形態1において、変動荷重条件設定ステップS5は、最適化解析装置1の変動荷重条件設定部17が、図2に示す第1の振動パターンの荷重条件を1サイクルと、図4に示す第2の振動パターンの荷重条件を20サイクルとを組み合わせて1シークエンスとした変動荷重条件を設定し(図6参照)、さらに、図2及び図4に示すように拘束点Bを拘束する拘束条件を設定する。 In the first embodiment, in the fluctuating load condition setting step S5, the fluctuating load condition setting unit 17 of the optimization analysis device 1 sets the load condition of the first vibration pattern shown in FIG. The load condition of the second vibration pattern is combined with 20 cycles to set a fluctuating load condition as one sequence (see FIG. 6), and further, as shown in FIGS. set.

≪目標疲労寿命設定ステップ≫
目標疲労寿命設定ステップS7は、最適化解析モデルの目標疲労寿命を変動荷重条件設定ステップS5において設定する変動荷重条件のシークエンス回数で設定するものである。
最適化解析モデルの目標疲労寿命としては、変動荷重条件設定ステップS5において設定した変動荷重条件における振動パターンの荷重条件を解析対象モデルに与えて応力解析を別途行い、該応力解析の結果を用いて、解析対象モデルの初期接合点の変動荷重条件下における疲労寿命となる変動荷重条件のシークエンス回数を算出し、算出した初期接合点の疲労寿命となる変動荷重条件のシークエンス回数に基づいて目標疲労寿命となる変動荷重条件のシークエンス回数を設定してもよいし、従来の経験則から所定の変動荷重条件のシークエンス回数を目標疲労寿命としてもよい。
<<Target fatigue life setting step>>
The target fatigue life setting step S7 sets the target fatigue life of the optimization analysis model by the number of sequences of the variable load condition set in the variable load condition setting step S5.
As the target fatigue life of the optimized analysis model, stress analysis is performed separately by giving the load condition of the vibration pattern under the variable load condition set in the variable load condition setting step S5 to the model to be analyzed, and the result of the stress analysis is used. , Calculate the number of sequences of variable load conditions that will be the fatigue life of the initial joint point of the model to be analyzed, and the target fatigue life based on the number of sequences of variable load conditions that will be the fatigue life of the initial joint point Alternatively, the target fatigue life may be set to the number of sequences under the variable load condition based on a conventional empirical rule.

ここで、目標疲労寿命は、最適化の対象とする接合候補点が満たすべき疲労寿命であり、少なくとも、目標疲労寿命設定ステップS7において算出した各初期接合点の最も短い疲労寿命(最短疲労寿命)となる変動荷重条件のシークエンス回数以上の長い変動荷重条件のシークエンス回数を、目標疲労寿命として設定する。 Here, the target fatigue life is the fatigue life that should be satisfied by the joint candidate points to be optimized, and is at least the shortest fatigue life (shortest fatigue life) of each initial joint point calculated in the target fatigue life setting step S7. The number of sequences of variable load conditions that is longer than the number of sequences of variable load conditions is set as the target fatigue life.

≪最適化解析条件設定ステップ≫
最適化解析条件設定ステップS9は、最適化解析モデルを最適化の対象とする最適化解析を行うために、変動荷重条件設定ステップS5において変動荷重を分けた異なる複数の各振動パターンの荷重条件ごとに各接合候補点の破断繰り返し数を求め、各振動パターンの荷重条件のサイクル数と破断繰り返し数との比の、目標疲労寿命設定ステップS7により設定された変動荷重条件のシークエンス回数分の総和を各接合候補点の累積損傷度DMとして求め、最適化解析により残存させる接合候補点の累積損傷度に関する条件と、最適化解析モデルの剛性に関する条件と、最適化解析により残存させる前記接合候補点の点数に関する条件と、を最適化解析条件である目的関数又は制約条件として設定するものである。
<<Optimization analysis condition setting step>>
In the optimization analysis condition setting step S9, in order to perform an optimization analysis with the optimization analysis model as the target of optimization, each load condition for each of a plurality of different vibration patterns obtained by dividing the fluctuation load in the fluctuation load condition setting step S5 is performed. , the ratio of the number of cycles of the load condition of each vibration pattern to the number of repetitions of fracture is summed up for the number of sequences of the variable load conditions set in the target fatigue life setting step S7. The condition regarding the cumulative damage degree of the joint candidate point obtained as the cumulative damage degree DM of each joint candidate point and left by the optimization analysis, the condition concerning the rigidity of the optimization analysis model, and the joint candidate point left by the optimization analysis A condition regarding the score is set as an objective function or a constraint condition, which is an optimization analysis condition.

本実施の形態1において、最適化解析条件設定ステップS9は、最適化解析条件設定部21が、最適化解析モデルの剛性最大化(剛性評価点Pの変位の最小化)を目的関数とし、接合候補点155の疲労寿命が目標疲労寿命よりも大きいとする制約条件と、残存させる接合候補点の点数を初期接合点の点数と同じとする制約条件とを、最適化解析条件として設定する。 In the first embodiment, in the optimization analysis condition setting step S9, the optimization analysis condition setting unit 21 sets the stiffness maximization of the optimization analysis model (minimization of the displacement of the stiffness evaluation point P) as the objective function, A constraint that the fatigue life of the candidate point 155 is longer than the target fatigue life and a constraint that the number of remaining joint candidate points is the same as the number of initial joint points are set as optimization analysis conditions.

剛性に関する条件としては、例えば、解析対象モデルにおける所定の位置を剛性評価点とし、該剛性評価点の変位又はひずみを指標にするとよい。そして、変動荷重条件において、例えば、変動荷重を各振動パターンに分けて各振動パターンの荷重条件における剛性評価点Pの変位を足し合わせた値の最小化、又は、変動荷重条件での剛性評価点Pの変位の最小化、を剛性に関する条件とすればよい。 As a condition regarding stiffness, for example, a predetermined position in the model to be analyzed may be set as a stiffness evaluation point, and displacement or strain at the stiffness evaluation point may be used as an index. Then, in the variable load condition, for example, the variable load is divided into each vibration pattern, and the sum of the displacements of the stiffness evaluation point P under the load condition of each vibration pattern is minimized, or the stiffness evaluation point under the variable load condition is minimized. Minimization of the displacement of P may be the condition for stiffness.

また、疲労寿命に関する条件としては、目標疲労寿命設定ステップS7において設定した目標疲労寿命をそのまま制約条件として与えるものに限らず、例えば、接合候補点の累積損傷度DMが目標疲労寿命に相当する累積損傷度以下とする制約条件を与えてもよい。 In addition, the condition regarding the fatigue life is not limited to the target fatigue life set in the target fatigue life setting step S7 as it is as a constraint condition. A constraint condition may be given that the damage is less than or equal to the degree of damage.

≪最適化解析ステップ≫
最適化解析ステップS11は、変動荷重条件設定ステップS5において設定した変動荷重条件を最適化解析モデルに与え、最適化解析条件の下で最適化解析を行い、接合候補点の累積損傷度低減、最適化解析モデルの剛性向上、残存させる接合候補点の点数の最小化、のいずれかを目的として達成する接合候補点の配置を前記接合点の最適配置として求めるものである。
<<Optimization Analysis Step>>
The optimization analysis step S11 applies the variable load conditions set in the variable load condition setting step S5 to the optimization analysis model, performs optimization analysis under the optimization analysis conditions, reduces the cumulative damage degree of the joint candidate points, and optimizes The arrangement of joint candidate points that is achieved for the purpose of either improving the rigidity of the analytical model or minimizing the number of remaining joint candidate points is obtained as the optimal arrangement of the joint points.

本実施の形態1において、最適化解析ステップS11は、最適化解析部23がフロア部モデル111に設定された接合候補点を最適化の対象として最適化解析を行い、図10に示すように、最適化解析条件を満たす接合候補点155の配置を接合点157の最適配置として求める。 In the first embodiment, in the optimization analysis step S11, the optimization analysis unit 23 performs optimization analysis with the joint candidate points set in the floor part model 111 as the optimization target, and as shown in FIG. The arrangement of joint candidate points 155 that satisfy the optimization analysis condition is obtained as the optimum arrangement of joint points 157 .

<車体の接合位置の最適化解析プログラム>
本発明の実施の形態1は、コンピュータによって構成された車体の接合位置の最適化解析装置1の各部を機能させる車体の接合位置の最適化解析プログラムとして構成することができる。
すなわち、本発明の実施の形態1に係る車体の接合位置の最適化解析プログラムは、車体モデルの全部又は一部を解析対象モデルとし、該解析対象モデルについて車体モデルの剛性向上、車体モデルにおける部品組みを接合する接合点の疲労寿命の向上、接合点の点数の最小化のいずれかを目的として達成する接合点の最適配置を求める最適化解析を行うものであって、コンピュータを、図1に一例として示すように、解析対象モデル設定部13と、最適化解析モデル生成部15と、変動荷重条件設定部17と、目標疲労寿命設定部19と、最適化解析条件設定部21と、最適化解析部23と、して実行させる機能を有するものである。
<Optimization analysis program for joint position of car body>
Embodiment 1 of the present invention can be configured as a vehicle body joint position optimization analysis program that causes each part of the vehicle body joint position optimization analysis apparatus 1 configured by a computer to function.
That is, the vehicle body joint position optimization analysis program according to Embodiment 1 of the present invention uses all or part of a vehicle body model as an analysis target model, improves the rigidity of the vehicle body model for the analysis target model, Optimization analysis is performed to find the optimum arrangement of joints for the purpose of either improving the fatigue life of the joints that join the set or minimizing the number of joints. As shown as an example, an analysis target model setting unit 13, an optimization analysis model generation unit 15, a fluctuating load condition setting unit 17, a target fatigue life setting unit 19, an optimization analysis condition setting unit 21, an optimization It has a function to be executed by the analysis unit 23 .

以上、本実施の形態1に係る車体の接合位置の最適化解析方法、装置及びプログラムによれば、自動車の車体モデルの全部又は一部を解析対象モデルとし、該解析対象モデルに対して部品組みとして接合する接合候補点を設定した最適化解析モデルを生成し、最適化の対象とする接合候補点の残存させる点数、疲労寿命及び最適化解析モデルの剛性に関する最適化解析条件(目的関数又は制約条件)を設定して接合候補点についての最適化解析を行うことにより、振幅や方向等が時間的に変動する変動荷重が車体に入力する場合において、接合候補点の点数最小化、解析対象モデルの剛性向上、部品組みを接合する接合点の疲労寿命の向上のいずれかを目的として達成とする接合点の最適配置を求めることができる。 As described above, according to the optimization analysis method, device, and program for the joint position of the vehicle body according to the first embodiment, the whole or part of the vehicle body model of the automobile is used as the analysis target model, and the parts assembly is performed for the analysis target model. The optimization analysis conditions (objective function or constraint By setting the conditions) and performing optimization analysis on the candidate joint points, when a variable load whose amplitude, direction, etc. fluctuates over time is input to the vehicle body, the number of candidate joint points can be minimized, and the analysis target model It is possible to find the optimum arrangement of the joints for the purpose of either improving the rigidity of the parts or improving the fatigue life of the joints that join the parts assembly.

[実施の形態2]
前述した本発明の実施の形態1は、最適化解析において密度法に基づくトポロジー最適化を適用し、最適化解析条件を満たす接合候補点を求めるものであった。トポロジー最適化において接合候補点が残存するか消滅するかは、接合候補点の密度の値に基づいて判断される。
[Embodiment 2]
In the first embodiment of the present invention described above, the topology optimization based on the density method is applied in the optimization analysis, and the junction candidate points satisfying the optimization analysis conditions are obtained. Whether a junction candidate point remains or disappears in topology optimization is determined based on the value of the density of the junction candidate point.

密度法に基づいたトポロジー最適化における密度は、前述したように、0から1までの値をとる正規化された仮想的な密度であり、密度の値が1であれば接合候補点が完全に残存している状態、0であれば接合候補点が消滅した状態を表し、0から1までの間の中間値であれば接合候補点の残存と消滅とが中間的な状態を表す。 As mentioned above, the density in topology optimization based on the density method is a normalized virtual density that takes values from 0 to 1. If the density value is 1, the junction candidate points are completely If it is a remaining state, 0 indicates that the joint candidate point has disappeared, and if it is an intermediate value between 0 and 1, it indicates an intermediate state between the survival and disappearance of the joint candidate point.

そのため、前述のとおり、トポロジー最適化で密度法を適用する中間的な密度が多い場合には、式(1)で示すように、ペナルティ係数を用いて離散化することが好ましい。 Therefore, as described above, when there are many intermediate densities to which the density method is applied in topology optimization, it is preferable to perform discretization using a penalty coefficient as shown in Equation (1).

そして、トポロジー最適化においてペナルティ係数を与えて離散化した場合、最適化解析により残存した所定の点数の接合候補点の配置を接合点の最適配置として設定した解析対象モデルにおける接合点の疲労寿命と解析対象モデルの剛性は、いずれも、疲労寿命及び剛性の目標性能を満足する。 Then, when discretization is performed by giving a penalty coefficient in topology optimization, the fatigue life and All the stiffnesses of the model to be analyzed satisfy the target performance of fatigue life and stiffness.

しかしながら、トポロジー最適化においてペナルティ係数を与えて離散化しなかった場合、最適化解析した後の最適化解析モデルには中間的な密度の接合候補点が残存する。そして、最適化解析した結果に基づいて所定の点数の接合点の最適配置を求めるために、例えばある閾値以上の密度の接合候補点の配置を接合点の最適配置として選出し、閾値未満の中間的な密度の値の接合候補点の配置は接合点の最適配置として選出しない。 However, if a penalty coefficient is given in the topology optimization and discretization is not performed, intermediate density junction candidate points remain in the optimization analysis model after the optimization analysis. Then, in order to obtain the optimum arrangement of a predetermined number of junction points based on the result of the optimization analysis, for example, the arrangement of candidate junction points with a density equal to or higher than a certain threshold is selected as the optimum arrangement of junction points, and the intermediate The placement of joint candidate points with reasonable density values is not selected as the optimal placement of joint points.

このように求めた接合点の最適配置を解析対象モデルに新たに設定して解析対象モデルの疲労寿命を算出すると、特定の接合点に応力が集中して目標疲労寿命よりも低下したり、解析対象モデルの剛性が低下し、疲労寿命及び/又は剛性が所定の性能を満足しないという問題が生ずる場合がある。 When the optimal arrangement of joint points obtained in this way is newly set in the model to be analyzed and the fatigue life of the model to be analyzed is calculated, stress concentrates on a specific joint point, resulting in a decrease in fatigue life below the target fatigue life, and the analysis The stiffness of the target model may be degraded and problems may occur such that the fatigue life and/or stiffness do not meet the specified performance.

そこで、上記問題を解消すべく鋭意検討した結果、選出した接合候補点の配置を初期接合点の代わりに設定した解析対象モデルの疲労寿命と剛性が所定の性能を満たすか否かを判定し、満たさないと判定された場合には、最適化解析条件(例えば、密度の閾値)を変更して最適化解析を再度行うことで、剛性と疲労寿命について所定の性能を満足した接合点の最適配置を求めることができるという知見が得られた。 Therefore, as a result of intensive studies to solve the above problem, it is determined whether the fatigue life and rigidity of the model to be analyzed in which the arrangement of the selected joint candidate points is set instead of the initial joint points satisfies the predetermined performance, If it is determined that the conditions are not met, the optimization analysis conditions (e.g., density threshold) are changed and the optimization analysis is performed again to find the optimal arrangement of joints that satisfies the specified performance in terms of stiffness and fatigue life. was obtained.

本実施の形態2に係る車体の接合位置の最適化解析方法、装置及びプログラムは、上記知見に基づいてなされたものであり、その具体的な構成について説明する。なお、本実施の形態2に係る車体の接合位置の最適化解析方法、装置及びプログラムと同一の構成要素については、重複する説明を省略する。 The method, apparatus, and program for optimizing the joining position of the vehicle body according to the second embodiment are based on the above findings, and the specific configuration thereof will be described. It should be noted that redundant descriptions of the same components as those of the vehicle body joint position optimization analysis method, apparatus, and program according to the second embodiment will be omitted.

<車体の接合位置の最適化解析装置>
本発明の実施の形態2に係る車体の接合位置の最適化解析装置の構成について、以下に説明する。
<Optimization analysis device for joint position of car body>
The configuration of a vehicle body joining position optimization analysis apparatus according to Embodiment 2 of the present invention will be described below.

最適化解析装置31は、車体モデルの全部又は一部を解析対象モデルとし、梁要素、平面要素及び/又は立体要素からなる複数の部品モデルを有してなり、複数の前記部品モデルを部品組みとして接合する初期接合点を有する自動車の車体モデルの全部又は一部について、車体モデルの剛性向上、車体モデルにおける部品組みを接合する接合点の疲労寿命の向上、接合点の点数の最小化のいずれかを目的として達成する接合点の最適配置を求める最適化解析を行う装置であって、PC(パーソナルコンピュータ)等によって構成され、図12に示すように、表示装置3、入力装置5、記憶装置7、作業用データメモリ9及び演算処理部33を有している。そして、表示装置3、入力装置5、記憶装置7及び作業用データメモリ9は、演算処理部33に接続され、演算処理部33からの指令によってそれぞれの機能が実行される。 The optimization analysis device 31 uses all or part of a vehicle body model as a model to be analyzed, and has a plurality of part models composed of beam elements, planar elements and/or three-dimensional elements. For all or part of a car body model that has initial joints that are joined as a body model, either increase the rigidity of the car body model, improve the fatigue life of the joints that join the assembly of parts in the car body model, or minimize the number of joints. It is a device for performing optimization analysis for obtaining the optimum arrangement of junction points for the purpose of achieving the above, and is composed of a PC (personal computer) or the like, and as shown in FIG. 7, a working data memory 9 and an arithmetic processing unit 33 . The display device 3, the input device 5, the storage device 7, and the work data memory 9 are connected to the arithmetic processing section 33, and their respective functions are executed by commands from the arithmetic processing section 33. FIG.

≪演算処理部≫
演算処理部33は、図12に示すように、解析対象モデル設定部13と、最適化解析モデル生成部15と、変動荷重条件設定部17と、目標疲労寿命設定部19と、最適化解析条件設定部21と、最適化解析部34とを含み、さらに、選出接合候補点設定解析対象モデル生成部35と、選出接合候補点性能算出部37と、判定部39と、最適接合点決定部41と、を有し、PC等のCPU(中央演算処理装置)によって構成される。これらの各部は、CPUが所定のプログラムを実行することによって機能する。
≪Arithmetic processing section≫
As shown in FIG. 12, the arithmetic processing unit 33 includes an analysis target model setting unit 13, an optimization analysis model generation unit 15, a fluctuating load condition setting unit 17, a target fatigue life setting unit 19, and an optimization analysis condition It includes a setting unit 21 and an optimization analysis unit 34, and further includes a selected junction candidate setting analysis target model generation unit 35, a selected junction candidate point performance calculation unit 37, a judgment unit 39, and an optimum junction determination unit 41. , and is composed of a CPU (central processing unit) such as a PC. Each of these units functions when the CPU executes a predetermined program.

演算処理部33における解析対象モデル設定部13と、最適化解析モデル生成部15と、変動荷重条件設定部17と、目標疲労寿命設定部19と、最適化解析条件設定部21については、前述した本実施の形態1と同様の機能であるため、以下、最適化解析部34、選出接合候補点設定解析対象モデル生成部35と、選出接合候補点性能算出部37と、判定部39と、最適接合点決定部41の機能を説明する。 The analysis target model setting unit 13, the optimization analysis model generation unit 15, the fluctuating load condition setting unit 17, the target fatigue life setting unit 19, and the optimization analysis condition setting unit 21 in the arithmetic processing unit 33 are described above. Since the functions are the same as those of the first embodiment, the optimization analysis unit 34, the selected joint candidate point setting analysis target model generation unit 35, the selected joint candidate point performance calculation unit 37, the determination unit 39, and the optimum The function of the connection point determination unit 41 will be described.

(最適化解析部)
最適化解析部34は、変動荷重条件設定部17により設定された変動荷重条件を最適化解析モデルに与え、最適化解析条件の下で最適化解析を行い、接合候補点の累積損傷度低減、前記最適化解析モデルの剛性向上、前記残存させる前記接合候補点の点数の最小化、のいずれかを目的として達成する接合候補点の配置を前記接合点の仮の最適配置として残存させるものである。
(optimization analysis part)
The optimization analysis unit 34 applies the variable load conditions set by the variable load condition setting unit 17 to the optimization analysis model, performs optimization analysis under the optimization analysis conditions, and reduces the cumulative damage degree of the joint candidate points. The placement of the joint candidate points that is achieved for the purpose of either improving the rigidity of the optimization analysis model or minimizing the number of the remaining joint candidate points is retained as a provisional optimal arrangement of the joint points. .

最適化解析部34による最適化解析としては、前述した実施の形態1の最適化解析部23と同様に、トポロジー最適化を適用することができる。 As the optimization analysis by the optimization analysis unit 34, topology optimization can be applied as in the optimization analysis unit 23 of the first embodiment described above.

(選出接合候補点設定解析対象モデル生成部)
選出接合候補点設定解析対象モデル生成部35は、最適化解析部34における最適化解析により仮の最適配置として残存した接合候補点の中から所定点数の接合候補点を選出し、選出した接合候補点を初期接合点の代わりに解析対象モデルに設定して選出接合候補点設定解析対象モデルを生成するものである。
(Selected junction candidate point setting analysis target model generation unit)
The selected joint candidate point setting analysis target model generation unit 35 selects a predetermined number of joint candidate points from the joint candidate points remaining as the provisional optimal arrangement by the optimization analysis in the optimization analysis unit 34, and selects the joint candidate points. The point is set in the analysis target model instead of the initial connection point, and the selected connection candidate point setting analysis target model is generated.

密度法に基づいたトポロジー最適化においては、接合候補点としてモデル化された要素(例えば、梁要素等)の密度が算出されるので、選出接合候補点設定解析対象モデル生成部35は、例えば、要素の密度が所定の閾値以上の接合候補点から所定の点数を選出し解析対象モデルに設定するとよい。 In topology optimization based on the density method, the density of elements (for example, beam elements) modeled as joint candidate points is calculated. A predetermined number of points may be selected from joint candidate points having element densities equal to or greater than a predetermined threshold value and set as the model to be analyzed.

(選出接合候補点性能算出部)
選出接合候補点性能算出部37は、選出接合候補点設定解析対象モデルに変動荷重条件設定部17により設定された変動荷重条件における各振動パターンの荷重条件及び拘束条件を与えて応力解析を行い、応力解析の結果を用いて、選出した接合候補点の変動荷重条件下における疲労寿命と選出接合候補点設定解析対象モデルの剛性とを算出するものである。
(Selected junction candidate point performance calculation unit)
The selected joint candidate point performance calculation unit 37 applies the load conditions and constraint conditions of each vibration pattern under the variable load conditions set by the variable load condition setting unit 17 to the selected joint candidate point setting analysis target model, and performs stress analysis. Using the results of the stress analysis, the fatigue life of the selected joint candidate points under fluctuating load conditions and the stiffness of the selected joint candidate point setting analysis target model are calculated.

選出接合候補点設定解析対象モデルに設定された接合候補点の変動荷重条件下での疲労寿命は、前述した目標疲労寿命設定部19と同様に、選出接合候補点設定解析対象モデルの応力解析により求めた接合候補点の応力を用い、累積疲労損傷則に基づいて累積損傷度DM(式(2)参照)を算出すればよく、市販の疲労寿命予測解析ソフトにより求めることができる。 The fatigue life under variable load conditions of the candidate joint points set in the selected joint candidate point setting analysis target model is obtained by the stress analysis of the selected joint candidate point setting analysis target model in the same manner as the target fatigue life setting unit 19 described above. The cumulative damage degree DM (see formula (2)) can be calculated based on the accumulated fatigue damage law using the obtained stress at the joint candidate point, and can be obtained using commercially available fatigue life prediction analysis software.

そして、累積損傷度DMの算出に用いる接合候補点の応力としては、例えば、接合候補点としてモデル化した梁要素が結合する部品モデルの平面要素の応力や、梁要素の両端に作用する力とモーメントから算出される公称構造応力、等を用いることができる。 The stress at the joint candidate point used to calculate the cumulative damage degree DM includes, for example, the stress of the planar element of the part model to which the beam element modeled as the joint candidate point is connected, and the force acting on both ends of the beam element. Nominal structural stresses calculated from moments, etc. can be used.

また、選出接合候補点設定解析対象モデルの剛性は、例えば、所定の位置を剛性評価点としてその変位又はひずみを指標にすることができ、変動荷重条件における剛性評価点の変位や、変動荷重を各振動パターンに分けて、各振動パターンの荷重条件における剛性評価点の変位を足し合わせた値を指標とすればよい。 In addition, the stiffness of the selected joint candidate point setting analysis target model can be used, for example, by using a predetermined position as a stiffness evaluation point and using its displacement or strain as an index. By dividing into each vibration pattern, a value obtained by adding up the displacements of the stiffness evaluation points under the load conditions of each vibration pattern may be used as an index.

(判定部)
判定部39は、選出接合候補点設定解析対象モデルにおける接合候補点の変動荷重条件下における疲労寿命と選出接合候補点設定解析対象モデルの剛性とが初期接合点が設定された解析対象モデルを超える所定の性能を満たすかどうかを判定するものである。
(Judgment part)
The determination unit 39 determines whether the fatigue life under the variable load condition of the joint candidate point in the selected joint candidate point setting analysis target model and the rigidity of the selected joint candidate point setting analysis target model exceed the analysis target model in which the initial joint point is set. It determines whether or not the specified performance is satisfied.

疲労寿命に係る所定の性能は、例えば、目標疲労寿命設定部19により設定された目標疲労寿命の所定範囲内とするとよい。 The predetermined performance related to fatigue life may be within a predetermined range of the target fatigue life set by the target fatigue life setting unit 19, for example.

(最適接合点決定部)
最適接合点決定部41は、判定部39により所定の性能を満たすと判定された場合には、選出接合候補点設定解析対象モデル生成部35により選出した接合候補点の配置を前記接合点の最適配置として決定し、判定部39により所定の性能を満たさないと判定された場合、所定の性能を満たすまで、最適化解析条件設定部21により設定される最適化解析により残存させる接合候補点の累積損傷度に関する条件、最適化解析モデルの剛性に関する条件、又は、最適化解析により残存させる接合候補点の点数に関する条件を変更し、最適化解析部34と、選出接合候補点設定解析対象モデル生成部35と、選出接合候補点性能算出部37と、判定部39と、による処理を繰り返し、所定の性能を満たしたときに選出した接合候補点の配置を接合点の最適配置として決定するものである。
(Optimal junction point determination part)
When the determination unit 39 determines that the predetermined performance is satisfied, the optimum junction determination unit 41 arranges the candidate junction points selected by the selected junction candidate point setting analysis target model generation unit 35 according to the optimum junction point. If it is determined as an arrangement and the determining unit 39 determines that the predetermined performance is not satisfied, accumulation of joining candidate points to be left by the optimization analysis set by the optimization analysis condition setting unit 21 until the predetermined performance is satisfied. By changing the condition regarding the degree of damage, the condition regarding the rigidity of the optimization analysis model, or the condition regarding the number of joint candidate points left by the optimization analysis, the optimization analysis unit 34 and the selected joint candidate point setting analysis target model generation unit 35, the selected joint candidate point performance calculation unit 37, and the determination unit 39 are repeated, and the arrangement of the joint candidate points selected when predetermined performance is satisfied is determined as the optimum arrangement of the joint points. .

判定部39により剛性と疲労寿命が所定の性能を満たすと判定されなかった場合、最適接合点決定部41は、最適化解析において残存させる接合候補点の点数を増やすように、最適化解析条件設定部21により、例えば、接合候補点を選出する閾値等の最適化解析条件を変更するとよい。 If the determination unit 39 does not determine that the rigidity and fatigue life satisfy the predetermined performance, the optimum joint point determination unit 41 sets the optimization analysis conditions so as to increase the number of joint candidate points to be left in the optimization analysis. For example, the unit 21 may change optimization analysis conditions such as thresholds for selecting joining candidate points.

なお、最適化解析条件設定部21において接合候補点の累積損傷度に関する条件、最適化解析モデルの剛性に関する条件、又は、残存させる接合候補点の点数に関する条件を変更する際には、いずれか一つの条件を変更するものであってもよいし、二つ又は三つの条件を同時に変更するものであってもよい。 In the optimization analysis condition setting unit 21, when changing the condition related to the cumulative damage degree of the joint candidate points, the condition related to the stiffness of the optimization analysis model, or the condition related to the number of remaining joint candidate points, one of One condition may be changed, or two or three conditions may be changed at the same time.

<車体の接合位置の最適化解析方法>
本発明の実施の形態2に係る車体の接合位置の最適化解析方法は、梁要素、平面要素及び/又は立体要素からなる複数の部品モデルを有してなり、複数の前記部品モデルを部品組みとして接合する初期接合点を有する自動車の車体モデルの全部又は一部について、コンピュータが以下の各ステップを実行し、車体モデルの剛性向上、車体モデルにおける部品組みを接合する接合点の疲労寿命の向上、接合点の点数の最小化のいずれかを目的とし達成する接合点の最適配置を求める最適化解析を行うものであって、図13に示すように、解析対象モデル設定ステップS1と、最適化解析モデル生成ステップS3と、変動荷重条件設定ステップS5と、目標疲労寿命設定ステップS7と、最適化解析条件設定ステップS9と、最適化解析ステップS12と、選出接合候補点設定解析対象モデル生成ステップS13と、選出接合候補点性能算出ステップS15と、判定ステップS17と、最適接合点決定ステップS19と、を含むものである。
<Method for optimization analysis of joint position of car body>
A method for optimizing and analyzing a joint position of a vehicle body according to a second embodiment of the present invention comprises a plurality of part models each composed of a beam element, a plane element and/or a three-dimensional element. For all or part of an automobile body model that has initial joints that are joined as a body model, the computer performs the following steps to improve the rigidity of the car body model and improve the fatigue life of the joints that join the assembly of parts in the car body model. , minimization of the number of joint points, and optimization analysis is performed to find the optimum arrangement of the joint points. As shown in FIG. Analysis model generation step S3, fluctuating load condition setting step S5, target fatigue life setting step S7, optimization analysis condition setting step S9, optimization analysis step S12, selected joint candidate point setting analysis target model generation step S13 , a selected joint candidate performance calculation step S15, a determination step S17, and an optimum joint point determination step S19.

上記の各ステップのうち、解析対象モデル設定ステップS1と、最適化解析モデル生成ステップS3と、変動荷重条件設定ステップS5と、目標疲労寿命設定ステップS7と、最適化解析条件設定ステップS9と、については、前述した本実施の形態1と同様であるため、以下、最適化解析ステップS12と、選出接合候補点設定解析対象モデル生成ステップS13と、選出接合候補点性能算出ステップS15と、判定ステップS17と、最適接合点決定ステップS19について説明する。なお、本実施の形態2に係る最適化解析方法の各ステップは、コンピュータによって構成された最適化解析装置31(図12)が行うものである。 Of the above steps, the analysis target model setting step S1, the optimization analysis model generation step S3, the fluctuating load condition setting step S5, the target fatigue life setting step S7, and the optimization analysis condition setting step S9 is the same as in the first embodiment described above, the optimization analysis step S12, the selected junction candidate setting analysis target model generation step S13, the selected junction candidate point performance calculation step S15, and the judgment step S17 and the optimum junction point determination step S19 will be described. Each step of the optimization analysis method according to the second embodiment is performed by the optimization analysis device 31 (FIG. 12) configured by a computer.

≪最適化解析ステップ≫
最適化解析ステップS12は、変動荷重条件設定ステップS5において設定した変動荷重条件を最適化解析モデルに与え、最適化解析条件の下で最適化解析を行い、接合候補点の累積損傷度低減、最適化解析モデルの剛性向上、残存させる接合候補点の点数の最小化、のいずれかを目的として達成する接合候補点の配置を前記接合点の仮の最適配置として残存させるものである。
<<Optimization Analysis Step>>
The optimization analysis step S12 applies the variable load conditions set in the variable load condition setting step S5 to the optimization analysis model, performs optimization analysis under the optimization analysis conditions, reduces the cumulative damage degree of the joint candidate points, and optimizes the The joint candidate point arrangement is retained as a provisional optimal joint point arrangement for the purpose of either improving the rigidity of the analytical model or minimizing the number of remaining joint candidate points.

本実施の形態2において、最適化解析ステップS12は、最適化解析部34がフロア部モデル111に設定された接合候補点を最適化の対象として最適化解析を行い、図10に示すように、最適化解析条件を満たす接合候補点155の配置を接合点157の仮の最適配置として残存させる。 In the second embodiment, in the optimization analysis step S12, the optimization analysis unit 34 performs optimization analysis with the joint candidate points set in the floor part model 111 as the optimization target, and as shown in FIG. The layout of the joint candidate points 155 that satisfy the optimization analysis condition is left as the temporary optimal layout of the joint points 157 .

≪選出接合候補点設定解析対象モデル生成ステップ≫
選出接合候補点設定解析対象モデル生成ステップS13は、最適化解析ステップS12における最適化解析により仮の最適配置として残存した接合候補点の中から所定点数の接合候補点を選出し、選出した接合候補点を初期接合点の代わりに解析対象モデルに設定して選出接合候補点設定解析対象モデルを生成するものである。
本実施の形態2において、選出接合候補点設定解析対象モデル生成ステップS13は、選出接合候補点設定解析対象モデル生成部35が行う。
<<Selected joint candidate point setting analysis target model generation step>>
The selected joint candidate point setting analysis object model generation step S13 selects a predetermined number of joint candidate points from among the joint candidate points remaining as the provisional optimum arrangement by the optimization analysis in the optimization analysis step S12, and selects the joint candidate points. The point is set in the analysis target model instead of the initial connection point, and the selected connection candidate point setting analysis target model is generated.
In the second embodiment, the selected joining candidate point setting analysis target model generation step S13 is performed by the selected joining candidate point setting analysis target model generation unit 35 .

≪選出接合候補点性能算出ステップ≫
選出接合候補点性能算出ステップS15は、選出接合候補点設定解析対象モデルに変動荷重条件設定ステップS5において設定した変動荷重条件における各振動パターンの荷重条件及び拘束条件を与えて応力解析を行い、応力解析の結果を用いて、選出した接合候補点の変動荷重条件下における疲労寿命と選出接合候補点設定解析対象モデルの剛性とを算出するものである。
本実施の形態2において、選出接合候補点性能算出ステップS15は、選出接合候補点性能算出部37が行う。
<<Selected joint candidate point performance calculation step>>
In the selected joint candidate point performance calculation step S15, stress analysis is performed by applying the load conditions and constraint conditions of each vibration pattern under the variable load conditions set in the variable load condition setting step S5 to the selected joint candidate point setting analysis target model. Using the results of the analysis, the fatigue life of the selected joint candidate points under fluctuating load conditions and the stiffness of the selected joint candidate point setting analysis target model are calculated.
In the second embodiment, the selected joint candidate point performance calculation step S15 is performed by the selected joint candidate point performance calculator 37 .

≪判定ステップ≫
判定ステップS17は、選出接合候補点設定解析対象モデルにおける接合候補点の変動荷重条件下における疲労寿命と選出接合候補点設定解析対象モデルの剛性とが初期接合点が設定された解析対象モデルを超える所定の性能を満たすかどうかを判定するものである。
本実施の形態2において、判定ステップS17は、判定部39が行う。
≪Judgment step≫
In the determination step S17, the fatigue life under the variable load condition of the joint candidate point in the selected candidate joint point setting analysis target model and the rigidity of the selected joint candidate point setting analysis target model exceed the analysis target model in which the initial joint point is set. It determines whether or not the specified performance is satisfied.
In the second embodiment, determination step S17 is performed by the determination unit 39 .

前述のとおり、疲労寿命に係る所定の性能は、例えば、目標疲労寿命設定部19により設定された目標疲労寿命の所定範囲内とすればよい。 As described above, the predetermined performance related to fatigue life may be within a predetermined range of the target fatigue life set by the target fatigue life setting unit 19, for example.

≪最適接合点決定ステップ≫
最適接合点決定ステップS19は、判定ステップS17において所定の性能を満たすと判定された場合には、選出接合候補点設定解析対象モデル生成ステップS13において選出した接合候補点の配置を前記接合点の最適配置として決定し、判定ステップS17において所定の性能を満たさないと判定された場合、所定の性能を満たすまで、最適化解析条件設定ステップS9において設定する最適化解析により残存させる接合候補点の累積損傷度に関する条件、最適化解析モデルの剛性に関する条件、又は、最適化解析により残存させる接合候補点の点数に関する条件を変更し、最適化解析ステップS12と、選出接合候補点設定解析対象モデル生成ステップS13と、選出接合候補点性能算出ステップS15と、判定ステップS17と、を繰り返し、所定の性能を満たしたときに選出した接合候補点の配置を接合点の最適配置として決定するものである。
判定ステップS17において、所定の性能を満たさない場合があるのは、中間的な密度の接合候補点が多数存在し、これらを総合した性能を判定しているためである。
本実施の形態2において、最適接合点決定ステップS19は、最適接合点決定部41が行う。
≪Optimal junction point determination step≫
If it is determined in the determination step S17 that the predetermined performance is satisfied, the optimal junction point determination step S19 determines the placement of the junction candidate points selected in the selected junction candidate point setting analysis target model generation step S13 as the optimal junction point. If it is determined as an arrangement and it is determined that the predetermined performance is not satisfied in the determination step S17, the cumulative damage of the joint candidate points left by the optimization analysis set in the optimization analysis condition setting step S9 is performed until the predetermined performance is satisfied. The condition regarding the stiffness, the condition regarding the stiffness of the optimization analysis model, or the condition regarding the number of joint candidate points left by the optimization analysis are changed, and the optimization analysis step S12 and the selected joint candidate point setting analysis target model generation step S13 are performed. , the selected joint candidate point performance calculation step S15, and the determination step S17 are repeated, and the arrangement of the joint candidate points selected when the predetermined performance is satisfied is determined as the optimum arrangement of the joint points.
The reason why the predetermined performance may not be satisfied in the determination step S17 is that there are many joining candidate points with intermediate densities, and the combined performance is determined.
In Embodiment 2, the optimal junction determination step S19 is performed by the optimal junction determination unit 41 .

なお、最適化解析条件設定ステップS9において接合候補点の累積損傷度に関する条件、最適化解析モデルの剛性に関する条件、又は、残存させる接合候補点の点数に関する条件を変更する際には、いずれか一つの条件を変更してもよいし、二つ又は三つの条件を同時に変更してもよい。 In the optimization analysis condition setting step S9, when changing the condition related to the cumulative damage degree of the joint candidate points, the condition related to the stiffness of the optimized analysis model, or the condition related to the number of remaining joint candidate points, one of One condition may be changed, or two or three conditions may be changed simultaneously.

<車体の接合位置の最適化解析プログラム>
本発明の実施の形態2は、コンピュータによって構成された車体の接合位置の最適化解析装置31の各部を機能させる車体の接合位置の最適化解析プログラムとして構成することができる。
すなわち、本発明の実施の形態2に係る車体の接合位置の最適化解析プログラムは、車体モデルの全部又は一部を解析対象モデルとし、梁要素、平面要素及び/又は立体要素からなる複数の部品モデルを有してなり、複数の前記部品モデルを部品組みとして接合する初期接合点を有する自動車の車体モデルの全部又は一部について、車体モデルの剛性向上、車体モデルにおける部品組みを接合する接合点の疲労寿命の向上、接合点の点数の最小化のいずれかを目的として達成する接合点の最適配置を求める最適化解析を行うものであって、コンピュータを、図12に一例として示すように、解析対象モデル設定部13と、最適化解析モデル生成部15と、変動荷重条件設定部17と、目標疲労寿命設定部19と、最適化解析条件設定部21と、最適化解析部34とを含み、さらに、選出接合候補点設定解析対象モデル生成部35と、選出接合候補点性能算出部37と、判定部39と、最適接合点決定部41と、して実行させる機能を有するものである。
<Optimization analysis program for joint position of car body>
Embodiment 2 of the present invention can be configured as a vehicle body joint position optimization analysis program that causes each part of a vehicle body joint position optimization analysis apparatus 31 configured by a computer to function.
That is, the vehicle body joint position optimization analysis program according to the second embodiment of the present invention uses all or part of a vehicle body model as an analysis target model, and a plurality of parts composed of beam elements, planar elements and/or three-dimensional elements. For all or part of an automobile body model having a model and having an initial joint point for joining a plurality of part models as a part assembly, the rigidity of the body model is improved, and the joint point for joining the part assembly in the body model. The optimization analysis is performed to find the optimum arrangement of joint points for the purpose of either improving the fatigue life of the joint or minimizing the number of joint points. As shown in FIG. Includes an analysis target model setting unit 13, an optimization analysis model generation unit 15, a fluctuating load condition setting unit 17, a target fatigue life setting unit 19, an optimization analysis condition setting unit 21, and an optimization analysis unit 34 Further, it has a function to be executed by a selected joint candidate point setting analysis target model generation unit 35, a selected joint candidate point performance calculation unit 37, a determination unit 39, and an optimum joint point determination unit 41.

以上、本実施の形態2に係る車体の接合位置の最適化解析方法、装置及びプログラムにおいては、密度法に基づくトポロジー最適化において離散化をしない場合であっても、実際の自動車の走行中のように時間的に変動する荷重が車体に入力する場合を対象とし、接合候補点の点数最小化、解析対象モデルの剛性向上、部品組みを接合する接合点の疲労寿命の向上のいずれかを目的として達成とする接合点の最適配置を適切に決定することができる。 As described above, in the optimization analysis method, apparatus, and program for the joint position of the vehicle body according to the second embodiment, even if discretization is not performed in the topology optimization based on the density method, The purpose is to minimize the number of joint candidate points, improve the rigidity of the model to be analyzed, or improve the fatigue life of the joints where parts are joined. can appropriately determine the optimum placement of junction points to be achieved as

なお、上記の説明は、車体全体をモデル化した車体モデルを取得し、車体モデルの一部であるフロア部モデルを解析対象モデルとしたものであった。もっとも、本発明は、車体モデルの全体を解析対象モデルとしてもよいし、車体モデルにおけるフロア部モデル以外の部位を解析対象モデルとしてもよい。また、車体モデルの一部である車体部分モデルを取得し、該取得した車体部分モデルを解析対象モデルとしてもよい。 In the above description, a vehicle body model obtained by modeling the entire vehicle body is acquired, and the floor section model, which is a part of the vehicle body model, is used as the model to be analyzed. However, in the present invention, the entire vehicle body model may be used as the analysis target model, or a portion of the vehicle body model other than the floor model may be used as the analysis target model. Alternatively, a vehicle body partial model, which is a part of the vehicle body model, may be acquired, and the acquired vehicle body partial model may be used as the model to be analyzed.

また、上記の説明は、フロア部モデル111にあらかじめ60mmの間隔で352点の初期接合点131が設定されている場合を例に挙げたが、初期接合点131の間隔及び点数はこれに限定されるものではない。 In the above description, the case where 352 initial joint points 131 are set in advance at intervals of 60 mm in the floor section model 111 is taken as an example, but the interval and number of the initial joint points 131 are limited to this. not something.

さらに、初期接合点131は、操作者又は他の手段によりフロア部モデル111に予め設定されている場合についてのものであった。もっとも、本発明は、解析対象モデル設定部により、又は、解析対象モデル設定ステップにおいて、操作者が新たに初期接合点を設定するものや、初期接合点がすでに設定されている解析対象モデルにさらに追加して初期接合点を設定してもよい。 Further, the initial junction points 131 were for the cases where they were preset in the floor section model 111 by an operator or other means. However, in the present invention, the analysis target model setting unit or in the analysis target model setting step, the operator newly sets the initial connection point, or the analysis target model for which the initial connection point has already been set. Additional initial junction points may be set.

なお、本実施の形態1は、フロア部モデル111に対して、FR(フロントからリアへの)軸回り及びRL軸回りに捩じるような一定荷重(モーメント)が作用する場合を想定し、図2及び図4に示す荷重条件及び拘束条件を設定するものであったが、本発明は、解析対象とする車体の部位や実際の車体に作用する変動荷重を想定して、変動荷重条件と拘束条件を適宜設定すればよい。 In the first embodiment, it is assumed that a constant load (moment) that twists around the FR (front to rear) axis and the RL axis acts on the floor model 111. Although the load conditions and constraint conditions shown in FIGS. 2 and 4 were set, the present invention assumes a variable load acting on the part of the vehicle body to be analyzed and the actual vehicle body, and sets the variable load condition and constraint condition. Constraint conditions may be appropriately set.

また、本実施の形態1及び実施の形態2の例においては、接合候補点の疲労寿命の目標性能は、解析対象モデルに設定された初期接合点の最も短い疲労寿命(最短疲労寿命)に基づいて設定するものであった。 Further, in the examples of the first and second embodiments, the target performance of the fatigue life of the joint candidate point is based on the shortest fatigue life (shortest fatigue life) of the initial joint point set in the analysis target model. was to be set.

もっとも、本発明は、最適化解析を行う前の初期接合点131に追加接合点153を密に設定(図5)した最適化解析モデルにおける接合候補点155の疲労寿命を算出し、該算出した接合候補点の疲労寿命のうち最短疲労寿命を決定し、以下の関係を満たすように、最適化解析における目標疲労寿命を設定するとよい。
(初期接合点の最短疲労寿命)≦(接合候補点の目標疲労寿命)≦(最適化解析前の接合点を密に設定した接合候補点の最短疲労寿命)。
However, the present invention calculates the fatigue life of the joint candidate points 155 in the optimization analysis model in which the additional joint points 153 are densely set to the initial joint points 131 before performing the optimization analysis (FIG. 5), and the calculated It is preferable to determine the shortest fatigue life among the fatigue lives of the joint candidate points and set the target fatigue life in the optimization analysis so as to satisfy the following relationship.
(shortest fatigue life of initial joint point)≦(target fatigue life of joint candidate point)≦(shortest fatigue life of joint candidate point where joint points are densely set before optimization analysis).

さらに、上記の説明は、初期接合点と追加接合点の双方を接合候補点として最適化解析を行うものであったが、追加接合点のみを接合候補点とし、初期接合点は最適化解析の対象とせず、初期接合点に追加する接合点の最適配置を求めるものであってもよい。 Furthermore, in the above description, the optimization analysis was performed with both the initial junction point and the additional junction point as candidate junction points. It is also possible to seek the optimum arrangement of junction points to be added to the initial junction point without being targeted.

また、上記の例の説明においては、接合候補点の点数を初期接合点の点数と同じとする最適化解析条件を設定していたが、初期接合点と異なる点数を接合候補点の点数とする最適化解析条件を設定してもよい。 Also, in the explanation of the above example, the optimization analysis conditions were set such that the score of the joint candidate point is the same as the score of the initial joint point. Optimization analysis conditions may be set.

さらに、初期接合点を接合候補点として設定して最適化解析を行うと、最適化解析において部品組みとして接合する接合候補点が消失して部品組みがバラバラになり、最適化解析を行うことができなくなってしまうことがある。このような場合には、最適化解析の対象とはしない固定接合点を、各部品組みに少なくとも1つ設けるとよい。 Furthermore, if the initial joint point is set as a joint candidate point and optimization analysis is performed, the joint candidate point to be joined as a part assembly disappears in the optimization analysis, and the parts assembly becomes disjointed, making optimization analysis impossible. Sometimes it becomes impossible. In such cases, each set of parts should have at least one fixed junction that is not included in the optimization analysis.

ここで、固定接合点は、例えば、初期接合点の中から任意に選択してもよいし、固定接合点の候補となる固定接合候補点を設定して解析対象モデルの応力解析又は最適化解析を別途行い、その結果に基づいて固定接合候補点の中から固定接合点を選出してもよい。 Here, the fixed joint point may be arbitrarily selected from, for example, initial joint points, or fixed joint candidate points are set as candidates for the fixed joint point, and stress analysis or optimization analysis of the model to be analyzed is performed. separately, and based on the result, a fixed joint point may be selected from the fixed joint candidate points.

また、上記の説明は接合候補点の疲労寿命又は最適化解析モデルの剛性を目的関数とするものであったが、接合候補点の点数を目的関数とし、疲労寿命と剛性を制約条件としてもよい。 In the above description, the objective function is the fatigue life of the joint candidate point or the stiffness of the optimized analysis model. However, the number of joint candidate points may be the objective function, and the fatigue life and stiffness may be the constraint conditions. .

本発明の効果を確認する解析を行ったので、これについて説明する。
解析では、図14に示すように、車体のフロア部をモデル化したフロア部モデル111を対象とし、フロア部モデル111を構成する部品モデルを部品組みとして接合する接合点の最適配置を最適化解析により求めた。
An analysis was conducted to confirm the effect of the present invention, which will now be described.
In the analysis, as shown in FIG. 14, a floor part model 111 that models the floor part of the vehicle body is targeted, and the optimum arrangement of joint points where the part models that make up the floor part model 111 are joined as a part assembly is analyzed for optimization. obtained by

フロア部モデル111は、実施の形態1で述べたように、部品モデルとして、フロアパネルモデル113と、トンネルモデル115と、ロッカーインナモデル117と、ロッカーアウタモデル119と、フロントフロアクロスモデル121と、リアフロアクロスモデル123と、を有して構成されている。これらの各部品モデルは、平面要素でモデル化されている。 As described in the first embodiment, the floor model 111 includes, as component models, a floor panel model 113, a tunnel model 115, a locker inner model 117, a locker outer model 119, a front floor cross model 121, and a rear floor cross model 123 . Each of these part models is modeled with planar elements.

さらに、フロア部モデル111は、部品モデルを部品組みとして接合する初期接合点131が予め設定されている。初期接合点131は、部品モデルの平面要素の節点を結合する梁要素でモデル化され、初期接合点の点数は352点、初期接合点131同士の間隔Pは60mmであった。 Further, the floor part model 111 is preset with an initial joining point 131 for joining part models as a part assembly. The initial joint points 131 were modeled by beam elements connecting nodes of plane elements of the part model, the number of initial joint points was 352, and the interval P between the initial joint points 131 was 60 mm.

実施例1では、まず、図6に示す変動荷重条件下での初期接合点131の疲労寿命に基づいて目標疲労寿命を設定した。 In Example 1, first, the target fatigue life was set based on the fatigue life of the initial joint 131 under fluctuating load conditions shown in FIG.

図6に示す変動荷重条件は、第1の振動パターンの荷重条件(図2)としてFR軸回りに0.7kN・mのモーメントが両振りで1サイクル、次に第2の振動パターンの荷重条件(図4)としてRL軸回りに1.4kN・mのモーメントが両振りで20サイクルが入力する組み合わせを1シークエンスとした。 The fluctuating load conditions shown in Fig. 6 are the load conditions of the first vibration pattern (Fig. 2) with a moment of 0.7 kN m around the FR axis swinging in both directions for one cycle, and then the load conditions of the second vibration pattern (Fig. 2). As shown in Fig. 4), one sequence is a combination of 20 cycles with a moment of 1.4 kN·m swinging around the RL axis on both sides.

次に、第1の振動パターンの荷重条件(図2)及び第2の振動パターンの荷重条件(図4)ごとにフロア部モデル111の応力解析を行い、各振動パターンの荷重条件において初期接合点131に発生する応力を求めた。 Next, stress analysis of the floor part model 111 is performed for each of the load conditions of the first vibration pattern (FIG. 2) and the load conditions of the second vibration pattern (FIG. 4). The stress generated at 131 was obtained.

続いて、変動荷重条件下において初期接合点131に発生した異なる応力振幅σ1及びσ2が単独で初期接合点131に発生していたときに初期接合点131が破断するまでの繰り返し回数N1及びN2をS-N線図(図7)から求めた。 Subsequently, the number N 1 of repetitions until the initial joint 131 breaks when the different stress amplitudes σ 1 and σ 2 generated at the initial joint 131 under varying load conditions are independently generated at the initial joint 131 . and N 2 were obtained from the SN diagram (Fig. 7).

そして、各応力振幅での破断までの繰り返し回数N1及びN2と、1シークエンスの変動荷重条件における第1の振動パターンの荷重条件及び第2の振動パターンの荷重条件のサイクル数n1(=1サイクル)及びn2(=20サイクル)とを式(1)に代入し、1シークエンスでの累積損傷度dmを求めた。 Then, the number of repetitions N 1 and N 2 until fracture at each stress amplitude, and the number of cycles n 1 (= 1 cycle) and n 2 (=20 cycles) were substituted into the formula (1) to obtain the cumulative degree of damage dm in one sequence.

さらに、式(2)を用いて算出される累積損傷度DMが1以上となるときのシークエンス回数Kを変動荷重条件下での初期接合点131の疲労寿命として算出し、各初期接合点の疲労寿命のうち最も短い疲労寿命に基づいて目標疲労寿命を設定した。 Furthermore, the number of sequences K when the cumulative damage degree DM calculated using the formula (2) is 1 or more is calculated as the fatigue life of the initial joint 131 under fluctuating load conditions, and the fatigue life of each initial joint is calculated. The target fatigue life was set based on the shortest fatigue life among the lives.

目標疲労寿命を設定した後、フロア部モデル111における接合点の最適配置の最適化解析を行った。
最適化解析においては、まず、図5に示すように、フロア部モデル111における初期接合点131の間に間隔p=20mmで追加接合点153を設定し、初期接合点131と追加接合点153とを接合候補点155として密に設定した最適化解析モデル151を生成した。
After setting the target fatigue life, an optimization analysis of the optimal layout of the joints in the floor part model 111 was performed.
In the optimization analysis, first, as shown in FIG. 5, an additional joint point 153 is set between the initial joint points 131 in the floor part model 111 at an interval of p=20 mm, and the initial joint point 131 and the additional joint point 153 are set. was densely set as the joint candidate points 155 to generate an optimization analysis model 151 .

次に、図2及び図4に示す各荷重条件と拘束条件とを与えて最適化解析を行い、最適化解析条件を満たす接合候補点155を求めた。最適化解析には、密度法に基づいたトポロジー最適化を適用し、トポロジー最適化においてペナルティ係数を20に設定して離散化した。 Next, the load conditions and constraint conditions shown in FIG. 2 and FIG. 4 were given, and optimization analysis was performed to find the joint candidate points 155 that satisfy the optimization analysis conditions. For the optimization analysis, topology optimization based on the density method was applied, and discretization was performed with a penalty factor of 20 in the topology optimization.

実施例1では、最適化解析モデル151の剛性に関する目的関数と、最適化解析により残存させる接合候補点155の累積損傷度DM(疲労寿命)に関する制約条件と、最適化解析により残存させる接合候補点155の点数に関する制約条件と、を最適化解析条件として設定したものを発明例とした。 In the first embodiment, the objective function related to the stiffness of the optimization analysis model 151, the constraints related to the cumulative damage degree DM (fatigue life) of the joint candidate points 155 left by the optimization analysis, and the joint candidate points left by the optimization analysis An example of the invention is one in which 155 points of constraints are set as optimization analysis conditions.

剛性に関する目的関数は、第1の振動パターンの荷重条件と第2の振動パターンの荷重条件のそれぞれにおける剛性評価点P(図14(b)参照)の変位が、初期接合点131が設定されたフロア部モデル111について応力解析を行ったときの剛性評価点Pの変位以下とするものとした。 The objective function for stiffness is the displacement of the stiffness evaluation point P (see FIG. 14(b)) under the load conditions of the first vibration pattern and the load condition of the second vibration pattern. The displacement is set to be equal to or less than the stiffness evaluation point P when stress analysis is performed on the floor part model 111 .

また、疲労寿命に関する制約条件は、前述した初期接合点131と同様に、変動荷重条件下における接合候補点155の累積損傷度DMを算出した。そして、各接合候補点155の累積損傷度DMから算出される疲労寿命が目標疲労寿命よりも大きいとするものした。 As for the constraint condition regarding the fatigue life, the cumulative damage degree DM of the joint candidate point 155 under fluctuating load conditions was calculated in the same manner as the initial joint point 131 described above. It is assumed that the fatigue life calculated from the cumulative damage degree DM of each joint candidate point 155 is longer than the target fatigue life.

さらに、接合候補点155の点数に関する制約条件は、最適化解析により残存させる接合候補点の点数を初期接合点131の点数とする条件とした。 Furthermore, the constraint condition regarding the points of the joint candidate points 155 is the condition that the points of the joint candidate points left by the optimization analysis are the points of the initial joint points 131 .

なお、実施例1では、比較対象として、累積損傷度DM(疲労寿命)に関する制約条件を与えず、最適化解析モデルの剛性を目的関数とし接合候補点の点数のみを制約条件とする最適化解析条件を与えたものを比較例とした。ここで、比較例における剛性に関する条件と接合候補点の点数に関する条件は、発明例と同様とした。 In addition, in Example 1, as a comparison target, an optimization analysis in which the stiffness of the optimization analysis model is the objective function and only the number of joint candidate points is the constraint condition without giving a constraint condition regarding the cumulative damage degree DM (fatigue life). Comparative examples were provided with certain conditions. Here, the condition regarding the rigidity and the condition regarding the number of joint candidate points in the comparative example were the same as those in the invention example.

図10に、発明例における残存した接合候補点155の結果を、図15に、比較例における残存した接合候補点155の結果を示す。
図10と図15とを比較すると、主に実線楕円で囲まれた部位において、発明例と比較例とでは接合候補点155の配置の特徴に違いがみられた。
FIG. 10 shows the results of the remaining joining candidate points 155 in the inventive example, and FIG. 15 shows the results of the remaining joining candidate points 155 in the comparative example.
Comparing FIG. 10 and FIG. 15, it can be seen that there is a difference in the arrangement of the joining candidate points 155 between the inventive example and the comparative example, mainly in the region surrounded by the solid ellipse.

さらに、最適化解析により残存した接合候補点155の配置を接合点157の最適配置とし、図10及び図15に示すように最適配置の接合点157を設定した最適接合点フロア部モデル161について、剛性と接合点157の疲労寿命を算出した。 Furthermore, regarding the optimal joint point floor model 161 in which the arrangement of the joint candidate points 155 remaining by the optimization analysis is set as the optimum arrangement of the joint points 157, and the optimally arranged joint points 157 are set as shown in FIGS. 10 and 15, The stiffness and fatigue life of the junction 157 were calculated.

剛性と疲労寿命の算出においては、まず、図2に示す第1の振動パターンの荷重条件及び図4に示す第2の振動パターンの荷重条件と拘束条件とを最適接合点フロア部モデル161に与えて応力解析を行った。 In calculating the stiffness and fatigue life, first, the load conditions of the first vibration pattern shown in FIG. 2 and the load conditions and constraint conditions of the second vibration pattern shown in FIG. stress analysis was performed.

最適接合点フロア部モデル161の剛性については、第1の振動パターンの荷重条件及び第2の振動パターンの荷重条件それぞれでの応力解析により求められた剛性評価点P(図14(b)参照)の変位をそれぞれ指標とした。 Regarding the stiffness of the optimum junction floor part model 161, the stiffness evaluation points P (see FIG. 14(b)) obtained by stress analysis under the load conditions of the first vibration pattern and the load conditions of the second vibration pattern. was used as an index.

接合点157の疲労寿命については、最適接合点フロア部モデル161の応力解析により求めた接合点157の応力を用いて算出した疲労寿命のうち、最短疲労寿命を指標とした。なお、接合点157の疲労寿命の算出においては、接合点157のナゲット径を5mmとし、接合点157としてモデル化した梁要素が結合する部品モデルの平面要素をクモの巣状に切り直した(図9参照)。 Regarding the fatigue life of the joint 157, the shortest fatigue life among the fatigue lives calculated using the stress of the joint 157 obtained by the stress analysis of the optimum joint floor portion model 161 was used as an index. In addition, in calculating the fatigue life of the joint 157, the nugget diameter of the joint 157 was set to 5 mm, and the plane element of the part model to which the beam element modeled as the joint 157 was connected was recut into a spider web shape (Fig. 9). reference).

さらに、初期接合点131が設定されたフロア部モデル111(図14)と、最適化解析をする前の初期接合点131と追加接合点153を密に設定した最適化解析モデル151と、についても剛性と最短疲労寿命を求め、それぞれ基準例、参考例とした。 Furthermore, the floor part model 111 (FIG. 14) in which the initial joint point 131 is set and the optimization analysis model 151 in which the initial joint point 131 and the additional joint point 153 before the optimization analysis are densely set. Rigidity and shortest fatigue life were determined and used as a standard example and a reference example, respectively.

図16に、発明例、参考例及び比較例の剛性向上率の結果を、図17に発明例、参考例及び比較例の最短疲労寿命倍率の結果を示す。なお、発明例と比較例における剛性向上率は、基準例のフロア部モデル111における剛性評価点Pの変位を基準として求めたものであり、最短疲労寿命倍率は、基準例のフロア部モデル111における初期接合点131の最短疲労寿命との比とした。また、図16において、黒色の棒グラフは第1の振動パターンの荷重条件での剛性向上率、灰色の棒グラフは第2の振動パターンの荷重条件での剛性向上率の結果を示す。 FIG. 16 shows the results of the rigidity improvement rate of the invention examples, the reference examples and the comparative examples, and FIG. 17 shows the results of the shortest fatigue life ratios of the invention examples, the reference examples and the comparative examples. The rigidity improvement rate in the invention example and the comparative example was obtained based on the displacement of the rigidity evaluation point P in the floor section model 111 of the reference example, and the shortest fatigue life ratio was obtained in the floor section model 111 of the reference example. A ratio to the shortest fatigue life of the initial joint 131 was used. In FIG. 16, the black bar graph indicates the rigidity improvement rate under the load condition of the first vibration pattern, and the gray bar graph indicates the rigidity improvement rate under the load condition of the second vibration pattern.

発明例及び比較例は、いずれも、剛性向上率が正の値であり、基準例よりも剛性が向上し、また、最短疲労寿命も向上した。
剛性向上率に関しては、図16に示すように、発明例においては1.8%であり、比較例における2.0%に比べて若干低いものの、基準例に比べて剛性が向上する結果となった。
さらに、最短疲労寿命に関しては、図17に示すように、発明例における最短疲労寿命倍率は2.4であり、また、比較例における最短疲労寿命倍率(=1.1)に比べても大きくなり、参考例における最短疲労寿命倍率(=3.6)に近づく結果となった。
Both the invention examples and the comparative examples had a positive value for the rigidity improvement rate, and the rigidity was improved more than the reference example, and the shortest fatigue life was also improved.
As shown in FIG. 16, the rigidity improvement rate was 1.8% in the invention example, which was slightly lower than 2.0% in the comparative example, but resulted in an improvement in rigidity compared to the reference example.
Furthermore, regarding the shortest fatigue life, as shown in FIG. 17, the shortest fatigue life ratio in the invention example is 2.4, which is larger than the shortest fatigue life ratio (= 1.1) in the comparative example. The result was close to the shortest fatigue life ratio (=3.6).

上記の実施例1は、車体の一部(フロア部)を対象とし、剛性を目的関数として接合点の最適化解析を行った場合についてのものであったが、実施例2では、図18に示す、自動車車体の全体(フルビークル)の車体モデル201を対象とし、最適化解析により残存させる接合候補点の累積損傷度(疲労寿命)に関する条件と、最適化解析モデルの剛性に関する条件と、最適化解析により残存させる接合候補点の点数に関する条件と、を最適化解析条件である目的関数又は制約条件として設定し、車体モデルにおける接合点の最適化解析を行った。 In the above-described first embodiment, a portion of the vehicle body (floor portion) is targeted and the joint point optimization analysis is performed with the stiffness as the objective function. Shown is a vehicle body model 201 of the entire automobile body (full vehicle), and the condition regarding the cumulative damage degree (fatigue life) of the joint candidate points left by the optimization analysis, the condition regarding the rigidity of the optimization analysis model, and the optimum Conditions relating to the number of joint candidate points to be left in the optimization analysis were set as objective functions or constraint conditions, which are optimization analysis conditions, and optimization analysis of the joint points in the vehicle body model was performed.

車体モデル201は、車体骨格部品や車体パネル部品を平面要素でモデル化した複数の部品モデルを有して構成されており、部品モデルを部品組みとして接合する初期接合点が予め設定されている。初期接合点の点数は4983点であり、部品モデルの平面要素の節点を結合する梁要素でモデル化されている。 The vehicle body model 201 includes a plurality of part models obtained by modeling body frame parts and vehicle body panel parts with plane elements, and initial joint points for joining the part models as a set of parts are set in advance. The number of initial joint points is 4983 points, and it is modeled with beam elements that connect the nodes of the plane elements of the part model.

まず、車体モデル201における初期接合点の間に最小打点間隔20mmで追加接合点を設定し、初期接合点と追加接合点とを接合候補点として密に設定し、最適化解析モデル211(図18(a)(i)及び図18(b)(i))を生成した。なお、車体モデル201においては部品モデルの部品組みごとに初期接合点の打点間隔が異なるため、車体モデル201に設定する追加接合点の打点間隔は必ずしも一定ではないが、なるべく均等にかつ最小打点間隔20mmを下回らないように、追加接合点を設定した。 First, additional joint points are set between the initial joint points in the vehicle body model 201 at a minimum joint interval of 20 mm, and the initial joint points and the additional joint points are densely set as joint candidate points, and the optimization analysis model 211 (Fig. 18 (a)(i) and FIG. 18(b)(i)) were generated. Note that, in the vehicle body model 201, the welding intervals of the initial joint points differ for each set of parts of the part model, so the welding intervals of the additional joint points set in the vehicle body model 201 are not necessarily constant, but are as uniform as possible and have the minimum welding interval. Additional joint points were set so as not to be less than 20mm.

実施例2では、まず、図18(a)に示す第1の振動パターンの荷重条件と、図18(b)に示す第2の振動パターンの荷重条件と、を組み合わせた変動荷重条件を設定した。 In Example 2, first, a fluctuating load condition was set by combining the load condition of the first vibration pattern shown in FIG. 18(a) and the load condition of the second vibration pattern shown in FIG. 18(b). .

第1の振動パターンの荷重条件は、図18(a)に示すように、最適化解析モデル211における左右のフロントサスペンション取付位置を荷重入力点(図18(a)(i)中のA)として車体上下方向(Z方向)に±2000Nの両振りのねじり荷重を入力し、拘束条件は、最適化解析モデル211の左右のサイドシル203の後方部を拘束点(図18(a)(i)中のB)として完全拘束するものである。 As shown in FIG. 18(a), the load condition of the first vibration pattern is obtained by setting the left and right front suspension mounting positions in the optimization analysis model 211 as load input points (A in FIG. 18(a)(i)). A two-way torsional load of ±2000 N is input in the vertical direction (Z direction) of the vehicle body. B) is a complete constraint.

第2の振動パターンの荷重条件は、図18(b)に示すように、最適化解析モデル211の左右のサイドシル203の後方部207を荷重入力点(図18(b)(i)中のA)として車体幅方向(Y方向)に±1000Nの両振りの横曲げ荷重を入力し、拘束条件は、車体モデル201の左右のフロントサスペンション取付位置を拘束点(図18(b)(i)中のB1)として完全拘束し、リア側サブフレームとボデーの左右の取付位置を拘束点(図18(b)(i)中のB2)として並進移動を拘束するものである。 As shown in FIG. 18(b), the load condition of the second vibration pattern is such that the rear portions 207 of the left and right side sills 203 of the optimized analysis model 211 are the load input points (A in FIG. 18(b)(i)). ), a double-sided lateral bending load of ±1000 N in the vehicle body width direction (Y direction) is input, and the constraint condition is that the mounting positions of the left and right front suspensions of the body model 201 are the constraint points (in FIG. 18(b)(i) (B 1 ) in ), and translational movement is restricted by using the mounting positions on the left and right of the rear subframe and the body as constraint points (B 2 in FIG. 18(b)(i)).

そして、変動荷重条件は、第1の振動パターンの荷重条件を1サイクル(図18(a))、続いて、第2の振動パターンの荷重条件を30サイクル(図18(b))、が入力する組み合わせを1シークエンスとした。 Then, as for the fluctuating load conditions, input the load condition of the first vibration pattern for 1 cycle (Fig. 18(a)), followed by the load condition of the second vibration pattern for 30 cycles (Fig. 18(b)). The combination to do was made into 1 sequence.

次に、第1の振動パターンの荷重条件及び拘束条件(図18(a))と第2の振動パターンの荷重条件及び拘束条件(図18(b))ごとに車体モデル201の応力解析を行い、各振動パターンの荷重条件において初期接合点に発生する応力を求めた。初期接合点に発生する応力の算出においては、図9に例示するスポット溶接部141のように、実際のスポット溶接点のナゲット径に基づいて、部品モデル143における梁要素145が結合する部位を設定してクモの巣状の平面要素に切り直し、周辺部149における平面要素の応力値を用いた。 Next, the stress analysis of the vehicle body model 201 is performed for each of the load conditions and constraint conditions of the first vibration pattern (FIG. 18(a)) and the load conditions and constraint conditions of the second vibration pattern (FIG. 18(b)). , the stress generated at the initial joint point under the load conditions of each vibration pattern was obtained. In calculating the stress generated at the initial joint point, the part where the beam element 145 in the part model 143 is connected is set based on the nugget diameter of the actual spot weld point, such as the spot weld part 141 illustrated in FIG. Then, it was recut into a spider web-shaped planar element, and the stress value of the planar element in the peripheral portion 149 was used.

続いて、変動荷重条件下において初期接合点に発生した異なる応力振幅σ1及びσ2が単独で初期接合点に発生していたときに初期接合点が破断するまでの繰り返し回数N1及びN2をS-N線図(図7)から求めた。 Subsequently, the number of repetitions N 1 and N 2 until the initial joint fractures when different stress amplitudes σ 1 and σ 2 generated at the initial joint under fluctuating load conditions are independently generated at the initial joint. was obtained from the SN diagram (Fig. 7).

そして、各応力振幅での破断までの繰り返し回数N1及びN2と、1シークエンスの変動荷重条件における第1の振動パターンの荷重条件のサイクル数n1(=1サイクル)及び第2の振動パターンの荷重条件のサイクル数n2(=30サイクル)とを式(1)に代入し、1シークエンスでの累積損傷度dmを求めた。 Then, the number of repetitions N 1 and N 2 until fracture at each stress amplitude, the number of cycles n 1 (= 1 cycle) of the load condition of the first vibration pattern in one sequence of fluctuating load conditions, and the second vibration pattern and the number of cycles n 2 (=30 cycles) of the load condition were substituted into the equation (1) to obtain the cumulative damage degree dm in one sequence.

さらに、式(2)を用いて算出される累積損傷度DMが1以上となるときのシークエンス数Kを変動荷重条件下での初期接合点の疲労寿命として算出し、各初期接合点の疲労寿命のうち最も短い疲労寿命に基づいて目標疲労寿命を設定した。 Furthermore, the number of sequences K when the cumulative damage degree DM calculated using formula (2) is 1 or more is calculated as the fatigue life of the initial joint point under fluctuating load conditions, and the fatigue life of each initial joint point The target fatigue life was set based on the shortest fatigue life.

そして、図18(a)に示す第1の振動パターンの荷重条件及び拘束条件と図18(b)に示す第2の振動パターンの荷重条件及び拘束条件とを組み合わせた変動荷重条件を最適化解析モデル211に与えて最適化解析を行い、最適化解析条件を満たす接合候補点を求めた。最適化解析には、密度法に基づいたトポロジー最適化を適用し、トポロジー最適化においてペナルティ係数を20に設定して離散化した。 18(a) and the second vibration pattern shown in FIG. 18(b) are combined for optimization analysis. The model 211 was applied to the model 211 and optimized analysis was performed to obtain joint candidate points that satisfy the optimization analysis conditions. For the optimization analysis, topology optimization based on the density method was applied, and discretization was performed with a penalty factor of 20 in the topology optimization.

実施例2では、最適化解析条件の目的関数と制約条件を表1に示す組み合わせにしたものを発明例21、発明例22及び発明例23とした。 In Example 2, Invention Examples 21, 22, and 23 were obtained by combining the objective function and constraint conditions of the optimization analysis conditions as shown in Table 1.

Figure 0007115613000005
Figure 0007115613000005

発明例21は、最適化解析により残存させる接合候補点の疲労寿命に関する目的関数と、最適化解析モデル211の剛性に関する制約条件と、最適化解析により残存させる接合候補点の点数に関する制約条件と、を最適化解析条件として設定した。
疲労寿命に関する目的関数は、接合候補点の累積損傷度DMから算出される疲労寿命が目標疲労寿命を上回り、かつ、最大となる条件とした。
また、剛性に関する制約条件は、第1の振動パターンの荷重条件及び第2の振動パターンの荷重条件を最適化解析モデル211に与えた応力解析における左右の荷重入力点Aの変位の平均値が、元の車体モデル201に同じ荷重条件を与えて応力解析を行ったときの左右の荷重入力点Aにおける変位の平均値以下となる条件とした。
さらに、接合候補点の点数に関する制約条件は、元の車体モデル201の初期接合点の点数(=4983点)とする条件とした。
Invention Example 21 has an objective function related to the fatigue life of the joint candidate points left by the optimization analysis, a constraint condition related to the stiffness of the optimization analysis model 211, a constraint condition related to the number of joint candidate points left by the optimization analysis, was set as the optimization analysis conditions.
The objective function for the fatigue life was a condition under which the fatigue life calculated from the cumulative damage degree DM of the joint candidate points exceeded the target fatigue life and reached the maximum.
In addition, the constraint on stiffness is that the average value of the displacement of the left and right load input points A in the stress analysis in which the load condition of the first vibration pattern and the load condition of the second vibration pattern are given to the optimization analysis model 211 is The condition was set to be equal to or less than the average value of the displacement at the left and right load input points A when stress analysis was performed by applying the same load conditions to the original vehicle body model 201 .
Furthermore, the constraint condition regarding the number of joint candidate points is the number of initial joint points of the original vehicle body model 201 (=4983 points).

発明例22は、最適化解析モデル211の剛性に関する目的関数と、最適化解析により残存させる接合候補点の疲労寿命に関する制約条件と、最適化解析により残存させる接合候補点の点数に関する制約条件と、を最適化解析条件として設定した。
剛性に関する目的関数は、第1の振動パターンの荷重条件及び第2の振動パターンの荷重条件を最適化解析モデル211に与えて応力解析を行ったときの最適化解析モデル211のひずみエネルギーの総和が最小となる条件とした。
また、疲労寿命に関する制約条件は、接合候補点の累積損傷度DMから算出される疲労寿命が目標疲労寿命を上回り、かつ、最大となる条件とした。
さらに、接合候補点の点数に関する制約条件は、元の車体モデル201の初期接合点の点数(=4983点)とする条件とした。
Invention Example 22 includes an objective function related to the stiffness of the optimization analysis model 211, a constraint condition related to the fatigue life of the joint candidate points left by the optimization analysis, a constraint condition related to the number of joint candidate points left by the optimization analysis, was set as the optimization analysis conditions.
The objective function related to stiffness is the sum of the strain energy of the optimization analysis model 211 when stress analysis is performed by giving the load condition of the first vibration pattern and the load condition of the second vibration pattern to the optimization analysis model 211. It was set as the minimum condition.
In addition, as a constraint condition regarding the fatigue life, the fatigue life calculated from the cumulative damage degree DM of the joint candidate point exceeds the target fatigue life and is the maximum.
Furthermore, the constraint condition regarding the number of joint candidate points is the number of initial joint points of the original vehicle body model 201 (=4983 points).

発明例23は、最適化解析により残存させる接合候補点の点数に関する目的関数と、最適化解析により残存させる接合候補点の疲労寿命に関する制約条件と、最適化解析モデル211の剛性に関する制約条件と、を最適化解析条件として設定した。
接合候補点の点数に関する目的関数は、接合候補点の点数を最小化する条件とした。なお、剛性性能や疲労寿命に影響しない接合候補点は、最適化解析の対象には入れなかった。
また、疲労寿命に関する制約条件は、接合候補点の累積損傷度DMから算出される疲労寿命が目標疲労寿命を上回り、かつ、最大となる条件とした。
さらに、剛性に関する制約条件は、第1の振動パターンの荷重条件及び第2の振動パターンの荷重条件を最適化解析モデル211に与えた応力解析における左右の荷重入力点Aの変位の平均値が、元の車体モデル201のそれ以下となる条件とした。
Invention Example 23 includes an objective function related to the number of joint candidate points left by the optimization analysis, a constraint condition related to the fatigue life of the joint candidate points left by the optimization analysis, a constraint condition related to the stiffness of the optimization analysis model 211, was set as the optimization analysis conditions.
The condition for minimizing the number of joint candidate points was used as the objective function for the number of joint candidate points. The joint candidate points that do not affect the rigidity performance and fatigue life were not included in the optimization analysis.
In addition, as a constraint condition regarding the fatigue life, the fatigue life calculated from the cumulative damage degree DM of the joint candidate point exceeds the target fatigue life and is the maximum.
Furthermore, the constraint condition regarding stiffness is that the average value of the displacement of the left and right load input points A in the stress analysis in which the load condition of the first vibration pattern and the load condition of the second vibration pattern are given to the optimization analysis model 211 is The condition was set to be less than that of the original vehicle body model 201 .

さらに、最適化解析により残存した接合候補点の配置を接合点の最適配置とし、図18に示すように最適配置の接合点を設定した最適接合点車体モデル221について、剛性と接合点の疲労寿命を算出した。
剛性と疲労寿命の算出においては、図18(a)に示す第1の振動パターンの荷重条件及び拘束条件と、図18(b)に示す第2の振動パターンの荷重条件及び拘束条件と、を最適接合点車体モデル221に与えて応力解析を行った。
Furthermore, the arrangement of the joint candidate points remaining by the optimization analysis is regarded as the optimum arrangement of the joint points, and as shown in FIG. was calculated.
In calculating the stiffness and fatigue life, the load conditions and constraint conditions of the first vibration pattern shown in FIG. 18(a) and the load conditions and constraint conditions of the second vibration pattern shown in FIG. 18(b) are used. A stress analysis was performed on the optimum joint point vehicle body model 221 .

図19に、発明例21、発明例22及び発明例23における最短疲労寿命倍率(図19(a))、剛性向上率(図19(b))及び残存した接合候補点の点数(図19(c))の結果を示す。さらに、表2に、図19に示した結果をまとめて示す。 Fig. 19 shows the shortest fatigue life ratio (Fig. 19(a)), the rigidity improvement rate (Fig. 19(b)), and the number of remaining joint candidate points (Fig. 19 ( The results of c)) are shown. Furthermore, Table 2 summarizes the results shown in FIG.

Figure 0007115613000006
Figure 0007115613000006

図19及び表2において、最適接合点車体モデル221の最短疲労寿命倍率は、元の車体モデル201における初期接合点の最短疲労寿命との比とした。
最適接合点車体モデル221の剛性向上率は、元の車体モデル201における剛性評価点(荷重入力点A)の変位を基準として求めたものであり、また、図19(b)において、黒色の棒グラフは第1の振動パターンの荷重条件(ねじれ荷重)での剛性向上率、灰色の棒グラフは第2の振動パターンの荷重条件(横曲げ荷重)での剛性向上率の結果を示す。
In FIG. 19 and Table 2, the shortest fatigue life ratio of the optimal joint point car body model 221 is a ratio to the shortest fatigue life of the initial joint point in the original car body model 201 .
The rigidity improvement rate of the optimum joint point vehicle body model 221 is obtained based on the displacement of the rigidity evaluation point (load input point A) in the original vehicle body model 201. In FIG. 19(b), the black bar graph indicates the rigidity improvement rate under the load condition (torsional load) of the first vibration pattern, and the gray bar graph indicates the result of the rigidity improvement rate under the load condition (lateral bending load) of the second vibration pattern.

発明例21、発明例22及び発明例23のいずれも最適接合点車体モデル221の最短疲労寿命倍率は向上し、目的条件を疲労寿命とした発明例21の最短疲労寿命倍率が4.1倍と最も高い結果となった。 Invention Example 21, Invention Example 22, and Invention Example 23 all improve the shortest fatigue life ratio of the optimal joint point car body model 221, and Invention Example 21, which uses fatigue life as the target condition, has the highest shortest fatigue life ratio of 4.1 times. result.

また、発明例21、発明例22及び発明例23のいずれも最適接合点車体モデル221の剛性向上率が正の値であり、元の車体モデル201よりも剛性が向上した。特に、目的条件を剛性とした発明例22では、第1の振動パターンの荷重条件(ねじり荷重)では6.3%、第2の振動パターンの荷重条件(横曲げ荷重)では8.3%であり、いずれも発明例21及び発明例23よりも剛性向上率も高い結果となった。 In addition, the rigidity improvement rate of the optimum joint point vehicle body model 221 is a positive value in each of invention examples 21, 22, and 23, and the rigidity is improved compared to the original vehicle body model 201 . In particular, in Invention Example 22 in which the target condition is rigidity, the load condition of the first vibration pattern (torsion load) is 6.3%, and the load condition of the second vibration pattern (horizontal bending load) is 8.3%. The rate of rigidity improvement was higher than that of Invention Examples 21 and 23.

さらに、最適接合点車体モデル221の接合点の点数は、発明例21及び発明例22は元の車体モデル201と同じ4893点であるが、目的条件を接合候補点の点数とした発明例23では、元の車体モデルよりも359点(-7.3%)削減できた。 Furthermore, the number of joint points of the optimal joint point car body model 221 is 4893 points, which is the same as the original car body model 201, in Invention Examples 21 and 22, but in Invention Example 23 in which the target condition is the number of joint candidate points, , 359 points (-7.3%) less than the original car body model.

1 最適化解析装置
3 表示装置
5 入力装置
7 記憶装置
9 作業用データメモリ
11 演算処理部
13 解析対象モデル設定部
15 最適化解析モデル生成部
17 変動荷重条件設定部
19 目標疲労寿命設定部
21 最適化解析条件設定部
23 最適化解析部
31 最適化解析装置
33 演算処理部
34 最適化解析部
35 選出接合候補点設定解析対象モデル生成部
37 選出接合候補点性能算出部
39 判定部
41 最適接合点決定部
101 車体モデルファイル
111 フロア部モデル
113 フロアパネルモデル
115 トンネルモデル
117 ロッカーインナモデル
119 ロッカーアウタモデル
121 フロントフロアクロスモデル
123 リアフロアクロスモデル
125 前端面部
127 後端面部
131 初期接合点
141 スポット溶接部
143 部品モデル
145 梁要素
147 中心部
149 周辺部
151 最適化解析モデル
153 追加接合点
155 接合候補点
157 接合点
161 最適接合点フロア部モデル
201 車体モデル
203 サイドシル
211 最適化解析モデル
221 最適接合点車体モデル
1 optimization analysis device 3 display device 5 input device 7 storage device 9 work data memory 11 arithmetic processing unit 13 analysis target model setting unit 15 optimization analysis model generation unit 17 fluctuating load condition setting unit 19 target fatigue life setting unit 21 optimum optimization analysis condition setting unit 23 optimization analysis unit 31 optimization analysis device 33 arithmetic processing unit 34 optimization analysis unit 35 selected joint candidate point setting analysis target model generation unit 37 selected joint candidate point performance calculation unit 39 determination unit 41 optimum joint point Determining part 101 Vehicle body model file 111 Floor part model 113 Floor panel model 115 Tunnel model 117 Locker inner model 119 Locker outer model 121 Front floor cross model 123 Rear floor cross model 125 Front end surface 127 Rear end surface 131 Initial joint point 141 Spot welding part 143 Part model 145 Beam element 147 Central part 149 Peripheral part 151 Optimization analysis model 153 Additional joint point 155 Joint candidate point 157 Joint point 161 Optimum joint floor model 201 Body model 203 Side sill 211 Optimization analysis model 221 Optimal joint body model

Claims (9)

梁要素、平面要素及び/又は立体要素からなる複数の部品モデルを有してなり、複数の前記部品モデルを部品組みとして接合する初期接合点を有する自動車の車体モデルの全部又は一部について、コンピュータが以下の各ステップを実行し、前記車体モデルの剛性向上、前記車体モデルにおける前記部品組みを接合する接合点の疲労寿命の向上、前記接合点の点数の最小化のいずれかを目的として達成する前記接合点の最適配置を求める最適化解析を行う車体の接合位置の最適化解析方法であって、
前記車体モデルの全部又は一部を解析対象モデルとして設定する解析対象モデル設定ステップと、
前記解析対象モデルに対して前記最適配置の接合点の候補となる全ての接合候補点を密に設定して最適化解析モデルを生成する最適化解析モデル生成ステップと、
前記最適化解析モデルに与える変動荷重を複数の異なる振動パターンの荷重条件に分けて、該各振動パターンの荷重条件を所定のサイクル数組み合わせて1シークエンスとする変動荷重条件を設定する変動荷重条件設定ステップと、
前記最適化解析モデルの目標疲労寿命を前記変動荷重条件のシークエンス回数で設定する目標疲労寿命設定ステップと、
前記最適化解析モデルを最適化の対象とする最適化解析を行うために、前記各振動パターンの荷重条件ごとに前記各接合候補点の破断繰り返し数を求め、前記各振動パターンの荷重条件の前記サイクル数と前記破断繰り返し数との比の、前記目標疲労寿命設定ステップにより設定された前記変動荷重条件のシークエンス回数分の総和を前記各接合候補点の累積損傷度として求め、最適化解析により残存させる前記接合候補点の累積損傷度に関する条件と、前記最適化解析モデルの剛性に関する条件と、最適化解析により残存させる前記接合候補点の点数に関する条件と、を最適化解析条件である目的関数又は制約条件として設定する最適化解析条件設定ステップと、
前記変動荷重条件設定ステップにおいて設定した前記変動荷重条件を前記最適化解析モデルに与え、前記最適化解析条件の下で最適化解析を行い、前記接合候補点の累積損傷度低減、前記最適化解析モデルの剛性向上、前記残存させる前記接合候補点の点数の最小化、のいずれかを目的として達成する前記接合候補点の配置を前記接合点の最適配置として求める最適化解析ステップと、を含むことを特徴とする車体の接合位置の最適化解析方法。
A computer for all or part of an automobile body model comprising a plurality of part models consisting of beam elements, planar elements and/or three-dimensional elements, and having initial joining points for joining the plurality of part models as a set of parts. performs each of the following steps to achieve any of the following purposes: improving the rigidity of the vehicle body model, improving the fatigue life of the joints that join the parts assembly in the vehicle body model, and minimizing the number of the joints. A joint position optimization analysis method for a vehicle body for performing an optimization analysis for determining the optimum arrangement of the joint points,
an analysis target model setting step of setting all or part of the vehicle body model as an analysis target model;
an optimization analysis model generation step of generating an optimization analysis model by densely setting all connection candidate points that are candidates for the connection points of the optimal arrangement for the model to be analyzed;
Variable load condition setting for dividing the variable load applied to the optimization analysis model into load conditions of a plurality of different vibration patterns, and setting the variable load conditions as one sequence by combining the load conditions of the respective vibration patterns for a predetermined number of cycles. a step;
A target fatigue life setting step of setting the target fatigue life of the optimization analysis model by the number of sequences of the variable load condition;
In order to perform an optimization analysis that targets the optimization analysis model for optimization, the number of repetitions of fracture at each joint candidate point is obtained for each load condition of each vibration pattern, and the load condition of each vibration pattern is The sum of the ratio of the number of cycles and the number of repetitions to failure for the number of sequences of the variable load conditions set by the target fatigue life setting step is obtained as the cumulative damage degree of each candidate joint point, and the residual is obtained by optimization analysis. A condition relating to the degree of cumulative damage of the joint candidate points to be allowed, a condition relating to the stiffness of the optimization analysis model, and a condition relating to the number of points of the joint candidate points to be left by the optimization analysis are defined as an objective function or an optimization analysis condition setting step to be set as a constraint;
Giving the variable load condition set in the variable load condition setting step to the optimization analysis model, performing optimization analysis under the optimization analysis condition, reducing the cumulative damage degree of the joint candidate point, and performing the optimization analysis an optimization analysis step of determining the arrangement of the joint candidate points for the purpose of either improving the rigidity of the model or minimizing the number of the remaining joint candidate points as the optimum arrangement of the joint points. An optimization analysis method for joint positions of a vehicle body, characterized by:
前記最適化解析ステップは、密度法によるトポロジー最適化を行うものであり、該トポロジー最適化においてペナルティ係数を4以上に設定して離散化することを特徴とする請求項1に記載の車体の接合位置の最適化解析方法。 2. The joint of the vehicle body according to claim 1, wherein the optimization analysis step is to perform topology optimization by a density method, and discretization is performed by setting a penalty coefficient to 4 or more in the topology optimization. Location optimization analysis method. 梁要素、平面要素及び/又は立体要素からなる複数の部品モデルを有してなり、複数の前記部品モデルを部品組みとして接合する初期接合点を有する自動車の車体モデルの全部又は一部について、コンピュータが以下の各ステップを実行し、前記車体モデルの剛性向上、前記車体モデルにおける前記部品組みを接合する接合点の疲労寿命の向上、前記接合点の点数の最小化のいずれかを目的として達成する前記接合点の最適配置を求める最適化解析を行う車体の接合位置の最適化解析方法であって、
前記車体モデルの全部又は一部を解析対象モデルとして設定する解析対象モデル設定ステップと、
前記解析対象モデルに対して前記最適配置の接合点の候補となる全ての接合候補点を密に設定して最適化解析モデルを生成する最適化解析モデル生成ステップと、
前記最適化解析モデルに与える変動荷重を複数の異なる振動パターンの荷重条件に分けて、該各振動パターンの荷重条件を所定のサイクル数組み合わせて1シークエンスとする変動荷重条件を設定する変動荷重条件設定ステップと、
前記最適化解析モデルの目標疲労寿命を前記変動荷重条件のシークエンス回数で設定する目標疲労寿命設定ステップと、
前記最適化解析モデルを最適化の対象とする最適化解析を行うために、前記各振動パターンの荷重条件ごとに前記各接合候補点の破断繰り返し数を求め、前記各振動パターンの荷重条件の前記サイクル数と前記破断繰り返し数との比の、前記目標疲労寿命設定ステップにより設定された前記変動荷重条件のシークエンス回数分の総和を前記各接合候補点の累積損傷度として求め、最適化解析により残存させる前記接合候補点の累積損傷度に関する条件と、前記最適化解析モデルの剛性に関する条件と、最適化解析により残存させる前記接合候補点の点数に関する条件と、を最適化解析条件である目的関数又は制約条件として設定する最適化解析条件設定ステップと、
前記変動荷重条件設定ステップにおいて設定した前記変動荷重条件を前記最適化解析モデルに与え、前記最適化解析条件の下で最適化解析を行い、前記接合候補点の累積損傷度低減、前記最適化解析モデルの剛性向上、前記残存させる前記接合候補点の点数の最小化、のいずれかを目的として達成する前記接合候補点の配置を前記接合点の仮の最適配置として残存させる最適化解析ステップと、
前記最適化解析により仮の最適配置として残存した前記接合候補点の中から所定点数の接合候補点を選出し、該選出した前記接合候補点を前記初期接合点の代わりに前記解析対象モデルに設定して選出接合候補点設定解析対象モデルを生成する選出接合候補点設定解析対象モデル生成ステップと、
前記選出接合候補点設定解析対象モデルに前記変動荷重条件設定ステップにおいて設定した前記変動荷重条件における前記各振動パターンの荷重条件及び拘束条件を与えて応力解析を行い、該応力解析の結果を用いて、前記選出した接合候補点の前記変動荷重条件下における疲労寿命と前記選出接合候補点設定解析対象モデルの剛性とを算出する選出接合候補点性能算出ステップと、
前記選出接合候補点設定解析対象モデルにおける前記接合候補点の前記変動荷重条件下における疲労寿命と前記選出接合候補点設定解析対象モデルの剛性とが前記初期接合点が設定された前記解析対象モデルを超える所定の性能を満たすかどうかを判定する判定ステップと、
該判定ステップにおいて前記所定の性能を満たすと判定された場合には、前記選出した接合候補点の配置を前記接合点の最適配置として決定し、前記判定ステップにおいて前記所定の性能を満たさないと判定された場合、該所定の性能を満たすまで、前記最適化解析条件設定ステップにおいて設定する最適化解析により残存させる前記接合候補点の累積損傷度に関する条件、前記最適化解析モデルの剛性に関する条件、又は、最適化解析により残存させる前記接合候補点の点数に関する条件を変更し、前記最適化解析ステップと、前記選出接合候補点設定解析対象モデル生成ステップと、前記選出接合候補点性能算出ステップと、前記判定ステップと、を繰り返し、前記所定の性能を満たしたときに選出した前記接合候補点の配置を前記接合点の最適配置として決定する最適接合点決定ステップと、を含むことを特徴とする車体の接合位置の最適化解析方法。
A computer for all or part of an automobile body model comprising a plurality of part models consisting of beam elements, planar elements and/or three-dimensional elements, and having initial joining points for joining the plurality of part models as a set of parts. performs each of the following steps to achieve any of the following purposes: improving the rigidity of the vehicle body model, improving the fatigue life of the joints that join the parts assembly in the vehicle body model, and minimizing the number of the joints. A joint position optimization analysis method for a vehicle body for performing an optimization analysis for determining the optimum arrangement of the joint points,
an analysis target model setting step of setting all or part of the vehicle body model as an analysis target model;
an optimization analysis model generation step of generating an optimization analysis model by densely setting all connection candidate points that are candidates for the connection points of the optimal arrangement for the model to be analyzed;
Variable load condition setting for dividing the variable load applied to the optimization analysis model into load conditions of a plurality of different vibration patterns, and setting the variable load conditions as one sequence by combining the load conditions of the respective vibration patterns for a predetermined number of cycles. a step;
A target fatigue life setting step of setting the target fatigue life of the optimization analysis model by the number of sequences of the variable load condition;
In order to perform an optimization analysis that targets the optimization analysis model for optimization, the number of repetitions of fracture at each joint candidate point is obtained for each load condition of each vibration pattern, and the load condition of each vibration pattern is The sum of the ratio of the number of cycles and the number of repetitions to failure for the number of sequences of the variable load conditions set by the target fatigue life setting step is obtained as the cumulative damage degree of each candidate joint point, and the residual is obtained by optimization analysis. A condition relating to the degree of cumulative damage of the joint candidate points to be allowed, a condition relating to the stiffness of the optimization analysis model, and a condition relating to the number of points of the joint candidate points to be left by the optimization analysis are defined as an objective function or an optimization analysis condition setting step to be set as a constraint;
Giving the variable load condition set in the variable load condition setting step to the optimization analysis model, performing optimization analysis under the optimization analysis condition, reducing the cumulative damage degree of the joint candidate point, and performing the optimization analysis an optimization analysis step of retaining the arrangement of the candidate joint points for the purpose of either improving the rigidity of the model or minimizing the number of the remaining candidate joint points as a provisional optimal arrangement of the joint points;
A predetermined number of joint candidate points are selected from the joint candidate points remaining as a provisional optimal arrangement by the optimization analysis, and the selected joint candidate points are set in the analysis target model instead of the initial joint points. a selected junction candidate point setting analysis target model generation step of generating a selected junction candidate point setting analysis target model by
Stress analysis is performed by giving the load condition and constraint condition of each vibration pattern under the variable load condition set in the variable load condition setting step to the selected joint candidate point setting analysis target model, and using the result of the stress analysis a selected joint candidate point performance calculation step of calculating the fatigue life of the selected joint candidate point under the variable load condition and the stiffness of the selected joint candidate point setting analysis target model;
The fatigue life of the joint candidate point in the selected joint candidate point setting analysis target model under the variable load condition and the stiffness of the selected joint candidate point setting analysis target model are the same as the analysis target model in which the initial joint point is set. a determination step of determining whether or not a predetermined performance exceeding is satisfied;
If it is determined in the determination step that the predetermined performance is satisfied, the arrangement of the selected joint candidate points is determined as the optimum layout of the joint points, and in the determination step it is determined that the predetermined performance is not satisfied. If it is, until the predetermined performance is satisfied, the condition regarding the cumulative damage degree of the joint candidate point to remain by the optimization analysis set in the optimization analysis condition setting step, the condition regarding the rigidity of the optimization analysis model, or changing a condition regarding the number of points of the joint candidate points to be left by the optimization analysis, the optimization analysis step, the selected joint candidate setting analysis target model generation step, the selected joint candidate point performance calculation step, and an optimum joint point determination step of repeating the determination step and determining the arrangement of the joint candidate points selected when the predetermined performance is satisfied as the optimum arrangement of the joint points. Optimization analysis method of junction position.
梁要素、平面要素及び/又は立体要素からなる複数の部品モデルを有してなり、複数の前記部品モデルを部品組みとして接合する初期接合点を有する自動車の車体モデルの全部又は一部について、前記車体モデルの剛性向上、前記車体モデルにおける前記部品組みを接合する接合点の疲労寿命の向上、前記接合点の点数の最小化のいずれかを目的として達成する前記接合点の最適配置を求める最適化解析を行う車体の接合位置の最適化解析装置であって、
前記車体モデルの全部又は一部を解析対象モデルとして設定する解析対象モデル設定部と、
前記解析対象モデルに対して前記最適配置の接合点の候補となる全ての接合候補点を密に設定して最適化解析モデルを生成する最適化解析モデル生成部と、
前記最適化解析モデルに与える変動荷重を複数の異なる振動パターンの荷重条件に分けて、該各振動パターンの荷重条件を所定のサイクル数組み合わせて1シークエンスとする変動荷重条件を設定する変動荷重条件設定部と、
前記最適化解析モデルの目標疲労寿命を前記変動荷重条件のシークエンス回数で設定する目標疲労寿命設定部と、
前記最適化解析モデルを最適化の対象とする最適化解析を行うために、前記各振動パターンの荷重条件ごとに前記各接合候補点の破断繰り返し数を求め、前記各振動パターンの荷重条件の前記サイクル数と前記破断繰り返し数との比の、前記目標疲労寿命設定部により設定された前記変動荷重条件のシークエンス回数分の総和を前記各接合候補点の累積損傷度として求め、最適化解析により残存させる前記接合候補点の累積損傷度に関する条件と、前記最適化解析モデルの剛性に関する条件と、最適化解析により残存させる前記接合候補点の点数に関する条件と、を最適化解析条件である目的関数又は制約条件として設定する最適化解析条件設定部と、
前記変動荷重条件設定部により設定された前記変動荷重条件を前記最適化解析モデルに与え、前記最適化解析条件の下で最適化解析を行い、前記接合候補点の累積損傷度低減、前記最適化解析モデルの剛性向上、前記残存させる前記接合候補点の点数の最小化、のいずれかを目的として達成する前記接合候補点の配置を前記接合点の最適配置として求める最適化解析部と、を備えたことを特徴とする車体の接合位置の最適化解析装置。
For all or part of an automobile body model comprising a plurality of part models consisting of beam elements, planar elements and/or three-dimensional elements, and having initial joint points for joining the plurality of part models as an assembly, Optimization for obtaining the optimum arrangement of the joint points for the purpose of improving the rigidity of the car body model, improving the fatigue life of the joint points that join the assembly of parts in the car body model, or minimizing the number of the joint points. An optimization analysis device for a joint position of a vehicle body to be analyzed,
an analysis target model setting unit that sets all or part of the vehicle body model as an analysis target model;
an optimization analysis model generating unit for generating an optimization analysis model by densely setting all connection candidate points that are candidates for the connection points of the optimal placement for the model to be analyzed;
Variable load condition setting for dividing the variable load applied to the optimization analysis model into load conditions of a plurality of different vibration patterns, and setting the variable load conditions as one sequence by combining the load conditions of the respective vibration patterns for a predetermined number of cycles. Department and
a target fatigue life setting unit that sets the target fatigue life of the optimization analysis model by the number of sequences of the variable load condition;
In order to perform an optimization analysis that targets the optimization analysis model for optimization, the number of repetitions of fracture at each joint candidate point is obtained for each load condition of each vibration pattern, and the load condition of each vibration pattern is The sum of the ratio of the number of cycles and the number of repetitions to failure for the number of sequences of the variable load condition set by the target fatigue life setting unit is obtained as the cumulative damage degree of each candidate joint point, and the residual is obtained by optimization analysis. A condition relating to the degree of cumulative damage of the joint candidate points to be allowed, a condition relating to the stiffness of the optimization analysis model, and a condition relating to the number of points of the joint candidate points to be left by the optimization analysis are defined as an objective function or an optimization analysis condition setting unit that is set as a constraint;
Giving the variable load condition set by the variable load condition setting unit to the optimization analysis model, performing optimization analysis under the optimization analysis condition, reducing the cumulative damage degree of the joint candidate point, and optimizing an optimization analysis unit that obtains the arrangement of the candidate joint points for the purpose of either improving the rigidity of the analysis model or minimizing the number of the candidate joint points to be left as the optimum arrangement of the joint points. An optimization analysis device for a joint position of a vehicle body, characterized by:
前記最適化解析部は、密度法によるトポロジー最適化を行うものであり、該トポロジー最適化においてペナルティ係数を4以上に設定して離散化することを特徴とする請求項4に記載の車体の接合位置の最適化解析装置。 5. The vehicle body joint according to claim 4, wherein the optimization analysis unit performs topology optimization by a density method, and discretizes the topology optimization by setting a penalty coefficient to 4 or more. Position optimization analysis device. 梁要素、平面要素及び/又は立体要素からなる複数の部品モデルを有してなり、複数の前記部品モデルを部品組みとして接合する初期接合点を有する自動車の車体モデルの全部又は一部について、前記車体モデルの剛性向上、前記車体モデルにおける前記部品組みを接合する接合点の疲労寿命の向上、前記接合点の点数の最小化のいずれかを目的として達成する前記接合点の最適配置を求める最適化解析を行う車体の接合位置の最適化解析装置であって、
前記車体モデルの全部又は一部を解析対象モデルとして設定する解析対象モデル設定部と、
前記解析対象モデルに対して前記最適配置の接合点の候補となる全ての接合候補点を密に設定して最適化解析モデルを生成する最適化解析モデル生成部と、
前記最適化解析モデルに与える変動荷重を複数の異なる振動パターンの荷重条件に分けて、該各振動パターンの荷重条件を所定のサイクル数組み合わせて1シークエンスとする変動荷重条件を設定する変動荷重条件設定部と、
前記最適化解析モデルの目標疲労寿命を前記変動荷重条件のシークエンス回数で設定する目標疲労寿命設定部と、
前記最適化解析モデルを最適化の対象とする最適化解析を行うために、前記各振動パターンの荷重条件ごとに前記各接合候補点の破断繰り返し数を求め、前記各振動パターンの荷重条件の前記サイクル数と前記破断繰り返し数との比の、前記目標疲労寿命設定部により設定された前記変動荷重条件のシークエンス回数分の総和を前記各接合候補点の累積損傷度として求め、最適化解析により残存させる前記接合候補点の累積損傷度に関する条件と、前記最適化解析モデルの剛性に関する条件と、最適化解析において残存させる前記接合候補点の点数に関する条件と、を最適化解析条件である目的関数又は制約条件として設定する最適化解析条件設定部と、
前記変動荷重条件設定部により設定された前記変動荷重条件を前記最適化解析モデルに与え、前記最適化解析条件の下で最適化解析を行い、前記接合候補点の累積損傷度低減、前記最適化解析モデルの剛性向上、前記残存させる前記接合候補点の点数の最小化、のいずれかを目的として達成する前記接合候補点の配置を前記接合点の仮の最適配置として残存させる最適化解析部と、
前記最適化解析により仮の最適配置として残存した前記接合候補点の中から所定点数の接合候補点を選出し、該選出した前記接合候補点を前記初期接合点の代わりに前記解析対象モデルに設定して選出接合候補点設定解析対象モデルを生成する選出接合候補点設定解析対象モデル生成部と、
前記選出接合候補点設定解析対象モデルに前記変動荷重条件設定部により設定された前記変動荷重条件における前記各振動パターンの荷重条件及び拘束条件を与えて応力解析を行い、該応力解析の結果を用いて、前記選出した接合候補点の前記変動荷重条件下における疲労寿命と前記選出接合候補点設定解析対象モデルの剛性とを算出する選出接合候補点性能算出部と、
前記選出接合候補点設定解析対象モデルにおける前記接合候補点の前記変動荷重条件下における疲労寿命と前記選出接合候補点設定解析対象モデルの剛性とが前記初期接合点が設定された前記解析対象モデルを超える所定の性能を満たすかどうかを判定する判定部と、
該判定部により前記所定の性能を満たすと判定された場合には、前記選出した接合候補点の配置を前記接合点の最適配置として決定し、前記判定部により前記所定の性能を満たさないと判定された場合、該所定の性能を満たすまで、前記最適化解析条件設定部により設定される最適化解析により残存させる前記接合候補点の累積損傷度に関する条件、前記最適化解析モデルの剛性に関する条件、又は、最適化解析により残存させる前記接合候補点の点数に関する条件を変更し、前記最適化解析部と、前記選出接合候補点設定解析対象モデル生成部と、前記選出接合候補点性能算出部と、前記判定部と、による処理を繰り返し、前記所定の性能を満たしたときに選出した前記接合候補点の配置を前記接合点の最適配置として決定する最適接合点決定部と、を備えたことを特徴とする車体の接合位置の最適化解析装置。
For all or part of an automobile body model comprising a plurality of part models consisting of beam elements, planar elements and/or three-dimensional elements, and having initial joint points for joining the plurality of part models as an assembly, Optimization for obtaining the optimum arrangement of the joint points for the purpose of improving the rigidity of the car body model, improving the fatigue life of the joint points that join the assembly of parts in the car body model, or minimizing the number of the joint points. An optimization analysis device for a joint position of a vehicle body to be analyzed,
an analysis target model setting unit that sets all or part of the vehicle body model as an analysis target model;
an optimization analysis model generating unit for generating an optimization analysis model by densely setting all connection candidate points that are candidates for the connection points of the optimal placement for the model to be analyzed;
Variable load condition setting for dividing the variable load applied to the optimization analysis model into load conditions of a plurality of different vibration patterns, and setting the variable load conditions as one sequence by combining the load conditions of the respective vibration patterns for a predetermined number of cycles. Department and
a target fatigue life setting unit that sets the target fatigue life of the optimization analysis model by the number of sequences of the variable load condition;
In order to perform an optimization analysis that targets the optimization analysis model for optimization, the number of repetitions of fracture at each joint candidate point is obtained for each load condition of each vibration pattern, and the load condition of each vibration pattern is The sum of the ratio of the number of cycles and the number of repetitions to failure for the number of sequences of the variable load condition set by the target fatigue life setting unit is obtained as the cumulative damage degree of each candidate joint point, and the residual is obtained by optimization analysis. a condition relating to the degree of cumulative damage of the joint candidate points to be allowed, a condition relating to the stiffness of the optimization analysis model, and a condition relating to the number of the joint candidate points to be left in the optimization analysis, as an objective function or an optimization analysis condition setting unit that is set as a constraint;
Giving the variable load condition set by the variable load condition setting unit to the optimization analysis model, performing optimization analysis under the optimization analysis condition, reducing the cumulative damage degree of the joint candidate point, and optimizing an optimization analysis unit that retains, as a provisional optimum arrangement of the joint points, the arrangement of the joint candidate points that is achieved for the purpose of either improving the rigidity of the analysis model or minimizing the number of the remaining joint candidate points; ,
A predetermined number of joint candidate points are selected from the joint candidate points remaining as a provisional optimal arrangement by the optimization analysis, and the selected joint candidate points are set in the analysis target model instead of the initial joint points. a selected junction candidate point setting analysis target model generating unit for generating a selected junction candidate point setting analysis target model by
Stress analysis is performed by giving the load condition and constraint condition of each vibration pattern under the variable load condition set by the variable load condition setting unit to the selected joint candidate point setting analysis target model, and the result of the stress analysis is used. a selected joint candidate point performance calculation unit that calculates the fatigue life of the selected joint candidate point under the variable load condition and the stiffness of the selected joint candidate point setting analysis target model;
The fatigue life of the joint candidate point in the selected joint candidate point setting analysis target model under the variable load condition and the stiffness of the selected joint candidate point setting analysis target model are the same as the analysis target model in which the initial joint point is set. a determination unit that determines whether or not a predetermined performance exceeding is satisfied;
When the determination unit determines that the predetermined performance is satisfied, the arrangement of the selected joining candidate points is determined as the optimal placement of the joining points, and the determination unit determines that the predetermined performance is not satisfied. if it is, until the predetermined performance is satisfied, the condition regarding the cumulative damage degree of the joint candidate point to be left by the optimization analysis set by the optimization analysis condition setting unit, the condition regarding the rigidity of the optimization analysis model, Alternatively, by changing the condition regarding the points of the joint candidate points to be left by the optimization analysis, the optimization analysis unit, the selected joint candidate point setting analysis target model generation unit, the selected joint candidate point performance calculation unit, and an optimum joint point determination unit that repeats the processing by the determination unit and determines the arrangement of the joint candidate points selected when the predetermined performance is satisfied as the optimum arrangement of the joint points. Optimization analysis device for the joint position of the car body.
梁要素、平面要素及び/又は立体要素からなる複数の部品モデルを有してなり、複数の前記部品モデルを部品組みとして接合する初期接合点を有する自動車の車体モデルの全部又は一部について、前記車体モデルの剛性向上、前記車体モデルにおける前記部品組みを接合する接合点の疲労寿命の向上、前記接合点の点数の最小化のいずれかを目的として達成する前記接合点の最適配置を求める最適化解析を行う車体の接合位置の最適化解析プログラムであって、
コンピュータを、
前記車体モデルの全部又は一部を解析対象モデルとして設定する解析対象モデル設定部と、
前記解析対象モデルに対して前記最適配置の接合点の候補となる全ての接合候補点を密に設定して最適化解析モデルを生成する最適化解析モデル生成部と、
前記最適化解析モデルに与える変動荷重を複数の異なる振動パターンの荷重条件に分けて、該各振動パターンの荷重条件を所定のサイクル数組み合わせて1シークエンスとする変動荷重条件を設定する変動荷重条件設定部と、
前記最適化解析モデルの目標疲労寿命を前記変動荷重条件のシークエンス回数で設定する目標疲労寿命設定部と、
前記最適化解析モデルを最適化の対象とする最適化解析を行うために、前記各振動パターンの荷重条件ごとに前記各接合候補点の破断繰り返し数を求め、前記各振動パターンの荷重条件の前記サイクル数と前記破断繰り返し数との比の、前記目標疲労寿命設定部により設定された前記変動荷重条件のシークエンス回数分の総和を前記各接合候補点の累積損傷度として求め、最適化解析により残存させる前記接合候補点の累積損傷度に関する条件と、前記最適化解析モデルの剛性に関する条件と、最適化解析により残存させる前記接合候補点の点数に関する条件と、を最適化解析条件である目的関数又は制約条件として設定する最適化解析条件設定部と、
前記変動荷重条件設定部により設定された前記変動荷重条件を前記最適化解析モデルに与え、前記最適化解析条件の下で最適化解析を行い、前記接合候補点の累積損傷度低減、前記最適化解析モデルの剛性向上、前記残存させる前記接合候補点の点数の最小化、のいずれかを目的として達成する前記接合候補点の配置を前記接合点の最適配置として求める最適化解析部と、して実行させる機能を有することを特徴とする車体の接合位置の最適化解析プログラム。
For all or part of an automobile body model comprising a plurality of part models consisting of beam elements, planar elements and/or three-dimensional elements, and having initial joint points for joining the plurality of part models as an assembly, Optimization for obtaining the optimum arrangement of the joint points for the purpose of improving the rigidity of the car body model, improving the fatigue life of the joint points that join the assembly of parts in the car body model, or minimizing the number of the joint points. An optimization analysis program for joint positions of a vehicle body to be analyzed,
the computer,
an analysis target model setting unit that sets all or part of the vehicle body model as an analysis target model;
an optimization analysis model generating unit for generating an optimization analysis model by densely setting all connection candidate points that are candidates for the connection points of the optimal placement for the model to be analyzed;
Variable load condition setting for dividing the variable load applied to the optimization analysis model into load conditions of a plurality of different vibration patterns, and setting the variable load conditions as one sequence by combining the load conditions of the respective vibration patterns for a predetermined number of cycles. Department and
a target fatigue life setting unit that sets the target fatigue life of the optimization analysis model by the number of sequences of the variable load condition;
In order to perform an optimization analysis that targets the optimization analysis model for optimization, the number of repetitions of fracture at each joint candidate point is obtained for each load condition of each vibration pattern, and the load condition of each vibration pattern is The sum of the ratio of the number of cycles and the number of repetitions to failure for the number of sequences of the variable load condition set by the target fatigue life setting unit is obtained as the cumulative damage degree of each candidate joint point, and the residual is obtained by optimization analysis. A condition relating to the degree of cumulative damage of the joint candidate points to be allowed, a condition relating to the stiffness of the optimization analysis model, and a condition relating to the number of points of the joint candidate points to be left by the optimization analysis are defined as an objective function or an optimization analysis condition setting unit that is set as a constraint;
Giving the variable load condition set by the variable load condition setting unit to the optimization analysis model, performing optimization analysis under the optimization analysis condition, reducing the cumulative damage degree of the joint candidate point, and optimizing an optimization analysis unit that obtains the arrangement of the joint candidate points for the purpose of either improving the rigidity of the analysis model or minimizing the number of the remaining joint candidate points as the optimum arrangement of the joint points; An optimization analysis program for joint positions of a vehicle body, characterized by having a function to be executed.
前記最適化解析部は、密度法によるトポロジー最適化を行うものであり、該トポロジー最適化においてペナルティ係数を4以上に設定して離散化することを特徴とする請求項7に記載の車体の接合位置の最適化解析プログラム。 8. The vehicle body joint according to claim 7, wherein the optimization analysis unit performs topology optimization by a density method, and discretizes the topology optimization by setting a penalty coefficient to 4 or more. Position optimization analysis program. 梁要素、平面要素及び/又は立体要素からなる複数の部品モデルを有してなり、複数の前記部品モデルを部品組みとして接合する初期接合点を有する自動車の車体モデルの全部又は一部について、前記車体モデルの剛性向上、前記車体モデルにおける前記部品組みを接合する接合点の疲労寿命の向上、前記接合点の点数の最小化のいずれかを目的として達成する前記接合点の最適配置を求める最適化解析を行う車体の接合位置の最適化解析プログラムであって、
コンピュータを、
前記車体モデルの全部又は一部を解析対象モデルとして設定する解析対象モデル設定部と、
前記解析対象モデルに対して前記最適配置の接合点の候補となる全ての接合候補点を密に設定して最適化解析モデルを生成する最適化解析モデル生成部と、
前記最適化解析モデルに与える変動荷重を複数の異なる振動パターンの荷重条件に分けて、該各振動パターンの荷重条件を所定のサイクル数組み合わせて1シークエンスとする変動荷重条件を設定する変動荷重条件設定部と、
前記最適化解析モデルの目標疲労寿命を前記変動荷重条件のシークエンス回数で設定する目標疲労寿命設定部と、
前記最適化解析モデルを最適化の対象とする最適化解析を行うために、前記各振動パターンの荷重条件ごとに前記各接合候補点の破断繰り返し数を求め、前記各振動パターンの荷重条件の前記サイクル数と前記破断繰り返し数との比の、前記目標疲労寿命設定部により設定された前記変動荷重条件のシークエンス回数分の総和を前記各接合候補点の累積損傷度として求め、最適化解析により残存させる前記接合候補点の累積損傷度に関する条件と、前記最適化解析モデルの剛性に関する条件と、最適化解析において残存させる前記接合候補点の点数に関する条件と、を最適化解析条件である目的関数又は制約条件として設定する最適化解析条件設定部と、
前記変動荷重条件設定部により設定された前記変動荷重条件を前記最適化解析モデルに与え、前記最適化解析条件の下で最適化解析を行い、前記接合候補点の累積損傷度低減、前記最適化解析モデルの剛性向上、前記残存させる前記接合候補点の点数の最小化、のいずれかを目的として達成する前記接合候補点の配置を前記接合点の仮の最適配置として残存させる最適化解析部と、
前記最適化解析により仮の最適配置として残存した前記接合候補点の中から所定点数の接合候補点を選出し、該選出した前記接合候補点を前記初期接合点の代わりに前記解析対象モデルに設定して選出接合候補点設定解析対象モデルを生成する選出接合候補点設定解析対象モデル生成部と、
前記選出接合候補点設定解析対象モデルに前記変動荷重条件設定部により設定された前記変動荷重条件における前記各振動パターンの荷重条件及び拘束条件を与えて応力解析を行い、該応力解析の結果を用いて、前記選出した接合候補点の前記変動荷重条件下における疲労寿命と前記選出接合候補点設定解析対象モデルの剛性とを算出する選出接合候補点性能算出部と、
前記選出接合候補点設定解析対象モデルにおける前記接合候補点の前記変動荷重条件下における疲労寿命と前記選出接合候補点設定解析対象モデルの剛性とが前記初期接合点が設定された前記解析対象モデルを超える所定の性能を満たすかどうかを判定する判定部と、
該判定部により前記所定の性能を満たすと判定された場合には、前記選出した接合候補点の配置を前記接合点の最適配置として決定し、前記判定部により前記所定の性能を満たさないと判定された場合、該所定の性能を満たすまで、前記最適化解析条件設定部により設定される最適化解析により残存させる前記接合候補点の累積損傷度に関する条件、前記最適化解析モデルの剛性に関する条件、又は、最適化解析により残存させる前記接合候補点の点数に関する条件を変更し、前記最適化解析部と、前記選出接合候補点設定解析対象モデル生成部と、前記選出接合候補点性能算出部と、前記判定部と、による処理を繰り返し、前記所定の性能を満たしたときに選出した前記接合候補点の配置を前記接合点の最適配置として決定する最適接合点決定部と、して実行させる機能を有することを特徴とする車体の接合位置の最適化解析プログラム。
For all or part of an automobile body model comprising a plurality of part models consisting of beam elements, planar elements and/or three-dimensional elements, and having initial joint points for joining the plurality of part models as an assembly, Optimization for obtaining the optimum arrangement of the joint points for the purpose of improving the rigidity of the car body model, improving the fatigue life of the joint points that join the assembly of parts in the car body model, or minimizing the number of the joint points. An optimization analysis program for joint positions of a vehicle body to be analyzed,
the computer,
an analysis target model setting unit that sets all or part of the vehicle body model as an analysis target model;
an optimization analysis model generating unit for generating an optimization analysis model by densely setting all connection candidate points that are candidates for the connection points of the optimal placement for the model to be analyzed;
Variable load condition setting for dividing the variable load applied to the optimization analysis model into load conditions of a plurality of different vibration patterns, and setting the variable load conditions as one sequence by combining the load conditions of the respective vibration patterns for a predetermined number of cycles. Department and
a target fatigue life setting unit that sets the target fatigue life of the optimization analysis model by the number of sequences of the variable load condition;
In order to perform an optimization analysis that targets the optimization analysis model for optimization, the number of repetitions of fracture at each joint candidate point is obtained for each load condition of each vibration pattern, and the load condition of each vibration pattern is The sum of the ratio of the number of cycles and the number of repetitions to failure for the number of sequences of the variable load condition set by the target fatigue life setting unit is obtained as the cumulative damage degree of each candidate joint point, and the residual is obtained by optimization analysis. a condition relating to the degree of cumulative damage of the joint candidate points to be allowed, a condition relating to the stiffness of the optimization analysis model, and a condition relating to the number of the joint candidate points to be left in the optimization analysis, as an objective function or an optimization analysis condition setting unit that is set as a constraint;
Giving the variable load condition set by the variable load condition setting unit to the optimization analysis model, performing optimization analysis under the optimization analysis condition, reducing the cumulative damage degree of the joint candidate point, and optimizing an optimization analysis unit that retains, as a provisional optimum arrangement of the joint points, the arrangement of the joint candidate points that is achieved for the purpose of either improving the rigidity of the analysis model or minimizing the number of the remaining joint candidate points; ,
A predetermined number of joint candidate points are selected from the joint candidate points remaining as a provisional optimum arrangement by the optimization analysis, and the selected joint candidate points are set in the analysis target model instead of the initial joint points. a selected junction candidate point setting analysis target model generation unit for generating a selected junction candidate point setting analysis target model by
A stress analysis is performed by giving the load condition and the constraint condition of each vibration pattern under the variable load condition set by the variable load condition setting unit to the selected joint candidate point setting analysis target model, and the result of the stress analysis is used. a selected joint candidate point performance calculation unit that calculates the fatigue life of the selected joint candidate point under the variable load condition and the stiffness of the selected joint candidate point setting analysis target model;
The fatigue life of the joint candidate point in the selected joint candidate point setting analysis target model under the variable load condition and the stiffness of the selected joint candidate point setting analysis target model are the same as the analysis target model in which the initial joint point is set. a determination unit that determines whether or not a predetermined performance exceeding is satisfied;
When the determination unit determines that the predetermined performance is satisfied, the arrangement of the selected joining candidate points is determined as the optimum placement of the joining points, and the determination unit determines that the predetermined performance is not satisfied. if it is, until the predetermined performance is satisfied, the condition regarding the cumulative damage degree of the joint candidate point left by the optimization analysis set by the optimization analysis condition setting unit, the condition regarding the rigidity of the optimization analysis model, Alternatively, by changing the condition regarding the points of the joint candidate points to be left by the optimization analysis, the optimization analysis unit, the selected joint candidate point setting analysis target model generation unit, the selected joint candidate point performance calculation unit, an optimum joint point determination unit for repeating the processing by the determination unit and determining the arrangement of the joint candidate points selected when the predetermined performance is satisfied as the optimum arrangement of the joint points; An optimization analysis program for joint positions of a vehicle body, characterized by comprising:
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Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018008233A1 (en) 2016-07-05 2018-01-11 Jfeスチール株式会社 Automotive body joint location optimization analysis method and device
WO2018066283A1 (en) 2016-10-04 2018-04-12 Jfeスチール株式会社 Method for analyzing optimization of vehicle body joint position, and device
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