JPH09212683A

JPH09212683A - 構造解析システムと構造解析方法

Info

Publication number: JPH09212683A
Application number: JP8016926A
Authority: JP
Inventors: Yoshiko Kawabe; 佳子河辺; Shinobu Yoshida; 忍吉田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1996-02-01
Filing date: 1996-02-01
Publication date: 1997-08-15

Abstract

(57)【要約】【課題】有限要素法モデルによる構造解析を簡易化、
高率化する。【解決手段】構造物の有限要素法モデルの特定箇所の
熱的変位あるいは静的変位、振動振幅、周波数応答特性
等の評価値を評価する評価値出力部３と感度解析部５と
を有するソルバプログラム３１、構成要素を感度の値に
従って視覚化する視覚化変数計算部１２と構成要素変換
部１８とを有するプリ／ポストプロセッサ３２、マウス
などの二次元の位置情報を入力装置３５、グラフィック
スを表示可能なＣＲＴ装置３４、そして、上記の各装置
の動作を制御するシステムの制御部を備え、ＣＲＴ装置
３４上で、構造物モデルの静的・動的挙動に対する各結
合点の影響の度合いを容易に把握できるよう該当箇所に
色別に表示し、さらに、選択した構成要素の属性をクリ
ックなどの簡単な入力操作により変えることが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、構造物の静的及び
動的挙動解析を行う構造解析システムと構造解析方法に
関し、特に、有限要素モデルを用いて好適な結合点を探
索することの可能な構造解析システムと構造解析方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】解析しようとする構造物を、ソリッド要
素、シェル要素、ばね要素等でモデル化し、材料定数、
拘束条件、荷重条件等を加えて計算する、いわゆる、有
限要素法による構造解析は、構造物の静的・動的挙動を
予測する手段として広く普及している手法である。そし
て、かかる有限要素法によれば、計算により、構造物の
固有振動数、静的変形、応力分布等を求め、構造物の改
善すべき点を明らかにすることが可能である。

【０００３】かかる有限要素法を利用して、構造物を解
析するものとして、例えば、特開平３−１４８７７２号
公報によれば、特に、円並びに欠円構造物の応力を解析
するための応力解析装置が知られている。また、例え
ば、特開平６−４６２９号公報によれば、かかる有限要
素法を利用した構造物の解析において、解析精度に大き
な低下を招くことなくモデル作成の労力を軽減し、か
つ、その演算時間を短縮する数値解析方法が知られてい
る。

【０００４】さらに、例えば、特開平６−２４９７６１
号公報には、やはり有限要素法を利用し、音圧を目標値
まで低減するために必要な板厚の変更量を求め、変更前
後の音圧を表示することの可能な構造設計システムが記
載されている。また、特開平６−３３１５０６号公報に
は、パネルの面内応力を計算し、等応力線を描画し、該
等応力線により区分けされる部分を色別表示することの
可能な構造解析総合評価装置が開示されている。

【０００５】しかしながら、上記の従来の有限要素法に
よる構造解析・形状最適化プログラムでは、解析する構
造物の形状を決める寸法値または座標値を設計変数にと
り、目標とする条件を満たす値を求める。従って、最適
化後の形状は、初期条件として与えた形状に依存する。
これは、例えば、二つの部材からなる構造物について、
初期条件で予め与えた結合点の座標値を最適化すること
は可能であるが、しかしながら、要素分割を再度行わな
い限り、この結合点の個数と配置は初期条件として与え
た状態が保存される。また、この要素分割の再実行は煩
雑なプロセスであった。

【０００６】ところで、この結合点の配置は、構造物全
体としての挙動に大きく影響することがあり、適正な結
合位置を知ることは、構造物を設計する上で重要であ
る。しかしながら、この結合点の配置は、離散的なデー
タであり、上記の従来の構造解析プログラムを用いて適
正な結合点の配置を探索するには、解析結果を評価し、
それに応じて結合位置を変え、それにより、要素分割を
再実行してモデルを作成し直す必要があった。

【０００７】そこで、かかる問題点を解消するため、さ
らに、特開平５−１２３８６号公報によれば、やはり有
限要素法を利用して解析した結果をＣＲＴ装置の画面上
に表示し、作業者は、この表示された結果を見ながら結
合点の配置などを修正することが可能な、いわゆる、Ｃ
ＡＥ(Computer Aided Engineering)システムが既に提案
されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術、すな
わち、特開平５−１２３８６号公報により知られたＣＡ
Ｅシステムにおいても、しかしながら、構造物の有限要
素法モデルからその結合点の配置などを修正することは
煩雑なモデル変更の作業を必要としており、また、作業
者が、容易に、部材と部材の適正な結合位置を把握して
簡単な入力操作でその要素を変換することは不可能であ
った。

【０００９】そこで、本発明の一の目的は、構造物の有
限要素法モデルにおいて、煩雑なモデル変更の作業を必
要とせず、表示された結果を見ながら、修正の対象とな
る要素の属性等を簡単な操作により変換することが可能
な構造解析システム及び構造解析方法を提供することで
ある。

【００１０】また、本発明の他の目的は、構造物の有限
要素法モデルにおいて、その静的・動的特性に対する各
部材の結合点の影響の度合いを、作業者が容易に把握す
ることが可能なように表示し、作業者が部材と部材の適
正な結合位置を容易に把握することが可能な構造解析シ
ステム及び構造解析方法を提供することである。

【００１１】すなわち、本発明は、静的及び動的挙動解
析手段に関し、特に、熱的変位あるいは荷重に対する静
的変形、振動振幅、周波数応答特性の評価値、または、
固有振動数に対する構造物の各結合点の影響の度合いを
数値化・視覚化し、好適な結合点を探索することを可能
にする構造解析システム及び構造解析方法に関するもの
である。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、作業者が入力
可能な入力装置と、グラフィックス表示が可能な表示装
置と、有限要素法の解析モデルのデータを読み取り、当
該読み取ったデータから構造物の特性を予測する数値解
析を行い、数値解析の結果を出力する解析装置と、作業
者が前記入力装置より入力する座標情報を基に、有限要
素法の解析モデルのデータを作成するプリプロセッサ及
び前記解析装置が出力する解析結果を前記表示装置上に
表示するポストプロセッサを具備するプリ／ポストプロ
セッサと、そして、前記入力装置、前記表示装置、前記
解析装置、及び前記プリ／ポストプロセッサを制御する
システムの制御部とから構成される構造解析システムに
おいて、前記プリ／ポストプロセッサは、前記表示装置
の表示画面上で選択された構成要素の属性を、前記解析
装置が予め用意した属性に変換する構成要素変換部を備
えていることを特徴とする構造解析システムを開示す
る。

【００１３】更に本発明は、作業者が入力可能な入力装
置と、グラフィックス表示が可能な表示装置と、有限要
素法による解析モデルのデータを読み取り、当該読み取
ったデータから構造物の特性を予測する数値解析を行
い、数値解析の結果を出力する解析装置と、作業者が前
記入力装置より入力する座標情報を基に、有限要素法の
解析モデルのデータを作成するプリプロセッサ、及び、
前記解析装置が出力する解析結果を前記表示装置上に表
示するポストプロセッサを具備するプリ／ポストプロセ
ッサと、そして、前記入力装置、前記表示装置、前記解
析装置、及び前記プリ／ポストプロセッサを制御するシ
ステムの制御部とから構成される構造解析システムにお
いて、前記解析装置は、当該構造物の静的あるいは動的
挙動を解析する挙動解析部を備え、さらに、前記プリ／
ポストプロセッサは、前記挙動解析部において算出され
たデータから視覚化情報を計算する視覚化変数計算部を
備えており、もって、前記視覚化変数計算部により算出
された値に応じ、前記構成要素の前記表示装置の表示画
面上での表示状態を変化するように構成したことを特徴
とする構造解析システムを開示する。

【００１４】更に本発明は、構造物の有限要素法による
解析モデルのデータを読み取り、当該読み取ったデータ
から構造物の特性を予測する数値解析を行い、当該解析
した解析結果を表示装置上に表示する構造解析方法にお
いて、前記有限要素法の解析モデルの構成要素を、前記
表示装置の表示画面上で選択可能とし、前記選択された
構成要素の属性を、予め用意した属性に変換することに
より、前記構成要素の変換を行うことを特徴とする構造
解析方法を開示する。

【００１５】更に本発明は、構造物の有限要素法による
解析モデルのデータを読み取り、当該読み取ったデータ
から構造物の特性を予測する数値解析を行い、当該解析
した解析結果を表示装置上に表示する構造解析方法にお
いて、当該構造物の静的あるいは動的挙動を解析し、前
記挙動解析により算出されたデータから視覚化情報を計
算し、当該視覚化情報計算により算出された値に応じ、
選択された有限要素法の解析モデルの構成要素の前記表
示装置の表示画面上における視覚的な表示状態を変化す
るようにしたことを特徴とする構造解析方法を開示す
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下の本発明の実施の形態の詳細
な説明からも明らかとなるように、本発明によれば、解
析する構造物の有限要素法モデルの部材と部材との結合
部を、例えば短いばね要素で表した構造物モデルについ
て、構造的な特性に対する各結合点の影響の度合を数値
化して評価し、その数値に応じた視覚化情報としてＣＲ
Ｔ表示装置上に出力し、さらに、マウス等の入力装置の
簡単な操作で、このばね要素と結合点とを変換し、新た
なプリ／ポストプロセッサ用入力データを作成する構造
解析システムが提供される。更に、本発明の他の種々の
実施の形態によれば、同一システム上のプリ／ポストプ
ロセッサが新規にファイルを作成すると、これを検知し
て読み込み、既に読みこんでいるファイルの情報の一部
または全部を修正し、修正による評価値の変化を画面上
に表示する、ソルバプログラム（解析装置）が提供され
る。

【００１７】以下、本発明の実施の形態について、添付
の図面を参照して、詳細に説明する。図３には、本発明
になる構造解析システムの構成の一例が示されており、
この構成図からも明らかなように、本発明になる構造解
析システムは、ソルバプログラム３１と、プリ／ポスト
プロセッサ３２と、システムの制御部３３と、グラフィ
ックなどの表示可能なディスプレイ（表示装置）として
のＣＲＴ装置３４と、そして、入力装置３５とから構成
されている。

【００１８】上記の構成の動作について簡単に説明する
と、まず、ソルバプログラム３１は、有限要素モデルの
データを読み込み、構造物の挙動を示すデータを出力す
る。次に、プリ／ポストプロセッサ３２は、上記のソル
バプログラム３１が出力した構造物の座標データと属性
情報とを読み込み、これらをＣＲＴ装置３４上に表示す
る。また、このプリ／ポストプロセッサ３２は、上記の
入力装置３５より入力される構造物モデルの変更に関す
る情報を処理し、新規のデータまたは変更データを作成
し、そして、出力する。また、システムの制御部３３
は、それぞれのプログラムの処理を監視し、一方のプロ
グラムから出力される信号を判断して、他方のプログラ
ムの制御を行い、また、入出力装置３５を制御する。

【００１９】続いて、上記にその概略構成を示した構造
解析システムの動作について、添付の図１及び図２を参
照しながら説明する。まず、図２は、上記の本発明によ
る構造解析システムのソルバプログラム３１の動作を示
すフロー図である。このソルバプログラム３１のデータ
入力部１では、図示されていない入力ファイルから、構
造物の有限要素モデルの座標値、構成要素情報、材料定
数、荷重情報、拘束条件を読み込む。

【００２０】次に、動的挙動解析部２では、読み込んだ
有限要素モデルの剛性行列と質量行列を計算し、系の固
有値・固有ベクトルを求める。また、解析対象が衝撃変
形解析の場合には、動的挙動解析部２では、衝撃変形の
解析、即ち衝撃による系の時刻歴変形ベクトルを計算す
る。また、解析対象が熱変形解析の場合には、動的挙動
解析部２では、熱変形の解析、即ち温度変化による系の
熱変形ベクトルを計算する。

【００２１】評価値出力部３では、先に動的挙動解析部
２で計算した系の固有値・固有ベクトルより、系の動的
特性の評価値を計算し、出力する。なお、この評価値の
詳細については、後述する。また、解析対象が衝撃変形
解析の場合には、先に計算した時刻歴変形ベクトルよ
り、系の衝撃変形特性の評価値を計算し、出力する。衝
撃変形解析の評価値の例としては、特定の節点または節
点群の変位、または、特定の要素または要素群の体積の
縮小の割合が挙げられる。また、解析対象が熱変形解析
の場合には、先に計算した熱変形解析の評価値の例とし
ては、特定の節点または節点群の変位が挙げられる。

【００２２】さらに、ソルバプログラム３１は、終了判
断部４において、上記の評価値に応じて、系の仕様を満
足するか否かを判断し、満足している（「Ｙｅｓ」）場
合は処理を終了する。これに対して、系の仕様を満足し
ない（「Ｎｏ」）と判断した場合には、処理は感度解析
部５に移る。この感度解析部５では、ばね要素の感度を
求める。

【００２３】ここで、図４を参照しながら、上記した感
度の求め方を述べる。なお、この図４に示す例は、２枚
の板状部材をボルト締結し、この結合部をばね要素でモ
デル化したものである。図にも示すように、解析の対象
となる有限要素モデルの結合面を複数のばね４２、４２
…でモデル化する。なお、これらばねのばね定数の初期
値には、構造物の自由振動を阻害しない程度の小さな値
を選択する。ここで、例えば、系の剛性行列、質量行列
をそれぞれ、Ｋ、Ｍとし、固有値、固有ベクトルを、そ
れぞれ、μ、Φとすると次の式が成り立つ。

【数１】また、結合部のばね要素ｉのばね定数をｔ_iとすると、
剛性行列Ｋはｔ_iの関数であるから、（∂Ｋ／∂ｔ_i）を
求めることができる。なお、「モード解析」（長松昭男
著、培風館、１９８５年、頁２６７〜頁２７４）によれ
ば、ｊ次の固有値μ_j、固有モードΦ_jのばね定数ｔ_iに
関する感度は、それぞれ、次の式で求めることができ
る。

【数２】

【数３】ここで、δはモード座標である。このモード座標とは、
一般直交性を有する有限個の固有ベクトルを基準ベクト
ルとした座標系であり、構造物の任意の変形モードをモ
ード座標系を用いて表現することができる。また、モー
ド座標δの成分δ_klは、次式により求められる。まず、
（ｋ≠ｌ）の場合には、

【数４】また、（ｋ＝ｌ）の場合には、

【数５】となる。

【００２４】また、固有値μと固有ベクトルΦを用い
て、固有振動数または周波数応答関数を評価する関数を
Ｖ（μ，Φ）とする。この評価関数Ｖは、設計変数であ
るばね定数が決まれば、その評価関数の値も一義的に決
まり、また、固有値、固有ベクトルとその感度から、上
記評価関数Ｖの感度（∂Ｖ／∂ｔ_i）の値が求められる
ものとする。この評価関数の例としては、特定の振動モ
ードの固有振動数、または、特定の点を特定周波数の正
弦波で加振したときの特定の応答点の振幅などが挙げら
れる。

【００２５】以上に述べたように、解析の対象となる有
限要素モデルの結合面をモデル化したそれぞれのばね要
素について、その評価関数Ｖの感度（∂Ｖ／∂ｔ_i）を
求め、感度の値を比較することにより、評価関数に対し
て影響の大きい要素と、比較的小さい要素とを識別する
ことが可能となる。

【００２６】また、ばね定数を代表する媒介変数ｒ_iを
用いて、ばね定数ｔ_iを表すと、

【数６】

【数７】であるから、媒介変数ｒに関する感度も同様に求めるこ
とができる。

【００２７】再び、上記の図２に戻り、図の感度解析部
５では、上記の評価関数Ｖのばねｉに関する感度を求め
る。そして、ポストデータ出力部６で、プリ／ポストプ
ロセッサ３２用のデータファイルを出力する。この時、
上記結合部のばねモデルについては、それぞれの評価関
数Ｖに対する感度の値を属性値として加えておく。その
他、固有モード、応力分布、ひずみ分布など、設計上で
必要なデータも計算し、併せて出力する。

【００２８】その後、プリ／ポスト起動信号出力部７で
は、ソルバプログラム３１から、プリ／ポストプロセッ
サ３２を起動する信号を出力する。この信号を、図３に
示したシステムの制御部３３が検知し、プリ／ポストプ
ロセッサ３２が既に起動して待機状態になっている場合
は、当該プリ／ポストプロセッサ３２をアクティブに
し、また、プリ／ポストプロセッサ３２が起動していな
い場合には、起動命令を出す。そして、ソルバ起動信号
検知部８では、上記プリ／ポストプロセッサ３２が出力
するソルバ起動信号を、上記システムの制御部３３が検
知するまで（すなわち、「Ｎｏ」の期間）、ソルバプロ
グラムは待機部９にある。そして、ソルバ起動信号を検
知する「Ｙｅｓ」と、処理フローは、再び、上記のデー
タ入力部１へ戻る。

【００２９】図１は、上記構造解析システムのプリ／ポ
ストプロセッサ３２の動作を示している。このプリ／ポ
ストプロセッサ３２は、上記システムの制御部３３から
プリ／ポスト起動命令を受けてアクティブになり、ま
ず、ポストデータ読み込み部１１で、ソルバプログラム
３１が出力したデータファイルを読み込む。そして、視
覚化変数計算部１２では、上述したばねの評価関数Ｖに
対する感度の値から、ＣＲＴ装置３４上に表示するとき
の視覚化情報の値を決定する。なお、ここでいう視覚化
情報とは、例えば、表示する図形の形状、輪郭線の有
無、色調、明暗などを数値化した情報である。そして、
ＣＲＴ表示部１３では、上記ＣＲＴ装置３４の画面上に
図形データを表示する。このとき、上述した結合部のそ
れぞれのばね要素は、上記の視覚化変数計算部１２にお
いて評価関数Ｖに対する感度の値から計算した視覚化変
数に対応した視覚化情報を基に、画面上に表示されるこ
ととなる。

【００３０】上記の視覚化変数計算部１２により、ばね
の評価関数Ｖに対する感度の値に応じて決定される視覚
化情報の具体的な例を、添付の図５〜図８により説明す
る。まず、図５は、該当するばね要素の位置を長方形５
１で示し、その長方形５１の面内をこのばね要素の感度
の値に応じた色で表示した例である。凡例５５を併せて
表示し、感度の値と色との対応を視覚化したものであ
る。但しここで「長方形」というのは、その周辺を線で
囲んだ枠で表し、その内部を感度対応の色としたものと
する。

【００３１】次に、図６に示した視覚化情報の例では、
該当するばね要素の位置を線分５２で示し、線分５２を
このばね要素の感度の値に応じた太さで表示した例であ
る。また、図７に示した視覚化情報の例では、やはり、
該当するばね要素の位置を線分５３で示し、ただし、線
分５３をこのばね要素の感度の値に応じた色で表示した
例である。さらに、図８は、該当するばね要素の位置を
円５４で示し、その円周内をこのばね要素の感度の値に
応じた色で表示した例である。但しここでの「線分」、
「円」等にはその周囲を示す枠はないものとする。

【００３２】このように、視覚化変数計算部１２によ
り、構造物の特性を解析する解析モデル（ここでは、ば
ね要素）を、ＣＲＴ装置３４上で、それぞれのばね要素
の感度に相当する色を比較することにより、作業者は、
結合点として適切な位置を視覚的に把握することができ
ることとなる。また、図６〜図８の例にも示すように、
ばね要素をその感度に応じた太さなどで表示することに
よっても、同等の効果が得られる。

【００３３】続いて、作業者は、ＣＲＴ装置３４上のシ
ミュレーション結果を見て、構造物モデルの変更が必要
であると判断したときには、入力装置３５から、データ
の変更に関する情報を入力する。例えば、上記図４に示
したように、２枚の板状部材をボルト締結し、解析の対
象となる有限要素モデルの結合面を複数のばね４２、４
２…でモデル化したものにおいて、その解析結果より、
ボルトの剛性が十分であり、モデル化したばねの両端点
を同一点とみなしても差し支えないと判断する場合な
ど、この結合部を、最初のばね要素によるモデル化から
他のモデル化、例えば以下に詳細に説明する共有節点要
素に変更することとなる。

【００３４】すなわち、プリ／ポストプロセッサ３２
は、ＣＲＴ装置３４上にばね要素を表示した後（ＣＲＴ
表示部１３）、入力終了信号検知部１４では、入力終了
信号を検知する（「Ｙｅｓ」）まで、言い換えれば、
「Ｎｏ」の期間は、入力待機部１５で入力待ち状態とな
る。さらに、入力信号検知部１６では、システムの制御
部３３から送られる信号を基に、構造物モデルの変更を
示す入力があればこれを検知する（「Ｙｅｓ」）。

【００３５】ここで、ＣＲＴ装置３４上のシミュレーシ
ョン結果を見ながら行われる作業者による構造物モデル
の変更について、添付の図９及び図１０をも参照しなが
ら、より具体的に説明する。

【００３６】例えばマウスのような表示画面上で二次元
の位置情報を入力できる入力装置３５から、作業者の操
作に従って位置情報が入力されると、プリ／ポストプロ
セッサ３２は、上記入力装置３５からの情報に従い、図
９に示すように、ＣＲＴ装置３４上のカーソル４１の位
置を制御する。そして、この図に例を示すように、ＣＲ
Ｔ装置３４上に表示されたばねの近傍にカーソル４１が
表示されている状態で、その入力装置３５から、例えば
クリックに代表される選択信号が入力された時、上記プ
リ／ポストプロセッサ３２のオブジェクト選択部１７
（図１を参照）は、ＣＲＴ装置３４上で、図１０に示す
ように、カーソル４１の位置の近傍に表示されているば
ね要素４２の視覚化情報を変更し、このばねが選択され
たことを明示する。なお、この視覚化情報の変更は、選
択されたばね要素４２を点滅表示をしても、同等の効果
が得られる。

【００３７】その後、上記プリ／ポストプロセッサ３２
は、例えば、ダブルクリックに代表される新たな選択信
号が入力されるまで、入力待機状態となる。そして、こ
の選択信号が入力されると、上記プリ／ポストプロセッ
サ３２は、構成要素変換部１８で、ＣＲＴ装置３４上で
選択されているばね要素の視覚化情報を更に変更し、図
１１に示すように、例えば、このばね要素（図１０の符
号４２を参照）が共有節点要素に変化したことを明示す
る。

【００３８】ここでいう共有節点要素とは、質量も剛性
もない仮想的な線分の要素で、両端は相異なる二つの要
素の節点であり、これについては、添付の図１２及び図
１３を参照しながら、さらに詳細に説明する。ばね要素
（図１２（ａ））は、両端の要素の変形と、自らのばね
定数に応じて変形する（図１２（ｂ））。一方、共有節
点要素の場合、図１２（ｃ）に示すように、二つの節点
の相対的な位置関係は、両端の要素の変形によらず常に
一定である。従って、二点間の距離が０のときは同一点
とみなす。ばね要素からの変更後の共有節点要素の長さ
は、変更前のばね要素長さと等しいものとする。あるい
は、オプションにより、ばねの両方の節点を、一方の節
点または該二点の中点に移動し、長さ０の共有節点要素
すなわち共有点とすることができる。

【００３９】また、ばね要素の端点の一方が拘束点の場
合（図１３（ａ））、共有節点要素の他方の節点も拘束
点となる（図１３（ｂ））。さらに、これらの共有節点
要素に変換する代わりに、ばね定数をデフォルト値に変
更しても同等の効果が得られる。このときのデフォルト
値には、構造物のモデル化に使うばね要素のばね定数の
５倍以上の十分大きな値を設定しておくなどのことが考
えられる。

【００４０】再び、上記の図１に戻り、すなわち、上記
プリ／ポストプロセッサ３２の構成要素変換部１８にお
いて、ばね要素を節点共有要素に変換した後、プリ／ポ
ストプロセッサ３２は、再び、入力待機部１５で待機状
態となり、入力終了信号検知部１４が、入力終了信号を
検知するまで、上述の入力終了信号検知部１４からオブ
ジェクト選択部１７までの一連の動作を繰り返す。な
お、この間、構造物モデルのデータは図示しないメモリ
などへ保存しておき、共有節点要素への変更があったば
ね要素の要素番号を記憶しておく。

【００４１】次に、上記プリ／ポストプロセッサ３２の
入力終了信号検知部１４が入力終了信号を検知すると、
データ変更判断部１９は、有意なデータ変更が行われた
か否かを判断し、なかった（「Ｎｏ」）場合は、処理を
終了する。これに対し、有意なデータ変更が行われた
（「Ｙｅｓ」）場合には、変更データ作成部２０で、ソ
ルバプログラム３１用のデータを新たに作成して出力す
る。そして、ソルバ起動信号出力部２１では、システム
の制御部３３に対してソルバ起動信号を出力する。

【００４２】この変更データ作成部２０でのデータ変更
の一例を、図１４に示す。まず、上記プリ／ポストプロ
セッサ３２は、ＣＲＴ装置３４上に、結合部のばねの感
度を、色調の違いで認識できるように表示する（図１４
の上方を参照）。作業者は、この色調の差異から結合点
の候補となるばねをマウスで選択し、ダブルクリックで
共有節点に置き換える信号を送る。一方、構造解析シス
テムのシステムの制御部３３（図３を参照）は、この入
力信号を判断して、ばね要素を共有節点要素に変換し
て、これを表示する。なお、共有節点要素は、図１４の
下方の図において黒丸で表示されている。

【００４３】続いて、上記システムの制御部３３は、上
記プリ／ポストプロセッサ３２のソルバ起動信号出力部
２１から出力されたソルバ起動信号を検知すると、待機
部（上記図２の符号９を参照）で待機状態になっている
ソルバプログラム３１をアクティブにし、新たな処理を
開始する。すなわち、プリ／ポストプロセッサ３２は、
プリ／ポスト起動信号検知部２２において、システムの
制御部３３から送られるプリ／ポスト起動信号を検知す
る（「Ｙｅｓ」）まで、言い換えれば、検出しない「Ｎ
ｏ」期間は、待機部２３で待機状態となる。そして、プ
リ／ポストプロセッサ３２は、上記プリ／ポスト起動信
号検知部２２がプリ／ポスト起動信号を検知する（「Ｙ
ｅｓ」）と、新たな処理（上記の処理１１〜２１）を開
始することとなる。

【００４４】そして、システムの制御部３３は、上記図
３に説明した入力装置３５またはソルバプログラム３１
から、いわゆるプリ／ポスト終了信号を検知すると、上
記プリ／ポストプロセッサ３２に対してプリ／ポスト終
了命令の信号を送る。その結果、プリ／ポストプロセッ
サ３２は、そのプリ／ポスト終了信号検知部２２におい
て、システムの制御部３３から送られる終了命令の信号
を検知する（「Ｙｅｓ」）と、処理を終了する。その
他、上記プリ／ポストプロセッサ３２は、ソルバプログ
ラム３１とプリ／ポストプロセッサ３２は処理の途中で
も、処理終了を示す入力があれば、その処理を停止す
る。

【００４５】このように、本発明の実施の形態になる上
記の構造解析システムによれば、構造物の有限要素モデ
ルによる静的あるいは動的挙動解析を行う際、解析対象
である構造物の静的あるいは動的挙動の評価値に対する
影響の度合いを求め、上記の例では、特に、動的挙動の
評価値に対する各ばねモデルの影響の度合いを数値化し
（視覚化情報）、この数値の差異を容易に識別できるよ
う、例えば、表示する図形の形状、輪郭線の有無、色
調、明暗などを、その数値化した情報（視覚化情報）に
基づいて変えてＣＲＴ装置３４上に表示することによ
り、作業者が、適正な結合点を視覚的に把握することを
可能にし、もって、設計効率を向上することが可能にな
る。

【００４６】さらに、本発明の実施の形態になる上記の
構造解析システムによれば、初めに設定された解析要素
モデルの変更、特に、上記の例では、ばね要素を共有節
点要素に変換することやばね要素のデフォルト値への変
更などが、例えばマウスの移動とクリックなどの簡単な
入力操作で可能になり、作業者は、表示された感度解析
の結果から、適正な結合点を把握し、新たなモデルを作
成する作業を簡略化することができる。

【００４７】図１５は、本発明の他の実施の形態になる
構造解析システムにおける、特に、そのソルバプログラ
ム３１における処理・動作を示すフロー図である。上記
図２に示した実施の形態になる構造解析システムのソル
バプログラム３１における処理・動作では、データ入力
部１の後、その動的挙動解析部２では構造物の動的特性
を評価するのに対して、この他の実施の形態になる構造
解析システムのソルバプログラム３１では、データ入力
部１の後、静的挙動解析部２’で、解析する構造物の静
的な挙動を評価している。かかる静的な挙動に対する評
価関数の例としては、例えば、温度が１度上昇したとき
の特定の２点間の距離の変化、静荷重が掛ったときの特
定の点の変位などが挙げられる。そして、かかる構成に
よれば、動的挙動の解析だけに限られず、静的挙動の解
析も可能になることから、構造解析システムの使用目的
に応じた評価値を求めることが可能となり、条件に応じ
て、作業者が適正な結合点を視覚的に把握することを可
能にし、設計効率を向上することができる。

【００４８】さらに、図１６には、本発明のさらに他の
実施の形態になる構造解析システムにおけるソルバプロ
グラム３１のフロー図を示しており、また、図１７に
は、このさらに他の実施の形態になるプリ／ポストプロ
セッサ３２におけるフロー図を示している。すなわち、
上記図１及び図２に示した実施の形態では、上記プリ／
ポストプロセッサ３２がＣＲＴ装置３４上に表示する情
報を基に、作業者が、変更箇所を決定し、入力するのに
対し、この、さらに他の実施の形態になる構造解析シス
テムでは、ソルバプログラム３１が、そのプリ／ポスト
起動信号出力部７によりプリ／ポスト起動信号を出力し
た後、設計変数変更部２５で、モデルのデータを自動的
に変更する。このために、例えば、データ入力部１にお
いてデータを入力する際、設計変数として変更可能なデ
ータと、必要に応じてその変更範囲を加えておく。この
ような設計変数としては、例えば、ばね要素のばね定
数、節点の座標値、材料定数、荷重、または、これらの
値を代表する媒介変数などが挙げられる。

【００４９】この設計変数変更部２５では、構造物の評
価関数Ｖ（ｘ₁，ｘ₂，…，ｘ_n）が仕様を満足するよう
に、設計変数ｘ₁，ｘ₂，…，ｘ_nの値を求める。なお、
ｉ番目の設計変数ｘｉの変更量Δｘ_iは、下記に示す数
式により、評価関数Ｖに対するｘ_iの感度（∂Ｖ／∂
ｘ_i）より求める。

【数８】一例として、次のように、設計変数ｘｉの感度（∂Ｖ／
∂ｘ_i）の一次関数により、設計変数ｘｉの変更量Δｘ_i
を決める例を挙げる。

【００５０】

【数９】ここで、Ｓ_ａｖｅはＳ_iの平均値である。Ａは１回の変
更によって、各設計変数が感度の値に対してどのくらい
の割合で増減するかを決める定数である。変更を繰り返
すたびに、Ａの値が漸減していくようにすると、収束性
がよくなる。ＡとＢの値は、例えば、次の２つの条件を
設けることにより、一義に定めることができる。（条件１）｜Δｘ_i／ｘ_i｜の最大値が０．５である。（条件２）設計変数の増分の総和ΣΔｘ_i=０である。なお、この設計変数変更部２５では、設計変数ｘ_iの変
更後の値（ｘ_i＋Δｘ_i）が、データ入力部１で入力した
設計変数の変更範囲内にあり、なおかつ、構造物全体と
して現実的に妥当なモデルとなることを確認してから、
一部または全ての設計変数ｘの値をｘ＋Δｘに変更し、
この変更後のデータを入力値として、新たに動的挙動解
析部２に移る。そして、動的挙動解析部２から上記設計
変数変更部２５までの一連の動作を、終了判断部４が終
了条件を満たしたと判断するまで、または、作業者が入
力装置３５から終了命令を入力するまで、繰り返して行
う。

【００５１】この間、プリ／ポストプロセッサ３２は、
図１７の待機部２７で、システムの制御部３３からプリ
／ポスト起動命令がくるまで、待機状態となるが、ＣＲ
Ｔ装置３４はプリ／ポストプロセッサ３２の最新の出力
を表示し続ける。すなわち、システムの制御部３３は、
ソルバプログラム３１から新しいデータファイルが出力
される度に、プリ／ポストプロセッサ３２に信号を送
り、プリ／ポストプロセッサ３２は新しいデータを基に
ＣＲＴ装置３４上に描画する。そして、プリ／ポストプ
ロセッサ３２は、プリ／ポスト終了信号検知部２４が、
システムの制御部３３からのプリ／ポスト終了命令を検
知する（「Ｙｅｓ」）まで、ポストデータ読み込み部１
１からプリ／ポスト起動信号検知部２２までの一連の動
作を繰り返す。

【００５２】上述のような構成・動作になるソルバプロ
グラム３１及びプリ／ポストプロセッサ３２を備えた構
造解析システムによれば、上記図１及び図２に示したソ
ルバプログラム３１及びプリ／ポストプロセッサ３２を
備えた構造解析システムに比較して、作業者が、ばね要
素を選択して共有節点要素に変更する工程が省け、その
ため、作業効率をさらに向上することが可能になるとい
う効果がある。

【００５３】上記に述べた種々の実施の形態では、解析
計算により感度を求めて視覚化して表示するのをばね要
素を対象としていた。これに対し、本発明では、必ずし
も、このばね要素に限定されることなく、例えば、ソリ
ッド要素を対象することも可能である。すなわち、以下
には、上記のばね要素に代えて、評価値に対するソリッ
ド要素の感度を計算し、このソリッド要素を視覚化して
表示する実施の形態について、その模式図を添付の図１
８〜図２０に示しながら説明する。

【００５４】すなわち、ソルバプログラム３１は、図２
のフローにおいて、上記にも説明したように評価値に対
するばね要素に代えて、ソリッド要素の感度を計算し、
感度の値を含むポストプロセッサ用データを出力する。
一方、プリ／ポストプロセッサ３２は、上記図１のフロ
ーにおいて、視覚化変数計算部１２で、ソリッド要素の
それぞれの感度の値に対応した視覚化変数の値を計算す
る。そして、ＣＲＴ装置３４に対応した画面を表示す
る。

【００５５】図１８は、その出力例である。すなわち、
ソリッド要素の該当箇所の面は、感度の値に応じて色調
を変えて表示する。これにより、作業者がＣＲＴ装置３
４上のシミュレーション結果を見て、その結果、構造物
モデルの変更が必要であると判断した時には、作業者
は、入力装置３５から、データの変更に関する情報を入
力することとなる。

【００５６】また、プリ／ポストプロセッサ３２は、上
記図１に示すように、ＣＲＴ表示部１３で、ＣＲＴ装置
３４上にソリッド要素を表示した後、入力終了信号検知
部１４で入力終了信号を検知するまで、入力待機部１５
で入力待ち状態となる。さらに、入力信号検知部１６で
は、システムの制御部３３から送られる信号を基に、構
造物モデルの変更を示す入力があればこれを検知するこ
とは、上記と同様である。

【００５７】この構造物モデルの変更を示す入力として
は、やはり、上記のように、例えばマウスのような二次
元の位置情報を入力できる入力装置３５から、作業者の
操作に従って、位置情報が入力されると、プリ／ポスト
プロセッサ３２は、入力装置３５からの情報に従い、上
記図１８にも示すように、ＣＲＴ装置３４上のカーソル
４１の位置を制御する。すなわち、この図１８に示す例
のように、ＣＲＴ装置３４上に表示されたソリッド要素
４３の近傍にカーソル４１が表示されている状態で、入
力装置３５である例えばマウスから、例えばクリックに
代表される選択信号が入力された時、上記プリ／ポスト
プロセッサ３２のオブジェクト選択部１７は、ＣＲＴ装
置３４の表示画面上でカーソル４１位置の近傍に表示さ
れているソリッド要素４３の視覚化情報を変更する。

【００５８】この視覚化情報を変更してこのソリッド要
素４３が選択されたことを明示する表示例が、図１９に
示されている（図中右下りハッチを施した要素）。な
お、ソリッド要素の選択を表示する方法としては、かか
る表示例に限らず、この選択されたソリッド要素４３を
点滅表示をしても、やはり、同等の効果が得られる。

【００５９】さらに、プリ／ポストプロセッサ３２は、
例えば、ダブルクリックに代表される新たな選択信号が
入力されるまで、入力待機状態となる。そして、この選
択信号が入力されると、プリ／ポストプロセッサ３２
は、上記図１に示される構成要素変換部１８に対応す
る、ソリッド要素／開空間変換部において、ＣＲＴ装置
３４上で選択されているソリッド要素の視覚化情報を更
に変更し、図２０に示すように、このソリッド要素４３
が削除されたことを明示する（図中の白抜きの要素）。
なお、図２０に示すようにソリッド要素４３を削除する
代わりに、ソリッド要素の材料定数をデフォルト値に変
更しても、やはり、同等の効果が得られる。なお、この
時のデフォルト値には、構造物のモデル化に使うソリッ
ド要素の材料定数よりも十分小さな値を設定しておく。

【００６０】上記のようにソリッド要素４３を削除した
後、プリ／ポストプロセッサ３２は、再び、入力待機部
１５で待機状態となり、入力終了信号検知部１４が、入
力終了信号を検知する（「Ｙｅｓ」になる）まで、入力
終了信号検知部１４からオブジェクト選択部１７までの
一連の動作を繰り返す。この間、構造物モデルのデータ
は保存しておき、削除されたソリッド要素の要素番号と
削除される前の属性とを記憶しておく。

【００６１】そして、プリ／ポストプロセッサ３２の入
力終了信号検知部１４が入力終了信号を検知すると、デ
ータ変更判断部１９は、有意なデータ変更が行われたか
否かを判断し、その結果、有意なデータ変更が行われた
場合は、処理を終了する。これに対して、有意なデータ
変更が行われなかった場合には、変更データ作成部２０
で、ソルバプログラム３１用のデータを新たに作成して
出力する。そして、ソルバ起動信号出力部２１からシス
テムの制御部３３に対してソルバ起動信号を出力するこ
とは、上記と同様である。

【００６２】このように、上記図１と図２及びこれに関
連する実施の形態においては、構成要素の変換例とし
て、ばね要素と節点共有要素とを変換する例を、そし
て、上記の図１８〜図２０には、他の実施の形態とし
て、ソリッド要素と開空間とを変換する例を示した。し
かしながら、本発明は上述のかかる実施の形態だけに限
定されることなく、同様に、ばね要素とはり（梁）要
素、はり要素と節点共有要素、あるいは、ソリッド要素
と節点共有要素とを、ダブルクリックに代表される入力
信号によって、相互に変換しても同様の効果が得られる
ことは当業者にとっては当然であろう。

【００６３】また、要素を変換する代わりに、要素の機
械的性質を示す材料定数を、元の値よりも十分に大きい
値、もしくは、十分に小さい値のデフォルト値に変更し
ても、やはり同等の効果が得られる。ただし、要素の変
更をする際、構造物モデル全体のデータの変更確定の入
力信号を検知するまでは、変更前後のデータを記憶して
おき、変更を取り消す信号が入力された場合には、変更
前の要素を表示し、変更前の要素データを復元できるも
のとすることが好ましい。

【００６４】

【発明の効果】以上の詳細な説明からも明らかなよう
に、本発明になる構造解析システムと構造解析方法によ
れば、解析する構造物モデルの、例えば、特定箇所の熱
的変位あるいは静的変位、振動振幅、周波数応答関数の
評価値、または、固有振動数に対する構造物の各ばね要
素の影響の度合いなどの、静的あるいは動的な挙動が、
ＣＲＴなどの表示装置上に視覚的に容易に識別できるよ
うに、例えば表示色を変えて表示できる。そのため、構
造解析を行うユーザは、適切な結合箇所を容易に把握す
ることが可能となり、また、その場所をマウスなどによ
りクリックするなどの簡単な操作により、ばね要素を予
め用意した共有節点要素に変換して新たな入力データを
作成でき、構造解析作業ににおいて、最適な結合点を効
率良く探索することができるという優れた効果を発揮す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態になる構造解析システムの
プリ／ポストプロセッサの動作を説明するフロー図であ
る。

【図２】上記本発明の実施の形態になる構造解析システ
ムのソルバプログラムの動作を説明するフロー図であ
る。

【図３】上記本発明の実施の形態になる構造解析システ
ムの概略構造を示すシステム構成図である。

【図４】有限要素法モデルのばね要素の説明図である。

【図５】ＣＲＴ表示装置上に表示されるばね要素の表示
例を示す説明図である。

【図６】ＣＲＴ表示装置上に表示されるばね要素の他の
表示例を示す説明図である。

【図７】ＣＲＴ表示装置上に表示されるばね要素の他の
表示例を示す説明図である。

【図８】ＣＲＴ表示装置上に表示されるばね要素の他の
表示例を示す説明図である。

【図９】結合部の出力の一例を示す説明図である。

【図１０】結合部の出力の他の例を示す説明図である。

【図１１】結合部の変化の一例を示す説明図である。

【図１２】ばね要素と共有節点要素の説明図である。

【図１３】ばね要素から拘束点への変換の説明図であ
る。

【図１４】ばね要素から共有節点への設計変更の説明図
である。

【図１５】本発明の他の実施の形態になる構造解析シス
テムのソルバプログラムの動作を説明するフロー図であ
る。

【図１６】本発明のさらに他の実施の形態になる構造解
析システムのソルバプログラムの動作を説明するフロー
図である。

【図１７】図１６の実施の形態になる構造解析システム
のプリ／ポストプロセッサの動作を説明するフロー図で
ある。

【図１８】構造解析システムにおけるソリッド要素から
開空間への変換の説明図である。

【図１９】ソリッド要素から開空間への変換の説明図で
ある。

【図２０】ソリッド要素から開空間への変換の説明図で
ある。

【符号の説明】

１データ入力部２動的挙動解析部２’ 静的挙動解析部３評価値出力部４終了判断部５感度解析部６ポストデータ出力部７プリ／ポスト起動信号出力部８ソルバ起動信号検知部９待機部１１ポストデータ読み込み部１２視覚化変数計算部１３ＣＲＴ表示部１４入力終了信号検知部１５入力待機部１６入力信号検知部１７オブジェクト選択部１８構成要素変換部１９データ変更判断部２０変更データ作成部２１ソルバ起動信号出力部２２プリ／ポスト起動信号検知部２３待機状態部２４プリ／ポスト終了信号検知部３１ソルバプログラム３２プリ／ポストプロセッサ３３システムの制御部３４ＣＲＴ装置３５入力装置４１カーソル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】作業者が入力可能な入力装置と、グラフ
ィックス表示が可能な表示装置と、有限要素法の解析モ
デルのデータを読み取り、当該読み取ったデータから構
造物の特性を予測する数値解析を行い、数値解析の結果
を出力する解析装置と、作業者が前記入力装置より入力
する座標情報を基に、有限要素法の解析モデルのデータ
を作成するプリプロセッサ及び前記解析装置が出力する
解析結果を前記表示装置上に表示するポストプロセッサ
を具備するプリ／ポストプロセッサと、そして、前記入
力装置、前記表示装置、前記解析装置、及び前記プリ／
ポストプロセッサを制御するシステムの制御部とから構
成される構造解析システムにおいて、前記プリ／ポスト
プロセッサは、前記表示装置の表示画面上で選択された
構成要素の属性を、前記解析装置が予め用意した属性に
変換する構成要素変換部を備えていることを特徴とする
構造解析システム。
【請求項２】前記請求項１に記載の構造解析システム
において、前記プリプロセッサは、作業者が操作する前
記入力装置から入力された座標情報により、前記表示装
置の表示画面上の構成要素を選択するオブジェクト選択
部を備えていることを特徴とする構造解析システム。
【請求項３】前記請求項１に記載の構造解析システム
において、前記解析装置は、当該構造物の静的あるいは
動的挙動を解析する挙動解析部を備え、さらに、前記プ
リ／ポストプロセッサは、前記挙動解析部において算出
されたデータから視覚化情報を計算する視覚化変数計算
部を備えており、もって、前記視覚化変数計算部により
算出された値に応じ、前記構成要素の前記表示装置の表
示画面上での表示状態を変化するように構成したことを
特徴とする構造解析システム。
【請求項４】作業者が入力可能な入力装置と、グラフ
ィックス表示が可能な表示装置と、有限要素法による解
析モデルのデータを読み取り、当該読み取ったデータか
ら構造物の特性を予測する数値解析を行い、数値解析の
結果を出力する解析装置と、作業者が前記入力装置より
入力する座標情報を基に、有限要素法の解析モデルのデ
ータを作成するプリプロセッサ、及び、前記解析装置が
出力する解析結果を前記表示装置上に表示するポストプ
ロセッサを具備するプリ／ポストプロセッサと、そし
て、前記入力装置、前記表示装置、前記解析装置、及び
前記プリ／ポストプロセッサを制御するシステムの制御
部とから構成される構造解析システムにおいて、前記解
析装置は、当該構造物の静的あるいは動的挙動を解析す
る挙動解析部を備え、さらに、前記プリ／ポストプロセ
ッサは、前記挙動解析部において算出されたデータから
視覚化情報を計算する視覚化変数計算部を備えており、
もって、前記視覚化変数計算部により算出された値に応
じ、前記構成要素の前記表示装置の表示画面上での表示
状態を変化するように構成したことを特徴とする構造解
析システム。
【請求項５】構造物の有限要素法による解析モデルの
データを読み取り、当該読み取ったデータから構造物の
特性を予測する数値解析を行い、当該解析した解析結果
を表示装置上に表示する構造解析方法において、前記有
限要素法の解析モデルの構成要素を、前記表示装置の表
示画面上で選択可能とし、前記選択された構成要素の属
性を、予め用意した属性に変換することにより、前記構
成要素の変換を行うことを特徴とする構造解析方法。
【請求項６】前記請求項５に記載の構造解析方法にお
いて、前記有限要素法の解析モデルの構成要素は、複数
の部材の結合部であることを特徴とする構造解析方法。
【請求項７】前記請求項６に記載の構造解析方法にお
いて、前記有限要素法の解析モデルの構成要素は、前記
複数部材の結合部を表わすばね要素であることを特徴と
する構造解析方法。
【請求項８】構造物の有限要素法による解析モデルの
データを読み取り、当該読み取ったデータから構造物の
特性を予測する数値解析を行い、当該解析した解析結果
を表示装置上に表示する構造解析方法において、当該構
造物の静的あるいは動的挙動を解析し、前記挙動解析に
より算出されたデータから視覚化変数を計算し、当該視
覚化変数計算により算出された値に応じ、選択された有
限要素法の解析モデルの構成要素の前記表示装置の表示
画面上における視覚的な表示状態を変化するようにした
ことを特徴とする構造解析方法。
【請求項９】前記請求項８に記載の構造解析方法にお
いて、前記選択された有限要素法の解析モデルの構成要
素の前記表示装置の表示画面上における視覚的な表示状
態の変化を、表示する色調、図形の形状、線分の太さ、
輪郭線の有無、明暗を含む変化のうち、少なくと一つの
変化により行うようにしたことを特徴とする構造解析方
法。
【請求項１０】作業者が入力可能な入力装置と、グラ
フィックス表示が可能なＣＲＴ表示装置と、有限要素法
による解析モデルのデータを読み取り、読み取ったデー
タから構造物の特性を予測する数値解析を行い、数値解
析の結果を出力する解析装置と、前記入力装置より入力
された座標情報を基に前記有限要素法による解析モデル
のデータを作成するプリプロセッサ機能及び前記解析装
置が出力する解析結果を前記ＣＲＴ表示装置上に表示す
るポストプロセッサ機能を具備するプリ／ポストプロセ
ッサと、前記入力装置、前記表示装置、前記解析装置、
及び前記プリ／ポストプロセッサを制御するシステムの
制御部とから構成される構造解析システムにおいて、前記解析装置は、前記構造物の有限要素法モデルの構成
要素と当該構成要素の媒介変数とその初期データを入力
するデータ入力部と、前記有限要素モデルの固有値を計
算する挙動解析部と、前記挙動解析部で計算した固有値
から挙動を評価する評価値出力部と、前記挙動の評価値
に対する前記構成要素の媒介変数の感度を計算する感度
解析部と、前記感度解析部での計算で得られる感度の値
を出力するポストデータ出力部からなり、前記入力装置は、二次元の位置情報を入力する機能を持
ち、そして、前記プリ／ポストプロセッサは、前記解析装置が出力し
た前記構成要素の媒介変数の感度の値を基に、前記構成
要素を前記ＣＲＴ表示装置上に表示するときの視覚化デ
ータを計算する視覚化変数計算部と、前記構成要素の該
当箇所を、前記視覚化変数計算部で計算した視覚化情報
により、前記ＣＲＴ表示装置上に表示するＣＲＴ表示部
と、前記ＣＲＴ装置上に表示された前記構成要素から、
前記入力装置から入力される二次元の位置情報に従っ
て、その一部の構成要素を選択するオブジェクト選択部
と、前記オブジェクト選択部により選択された前記構成
要素を、前記解析装置により予め用意された他の属性の
要素もしくは要素の材料定数をデフォルト値に変更する
構成要素変換部と、前記構成要素変換部で変換した要素
のデータを含む構造物モデルのファイルを新たに出力す
る変更データ作成部とを有することを特徴とする構造解
析システム。
【請求項１１】作業者が入力可能な入力装置と、グラ
フィックス表示が可能なＣＲＴ表示装置と、有限要素法
による解析モデルのデータを読み取り、読み取ったデー
タから構造物の特性を予測する数値解析を行い、数値解
析の結果を出力する解析装置と、前記入力装置より入力
する座標情報を基に前記有限要素法による解析モデルの
データを作成するプリプロセッサ機能及び前記解析装置
が出力する解析結果を前記ＣＲＴ表示装置上に表示する
ポストプロセッサ機能とを具備するプリ／ポストプロセ
ッサと、前記入力装置、前記表示装置、前記解析装置、
及び前記プリ／ポストプロセッサを制御するシステムの
制御部とからなる構造解析システムにおいて、前記解析装置は、前記構造物の有限要素法モデルの構成
要素と構成要素の媒介変数とその初期データを入力する
データ入力部と、前記構造物の有限要素モデルの動的挙
動解析部、熱変形解析部、静的挙動解析部、衝撃変形解
析部の、少なくとも一つの解析部を持ち、その解析結果
を評価値に換算する評価値出力部と、前記静的あるいは
動的挙動の評価値に対する前記媒介変数の感度を計算す
る感度解析部と、前記感度解析部における計算で得られ
る感度の値を出力するポストデータ出力部とからなり、前記入力装置は、二次元の位置情報を入力する機能を持
ち、そして、前記プリ／ポストプロセッサは、前記解析装置が出力し
た前記構造物の有限要素法モデルの構成要素の前記媒介
変数の感度の値から、前記構成要素を前記ＣＲＴ表示装
置上に表示する時の視覚化データを計算する視覚化変数
計算部と、前記構成要素の該当箇所を視覚化変数計算部
で計算した視覚化情報により表示するためのＣＲＴ表示
部と、前記ＣＲＴ表示装置上に表示された前記構成要素
を、前記入力装置から入力される二次元の位置情報に従
って選択するオブジェクト選択部と、前記オブジェクト
選択部により選択された前記構成要素を、前記解析装置
により予め用意された他の属性の要素に、もしくは、前
記構成要素のデフォルト値に変更する構成要素変換部
と、前記構成要素変換部で変換した要素のデータを含む
構造物モデルのファイルを新たに出力する変更データ作
成部とを有することを特徴とする構造解析システム。
【請求項１２】作業者が入力可能な入力装置と、グラ
フィックス表示が可能なＣＲＴ表示装置と、有限要素法
の解析モデルのデータを読み取り、読み取ったデータか
ら構造物の特性を予測する数値解析を行い、数値解析の
結果を出力する解析装置と、前記入力装置より入力され
た座標情報を基に前記有限要素法による解析モデルのデ
ータを作成するプリプロセッサ機能及び前記解析装置が
出力する解析結果を前記ＣＲＴ表示装置上に表示するポ
ストプロセッサ機能を具備するプリ／ポストプロセッサ
と、前記入力装置、前記表示装置、前記解析装置、前記
プリ／ポストプロセッサを制御するシステムの制御部と
からなる構造解析システムにおいて、前記解析装置は、少なくともひとつの構成要素の媒介変
数の変更可能範囲をふくむ初期データを入力するデータ
入力部と、前記有限要素モデルの動的挙動解析部と熱変
形解析部と静的変形解析部と衝撃変形解析部の、少なく
とも一部を持ち、動的挙動と熱変形と静的変形と衝撃変
形の少なくとも一部を評価値に換算する評価値出力部
と、前記評価値に対する前記媒介変数の感度を計算する
感度解析部と、前記感度解析部の解析結果から前記媒介
変数の値を適正化する設計変数変更部と、前記感度解析
部において計算で得られる感度の値を出力するポストデ
ータ出力部と、前記入力部からのデータ変更を前記シス
テムの制御部に伝えるプリ／ポスト起動信号出力部から
なり、そして、前記プリ／ポストプロセッサは、前記解析装置が出力し
た前記媒介変数の感度の値から、前記構成要素を前記Ｃ
ＲＴ表示装置上に表示する時の視覚化データを計算する
視覚化変数計算部と、前記構成要素の該当箇所を前記視
覚化変数計算部で計算した視覚化情報により表示するＣ
ＲＴ表示部とを有することを特徴とする構造解析システ
ム。