JPH03134775A - 形状分割システム - Google Patents
形状分割システムInfo
- Publication number
- JPH03134775A JPH03134775A JP1271655A JP27165589A JPH03134775A JP H03134775 A JPH03134775 A JP H03134775A JP 1271655 A JP1271655 A JP 1271655A JP 27165589 A JP27165589 A JP 27165589A JP H03134775 A JPH03134775 A JP H03134775A
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- Japan
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 30
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000011218 segmentation Effects 0.000 description 5
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は機械系ＣＡＥシステムにおいて有限要素モデル
を自動的に作成するための形状分割システムに関する。
を自動的に作成するための形状分割システムに関する。
機械系ＣＡＥシステムにおいて、三次元幾何モデルから
解析用メツシュモデルとして有限要素モデルを作成する
場合、有限要素法などの解析における有限要素モデルの
要素形状は解析の精度や信頼性に大きな影響を与える。
解析用メツシュモデルとして有限要素モデルを作成する
場合、有限要素法などの解析における有限要素モデルの
要素形状は解析の精度や信頼性に大きな影響を与える。
このため幾何モデルから有限要素モデルを作成するため
には、幾何モデルの形状に適した分割方法を選ぶ必要が
ある。
には、幾何モデルの形状に適した分割方法を選ぶ必要が
ある。
従来の有限要素生成システムでは幾何モデルを操作して
四辺形、六面体などの部分形状に分割した後に有限要素
を生成するか、四辺形、六面体などを直接入力して幾何
モデルを組み立てて有限要素を生成していた。
四辺形、六面体などの部分形状に分割した後に有限要素
を生成するか、四辺形、六面体などを直接入力して幾何
モデルを組み立てて有限要素を生成していた。
しかしながら上記の従来の有限要素生成システムのうち
、前者は四辺形、六面体などへの分割操作に、また後者
は四辺形、六面体などの直接入力に、それぞれ手間がか
かるという問題があった。
、前者は四辺形、六面体などへの分割操作に、また後者
は四辺形、六面体などの直接入力に、それぞれ手間がか
かるという問題があった。
また、与えられた幾何モデルをある特定の分割ルールに
より有限要素を自動生成する場合、幾何モデルの形状表
現は様々であり、穴形状や面間の交線（相貫線）などを
含む幾何モデルでは、自動分割用の形状表現に合わせて
幾何モデルを作り直す必要がある。一般に、幾何モデル
から有限要素モデルを生成する処理は特定の分割ルール
によって行なわれるため、使用者の分割意図を動的に取
り込むことができない。また、解析精度上不都合な有限
要素、例えばいびつな三角形などを生成することもある
。さらに、−括して有限要素を生成するため、有限要素
の修正が必要となったりして解析属性の入力操作性が悪
い。
より有限要素を自動生成する場合、幾何モデルの形状表
現は様々であり、穴形状や面間の交線（相貫線）などを
含む幾何モデルでは、自動分割用の形状表現に合わせて
幾何モデルを作り直す必要がある。一般に、幾何モデル
から有限要素モデルを生成する処理は特定の分割ルール
によって行なわれるため、使用者の分割意図を動的に取
り込むことができない。また、解析精度上不都合な有限
要素、例えばいびつな三角形などを生成することもある
。さらに、−括して有限要素を生成するため、有限要素
の修正が必要となったりして解析属性の入力操作性が悪
い。
すなわち、前記従来技術は、有限要素モデルの生成方法
が幾何モデルの計算機内での表現形式に依存しているた
め、分割できるモデルが限定され、必ずしも使用者が意
図したものとならないという問題があった。
が幾何モデルの計算機内での表現形式に依存しているた
め、分割できるモデルが限定され、必ずしも使用者が意
図したものとならないという問題があった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、種々の
幾何モデルに対し使用者の意図を充足し。
幾何モデルに対し使用者の意図を充足し。
解析に有利な有限要素モデルを自動生成することのでき
る形状分割システムを提供することを目的とする。
る形状分割システムを提供することを目的とする。
上記目的を達成するために１本発明は、三次元幾何モデ
ルより有限要素モデルを作成する形状分割システムにお
いて、形状認識をする形状パターンデータベースと複数
個の自動分割アルゴリズムを有する分割方式データベー
スとからなる知識データベースと、この知識データベー
スを制御して分割方式を決定し前記幾何モデルのデータ
ベースのサブストラクチャ化及び前記分割方式による要
素分割を行ない前記有限要素モデルのデータベースを作
成する分割制御部とを設けたものである。
ルより有限要素モデルを作成する形状分割システムにお
いて、形状認識をする形状パターンデータベースと複数
個の自動分割アルゴリズムを有する分割方式データベー
スとからなる知識データベースと、この知識データベー
スを制御して分割方式を決定し前記幾何モデルのデータ
ベースのサブストラクチャ化及び前記分割方式による要
素分割を行ない前記有限要素モデルのデータベースを作
成する分割制御部とを設けたものである。
上記の構成によると、使用者から与えられた幾何モデル
と要求に対して最適な有限要素モデルを、知識データベ
ースを検索して生成する。このとき必要に応じて幾何モ
デルのサブストラクチャ化を分割制御部において自動的
に行ない、歪の少ない自然な形状の有限要素モデルを生
成するための分割方法を決定する。サブストラクチャ化
された幾化モデルは再統合が可能なので、形状変更また
は分割方式の変更に対して何ら制約を受けない。
と要求に対して最適な有限要素モデルを、知識データベ
ースを検索して生成する。このとき必要に応じて幾何モ
デルのサブストラクチャ化を分割制御部において自動的
に行ない、歪の少ない自然な形状の有限要素モデルを生
成するための分割方法を決定する。サブストラクチャ化
された幾化モデルは再統合が可能なので、形状変更また
は分割方式の変更に対して何ら制約を受けない。
また、有限要素モデルの再分割時には、既存のメツシュ
を操作することなく、幾何モデルに対して先の分割時の
情報を取り入れて新たに分割を行なうため、再分割をく
りかえすことによる誤差の増大がなく、解析信頼性の高
い有限要素モデルが作成される。
を操作することなく、幾何モデルに対して先の分割時の
情報を取り入れて新たに分割を行なうため、再分割をく
りかえすことによる誤差の増大がなく、解析信頼性の高
い有限要素モデルが作成される。
以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。
第１図に本発明の一実施例を示す。図において。
知識データベース１０１には形状パターンデータベース
１０２と分割方式データベース１０３とが含まれている
。形状パターンデータベース１０２は、直線２円弧、自
由曲線などの線種、線間角度。
１０２と分割方式データベース１０３とが含まれている
。形状パターンデータベース１０２は、直線２円弧、自
由曲線などの線種、線間角度。
穴、結合線、線の分割数、線を共有する面数などの二次
元パラメータを有し、使用者が入力した幾何モデルの形
状を解析、認識するパターンマツチングを行なうための
ものである。また１分割方式データベース１０３は、等
角写像法、 Ｂｏｄｙ−ｆｉｔ法、ネット法、 ＴＲＩ
ＱＵＡＭＥＳＨ法、ｒ法、ｈ法その他複数の分割アルゴ
リズムを提供するものである。
元パラメータを有し、使用者が入力した幾何モデルの形
状を解析、認識するパターンマツチングを行なうための
ものである。また１分割方式データベース１０３は、等
角写像法、 Ｂｏｄｙ−ｆｉｔ法、ネット法、 ＴＲＩ
ＱＵＡＭＥＳＨ法、ｒ法、ｈ法その他複数の分割アルゴ
リズムを提供するものである。
１０４は幾何モデルの形状情報を格納するための幾何モ
デルデータベースであり、１０５は知識データベース１
０１と幾何モデルデータベース１０４の入出力を制御し
、自動的に有限要素モデルを生成するための分割制御部
である６分割制御部１０５は与えられた幾何モデルに対
し形状パターンデータベース１０２を用いて幾何構造の
解析と形状認識を行ない、この結果と使用者の要求（ユ
ーザニーズ）１０６とから分割方式を決定し、分割方式
データベース１０３を参照して要素分割を行なう。
デルデータベースであり、１０５は知識データベース１
０１と幾何モデルデータベース１０４の入出力を制御し
、自動的に有限要素モデルを生成するための分割制御部
である６分割制御部１０５は与えられた幾何モデルに対
し形状パターンデータベース１０２を用いて幾何構造の
解析と形状認識を行ない、この結果と使用者の要求（ユ
ーザニーズ）１０６とから分割方式を決定し、分割方式
データベース１０３を参照して要素分割を行なう。
ユーザニーズ１０６は例えば有限要素モデルの要素形状
であるとか、要素の集中、細分、全要素数など、解析精
度に係わる有限要素作成時の分割条件である。分割制御
部１０５より出力された有限要素モデルは有限要素モデ
ルデータベース１０７に格納された後、解析が行なわれ
、その解析結果１０８が分割制御部１０５に戻され、再
分割時の情報として用いられる。
であるとか、要素の集中、細分、全要素数など、解析精
度に係わる有限要素作成時の分割条件である。分割制御
部１０５より出力された有限要素モデルは有限要素モデ
ルデータベース１０７に格納された後、解析が行なわれ
、その解析結果１０８が分割制御部１０５に戻され、再
分割時の情報として用いられる。
第２図乃至第４図に本実施例による幾何モデルから有限
要素モデルを生成する処理の過程を示す。
要素モデルを生成する処理の過程を示す。
第２図は使用者が与える幾何モデル、第３図はサブスト
ラクチャ化された幾何モデル、第４図は第３図における
各サブストラクチャをそれぞれＢｏｄｙ−ｆｉｔ法で分
割して生成された有限要素モデルである。第２図に示す
幾何モデルは直線部２０１゜２０３と円弧部２０２，２
０４との４本の線素で構成されている。またこの処理に
おいては幾何モデルの直線部による分割数を４とし、四
辺形要素のみで有限要素モデルを作成することを分割の
条件としておく。
ラクチャ化された幾何モデル、第４図は第３図における
各サブストラクチャをそれぞれＢｏｄｙ−ｆｉｔ法で分
割して生成された有限要素モデルである。第２図に示す
幾何モデルは直線部２０１゜２０３と円弧部２０２，２
０４との４本の線素で構成されている。またこの処理に
おいては幾何モデルの直線部による分割数を４とし、四
辺形要素のみで有限要素モデルを作成することを分割の
条件としておく。
本実施例による形状分割システムは、線種、線間角度、
ｔｉＡ長２長弧円弧及び中心角などの線属性。
ｔｉＡ長２長弧円弧及び中心角などの線属性。
結合線、隣接する面の情報など、形状を認識するための
項目について形状パターンデータベースを検索し、形状
の特徴量の適合度が高いものを選択して分割方式を決定
する。第２図に示す幾何モデルは同心円の凹部を持つ半
円形と認識され１分割の手段としてサブストラクチャ化
するための分割線の位置と、それぞれのサブストラクチ
ャの分割方法が求められる。これにより第３図に示すよ
うにサブストラクチャ化された幾何モデルが作成され、
それぞれのサブストラクチャを要素分割して第４図に示
す有限要素モデルが作成される。
項目について形状パターンデータベースを検索し、形状
の特徴量の適合度が高いものを選択して分割方式を決定
する。第２図に示す幾何モデルは同心円の凹部を持つ半
円形と認識され１分割の手段としてサブストラクチャ化
するための分割線の位置と、それぞれのサブストラクチ
ャの分割方法が求められる。これにより第３図に示すよ
うにサブストラクチャ化された幾何モデルが作成され、
それぞれのサブストラクチャを要素分割して第４図に示
す有限要素モデルが作成される。
第７図は本実施例の対比例を示したもので、第２図に示
す幾何モデルをサブストラクチャ化せずに、 Ｂｏｄｙ
−ｆｉｔ法を用いて四辺形要素からなる有限要素モデル
を作成したものであるが、分割形状が非対称で円周方向
の分割数が不均一であり、要素形状のアスペクト比が悪
い。
す幾何モデルをサブストラクチャ化せずに、 Ｂｏｄｙ
−ｆｉｔ法を用いて四辺形要素からなる有限要素モデル
を作成したものであるが、分割形状が非対称で円周方向
の分割数が不均一であり、要素形状のアスペクト比が悪
い。
第５図及び第６図は本実施例による要素細分を説明する
もので、シェル構造物上の円形穴周辺の要素形状を示し
ている。第５図における破線部５０１は本来の幾何モデ
ルの形状であり、実線部５０２は破線部５０１を要素分
割したものである。
もので、シェル構造物上の円形穴周辺の要素形状を示し
ている。第５図における破線部５０１は本来の幾何モデ
ルの形状であり、実線部５０２は破線部５０１を要素分
割したものである。
また第６図は第５図の破線部５０１の形状に対して再分
割を行ない、要素を細分した場合の要素形状を示す。第
５図の有限要素モデルは円形の穴が六角形で表現されて
いたのに対し、第６図の有限要素モデルでは同形状が１
２角形で表現され、幾何モデルとの差異が減少している
。
割を行ない、要素を細分した場合の要素形状を示す。第
５図の有限要素モデルは円形の穴が六角形で表現されて
いたのに対し、第６図の有限要素モデルでは同形状が１
２角形で表現され、幾何モデルとの差異が減少している
。
第８図は従来方法で要素細分を行なったものであるが、
追加する節点は既存の有限要素モデルの線上または形状
関数で近似された線上に生成されるため、必ずしも幾何
モデル上の位置と一致しない。本実施例では、要素細分
、集中時に幾何モデルを直接参照し、解析結果やユーザ
ニーズの修正などによる分割条件の更新を行ない、最初
の要素分割と同様の手順で有限要素モデルを再生成する
ため、これらの操作をくりかえした場合も、有限要素モ
デルの各接点は必ず幾何モデル上の位置と一致する。
追加する節点は既存の有限要素モデルの線上または形状
関数で近似された線上に生成されるため、必ずしも幾何
モデル上の位置と一致しない。本実施例では、要素細分
、集中時に幾何モデルを直接参照し、解析結果やユーザ
ニーズの修正などによる分割条件の更新を行ない、最初
の要素分割と同様の手順で有限要素モデルを再生成する
ため、これらの操作をくりかえした場合も、有限要素モ
デルの各接点は必ず幾何モデル上の位置と一致する。
以上説明したように１本発明によれば、解析対象となる
幾何モデルの形状にかかわらず、同様な手順で自動的に
有限要素モデルを作成できるので。
幾何モデルの形状にかかわらず、同様な手順で自動的に
有限要素モデルを作成できるので。
ユーザ側の負担が軽減しモデルに制約がないため。
汎用ＣＡＥシステムに組み込むことが可能である。
また、要素の集中、細分が幾何モデルに対して行なわれ
るため、近似誤差が生ずることがなく、より精度の高い
有限要素モデルが生成され、解新精度の向上を図ること
ができる。
るため、近似誤差が生ずることがなく、より精度の高い
有限要素モデルが生成され、解新精度の向上を図ること
ができる。
第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
同じく幾何モデルの形状図、第３図は同じくサブストラ
クチャ化された幾何モデルの形状図、第４図は同じく有
限要素モデルを示す形状図、第５図は同じく円形の穴周
辺の要素を示す形状図、第６図は同じく細分化された円
形の穴周辺の要素を示す形状図、第７図は従来の有限要
素モデルの形状図、第８図は第５図の有限要素モデルを
従来の方法で細分した要素の形状図である。
同じく幾何モデルの形状図、第３図は同じくサブストラ
クチャ化された幾何モデルの形状図、第４図は同じく有
限要素モデルを示す形状図、第５図は同じく円形の穴周
辺の要素を示す形状図、第６図は同じく細分化された円
形の穴周辺の要素を示す形状図、第７図は従来の有限要
素モデルの形状図、第８図は第５図の有限要素モデルを
従来の方法で細分した要素の形状図である。
Claims (1)
- １、三次元幾何モデルより有限要素モデルを作成する形
状分割システムにおいて、形状認識をする形状パターン
データベースと複数個の自動分割アルゴリズムを有する
分割方式データベースとからなる知識データベースと、
この知識データベースを制御して分割方式を決定し前記
幾何モデルのデータベースのサブストラクチャ化及び前
記分割方式による要素分割を行ない前記有限要素モデル
のデータベースを作成する分割制御部と、を設けたこと
を特徴とする形状分割システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1271655A JPH03134775A (ja) | 1989-10-20 | 1989-10-20 | 形状分割システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1271655A JPH03134775A (ja) | 1989-10-20 | 1989-10-20 | 形状分割システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03134775A true JPH03134775A (ja) | 1991-06-07 |
Family
ID=17503063
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1271655A Pending JPH03134775A (ja) | 1989-10-20 | 1989-10-20 | 形状分割システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03134775A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10956625B2 (en) | 2015-09-01 | 2021-03-23 | Siemens Industry Software Inc. | Mesh generation system and method |
-
1989
- 1989-10-20 JP JP1271655A patent/JPH03134775A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10956625B2 (en) | 2015-09-01 | 2021-03-23 | Siemens Industry Software Inc. | Mesh generation system and method |
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