JP7252445B2

JP7252445B2 - 剛性評価方法及び剛性評価装置、並びに剛性評価プログラム及び記録媒体

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Publication number: JP7252445B2
Application number: JP2019054537A
Authority: JP
Inventors: 祐介常見; 毅河内; 野樹木本
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2019-03-22
Filing date: 2019-03-22
Publication date: 2023-04-05
Anticipated expiration: 2039-03-22
Also published as: JP2020154961A

Description

本発明は、板状部材からなる構造体の剛性評価方法及び剛性評価装置、並びに剛性評価プログラム及び記録媒体に関するものである。

近年、自動車の燃費向上の要請に応えるべく、自動車の車体には更なる軽量化が求められている。その一方で、車体は衝突性能や各部品の取り付け点等の多くの役割を担っており、その中の一つとして、操縦安定性、静粛性に鑑みて、剛性が重要視されている。車体の剛性を担保しながら軽量化を図るためには、車体構造の効率化が必要である。

特許第５４４０４１５号公報

自動車の車体における軽量化の指標としては、一般的に以下に示す軽量化指数（Ｌ.Ｗ.Ｉ.）が用いられている。
Ｌ.Ｗ.Ｉ.＝Ｍ／（Ａ×Ｃ_t）
Ｍ；車体重量
Ａ：ホイールベース×トレッド
Ｃ_t：ねじり剛性

しかしながら、Ｌ.Ｗ.Ｉ.を用いて車体を評価する場合、剛性に関連の薄い構成部品の重量も考慮に入ってしまう。そのため、構成部品の単体や、車体全体における構成部品の剛性の部分的寄与度について評価することはできない。

特許文献１には、構造体における対象部位の変形形態について、元の剛性値をＣｔ、弾性率を所定倍したときの剛性値をＣＥとして、ΔＣｔ／ΔＣＥを指標として評価する技術が開示されている。しかしながらこの場合、構造体全体の剛性にさほど寄与しない対象部位の評価値が高くなる可能性があり、各対象部位の構造体全体に対する剛性の寄与度を評価することはできない。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、板状部材からなる構造体の形状や構造に依存した構造体の改善余地の程度、及び構造体の各部位の全体に対する剛性の寄与度を正確に把握し、構造体の剛性の効率の良い向上に貢献することができる及び剛性評価装置、並びに剛性評価プログラム及び記録媒体を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、鋭意検討の結果、以下に示す発明の諸様態に想到した。本発明の要旨は、次の通りである。

１．板状部材からなる構造体を評価対象とする剛性評価方法であって、
前記構造体の全体及び一部について、剛性を決定する複数の変形モードのうち、剛性値Ｋを以下のように表し、面外の曲げ変形度合いｂを剛性の評価指標とすることを特徴とする剛性評価方法。
Ｋ＝Ｋ ₀ ×（ｔ／ｔ ₀ ） ^b ・・・（１）
Ｋ ₀ ：比例定数、ｔ ₀ ：元の板厚、ｔ：変更後の板厚

２．前記構造体の解析モデルを用いて、異なる板厚で剛性値を取得する第１ステップと、
前記第１ステップで得られた剛性値を用いて、前記（１）式により、比例定数Ｋ₀と曲げ変形度合いｂとの関係を取得する第２ステップと、
前記第２ステップで得られた前記関係を用いて、近似的手法により曲げ変形度合いｂを同定する第３ステップと
を実行することを特徴とする１．に記載の剛性評価方法。

３．前記異なる板厚は、元の板厚値及び前記元の板厚値を挟んだ２値であることを特徴とする２．に記載の剛性評価方法。

４．前記２値は、前記元の板厚値を中央値とする対称値であり、前記元の板厚値の±０．１％～５０％の範囲内の値であることを特徴とする３．に記載の剛性評価方法。

５．前記構造体の全体について同定された前記曲げ変形度合いｂと、一部について一律に板厚を変えた前記構造体について同定された前記曲げ変形度合いｂとを比較する第４ステップを更に実行することを特徴とする１．～４．のいずれか１項に記載の剛性評価方法。

６．板状部材からなる構造体を評価対象とする剛性評価装置であって、
前記構造体の全体及び一部について、剛性を決定する複数の変形モードのうち、剛性値Ｋを以下のように表し、面外の曲げ変形度合いｂを剛性の評価指標とすることを特徴とする剛性評価装置。
Ｋ＝Ｋ ₀ ×（ｔ／ｔ ₀ ） ^b ・・・（１）
Ｋ ₀ ：比例定数、ｔ ₀ ：元の板厚、ｔ：変更後の板厚

７．前記構造体の解析モデルを用いて、異なる板厚で剛性値を取得する剛性値取得部と、
前記剛性値取得部で得られた剛性値を用いて、前記（１）式により、比例定数Ｋ₀と曲げ変形度合いｂとの関係を取得する関係取得部と、
前記関係取得部で得られた前記関係を用いて、近似的手法により曲げ変形度合いｂを同定する同定部と
を備えたことを特徴とする６．に記載の剛性評価装置。

８．前記異なる板厚は、元の板厚値及び前記元の板厚値を挟んだ２値であることを特徴とする７．に記載の剛性評価装置。

９．前記２値は、前記元の板厚値を中央値とする対称値であり、前記元の板厚値の±０．１％～５０％の範囲内の値であることを特徴とする８．に記載の剛性評価装置。

１０．前記構造体の全体について同定された前記曲げ変形度合いｂと、一部について一律に板厚を変えた前記構造体について同定された前記曲げ変形度合いｂとを比較する比較部を更に備えたことを特徴とする６．～９．のいずれか１項に記載の剛性評価装置。

１１．板状部材からなる構造体を評価対象とする剛性評価プログラムであって、
前記構造体の全体及び一部について、剛性を決定する複数の変形モードのうち、剛性値Ｋを以下のように表し、面外の曲げ変形度合いｂを剛性の評価指標として、前記評価指標の算出工程をコンピュータに実行させることを特徴とする剛性評価プログラム。
Ｋ＝Ｋ ₀ ×（ｔ／ｔ ₀ ） ^b ・・・（１）
Ｋ ₀ ：比例定数、ｔ ₀ ：元の板厚、ｔ：変更後の板厚

１２．前記算出工程は、
前記構造体の解析モデルを用いて、異なる板厚で剛性値を取得する第１ステップと、
前記第１ステップで得られた剛性値を用いて、前記（１）式により、比例定数Ｋ₀と曲げ変形度合いｂとの関係を取得する第２ステップと、
前記第２ステップで得られた前記関係を用いて、近似的手法により曲げ変形度合いｂを同定する第３ステップと
を含むことを特徴とする１１．に記載の剛性評価プログラム。

１３．前記異なる板厚は、元の板厚値及び前記元の板厚値を挟んだ２値であることを特徴とする１２．に記載の剛性評価プログラム。

１４．前記２値は、前記元の板厚値を中央値とする対称値であり、前記元の板厚値の±０．１％～５０％の範囲内の値であることを特徴とする１３．に記載の剛性評価プログラム。

１５．前記構造体の全体について同定された前記曲げ変形度合いｂと、一部について一律に板厚を変えた前記構造体について同定された前記曲げ変形度合いｂとを比較する第４ステップを更に実行することを特徴とする１１．～１４．のいずれか１項に記載の剛性評価プログラム。

１６．１１．～１５．のいずれか１項に記載の剛性評価プログラムを記録したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

本発明によれば、板状部材からなる構造体の形状や構造に依存した構造体の改善余地の程度、及び構造体の各部位の全体に対する剛性の寄与度を正確に把握し、構造体の剛性の効率の良い向上に貢献することが可能となる。

板状部材の代表的な変形モードとそれらの剛性の板厚との関係を示す模式図である。第１の実施形態による剛性評価装置を示すブロック図である。第１の実施形態による剛性評価方法を示すフロー図である。板状構造体の板厚と剛性との関係を示す特性図である。第１の実施形態における実施例１及び比較例で用いる板状構造体を示す概略斜視図である。第１の実施形態における実施例１及び比較例で用いる板状構造体を示す概略横断面図である。第１の実施形態における実施例１において、ｂ値と剛性との関係を示す特性図である。第１の実施形態における実施例２において、板厚比（質量比）とｂ値との関係を示す特性図である。第１の実施形態における実施例３及び比較例で用いる板状構造体を示す概略横断面図である。第１の実施形態における実施例３及び比較例において、ｂ値又は剛性／質量を示す特性図である。第１の実施形態における実施例４及び比較例において、ｂ値又はＬ.Ｗ.Ｉ. を示す特性図である。第２の実施形態による剛性評価装置を示すブロック図である。第２の実施形態による剛性評価方法を示すフロー図である。第２の実施形態における実施例において、１０種の車体部品について、各車体部品の車体全体に対する影響度合いについて調べた結果を示す特性図である。パーソナルユーザ端末装置の内部構成を示す模式図である。

以下、諸実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

（諸実施形態の基本骨子）
先ず、諸実施形態に共通する発明の基本骨子について説明する。図１は、鋼板の代表的な変形モードとそれらの剛性の板厚との関係を示す模式図である。

図１に示すように、板状部材である例えば鋼板１０の変形モードには、大きく分けて引張変形、せん断変形、板曲げ変形の３種類が考えられる。引張変形及びせん断変形は鋼板１０の主面内の変形（面内変形）であり、板曲げ変形のみが鋼板１０の主面外の変形（面外変形）である。図１に、これら３種類の変形モードに対応した剛性Ｋの式を合わせて示す。剛性は、引張変形及びせん断変形については、いずれも板厚に比例するのに対して、板曲げ変形については、板厚の３乗に比例する。板曲げ変形では、引張変形及びせん断変形よりも板厚の影響が大きいことが判る。鋼板は、他の他素材に比べて板曲げ剛性が劣位であることが知られている。そのため、自動車の車体等のように鋼板を用いた構造体としては、板曲げ変形が生じ難いものが望まれる。

図１の剛性Ｋの式に着目すると、一般の板状構造体では、ｌ≫ｔであるため、板曲げ変形では他の変形モードに比べて剛性が劣位になり易い。即ち、高剛性化（車体性能の向上）の観点から、板曲げ変形を抑制することは目指すべき板状構造体の方向性の一つであると考えられる。本発明者は、鋼板の剛性を決定する３種類の変形モードのうち、面外の板曲げ変形の度合いを剛性の評価指標とすることに想到した。

図１の剛性Ｋの式より、一般的な鋼板の変形モードは、上記の３種類の変形モードの重ね合わせであると考えられる。そのため、鋼板の剛性は板厚の１乗～３乗に比例するものと見なすことができる。本発明者は、この板厚のべき数により、板状構造体における板曲げ変形の度合いを評価することができると考えた。板厚が変化する間に、べき数は変化しない（無視し得る程度の変化量である）と仮定することで、板状構造体の剛性Ｋは下記に示す式で近似することができる。ここで定義できる板厚のべき数を、板曲げ変形度合い（bending factor、以下、ｂ値とする）と定義する。
Ｋ＝Ｋ₀×（ｔ／ｔ₀）^b ・・・（１）
Ｋ₀：比例定数、ｔ₀：元の板厚、ｔ：変更後の板厚

ここで、ｂ値は１～３の範囲内の値をとり、ｂ値が１に近づくほど、板曲げ変形の割合が減少している評価することができる。板状構造体の全体の板厚を一律に変化させてｂ値を求めたり、板状構造体のうち評価対象とする一部の板状部材のみの板厚を変化させてｂ値を求めたりすることにより、板状構造体の各部位の全体に対する剛性の寄与度を正確に把握し、板状構造体全体の剛性の効率の良い向上に貢献することができる。

［第１の実施形態］
以下、第１の実施形態について説明する。図２は、本実施形態による剛性評価装置を示すブロック図である。図３は、本実施形態による剛性評価方法を示すフロー図である。

本実施形態による剛性評価装置は、図２に示すように、剛性値取得部１、関係取得部２、及び同定部３を備えている。剛性値取得部１は、評価対象である板状構造体の解析モデルを用いて、異なる板厚で剛性値を取得するものである。関係取得部２は、剛性値取得部１で得られた剛性値を用いて、上記した（１）式により、剛性値Ｋとｂ値との関係を取得するものである。同定部３は、関係取得部２で得られた剛性値Ｋとｂ値との関係を用いて、近似的手法によりｂ値を同定するものである。

図３に示すように、板状構造体の剛性評価を行うに際して、先ず、有限要素法（ＦＥＭ）によるＣＡＥ解析を行うための解析モデルが作成される。剛性値取得部１は、異なる複数の板厚値で剛性値を取得する（ステップＳ１）。複数の板厚値としては、元の板厚値と、元の板厚値を挟んだ２値とを用いる。当該２値は、例えば元の板厚値を中央値とする対称値であり、元の板厚値の例えば±０．１％～５０％（＋０．１％～＋５０％，－５０％～－０．１％）の範囲内の値である。上記（１）式において、ｂ値には若干の板厚依存性がある。そのため、ｂ値を導出するために変更する板厚値は小さい方が良く、この観点から元の板厚値の絶対値５０％以下であることが好ましい。一方、変更する板厚値が小さ過ぎると計算の誤差の影響が大きいため、この観点から元の板厚値の絶対値０．１％以上であることが好ましい。本実施形態では、図４に示すように、当該２値として、例えば±２％を用いる。

続いて、関係取得部２は、剛性値取得部１で得られた剛性値を用いて、上記した（１）式により、比例定数Ｋ₀とｂ値との関係を取得する（ステップＳ２）。これにより、（１）式における比例定数Ｋ₀及びｂ値の３組の関係が得られる。上述したようにｂ値には若干の板厚依存性があり、比例定数Ｋ₀にも若干の板厚等の依存性があるものと考えられる。そのため、板厚値の異なる３組の関係では、比例定数Ｋ₀及びｂ値は若干異なる値となる。

続いて、同定部３は、関係取得部２で得られた比例定数Ｋ₀及びｂ値の３組の関係を用いて、近似的手法、例えば最小二乗法によりｂ値を同定する（ステップＳ３）。このように、比例定数Ｋ₀及びｂ値の３組の関係を用いることで、より正確なｂ値（厳密には、所定の元板厚ｔ₀におけるｂ値）が同定されることになる。

［実施例］
ここで、第１の実施形態の諸実施例について説明する。

（実施例１）
本実施例では、板厚及び重量を揃えた２種の板状構造体を評価対象として、第１の実施形態による剛性評価方法によりｂ値と剛性との関係について調べた。解析モデルとしては、図５（ａ）及び図６（ａ）に示す四角形状の閉断面を持つ構造体２０Ａ、及び図５（ｂ）及び図６（ｂ）に示すハット断面を持つ構造体２０Ｂについて作成した。

構造体２０Ａ，２０Ｂと同一構成の部材を用いた実際の実験により、構造体２０Ａに相当する閉断面部材の方が、構造体２０Ｂに相当するハット断面部材よりも剛性が高いことが知られている。構造体２０Ａ，２０Ｂを評価対象として、図５の矢印方向に付加をかけて、第１の実施形態によるステップＳ１～Ｓ３を実行してそれぞれｂ値を算出した。その結果を図７に示す。このように、構造体２０Ｂのｂ値は１．１よりも大きい値となったのに対して、構造体２０Ａのｂ値は１に近い値となり、構造体２０Ａの方が構造体２０Ｂよりも剛性が高い旨の結果が得られた。この結果は、既知の状況と一致しており、第１の実施形態による剛性評価方法の正当性が確認された。

（実施例２）
本実施例では、所定の板状構造体について、その板厚を一律に変更して（板厚変更に伴って重量も変化する）、第１の実施形態による剛性評価方法によりｂ値の板厚依存性について調べた。板状構造体は、自動車の車体に用いられるセンターピラーとした。センターピラーについて解析モデルを作成し、当該センターピラーと、当該センターピラーの板厚を一律０．２倍及び２倍としたものを評価対象とした。

これらの解析モデルについて、ｘ方向及びｙ方向にそれぞれ付加をかけて、第１の実施形態によるステップＳ１～Ｓ３を実行してそれぞれｂ値を算出した。その結果を図８に示す。このように、ｂ値は板厚の増加により低くなる傾向を示した。板状構造体について、単純な板厚増加でもｂ値を低下させて剛性を高めることができるが、同時に重量増加を招くことになる。板状構造体について軽量化且つ高剛性を達成するには、板厚の部分的な増加や構造変更の必要が示唆される。

（実施例３）
本実施例では、同一の板状構造体について荷重負荷をかける態様を変更して、第１の実施形態による剛性評価方法によりｂ値の影響について調べた。板状構造体は、自動車の車体に用いられるセンターピラーとした。センターピラーについて解析モデルを作成し、評価対象とした。解析モデルのセンターピラーを構造体３０とする。構造体３０の上部を図９（ａ）に示しており、その上方の両端で固定し、下方の部位でｘ方向及びｙ方向に荷重負荷をかける。構造体３０の下部を図９（ｂ）に示しており、その下方の両端で固定し、上方の部位でｘ方向及びｙ方向に荷重負荷をかける。本実施例の比較例として、本実施例と同じ解析モデルで同じ荷重負荷態様として、剛性／重量について調べた。

本実施例については、構造体３０の上部でｘ方向の荷重負荷、構造体３０の上部でｙ方向の荷重負荷、構造体３０の下部でｘ方向の荷重負荷、構造体３０の下部でｙ方向の荷重負荷の４種の荷重負荷態様として、第１の実施形態によるステップＳ１～Ｓ３を実行してそれぞれｂ値を算出した。比較例については、本実施例と同様に４種の荷重負荷態様として、それぞれ剛性／重量を算出した。

比較例の結果を図１０（ａ）に、本実施例の結果を図１０（ｂ）にそれぞれ示す。比較例では、上部でｘ方向荷重の場合と下部でｘ方向荷重の場合、及び上部でｙ方向荷重の場合と下部でｙ方向荷重の場合で剛性／重量がほぼ同値となった。比較例では、センターピラーのどの箇所に剛性についての改善の余地があるか評価することはできない。これに対して本実施例では、下部でｙ方向荷重の場合の方が上部でｙ方向荷重の場合よりもｂ値が高い。本実施例により、当該センターピラーには、その下部の特にｙ方向荷重がかかる所定部位に構造上の改善の余地があることが判る。

（実施例４）
本実施例では、類似する２種の板状構造体について、第１の実施形態による剛性評価方法により、ねじり剛性のｂ値の影響について調べた。板状構造体は、車種の異なる２種の自動車の車体部分（以下、Ａ車及びＢ車とする）とした。Ａ車及びＢ車について解析モデルを作成し、評価対象とした。本実施例の比較例として、本実施例と同じ解析モデルで同じねじり剛性の負荷態様として、Ｌ．Ｗ．Ｉについて調べた。

比較例の結果を図１１（ａ）に、本実施例の結果を図１１（ｂ）にそれぞれ示す。比較例では、Ｂ車に比べてＡ車の方がＬ.Ｗ.Ｉ.値が小さく、Ａ車の方が高剛性であると判定された。これに対して本実施例では、Ａ車に比べてＢ車の方がｂ値が小さく、比較例とは逆にＢ車の方が剛性の効率が良いと判定された。本実施例により、Ａ車に比べてＢ車の方がねじり剛性の低い部品を多く使用しているものと推定される。

以上説明したように、本実施形態によれば、板状部材からなる構造体の形状や構造に依存した構造体の改善余地の程度等を正確に把握し、板状構造体の剛性の効率の良い向上に貢献することが可能となる。

［第２の実施形態］
以下、第２の実施形態について説明する。図１２は、本実施形態による剛性評価装置を示すブロック図である。図１３は、本実施形態による剛性評価方法を示すフロー図である。

本実施形態による剛性評価装置は、図１２に示すように、第１の実施形態と同様である剛性値取得部１、関係取得部２、及び同定部３に加え、比較部４を備えている。比較部４は、評価対象である板状構造体の全体について算出したｂ値と、評価対象である板状構造体の所定の一部について算出したｂ値とを比較し、当該一部の全体に対する影響度合いを判定するものである。当該判定としては、例えば前者のｂ値と後者のｂ値との差分や比を算出して行われる。

図１３に示すように、板状構造体の剛性評価を行うに際して、先ず、板状構造体の解析モデルの全体について第１の実施形態のステップＳ１～Ｓ３を実行する（ステップＳ１１）。ステップＳ１では、元の板厚値と、板状構造体の全体について一律に板厚値を変化させた２値の板厚値とを用いて剛性値を取得する。

続いて、板状構造体における所定の一部（部品）について第１の実施形態のステップＳ１～Ｓ３を実行する（ステップＳ１２）。ステップＳ１では、当該部品のみについて板厚を所定値に変更、例えば２倍に一律に増肉した板状構造体の解析モデルを用いる。この解析モデルについて、元の板厚値と、板状構造体の全体について一律に板厚値を変化させた２値の板厚値とを用いて剛性値を取得する。

続いて、比較部４は、ステップＳ１１により算出したｂ値と、ステップＳ１２により算出したｂ値とを比較し、当該部品の板状構造体の全体に対する影響度合いを判定する（ステップＳ１３）。部品の板状構造体の全体に対する影響度合いを把握することにより、当該板状構造体における構造上の弱部を定量的に特定することができる。

［実施例］
ここで、第２の実施形態の実施例について説明する。本実施例では、板状構造体について、第２の実施形態による剛性評価方法により、各部品の板状構造体の全体に対するｂ値の影響について調べた。板状構造体は自動車の車体とし、その解析モデルを作成して評価対象とした。

本実施例では、１０種の車体部品について、各車体部品の車体全体に対する影響度合いについて調べた。具体的には、車体全体の解析モデルと、各車体部品について、順次板厚を２倍に一律に増肉した板状構造体の解析モデルとを用いて、前者のｂ値と後者のｂ値との差分（ｂ値の変化量）を算出した。本実施例の結果を図１４に示す。図１４では、ｂ値の変化量の大きい順に部品１～部品１０として比較して示している。このように、車体部品ごとに車体全体に対するｂ値の変化量を取得することにより、車体部品ごとの剛性の脆弱性について定量的に把握することができ、車体の構造上の弱部に対する改善対策をとることが可能となる。

以上説明したように、本実施形態によれば、板状構造体の各部位の全体に対する剛性の寄与度を正確に把握し、板状構造体の剛性の効率の良い向上に貢献することが可能となる。

［第３の実施形態］
上述した第１の実施形態による剛性評価装置の各構成要素（図２の剛性値取得部１、取得部２、関係取得部２、及び同定部３等）、及び第２の実施形態による剛性評価装置の各構成要素（図１２の剛性値取得部１、取得部２、関係取得部２、同定部３、及び比較部４等）の各機能は、コンピュータのＲＡＭやＲＯＭ等に記憶されたプログラムが動作することによって実現できる。同様に、第１の実施形態による破断予測方法の各ステップ（図３のステップＳ１～Ｓ３等）、及び第２の実施形態による破断予測方法の各ステップ（図１３のステップＳ１１～Ｓ１３等）は、コンピュータのＲＡＭやＲＯＭ等に記憶されたプログラムが動作することによって実現できる。このプログラム及び当該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体は本実施形態に含まれる。

具体的に、当該プログラムは、例えばＣＤ－ＲＯＭのような記録媒体に記録し、或いは各種伝送媒体を介し、コンピュータに提供される。当該プログラムを記録する記録媒体としては、ＣＤ－ＲＯＭ以外に、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ、光磁気ディスク、不揮発性メモリカード等を用いることができる。他方、上記のプログラムの伝送媒体としては、プログラム情報を搬送波として伝搬させて供給するためのコンピュータネットワークシステムにおける通信媒体を用いることができる。ここで、コンピュータネットワークとは、ＬＡＮ、インターネットの等のＷＡＮ、無線通信ネットワーク等であり、通信媒体とは、光ファイバ等の有線回線や無線回線等である。

また、本実施形態に含まれるプログラムとしては、供給されたプログラムをコンピュータが実行することにより第１及び第２の実施形態の各機能が実現されるようなもののみではない。例えば、そのプログラムがコンピュータにおいて稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）或いは他のアプリケーションソフト等と共同して第１の実施形態の各機能が実現される場合にも、かかるプログラムは本実施形態に含まれる。また、供給されたプログラムの処理の全て或いは一部がコンピュータの機能拡張ボードや機能拡張ユニットにより行われて第１及び第２の実施形態の各機能が実現される場合にも、かかるプログラムは本実施形態に含まれる。

例えば、図１５は、パーソナルユーザ端末装置の内部構成を示す模式図である。この図１５において、１２００はＣＰＵ１２０１を備えたパーソナルコンピュータ（ＰＣ）である。ＰＣ１２００は、ＲＯＭ１２０２またはハードディスク（ＨＤ）１２１１に記憶された、又はフレキシブルディスクドライブ（ＦＤ）１２１２より供給されるデバイス制御ソフトウェアを実行する。このＰＣ１２００は、システムバス１２０４に接続される各デバイスを総括的に制御する。

ＰＣ１２００のＣＰＵ１２０１、ＲＯＭ１２０２またはハードディスク（ＨＤ）１２１１に記憶されたプログラムにより、第１の実施形態の図３におけるステップＳ１～Ｓ３、及び第２の実施形態の図１３におけるステップＳ１１～Ｓ１３の手順等が実現される。

１２０３はＲＡＭであり、ＣＰＵ１２０１の主メモリ、ワークエリア等として機能する。１２０５はキーボードコントローラ（ＫＢＣ）であり、キーボード（ＫＢ）１２０９や不図示のデバイス等からの指示入力を制御する。

１２０６はＣＲＴコントローラ（ＣＲＴＣ）であり、ＣＲＴディスプレイ（ＣＲＴ）１２１０の表示を制御する。１２０７はディスクコントローラ（ＤＫＣ）である。ＤＫＣ１２０７は、ブートプログラム、複数のアプリケーション、編集ファイル、ユーザファイル、ネットワーク管理プログラム等を記憶するハードディスク（ＨＤ）１２１１、及びフレキシブルディスク（ＦＤ）１２１２とのアクセスを制御する。ここで、ブートプログラムとは、パソコンのハードやソフトの実行（動作）を開始する起動プログラムである。

１２０８はネットワーク・インターフェースカード（ＮＩＣ）であり、ＬＡＮ１２２０を介して、ネットワークプリンタ、他のネットワーク機器、或いは他のＰＣと双方向のデータのやり取りを行う。
なお、通常のコンピュータ端末装置を用いる代わりに、剛性評価装置に特化された所定の計算機等を用いても良い。

１剛性値取得部
２関係取得部
３同定部
４比較部

Claims

板状部材からなる構造体を評価対象とする剛性評価方法であって、
前記構造体の全体及び一部について、剛性を決定する複数の変形モードのうち、剛性値Ｋを以下のように表し、面外の曲げ変形度合いｂを剛性の評価指標とすることを特徴とする剛性評価方法。
Ｋ＝Ｋ ₀ ×（ｔ／ｔ ₀ ） ^b ・・・（１）
Ｋ ₀ ：比例定数、ｔ ₀ ：元の板厚、ｔ：変更後の板厚
前記構造体の解析モデルを用いて、異なる板厚で剛性値を取得する第１ステップと、
前記第１ステップで得られた剛性値を用いて、前記（１）式により、比例定数Ｋ₀と曲げ変形度合いｂとの関係を取得する第２ステップと、
前記第２ステップで得られた前記関係を用いて、近似的手法により曲げ変形度合いｂを同定する第３ステップと
を実行することを特徴とする請求項１に記載の剛性評価方法。
前記異なる板厚は、元の板厚値及び前記元の板厚値を挟んだ２値であることを特徴とする請求項２に記載の剛性評価方法。
前記２値は、前記元の板厚値を中央値とする対称値であり、前記元の板厚値の±０．１％～５０％の範囲内の値であることを特徴とする請求項３に記載の剛性評価方法。
前記構造体の全体について同定された前記曲げ変形度合いｂと、一部について一律に板厚を変えた前記構造体について同定された前記曲げ変形度合いｂとを比較する第４ステップを更に実行することを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の剛性評価方法。
板状部材からなる構造体を評価対象とする剛性評価装置であって、
前記構造体の全体及び一部について、剛性を決定する複数の変形モードのうち、剛性値Ｋを以下のように表し、面外の曲げ変形度合いｂを剛性の評価指標とすることを特徴とする剛性評価装置。
Ｋ＝Ｋ ₀ ×（ｔ／ｔ ₀ ） ^b ・・・（１）
Ｋ ₀ ：比例定数、ｔ ₀ ：元の板厚、ｔ：変更後の板厚
前記構造体の解析モデルを用いて、異なる板厚で剛性値を取得する剛性値取得部と、
前記剛性値取得部で得られた剛性値を用いて、前記（１）式により、比例定数Ｋ₀と曲げ変形度合いｂとの関係を取得する関係取得部と、
前記関係取得部で得られた前記関係を用いて、近似的手法により曲げ変形度合いｂを同定する同定部と
を備えたことを特徴とする請求項６に記載の剛性評価装置。
前記異なる板厚は、元の板厚値及び前記元の板厚値を挟んだ２値であることを特徴とする請求項７に記載の剛性評価装置。
前記２値は、前記元の板厚値を中央値とする対称値であり、前記元の板厚値の±０．１％～５０％の範囲内の値であることを特徴とする請求項８に記載の剛性評価装置。
前記構造体の全体について同定された前記曲げ変形度合いｂと、一部について一律に板厚を変えた前記構造体について同定された前記曲げ変形度合いｂとを比較する比較部を更に備えたことを特徴とする請求項６～９のいずれか１項に記載の剛性評価装置。
板状部材からなる構造体を評価対象とする剛性評価プログラムであって、
前記構造体の全体及び一部について、剛性を決定する複数の変形モードのうち、剛性値Ｋを以下のように表し、面外の曲げ変形度合いｂを剛性の評価指標として、前記評価指標の算出工程をコンピュータに実行させることを特徴とする剛性評価プログラム。
Ｋ＝Ｋ ₀ ×（ｔ／ｔ ₀ ） ^b ・・・（１）
Ｋ ₀ ：比例定数、ｔ ₀ ：元の板厚、ｔ：変更後の板厚
前記算出工程は、
前記構造体の解析モデルを用いて、異なる板厚で剛性値を取得する第１ステップと、
前記第１ステップで得られた剛性値を用いて、前記（１）式により、比例定数Ｋ₀と曲げ変形度合いｂとの関係を取得する第２ステップと、
前記第２ステップで得られた前記関係を用いて、近似的手法により曲げ変形度合いｂを同定する第３ステップと
を含むことを特徴とする請求項１１に記載の剛性評価プログラム。
前記異なる板厚は、元の板厚値及び前記元の板厚値を挟んだ２値であることを特徴とする請求項１２に記載の剛性評価プログラム。
前記２値は、前記元の板厚値を中央値とする対称値であり、前記元の板厚値の±０．１％～５０％の範囲内の値であることを特徴とする請求項１３に記載の剛性評価プログラム。
前記構造体の全体について同定された前記曲げ変形度合いｂと、一部について一律に板厚を変えた前記構造体について同定された前記曲げ変形度合いｂとを比較する第４ステップを更に実行することを特徴とする請求項１１～１４のいずれか１項に記載の剛性評価プログラム。
請求項１１～１５のいずれか１項に記載の剛性評価プログラムを記録したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。