JPH05266150A - 構造物モデルの拘束条件表示方法 - Google Patents
構造物モデルの拘束条件表示方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 数値シミュレ−ションを用いる三次元構造物
の拘束状態の確認を視覚的に容易とする構造物モデルの
拘束条件表示方法を提供することにある。 【構成】 計算機を用いて物理現象を解析するにあたっ
て、形状デ−タ及び拘束条件デ−タからなる構造物モデ
ルを入力する入力ステップと、入力された構造物モデル
を用いてその形状及び拘束状態を記号または色により表
示する形状表示ステップと、表示された構造物モデルに
移動、回転を指示する入力ステップと、移動、回転指示
の入力デ−タに基づいて、構造物モデルの拘束条件デ−
タに応じた表示図形デ−タを生成する演算ステップと、
演算ステップにより生成されたデ−タを連続して表示装
置に表示する画像表示ステップとからなり、画像表示に
おいて、拘束点を変位固定、角変位固定し、固定しない
他の点を連続して移動、回転表示をする。
の拘束状態の確認を視覚的に容易とする構造物モデルの
拘束条件表示方法を提供することにある。 【構成】 計算機を用いて物理現象を解析するにあたっ
て、形状デ−タ及び拘束条件デ−タからなる構造物モデ
ルを入力する入力ステップと、入力された構造物モデル
を用いてその形状及び拘束状態を記号または色により表
示する形状表示ステップと、表示された構造物モデルに
移動、回転を指示する入力ステップと、移動、回転指示
の入力デ−タに基づいて、構造物モデルの拘束条件デ−
タに応じた表示図形デ−タを生成する演算ステップと、
演算ステップにより生成されたデ−タを連続して表示装
置に表示する画像表示ステップとからなり、画像表示に
おいて、拘束点を変位固定、角変位固定し、固定しない
他の点を連続して移動、回転表示をする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、構造物モデルの拘束条
件表示方法に係り、特に、三次元の数値解析用の拘束条
件デ−タの入力状態を視覚的に確認する構造物モデルの
拘束条件表示方法に関する。
件表示方法に係り、特に、三次元の数値解析用の拘束条
件デ−タの入力状態を視覚的に確認する構造物モデルの
拘束条件表示方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】構造解析、流体解析、電磁場解析などの
分野では、有限要素法や差分法、境界要素法などを用い
た汎用の数値解析コ−ドが作成され、精度の高い解析が
可能となってきている。有限要素法の機械系ＣＡＥ用の
プリプロセッサを例にとると、グラフィックディスプレ
イを対話形式に用いて解析対象物の幾何学的形状を計算
機中に構築し、座標格子の生成、解析上の拘束条件デ−
タ、物性デ−タ等を入力する。従来の方法では、グラフ
ィックディスプレイ上には、解析領域そのものを表示
し、その表示図形をマウス等でピックすることにより、
拘束条件を付加する領域を指定し、拘束条件のデ−タを
入力し、その拘束状態を、記号や色付けにより表示して
いる。限られた計算機の記憶容量を用い、計算時間内に
満足できる解を得るには、構造物モデルに解析上の拘束
条件（滑り拘束と固定拘束）をＸＹＺ各方向について指
定し、構造物モデルの解析が物理的な現象（例えば、伸
び、曲がり、応力集中等）に沿った拘束条件の入力が必
要であり、このような拘束条件の指定をプリプロセッサ
との間で対話的に行う。
分野では、有限要素法や差分法、境界要素法などを用い
た汎用の数値解析コ−ドが作成され、精度の高い解析が
可能となってきている。有限要素法の機械系ＣＡＥ用の
プリプロセッサを例にとると、グラフィックディスプレ
イを対話形式に用いて解析対象物の幾何学的形状を計算
機中に構築し、座標格子の生成、解析上の拘束条件デ−
タ、物性デ−タ等を入力する。従来の方法では、グラフ
ィックディスプレイ上には、解析領域そのものを表示
し、その表示図形をマウス等でピックすることにより、
拘束条件を付加する領域を指定し、拘束条件のデ−タを
入力し、その拘束状態を、記号や色付けにより表示して
いる。限られた計算機の記憶容量を用い、計算時間内に
満足できる解を得るには、構造物モデルに解析上の拘束
条件（滑り拘束と固定拘束）をＸＹＺ各方向について指
定し、構造物モデルの解析が物理的な現象（例えば、伸
び、曲がり、応力集中等）に沿った拘束条件の入力が必
要であり、このような拘束条件の指定をプリプロセッサ
との間で対話的に行う。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の方法では、構造
物モデルが複雑な形状をしていて、拘束条件を指定した
座標格子点の記号（又は色）が表示画面上で重なり、構
造物モデルの拘束状態を理解することが難しい場合（図
４）がある。図４の構造物モデルにおいて、例えば、丸
印の拘束点１と２は重なって、視覚的に識別が困難であ
る。構造物モデルが複雑な形状をしている場合、構造物
モデルを回転させ、いろいろな角度から見て、拘束条件
の記号（又は、色）を確認していたが、拘束条件（例え
ば、滑り拘束や固定拘束）の入力状態の確認が困難なた
め、拘束条件の入力誤りに気付かず、生成した構造物モ
デルの拘束条件が物理的な現象の解析に適切でなく、数
値解析コ−ドによるシミュレ−ション結果が満足な値に
ならないこともある。本発明の目的は、数値シミュレ−
ションを用いる三次元構造物の拘束状態の確認を視覚的
に容易とする構造物モデルの拘束条件表示方法を提供す
ることにある。
物モデルが複雑な形状をしていて、拘束条件を指定した
座標格子点の記号（又は色）が表示画面上で重なり、構
造物モデルの拘束状態を理解することが難しい場合（図
４）がある。図４の構造物モデルにおいて、例えば、丸
印の拘束点１と２は重なって、視覚的に識別が困難であ
る。構造物モデルが複雑な形状をしている場合、構造物
モデルを回転させ、いろいろな角度から見て、拘束条件
の記号（又は、色）を確認していたが、拘束条件（例え
ば、滑り拘束や固定拘束）の入力状態の確認が困難なた
め、拘束条件の入力誤りに気付かず、生成した構造物モ
デルの拘束条件が物理的な現象の解析に適切でなく、数
値解析コ−ドによるシミュレ−ション結果が満足な値に
ならないこともある。本発明の目的は、数値シミュレ−
ションを用いる三次元構造物の拘束状態の確認を視覚的
に容易とする構造物モデルの拘束条件表示方法を提供す
ることにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的は、形状デ−タ
及び拘束条件デ−タからなる構造物モデルを組合せてグ
ラフィックディスプレイ上に表示し、三次元構造物の形
状デ−タをグラフィックディスプレイ上において拘束点
を固定し、固定しない他の点を連続して移動、回転表示
（アニメ−ション表示）することによって、達成され
る。
及び拘束条件デ−タからなる構造物モデルを組合せてグ
ラフィックディスプレイ上に表示し、三次元構造物の形
状デ−タをグラフィックディスプレイ上において拘束点
を固定し、固定しない他の点を連続して移動、回転表示
（アニメ−ション表示）することによって、達成され
る。
【０００５】
【作用】拘束条件の入力状態を視覚的に確認するため
に、形状デ−タを連続して移動、回転表示（アニメ−シ
ョン表示）するには、形状デ−タの拘束された点を固定
し、他の拘束されていない点は移動、回転を自由とす
る。三次元構造物モデルの座標格子点において、滑り拘
束を指示した座標格子点は、指定された方向のみに動く
ことを許し、固定拘束を指示した座標格子点は、ＸＹＺ
いずれの方向にも動くことを許さない。この条件を保持
したまま、グラフィックディスプレイ上に三次元構造物
モデルの移動、回転を連続して行なうことにより、拘束
された座標格子点と自由な座標格子点の間に形状の移動
（伸び）、回転が生じて、三次元構造物モデルの拘束状
態を視覚的に容易に確認できる。
に、形状デ−タを連続して移動、回転表示（アニメ−シ
ョン表示）するには、形状デ−タの拘束された点を固定
し、他の拘束されていない点は移動、回転を自由とす
る。三次元構造物モデルの座標格子点において、滑り拘
束を指示した座標格子点は、指定された方向のみに動く
ことを許し、固定拘束を指示した座標格子点は、ＸＹＺ
いずれの方向にも動くことを許さない。この条件を保持
したまま、グラフィックディスプレイ上に三次元構造物
モデルの移動、回転を連続して行なうことにより、拘束
された座標格子点と自由な座標格子点の間に形状の移動
（伸び）、回転が生じて、三次元構造物モデルの拘束状
態を視覚的に容易に確認できる。
【０００６】
【実施例】本発明の好適な実施例を以下に説明する。図
１は、本実施例の構造物モデルの拘束条件表示装置を示
す。図１において、構造物モデルの拘束条件表示装置１
は、数値シミュレ−ションによる拘束条件表示を支援す
るものであり、外部記憶装置６へ記憶された構造物モデ
ルは、操作盤５（例えば、マウス、スティック、ライト
ペン、キ−ボ−ド等）からの表示入力指示に従って、演
算処理装置４（例えば、電子計算機）と、画像表示制御
装置３を介して表示装置２（グラフィックディスプレ
イ）に表示される。この表示された構造物モデルは、操
作盤５の指示に基ずいて、移動、回転をすることができ
る。なお、構造物モデルは、梁、シェルまたは立体等の
一次元、二次元または三次元の形状からなる。本実施例
では立体形状の構造物モデルを例にして述べる。
１は、本実施例の構造物モデルの拘束条件表示装置を示
す。図１において、構造物モデルの拘束条件表示装置１
は、数値シミュレ−ションによる拘束条件表示を支援す
るものであり、外部記憶装置６へ記憶された構造物モデ
ルは、操作盤５（例えば、マウス、スティック、ライト
ペン、キ−ボ−ド等）からの表示入力指示に従って、演
算処理装置４（例えば、電子計算機）と、画像表示制御
装置３を介して表示装置２（グラフィックディスプレ
イ）に表示される。この表示された構造物モデルは、操
作盤５の指示に基ずいて、移動、回転をすることができ
る。なお、構造物モデルは、梁、シェルまたは立体等の
一次元、二次元または三次元の形状からなる。本実施例
では立体形状の構造物モデルを例にして述べる。
【０００７】図２に、解析作業の実行手順を示す。 《処理ステップ１》 まず、デ−タ及び座標格子デ−タ
からなる立体デ−タを操作盤５より入力し、外部記憶装
置６に格納する。 《処理ステップ２》 次に、立体デ−タを外部記憶装置
６より入力し、演算処理装置４と、画像表示制御装置３
を介して表示装置２に表示する。その表示画面を図３に
示す。図３は、解析対象物の形状及び座標格子図を示し
ている。 《処理ステップ３》 解析作業者は、画面上の構造物モ
デルの座標格子点を操作盤５のマウス等によりピックし
て拘束領域を指定し、ＸＹＺいずれの方向に対して拘束
するかを入力する。 《処理ステップ４》 入力された拘束条件は、演算処理
装置４により計算し、外部記憶装置６に記憶される。こ
の拘束条件を付した立体デ−タを外部記憶装置６より入
力し、表示装置２に表示する。拘束条件を付加した座標
格子点にマ−ク（又は、色）をつける。その表示画面を
図４に示す。図４は、座標格子点に拘束条件をマ−クし
た図を示す。マ−クした数字の１はＸ方向に対する拘束
を示し、Ｘ軸方向には移動できないことを意味してい
る。同様に数字の２はＹ方向、数字の３はＺ方向に対す
る拘束を示している。また、数字の１２はＸとＹの両方
向に対する拘束を示し、数字の１２３はＸＹＺいずれの
方向にも拘束されていることを示す。 《処理ステップ５》 次に、操作盤５にて立体デ−タの
移動方向及び移動量を入力する。 《処理ステップ６》 演算処理装置４は、移動方向及び
移動量の入力デ−タに基づいて表示図形のデ−タを作成
する。また、処理ステップ６の詳細な内容を図８により
説明する。
からなる立体デ−タを操作盤５より入力し、外部記憶装
置６に格納する。 《処理ステップ２》 次に、立体デ−タを外部記憶装置
６より入力し、演算処理装置４と、画像表示制御装置３
を介して表示装置２に表示する。その表示画面を図３に
示す。図３は、解析対象物の形状及び座標格子図を示し
ている。 《処理ステップ３》 解析作業者は、画面上の構造物モ
デルの座標格子点を操作盤５のマウス等によりピックし
て拘束領域を指定し、ＸＹＺいずれの方向に対して拘束
するかを入力する。 《処理ステップ４》 入力された拘束条件は、演算処理
装置４により計算し、外部記憶装置６に記憶される。こ
の拘束条件を付した立体デ−タを外部記憶装置６より入
力し、表示装置２に表示する。拘束条件を付加した座標
格子点にマ−ク（又は、色）をつける。その表示画面を
図４に示す。図４は、座標格子点に拘束条件をマ−クし
た図を示す。マ−クした数字の１はＸ方向に対する拘束
を示し、Ｘ軸方向には移動できないことを意味してい
る。同様に数字の２はＹ方向、数字の３はＺ方向に対す
る拘束を示している。また、数字の１２はＸとＹの両方
向に対する拘束を示し、数字の１２３はＸＹＺいずれの
方向にも拘束されていることを示す。 《処理ステップ５》 次に、操作盤５にて立体デ−タの
移動方向及び移動量を入力する。 《処理ステップ６》 演算処理装置４は、移動方向及び
移動量の入力デ−タに基づいて表示図形のデ−タを作成
する。また、処理ステップ６の詳細な内容を図８により
説明する。
【０００８】図８は、本発明の構造物モデルの拘束条件
表示方法のデ−タ変換方法を示す。まず、ステップ５に
おいて入力した移動方向と移動量を計算する（処理ステ
ップ１０）。次に、座標格子点とステップ３において入
力した拘束条件を照合する（処理ステップ１１）。ステ
ップ１１の照合において拘束条件を付加した座標格子点
は、移動量を加えない（処理ステップ１２）。拘束条件
のついてない座標格子点は、ステップ１０において計算
した移動量を加え、移動後の座標を計算する（処理ステ
ップ１３）。処理ステップ１３により、移動後の表示図
形デ−タが生成される。
表示方法のデ−タ変換方法を示す。まず、ステップ５に
おいて入力した移動方向と移動量を計算する（処理ステ
ップ１０）。次に、座標格子点とステップ３において入
力した拘束条件を照合する（処理ステップ１１）。ステ
ップ１１の照合において拘束条件を付加した座標格子点
は、移動量を加えない（処理ステップ１２）。拘束条件
のついてない座標格子点は、ステップ１０において計算
した移動量を加え、移動後の座標を計算する（処理ステ
ップ１３）。処理ステップ１３により、移動後の表示図
形デ−タが生成される。
【０００９】《処理ステップ７》 移動後の表示図形デ
−タを、画像表示制御装置３に出力する。画像表示制御
装置３は、この移動後の図形デ−タを表示装置２に表示
する。図５は、座標格子点の拘束条件（・印）を保持し
たまま、三次元構造物を左方向（Ｙ方向）に移動した
（伸ばした）場合の図を示している。これにより、・印
点がＹ方向に拘束されていることを視覚的に確認するこ
とができる。また、図６は、座標格子点の拘束条件（・
印）を保持したまま、三次元構造物を上方向（Ｚ方向）
に移動した場合の図を示している。図７は、座標格子点
の拘束条件（・印）を保持したまま、三次元構造物を下
方向（−Ｚ方向）に移動した場合の図を示している。こ
のようにして、三次元構造物の拘束状態を視覚的に確認
できる。ステップ５〜７を任意の方向に繰返し行い、拘
束条件の入力状態を確認する。 《処理ステップ８》 また、構造物が複雑な形状をして
いる場合は、図形デ−タを表示する視点及び移動方向を
変えて、全ての拘束条件を目視により確認し、オペレ−
タは判定結果を入力する。拘束条件に入力誤りがあれ
ば、ステップ３に戻り再度、拘束条件を入力する。この
ようにステップ３〜８を繰返し行うことにより、拘束条
件の入力誤りを修正でき、生成した構造物モデルに適切
な拘束条件を入力することができる。 《処理ステップ９》 ステップ８において全ての拘束条
件を目視により確認し、拘束条件が適切と判断された
ら、解析を実行する。
−タを、画像表示制御装置３に出力する。画像表示制御
装置３は、この移動後の図形デ−タを表示装置２に表示
する。図５は、座標格子点の拘束条件（・印）を保持し
たまま、三次元構造物を左方向（Ｙ方向）に移動した
（伸ばした）場合の図を示している。これにより、・印
点がＹ方向に拘束されていることを視覚的に確認するこ
とができる。また、図６は、座標格子点の拘束条件（・
印）を保持したまま、三次元構造物を上方向（Ｚ方向）
に移動した場合の図を示している。図７は、座標格子点
の拘束条件（・印）を保持したまま、三次元構造物を下
方向（−Ｚ方向）に移動した場合の図を示している。こ
のようにして、三次元構造物の拘束状態を視覚的に確認
できる。ステップ５〜７を任意の方向に繰返し行い、拘
束条件の入力状態を確認する。 《処理ステップ８》 また、構造物が複雑な形状をして
いる場合は、図形デ−タを表示する視点及び移動方向を
変えて、全ての拘束条件を目視により確認し、オペレ−
タは判定結果を入力する。拘束条件に入力誤りがあれ
ば、ステップ３に戻り再度、拘束条件を入力する。この
ようにステップ３〜８を繰返し行うことにより、拘束条
件の入力誤りを修正でき、生成した構造物モデルに適切
な拘束条件を入力することができる。 《処理ステップ９》 ステップ８において全ての拘束条
件を目視により確認し、拘束条件が適切と判断された
ら、解析を実行する。
【００１０】以上、画像表示において、座標格子点の拘
束条件（・印）を保持したまま、つまり、変位固定し
て、三次元構造物の視点及び移動方向を変えることを述
べたが、座標格子点の拘束条件を回転方向に対する固
定、つまり、角変位固定して、三次元構造物の回転方向
を変えることも、同様に可能であり、これにより、回転
表示（アニメ−ション表示）して、全ての拘束条件を目
視により確認することができる。
束条件（・印）を保持したまま、つまり、変位固定し
て、三次元構造物の視点及び移動方向を変えることを述
べたが、座標格子点の拘束条件を回転方向に対する固
定、つまり、角変位固定して、三次元構造物の回転方向
を変えることも、同様に可能であり、これにより、回転
表示（アニメ−ション表示）して、全ての拘束条件を目
視により確認することができる。
【００１１】
【発明の効果】本発明によれば、複雑な形状をしている
構造物モデルであっても、固定された拘束点と、固定さ
れない他の点との間に任意な量の座標の移動（伸び）、
回転を発生させて表示することにより、構造物モデルの
拘束状態を視覚的に容易に確認することができる。ま
た、拘束状態の確認を容易とすることにより、拘束条件
の入力誤りを修正し、物理的な現象の解析に適切な拘束
条件を与えることができる。
構造物モデルであっても、固定された拘束点と、固定さ
れない他の点との間に任意な量の座標の移動（伸び）、
回転を発生させて表示することにより、構造物モデルの
拘束状態を視覚的に容易に確認することができる。ま
た、拘束状態の確認を容易とすることにより、拘束条件
の入力誤りを修正し、物理的な現象の解析に適切な拘束
条件を与えることができる。
【図１】本発明の構造物モデルの拘束条件表示装置の一
実施例である。
実施例である。
【図２】本発明の構造物モデルの拘束条件表示方法の実
行手順を示す。
行手順を示す。
【図３】構造物モデルの形状及び座標格子図を示す。
【図４】座標格子に拘束条件をマ−クした三次元構造物
の斜視図である。
の斜視図である。
【図５】図３における拘束点を固定し左方向（Ｙ方向）
に移動した場合の図である。
に移動した場合の図である。
【図６】図３における拘束点を固定し上方向（Ｚ方向）
に移動した場合の図である。
に移動した場合の図である。
【図７】図３における拘束点を固定し下方向（−Ｚ方
向）に移動した場合の図である。
向）に移動した場合の図である。
【図８】本発明の表示図形のデ−タ作成手順を示す。
１ 構造物モデルの拘束条件表示装置 ２ 表示装置 ３ 画像表示制御装置 ４ 演算処理装置 ５ 操作盤 ６ 外部記憶装置
Claims (2)
- 【請求項１】 計算機を用いて物理現象を解析するにあ
たって、形状デ−タ及び拘束条件デ−タからなる構造物
モデルを入力する入力ステップと、入力された構造物モ
デルを用いてその形状及び拘束状態を記号または色によ
り表示する形状表示ステップと、表示された構造物モデ
ルに移動、回転を指示する入力ステップと、移動、回転
指示の入力デ−タに基づいて、構造物モデルの拘束条件
デ−タに応じた表示図形デ−タを生成する演算ステップ
と、演算ステップにより生成されたデ−タを連続して表
示装置に表示する画像表示ステップとからなり、画像表
示において、拘束点を変位固定、角変位固定し、固定し
ない他の点を連続して移動、回転することを特徴とする
構造物モデルの拘束条件表示方法。 - 【請求項２】 請求項１において、演算ステップは、移
動、回転指示の入力デ−タに基づいて、移動、回転方向
と移動量、回転量を計算するステップと、座標格子点と
入力指示した拘束条件を照合するステップと、拘束条件
を付加した座標格子点には移動量、回転量を加えず、拘
束条件が無い座標格子点には前記計算した移動量、回転
量を加え、移動、回転後の座標を計算するステップとか
らなることを特徴とする構造物モデルの拘束条件表示方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9189992A JP3138887B2 (ja) | 1992-03-17 | 1992-03-17 | 構造物モデルの拘束条件表示方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9189992A JP3138887B2 (ja) | 1992-03-17 | 1992-03-17 | 構造物モデルの拘束条件表示方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05266150A true JPH05266150A (ja) | 1993-10-15 |
| JP3138887B2 JP3138887B2 (ja) | 2001-02-26 |
Family
ID=14039420
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9189992A Expired - Fee Related JP3138887B2 (ja) | 1992-03-17 | 1992-03-17 | 構造物モデルの拘束条件表示方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3138887B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5784063A (en) * | 1994-08-24 | 1998-07-21 | Fujitsu Limited | Geometric constraint condition displaying apparatus |
| JP2003006240A (ja) * | 2001-06-26 | 2003-01-10 | Fujitsu Nagano Systems Engineering Ltd | 構造解析条件設定処理方法，構造解析条件設定処理プログラムおよびそのプログラム記録媒体 |
| US7177784B2 (en) | 2002-07-26 | 2007-02-13 | Fujitsu Limited | Mechanical model simulator, interlock system setting method, and storage medium therefor |
| JP2013205957A (ja) * | 2012-03-27 | 2013-10-07 | Fujitsu Ltd | プログラム、情報処理装置及び情報処理方法 |
-
1992
- 1992-03-17 JP JP9189992A patent/JP3138887B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5784063A (en) * | 1994-08-24 | 1998-07-21 | Fujitsu Limited | Geometric constraint condition displaying apparatus |
| JP2003006240A (ja) * | 2001-06-26 | 2003-01-10 | Fujitsu Nagano Systems Engineering Ltd | 構造解析条件設定処理方法，構造解析条件設定処理プログラムおよびそのプログラム記録媒体 |
| US7177784B2 (en) | 2002-07-26 | 2007-02-13 | Fujitsu Limited | Mechanical model simulator, interlock system setting method, and storage medium therefor |
| JP2013205957A (ja) * | 2012-03-27 | 2013-10-07 | Fujitsu Ltd | プログラム、情報処理装置及び情報処理方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3138887B2 (ja) | 2001-02-26 |
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