JPH09245072A - Structure design system - Google Patents

Structure design system

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JPH09245072A
JPH09245072A JP8052881A JP5288196A JPH09245072A JP H09245072 A JPH09245072 A JP H09245072A JP 8052881 A JP8052881 A JP 8052881A JP 5288196 A JP5288196 A JP 5288196A JP H09245072 A JPH09245072 A JP H09245072A
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JP
Japan
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evaluation
design
model
models
evaluation model
Prior art date
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JP8052881A
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Japanese (ja)
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Takasato Yamaguchi
貴吏 山口
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a structure design system for deciding the structure of standard components for constituting a structure and a tightening method. SOLUTION: This structure design system using a computer is provided with an evaluation model input means 2 for inputting one or plural evaluation models composed of the shape model of the structure, analysis conditions and an analysis model, a design specification input means 7 for inputting design specifications composed of a design variable, the constraint of the design variable, an evaluation item and the allowable value of the evaluation item and a structure improving means 12 for obtaining the evaluation values of the respective evaluation items for the respective evaluation models, changing the design variable of the evaluation model by the evaluated result and generating one or plural new evaluation models. In the process of generating a new structure by the repetitive processing of the structure improving means 12, by utilizing the evaluation model input means 2 and the design specification input means 7 and changing the evaluation model, the design specifications and a structure improving method, a structure improving processing is controlled.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、構造物を構成する
規格部品の構造及び締結方法を決定する構造設計システ
ムに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a structure design system for determining a structure of standard parts constituting a structure and a fastening method.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の構造設計システムでは、あらかじ
め定めた初期の構造物に対する解析モデル及び設計仕様
(設計変数とその制約条件,評価項目とその許容範囲)
を設定し、そのモデルに対する各評価項目の評価値を求
める。この評価値が、設定された許容範囲内にない場
合、評価値が許容範囲内に収まるまで、設計変数を制約
条件内で変更することによって、構造設計を行ってい
る。このような構造設計システムの公知例としては、特
開平3−224063 号公報に論じられている。また、設計変
数の変更方法は、感度解析を利用した方法があり、特開
平6−160248 号公報に論じられている。
2. Description of the Related Art In a conventional structural design system, an analytical model and design specifications (design variables and their constraint conditions, evaluation items and their allowable ranges) for a predetermined initial structure are set.
Is set and the evaluation value of each evaluation item for the model is obtained. When this evaluation value is not within the set allowable range, structural design is performed by changing the design variables within the constraint conditions until the evaluation value falls within the allowable range. A publicly known example of such a structural design system is discussed in JP-A-3-224063. As a method of changing the design variable, there is a method using sensitivity analysis, which is discussed in Japanese Patent Laid-Open No. 160248/1994.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】従来技術は、複数の規
格部品を組み合わせて締結(溶接,リベット,ボルト,
ねじなど)した構造物に対し、規格部品の構造及び締結
方法(締結の種類,位置及び寸法)を設計対象とした場
合、以下のような問題があった。
In the prior art, a plurality of standard parts are combined and fastened (welding, rivets, bolts,
In the case where the structure of standard parts and the fastening method (fastening type, position and dimension) are targeted for the design of a structure such as a screw, there are the following problems.

【0004】(1)溶接,リベット,ボルト,ねじなど
からなる締結部は、ユーザがソリッド,シェル,ビーム
又はバネ要素などでモデル化したデータを利用している
ため、そのモデルから直接実際の設計に必要な締結方法
(締結の種類,位置,寸法)を決定するのは困難である。
(1) Since the user uses the data modeled by the solid, shell, beam or spring element, etc., for the fastening portion composed of welding, rivets, bolts, screws, etc., the actual design is performed directly from the model. Required fastening method
It is difficult to determine (fastening type, position, dimensions).

【0005】(2)感度解析を用いた構造改善では、寸
法が離散的な値を取ったり、構造が大きく変化する場
合、感度解析の精度が悪化し、局所的な視点だけでは最
適解を探索できないことがある。また、評価方法が不明
確である場合には、感度解析が適用できなくなる。
(2) In the structure improvement using the sensitivity analysis, the accuracy of the sensitivity analysis deteriorates when the dimension takes discrete values or the structure changes greatly, and the optimum solution is searched only from the local viewpoint. There are things you can't do. Also, if the evaluation method is unclear, sensitivity analysis cannot be applied.

【0006】(3)多くの設計変数及び評価項目が存在
する設計の場合、設計変数の組み合わせ及び評価項目の
評価方法が複数存在するため、システムが一つの手法に
従って自動的に一つの解を決定することは、他の設計変
数の組み合わせ及び評価項目の評価方法による設計を考
慮できないことになる。
(3) In the case of a design having many design variables and evaluation items, there are multiple combinations of design variables and evaluation methods of evaluation items, so the system automatically determines one solution according to one method. This means that it is impossible to consider the design based on the combination of other design variables and the evaluation method of the evaluation item.

【0007】本発明の第1の目的は、ユーザが締結部の
モデルを作成するとき、実際の設計に必要な締結の種
類,位置及び寸法のデータを入力し、更に、それらのデ
ータより解析に必要な解析モデルデータを自動生成する
構造設計システムを提供することにある。
A first object of the present invention is that when a user creates a model of a fastening portion, the user inputs data on the type, position and dimensions of the fastening necessary for actual design, and further analyzes the data. It is to provide a structural design system that automatically generates necessary analysis model data.

【0008】本発明の第2の目的は、一つ又は複数の評
価モデルを選択し、複数の評価モデルどうしで一部の設
計変数を交換したり、評価モデルの一部の設計変数を別
の値に変更することにより、新たな評価モデルを生成す
る構造設計システムを提供することにある。
A second object of the present invention is to select one or a plurality of evaluation models, exchange some design variables between the plurality of evaluation models, and replace some design variables of another evaluation model with another. It is to provide a structural design system that generates a new evaluation model by changing the value.

【0009】本発明の第3の目的は、複数の評価モデル
を保持しながら種々の設計変数の組み合わせ及び種々の
評価項目の評価方法によって新しい評価モデルを生成
し、新しい構造物の構成,構造改善方法及び構造改善に
よる評価結果を示すことにより、ユーザの設計作業を支
援する構造設計システムを提供することにある。
A third object of the present invention is to generate a new evaluation model by a combination of various design variables and an evaluation method of various evaluation items while holding a plurality of evaluation models, and to construct a new structure and improve the structure. The purpose of the present invention is to provide a structural design system that supports the user's design work by showing the evaluation results of the method and structural improvement.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は計算機を用いた構造設計システムにおい
て、規格部品データベースより規格部品を取り出し配置
する規格部品入力手段,規格部品間の締結部に締結部材
を入力する締結部材入力手段,拘束,荷重などの解析条
件を入力する解析条件入力手段,締結部材のモデル化及
び有限要素分割により解析モデルを生成する解析モデル
生成手段,設計変数,設計変数の制約条件,評価項目及
び評価項目の許容値を入力する設計仕様入力手段,複数
の評価項目を総合評価するための優先順位及び重みを入
力する設計方針入力手段,各評価項目の評価値及び総合
評価値を計算する評価値計算手段,各評価モデルに対す
る評価結果をテーブル,グラフ及び図で表示する評価結
果出力手段,評価値のレベルごとに評価モデルをグルー
プ化し、同一グループ内の評価モデル及び異なるグルー
プ間の評価モデルで設計変数の共通点及び相違点を見つ
ける構造評価手段,一つ又は複数の評価モデルを選択
し、複数の評価モデルどうしで一部の設計変数を交換し
たり、評価モデルの一部の設計変数を別の値に変更する
ことによって評価モデルを変更する構造変更手段,構造
改善の繰り返し処理を制御する構造改善制御手段,規格
部品,評価モデル,設計仕様,評価値及び構造改善の履
歴のデータを格納するデータ格納手段を設ける。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention is a structural design system using a computer. In a structural design system, standard part input means for taking out and arranging standard parts from a standard part database and fastening between standard parts. Fastening member input means for inputting a fastening member to a part, analysis condition input means for inputting analysis conditions such as restraints and loads, analysis model generation means for designing a fastening member modeling and finite element division, design variables, Design condition input means for inputting constraint conditions of design variables, evaluation items and allowable values of evaluation items, design policy input means for inputting priority and weight for comprehensive evaluation of a plurality of evaluation items, evaluation value of each evaluation item And an evaluation value calculation means for calculating an overall evaluation value, an evaluation result output means for displaying evaluation results for each evaluation model in a table, a graph and a figure, an evaluation The evaluation models are grouped according to the level of each, and structural evaluation means for finding common points and differences between the design variables in the evaluation models in the same group and the evaluation models between different groups. Change means for changing the evaluation model by exchanging some design variables between the evaluation models or changing some design variables of the evaluation model to different values, and a structure for controlling repetitive process of structure improvement An improvement control means, standard parts, an evaluation model, a design specification, an evaluation value, and a data storage means for storing history data of structure improvement are provided.

【0011】上記の目的を達成するための各手段は、以
下のような動作をする。規格部品入力手段は、規格部品
データベースより規格部品を取り出して配置する。締結
部材入力手段は、規格部品間の締結部に締結部材を入力
する。解析条件入力手段は、拘束,荷重などの解析条件
を入力する。解析モデル生成手段は、締結部材をモデル
化し、有限要素分割により解析モデルを生成する。設計
仕様入力手段は、設計変数,制約条件,評価項目及び許
容値を入力する。設計方針入力手段は、各評価項目に対
する優先順位及び重みを入力する。評価値計算手段は、
各評価項目の評価値及び総合評価値を計算する。評価結
果出力手段は、各評価モデルに対する評価結果をテーブ
ル,グラフ及び図で表示する。構造評価手段は、評価値
のレベルごとに評価モデルをグループ化し、同一グルー
プ内の評価モデル及び異なるグループ間の評価モデルで
設計変数の共通点及び相違点を見つける。構造変更手段
は、一つ又は複数の評価モデルを選択し、複数の評価モ
デルどうしで一部の設計変数を交換したり、評価モデル
の一部の設計変数を別の値に変更することによって評価
モデルを変更する。構造改善制御手段は、設計方針入力
手段,評価値計算手段,評価結果出力手段,構造評価手
段及び構造変更手段を制御して構造改善の繰り返し処理
を行う。データ格納手段は、規格部品,評価モデル,設
計仕様,評価値及び構造改善の履歴のデータを格納す
る。
Each means for achieving the above object operates as follows. The standard parts input means extracts standard parts from the standard parts database and arranges them. The fastening member input means inputs the fastening member to the fastening portion between the standard parts. The analysis condition input means inputs analysis conditions such as constraints and loads. The analytical model generating means models the fastening member and generates an analytical model by finite element division. The design specification input means inputs design variables, constraints, evaluation items, and allowable values. The design policy input means inputs the priority and weight for each evaluation item. The evaluation value calculation means is
Calculate the evaluation value and overall evaluation value of each evaluation item. The evaluation result output means displays the evaluation result for each evaluation model in a table, a graph and a diagram. The structure evaluation means groups evaluation models by evaluation level and finds common points and differences between the design variables in the evaluation models in the same group and the evaluation models between different groups. The structure modification means evaluates by selecting one or more evaluation models and exchanging some design variables between the evaluation models or changing some design variables of the evaluation models to different values. Change the model. The structure improvement control means controls the design policy input means, the evaluation value calculation means, the evaluation result output means, the structure evaluation means, and the structure modification means, and repeatedly executes the structure improvement. The data storage means stores standard parts, evaluation models, design specifications, evaluation values, and structural improvement history data.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本実施例を図面によって説
明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present embodiment will be described below with reference to the drawings.

【0013】図1に本発明を実現するための全体構成図
を示す。1は各種データの入出力を行う入出力装置、2
は規格部品入力部3,締結部材入力部4,解析条件入力
部5及び解析モデル生成部6によって構造設計の評価モ
デルを入力する評価モデル入力部、7は設計変数入力部
8,制約条件入力部9,評価項目入力部10及び許容値
入力部11によって設計仕様を入力する設計仕様入力
部、12は設計方針入力部13,評価値計算部14,評
価結果出力部15,構造評価部16,構造変更部17及
び構造改善制御部18によって評価モデルの構造を改善
する構造改善部、19は規格部品格納部20,評価モデ
ル群格納部21,設計仕様格納部22,評価値格納部2
3及び構造改善格納部24によって各種データを格納す
るデータ格納部を示す。
FIG. 1 shows an overall configuration diagram for realizing the present invention. 1 is an input / output device for inputting / outputting various data, 2
Is an evaluation model input unit for inputting a structural design evaluation model by a standard component input unit 3, a fastening member input unit 4, an analysis condition input unit 5, and an analysis model generation unit 6, and 7 is a design variable input unit 8, a constraint condition input unit. 9, a design specification input unit for inputting design specifications by the evaluation item input unit 10 and the allowable value input unit 11, 12 is a design policy input unit 13, an evaluation value calculation unit 14, an evaluation result output unit 15, a structure evaluation unit 16, a structure A structure improving unit that improves the structure of the evaluation model by the changing unit 17 and the structure improvement control unit 18, and 19 is a standard parts storage unit 20, an evaluation model group storage unit 21, a design specification storage unit 22, and an evaluation value storage unit 2.
3 and the structure improvement storage unit 24 show a data storage unit for storing various data.

【0014】ユーザは、1を利用して2,7及び12を
起動し構造設計を行う。2,7及び12は、それぞれ独
立に動作しており、19を介してデータの受け渡しを行
う。以下、2,7及び12の詳細を順に説明する。
The user activates 2, 7 and 12 using 1 to design the structure. 2, 7 and 12 operate independently of each other, and transfer data via 19. Hereinafter, the details of 2, 7, and 12 will be described in order.

【0015】2では、3〜6を用いて構造物の形状モデ
ル及び解析モデルからなる評価モデルを作成する。すな
わち、3では、20に格納されている規格部品を取り出
し、1の作業画面上に配置する。4では、3で配置した
部品間の締結部に締結部材を入力する。締結部材は、連
続溶接,断続溶接,スポット溶接,リベット,ボルト,
ねじなどがあり、図2に示すデータを入力することによ
り設定できる。これにより、締結部のモデルは、解析の
ための特殊なモデル化手法のノウハウを必要とせず、図
面の締結方法の指示に従って入力することによって作成
できる。5では、3及び4で入力した構造物の形状モデ
ルに拘束,荷重などの解析条件を入力する。6では、3
〜5で入力した構造物の形状モデルに対し、締結部材を
ソリッド,シェル,ビームなどでモデル化し(例えば図
3に示す方法がある)、有限要素モデルなどの解析モデ
ルを生成する。2で作成された形状モデル及び解析モデ
ルは、一つの評価モデルとして21に格納される。
In 2, the evaluation model including the shape model and the analysis model of the structure is created using 3 to 6. That is, in 3, the standard parts stored in 20 are taken out and placed on the work screen of 1. In 4, the fastening member is input to the fastening portion between the parts arranged in 3. Fastening members include continuous welding, intermittent welding, spot welding, rivets, bolts,
There are screws, etc., which can be set by inputting the data shown in FIG. As a result, the model of the fastening portion can be created by inputting according to the instruction of the fastening method in the drawing without requiring the know-how of a special modeling method for analysis. In 5, the analysis conditions such as constraints and loads are input to the shape model of the structure input in 3 and 4. In 6, 3
The fastening member is modeled by a solid, shell, beam or the like with respect to the shape model of the structure input in 5 to 5 (for example, there is a method shown in FIG. 3), and an analytical model such as a finite element model is generated. The shape model and the analysis model created in 2 are stored in 21 as one evaluation model.

【0016】7では、8〜11を用いて設計仕様を入力
する。すなわち、8では、2で入力した構造物の評価モ
デル及び20に格納されている規格部品より、12の構
造改善で変更可能なパラメータである設計変数を入力す
る。9では、8で入力した設計変数に対し、20に格納
されている規格部品の上下限値の範囲内で制約条件を入
力する。10では、変位,応力,固有値などの構造解析
値,コスト,質量,転倒性,生産性,組立性などの各種
評価項目を入力する。11では、10で入力した評価項
目に対し、許容範囲,最大化,最小化などの許容値を入
力する。7で設定した設計仕様は、22に格納される。
At 7, the design specifications are input using 8-11. That is, in 8, the design variables, which are parameters that can be changed by the structural improvement in 12, are input from the evaluation model of the structure input in 2 and the standard parts stored in 20. In 9, the constraint condition is input within the range of the upper and lower limit values of the standard component stored in 20 for the design variable input in 8. At 10, various evaluation items such as displacement, stress, structural analysis value such as eigenvalue, cost, mass, tipping property, productivity, and assembly property are input. In 11, the allowable values such as the allowable range, maximization, and minimization are input for the evaluation item input in 10. The design specification set in 7 is stored in 22.

【0017】12では21に格納されている評価モデル
及び22に格納されている設計仕様を基に構造改善を行
う。すなわち、13では、22に格納されている複数の
評価項目を総合評価するため、各評価項目に対する評価
の優先順位,重み付けなどの設計方針を入力する。14
では、21に格納されている評価モデルに対して、22
に格納されている評価項目の評価値及び13で設定した
設計方針による総合評価値を計算する。14で求めた評
価値及び総合評価値は、23に格納される。15では、
21に格納されている評価モデル、22に格納されてい
る設計仕様及び23に格納されている評価値を用い、各
評価モデルの設計変数に対する評価値のテーブル及びグ
ラフ,評価モデル及び解析結果の図などを1の作業画面
上に表示する。16では、14で求めた各評価モデルに
対する評価値のレベルにより評価モデルをグループ化
し、同一グループ内の評価モデル及び異なるグループ間
の評価モデルで設計変数の共通点及び相違点を見つけ
る。16で見つけた設計変数の共通点及び相違点は、評
価値を特徴づけるパラメータと考え、24に格納され
る。17では、21に格納された評価モデルの中から一
つ又は複数の評価モデルを選択し、複数の評価モデルど
うしで一部の設計変数を交換したり、評価モデルの一部
の設計変数を別の値に変更することにより、新しい評価
モデルを生成する。評価モデルの選択には、14で計算
した評価値又は総合評価値による選択,ランダム選択,
24に格納されている構造改善ルールによる選択などが
あり、設計変数の変更には、16による共通点又は相違
点の変更,ランダム変更,24に格納されている構造改
善ルールによる変更などがある。また、17で生成され
た新しい評価モデルは、21に格納される。18では、
21に追加した新しい評価モデルを含め、再度13〜1
7の構造改善を繰り返す処理を制御する。構造改善によ
る評価モデルと評価値の履歴は、構造改善ルールとして
24に格納され、17の構造改善時に利用される。
At 12, the structure is improved based on the evaluation model stored at 21 and the design specifications stored at 22. That is, in 13, in order to comprehensively evaluate a plurality of evaluation items stored in 22, the design priority such as evaluation priority and weighting for each evaluation item is input. 14
Then, for the evaluation model stored in 21,
Then, the evaluation value of the evaluation item stored in and the total evaluation value according to the design policy set in 13 are calculated. The evaluation value and the comprehensive evaluation value obtained in 14 are stored in 23. In 15,
Using the evaluation model stored in 21, the design specification stored in 22, and the evaluation value stored in 23, a table and a graph of evaluation values for the design variables of each evaluation model, a diagram of the evaluation model and analysis results Are displayed on the work screen of 1. In 16, the evaluation models are grouped according to the level of the evaluation value for each evaluation model obtained in 14, and the common points and differences of the design variables are found in the evaluation models in the same group and the evaluation models between different groups. The common points and differences of the design variables found in 16 are considered as parameters that characterize the evaluation value, and are stored in 24. At 17, one or more evaluation models are selected from the evaluation models stored at 21, and some design variables are exchanged between the plurality of evaluation models, or some design variables of the evaluation model are separated. A new evaluation model is generated by changing the value of. Selection of the evaluation model includes selection based on the evaluation value calculated in 14 or the total evaluation value, random selection,
There are selections by the structure improvement rules stored in 24, and changes in the design variables include changes in common points or differences by 16, random changes, changes by the structure improvement rules stored in 24, and the like. Also, the new evaluation model generated in 17 is stored in 21. In 18,
13-1 again including the new evaluation model added to 21
The process of repeating the structure improvement of 7 is controlled. The history of the evaluation model and the evaluation value by the structural improvement is stored in 24 as a structural improvement rule and is used in 17 structural improvement.

【0018】12はユーザの終了条件を満たすまで繰り
返し構造改善処理を行う。この構造改善処理の繰り返し
によって、21には、13で設定した総合評価値の高い
評価モデルが徐々に増加していく。ユーザは、1に表示
される新しい構造物の構成,構造改善方法及び評価結果
を見ながら必要な構造を選択できる。また、構造改善処
理中に、2及び7によって規格部品,評価モデル及び設
計仕様のデータを追加・修正・削除でき、13,16及
び17によって設計方針及び構造変更方法のパラメータ
をチューニングすることができる。
A reference numeral 12 repeats the structure improving process until the end condition of the user is satisfied. By repeating this structure improvement processing, the evaluation model having a high total evaluation value set in 13 gradually increases in 21. The user can select the required structure while viewing the structure of the new structure displayed in 1, the structure improvement method, and the evaluation result. Further, during the structure improvement process, the data of the standard parts, the evaluation model and the design specification can be added / corrected / deleted by 2 and 7, and the parameters of the design policy and the structure changing method can be tuned by 13, 16 and 17. .

【0019】12の詳細について板金筺体の補強及び締
結方法の設計を例にとって説明する。
Details of 12 will be described by taking as an example the design of a method for reinforcing and fastening the sheet metal housing.

【0020】図4は対象とする板金筺体構造の概略図で
ある。筺体は、規格部品格納部20に格納されている床
板,側板,天井板及び補強材を組み合わせて締結して構
成されている。
FIG. 4 is a schematic view of a target sheet metal housing structure. The housing is configured by combining and fastening a floor plate, a side plate, a ceiling plate, and a reinforcing material stored in the standard component storage unit 20.

【0021】図5は21に格納した3種類の評価モデル
を示す。ここでは、板金筺体の側板に着目し、側板にあ
る補強材の種類及び締結方法の異なる筺体が登録されて
いる。
FIG. 5 shows three types of evaluation models stored in 21. Here, focusing on the side plates of the sheet metal housing, the housings having different types of reinforcing materials and fastening methods on the side plates are registered.

【0022】図6は、22に格納した設計変数を示す。
設計変数は、側板の板厚601,断面形状及び断面寸法
からなる補強材1の断面602,締結の種類,位置及び
寸法からなる補強材1の締結603,断面形状及び断面
寸法からなる補強材2の断面604及び締結の種類,位
置及び寸法からなる補強材2の締結605を設定した。
FIG. 6 shows the design variables stored in 22.
The design variables are the thickness 601 of the side plate, the cross section 602 of the reinforcing material 1 having the cross-sectional shape and the cross-sectional dimension, the fastening 603 of the reinforcing material 1 having the type, position and size of the fastening, and the reinforcing material 2 having the cross-sectional shape and the cross-sectional dimension. The cross-section 604 and the fastening 605 of the reinforcing member 2 including the type, position and size of fastening were set.

【0023】図7は601に入力した側板板厚の制約条
件を示す。側板板厚の制約条件は、規格部品格納部20
に格納されている5種類の板厚の規格寸法から選択する
ように設定した。
FIG. 7 shows the constraint conditions of the side plate thickness input in 601. The constraint condition of the side plate thickness is defined by the standard component storage unit 20.
It was set to select from the standard dimensions of the five types of plate thickness stored in.

【0024】図8は602及び604に入力した補強材
の断面の制約条件を示す。補強材1及び補強材2の断面
の制約条件は、同一とし、規格部品格納部20に格納さ
れている規格の断面形状及び断面寸法から選択するよう
に設定した。
FIG. 8 shows the constraint conditions of the cross section of the reinforcing material input to 602 and 604. The restriction conditions of the cross sections of the reinforcing material 1 and the reinforcing material 2 are the same, and the setting is made so that the standard shape and the cross-sectional dimension stored in the standard component storage section 20 are selected.

【0025】図9は603及び605に入力した補強材
の締結の制約条件を示す。補強材1及び補強材2の締結
の制約条件は、同一とし、規格部品格納部20に格納さ
れている規格の締結の種類及び寸法から選択するように
設定した。
FIG. 9 shows the constraint conditions for fastening the reinforcing material input to 603 and 605. The constraint conditions for fastening the reinforcing material 1 and the reinforcing material 2 are the same, and are set to be selected from the fastening type and size of the standard stored in the standard component storage unit 20.

【0026】図10は22に格納した評価項目及び許容
値を示す。評価項目及び許容値には、床板を固定し側板
に横荷重を加えたときの変位が3mm以内1001,質量
の最小化1002及びコストの最小化1003を設定し
た。
FIG. 10 shows evaluation items and allowable values stored in 22. The evaluation item and the allowable value are set such that the displacement when the floor plate is fixed and a lateral load is applied to the side plate is within 3 mm 1001, the mass is minimized 1002, and the cost is minimized 1003.

【0027】図11は15が1に出力するテーブルを示
す。1101には図6に示す設計変数名、1102には
図7〜図9に示す各設計変数に対する制約条件の変更可
能範囲、1103には各評価モデルに対する設計変数の
値、1104には図10に示す評価項目名、1105に
は図10に示す評価項目の許容値、1106には13で
入力した各評価項目の優先順位、1107には13で入
力した各評価項目の重み値及び1108には14で求め
た各評価モデルに対する評価項目の評価値が出力され
る。1103及び1108のデータは、1106〜11
08のデータより14で求まる総合評価値の順に表示し
ている。すなわち、まず1106の優先順位が1である
変位に着目して変位の小さい順に評価モデルを並べ換
え、もし変位が同一の評価モデルがあるなら、1106
の優先順位が2である質量及びコストの値の小さい順に
並べ換える。ここでは、質量及びコストは「0.0,1.
0」に正規化された値を用い、1107の重みを各評価
値に掛けて加えた値で大小を判定している。
FIG. 11 shows a table in which 15 is output to 1. Reference numeral 1101 is the design variable name shown in FIG. 6, 1102 is the changeable range of the constraint condition for each design variable shown in FIGS. 7 to 9, 1103 is the value of the design variable for each evaluation model, 1104 is shown in FIG. The evaluation item name shown, 1105 is the allowable value of the evaluation item shown in FIG. 10, 1106 is the priority of each evaluation item input at 13, 1107 is the weight value of each evaluation item input at 13, and 1108 is 14 The evaluation value of the evaluation item for each evaluation model obtained in step 3 is output. The data of 1103 and 1108 are 1106-111.
It is displayed in the order of the total evaluation value obtained from 14 from the data of 08. That is, first, focusing on displacements having a priority of 1106, the evaluation models are rearranged in ascending order of displacement, and if there are evaluation models with the same displacement, 1106
Are sorted in ascending order of the mass and cost values of which the priority order is 2. Here, the mass and the cost are "0.0, 1.
The value normalized by “0” is used to determine the magnitude by the value obtained by multiplying each evaluation value by the weight of 1107.

【0028】図12は新しい評価モデルを追加したテー
ブルを示す。新しい評価モデルは、テーブル内の一つ又
は複数個の行を選択し(評価モデルの選択)、選択した
行の一部の列を交換したり(設計変数の交換)、一部の
列を変更する(設計変数の変更)ことによって生成され
る。ここでは、図11のテーブルを用い、総合評価の高
い評価モデル2と評価モデル3の補強材1の断面を交換
した評価モデル4及び評価モデル5,総合評価の高い評
価モデル2の板厚を図7の板厚の制約条件内からランダ
ムに選択した評価モデル6及び評価モデル7、及びコス
トの高い評価モデル2の補強材2の締結をコストの低い
評価モデル3の補強材2の締結に変更した評価モデル8
を追加した。
FIG. 12 shows a table to which a new evaluation model is added. The new evaluation model selects one or more rows in the table (selection of evaluation model), exchanges some columns of the selected rows (exchanges design variables), and changes some columns. It is generated by performing (changing design variables). Here, using the table of FIG. 11, the plate thicknesses of the evaluation model 4 and the evaluation model 5 in which the cross sections of the reinforcing material 1 of the evaluation model 2 and the evaluation model 3 of high overall evaluation are exchanged are shown. The evaluation model 6 and the evaluation model 7 randomly selected from the plate thickness constraint conditions of 7 and the fastening of the reinforcing material 2 of the high cost evaluation model 2 are changed to the fastening of the reinforcing material 2 of the low cost evaluation model 3. Evaluation model 8
Was added.

【0029】図13は24に格納されている構造改善ル
ールである。構造改善ルールは、17によって生成され
た5種類の評価モデル及び14によって求めた評価値か
ら得られる。これらのルールは、17の評価モデルの選
択及び設計変数の変更に用いる。
FIG. 13 shows the structure improvement rules stored in 24. The structure improvement rule is obtained from the five types of evaluation models generated by 17 and the evaluation value obtained by 14. These rules are used for selecting 17 evaluation models and changing design variables.

【0030】図14は15が1の作業画面に出力する各
評価モデルの設計変数に対する評価項目の評価値のグラ
フである。
FIG. 14 is a graph of the evaluation value of the evaluation item for the design variable of each evaluation model output on the work screen 15 of 1.

【0031】図15は17によって21に新たに格納さ
れた評価モデルの側板の概略図である。
FIG. 15 is a schematic view of the side plate of the evaluation model newly stored in 21 by 17.

【0032】図11又は図12のテーブル、図14のグ
ラフ及び図15の図より、新しい構造物の構成,構造改
善方法及び設計変数に対する評価値の影響を知ることが
できる。
From the table of FIG. 11 or FIG. 12, the graph of FIG. 14 and the diagram of FIG. 15, it is possible to know the influence of the evaluation value on the structure of the new structure, the structure improving method and the design variable.

【0033】[0033]

【発明の効果】締結部のモデルは、実際の設計に必要な
締結の種類,位置及び寸法のデータを入力すればよいの
で、解析のための特殊なモデル化手法のノウハウを必要
とせず、図面の締結方法の指示に従って入力することに
よって作成できる。また、構造改善によって得られた締
結部のデータは、実際の設計に直接利用できる。
As the model of the fastening portion, it is sufficient to input the data of the type, position and dimension of the fastening necessary for the actual design, so that the know-how of the special modeling method for the analysis is not required, and the drawing It can be created by inputting according to the instructions of the fastening method. Further, the data of the fastening portion obtained by the structural improvement can be directly used for the actual design.

【0034】新しい評価モデルの生成では、優れた評価
結果を持つ評価モデルの構成要素を取り込んだり、過去
の構造改善結果より効果的な改善要素を取り込むことに
より評価の高い評価モデルを増加させ、ランダム選択又
はランダム変更により新しい構成要素を取り込んだ評価
モデルを増加させている。
In the generation of a new evaluation model, the number of evaluation models with high evaluation is increased by taking in the constituent elements of the evaluation model having excellent evaluation results, or by taking in the improvement elements more effective than the past structural improvement results, and randomly. We are increasing the number of valuation models that incorporate new components through selection or random changes.

【0035】構造改善処理中に、ユーザが、評価モデル
の追加・修正・削除及び評価方法の変更を行っても、指
定した条件に従って構造変更するので、種々の設計変数
の組み合わせ及び種々の評価方法により新しい構造物を
提案できる。
Even if the user adds / modifies / deletes the evaluation model and changes the evaluation method during the structure improvement process, the structure is changed according to the specified conditions. Therefore, various combinations of design variables and various evaluation methods are used. Can propose a new structure.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例の説明図。FIG. 1 is an explanatory diagram of an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例の説明図。FIG. 2 is an explanatory diagram of one embodiment of the present invention.

【図3】本発明の一実施例の説明図。FIG. 3 is an explanatory diagram of one embodiment of the present invention.

【図4】本発明の一実施例の説明図。FIG. 4 is an explanatory diagram of one embodiment of the present invention.

【図5】本発明の一実施例の説明図。FIG. 5 is an explanatory diagram of one embodiment of the present invention.

【図6】本発明の一実施例の説明図。FIG. 6 is an explanatory diagram of one embodiment of the present invention.

【図7】本発明の一実施例の説明図。FIG. 7 is an explanatory diagram of one embodiment of the present invention.

【図8】本発明の一実施例の説明図。FIG. 8 is an explanatory diagram of one embodiment of the present invention.

【図9】本発明の一実施例の説明図。FIG. 9 is an explanatory diagram of an embodiment of the present invention.

【図10】本発明の一実施例の説明図。FIG. 10 is an explanatory diagram of an embodiment of the present invention.

【図11】本発明の一実施例の説明図。FIG. 11 is an explanatory diagram of an embodiment of the present invention.

【図12】本発明の一実施例の説明図。FIG. 12 is an explanatory diagram of an embodiment of the present invention.

【図13】本発明の一実施例の説明図。FIG. 13 is an explanatory diagram of an embodiment of the present invention.

【図14】本発明の一実施例の説明図。FIG. 14 is an explanatory diagram of an embodiment of the present invention.

【図15】本発明の一実施例の説明図。FIG. 15 is an explanatory diagram of an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…入出力装置、2…評価モデル入力部、3…規格部品
入力部、4…締結部材入力部、5…解析条件入力部、6
…解析モデル生成部、7…設計仕様入力部、8…設計変
数入力部、9…制約条件入力部、10…評価項目入力
部、11…許容値入力部、12…構造改善部、13…設
計方針入力部、14…評価値計算部、15…評価結果出
力部、16…構造評価部、17…構造変更部、18…構
造改善制御部、19…各種データ格納部、20…規格部
品格納部、21…評価モデル群格納部、22…設計仕様
格納部、23…評価値格納部、24…構造改善格納部。
1 ... I / O device, 2 ... Evaluation model input unit, 3 ... Standard component input unit, 4 ... Fastening member input unit, 5 ... Analysis condition input unit, 6
... analysis model generation unit, 7 ... design specification input unit, 8 ... design variable input unit, 9 ... constraint condition input unit, 10 ... evaluation item input unit, 11 ... allowable value input unit, 12 ... structure improvement unit, 13 ... design Policy input unit, 14 ... Evaluation value calculation unit, 15 ... Evaluation result output unit, 16 ... Structure evaluation unit, 17 ... Structure change unit, 18 ... Structure improvement control unit, 19 ... Various data storage unit, 20 ... Standard component storage unit , 21 ... Evaluation model group storage unit, 22 ... Design specification storage unit, 23 ... Evaluation value storage unit, 24 ... Structure improvement storage unit.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】計算機を用いた構造設計システムにおい
て、構造物の形状モデル,解析条件及び解析モデルから
なる評価モデルを一つ又は複数個入力する評価モデル入
力手段と、設計変数,設計変数の制約条件,評価項目及
び評価項目の許容値からなる設計仕様を入力する設計仕
様入力手段と、各評価モデルに対する各評価項目の評価
値を求め、その評価結果より評価モデルの設計変数を変
更して新たな評価モデルを一つ又は複数個生成する構造
改善手段と、上記構造改善手段の繰り返し処理による新
しい構造物の生成過程で、上記評価モデル入力手段,上
記設計仕様入力手段及び上記構造改善手段を利用し、評
価モデル,設計仕様及び構造改善方法を変更することに
より、構造改善処理を制御する構造改善制御手段と、各
種データを格納するデータ格納手段からなることを特徴
とする構造設計システム。
1. In a structural design system using a computer, an evaluation model input means for inputting one or a plurality of evaluation models consisting of a shape model of a structure, analysis conditions and analysis models, and design variables and constraints of design variables. Design specification input means for inputting design specifications consisting of conditions, evaluation items, and allowable values of evaluation items, and evaluation values of each evaluation item for each evaluation model are obtained. Structure improving means for generating one or a plurality of different evaluation models, and the evaluation model inputting means, the design specification inputting means, and the structure improving means in the process of generating a new structure by repeating the structure improving means. Then, the structure improvement control means for controlling the structure improvement processing and various data are stored by changing the evaluation model, the design specification and the structure improvement method. Structural design system, comprising the chromatography data storage means.
【請求項2】請求項1において、上記評価モデル入力手
段は、構造物を構成する部品間に締結部材を入力するこ
とにより締結部の形状データを作成し、締結部材のモデ
ル化及び有限要素分割により解析モデルを生成する構造
設計システム。
2. The evaluation model input means according to claim 1, wherein the shape data of the fastening portion is created by inputting the fastening member between the parts constituting the structure, the fastening member is modeled, and the finite element division is performed. Structural design system that generates an analytical model by.
【請求項3】請求項1において、上記構造改善手段は、
各評価モデルに対する評価値より、評価値のレベルごと
に評価モデルをグループ化し、同一グループ内の評価モ
デル及び異なるグループ間の評価モデルで設計変数の共
通点及び相違点を見つける構造設計システム。
3. The structure improving means according to claim 1,
A structural design system that groups evaluation models according to the evaluation value level from each evaluation model and finds common points and differences of design variables in the evaluation model in the same group and the evaluation model between different groups.
【請求項4】請求項1において、上記構造改善手段は、
一つ又は複数の評価モデルを選択し、複数の評価モデル
どうしで一部の設計変数を交換したり、評価モデルの一
部の設計変数を別の値に変更することによって評価モデ
ルを変更する構造設計システム。
4. The structure improving means according to claim 1,
A structure that changes the evaluation model by selecting one or more evaluation models and exchanging some design variables between the evaluation models or changing some design variables of the evaluation model to different values. Design system.
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