KR100847919B1 - 수치 해석용 데이터, 수치 해석 결과의 제공 시스템, 방법,장치 및 이용 장치 - Google Patents

Abstract

네트워크(12)에 접속된 사용자측 컴퓨터(10)에 서버측 컴퓨터(11)가 수치 해석용 데이터를 제공하는 수치 해석용 데이터 제공 시스템이며, 서버측 컴퓨터(11)는 복수의 재료에 대해 재료명 및 특성 항목과, 기계 특성치, 열물성치, 전자기 특성치 중 어느 1종류 이상의 특성치를 대응시켜 기억하고 있고, 사용자측 컴퓨터(10)로부터 송신된 재료명 및 특성 항목을 기초로 하여 재료 특성 데이터 기억 수단에 기억된 재료명 및 특성 항목에 대응하는 기계 특성치, 열물성치, 전자기 특성치 중 어느 1종류 이상의 재료 특성 데이터를 추출하여 사용자측 컴퓨터(11)로 송신한다.

Description

수치 해석용 데이터 제공 시스템, 장치 및 방법, 및 수치 해석용 데이터 이용 장치 {NUMERIC VALUE ANALYSIS DATA PROVIDING SYSTEM, DEVICE AND METHOD, AND NUMERIC VALUE ANALYSIS DATA UTILIZING DEVICE}

본 발명은 유한 요소법이나 유한 차분법을 이용한 구조 해석, 열전도 해석, 유동 해석, 전자기장 해석 등의 계산기 시뮬레이션에 관한 것으로, 특히 수치 해석에 필요한 수치 해석용 데이터를 제공하기 위한 수치 해석용 데이터 제공 시스템, 장치 및 방법 및 수치 해석용 데이터 이용 장치에 관한 것으로, 특히 자동차, 가전, 건축 분야 등 금속 재료의 가공, 조립, 성능에 관한 해석에 이용하기 적합하다.

계산기 기술의 급속한 발전에 따라 많은 산업 분야에서 구조 해석, 열전도 해석, 유동 해석, 전자기장 해석 등 대규모의 수치 시뮬레이션이 이용되고, 각각 많은 시판 소프트웨어도 보급되고 있다.

한편, 이러한 시뮬레이션의 신뢰성 및 정밀도를 확보하기 위해서는 적절한 물성치, 하중이나 구속 등의 경계 조건, 정확한 형상 등을 바르게 입력할 필요가 있고, 통상 시뮬레이션을 실행하는 해석 기술자가 데이터집이나 사례집을 참조하면서 개별적으로 대응하고 있었다. 특히 물성치에 관하여 탄성 구조 해석, 정상 열전도 해석, 포텐셜 유동 해석, 전기장 해석 등 이른바 선형 해석과 같은 단순 계산에 대해서는 이과 연표나 편람 등을 참조하면 해석자에 상관없이 신뢰할 수 있는 데이터를 얻을 수 있지만, 탄소성 해석, 비선형 열전도 해석, 난류 해석, 비선형 전자기장 해석이나 이들 연성 해석 등 많은 비선형성이 높은 문제에 대해서는, 적절한 물성치 데이터를 얻는 것이 용이하지 않아 해석자에 따라 다른 입력 데이터를 사용하는 일이 많이 발생하고, 그 결과 시뮬레이션의 신뢰성이나 정밀도를 손상시킨다는 문제가 있다.

또한, 자동차용 강판의 경우에는 1 코일이 수백 미터에 달하여 그 전체 길이에 걸친 복수의 재료 특성 상세 데이터가 되면 방대한 것이 된다. 그것이 사용자에 의해 날마다 수십 코일 사용되고 있는 현재, 그들 데이터를 사람의 손이나 간단한 데이터 베이스 관리 기능으로 기밀성을 유지하면서 사용자의 시뮬레이션용으로 관리하는 것에는 막대한 곤란함이 따른다.

상기한 점에 대해, 데이터 베이스를 시뮬레이션·소프트웨어에 첨부하여 배포하는 방법도 있지만, 수시로 데이터의 추가, 변경, 삭제 등 보수를 행하는 것이 곤란해지는 것, 또한 데이터를 얻기 위한 실험 비용 등 사용 대가를 회수할 수 없는 등의 문제가 있다.

또한, 특허 문헌 1에는 네트워크를 거쳐서 재료 데이터를 제공하는 방법이, 또한 특허 문헌 2에는 네트워크를 거쳐서 구조 강도 평가에 필요한 정보를 제공하는 방법이 개시되어 있다. 그러나, 특허 문헌 1이나 특허 문헌 2에 개시된 방법에서는, 제공된 데이터의 개조, 변경이 가능하므로 사용을 계속함에 따라서 데이터의 출처 및 다른 데이터와의 구별이 애매해지고, 그 결과 시뮬레이션의 신뢰성 저하 및 기밀성 저하의 원인이 되어 버린다.

본 발명은, 유한 요소법이나 유한 차분법을 이용한 구조 해석, 열전도 해석, 유동 해석, 전자기장 해석의 계산기 시뮬레이션에 있어서, 기밀성을 유지하면서 신뢰성이 높은 수치 해석용 데이터나 수치 해석 결과를 제공할 수 있고, 또한 사용자로부터 대가를 회수할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

특허 문헌 1 : 일본 특허 공개 제2003-36277호 공보

특허 문헌 2 : 일본 특허 공개 제2003-167925호 공보

도1은 제1 실시 형태에 있어서의 수치 해석용 데이터 제공 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.

도2는 직접 입력에 의한 구조 해석용 입력 데이터의 일예를 나타내는 도면이다.

도3은 외부 입력에 의한 구조 해석용 입력 데이터의 일예를 나타내는 도면이다.

도4는 재료명, 데이터 타입, 모델 식별 번호를 검색 키로 하여 데이터 서버 어드레스를 관련시키는 참조 테이블의 일예를 나타내는 도면이다.

도5는 재료명, 데이터 타입, 모델 식별 번호를 검색 키로 하여 수치 데이터를 관련시키는 참조 테이블의 일예를 나타내는 도면이다.

도6은 사용자측 컴퓨터의 입력 화면의 일예를 나타내는 도면이다.

도7은 데이터 제공의 흐름을 설명하기 위한 흐름도이다.

도8은 제2 실시 형태에 있어서의 수치 해석 결과 제공 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.

도9a는 해석 모델의 예를 나타내는 도면이다.

도9b는 해석 모델의 해석 결과(왜곡 분포)의 예를 나타내는 도면이다.

도10은 사용자측 컴퓨터의 입력 화면의 일예를 나타내는 도면이다.

본 발명은 사용자가 계산기 시뮬레이션을 실시할 때에 시뮬레이션에 필요한 원하는 정확하고 또한 상세한 재료 특성치를 사용자의 요구에 따라서 온 디맨드로 네트워크 경유로 제공하는 것이며, 사용자측 컴퓨터가 수치 해석 수단을 갖지만, 수치 해석에 필요한 정확하고 또한 상세한 재료 특성치 데이터 관리는 서버측에서 일괄 관리하고 시뮬레이션 사용자에게는 기밀성을 유지하기 위해, 정확하고 또한 상세한 재료 특성치를 비가시 상태로 제공하도록 한 것이다.

그리고, 본 발명에 따른 수치 해석용 데이터 제공 시스템은 원하는 재료를 이용하여 작성한 가공 부재나 성형 부재에 대해 수치 해석을 행하기 위해 네트워크에 접속된 사용자측 컴퓨터에 서버측 컴퓨터가 수치 해석용 데이터를 제공하는 수치 해석용 데이터 제공 시스템이며, 상기 사용자측 컴퓨터는 재료명 및 특성 항목을 입력하는 입력 수단과, 재료명 및 특성 항목에 대응시킨 서버측 컴퓨터의 어드레스를 기억하는 기억 수단과, 상기 입력 수단으로부터 입력된 재료명 및 특성 항목에 대응된 어드레스의 서버측 컴퓨터에 재료명 및 특성 항목을 송신하는 재료명 및 특성 항목 송신 수단을 갖고, 상기 서버측 컴퓨터는 복수의 재료에 대해 재료명 및 특성 항목과 기계 특성치, 열물성치, 전자기 특성치 중 어느 1종류 이상의 재료 특성 데이터를 대응시켜 기억하는 재료 특성 데이터 기억 수단과, 상기 사용자측 컴퓨터의 재료명 및 특성 항목 송신 수단으로부터 송신된 재료명 및 특성 항목을 수신하는 재료명 및 특성 항목 수신 수단과, 상기 수신한 재료명 및 특성 항목을 기초로 하여 상기 재료 특성 데이터 기억 수단에 기억된 재료명 및 특성 항목에 대응하는 기계 특성치, 열물성치, 전자기 특성치 중 어느 1종류 이상의 재료 특성 데이터를 추출하는 추출 수단과, 상기 추출 수단에 의해 추출된 재료 특성 데이터를 상기 사용자측 컴퓨터로 송신하는 재료 특성 데이터 송신 수단을 갖고, 상기 사용자측 컴퓨터는 상기 서버측 컴퓨터의 재료 특성 데이터 송신 수단으로부터 송신된 재료 특성 데이터를 수신하는 재료 특성 데이터 수신 수단과, 사용자가 재료 특성 데이터의 실체에 관여하여 인지하지 않도록 상기 재료 특성 데이터를 이용하여 수치 해석을 행하는 수치 해석 수단을 더 갖는 점에 특징을 갖는다.

삭제

본 발명에 따른 수치 해석용 데이터 제공 장치는 원하는 재료를 이용하여 작성한 가공 부재나 성형 부재에 대해 수치 해석을 행하기 위해 네트워크에 접속된 사용자측 컴퓨터에 수치 해석용 데이터를 제공하는 수치 해석용 데이터 제공 장치이며, 복수의 재료에 대해 재료명 및 특성 항목과, 기계 특성치, 열물성치, 전자기 특성치 중 어느 1종류 이상의 재료 특성 데이터를 대응시켜 기억하는 재료 특성 데이터 기억 수단과, 상기 사용자측 컴퓨터로부터 송신된 재료명 및 특성 항목을 수신하는 재료명 및 특성 항목 수신 수단과, 상기 수신한 재료명 및 특성 항목을 기초로 하여 상기 재료 특성 데이터 기억 수단에 기억된 재료명 및 특성 항목에 대응하는 기계 특성치, 열물성치, 전자기 특성치 중 어느 1종류 이상의 재료 특성 데이터를 추출하는 추출 수단과, 상기 추출 수단에 의해 추출된 재료 특성 데이터를 상기 사용자측 컴퓨터로 송신하는 재료 특성 데이터 송신 수단과, 상기 추출 수단에 의해 추출된 재료 특성 데이터를 상기 사용자측 컴퓨터로 송신하는 경우에 그 재료 특성 데이터를 상기 사용자측 컴퓨터가 구비한 수신 수단으로 수신할 수 있고, 상기 사용자측 컴퓨터가 구비한 수치 해석 수단이며 사용자가 재료 특성 데이터의 실체에 관여하여 인지하는 일 없이 수치 해석을 행하는 상기 수치 해석 수단에서는 이용 가능하지만 사용자에게는 비가시하게 하는 수단을 갖는 점에 특징을 갖는다.

삭제

본 발명에 따른 수치 해석용 데이터 이용 장치는 원하는 재료를 이용하여 작성한 가공 부재나 성형 부재에 대해 수치 해석을 행하기 위해, 네트워크에 접속된 서버측 컴퓨터로부터 수치 해석용 데이터의 제공을 받는 수치 해석용 데이터 이용 장치이며, 재료명 및 특성 항목을 입력하는 입력 수단과, 재료명 및 특성 항목에 대응시킨 서버측 컴퓨터의 어드레스를 기억하는 기억 수단과, 상기 입력 수단으로부터 입력된 재료명 및 특성 항목에 대응된 어드레스의 서버측 컴퓨터에 재료명 및 특성 항목을 송신하는 재료명 및 특성 항목 송신 수단과, 상기 서버측 컴퓨터로 상기 재료명 및 특성 항목을 기초로 하여 재료 특성 데이터 기억 수단으로부터 추출되어 송신된 재료 특성 데이터를 수신하는 재료 특성 데이터 수신 수단과, 사용자가 재료 특성 데이터의 실체에 관여하여 인지하지 않도록 상기 재료 특성 데이터를 이용하여 수치 해석을 행하는 수치 해석 수단을 갖는 점에 특징을 갖는다.

삭제

본 발명에 따른 수치 해석용 데이터 제공 방법은 원하는 재료를 이용하여 작성한 가공 부재나 성형 부재에 대해 수치 해석을 행하기 위해, 네트워크에 접속된 사용자측 컴퓨터에 서버측 컴퓨터가 수치 해석용 데이터를 제공하는 수치 해석용 데이터 제공 방법이며, 상기 사용자측 컴퓨터에 있어서 입력 수단으로부터 입력된 재료명 및 특성 항목에 대응된 어드레스의 서버측 컴퓨터에 재료명 및 특성 항목을 송신하는 순서를 실행하고, 상기 서버측 컴퓨터에 있어서 상기 사용자측 컴퓨터로부터 송신된 재료명 및 특성 항목을 수신하는 순서와, 상기 수신한 재료명 및 특성 항목을 기초로 하여 복수의 재료에 대해 재료명 및 특성 항목과, 기계 특성치, 열물성치, 전자기 특성치 중 어느 1종류 이상의 재료 특성 데이터를 대응시켜 기억하는 재료 특성 데이터 기억 수단에 기억된 재료명 및 특성 항목에 대응하는 기계 특성치, 열물성치, 전자기 특성치 중 어느 1종류 이상의 재료 특성 데이터를 추출하는 순서와, 상기 추출된 재료 특성 데이터를 수치 해석에서는 이용 가능하지만 사용자에게는 비가시로서 상기 사용자측 컴퓨터로 송신하는 순서를 실행하고, 상기 사용자측 컴퓨터에 있어서 또한 상기 서버측 컴퓨터로부터 송신된 재료 특성 데이터를 수신하는 순서를 실행하는 점에 특징을 갖는다.

삭제

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 적합한 실시 형태에 대해 설명한다.

(제1 실시 형태)

도1에 본 발명의 제1 실시 형태로서 수치 해석용 데이터 제공 시스템의 구성을 나타낸다. 도1에 나타낸 바와 같이, 본 실시 형태의 수치 해석용 데이터 제공 시스템은, 사용자측 컴퓨터(10)(수치 해석용 데이터 이용 장치)와 서버측 컴퓨터(11)(수치 해석용 데이터 제공 장치)가 네트워크(12)를 거쳐서 예를 들어 TCP/IP에 따른 통신이 가능해지도록 접속되어 있고, 사용자측 컴퓨터(10)(수치 해석용 데이터 이용 장치)에 서버측 컴퓨터(11)(수치 해석용 데이터 제공 장치)가 수치 해석용 데이터를 제공하는 것이다.

여기서는, 원하는 재료를 이용하여 작성한 가공 부재나 성형 부재에 대해 유한 요소법에 의한 구조 해석을 행하는 경우에, 그 구조 해석에 있어서의 재료 특성 데이터를 제공하는 예를 설명한다. 또한, 도1에서는 사용자측 컴퓨터(10) 및 서버측 컴퓨터가 각각 1개밖에 나타나 있지 않지만 모두 복수 존재해도 상관없다.

사용자측 컴퓨터(10)는 데이터 입출력 프로그램(13), 수치 해석을 실행하는 수치 해석 프로그램(14), 참조 테이블(15), 통신 프로그램(16)이 실장되어 있다. 또한, 서버측 컴퓨터(11)는 과금 프로그램(17), 참조 테이블(18), 통신 프로그램(19)이 실장되어 있다.

본 실시 형태에서는, 사용자측 컴퓨터(10)에 대한 물성 데이터(재료 특성 데이터)의 입력으로서 직접 입력과, 서버측 컴퓨터(11)로부터 제공을 받는 외부 입력이 가능하게 되어 있다.

도2에는 사용자측 컴퓨터(10)에 대한 물성 데이터의 직접 입력예를 나타낸다. 일반적으로, 유한 요소법에 의한 구조 해석의 입력 데이터(1)는 해석 표제 데이터(2) 외에, 각 절점의 좌표를 나타내는 절점 데이터(3), 각 요소를 구성하는 절점 번호를 나타내는 요소 데이터(4), 요소의 물성을 나타내는 물성 데이터(5), 요소의 판 두께 등의 기하학 형상을 나타내는 기하학 형상 데이터(6), 하중이나 구속을 나타내는 경계 조건 데이터(7), 시간 증분이나 수렴 조건 등을 나타내는 계산 조건 데이터(8) 등으로 구성된다.

도2에 나타내는 예에서는, 물성 데이터(5)로서 탄성율(영률, 포아송비), n승 경화 모델을 기초로 한 가공 경화 특성 파라미터(항복 응력, 소성 계수, 가공 경화 지수, 오프셋 왜곡), 이방성 파라미터(Lankford치), 밀도의 합계 8개의 수치를 각각 직접 입력한다. 입력 데이터를 판독한 구조 해석 프로그램[수치 해석 프로그램(13)]은 강성 매트릭스의 작성, 연립 일차 방정식의 구해(求解), 변위, 왜곡, 응력의 계산, 결과 출력을 행한다.

이에 대해, 도3에는 사용자측 컴퓨터(10)에 대한 물성 데이터의 외부 입력예를 나타낸다. 여기서는, 물성 데이터(5) 이외에는 도2에서 설명한 직접 입력에 의한 것과 동일하다. 물성 데이터(5) 중의「SOURCE = NET」은 물성 데이터가 네트워크(12) 상의 서버측 컴퓨터(11)에 기억되어 있는 것을 지정하는 것이다. 재료명「spcc」, 재료 모델 식별 번호「003」(데이터 타입「MECHANICAL : 기계 특성」을 포함하여 특성 항목이라 함)이 사용자측 컴퓨터(10)의 입력 수단으로부터 입력되어 있다. 여기서, 재료 모델 식별 번호라 함은, 물성 데이터의 종류(기계 특성, 열물성, 전자기 특성, 기타 물리 특성 등), 재료 모델의 종류(탄성, 탄소성, 점소성 모델 등), 해석 프로그램의 명칭, 버전 등을 식별하는 것이며, 반드시 단일의 수치일 필요는 없고, 복수의 코드 번호 등이라도 좋다.

도3에 나타내는 입력 데이터를 판독한 구조 해석 프로그램[수치 해석 프로그램(14)]은 재료명 및 재료 모델 식별 번호를 기초로 하여, 도4에 나타낸 바와 같이 재료명, 데이터 타입 및 재료 모델 식별 번호와, 재료 특성 데이터의 저장 장소인 서버측 컴퓨터(11)(데이터 서버)의 어드레스를 대응시킨 참조 테이블(15)을 참조하여 네트워크(12) 상의 해당되는 서버측 컴퓨터(11)에 접속한다.

서버측 컴퓨터(11)에 있어서는, 접속을 개시하는 데 있어서 사용자의 인증을 행함으로써 특정 사용자에게만 재료 특성 데이터를 제공하는 것이 가능해진다. 그리고, 접속을 접수한 서버측 컴퓨터(11)는 요구된 재료명 및 재료 모델 식별 번호를 기초로 하여 도5에 나타낸 바와 같은 참조 테이블(18)을 참조하여, 예를 들어 재료명 및 재료 모델 식별 번호를 검색 키로 하여 데이터 베이스로부터 재료 특성 데이터를 불러내어 적당한 서식으로 사용자측 컴퓨터(10)로 송신한다.

이 때, 서버측 컴퓨터(11)는 사용자측 컴퓨터(10)의 수신을 확인한 후, 접속 시간, 데이터 전송량 등 사용자마다의 이용 실적을 기록함으로써 과금을 행한다. 예를 들어, 재료 특성 데이터를 사용자측 컴퓨터(10)로 송신할 때마다 송신 로그 파일(클라이언트명, 접속 일시, 송신 데이터량 등)을 갱신하고, 그것을 정기적으로 집계하여 총 통신량에 따라서 과금하면 된다.

재료 특성 데이터를 수신한 사용자측 컴퓨터(10) 상에서 실행되는 구조 해석 프로그램[수치 해석 프로그램(14)]은, 이후 강성 매트릭스의 작성, 연립 일차 방정식의 구해, 변위, 왜곡, 응력의 계산, 결과 출력을 행한다. 구조 해석 프로그램으로서는, 예를 들어 NASTRAN, MARC, ABAQUS, LS-DYNA, PAM-CRASH 등이 알려져 있다.

그런데, 사용자측 컴퓨터(10)에 있어서 수신한 재료 특성 데이터의 수치를 사용자에 가시 상태로 표시하도록 해도 좋지만, 그것으로는 일단 제공한 재료 특성 데이터의 재이용(부정 카피)이 가능해진다. 그래서, 서버측 컴퓨터(11)에 있어서 송신하는 재료 특성 데이터를 암호화하여 사용자측 컴퓨터(10)로 송신하는 것이 바람직하다. 이 경우, 암호화된 재료 특성 데이터를 수치 해석 프로그램(14)에서는 복호화하여 해석에 이용할 수 있지만, 사용자에게는 비가시로 함으로써 데이터의 기밀성을 확보하여 수치 데이터의 재이용을 방지할 수 있다.

또한, 입력의 양식이나 서식은 전술한 예에 한정되는 것은 아니며, 소프트웨어마다 임의의 양식이나 서식이라도 좋다. 예를 들어, 도6에 나타낸 바와 같은 입력 화면을 사용자측 컴퓨터(10)의 디스플레이 장치에 표시하도록 해도 좋다. 이 입력 화면에 있어서는, 대상 모델의 선택 후에 재료명(601)(예를 들어, JIS, DIN 등의 규격명이나 메이커마다의 규격명을 입력한다. 도시예에서는「JSC590」), 데이터 타입(602)(도시예에서는「MECHANICAL : 기계 특성」)을 각각 입력하고, 재료 모델(603)(탄소성 1 : 정적 변형)을 선택하도록 되어 있다. 그리고, 설정 버튼 604을 누름 조작함으로써 재료명, 데이터 타입, 재료 모델과, 재료 특성 데이터의 저장 장소인 서버측 컴퓨터(11)(데이터 서버)의 어드레스를 대응시킨 참조 테이블을 참조하여, 네트워크(12) 상의 해당되는 서버측 컴퓨터(11)에 접속한다.

다음에, 도7의 흐름도를 참조하여 본 실시 형태에 있어서의 데이터 제공의 흐름을 설명한다. 사용자측 컴퓨터(10)에 있어서, 도2 혹은 도3에 나타낸 구조 해석의 입력 데이터를 판독한 후(스텝 S701), 직접 입력인지 외부 입력인지에 따라서(스텝 S702), 전자인 경우는 수치 데이터를 판독하여(스텝 S703) 컴퓨터의 메모리에 저장하고, 즉시 계산을 개시한다(스텝 S711). 또한, 후자인 경우는 도4에 나타낸 참조 테이블에 조회하여(스텝 S704), 서버측 컴퓨터(11)의 접속처를 얻고 접속을 개시한다(스텝 S705).

접속 개시에 있어서는, 사용자 식별 번호(ID) 및 패스워드를 확인하고(스텝 S706), 인증이 성공하면 재료명, 데이터 타입, 모델 식별 번호 등을 바탕으로 필요한 재료 특성 데이터를 요구하고, 데이터 본체, 즉 재료 특성 데이터를 수신하여(스텝 S707), 메모리에 저장하고(스텝 S708), 서버측 컴퓨터(11)와의 접속을 종료시킨 후(스텝 S710), 즉시 계산을 개시한다(스텝 S711). 또한, 서버측 컴퓨터(11)와의 접속을 종료하는 데 있어서는 서버측 컴퓨터(11)의 과금 테이블을 갱신해 둔다(스텝 S709).

(제2 실시 형태)

도8에는 본 발명의 제2 실시 형태로서 수치 해석 결과 제공 시스템의 구성을 나타낸다. 도8에 있어서, 상기 제1 실시 형태와 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙이고, 그 상세한 설명은 생략한다. 여기서는, 사용자측 컴퓨터(10)가 아닌 서버측 컴퓨터(11)에 수치 해석 프로그램(14)이 실장되어 있다. 즉, 사용자측 컴퓨터(10)는 재료명 및 특성 항목의 데이터의 입력과 해석 결과의 표시 기능만을 갖는다.

본 실시 형태의 경우도, 도3에 나타낸 바와 같이 물성 데이터(5) 이외의, 각 절점의 좌표를 나타내는 절점 데이터(3), 각 요소를 구성하는 절점 번호를 나타내는 요소 데이터(4), 요소의 물성을 나타내는 물성 데이터(5), 요소의 판 두께 등의 기하학 형상을 나타내는 기하학 형상 데이터(6), 하중이나 구속을 나타내는 경계 조건 데이터(7), 시간 증분이나 수렴 조건 등을 나타내는 계산 조건 데이터(8) 등을 입력하는 동시에, 물성 데이터(5) 중에「SOURCE = NET」이 설정되고, 재료명 및 재료 모델 식별 번호(데이터 타입을 포함하여「특성 항목」이라 함)가 입력된다.

도3에 나타내는 입력 데이터를 판독한 구조 해석 프로그램[수치 해석 프로그램(14)]은 재료명 및 재료 모델 식별 번호를 기초로 하여, 도4에 나타낸 바와 같이 재료명, 데이터 타입 및 재료 모델 식별 번호와, 재료 특성 데이터의 저장 장소인 서버측 컴퓨터(11)(데이터 서버)의 어드레스를 대응시킨 참조 테이블(15)을 참조하여 네트워크(12) 상의 해당되는 서버측 컴퓨터(11)에 접속한다.

서버측 컴퓨터(11)에 있어서는, 접속을 개시하는 데 있어서 사용자의 인증을 행함으로써 특정 사용자에게만 접속을 허가한다. 접속이 허가되면, 사용자측 컴퓨터(10)는 도3에 나타내는 구조 해석의 입력 데이터를 송신한다. 또한, 입력 데이터의 송신 후에는 일단 사용자측 컴퓨터(10)와의 접속을 해제해도 된다.

입력 데이터를 접수한 서버측 컴퓨터(11)는 요구된 재료명 및 재료 모델 식별 번호를 기초로 하여 도5에 나타낸 참조 테이블(18)을 참조하여, 예를 들어 재료명 및 재료 모델 식별 번호를 검색 키로 하여 데이터 베이스 본체로부터 재료 특성 데이터를 불러낸다.

그리고, 데이터 베이스 본체로부터 불러낸 재료 특성 데이터와, 사용자측 컴퓨터(10)로부터 수신한 입력 데이터[절점 데이터(3), 요소 데이터(4), 기하학 형상 데이터(6), 경계 조건 데이터(7), 계산 조건 데이터(8) 등]를 이용하여, 서버측 컴퓨터(11) 상에서 실행되는 구조 해석 프로그램[수치 해석 프로그램(14)]은 강성 매트릭스의 작성, 연립 일차 방정식의 구해, 변위, 왜곡, 응력의 계산을 행한다.

그 후, 변위, 응력 분포 등의 해석 결과 파일을 예를 들어 전자 메일의 첨부 파일로서 사용자측 컴퓨터(10)에 회신한다. 도9a 및 도9b에는 일예로 하고 있는 해석 모델과, 그 해석 결과(왜곡 분포)를 나타낸다. 이러한 결과가 전자 메일의 첨부 파일로서 사용자측 컴퓨터(10)에 회신되게 된다.

이 경우도, 서버측 컴퓨터(11)에 있어서 예를 들어 해석 결과 파일을 사용자측 컴퓨터(10)로 송신할 때마다 송신 로그 파일(클라이언트명, 접속 일시, 송신 데이터량 등)을 갱신하고, 그것을 정기적으로 집계하여 총 통신량에 따라서 과금하면 된다.

또한, 입력 양식이나 서식은 전술한 예에 한정되는 것은 아니며 소프트웨어마다 임의의 양식이나 서식이라도 좋다. 예를 들어, 도10에 나타낸 바와 같은 입력 화면을 사용자측 컴퓨터(10)의 표시 장치에 표시하도록 해도 좋다. 이 입력 화면에 있어서는, 대상 모델의 선택 후에 재료명(1001)(예를 들어 JIS, DIN 등의 규격명이나 메이커마다의 규격명을 입력한다. 도시예에서는「JSC590」), 데이터 타입(1002)(도시예에서는「MECHANICAL : 기계 특성」)을 각각 입력하고, 재료 모델 1003(탄소성 1 : 정적 변형)을 선택하도록 되어 있다. 또한, 다른 화면에 있어서 절점 데이터, 요소 데이터, 기하학 형상 데이터, 경계 조건 데이터, 계산 조건 데이터 등 필요한 모델 데이터를 정의해 두고, 입력 데이터 출력 버튼(1004)을 누름 조작함으로써, 도3에 나타낸 바와 같은 구조 해석의 입력 데이터가 작성된다. 그 후, 송신 버튼(1005)을 누름 조작함으로써 재료명, 데이터 타입, 재료 모델과, 재료 특성 데이터의 저장 장소인 서버측 컴퓨터(11)(데이터 서버)의 어드레스를 대응시킨 참조 테이블을 참조하여, 네트워크(12) 상의 해당되는 서버측 컴퓨터(11)에 접속한다.

이상 본 발명의 실시 형태를 설명하였지만, 도1 및 도8에 나타내는 계산기의 접속 형태는, 이들 예에 한정되는 것은 아니며 사용자의 계산기[사용자측 컴퓨터(10)]는 전화 회선을 거쳐서 데이터 서버[서버측 컴퓨터(11)]에 직접 접속해도 좋다.

또한, 상기 실시 형태에서는 구조 해석을 예로 하였지만, 전열 해석, 유체 해석, 전자기장 해석에 적용해도 좋다. 열전도 해석 프로그램으로서는, 예를 들어 MARC, ABAQUS, LS-DYNA 등이 알려져 있다. 또한, 유동 해석 프로그램으로서는, 예를 들어 FLUENT, STAR-CD, PHOENICS, FIDAP 등이 알려져 있다. 또한, 전자기장 해석 프로그램으로서, 예를 들어 JMAG 등이 알려져 있다.

또한, 본 발명에 의해 제공되는 수치 데이터의 내용은 재료 특성 데이터에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 경계 조건 데이터나 해석 대상의 형상을 나타내는 CAD 데이터 등 수치 해석에 필요한 임의의 데이터라도 좋다.

(제1 실시예)

본 발명을 적용하여, 도1에 나타내는 박강판의 프레스 성형 해석 시스템을 시험 제작하였다. 입력 데이터의 일부를 도3에 나타낸다. 여기서는, 절점 데이터 및 요소 데이터는 금형이나 피가공재의 형상 데이터이며 통상의 방법으로 직접 입력하였다. 물성 데이터는 피가공재의 기계 특성(데이터 타입 : MECHANICAL)이며, 입력 방법으로서 네트워크 경유의 외부 입력(SOURCE = NET)을 지정하고 있다. 재료는 판 두께 1.2 mm의 냉연 연강판(재료명 : spcc), 재료 모델은 해석 소프트웨어가 준비하고 있는 탄소성 n승 경화측 모델(재료 모델 식별 번호 : 003)을 지정하고 있다. 계속해서, 경계 조건 데이터는 금형의 이동, 주름 압박 하중, 마찰 계수 등으로 통상의 방법으로 직접 입력하였다. 마지막으로 계산 조건은, 시간 증분, 수렴 조건 등으로 역시 통상의 방법으로 직접 입력하였다.

계속해서, 상기한 재료명 및 특성 항목의 입력 데이터는 서버측 컴퓨터(11) 상에 있는 프레스 성형 해석 소프트웨어에 판독되고, 도7에 나타낸 순서로 처리되고, 도4에 나타낸 참조 테이블로부터 데이터 서버의 어드레스(www.abc.com)를 얻어, 인터넷 경유로 접속, 도2에 나타낸 직접 입력시의 데이터와 등가인, 즉 탄성율(영률, 포아송비), n승 경화 모델을 기초로 한 가공 경화 특성 파라미터(항복 응력, 소성 계수, 가공 경화 지수, 오프셋 왜곡), 이방성 파라미터(Lankford치), 밀도의 합계 8개의 값에 상당하는 재료 특성치 데이터를 서버측 컴퓨터(11)로부터 수신하고, 메모리 상에 저장한 후 유한 요소법에 의한 성형 계산을 실행하였다. 이 때, 서버측 계산(www.abc.com)에서는, 사용자마다 데이터 송신 회수를 기록해 두고, 데이터 송신량에 따른 과금을 행하였다. 이 시스템을 이용함으로써 사용자(해석자)는 재료 특성 데이터의 실체에는 일체 인지할 필요가 없어 재료 특성 데이터를 입수하는 시간이 대폭 생략되고, 해석 결과의 신뢰성이 향상되는 동시에 해석 시간이 단축되었다. 한편, 데이터 서버를 제공하는 메이커측은 항상 최신의 재료 특성치 데이터를 일원 관리할 수 있는 동시에 데이터의 기밀성을 유지하는 것도 가능해졌다.

(제2 실시예)

본 발명을 적용한 도8에 도시한 박강판의 프레스 성형 해석 시스템을 시험 제작하였다. 사용자측 컴퓨터(10)는 도3에 나타낸 입력 데이터를 판독하고, 도4에 나타낸 참조 테이블로부터 데이터 서버의 어드레스(www.abc.com)를 얻어 인터넷 경유로 접속하고, 입력 데이터를 모두 서버측 컴퓨터(11)로 송신한다. 계속해서, 입력 데이터를 수신한 서버측 컴퓨터(11)는 도5에 나타낸 참조 테이블로부터 재료 특성 데이터를 얻어 성형 해석을 실행한다. 계산이 종료되면, 계산 결과를 미리 지정된 사용자 전자 메일로 송신하는 동시에, 계산 시간에 따라서 과금을 행한다. 이 시스템을 이용함으로써 사용자는 독자적으로 수치 해석 프로그램을 도입할 필요가 없어지고, 또한 데이터 서버를 제공하는 메이커측은 항상 최신의 재료 특성 데이터 및 해석 결과를 일원 관리할 수 있는 동시에 데이터의 기밀성을 유지하는 것도 가능해졌다.

이상 설명한 사용자측 컴퓨터나 서버측 컴퓨터는 컴퓨터의 CPU 혹 MPU, RAM, ROM, RAM 등으로 구성되는 것이며, 상술한 바와 같이 RAM이나 ROM 등에 기억된 프로그램이 동작함으로써 실현된다.

따라서, 프로그램 자체가 상술한 실시 형태의 기능을 실현하게 되어, 본 발명을 구성한다. 프로그램의 전송 매체로서는, 프로그램 정보를 반송파로서 전파시켜 공급하기 위한 컴퓨터 네트워크(LAN, 인터넷 등의 WAN, 무선 통신 네트워크 등) 시스템에 있어서의 통신 매체(광섬유 등의 유선 회선이나 무선 회선 등)를 이용할 수 있다.

또한, 상기 프로그램을 컴퓨터에 공급하기 위한 수단, 예를 들어 이러한 프로그램을 저장한 기억 매체는 본 발명을 구성한다. 이러한 기억 매체로서는, 예를 들어 가요성 디스크, 하드디스크, 광디스크, 광자기 디스크, CD-ROM, 자기 테이프, 불휘발성 메모리 카드, ROM 등을 이용할 수 있다.

또한, 상기 실시 형태에 있어서 나타낸 각 부분의 형상 및 구조는 모두 본 발명을 실시하는 데 있어서의 구체화의 그저 일예를 나타낸 것에 불과하며, 이들에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정적으로 해석되어서는 안되는 것이다. 즉, 본 발명은 그 정신, 또는 그 주요한 특징으로부터 일탈하지 않고 다양한 형태로 실시할 수 있다.

본 발명에 따르면, 유한 요소법이나 유한 차분법을 이용한 구조 해석, 열전도 해석, 유동 해석, 전자기장 해석의 계산기 시뮬레이션에 있어서 기밀성을 유지하면서 신뢰성이 높은 수치 해석용 데이터를 제공하는 것이 가능해져 시뮬레이션의 신뢰성 및 정밀도가 현저히 향상된다. 또한, 사용자로부터 실험 비용 등에 대한 대가를 회수할 수 있으므로, 재료 특성 데이터의 추가, 갱신 등 재료 특성 데이터 기억 수단(데이터 베이스)의 보수 및 기능 향상이 더욱 용이해진다.

Claims (16)

1. 원하는 재료를 이용하여 작성한 가공 부재나 성형 부재에 대해 수치 해석을 행하기 위해, 네트워크에 접속된 사용자측 컴퓨터에 서버측 컴퓨터가 수치 해석용 데이터를 제공하는 수치 해석용 데이터 제공 시스템이며,

   상기 사용자측 컴퓨터는 재료명 및 적어도 재료 특성 데이터의 종류, 재료 모델의 종류, 해석 프로그램의 명칭, 버전을 식별하는 재료 모델 식별 번호를 특성 항목으로서 입력하는 입력 수단과, 재료명 및 재료 모델 식별 번호에 대응시킨 서버측 컴퓨터의 어드레스를 기억하는 기억 수단과, 상기 입력 수단으로부터 입력된 재료명 및 재료 모델 식별 번호에 대응된 어드레스의 서버측 컴퓨터로 재료명 및 재료 모델 식별 번호를 송신하는 재료명 및 재료 모델 식별 번호 송신 수단을 갖고,

   상기 서버측 컴퓨터는 복수의 재료에 대해 재료명 및 재료 모델 식별 번호와, 기계 특성치, 열물성치, 전자기 특성치 중 어느 1종류 이상의 재료 특성 데이터를 대응시켜 기억하는 재료 특성 데이터 기억 수단과, 상기 사용자측 컴퓨터의 재료명 및 재료 모델 식별 번호 송신 수단으로부터 송신된 재료명 및 재료 모델 식별 번호를 수신하는 재료명 및 재료 모델 식별 번호 수신 수단과, 상기 수신한 재료명 및 재료 모델 식별 번호를 기초로 하여 상기 재료 특성 데이터 기억 수단에 기억된 재료명 및 재료 모델 식별 번호에 대응하는 기계 특성치, 열물성치, 전자기 특성치 중 어느 1종류 이상의 재료 특성 데이터를 추출하는 추출 수단과, 상기 추출 수단에 의해 추출된 재료 특성 데이터를 상기 사용자측 컴퓨터로 송신하는 재료 특성 데이터 송신 수단과, 상기 재료 특성 데이터 송신 수단에 의해 재료 특성 데이터를 송신할 때에 그 재료 특성 데이터를 사용자에게는 비가시하게 하는 수단을 갖고,

   상기 사용자측 컴퓨터는 상기 서버측 컴퓨터의 재료 특성 데이터 송신 수단으로부터 송신된 재료 특성 데이터를 수신하는 재료 특성 데이터 수신 수단과, 상기 사용자에게는 비가시하여 송신된 재료 특성 데이터를 이용하여 사용자가 재료 특성 데이터의 실체에 관여하지 않도록 수치 해석을 행하는 수치 해석 수단을 더 갖는 것을 특징으로 하는 수치 해석용 데이터 제공 시스템.
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