KR101628644B1

KR101628644B1 - 구조체의 접합 위치의 최적화 해석 방법 및 장치

Info

Publication number: KR101628644B1
Application number: KR1020157011266A
Authority: KR
Inventors: 다카노부 사이토
Original assignee: 제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Priority date: 2012-11-06
Filing date: 2012-11-06
Publication date: 2016-06-08
Also published as: US20150298236A1; EP2919139A1; CN104781816B; WO2014073018A1; US10086464B2; CN104781816A; EP2919139A4; KR20150063525A

Abstract

본 발명에 관련된 접합 위치의 최적화 해석 방법은 평면 요소 및/또는 입체 요소로 이루어지는 구조체 모델을 구성하는 복수 부품의 접합에 사용되는 점접합 또는 연속 접합의 최적화 해석 방법으로서, 상기 복수의 부품을 접합하는 접합점 또는 접합부에 있어서의 해석 대상부를 설정하는 해석 대상부 설정 단계와, 설정된 해석 대상부에 있어서 적어도 1 개 지점의 접합점 또는 접합부를 고정 접합점 또는 고정 접합부로서 설정하는 고정 접합 설정 단계와, 상기 해석 대상부에 대하여 접합점 또는 접합부의 후보가 되는 접합 후보를 설정하는 접합 후보 설정 단계와, 상기 해석 대상부에 대하여 해석 조건을 설정하는 해석 조건 설정 단계와, 상기 해석 조건을 만족하는 최적의 접합점 또는 접합부를 상기 접합 후보 중에서 구하는 해석 단계를 갖는다.

Description

구조체의 접합 위치의 최적화 해석 방법 및 장치{ANALYZING METHOD AND APPARATUS FOR OPTIMIZING WELDING POSITION OF STRUCTURE}

본 발명은 구조체의 접합 위치의 최적화 해석 방법 및 장치에 관한 것으로, 주로 스폿 용접 등의 점접합이나, 레이저 용접, 아크 용접, 또는 웰드 본드 접합 등의 연속 접합의 접합 위치의 최적화 해석 방법 및 장치에 관한 것이다.

최근, 특히 자동차 산업에 있어서는 환경 문제에서 기인된 차체의 경량화가 진행되고 있어, 차체의 설계에 컴퓨터 지원 공학 (computer aided engineering) 에 의한 해석 (이하, 「CAE 해석」이라고 한다) 은 빠뜨릴 수 없는 기술이 되어 있다.

이 CAE 해석에서는 수리 최적화, 판 두께 최적화, 형상 최적화, 토폴로지 최적화 등의 최적화 기술을 사용함으로써 강성의 향상이나 경량화가 도모되는 것이 알려져 있고, 예를 들어 엔진 블록 등의 주물의 구조 최적화에 자주 사용되고 있다.

최적화 기술 중에서, 특히 토폴로지 최적화 (topology optimization) 가 주목받고 있다. 토폴로지 최적화는 어느 정도 크기의 설계 공간을 형성하고, 당해 설계 공간에 입체 요소 (element) 를 장착하여, 주어진 조건을 만족하고 또한 필요 최소한의 입체 요소의 부분을 남김으로써 당해 조건을 만족하는 최적 형상으로 한다는 방법이다. 그 때문에, 토폴로지 최적화는 설계 공간을 이루는 입체 요소에 직접 구속을 실시하고, 직접 하중을 가한다는 방법이 사용된다.

이와 같은 토폴로지 최적화에 관한 기술로서, 복잡한 구조체의 컴포넌트의 토폴로지 최적화를 위한 방법이 특허문헌 1 에 개시되어 있다.

일본 공개특허공보 2010-250818호

차체와 같은 구조체는 복수의 부품을 용접 등에 의해 접합함으로써 하나의 구조체를 형성하고 있고, 접합량을 늘리면 강성이 향상되는 것이 알려져 있다. 그러나, 비용의 관점에서 접합량을 가능한 한 적게 하는 것이 요망되고 있다.

부품끼리의 접합 위치를 결정하는 방법으로는, 균등 간격으로 설정하는 방법, 경험이나 감에 의해 설정하는 방법, 응력 해석에 의해 응력이 높은 부분에 추가하는 방법 등이 있다.

그러나, 접합 위치를 균등 간격으로 설정하는 방법이나 경험이나 감에 의해 용접 위치를 설정하는 방법에서는, 강성을 향상시키기 위해서 필요한 위치를 찾아 용접 위치를 설정하는 것은 아니기 때문에, 불필요한 위치에 용접 위치를 설정하는 것이 되어 비용 면에서는 효율이 나쁘다고 하지 않을 수 없다.

또, 응력 해석에 의해 응력이 큰 부위에 용접 위치를 추가하는 방법에서는, 추가 전에 비해 용접 위치로서 추가한 부위의 근방만의 특성이 향상되는데, 다른 부위의 특성이 상대적으로 저하하게 되어, 전체적으로 평가했을 때에는 용접 위치를 최적화하고 있다고는 할 수 없다.

이와 같이 종래 기술은 모두 특성 향상을 위한 최적인 위치에 설정할 수 있는 것은 아니다.

그래서, 특허문헌 1 에 개시된 바와 같은 최적화 기술을 적용하는 것을 생각할 수 있는데, 용접 위치의 최적화에 대해 어떻게 하여 최적화 기술을 적용할지에 대해 개시한 문헌은 없고, 이와 같은 기술의 개발이 요망되고 있었다.

본 발명은, 상기와 같은 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 평면 요소 및/또는 입체 요소로 이루어지는 구조체 모델을 구성하는 복수 부품의 접합에 사용되는 점접합 또는 연속 접합의 최적 위치를 구할 수 있는 접합 위치의 최적화 기술을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 하기의 접합 위치의 최적화 해석 방법 및 접합 위치의 최적화 해석 장치를 제공한다.

(1) 평면 요소 및/또는 입체 요소로 이루어지는 구조체 모델을 구성하는 복수 부품의 접합에 사용되는 점접합 또는 연속 접합의 최적화 해석 방법으로서,

상기 복수의 부품을 접합하는 접합점 또는 접합부에 있어서의 해석 대상부를 설정하는 해석 대상부 설정 단계와,

설정된 해석 대상부에 있어서 적어도 1 개 지점의 접합점 또는 접합부를 고정 접합점 또는 고정 접합부로서 설정하는 고정 접합 설정 단계와,

상기 해석 대상부에 대하여 접합점 또는 접합부의 후보가 되는 접합 후보를 설정하는 접합 후보 설정 단계와,

상기 해석 대상부에 대하여 해석 조건을 설정하는 해석 조건 설정 단계와,

상기 해석 조건을 만족하는 최적의 접합점 또는 접합부를 상기 접합 후보 중에서 구하는 해석 단계를 갖는 접합 위치의 최적화 해석 방법.

(2) 평면 요소 및/또는 입체 요소로 이루어지는 구조체 모델을 구성하는 복수 부품의 접합에 사용되는 점접합 또는 연속 접합의 최적화 해석 방법으로서,

상기 복수의 부품을 접합하는 접합점 또는 접합부의 후보가 되는 접합 후보를 설정하는 접합 후보 설정 단계와,

설정된 접합 후보에 대하여 해석 대상부를 설정하는 해석 대상부 설정 단계와, 설정된 해석 대상부에 있어서 적어도 1 개 지점의 접합점 또는 접합부를 고정 접합점 또는 고정 접합부로서 설정하는 고정 접합 설정 단계와,

(3) 평면 요소 및/또는 입체 요소로 이루어지는 구조체 모델을 구성하는 복수 부품의 접합에 사용되는 점접합 또는 연속 접합의 최적화 해석 방법으로서,

설정된 접합 후보에 대하여 해석 대상부를 설정하는 해석 대상부 설정 단계와,

상기 해석 대상부에 대하여 접합점 또는 접합부의 후보가 되는 접합 후보를 재설정하는 접합 후보 재설정 단계와,

상기 해석 조건을 만족하는 최적의 접합점 또는 접합부를 상기 재설정된 접합 후보 중에서 구하는 해석 단계를 갖는 접합 위치의 최적화 해석 방법.

(4) 상기 접합 후보 재설정 단계는 상기 접합점 또는 상기 접합부를 생성하는 접합 생성 단계를 갖고,

그 접합 생성 단계는 부품을 구성하는 각 평면 요소의 절점 좌표로부터 요소의 대표점을 결정하는 단계와, 상기 부품의 하나의 평면 요소를 기준으로 하여, 다른 부품의 평면 요소에 대하여 각각의 대표점끼리의 점간 거리를 좌표값으로부터 계산하고, 용접 접합이 가능한 거리의 평면 요소 사이에 접합 요소를 배치하는 단계를 갖는 (3) 에 기재된 접합 위치의 최적화 해석 방법.

(5) 상기 해석 단계는 이산화 계수를 4 이상으로 설정하여 이산화를 실시하는 (1) 내지 (4) 중 어느 하나에 기재된 접합 위치의 최적화 해석 방법.

(6) 상기 고정 접합 설정 단계는 접합된 복수의 부품에 대하여 구조 해석을 실시하고, 그 구조 해석의 결과에 기초하여 상기 고정 접합점 또는 상기 고정 접합부를 설정하는 (1) 내지 (5) 중 어느 하나에 기재된 접합 위치의 최적화 해석 방법.

(7) 상기 고정 접합 설정 단계는 접합된 복수의 부품에 있어서의 모든 접합 요소를 대상으로 하여 수치 해석에 의한 최적화 계산을 실시하고, 그 최적화 계산에 기초하여 상기 고정 접합점 또는 상기 고정 접합부를 설정하는 (1) 내지 (6) 중 어느 하나에 기재된 접합 위치의 최적화 해석 방법.

(8) 상기 접합 후보 설정 단계는 상기 접합점 또는 상기 접합부를 생성하는 접합 생성 단계를 갖고, 그 접합 생성 단계는 부품을 구성하는 각 평면 요소의 절점 좌표로부터 요소의 대표점을 결정하는 단계와, 상기 부품의 하나의 평면 요소를 기준으로 하여, 다른 부품의 평면 요소에 대하여 각각의 대표점끼리의 점간 거리를 좌표값으로부터 계산하고, 용접 접합이 가능한 거리의 평면 요소 사이에 접합 요소를 배치하는 단계를 갖는 (1) 내지 (7) 중 어느 하나에 기재된 접합 위치의 최적화 해석 방법.

(9) 평면 요소 및/또는 입체 요소로 이루어지는 구조체 모델을 구성하는 복수 부품의 접합에 사용되는 점접합 또는 연속 접합의 최적화 해석 장치로서,

상기 복수의 부품을 접합하는 접합점 또는 접합부에 있어서의 해석 대상부를 설정하는 해석 대상부 설정부와,

설정된 해석 대상부에 있어서 적어도 1 개 지점의 접합점 또는 접합부를 고정 접합점 또는 고정 접합부로서 설정하는 고정 접합 설정부와,

상기 해석 대상부에 대하여 접합점 또는 접합부의 후보가 되는 접합 후보를 설정하는 접합 후보 설정부와,

상기 해석 대상부에 대하여 해석 조건을 설정하는 해석 조건 설정부와,

상기 해석 조건을 만족하는 최적의 접합점 또는 접합부를 상기 접합 후보 중에서 구하는 최적화 해석부를 갖는 접합 위치의 최적화 해석 장치.

(10) 평면 요소 및/또는 입체 요소로 이루어지는 구조체 모델을 구성하는 복수 부품의 접합에 사용되는 점접합 또는 연속 접합의 최적화 해석 장치로서,

상기 복수의 부품을 접합하는 접합점 또는 접합부의 후보가 되는 접합 후보를 설정하는 접합 후보 설정부, 설정된 접합 후보에 대하여 해석 대상부를 설정하는 해석 대상부 설정부와,

(11) 평면 요소 및/또는 입체 요소로 이루어지는 구조체 모델을 구성하는 복수 부품의 접합에 사용되는 점접합 또는 연속 접합의 최적화 해석 장치로서,

상기 복수의 부품을 접합하는 접합점 또는 접합부의 후보가 되는 접합 후보를 설정하는 접합 후보 설정과,

설정된 접합 후보에 대하여 해석 대상부를 설정하는 해석 대상부 설정부와,

상기 해석 대상부에 대하여 접합점 또는 접합부의 후보가 되는 접합 후보를 재설정하는 접합 후보 재설정부와,

상기 해석 조건을 만족하는 최적의 접합점 또는 접합부를 상기 재설정된 접합 후보 중에서 구하는 최적화 해석부를 갖는 접합 위치의 최적화 해석 장치.

(12) 상기 접합 후보 재설정부는 상기 접합점 또는 상기 접합부를 생성하는 접합 생성부를 갖고, 그 접합 생성부는 부품을 구성하는 각 평면 요소의 절점 좌표로부터 요소의 대표점을 결정하고, 상기 부품의 하나의 평면 요소를 기준으로 하여, 다른 부품의 평면 요소에 대하여 각각의 대표점끼리의 점간 거리를 좌표값으로부터 계산하고, 용접 접합이 가능한 거리의 평면 요소 사이에 접합 요소를 배치하는 (11) 에 기재된 접합 위치의 최적화 해석 장치.

(13) 상기 최적화 해석부는 이산화 계수를 4 이상으로 설정하여 이산화를 실시하는 (9) 내지 (12) 중 어느 하나에 기재된 접합 위치의 최적화 해석 장치.

(14) 상기 고정 접합 설정부는 접합된 복수의 부품에 대하여 구조 해석을 실시하고, 그 구조 해석의 결과에 기초하여 상기 고정 접합점 또는 상기 고정 접합부를 설정하는 (9) 내지 (13) 중 어느 하나에 기재된 접합 위치의 최적화 해석 장치.

(15) 상기 고정 접합 설정부는 접합된 복수의 부품에 있어서의 모든 접합 요소를 대상으로 하여 수치 해석에 의한 최적화 계산을 실시하고, 그 최적화 계산에 기초하여 상기 고정 접합점 또는 상기 고정 접합부를 설정하는 (9) 내지 (13) 중 어느 하나에 기재된 접합 위치의 최적화 해석 장치.

(16) 상기 접합 후보 설정부는 상기 접합점 또는 상기 접합부를 생성하는 접합 생성부를 갖고, 그 접합 생성부는 부품을 구성하는 각 평면 요소의 절점 좌표로부터 요소의 대표점을 결정하고, 상기 부품의 하나의 평면 요소를 기준으로 하여, 다른 부품의 평면 요소에 대하여 각각의 대표점끼리의 점간 거리를 좌표값으로부터 계산하고, 용접 접합이 가능한 거리의 평면 요소 사이에 접합 요소를 배치하는 (9) 내지 (15) 중 어느 하나에 기재된 접합 위치의 최적화 해석 장치.

본 발명에 있어서는, 복수의 부품을 접합하는 접합점 또는 접합부에 있어서의 해석 대상부를 설정하는 해석 대상부 설정 단계와, 설정된 해석 대상부에 있어서 적어도 1 개 지점의 접합점 또는 접합부를 고정 접합점 또는 고정 접합부로서 설정하는 고정 접합 설정 단계와, 상기 해석 대상부에 대하여 접합점 또는 접합부의 후보가 되는 접합 후보를 설정하는 접합 후보 설정 단계와, 상기 해석 대상부에 대하여 해석 조건을 설정하는 해석 조건 설정 단계와, 상기 해석 조건을 만족하는 최적의 접합점 또는 접합부를 상기 접합 후보 중에서 구하는 해석 단계를 구비함으로써, 구조체의 특성 향상을 위한 최적의 접합 위치를 설정할 수 있다.

도 1 은 본 발명의 일 실시형태에 관한 접합 위치의 최적화 해석 장치의 블록도이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시형태에 관한 접합 위치의 최적화 해석 장치에 있어서의 접합 생성부의 처리 흐름을 나타내는 플로 차트이다.
도 3 은 본 발명의 일 실시형태에 관한 접합 위치의 최적화 해석 장치의 처리 흐름을 나타내는 플로 차트이다.
도 4 는 본 발명의 다른 실시형태에 관한 접합 위치의 최적화 해석 장치의 처리 흐름을 나타내는 플로 차트이다.
도 5 는 구조체 모델의 일례를 설명하는 설명도이다.
도 6 은 본 발명의 일 실시형태에 있어서 고정 접합점을 설정한 상태의 설명도이다.
도 7 은 본 발명의 일 실시형태에 있어서 고정 접합점을 설정한 후, 접합부를 생성한 상태를 설명하는 설명도이다.
도 8 은 도 7 에 나타내는 상태에 대하여 최적의 접합점을 구하는 해석 처리를 한 상태를 설명하는 설명도이다.
도 9 는 비교예의 설명도로, 고정 접합점을 설정하지 않고 접합부를 생성한 상태를 설명하는 도면이다.
도 10 은 도 9 에 나타내는 상태에 대하여 최적의 접합점을 구하는 해석 처리를 한 상태를 설명하는 설명도이다.
도 11 은 해석 조건으로서의 하중 구속 조건을 설명하는 설명도이다.

실시형태 1

본 발명의 실시형태를 도면에 기초하여 설명한다.

먼저, 주로 도 1 에 나타내는 블록도에 기초하여, 도 5 에 나타내는 복수의 부품으로 이루어지는 차체의 구조체 모델 (21) 에 대해, 이들 부품끼리의 점접합 (스폿 용접) 을 최적화하는 경우를 예로 들어, 복수 부품의 접합 최적화 해석 장치 (1) 의 구성에 대해 설명한다. 복수 부품의 접합 최적화 해석 장치 (1) 를, 이하, 간단히 「접합 최적화 해석 장치 (1)」 라고 한다.

본 실시형태에 관한 접합 최적화 해석 장치 (1) 는 복수 부품의 접합의 최적화를 실시하는 장치로, PC (퍼스널 컴퓨터) 에 의해 구성되고, 표시 장치 (3) 와 입력 장치 (5) 와 기억 장치 (7) 와 작업용 데이터 메모리 (9) 및 연산 처리부 (11) 를 갖고 있다.

또, 연산 처리부 (11) 에는, 표시 장치 (3) 와 입력 장치 (5) 와 기억 장치 (7) 및 작업용 데이터 메모리 (9) 가 접속되고, 연산 처리부 (11) 의 지령에 따라 각 기능을 실시한다.

＜표시 장치＞

표시 장치 (3) 는 계산 결과의 표시 등에 사용되고, 액정 모니터 등으로 구성된다.

＜입력 장치＞

입력 장치 (5) 는 구조체 모델 파일 (13) 의 표시 지시, 조작자의 조건 입력 등에 사용되고, 키보드나 마우스 등으로 구성된다.

＜기억 장치＞

기억 장치 (7) 는 파일의 기억 등에 사용되고, 하드 디스크 등으로 구성된다. 기억 장치 (7) 내에는, 적어도 구조체 모델 파일 (13) 등의 각종 정보가 격납된다. 구조체 모델 파일 (13) 을 표시 장치에 표시한 일례가 도 5 에 나타나 있다. 구조체 모델 (21) 은, 평면 요소에 의해서만 구성된 것이어도 되고, 혹은 평면 요소와 입체 요소의 조합에 의해 구성된 것이어도 된다. 예를 들어, 구조체 모델 (21) 의 예로서 도 5 에 나타내는 바와 같은 차체 (보디) 를 예로 들면, 차체는 주로 박강판 (steel sheet) 에 의해 형성됨으로써 평면 요소에 의해 구성된다. 다만, 예를 들어 엔진과 같은 주물로 형성되는 블록체와 같은 것은 입체 요소로 구성된다. 도 5 에 나타낸 구조체 모델 (21) 은 구조체 모델 (21) 을 구성하는 각 부품이 초기 접합점 (25) 에 의해 40 ㎜ 피치로 접합되어 있는 예이다.

＜작업용 데이터 메모리＞

작업용 데이터 메모리 (9) 는, 연산 처리부 (11) 에서 사용하는 데이터의 일시 보존이나 연산 등에 사용되고, RAM 등으로 구성된다.

＜연산 처리부＞

연산 처리부 (11) 는 PC 의 CPU 에 의해 구성되고, 이하에 설명하는 각 부는 CPU 가 소정의 프로그램을 실행함으로써 실현된다.

연산 처리부 (11) 는, 해석 대상부 설정부 (15) 와, 고정 접합 설정부 (16) 와, 접합 생성부 (19) 와, 해석 조건 설정부 (17) 와, 최적화 해석부 (18) 를 구비하고 있다.

해석 대상부 설정부 (15) 는 복수의 부품을 접합하는 접합점 또는 접합부에 있어서의 해석 대상부 (23) 를 설정한다.

고정 접합 설정부 (16) 는 설정된 해석 대상부 (23) 에 있어서 적어도 1 개 지점의 접합점 또는 접합부를 고정 접합점 또는 고정 접합부로서 설정한다.

접합 생성부 (19) 는, 해석 대상부 (23) 에 도 7 에 나타내는 접합 후보 (29) 를 설정한다.

해석 조건 설정부 (17) 는 해석 대상부 (23) 에 대하여 해석 조건을 설정한다.

최적화 해석부 (18) 는 이산화를 실시하여 해석 조건을 만족하는 최적의 접합점 또는 접합 위치 최적화 계산을 실시한다.

또한, 접합점이란 스폿 용접의 경우이고, 접합부란 연속 용접의 경우이지만, 이하의 설명에서는 주로 접합점을 예로 들어 설명한다. 단, 본 발명은 연속 접합의 경우에도 적용할 수 있는 것이다.

각 부의 구성을 상세하게 설명한다.

[해석 대상부 설정부]

해석 대상부 설정부 (15) 는, 구조체 모델 (21) 의 일부에 최적화의 대상이 되는 부분을 해석 대상부 (23) 로서 설정한다. 도 5 에 나타낸 구조체 모델 (21) 에 있어서는, 차체의 중앙부의 플로어 이하의 부분에 사각형으로 둘러싼 부위가 나타나 있지만, 이 예에서는 당해 부위가 해석 대상부 (23) 가 되는 부위이다.

[고정 접합 설정부]

고정 접합 설정부 (16) 는, 미리 설정된 접합부 (이하, 「초기 접합점 (25)」 이라고 한다) 에 대해 유의한 접합점으로서 도 6 에 나타내는 고정 접합점 (27) 을 선출한다. 고정 접합점 (27) 을 선출하는 이유는, 최적화 해석의 전처리로서 반드시 접합하는 1 개 지점 이상의 접합 지점을 선출함으로써, 최적화 해석을 적절히 실시할 수 있다는 지견에 기초하는 것이다.

고정 접합점 (27) 은, 단순 구조 해석 또는 토폴로지 최적화를 실시한 결과에 기초하여 설정된다.

단순 구조 해석을 사용하여 고정 접합점 (27) 을 설정하는 경우에는, 다음과 같이 설정한다. 먼저, 강성 해석 등의 단순 구조 해석을 실시하고, 초기 접합점 (25) 의 각각에 대해 응력, 휨, 휨 에너지, 하중 등을 산출한다. 다음으로, 이 산출된 결과의 순위를 정하고, 순위가 높은 것으로부터 순서대로 미리 설정된 고정 접합점 (27) 의 수만큼 선출한다. 고정 접합점 (27) 의 수는 1 이상으로 한다.

토폴로지 최적화를 사용하여 고정 접합점 (27) 을 설정하는 경우에는, 초기 접합점 (25) 전체에 대해 해석을 실행하고, 밀도가 큰 유의한 점을 고정 접합점 (27) 으로서 미리 정한 수만큼 선택한다.

고정 접합 설정부 (16) 에 의한 고정 접합 설정 처리를 실행함으로써, 도 6 에 나타내는 바와 같이 고정 접합점 (27) 이 배치되었다.

[접합 생성부]

접합 생성부 (19) 는 본 발명의 접합 후보 설정부의 일 양태에 상당한다.

접합 생성부 (19) 는 어느 2 개의 부품 (이하, 각각 「부품 A」및 「부품 B」라고 한다) 사이에 도 7 의 접합 후보 (29) 를 설정한다. 접합 후보 (29) 의 설정 순서를 도 2 에 나타낸 플로 차트에 기초하여 설명한다.

먼저, 각 부품 상의 각 평면 요소의 절점 (node) 좌표로부터 중심점 (中心点), 무게 중심점을 산출하여 요소의 대표점을 결정한다. FEM (Finite Element Method) 해석에서의 적분점 좌표를 사용해도 된다 (단계 S1).

다음으로, 부품 A 상의 어느 하나의 평면 요소 (a) 의 대표점과, 부품 B 상의 전체 평면 요소의 대표점 사이의 각각의 점간 거리를 좌표값으로부터 계산한다 (단계 S2).

다음으로, 점간 거리가 각각의 부품의 판 두께의 1/2 의 합 ＋ X ㎜ 인 것에 대해, 대표점을 연결하는 것을 연결선으로서 작성한다 (단계 S3). 점간 거리를 규정한 것은, 실제의 용접에 있어서 접합이 가능한 것만을 선별하기 위해서이다. 또한, 스폿 접합의 경우 X ＜ 3 ㎜, 레이저 접합의 경우 X ＜ 3 ㎜, 아크 접합의 경우 X ＜ 6 ㎜, 웰드 본드 접합의 경우 X ＜ 6 ㎜ 가 바람직하다.

다음으로, 연결선과 평면 요소의 각도를 산출하고, 각도가 50 ∼ 90 °사이인 연결선을 선출한다 (단계 S4).

각도를 규정한 이유도 상기 점간 거리를 규정한 것과 동일하게, 실제의 용접에 있어서 접합이 가능한 것만을 선별하기 위해서이다.

다음으로, 선출된 연결선의 중심에 포인트를 설정하고, 메싱 소프트웨어에 의해 접합 요소를 배치하여, 접합 후보 (29) 를 설정한다 (단계 S5).

다음으로, 한 번 계산한 평면 요소 (a) 이외의 부품 A 상의 전체 평면 요소에 대하여, 단계 S1 ∼ 단계 S5 를 순서대로 실시한다 (단계 S6).

또한, 도 1 의 접합 생성부 (19) 에 의해 도 7 에 나타내는 접합 후보 (29) 를 생성하는 처리는, 도 5 의 구조체 모델 (21) 그 자체가 복수의 부품으로 구성되어 있는데, 당해 처리에 대해 접합점이 주어져 있지 않은 경우에도 실시된다. 또, 미리 초기 접합점이 주어지고 있었던 경우에 있어서는, 접합 대상부에 대하여 최적화 처리를 실시하기 전에 실시된다.

해석 대상부 (23) 에 대해 접합 생성부 (19) 에 의해 접합 후보 (29) 를 생성한 상태가 도 7 에 나타나 있다.

또한, 접합 생성부 (19) 를 사용하여 접합 후보 (29) 를 설정하는 경우에는, 해석 대상부 (23) 의 체적 등에 따라 접합 후보 (29) 의 수를 설정해도 되고, 설정 가능한 범위에서 가능한 한 많이 설정해도 된다.

[해석 조건 설정부]

해석 조건 설정부 (17) 는 최적화 계산을 실시하기 위한 해석 조건을 입력 한다. 해석 조건으로는, 예를 들어 구조체의 구속 위치, 하중을 부가하는 위치, 재료 체적률, 강성을 최대로 하거나, 변위를 최소로 하거나, 응력을 최소로 하는 등이다.

예를 들어, 구조체 모델 (21) (차체) 에 비틀리는 하중이 작용하는 경우에 있어서, 해석 대상부 (23) 에 대해 최대 강성을 계산하는 바와 같은 경우에는, 도 11 에 나타내는 바와 같이, 구조체 모델 (21) 의 4 개 지점 (a, b, c, d) 을 설정하여 이 중 3 개 지점을 구속하고, 나머지 1 개 지점에 하중을 부가하는 조건으로 한다.

[최적화 해석부]

최적화 해석부 (18) 는, 해석 대상부 (23) 에 존재하는 접합 후보 (29) 에 대해 해석 조건 설정부 (17) 에서 설정된 해석 조건에 기초하여 최적화 해석을 실행하고, 최적 접합점 (31) 을 선출한다.

최적화 해석 방법으로는, 토폴로지 최적화를 적용할 수 있고, 그 경우에는 요소의 패널티 계수를 4 이상으로 설정하여 이산화를 실시하도록 하는 것이 바람직하다.

토폴로지 최적화에서 밀도법을 사용하는 경우에, 중간적인 밀도가 높은 경우에는 이산화가 바람직하며, 식 (1) 로 나타낸다.

K (ρ) ＝ ρ^pK ……(1)

여기서,

K : 요소의 강성 매트릭스에 패널티를 부과한 매트릭스

K : 요소의 강성 매트릭스

ρ : 밀도

p : 패널티 계수

이산화에 자주 사용되는 패널티 계수는 2 이상이지만, 본 발명에서는 패널티 계수로서 4 이상의 값이 접합의 최적화에 필요하다는 것이 명백해졌다.

또한, 최적화 해석부 (18) 는 토폴로지 최적화 처리를 실시하는 것이어도 되고, 다른 계산 방식에 의한 최적화 처리여도 된다. 따라서, 최적화 해석부 (18) 로는, 예를 들어 시판되고 있는 유한 요소를 사용한 해석 소프트웨어를 사용할 수 있다.

접합 생성부 (19) 에 의해 해석 대상부 (23) 에 접합 후보 (29) 를 생성하고 (도 7 참조), 이에 대해 최적화 해석 처리를 실행함으로써, 도 7 에 나타내는 해석 대상부 (23) 에 설정된 접합 후보 (29) 중, 도 10 에 나타내는 주어진 해석 조건을 만족하는 최적 접합점 (31) 이 남는다.

다음으로, 도 3 에 나타내는 플로 차트에 기초하여 접합 최적화 해석 장치 (1) 를 사용한 접합 최적화 해석 방법에 대하여, 도 5 에 나타내는 복수의 부품으로 이루어지는 구조체 모델 (21) 에 대해, 이들 부품끼리의 접합을 최적화하는 경우를 예로 들어 설명한다. 여기서는, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 미리 초기 접합점 (25) 이 40 ㎜ 의 피치로 설정되어 있는 것으로 한다. 또한, 이하에 설명하는 처리는, 조작자가 입력 장치 (5) 를 통해서 PC 에 지시함으로써, PC 에 있어서의 연산 처리부 (11) 의 각 기능이 처리를 실행하는 것이다.

조작자가 해석 처리의 대상이 되는 구조체 모델 (21) 의 파일 판독을 입력 장치 (5) 에 의해 지시함으로써, 구조체 모델 (21) 이 기억 장치 (7) 로부터 판독되어 표시 장치 (3) 에 표시된다.

조작자는 표시된 구조체 모델 (21) 에 있어서, 최적화 처리의 대상이 되는 해석 대상부 (23) 의 설정을 지시한다. 이 지시가 이루어짐으로써, 해석 대상부 설정부 (15) 가 당해 부위를 해석 대상부 (23) 로서 설정된다 (S11).

해석 대상부 (23) 가 설정되면, 조작자는 해석 대상부 (23) 에 존재하는 초기 접합점 (25) 중에서 고정 접합점 (27) 을 설정하는 지시를 실시한다. 이 지시를 받아, 고정 접합 설정부 (16) 는 상기 서술한 단순 구조 해석 또는 토폴로지 최적화에 의해 미리 정한 수의 고정 접합점 (27) 을 설정한다 (도 6 참조) (S12).

고정 접합점 (27) 이 설정되면, 조작자는 해석 대상부 (23) 에 접합 후보 (29) 를 설정하는 지시를 실시한다. 이 지시를 받아, 접합 생성부 (19) 는 해석 대상부 (23) 에 상기 서술한 처리에 의해 접합 후보 (29) 를 생성한다 (도 7 참조) (S13).

다음으로, 조작자는 해석 조건 설정부 (17) 에 의해 해석 조건을 설정한다 (S14). 해석 조건으로는, 전술한 바와 같이, 구조체의 구속 위치, 하중을 가하는 위치, 재료 체적률, 강성을 최대로 하거나, 변위를 최소로 하거나, 응력을 최소로 하는 등이다. 해석 조건의 입력이 완료되면 해석 실행을 지시한다.

최적화 해석부 (18) 는 지시를 받아 최적화 해석의 계산을 실행한다 (S15). 최적화 계산에 의해 접합 후보 (29) 중 필요한 접합점이 표시부에 표시된다 (도 8 참조).

조작자는 최적화 계산에 의해 얻어진 접합점에 의해 모델을 작성하고, 당해 모델에 기초하여 강성의 확인을 실시한다.

이상과 같이 본 실시형태에서는, 접합 최적화의 대상이 되는 부위를 구조체 모델 (21) 중에 해석 대상부 (23) 로서 설정하고, 설정된 해석 대상부 (23) 에 고정 접합점 (27) 을 설정하고, 또한 해석 대상부 (23) 에 접합 후보 (29) 를 생성하여 최적화 해석 처리를 실시하도록 했으므로, 접합점에 대한 최적화 해석 처리를 적절히 실시할 수 있다.

이로써, 예를 들어 차체 구조에 있어서의 용접 지점의 최적화가 가능해져, 용접 비용의 저감을 실현할 수 있다.

또한, 상기 설명에서는, 구조체 모델 (21) 에 미리 초기 접합점 (25) 이 40 ㎜ 의 피치로 설정되어 있는 경우를 예로 들어, 고정 접합 설정부 (16) 가 초기 접합점 (25) 중에서 단순 구조 해석 또는 토폴로지 최적화에 의해 미리 정한 수의 고정 접합점 (27) 을 설정하는 예를 나타냈다.

그러나, 본 발명에 있어서의 고정 접합 설정 단계에 있어서의 고정 접합점 또는 고정 접합부의 설정 방법은 상기의 경우에 한정되는 것은 아니고, 초기 접합점 (25) 과는 별도로 조작자가 입력 장치 (5) 에 의해 원하는 위치를 고정 접합점 또는 고정 접합부로서 설정해도 된다.

또, 초기 접합점 (25) 과는 별도로 조작자가 입력 장치 (5) 에 의해 적당한 위치를 고정 접합점 또는 고정 접합부의 후보로서 입력하고, 당해 입력된 후보에 대해, 단순 구조 해석 또는 토폴로지 최적화에 의해 미리 정한 수의 고정 접합점 (27) 을 설정하도록 해도 된다.

또, 접합 생성부 (19) 에 의해 고정 접합점 또는 고정 접합부의 후보를 생성하고, 생성된 후보에 대하여 단순 구조 해석 또는 토폴로지 최적화에 의해 미리 정한 수의 고정 접합점 (27) 을 설정하도록 해도 된다.

또한, 상기 설명에 있어서, 구조체 모델 (21) 에 미리 초기 접합점 (25) 이 설정되어 있는 경우란, 예를 들어 조작자와는 다른 자에게 있어서 미리 초기 접합점이 설정되어 있는 경우 외에, 다른 자에게 있어서 설정되어 있던 초기 설정점에 조작자 등이 접합점을 추가 설정한 바와 같은 경우도 포함한다.

실시형태 2

상기 실시형태 1 에 있어서는, 도 5 에 나타내는 바와 같이 차체의 구조체 모델 (21) 을 구성하는 부품이 미리 초기 접합되어 있는 경우였다.

그러나, 구조체 모델 (21) 에 따라서는 구조체 모델 (21) 을 구성하는 각 부품이 접합되어 있지 않은 경우도 있다. 이와 같은 경우에는, 구조체 모델 (21) 을 구성하는 각 부품 전체에 대해 접합 생성부 (19) 에 의한 접합 후보 (29) 의 생성을 실시하고, 생성된 접합 후보 (29) 를 초기 접합점으로 하여 실시형태 1 과 동일한 처리를 실시하면 된다.

도 4 는 이와 같은 경우에 대한 플로 차트이고, 도 3 과 동일한 처리를 실시하는 지점에는 동일한 부호가 교부되었다. 이하, 도 4 에 기초하여 초기 접합점 (25) 이 없는 경우의 접합 최적화 해석 방법의 처리 흐름을 설명한다.

또한, 하기 설명에 있어서는, 실시형태 1 에서 설명한 것과 동일한 처리에 대해서는 설명을 생략한다.

기억 장치 (7) 에 기억되어 있는 구조체 모델 (21) 을 판독하여, 구조체 모델 (21) 을 구성하는 각 부품을 접합하는 접합 후보 (29) 를 생성한다 (S13).

접합 후보 (29) 가 생성되면, 해석 대상이 되는 해석 대상부 (23) 를 설정한다 (S11). 설정된 해석 대상부에 존재하는 S13 에 의해 생성된 접합 후보 (29) 에 대해, 고정 접합 설정부 (16) 에 의해 예를 들어 단순 구조 해석 또는 토폴로지 최적화에 의해 미리 정한 수의 고정 접합점 (27) 을 설정한다 (S12).

고정 접합점 (27) 이 설정된 후에는, 실시형태 1 과 동일하게 해석 조건을 설정하고 (S14), 해석 대상부 (23) 에 존재하는 접합 후보 (29) 에 대해 최적화 처리를 실행한다 (S15).

이상과 같이, 본 실시형태에 의하면, 구조체 모델 (21) 에 초기 접합이 설정되어 있지 않은 경우에 있어서도 원하는 해석 대상부 (23) 에 대해 접합의 최적화를 실시할 수 있다.

또한, 상기 설명에서는, 고정 접합점 (27) 의 설정 방법으로서 초기 접합점으로서 생성된 접합 후보 (29) 중에서 단순 구조 해석 또는 토폴로지 최적화에 의해 미리 정한 수의 고정 접합점 (27) 을 설정하는 예를 나타냈다.

그러나, 본 발명에 있어서의 고정 접합 설정 단계에 있어서의 고정 접합점 또는 고정 접합부의 설정 방법은 상기의 경우에 한정되는 것은 아니고, 초기 접합점으로서 생성된 접합 후보 (29) 와는 별도로 조작자가 입력 장치 (5) 에 의해 원하는 위치를 고정 접합점 또는 고정 접합부로서 설정해도 된다.

또, 생성된 접합 후보 (29) 와는 별도로 조작자가 입력 장치 (5) 에 의해 적당한 위치를 고정 접합점 또는 고정 접합부의 후보로서 입력하고, 당해 입력된 후보에 대해 단순 구조 해석 또는 토폴로지 최적화에 의해 미리 정한 수의 고정 접합점 (27) 을 설정하도록 해도 된다.

또, 초기 접합점으로서 생성된 접합 후보 (29) 와는 별도로 접합 생성부 (19) 와 동일한 기능을 갖는 접합 후보 재설정부에 의해 고정 접합점 또는 고정 접합부의 후보를 자동으로 재생성하고, 재생성된 후보에 대하여 단순 구조 해석 또는 토폴로지 최적화에 의해 미리 정한 수의 고정 접합점 (27) 을 설정하도록 해도 된다.

또한, 상기 실시형태 1, 2 에 있어서는, 접합 후보 (29) 를 설정하는 방법으로서 접합 생성부에 의해 자동적으로 생성되는 방법을 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니고, 예를 들어 조작자가 입력 장치 (5) 를 사용하여 손으로 입력함으로써 설정해도 된다.

실시예

이하, 본 발명의 효과를 확인하는 시뮬레이션을 실시했으므로, 이것에 대해 설명한다.

시뮬레이션은 도 5 에 나타내는 차체의 구조체 모델 (21) 에 있어서의 직방체로 둘러싸인 영역을 해석 대상부 (23) 로 하여, 해석 대상부 (23) 내의 부품끼리의 접합을 최적화하는 경우에 대해 실시하였다. 초기 접합점 (25) 이 40 ㎜ 피치로 설정되어 있다는 조건으로, 전술한 실시형태 1 의 순서에 준하여 실시하였다. 또, 접합 후보 (29), 최적 접합점 (31) 은 해석 대상부 (23) 의 체적 등에 따라 각각 5424 개, 347 개로 하였다. 또한 고정 접합점 (27) 의 설정은 토폴로지 최적화 계산을 사용하여 실시하였다. 토폴로지 최적화 계산의 결과, 밀도가 높은 66 개를 고정 접합점 (27) 으로 하였다.

이하, 본 발명의 효과와 비교하기 위해 고정 접합점 (27) 을 설정하지 않고 최적화 해석 처리를 실시하였다. 도 9 는 이 경우에 있어서의 해석 대상부 (23) 에 접합 후보 (29) 를 생성한 상태를 나타내고, 도 10 은 생성된 접합 후보 (29) 에 대하여 고정 접합점 (27) 을 설정하지 않고 토폴로지 최적화 계산을 실시한 결과를 나타내고 있다.

또한, 비교예와 실시예에서는, 최종적인 접합점의 수는 동 수인 413 개이지만, 도 8 과 도 10 을 비교하면, 최적 접합점 (31) 의 위치가 상이한 것을 알 수 있다.

실시예와 비교예의 각각에서 산출한 최적 접합점의 설정을 기초로, 강성 해석을 실시하였다. 해석 조건은 도 11 에 나타내는 a, b, c, d 의 4 개 지점 중 1 개 지점에 0.5 kN 의 하중을 부여하고, 타방 3 개 지점을 구속하여 비틀림을 부여하는 것으로 하였다.

또, 해석 조건으로서 밀도의 이산화 유무, 패널티 계수, 고정 접합점 (27) 의 설정 유무, 접합 후보 자동 생성 유무를 바꾸어 실시하였다.

해석에 사용한 차체의 치수는, 폭 1200 ㎜, 길이 3350 ㎜, 높이 1130 ㎜ 이고, 판 두께 0.8 ㎜ 내지 2.0 ㎜ 의 강판 및 강재를 사용하였다. 기준 중량은 125 kg 이고, 원래의 형상에서의 비틀림 강성의 평균값은 25.1 (kN*m/deg) 이다. 본 실시예에서는 강 베이스의 재료를 사용하였지만, 알루미늄, 티타늄, 마그네슘, 유리, 수지, 고무 등, 여러가지 재료를 사용해도 전혀 문제는 없다.

해석의 결과를 표 1 에 나타낸다.

표 1 에 나타내는 바와 같이, 비교예 6, 7 에서는 강성 향상률이 거의 높아지지 않은 데에 반해, 본 발명예 1 ∼ 5 에서는 강성 향상률이 크게 향상되었다. 본 발명에 의한 모델의 작성 방법 및 계산 방법에 의해 접합점의 최적화가 적절하다는 것이 실증되었다.

또한, 표 1 에 있어서의 강성 향상률이란, 초기의 40 ㎜ 피치로 접합점을 형성한 경우를 기준으로 하여 그 경우의 강성에 대한 강성의 향상률을 말한다.

1 : 접합 최적화 해석 장치
3 : 표시 장치
5 : 입력 장치
7 : 기억 장치
9 : 작업용 데이터 메모리
11 : 연산 처리부
13 : 구조체 모델 파일
15 : 해석 대상부 설정부
16 : 고정 접합 설정부
17 : 해석 조건 설정부
18 : 최적화 해석부
19 : 접합 생성부
21 : 구조체 모델
23 : 해석 대상부
25 : 초기 접합점
27 : 고정 접합점
29 : 접합 후보
31 : 최적 접합점

Claims

평면 요소 및/또는 입체 요소로 이루어지는 구조체 모델을 구성하는 복수 부품의 접합에 사용되는 점접합 또는 연속 접합의 최적화 해석 방법으로서,
상기 복수 부품을 접합하는 접합점 또는 접합부에 있어서의 해석 대상부를 설정하는 해석 대상부 설정 단계와,
설정된 해석 대상부에 있어서 적어도 1 개 지점의 접합점 또는 접합부를 고정 접합점 또는 고정 접합부로서 설정하는 고정 접합 설정 단계와,
상기 해석 대상부에 대하여 접합점 또는 접합부의 후보가 되는 접합 후보를 설정하는 접합 후보 설정 단계와,
상기 해석 대상부에 대하여 해석 조건을 설정하는 해석 조건 설정 단계와,
상기 해석 조건을 만족하는 최적의 접합점 또는 접합부를 상기 접합 후보 중에서 구하는 해석 단계를 갖는 접합 위치의 최적화 해석 방법.
평면 요소 및/또는 입체 요소로 이루어지는 구조체 모델을 구성하는 복수 부품의 접합에 사용되는 점접합 또는 연속 접합의 최적화 해석 방법으로서,
상기 복수 부품을 접합하는 접합점 또는 접합부의 후보가 되는 접합 후보를 설정하는 접합 후보 설정 단계와,
설정된 접합 후보에 대하여 해석 대상부를 설정하는 해석 대상부 설정 단계와,
설정된 해석 대상부에 있어서 적어도 1 개 지점의 접합점 또는 접합부를 고정 접합점 또는 고정 접합부로서 설정하는 고정 접합 설정 단계와,
상기 해석 대상부에 대하여 해석 조건을 설정하는 해석 조건 설정 단계와,
상기 해석 조건을 만족하는 최적의 접합점 또는 접합부를 상기 접합 후보 중에서 구하는 해석 단계를 갖는 접합 위치의 최적화 해석 방법.
평면 요소 및/또는 입체 요소로 이루어지는 구조체 모델을 구성하는 복수 부품의 접합에 사용되는 점접합 또는 연속 접합의 최적화 해석 방법으로서,
상기 복수 부품을 접합하는 접합점 또는 접합부의 후보가 되는 접합 후보를 설정하는 접합 후보 설정 단계와,
설정된 접합 후보에 대하여 해석 대상부를 설정하는 해석 대상부 설정 단계와,
설정된 해석 대상부에 있어서 적어도 1 개 지점의 접합점 또는 접합부를 고정 접합점 또는 고정 접합부로서 설정하는 고정 접합 설정 단계와,
상기 해석 대상부에 대하여 접합점 또는 접합부의 후보가 되는 접합 후보를 재설정하는 접합 후보 재설정 단계와,
상기 해석 대상부에 대하여 해석 조건을 설정하는 해석 조건 설정 단계와,
상기 해석 조건을 만족하는 최적의 접합점 또는 접합부를 상기 재설정된 접합 후보 중에서 구하는 해석 단계를 갖는 접합 위치의 최적화 해석 방법.
제 3 항에 있어서,
상기 접합 후보 재설정 단계는 상기 접합점 또는 상기 접합부를 생성하는 접합 생성 단계를 갖고,
그 접합 생성 단계는, 부품을 구성하는 각 평면 요소의 절점 좌표로부터 요소의 대표점을 결정하는 단계와, 상기 부품의 하나의 평면 요소를 기준으로 하여, 다른 부품의 평면 요소에 대하여 각각의 대표점끼리의 점간 거리를 좌표값으로부터 계산하고, 용접 접합이 가능한 거리의 평면 요소 사이에 접합 요소를 배치하는 단계를 갖는 접합 위치의 최적화 해석 방법.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 해석 단계는 이산화 계수를 4 이상으로 설정하여 이산화를 실시하는 접합 위치의 최적화 해석 방법.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 고정 접합 설정 단계는 접합된 복수의 부품에 대하여 구조 해석을 실시하고, 그 구조 해석의 결과에 기초하여 상기 고정 접합점 또는 상기 고정 접합부를 설정하는 접합 위치의 최적화 해석 방법.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 고정 접합 설정 단계는 접합된 복수의 부품에 있어서의 모든 접합 요소를 대상으로 하여 수치 해석에 의한 최적화 계산을 실시하고, 그 최적화 계산에 기초하여 상기 고정 접합점 또는 상기 고정 접합부를 설정하는 접합 위치의 최적화 해석 방법.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 접합 후보 설정 단계는, 상기 접합점 또는 상기 접합부를 생성하는 접합 생성 단계를 갖고,
그 접합 생성 단계는, 부품을 구성하는 각 평면 요소의 절점 좌표로부터 요소의 대표점을 결정하는 단계와, 상기 부품의 하나의 평면 요소를 기준으로 하여, 다른 부품의 평면 요소에 대하여 각각의 대표점끼리의 점간 거리를 좌표값으로부터 계산하고, 용접 접합이 가능한 거리의 평면 요소 사이에 접합 요소를 배치하는 단계를 갖는 접합 위치의 최적화 해석 방법.
평면 요소 및/또는 입체 요소로 이루어지는 구조체 모델을 구성하는 복수 부품의 접합에 사용되는 점접합 또는 연속 접합의 접합 위치의 최적화 해석 장치로서,
상기 복수 부품을 접합하는 접합점 또는 접합부에 있어서의 해석 대상부를 설정하는 해석 대상부 설정부와,
설정된 해석 대상부에 있어서 적어도 1 개 지점의 접합점 또는 접합부를 고정 접합점 또는 고정 접합부로서 설정하는 고정 접합 설정부와,
상기 해석 대상부에 대하여 접합점 또는 접합부의 후보가 되는 접합 후보를 설정하는 접합 후보 설정부와,
상기 해석 대상부에 대하여 해석 조건을 설정하는 해석 조건 설정부와,
상기 해석 조건을 만족하는 최적의 접합점 또는 접합부를 상기 접합 후보 중에서 구하는 최적화 해석부를 갖는 접합 위치의 최적화 해석 장치.
평면 요소 및/또는 입체 요소로 이루어지는 구조체 모델을 구성하는 복수 부품의 접합에 사용되는 점접합 또는 연속 접합의 접합 위치의 최적화 해석 장치로서,
상기 복수의 부품을 접합하는 접합점 또는 접합부의 후보가 되는 접합 후보를 설정하는 접합 후보 설정부와,
설정된 접합 후보에 대하여 해석 대상부를 설정하는 해석 대상부 설정부와,
설정된 해석 대상부에 있어서 적어도 1 개 지점의 접합점 또는 접합부를 고정 접합점 또는 고정 접합부로서 설정하는 고정 접합 설정부와,
상기 해석 대상부에 대하여 해석 조건을 설정하는 해석 조건 설정부와,
상기 해석 조건을 만족하는 최적의 접합점 또는 접합부를 상기 접합 후보 중에서 구하는 최적화 해석부를 갖는 접합 위치의 최적화 해석 장치.
평면 요소 및/또는 입체 요소로 이루어지는 구조체 모델을 구성하는 복수 부품의 접합에 사용되는 점접합 또는 연속 접합의 접합 위치의 최적화 해석 장치로서,
상기 복수의 부품을 접합하는 접합점 또는 접합부의 후보가 되는 접합 후보를 설정하는 접합 후보 설정부와,
설정된 접합 후보에 대하여 해석 대상부를 설정하는 해석 대상부 설정부와,
설정된 해석 대상부에 있어서 적어도 1 개 지점의 접합점 또는 접합부를 고정 접합점 또는 고정 접합부로서 설정하는 고정 접합 설정부와,
상기 해석 대상부에 대하여 접합점 또는 접합부의 후보가 되는 접합 후보를 재설정하는 접합 후보 재설정부와,
상기 해석 대상부에 대하여 해석 조건을 설정하는 해석 조건 설정부와,
상기 해석 조건을 만족하는 최적의 접합점 또는 접합부를 상기 재설정된 접합 후보 중에서 구하는 최적화 해석부를 갖는 접합 위치의 최적화 해석 장치.
제 11 항에 있어서,
상기 접합 후보 재설정부는, 상기 접합점 또는 상기 접합부를 생성하는 접합 생성부를 갖고,
그 접합 생성부는, 부품을 구성하는 각 평면 요소의 절점 좌표로부터 요소의 대표점을 결정하고, 상기 부품의 하나의 평면 요소를 기준으로 하여, 다른 부품의 평면 요소에 대하여 각각의 대표점끼리의 점간 거리를 좌표값으로부터 계산하고, 용접 접합이 가능한 거리의 평면 요소 사이에 접합 요소를 배치하는 접합 위치의 최적화 해석 장치.
제 9 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 최적화 해석부는, 이산화 계수를 4 이상으로 설정하여 이산화를 실시하는 접합 위치의 최적화 해석 장치.
제 9 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 고정 접합 설정부는, 접합된 복수의 부품에 대하여 구조 해석을 실시하고, 그 구조 해석의 결과에 기초하여 상기 고정 접합점 또는 상기 고정 접합부를 설정하는 접합 위치의 최적화 해석 장치.
제 9 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 고정 접합 설정부는, 접합된 복수의 부품에 있어서의 모든 접합 요소를 대상으로 하여 수치 해석에 의한 최적화 계산을 실시하고, 그 최적화 계산에 기초하여 상기 고정 접합점 또는 상기 고정 접합부를 설정하는 접합 위치의 최적화 해석 장치.
제 9 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 접합 후보 설정부는, 상기 접합점 또는 상기 접합부를 생성하는 접합 생성부를 갖고,
그 접합 생성부는, 부품을 구성하는 각 평면 요소의 절점 좌표로부터 요소의 대표점을 결정하고, 상기 부품의 하나의 평면 요소를 기준으로 하여, 다른 부품의 평면 요소에 대하여 각각의 대표점끼리의 점간 거리를 좌표값으로부터 계산하고, 용접 접합이 가능한 거리의 평면 요소 사이에 접합 요소를 배치하는 접합 위치의 최적화 해석 장치.