JPH11175764A

JPH11175764A - 有限要素法３次元モデル作成方法及び装置並びに記憶媒体

Info

Publication number: JPH11175764A
Application number: JP9339193A
Authority: JP
Inventors: Nobutaka Ito; 伸孝伊東
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1997-12-09
Filing date: 1997-12-09
Publication date: 1999-07-02

Abstract

(57)【要約】【課題】構造物の外形が急変する部分を含む場合に、数
値解析精度を犠牲にしない３次元モデルをより短時間で
作成する。【解決手段】基本面２３内の節点の座標値と該節点の組
からなる面要素とが定められた基本面データと、基本面
２３の順次押出量と押出方向に対し側方の境界面形状と
面内押出範囲とが押出方向所定範囲内で定められた押出
データとからなる基本モデルデータをコンピュータ１０
に入力し、コンピュータにより、該押出方向所定範囲内
で順次、該面内押出範囲で基本面２３を該押出量だけ押
し出し、該境界面形状に応じて押し出し後の面内節点座
標を変化させ、押出前後の面内の対応する面要素を対向
面とする立体要素を生成して、３次元モデルを作成す
る。基本面２３において節点が配置される輪２３１を、
バンプ２１の平均半径にし、基板２０内、バンプ２１の
外面及びＬＳＩパッケージ２２内でこの輪２３１が連続
するように拡縮しながら基本面を押し出す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、有限要素法３次元
モデル作成方法及び装置並びにこの方法を実施するため
のプログラムが記憶された記憶媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】有限要素法を用いて構造物の数値解析や
シミュレーションを行う場合、無限の自由度を持つ連続
体は、離散化要素の集合体である３次元モデルで近似さ
れる。この３次元モデルは、節点の座標値を含む面を順
次押し出すことにより得られる。しかし、押出面の面積
が不連続的に変化するモデルの場合には、３次元モデル
生成に要する時間が長くなる。

【０００３】例えば、ＬＳＩパッケージがはんだバンプ
を介してプリント配線板に接合されたモデルである場
合、節点の座標値を含む面をプリント配線板の底面から
ＬＳＩパッケージの方へ押し上げていくと、バンプの部
分で押出面の面積が急変する。そこで、第１段階では、
バンプの外側にダミー要素を形成してモデル外形を四角
柱にしておき、第２段階でダミー要素を取り除くという
処理が必要になる。このため、３次元モデル生成に要す
る時間が長くなる。

【０００４】ダミー要素除去処理を不必要にするため、
バンプの回転対称軸を通る縦断面に節点を配置し、この
面を、回転対称軸を中心に一定角度ずつ回転させること
により、３次元モデルを生成していた。しかし、軸心部
分の要素が三角柱要素になるため、６面体要素の場合よ
りも数値解析精度が低くなる。

【０００５】また、節点を含む面の押し出しや回転を行
わずに、構造物の外形を入力して、４面体要素で３次元
モデルを自動作成することもできるが、４面体要素は６
面体要素に比し数値解析精度が低い。数値解析精度を上
げるために、要素を小さくしてその数を増やすと、数値
解析に要する計算時間が長くなる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、この
ような問題点に鑑み、構造物の外形が急変する部分を含
む場合に、数値解析精度を犠牲にしない３次元モデルを
より短時間で作成することが可能な有限要素法３次元モ
デル作成方法及び装置並びにこの方法を実施するための
プログラムが記憶された記憶媒体を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段及びその作用効果】請求項
１の有限要素法３次元モデル作成方法では、面内の節点
の座標値と該節点の組からなる面要素とが定められた基
本面データと、該面の順次押出量と押出方向に対し側方
の境界面形状と面内押出範囲とが押出方向所定範囲内で
定められた押出データとからなる基本モデルデータをコ
ンピュータに入力し、該コンピュータにより、該押出方
向所定範囲内で順次、該面内押出範囲で該面を該押出量
だけ押し出し、該境界面形状に応じて押し出し後の面内
節点座標を一様に変化させ、押出前後の面内の対応する
面要素を対向面とする立体要素を生成して、３次元モデ
ルを作成する。

【０００８】この有限要素法３次元モデル作成方法によ
れば、構造物の外形が急変する部分を含む場合であって
も、ダミー要素の付加及び削除を行うことなく、基本モ
デルデータを入力するだけで、比較的数値解析精度が高
くなる６面体要素からなる３次元モデルを得ることがで
きるという効果を奏する。請求項２の有限要素法３次元
モデル作成方法では、請求項１において、上記押出方向
所定範囲内において、該押出方向へ向けて初期位置から
第１位置まで及び該第１位置から第２位置までは上記面
内押出範囲が該押出方向に連続しており、該第１位置で
該面内押出範囲が不連続的に変化しており、該第１位置
での小さい方の横断面輪郭に対応した、押出初期面内の
輪上に、上記節点を形成する。

【０００９】この有限要素法３次元モデル作成方法によ
れば、このような輪上に節点が形成されているので、面
内押出範囲が不連続的に変化する第１位置での接続が容
易になるという効果を奏する。請求項３の有限要素法３
次元モデル作成方法では、請求項２において、上記押出
初期面内の上記輪を、横断面輪郭が上記小さい方の横断
面輪郭に連続した部分の該横断面輪郭の最小形状と最大
形状の間に含まれる大きさにする。

【００１０】この有限要素法３次元モデル作成方法によ
れば、押し出しの際の拡縮による基本面内の面要素のサ
イズの変化の平均値が比較的小さくなり、これにより、
生成された３次元モデルの要素サイズを数値解析精度上
好ましいものにすることができるという効果を奏する。
請求項４の有限要素法３次元モデル作成方法では、請求
項３において、上記押出初期面内の上記輪を、横断面輪
郭が上記小さい方の横断面輪郭に連続した部分の該横断
面形状の略平均形状にする。

【００１１】この有限要素法３次元モデル作成方法によ
れば、請求項３の効果がより高められる。請求項５の有
限要素法３次元モデル作成方法では、請求項２乃至４の
いずれか１つにおいて、横断面輪郭が上記第１位置での
大きい方の横断面輪郭に連続した部分において、該横断
面輪郭は略一定であり、上記輪の上及び内側に在る節点
の座標値を、該第１位置での縮小側横断面輪郭に該輪が
一致するように一様に変化させ、該輪の外側かつ横断面
輪郭の内側の節点の座標値を、該節点が該輪の外側かつ
横断面輪郭の内側に納まるように一様に変化させる。

【００１２】この有限要素法３次元モデル作成方法によ
れば、押し出しの際の拡縮により節点が横断面輪郭の外
側へ出るのをより確実に防止することができるという効
果を奏する。請求項６の有限要素法３次元モデル作成方
法では、請求項１において、上記押出方向所定範囲内に
おいて、該押出方向へ向けて初期位置から第１位置ま
で、該第１位置から第２位置まで及び該第２位置から第
３位置までは上記面内押出範囲が該押出方向に連続して
おり、該押出方向へ向けて、該第１位置で該面内押出範
囲が不連続的に縮小変化し該第２位置で該面内押出範囲
が不連続的に拡大変化しており、該第１位置から該第２
位置までの横断面輪郭は互いに相似形であり、該第１位
置から該第２位置までの横断面輪郭の略平均形状に等し
い、押出初期面内の輪上に、上記節点を形成し、該第１
位置から該第２位置までにおいて、該輪の上及び内側に
在る節点の座標値を、該第１位置での縮小側横断面輪郭
に該輪が一致するように一様に変化させ、該輪の外側か
つ横断面輪郭の内側の節点の座標値を、該節点が該輪の
外側かつ横断面輪郭の内側に納まるように一様に変化さ
せる。

【００１３】この有限要素法３次元モデル作成方法によ
れば、例えばプリント配線基板にバンプを介して部品が
接合された３次元モデルを作成することができるという
効果を奏する。請求項７の記憶媒体では、請求項１乃至
６のいずれか１つに記載の方法を実施するための上記コ
ンピュータのプログラムが記憶されている。

【００１４】請求項８の有限要素法３次元モデル作成装
置では、コンピュータと、面内の節点の座標値と該節点
の組からなる面要素とが定められた基本面データと、該
面の順次押出量と押出方向に対し側方の境界面形状と面
内押出範囲とが押出方向所定範囲内で定められた押出デ
ータとからなる基本モデルデータを該コンピュータに入
力するための入力手段とを有し、該コンピュータは、該
押出方向所定範囲内で順次、該面内押出範囲で該面を該
押出量だけ押し出し、該境界面形状に応じて押し出し後
の面内節点座標を一様に変化させ、押出前後の面内の対
応する面要素を対向面とする立体要素を生成して、３次
元モデルを作成する。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の一
実施形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態の有
限要素法３次元モデル作成装置の概略構成を示す。この
装置のハードウェア構成は、コンピュータ１０に外部記
憶装置１１、１２、表示装置１３及び手操作入力装置１
４が接続された標準的なものである。外部記憶装置１１
と１２とは、便宜的に入力部と出力部とを機能的に分離
記載したものである。

【００１６】作成しようとする３次元モデルは、プリン
ト配線基板２０上にはんだバンプ２１を介してＬＳＩパ
ッケージ２２が接合されたものであって、１つのはんだ
バンプ２１と、これに対応するプリント配線基板２０及
びＬＳＩパッケージ２２の部分を切り出したものであ
る。実物では、プリント配線基板とＬＳＩパッケージと
の間に多数のはんだバンプが配置され、ＬＳＩへの電源
供給をオンにすると、プリント配線基板とはんだバンプ
とＬＳＩパッケージとの熱膨張率の差により、これらの
間に熱応力が生ずる。長期間にわたってこのＬＳＩを使
用し、その間、電源のオン／オフが多数回繰り返される
と、熱応力の繰り返しによる疲労やクリープにより、さ
らにはこれに衝撃が加わって、はんだバンプ２１が断裂
することが考えられる。

【００１７】この３次元モデルは、このような断裂過程
をシミュレーションするために作成されるものであり、
特にはんだバンプ２１の部分の数値解析精度が他の部分
よりも高くなるように、要素を生成する必要がある。１
つのはんだバンプ２１と、これに対応する部分を切り出
したことにより、他の部分からの熱応力の影響は、プリ
ント配線基板２０又はＬＳＩパッケージ２２への外力と
して取り扱われる。この外力は、温度を変化させたとき
に生ずる外力を実測したものが用いられる。

【００１８】この３次元モデルは、基本面２３を拡縮し
てはんだバンプ２１の軸方向へ順次押し上げることによ
り得られる。基本面２３は、面内節点の座標値と節点の
組からなる面要素とを定めるためのものであり、節点は
基本面２３の線上に配置される。はんだバンプ２１は、
その軸に関して回転対称形であり、半径がその横断面の
平均半径Ｒ０に等しい輪２３１が基本面２３内に形成さ
れている。輪２３１と輪郭２３２との間の輪２３３は、
要素形状が緩やかに変化するようにするため、両者の中
間的な形状となっている。輪２３１の内側は、輪２３１
からあるところまでは円形であるが、中心部分が小さく
なり過ぎないような形になっている。

【００１９】次に、コンピュータ１０に格納された３次
元モデル作成プログラムを、図４〜６に基づき、他の図
を参照して説明する。以下、括弧内の数値は図４〜６中
のステップ識別番号である。（３０）次の基本面データと押出データとからなる基本
モデルデータを入力する。これらのデータは、不図示の
ＣＡＤ装置を用いて、図１に入力データとしてその概略
が記載されているような図形を描き、節点位置及び節点
番号を指定し、４節点からなる面要素を指定することに
より、その大部分が形成される。節点番号は、規則を与
え、それに基づいて自動指定するようにしてもよい。

【００２０】図２及び図３は、このステップ３０での入
力データ説明図である。（１）基本面データ基本面データは、図１の基本面２３上のデータであり、
節点データと面要素データとを含んでいる。節点データ
は、Ｎｍ個の節点に割り当てた節点番号ＮＮ（１）〜Ｎ
Ｎ（Ｎｍ）と、ｉ＝１〜Ｎｍの各々についての、節点番
号ＮＮ（ｉ）の節点座標（ＮＣ（１，ｉ），ＮＣ（２，
ｉ），ＮＣ（３，ｉ））とからなる。

【００２１】面要素は４節点の組で定まり、面要素デー
タは、Ｅｍ個の面要素に割り当てられた面要素番号ＥＮ
（１）〜ＥＮ（Ｅｍ）と、ｊ＝１〜Ｅｍの各々について
の、面要素番号ＥＮ（ｊ）の要素を構成する４個の節点
番号（ＥＮ（１，ｊ），Ｅ（２，ｊ），Ｅ（３，ｊ），
ＥＮ（４，ｊ））とからなる。ＥＮ（１，ｊ）〜ＥＮ
（４，ｊ）の各々には節点番号ＮＮ（１）〜ＮＮ（Ｎ
ｍ）のいずれかが代入される。

【００２２】基本面データはさらに、図２（Ｂ）に示す
バンプ内最大節点番号ＢＮｍ、外側境界より内側の最大
節点番号Ｎｉｍ、バンプ内最大要素番号ＢＥｍ及び最大
要素番号Ｅｍ並びに図１の輪２３１の半径Ｒ０を含んで
いる。（２）押出データ押出データは、図２（Ａ）に示す押出方向Ｚの押出位置
（初期位置も押出位置に含まれる）を示すＰｍ個の座標
値ＺＣ（１）〜ＺＣ（Ｐｍ）と、押出範囲が不連続的に
変化するプリント配線基板２０とはんだバンプ２１との
境界面及びはんだバンプ２１とＬＳＩパッケージ２２と
の境界面のＺ座標Ｚ１及びＺ２と、押出位置でのはんだ
バンプ２１の半径ＲＣ（１）〜ＲＣ（Ｐｍ）とからな
る。ＲＣ（１）〜ＲＣ（Ｐｍ）は最初にゼロクリアされ
ており、範囲Ｚ１≦Ｚ≦Ｚ２でのはんだバンプ２１の半
径が配列ＲＣに入力されている。

【００２３】（３１）ステップ３０での入力値に基づい
て、次のような値が設定される。すなわち、図２（Ａ）
に示すＺＣ（ｉ）のインデックスｉの、ＺＣ（Ｐ１）＝
Ｚ１及びＺＣ（Ｐ２）＝Ｚ２を満たすＰ１及びＰ２並び
に最大値Ｐｍの値が定められ、はんだバンプ２１の下面
及び上面の半径Ｒ１＝ＲＣ（Ｐ１）及びＲ２＝ＲＣ（Ｐ
２）が定められる。

【００２４】押出位置ＺＣのインデックス変数Ｉに初期
値１が代入される。Ｉは、（押出位置ＺＣ（Ｉ）までの
押出回数）＋１に等しい。（３２）Ｚに押出位置ＺＣ（Ｉ）が代入される。以下の
ステップ３３〜４９により、３次元モデルの節点が定め
られる。（３３〜３７）Ｚ＜Ｚ１であれば、ステップ４４で輪２
３１の半径Ｒ０をはんだバンプ２１の下面の半径Ｒ１に
等しくするため、拡大率μにＲ１／Ｒ０が代入される。
Ｚ１≦Ｚ≦Ｚ２であれば、ステップ４４で輪２３１の半
径Ｒ０をはんだバンプ２１の半径ＲＣ（Ｉ）に等しくす
るため、拡大率μにＲＣ（Ｉ）／Ｒ０が代入される。Ｚ
＞Ｚ２であれば、ステップ４４で輪２３１の半径Ｒ０を
はんだバンプ２１の上面の半径Ｒ２に等しくするため、
拡大率μにＲ２／Ｒ０が代入される。

【００２５】（３８）接点番号ＮＮ（Ｊ）のインデック
ス変数Ｊに初期値１が代入される。以下のステップ３９
〜４７により、１個の節点の番号及び座標値が定められ
る。（３９）Ｘ及びＹにそれぞれＮＣ（１、Ｊ）及びＮＣ
（２，Ｊ）が代入される。

【００２６】（４０）Ｚ１＜Ｚ＜Ｚ２かつＮＮ（Ｊ）＞
ＢＮｍであれば、すなわちはんだバンプ２１の外側であ
れば、要素を生成しないため、ステップ４６へ進む。（４１）ＮＮ（Ｊ）＞Ｎｉｍである場合、すなわちプリ
ント配線基板２０又はＬＳＩパッケージ２２の横断面輪
郭上の節点である場合には、そのＸ座標及びＹ座標を拡
縮しないので、ステップ４５へ進む。

【００２７】（４２〜４４）ＮＮ（Ｊ）≦ＢＮｍ、すな
わちプリント配線基板２０、はんだバンプ２１又はＬＳ
Ｉパッケージ２２内であり、かつ、図１に示す輪２３１
上に対応する線上又はその内側の節点である場合には、
Ｘ及びＹの値をμ倍したものをそれぞれ新たなＸ及びＹ
の値とする。これにより、はんだバンプ２１内の節点
は、押出位置でのはんだバンプ２１の横断面輪郭に応じ
て一様に拡縮される。また、プリント配線基板２０内で
の輪２３１に対応する円は、その半径が一定値Ｒ１とな
り、はんだバンプ２１の下面の輪２３１に対応する円に
一致する。同様に、ＬＳＩパッケージ２２内での輪２３
１に対応する円は、その半径が一定値Ｒ２となり、はん
だバンプ２１の上面の輪２３１に対応する円に一致す
る。

【００２８】ＮＮ（Ｊ）＞ＢＮｍ、すなわちプリント配
線基板２０又はＬＳＩパッケージ２２の横断面輪郭より
内側、かつ、図１に示す輪２３１に対応する線より外側
の範囲の節点である場合には、Ｘ及びＹの値をα倍した
ものをそれぞれ新たなＸ及びＹの値とする。αをμと異
なる値にする理由は、同一にすると、μ＞１のときにこ
の範囲の節点が横断面輪郭の外側へ出る虞があるので、
これを防止するためである。αの値は、後述の実施例で
は１．０５である。

【００２９】（４５）図１（Ａ）中に示すように、節点
番号ＫにＮＮ（Ｊ）＋１０００＊（Ｉ−１）が代入され
る。ここに＊は乗算記号であり、また、Ｎｍ＜１０００
であるとする。節点番号Ｋの節点座標（ＮＣ（１，
Ｋ），ＮＣ２，Ｋ），ＮＣ（３，Ｋ））に座標値（Ｘ，
Ｙ，Ｚ）が代入される。Ｉ＝１の場合には、これにより
初期面内の節点座標が拡縮される。

【００３０】（４６）Ｊの値が１だけインクリメントさ
れる。（４７）Ｊ≦Ｎｍであれば、上記ステップ３９へ戻る。（４８）Ｉの値が１だけインクリメントされる。（４９）Ｉ≦Ｐｍであればステップ３２へ戻る。以下のステップ５０〜５８により、３次元モデルの要素
が定められる。

【００３１】（５０）初期面の面要素とその１つ上の押
出面の対応する面要素とを対向面とする６面体要素が生
成される。これは、ステップ３０で入力された４つの節
点番号の組からなる面要素に、さらに４つの節点番号
（面要素の節点番号の各々に１０００を加えた値の節点
番号）の組を合わせることにより得られる。対応する面
要素と６面体要素の要素番号は、いずれもＥＮ（Ｊ）で
ある。なお、６面体の各面は平面である。

【００３２】（５１）押出位置ＺＣのインデックス変数
Ｉに初期値２が代入される。（５２）インデックス変数Ｌに初期値１が代入される。以下のステップ５３〜５６により、１つの要素が生成さ
れる。（５３）Ｐ１＜Ｉ＜Ｐ２かつＥＮ（Ｌ）＞ＢＥｎであれ
ば、すなわちはんだバンプ２１の外側であれば、要素を
生成せずにステップ５５へ進む。

【００３３】（５４）要素番号ＭにＥＮ（Ｌ）＋１００
０＊（Ｉ−１）が代入される。また、Ｊ＝１〜８の各々
について、要素番号Ｍの要素を構成する節点番号ＥＤ
（Ｊ，Ｍ）にＥＤ（Ｊ，Ｍ−１０００）＋１０００が代
入されて、要素番号Ｍの節点が生成される。（５５）Ｌの値が１だけインクリメントされる。

【００３４】（５６）Ｌ≦Ｅｍであればステップ５３へ
戻る。（５７）Ｉの値が１だけインクリメントされる。（５８）Ｉ＜Ｐｍであればステップ５２へ戻り、Ｉ＝Ｐ
ｍとなれば３次元モデル生成処理を終了する。以上のような処理により、最初のステップ３０において
基本モデルデータを入力するだけで、比較的数値解析精
度が高くなる６面体要素からなる３次元モデルを得るこ
とができる。

【００３５】また、はんだバンプ２１の横断面平均半径
Ｒ０に等しい輪２３１が基本面２３内に形成され、この
輪２３１が拡縮されてバンプ２１の輪郭となるので、こ
の拡縮による基本面２３内の面要素のサイズの変化の平
均値が小さくなり、これにより、生成された３次元モデ
ルの要素サイズが数値解析精度上適正なものとなる。

【００３６】

【実施例】次に、上記実施形態の方法を用いて実際に作
成した３次元モデルを説明する。［実施例１］図７（Ａ）は基本モデルの押出データに対
応した縦断面図であり、プリント配線基板２０Ａの２０
１〜２０４及びＬＳＩパッケージ２２Ａの２２１は銅板
であり、プリント配線基板２０Ａ及びＬＳＩパッケージ
２２Ａのその他の部分は絶縁体である。図７（Ｂ）は基
本モデルの基本面２３Ａを示す図である。基本面２３Ａ
の輪２３１Ａ及び輪郭２３２Ａはそれぞれ、図１中の輪
２３１及び輪郭２３２に対応している。

【００３７】図８は、図７の基本モデルのデータを入力
して得られた３次元モデルを示す図であり、図８（Ａ）
ははんだバンプ２１の拡大斜視図、図８（Ｂ）は３次元
モデルの縦断面図である。プリント配線基板２０Ａの銅
板２０１〜２０４及びＬＳＩパッケージ２２Ａの銅板２
２１は、Ｚ座標を押し上げない２次元のシェル要素で形
成した。

【００３８】［実施例２］図９は、本実施形態の方法を
用いて得られた他の基本モデルの基本面２３Ｂを示す図
であり、図１０はこの基本面２３Ｂを用いて得られた３
次元モデルの縦断面図である。この例では、プリント配
線基板２０Ｂ及びＬＳＩパッケージ２２Ｂを図８の場合
よりも長くし、かつ、はんだバンプ２１Ｂを鞍形にした
ものである。また、押出初期面内の節点位置を、基本面
内のそれと同一にしている。

【００３９】［実施例３］図１１（Ａ）は他の基本モデ
ルの基本面２３Ｃを示す図であり、図１１（Ｂ）はこの
基本面２３Ｃを用いて得られた鞍形のはんだバンプ２１
Ｃの斜視図である。なお、本発明には外にも種々の変形
例が含まれる。

【００４０】例えば、基本面は平面に限定されず、凹面
や凸面であってもよい。また、順次押し出す方向は、１
直線方向でなくてもよい。さらに、上記６面体要素に、
実施例１で述べたシェル要素や、ビーム要素を加えて、
３次元モデルを作成してもよい。また、基本モデルのデ
ータは、実物の写真をイメージリーダで読み込んだもの
などを利用して生成してもよい。節点番号及び要素番号
は、配列を用いずにメモリのアドレスを用いてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の有限要素法３次元モデル
作成装置の概略構成図である。

【図２】図形式の入力データ説明図である。

【図３】表形式の入力データ説明図である。

【図４】有限要素法３次元モデル作成方法の手順を示す
フローチャートである。

【図５】図４の続きを示すフローチャートである。

【図６】図５の続きを示すフローチャートである。

【図７】（Ａ）は基本モデルの縦断面図であり、（Ｂ）
は基本モデルの基本面を示す図である。

【図８】図７の基本モデルのデータを入力して得られた
３次元モデルを示す図であり、（Ａ）ははんだバンプの
斜視図、（Ｂ）は３次元モデルの縦断面図である。

【図９】他の基本面を示す図である。

【図１０】図９の基本面を用いて得られた３次元モデル
の縦断面図である。

【図１１】（Ａ）は他の基本モデルの基本面を示す図で
あり、（Ｂ）はこの基本面を用いて得られた３次元モデ
ルの鞍形バンプの部分の斜視図である。

【符号の説明】

１０コンピュータ１１、１２外部記憶装置１３表示装置１４手操作入力装置２０、２０Ａ、２０Ｂプリント配線基板２１、２１Ａ〜２１Ｃはんだバンプ２２、２２Ａ、２２ＢＬＳＩパッケージ２３、２３Ａ〜２３Ｃ基本面２３１、２３３輪２３２輪郭Ｎｍ最大節点番号Ｎｉｍ境界内側最大節点番号Ｅｍ最大要素番号ＢＮｍバンプ内最大節点番号ＢＥｍバンプ内最大要素番号

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】面内の節点の座標値と該節点の組からな
る面要素とが定められた基本面データと、該面の順次押
出量と押出方向に対し側方の境界面形状と面内押出範囲
とが押出方向所定範囲内で定められた押出データとから
なる基本モデルデータをコンピュータに入力し、該コンピュータにより、該押出方向所定範囲内で順次、
該面内押出範囲で該面を該押出量だけ押し出し、該境界
面形状に応じて押し出し後の面内節点座標を一様に変化
させ、押出前後の面内の対応する面要素を対向面とする
立体要素を生成して、３次元モデルを作成する、ことを特徴とする有限要素法３次元モデル作成方法。
【請求項２】上記押出方向所定範囲内において、該押
出方向へ向けて初期位置から第１位置まで及び該第１位
置から第２位置までは上記面内押出範囲が該押出方向に
連続しており、該第１位置で該面内押出範囲が不連続的
に変化しており、該第１位置での小さい方の横断面輪郭に対応した、押出
初期面内の輪上に、上記節点を形成する、ことを特徴とする請求項１記載の有限要素法３次元モデ
ル作成方法。
【請求項３】上記押出初期面内の上記輪を、横断面輪
郭が上記小さい方の横断面輪郭に連続した部分の該横断
面輪郭の最小形状と最大形状の間に含まれる大きさにす
ることを特徴とする請求項２記載の有限要素法３次元モ
デル作成方法。
【請求項４】上記押出初期面内の上記輪を、横断面輪
郭が上記小さい方の横断面輪郭に連続した部分の該横断
面形状の略平均形状にすることを特徴とする請求項３記
載の有限要素法３次元モデル作成方法。
【請求項５】横断面輪郭が上記第１位置での大きい方
の横断面輪郭に連続した部分において、該横断面輪郭は
略一定であり、上記輪の上及び内側に在る節点の座標値を、該第１位置
での縮小側横断面輪郭に該輪が一致するように一様に変
化させ、該輪の外側かつ横断面輪郭の内側の節点の座標
値を、該節点が該輪の外側かつ横断面輪郭の内側に納ま
るように一様に変化させる、ことを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１つに記載
の有限要素法３次元モデル作成方法。
【請求項６】上記押出方向所定範囲内において、該押
出方向へ向けて初期位置から第１位置まで、該第１位置
から第２位置まで及び該第２位置から第３位置までは上
記面内押出範囲が該押出方向に連続しており、該押出方
向へ向けて、該第１位置で該面内押出範囲が不連続的に
縮小変化し該第２位置で該面内押出範囲が不連続的に拡
大変化しており、該第１位置から該第２位置までの横断面輪郭は互いに相
似形であり、該第１位置から該第２位置までの横断面輪
郭の略平均形状に等しい、押出初期面内の輪上に、上記
節点を形成し、該第１位置から該第２位置までにおい
て、該輪の上及び内側に在る節点の座標値を、該第１位置で
の縮小側横断面輪郭に該輪が一致するように一様に変化
させ、該輪の外側かつ横断面輪郭の内側の節点の座標値
を、該節点が該輪の外側かつ横断面輪郭の内側に納まる
ように一様に変化させる、ことを特徴とする請求項１記載の有限要素法３次元モデ
ル作成方法。
【請求項７】請求項１乃至６のいずれか１つに記載の
方法を実施するための上記コンピュータのプログラムが
記憶されていることを特徴とする記憶媒体。
【請求項８】コンピュータと、面内の節点の座標値と該節点の組からなる面要素とが定
められた基本面データと、該面の順次押出量と押出方向
に対し側方の境界面形状と面内押出範囲とが押出方向所
定範囲内で定められた押出データとからなる基本モデル
データを該コンピュータに入力するための入力手段とを
有し、該コンピュータは、該押出方向所定範囲内で順次、該面
内押出範囲で該面を該押出量だけ押し出し、該境界面形
状に応じて押し出し後の面内節点座標を一様に変化さ
せ、押出前後の面内の対応する面要素を対向面とする立
体要素を生成して、３次元モデルを作成する、ことを特徴とする有限要素法３次元モデル作成装置。