KR20060019530A - 와이어형 구조에서 비틀림각을 계산하는 방법, 이를 위한장치, 및 이를 위한 프로그램 - Google Patents
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Abstract
와이어 하니스의 비틀림각을 정확하게 계산할 수 있는 방법, 그 방법을 위한 장치, 및 그 방법을 위한 프로그램이 제공된다. 본 발명에서, 참조형상 모델을 변형하고 변형형상 모델에 변형된 참조형상 모델을 포개어 구해진 형상은 와이어형 구조의 물리적 물성을 참조하여 유한 요소 방법을 이용하여 계산된다. 포개기에 따르면, 참조형상 모델의 참조축도 회전된다. 포개기가 종료될 때의 참조축, 변형형상 모델의 클램프 축 및/또는 가상 클램프 축에 의해 형성된 각도는 비틀림각으로 계산된다.
비틀림각, 와이어 하니스, 클램프
Description
본 발명은 컴퓨터를 이용하여, 주 와이어 부재, 주 와이어 부재로부터 분기되는 부 와이어 부재, 및/또는 주 와이어 부재에 부착되는 클램프를 포함하는 와이어형 구조가 소정 형상으로 변형될 때 생성되는 와이어 부재 및/또는 클램프의 비틀림각을 계산하는 방법에 관한 것이고, 또한 그 방법을 위한 장치 및 그 방법을 위한 프로그램에 관한 것이다.
최근, 다양한 전기 부품이 자동차 등에 장착된다. 이러한 전기 부품은 와이어 하니스라 불리는 와이어형 구조로 연결되는데, 여기서 다수의 전기 와이어 또는 통신선이 절연 록(lock)과 같은 묶음 부재 또는 테이프와 같은 보호부재에 의해 묶인다. 이러한 와이어 하니스는 소정의 삼차원 형상에 놓이도록 설계되고, 지그 플레이트 상에서 이차원으로 전개되면서 생성된다.
도 1(A) 및 1(B)은 각각 설계 및 생산공정에 있는 와이어 하니스의 형상을 도시하는 도면이다. 도 1(A)에 도시된 것처럼, 통상적으로 와이어 하니스는 트렁크 와이어(1a)로부터 다른 방향으로 분기된 다수의 브랜치 와이어(1b1 내지 1b4)를 구비하도록 설계되고, 클램프(2a 내지 2g) 등이 와이어의 단부 또는 중간부분에 부착되고(클램프 대신, 그로멧(grommet)이 사용될 수 있고 커넥터가 단부에 부착될 수 있다), 와이어 하니스는 자동차 문 또는 바닥과 같은 소정의 삼차원 공간에 놓여진다. 그러나, 상술한 것처럼 삼차원 공간을 가정하여 설계된 와이어 하니스는 도 1(B)에 도시된 것처럼 이차원 지그 플레이트 상에 전개되면서 생산된다. 전개 상태에서, 그러므로 다른 방향으로 분기된 간선(1b1 내지 1b4)과 클램프(2a 내지 2g)는 트렁크 와이어(1a)에 대해 비틀림을 생성한다. 이는 도 2를 참조하여 설명될 것이다.
도 2(A) 및 2(B)는 본 발명이 적용되는 와이어 하니스의 비틀림각을 도시하는 도면이다. 삼차원 공간을 가정하여 설계된 와이어 하니스의 트렁크 와이어(1a)는 도 2(A)에 도시된 것처럼 비틀림 없이 선형으로 부설되고, 예를 들어 브랜치 와이어(1b1 및 1b2)는 도 2(B)에 도시된 것처럼 전방 측면으로부터 보여지는 각도(θ)만큼 다른 방향으로 분기된다. 마찬가지로, 도시되지 않은 두 개의 클램프(주로 트렁크 와이어의 중간부분에 부착됨)는 도 2(B)에 도시된 것처럼 때때로 각도(θ)만큼 다른 방향으로 분기된다. 그러나 클램프의 경우, 도 2(A) 및 2(B)에 도시된 것처럼, 각도(θ)는 트렁크 와이어(1a)의 두 개의 클램프와 중심축 때문에 비틀림 응용점(p1, p2)을 연결하는 직선(v1, v2)에 의해 형성된 각이다. 더욱이, 브랜치 와이어와 클램프는 유사한 방식으로 각도(θ)를 형성할 수 있다.
와이어 하니스를 생산하는 공정에서, 와이어 하니스를 구성하는 모든 트렁크 와이어, 브랜치 와이어 및 클램프는 기본적으로 이차원 평면인 지그 플레이트 상에 전개된다. 와이어 하니스를 생산하는 공정에서, 트렁크 와이어(1a)와 브랜치 와이어(1b1)가 참조로 설정되도록 지그 플레이트를 따라서 연장될 때, 그러므로 브랜치 와이어(1b2)는 각도(θ)에 상응하는 정도로 비틀린다. 본 설명에서, 이러한 각도(θ)는 비틀림각으로 언급된다.
통상적으로, 트렁크 와이어는 브랜치 와이어보다 더 두껍다. 대안적으로, 이 와이어들은 동일한 두께를 가질 수 있고, 반대의 두께 관계를 가질 수 있다. 트렁크 와이어와 브랜치 와이어는 다른 방식으로, 예를 들어 주 와이어 부재 및 부 와이어 부재(브랜치 와이어 부재)로 각각 불릴 수도 있다. 본 설명에서, 클램프는 커넥터 또는 클립과 같은 와이어 하니스를 위한 지지부재를 의미한다.
본 발명과 관련된 종래의 문헌정보로서 다음의 문헌이 있다.
[비특허 참조 1]
"행렬 유한요소 방법(Matrix finite element method)", B. Nath, Brain Books Publishing Co., Ltd, 1978년 8월 10일, p.7-15.
지그 플레이트의 정확한 설계와 와이어 하니스의 효율적인 생산을 위해서, 지그 플레이트의 설계 및 와이어 하니스의 생산 전에 이러한 비틀림각을 정확히 이해하는 것이 중요하다. 그러나, 와이어 하니스는 다수의 와이어를 묶어 구성되고, 따라서 고유한 물질 및 형상특성, 또는 고유한 물리적 특성을 가진다. 이러한 와이어 하니스에서 비틀림각을 정확히 구하는 것은 어렵다고 여겨졌다. 그러므로, 와이어 하니스의 비틀림각을 정확히 구하기 위한 효율적인 기술이 설정되지 않았으며, 이러한 기술을 구현하는 것이 요구되었다.
상술한 현 상태의 관점에서, 본 발명의 목적은 와이어 하니스의 비틀림각을 쉽고 정확하게 계산할 수 있고, 지그 플레이트의 정확한 설계 및 와이어 하니스의 효율적인 생산에 효과적인 비틀림각 계산방법, 그 방법을 위한 장치, 및 그 방법을 위한 프로그램을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해 수행된 청구항 제1항에 제시된 비틀림각 계산방법은 서브 와이어 번들 및/또는 클램프의 비틀림각이 컴퓨터를 이용하여 계산되는 와이어형 구조의 비틀림각을 계산하는 방법으로서, 상기 비틀림각은 상기 와이어형 구조가 소정의 참조 형상으로부터 상기 참조 형상과는 다른 변형 형상으로 변형될 때 생성되고, 상기 와이어형 구조는 주 와이어 번들, 상기 주 와이어 번들로부터 분기하는 상기 서브 와이어 번들, 및/또는 상기 주 와이어 번들에 부착되는 상기 클램프를 포함하고, 상기 방법은: 상기 와이어형 구조의 주 와이어 번들이 상기 변형 형상에 상응하도록 다수의 보 요소의 결합된 부재로서 표현되고, 상기 클램프의 회전축에 상응하는 클램프 축 및/또는 상기 서브 와이어 번들의 분기방향에 상응하는 가상 클램프 축이 상기 주 와이어 번들의 클램프 부착 노드 및/또는 서브 와이어 번들 분기 노드 각각에 부가되는 변형형상 모델을 생성하는, 변형형상 모델 생성단계; 상기 와이어형 구조의 주 와이어 번들이 상기 참조 형상에 상응하도록 다수의 보 요소의 결합된 부재로서 표현되고, 소정의 참조축이 상기 주 와이어 번들의 클램프 부착 노드 및/또는 서브 와이어 번들 분기 노드에 부가되는 참조형상 모델을 생성하는, 참조형상 모델 생성단계; 유한 요소 방법을 이용하여, 상기 와이어형 구조의 형상 및 물성을 참조하여 상기 참조형상 모델을 변형하고 상기 변형된 참조형상 모델을 상기 변형형상 모델에 포갬으로써 얻어진 형상을 계산하는, 포개기 계산단계; 및 상기 포개기 계산단계 이후에 상기 참조축, 및 상기 클램프 축 및/또는 상기 가상 클램프 축에 의해 형성된 각도를 상기 비틀림각으로 계산하는, 비틀림각 계산단계를 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 수행된 청구항 제 2항에 제시된 비틀림각 계산방법은, 청구항 제 1항에 제시된 비틀림각 계산방법에 있어서, 상기 가상 클램프 축을 계산하기 위하여, 상기 서브 와이어 번들에 대한 접선 벡터와 상기 주 와이어 번들에 대한 접선 벡터를 모두 포함하는 접선 벡터를 생성하되, 상기 접선 벡터는 상기 서브 와이어 번들 분기 노드에서 시작되는, 접선평면 생성단계; 및 상기 가상 클램프 축으로서 벡터를 계산하되, 상기 벡터는 상기 접선 평면에서 상기 서브 와이어 번들 분기 노드에서 출발하고 상기 주 와이어 번들에 대한 상기 접선 벡터에 수직한, 가상 클램프 축 계산단계를 더 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 수행된 청구항 제 3항에 제시된 비틀림각 계산방법은, 청구항 제 2항에 제시된 비틀림각 계산방법에 있어서, 상기 비틀림각에 상응하는 정도로 되돌아가면서, 상기 참조형상 모델과 함께 상기 크램프 축 및/또는 상기 가상 클램프 축을 표시하는 표시단계를 더 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 수행된 청구항 제 4항에 제시된 비틀림각 계산방법은, 청구항 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 제시된 비틀림각 계산방법에 있어서, 상기 참조 형상은 상기 와이어형 구조가 지그 플레이트 상에 전개될 때 구해지는 형상에 상응하고, 상기 변형 형상은 상기 와이어형 구조가 소정 위치에 부착될 때 구해지는 형상에 상응한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 수행된 청구항 제 5항에 제시된 비틀림각 계산방법은 서브 와이어 번들의 비틀림각이 컴퓨터를 이용하여 계산되는 와이어형 구조의 비틀림각을 계산하는 방법으로서, 상기 비틀림각은 와이어형 구조가 소정 형상으로 변형될 때 생성되고, 상기 와이어형 구조는 소정 위치에 놓이도록 설계되고 주 와이어 번들 및 상기 주 와이어 번들로부터 분기하는 상기 서브 와이어 번들을 포함하고, 상기 방법은: 상기 와이어형 구조가 다수의 보 요소가 서로 결합된 탄성체라고 가정하면서 상기 와이어형 구조의 유한 요소 모델을 생성하는, 유한요소모델 생성단계; 상기 와이어형 구조의 형상 및 물성과 제한조건을 상기 유한 요소 모델에 적용함으로써, 상기 와이어형 구조를 상기 주 와이어 번들이 소정 평면에 존재하는 참조형상으로 변형시키는, 변형단계; 및 상기 평면에 대하여 상기 서브 와이어 번들에 의해 형성된 각도를 상기 비틀림각으로 계산하는, 비틀림각 계산방법을 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 수행된 청구항 제 6항에 제시된 비틀림각 계산방법은, 제 5항에 제시된 비틀림각 계산방법에 있어서, 상기 참조 형상에 상응하는 상기 제한조건은 상기 주 와이어 번들이 비틀림 없이 선형으로 뻗치도록 설정된다.
상기 목적을 달성하기 위하여 수행된 청구항 제 7항에 제시된 비틀림각 계산방법은, 제 5항 또는 제 6항에 제시된 비틀림각 계산방법에 있어서, 상기 평면은 상기 와이어형 구조의 생산 중에 사용될 지그 플레이트가 가정되는 참조 평면이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 수행된 청구항 제 8항에 제시된 비틀림각 계산방법은, 제 7항에 제시된 비틀림각 계산방법에 있어서, 상기 주 와이어 번들은 상기 와이어형 구조를 구성하는 모든 와이어 번들 중에서 가장 큰 직경을 갖는다.
상기 목적을 달성하기 위하여 수행된 청구항 제 9항에 제시된 비틀림각 계산방법은, 제 8항에 제시된 비틀림각 계산방법에 있어서, 상기 제한조건은 상기 서브 와이어 번들 중에서 상기 주 와이어 번들 다음의 두께를 갖는 와이어 번들이 상기 참조 평면에 존재하도록 설정된다.
상기 목적을 달성하기 위하여 수행된 청구항 제 10항에 제시된 비틀림각 계산방법은, 제 5항에 제시된 비틀림각 계산방법에 있어서, 상기 와이어형 구조는 상기 주 와이어 번들에 부착되고 비틀림을 생성할 수 있는 클램프를 포함하고, 상기 평면에 대하여 상기 클램프의 회전축에 의해 형성된 각도는 상기 비틀림각으로 계산된다.
상기 목적을 달성하기 위하여 수행된 청구항 제 11항에 제시된 비틀림각 계산방법은, 제 5항에 제시된 비틀림각 계산방법에 있어서, 상기 와이어형 구조는 상기 서브 와이어 번들 대신에 상기 주 와이어 번들에 부착되고 비틀림을 생성할 수 있는 클램프를 포함하고, 상기 평면에 대하여 상기 서브 와이어 번들 대신에 상기 클램프의 회전축에 의해 형성된 각도는 상기 비틀림각으로 계산된다.
상기 목적을 달성하기 위하여 수행된 청구항 제 12항에 제시된 비틀림각 계산장치는, 서브 와이어 번들 및/또는 클램프의 비틀림각이 컴퓨터를 이용하여 계산되는 와이어형 구조의 비틀림각을 계산하는 장치로서, 상기 비틀림각은 상기 와이어형 구조가 소정의 참조 형상으로부터 상기 참조 형상과는 다른 변형 형상으로 변형될 때 생성되고, 상기 와이어형 구조는 주 와이어 번들, 상기 주 와이어 번들로부터 분기하는 상기 서브 와이어 번들, 및/또는 상기 주 와이어 번들에 부착되는 상기 클램프를 포함하고, 상기 장치는: 상기 와이어형 구조의 주 와이어 번들이 상기 변형 형상에 상응하도록 다수의 보 요소의 결합된 부재로서 표현되고, 상기 클램프의 회전축에 상응하는 클램프 축 및/또는 상기 서브 와이어 번들의 분기방향에 상응하는 가상 클램프 축이 상기 주 와이어 번들의 클램프 부착 노드 및/또는 서브 와이어 번들 분기 노드 각각에 부가되는 변형형상 모델을 생성하는, 변형형상 모델 생성부; 상기 와이어형 구조의 주 와이어 번들이 상기 참조 형상에 상응하도록 다수의 보 요소의 결합된 부재로서 표현되고, 소정의 참조축이 상기 주 와이어 번들의 클램프 부착 노드 및/또는 서브 와이어 번들 분기 노드에 부가되는 참조형상 모델을 생성하는, 참조형상 모델 생성부; 유한 요소 방법을 이용하여, 상기 와이어형 구조의 형상 및 물성을 참조하여 상기 참조형상 모델을 변형하고 상기 변형된 참조형상 모델을 상기 변형형상 모델에 포갬으로써 얻어진 형상을 계산하는, 포개기 계산부; 및 상기 포개기 계산부에 의한 계산 이후에 상기 참조축, 및 상기 클램프 축 및/또는 상기 가상 클램프 축에 의해 형성된 각도를 상기 비틀림각으로 계산하는, 비틀림각 계산부를 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 수행된 청구항 제 13항에 제시된 비틀림각 계산소프트웨어는, 와이어형 구조의 비틀림각을 계산하는 프로그램으로서, 서브 와이어 번들 및/또는 클램프의 비틀림각을 계산하기 위하여, 상기 비틀림각은 상기 와이어형 구조가 소정의 참조 형상으로부터 상기 참조 형상과는 다른 변형 형상으로 변형될 때 생성되고, 상기 와이어형 구조는 주 와이어 번들, 상기 주 와이어 번들로부터 분기하는 상기 서브 와이어 번들, 및/또는 상기 주 와이어 번들에 부착되는 상기 클램프를 포함하고, 상기 프로그램은 컴퓨터로 하여금 다음의 기능, 즉: 상기 와이어형 구조의 주 와이어 번들이 상기 변형 형상에 상응하도록 다수의 보 요소의 결합된 부재로서 표현되고, 상기 클램프의 회전축에 상응하는 클램프 축 및/또는 상기 서브 와이어 번들의 분기방향에 상응하는 가상 클램프 축이 상기 주 와이어 번들의 클램프 부착 노드 및/또는 서브 와이어 번들 분기 노드 각각에 부가되는 변형형상 모델을 생성하는, 변형형상 모델 생성부; 상기 와이어형 구조의 주 와이어 번들이 상기 참조 형상에 상응하도록 다수의 보 요소의 결합된 부재로서 표현되고, 소정의 참조축이 상기 주 와이어 번들의 클램프 부착 노드 및/또는 서브 와이어 번들 분기 노드에 부가되는 참조형상 모델을 생성하는, 참조형상 모델 생성부; 유한 요소 방법을 이용하여, 상기 와이어형 구조의 형상 및 물성을 참조하여 상기 참조형상 모델을 변형하고 상기 변형된 참조형상 모델을 상기 변형형상 모델에 포갬으로써 얻어진 형상을 계산하는, 포개기 계산부; 및 상기 포개기 계산부에 의한 계산 이후에 상기 참조축, 및 상기 클램프 축 및/또는 상기 가상 클램프 축에 의해 형성된 각도를 상기 비틀림각으로 계산하는, 비틀림각 계산부로서 기능하도록 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 수행된 청구항 제 14항에 제시된 비틀림각 계산방법은, 와이어형 구조의 비틀림각을 계산하는 방법으로서, 주 와이어 부재로부터 분기하는 서브 와이어 부재에 부착된 클램프의, 상기 주 와이어 부재의 측부로부터 보여지는, 비틀림각이 컴퓨터를 이용하여 계산되고, 상기 방법은: 상기 주 와이어 부재의 변형 형상이 다수의 보 요소의 결합된 부재로서 표현되고, 상기 서브 와이어 부재의 비틀림각을 구하는 분기축이 상기 주 와이어 부재 상의 와이어 부재 분기 노드에 부가되는 주 와이어 부재 변형형상 모델을 생성하는, 주 와이어 부재 변형형상 모델 생성단계; 상기 주 와이어 부재가 상기 주 와이어 부재를 비틀림 없이 직선으로 뻗쳐 구해진 형상인 주 와이어 부재 참조형상에 상응하도록 다수의 보 요소의 결합된 부재로서 표현되고, 상기 분기축의 비틀림각을 구하기 위한 참조로서 기능하는 제1 참조축이 상기 와이어 부재 분기 노드에 상응하는 위치에 부가되는 주 와이어 부재 참조형상 모델을 생성하는, 주 와이어 부재 참조형상 모델 생성단계; 유한 요소 방법을 이용하여, 상기 와이어형 구조의 물리적 물성을 참조하여 제1 비틀림각을 계산하되, 상기 제1 비틀림각은 상기 주 와이어 부재 참조형상 모델이 변형되어 이후 상기 주 와이어 부재 변형형상 모델에 포개질 때 상기 제1 참조축 및 상기 분기축에 의해 형성되는 각도인, 주 와이어 부재 각도계산단계; 상기 서브 와이어 부재의 변형 형상이 다수의 보 요소의 결합된 부재로서 표현되고, 상기 클램프의 비틀림각을 구하기 위한 클램프 축이 상기 서브 와이어 부재 상의 클램프 부착 노드에 부가된 서브 와이어 부재 변형형상 모델을 생성하는, 서브 와이어 부재 변형형상 모델 생성단계; 상기 서브 와이어 부재가 상기 서브 와이어 부재를 비틀림 없이 직선으로 뻗쳐 구해진 형상인 서브 와이어 부재 참조형상에 상응하도록 다수의 보 요소의 결합된 부재로서 표현되고, 상기 클램프 축의 비틀림각을 구하기 위한 참조로서 기능하는 제2 참조축이 상기 클램프 축에 상응하는 위치에 부가되는 서브 와이어 부재 참조형상 모델을 생성하는, 서브 와이어 부재 참조형상 모델 생성단계; 유한 요소 방법을 이용하여, 상기 와이어형 구조의 물리적 물성을 참조하여 제2 비틀림각을 계산하되, 상기 제2 비틀림각은 상기 서브 와이어 부재 참조형상 모델이 변형되어 이후 상기 서브 와이어 부재 변형형상 모델에 포개질 때 상기 제2 참조축 및 상기 클램프 축에 의해 형성된 각도인, 서브 와이어 부재 각도계산단계; 및 상기 제1 참조축 및 상기 클램프 축에 의해 형성된 각도를 구하기 위해 상기 제1 비틀림각에 근거하여 상기 제2 비틀림각을 보정하는, 비틀림각 계산단계를 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 수행된 청구항 제 15항에 제시된 비틀림각 계산방법은, 와이어형 구조의 비틀림각을 계산하는 방법으로서, 주 와이어 부재로부터 분기하는 서브 와이어 부재로부터 분기된 제2 서브와이어 부재의, 상기 주 와이어 부재의 측부로부터 보여지는, 비틀림각이 컴퓨터를 이용하여 계산되고, 상기 방법은: 상기 주 와이어 부재의 변형 형상이 다수의 보 요소의 결합된 부재로서 표현되고, 상기 서브 와이어 부재의 비틀림각을 구하기 위한 제1 분기축이 상기 주 와이어 부재 상의 와이어 부재 분기 노드에 부가되는 주 와이어 부재 변형형상 모델을 생성하는, 주 와이어 부재 변형형상 모델 생성단계; 상기 주 와이어 부재가 상기 주 와이어 부재를 비틀림 없이 직선으로 뻗쳐 구해진 형상인 주 와이어 부재 참조형상에 상응하도록 다수의 보 요소의 결합된 부재로서 표현되고, 상기 제1 분기축의 비틀림각을 구하기 위한 참조로서 기능하는 제1 참조축이 상기 와이어 부재 분기 노드에 상응하는 위치에 부가되는 주 와이어 부재 참조형상 모델을 생성하는, 주 와이어 부재 참조형상 모델 생성단계; 유한 요소 방법을 이용하여, 상기 와이어형 구조의 물리적 물성을 참조하여 제1 비틀림각을 계산하되, 상기 제1 비틀림각은 상기 주 와이어 부재 참조형상 모델이 변형되어 이후 상기 주 와이어 부재 변형형상 모델에 포개질 때 상기 제1 참조축 및 상기 제1 분기축에 의해 형성되는 각도인, 주 와이어 부재 각도계산단계; 상기 서브 와이어 부재의 변형 형상이 다수의 보 요소의 결합된 부재로서 표현되고, 상기 제2 서브 와이어 부재의 비틀림각을 구하기 위한 제2 분기축이 상기 서브 와이어 부재 상의 제2 와이어 부재 부기 노드에 부가된 서브 와이어 부재 변형형상 모델을 생성하는, 서브 와이어 부재 변형형상 모델 생성단계; 상기 서브 와이어 부재가 상기 서브 와이어 부재를 비틀림 없이 직선으로 뻗쳐 구해진 형상인 서브 와이어 부재 참조형상에 상응하도록 다수의 보 요소의 결합된 부재로서 표현되고, 상기 제2 분기축의 비틀림각을 구하기 위한 참조로서 기능하는 제2 참조축이 상기 제2 와이어 부재 분기 노드에 상응하는 위치에 부가되는 서브 와이어 부재 참조형상 모델을 생성하는, 서브 와이어 부재 참조형상 모델 생성단계; 유한 요소 방법을 이용하여, 상기 와이어형 구조의 물리적 물성을 참조하여 제2 비틀림각을 계산하되, 상기 제2 비틀림각은 상기 서브 와이어 부재 참조형상 모델이 변형되어 이후 상기 서브 와이어 부재 변형형상 모델에 포개질 때 상기 제2 참조축 및 상기 제2 분기축에 의해 형성된 각도인, 서브 와이어 부재 각도계산단계; 및 상기 제1 참조축 및 상기 제2 분기축에 의해 형성된 각도를 구하기 위해 상기 제1 비틀림각에 근거하여 상기 제2 비틀림각을 보정하는, 비틀림각 계산단계를 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 수행된 청구항 제 16항에 제시된 비틀림각 계산장치는, 와이어형 구조의 비틀림각을 계산하는 장치로서, 주 와이어 부재로부터 분기하는 서브 와이어 부재에 부착된 클램프의, 상기 주 와이어 부재의 측부로부터 보여지는, 비틀림각이 컴퓨터를 이용하여 계산되고, 상기 장치는: 상기 주 와이어 부재의 변형 형상이 다수의 보 요소의 결합된 부재로서 표현되고, 상기 서브 와이어 부재의 비틀림각을 구하는 분기축이 상기 주 와이어 부재 상의 와이어 부재 분기 노드에 부가되는 주 와이어 부재 변형형상 모델을 생성하는, 주 와이어 부재 변형형상 모델 생성부; 상기 주 와이어 부재가 상기 주 와이어 부재를 비틀림 없이 직선으로 뻗쳐 구해진 형상인 주 와이어 부재 참조형상에 상응하도록 다수의 보 요소의 결합된 부재로서 표현되고, 상기 분기축의 비틀림각을 구하기 위한 참조로서 기능하는 제1 참조축이 상기 와이어 부재 분기 노드에 상응하는 위치에 부가되는 주 와이어 부재 참조형상 모델을 생성하는, 주 와이어 부재 참조형상 모델 생성부; 유한 요소 방법을 이용하여, 상기 와이어형 구조의 물리적 물성을 참조하여 제1 비틀림각을 계산하되, 상기 제1 비틀림각은 상기 주 와이어 부재 참조형상 모델이 변형되어 이후 상기 주 와이어 부재 변형형상 모델에 포개질 때 상기 제1 참조축 및 상기 분기축에 의해 형성되는 각도인, 주 와이어 부재 각도계산부; 상기 서브 와이어 부재의 변형 형상이 다수의 보 요소의 결합된 부재로서 표현되고, 상기 클램프의 비틀림각을 구하기 위한 클램프 축이 상기 서브 와이어 부재 상의 클램프 부착 노드에 부가된 서브 와이어 부재 변형형상 모델을 생성하는, 서브 와이어 부재 변형형상 모델 생성부; 상기 서브 와이어 부재가 상기 서브 와이어 부재를 비틀림 없이 직선으로 뻗쳐 구해진 형상인 서브 와이어 부재 참조형상에 상응하도록 다수의 보 요소의 결합된 부재로서 표현되고, 상기 클램프 축의 비틀림각을 구하기 위한 참조로서 기능하는 제2 참조축이 상기 클램프 축에 상응하는 위치에 부가되는 서브 와이어 부재 참조형상 모델을 생성하는, 서브 와이어 부재 참조형상 모델 생성부; 유한 요소 방법을 이용하여, 상기 와이어형 구조의 물리적 물성을 참조하여 제2 비틀림각을 계산하되, 상기 제2 비틀림각은 상기 서브 와이어 부재 참조형상 모델이 변형되어 이후 상기 서브 와이어 부재 변형형상 모델에 포개질 때 상기 제2 참조축 및 상기 클램프 축에 의해 형성된 각도인, 서브 와이어 부재 각도계산부; 및 상기 제1 참조축 및 상기 클램프 축에 의해 형성된 각도를 구하기 위해 상기 제1 비틀림각에 근거하여 상기 제2 비틀림각을 보정하는, 비틀림각 계산부를 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 수행된 청구항 제 17항에 제시된 비틀림각 계산프로그램은, 와이어형 구조의 비틀림각을 계산하는 프로그램으로서, 주 와이어 부재로부터 분기하는 서브 와이어 부재에 부착된 클램프의, 상기 주 와이어 부재의 측부로부터 보여지는, 비틀림각을 계산하기 위하여, 상기 프로그램은 컴퓨터로 하여금 다음의 기능, 즉: 상기 주 와이어 부재의 변형 형상이 다수의 보 요소의 결합된 부재로서 표현되고, 상기 서브 와이어 부재의 비틀림각을 구하기 위한 분기축이 상기 주 와이어 부재 상의 와이어 부재 분기 노드에 부가되는 주 와이어 부재 변형형상 모델을 생성하는, 주 와이어 부재 변형형상 모델 생성부; 상기 주 와이어 부재가 상기 주 와이어 부재를 비틀림 없이 직선으로 뻗쳐 구해진 형상인 주 와이어 부재 참조형상에 상응하도록 다수의 보 요소의 결합된 부재로서 표현되고, 상기 분기축의 비틀림각을 구하기 위한 참조로서 기능하는 제1 참조축이 상기 와이어 부재 분기 노드에 상응하는 위치에 부가되는 주 와이어 부재 참조형상 모델을 생성하는, 주 와이어 부재 참조형상 모델 생성부; 유한 요소 방법을 이용하여, 상기 와이어형 구조의 물리적 물성을 참조하여 제1 비틀림각을 계산하되, 상기 제1 비틀림각은 상기 주 와이어 부재 참조형상 모델이 변형되어 이후 상기 주 와이어 부재 변형형상 모델에 포개질 때 상기 제1 참조축 및 상기 분기축에 의해 형성되는 각도인, 주 와이어 부재 각도계산부; 상기 서브 와이어 부재의 변형 형상이 다수의 보 요소의 결합된 부재로서 표현되고, 상기 클램프의 비틀림각을 구하기 위한 클램프 축이 상기 서브 와이어 부재 상의 클램프 부착 노드에 부가된 서브 와이어 부재 변형형상 모델을 생성하는, 서브 와이어 부재 변형형상 모델 생성부; 상기 서브 와이어 부재가 상기 서브 와이어 부재를 비틀림 없이 직선으로 뻗쳐 구해진 형상인 서브 와이어 부재 참조형상에 상응하도록 다수의 보 요소의 결합된 부재로서 표현되고, 상기 클램프 축의 비틀림각을 구하기 위한 참조로서 기능하는 제2 참조축이 상기 클램프 축에 상응하는 위치에 부가되는 서브 와이어 부재 참조형상 모델을 생성하는, 서브 와이어 부재 참조형상 모델 생성부; 유한 요소 방법을 이용하여, 상기 와이어형 구조의 물리적 물성을 참조하여 제2 비틀림각을 계산하되, 상기 제2 비틀림각은 상기 서브 와이어 부재 참조형상 모델이 변형되어 이후 상기 서브 와이어 부재 변형형상 모델에 포개질 때 상기 제2 참조축 및 상기 클램프 축에 의해 형성된 각도인, 서브 와이어 부재 각도계산부; 및 상기 제1 참조축 및 상기 클램프 축에 의해 형성된 각도를 구하기 위해 상기 제1 비틀림각에 근거하여 상기 제2 비틀림각을 보정하는, 비틀림각 계산부로서 기능하게 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 수행된 청구항 제 18항에 제시된 비틀림각 계산방법은, 와이어형 구조의 비틀림각을 계산하는 방법으로서, 비틀림 없는 평면에 대한 주 와이어 부재에 부착된 클램프의 비틀림각이 컴퓨터를 이용하여 계산되고 이후 표시되며, 상기 방법은: 상기 주 와이어 부재의 변형 형상이 다수의 보 요소의 결합된 부재로서 표현되고, 상기 클램프의 비틀림각을 표현하기 위한 클램프 축이 상기 주 와이어 부재 상의 클램프 부착 노드에 부가되는 주 와이어 부재 변형형상 모델을 생성하는, 주 와이어 부재 변형형상 모델 생성단계; 상기 주 와이어 부재가 상기 주 와이어 부재를 비틀림 없이 직선으로 뻗쳐 구해진 형상인 주 와이어 부재 참조형상에 상응하도록 다수의 보 요소의 결합된 부재로서 표현되고, 상기 비틀림 없는 평면을 구하기 위한 참조축이 상기 클램프 부착 노드에 상응하는 위치를 포함하는 노드에 각각 부가되는 주 와이어 부재 참조형상 모델을 생성하는, 주 와이어 부재 참조형상 모델 생성단계; 상기 주 와이어 부재 참조형상 모델이 변형되어 이후 상기 주 와이어 부재 변형형상에 포개질 때 상기 참조축과 함께 연결하여 상기 비틀림 없는 평면을 설정하는, 비틀림 없는 평면 설정단계; 및 상기 변형 형상 및 상기 클램프 축과 함께 상기 비틀림 없는 평면을 표시하는, 표시단계를 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 수행된 청구항 제 19항에 제시된 비틀림각 계산방법은, 제 18항에 제시된 비틀림각 계산방법에 있어서, 상기 방법은 상기 표시단계 대신에, 상기 변형 형상과 함께 상기 비틀림 없는 평면을 표시하는 제2 표시단계를 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 수행된 청구항 제 20항에 제시된 비틀림각 계산방법은, 와이어형 구조의 비틀림각을 계산하는 방법으로서, 비틀림 없는 평면에 대한 주 와이어 부재 및 상기 주 와이어 부재로부터 분기하는 서브 와이어 부재에 부착된 클램프의 비틀림각이 컴퓨터를 이용하여 계산된 후 표시되고, 상기 방법은: 상기 주 와이어 부재의 변형 형상이 다수의 보 요소의 결합된 부재로 표현되고, 상기 주 와이어 부재의 클램프의 비틀림각을 표현하기 위한 제1 클램프 축이 상기 주 와이어 부재 상의 클램프 부착 노드에 부가되는 주 와이어 부재 변형형상 모델을 생성하는, 주 와이어 부재 변형형상 모델 생성단계; 상기 주 와이어 부재가 상기 주 와이어 부재를 비틀림 없이 직선으로 뻗쳐 구해진 형상인 주 와이어 부재 참조형상에 상응하도록 다수의 보 요소의 결합된 부재로 표현되고, 제1 비틀림 없는 평면을 구하기 위한 제1 참조축이 상기 클램프 부착 노드에 상응하는 위치를 포함하는 노드에 각각 부가되는 주 와이어 부재 참조형상 모델을 생성하는, 주 와이어 부재 참조형상 모델 생성단계; 상기 주 와이어 부재 참조형상 모델이 변형된 후 상기 주 와이어 부재 변형형상 모델에 포개질 때 상기 제1 참조축과 함께 연결하여 상기 제1 비틀림 없는 평면을 설정하는, 제1 비틀림 없는 평면 설정단계; 상기 서브 와이어 부재의 변형 형상이 다수의 보 요소의 결합된 부재로 표현되고, 상기 서브 와이어 부재의 클램프의 비틀림각을 표현하기 위한 제2 클램프 축이 상기 서브 와이어 부재 상의 클램프 부착 노드에 부가되는 서브 와이어 부재 변형형상 모델을 생성하는, 서브 와이어 부재 변형형상 모델 생성단계; 상기 서브 와이어 부재가 상기 서브 와이어 부재를 비틀림 없이 직선으로 뻗쳐 구해진 형상인 서브 와이어 부재 참조형상에 상응하도록 다수의 보 요소의 결합된 부재로 표현되고, 제2 비틀림 없는 평면을 구하기 위한 제2 참조축이 상기 클램프 부착 노드에 상응하는 위치를 포함하는 노드에 부가되는 서브 와이어 부재 참조형상 모델을 생성하는, 서브 와이어 부재 참조형상 모델 생성단계; 상기 제1 비틀림 없는 평면을 구성하는 상기 제1 참조축의 비틀림이 상기 제2 참조축으로 전파되고, 상기 서브 와이어 참조형상 모델이 변형된 후 상기 제2 와이어 부재 변형형상 모델에 포개질 때 상기 제2 참조축과 함께 연결되어 상기 제2 비틀림 없는 평면을 설정하는, 제2 비틀림 없는 평면 설정단계; 및 상기 변형 형상, 상기 제1 클램프 축 및 상기 제2 클램프 축과 함께 상기 제1 비틀림 없는 평면 및 상기 제2 비틀림 없는 평면을 표시하는, 표시단계를 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 수행된 청구항 제 21항에 제시된 비틀림각 계산장치는, 와이어형 구조의 비틀림각을 계산하는 장치로서, 비틀림 없는 평면에 대한 주 와이어 부재에 부착된 클램프의 비틀림각이 컴퓨터를 이용하여 계산되고 이후 표시되며, 상기 장치는: 상기 주 와이어 부재의 변형 형상이 다수의 보 요소의 결합된 부재로서 표현되고, 상기 클램프의 비틀림각을 표현하기 위한 클램프 축이 상기 주 와이어 부재 상의 클램프 부착 노드에 부가되는 주 와이어 부재 변형형상 모델을 생성하는, 주 와이어 부재 변형형상 모델 생성부; 상기 주 와이어 부재가 상기 주 와이어 부재를 비틀림 없이 직선으로 뻗쳐 구해진 형상인 주 와이어 부재 참조형상에 상응하도록 다수의 보 요소의 결합된 부재로서 표현되고, 상기 비틀림 없는 평면을 구하기 위한 참조축이 상기 클램프 부착 노드에 상응하는 위치를 포함하는 노드에 각각 부가되는 주 와이어 부재 참조형상 모델을 생성하는, 주 와이어 부재 참조형상 모델 생성부; 상기 주 와이어 부재 참조형상 모델이 변형되어 이후 상기 주 와이어 부재 변형형상에 포개질 때 상기 참조축과 함께 연결하여 상기 비틀림 없는 평면을 설정하는, 비틀림 없는 평면 설정부; 및 상기 변형 형상 및 상기 클램프 축과 함께 상기 비틀림 없는 평면을 표시하는, 표시부를 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 수행된 청구항 제 22항에 제시된 비틀림각 계산프로그램은, 와이어형 구조의 비틀림각을 계산하는 프로그램으로서, 주 와이어 부재에 부착된 클램프의 비틀림각을 계산하고 표시하기 위해서, 상기 프로그램은 컴퓨터로 하여금 다음의 기능, 즉: 상기 주 와이어 부재의 변형 형상이 다수의 보 요소의 결합된 부재로서 표현되고, 상기 클램프의 비틀림각을 표현하기 위한 클램프 축이 상기 주 와이어 부재 상의 클램프 부착 노드에 부가되는 주 와이어 부재 변형형상 모델을 생성하는, 주 와이어 부재 변형형상 모델 생성부; 상기 주 와이어 부재가 상기 주 와이어 부재를 비틀림 없이 직선으로 뻗쳐 구해진 형상인 주 와이어 부재 참조형상에 상응하도록 다수의 보 요소의 결합된 부재로서 표현되고, 상기 비틀림 없는 평면을 구하기 위한 참조축이 상기 클램프 부착 노드에 상응하는 위치를 포함하는 노드에 각각 부가되는 주 와이어 부재 참조형상 모델을 생성하는, 주 와이어 부재 참조형상 모델 생성부; 상기 주 와이어 부재 참조형상 모델이 변형되어 이후 상기 주 와이어 부재 변형형상에 포개질 때 상기 참조축과 함께 연결하여 상기 비틀림 없는 평면을 설정하는, 비틀림 없는 평면 설정부; 및 상기 변형 형상 및 상기 클램프 축과 함께 상기 비틀림 없는 평면을 표시하는, 표시부로서 기능하게 한다.
청구항 제 1, 12 및 13항에 제시된 본 발명에 따르면, 와이어형 구조의 주 와이어 번들이 상기 변형 형상에 상응하도록 다수의 보 요소의 결합된 부재로서 표현되고, 상기 클램프의 회전축에 상응하는 클램프 축 및/또는 상기 서브 와이어 번들의 분기방향에 상응하는 가상 클램프 축이 상기 주 와이어 번들의 클램프 부착 노드 및/또는 서브 와이어 번들 분기 노드 각각에 부가되는 변형형상 모델이 생성되고, 상기 와이어형 구조의 주 와이어 번들이 상기 참조 형상에 상응하도록 다수의 보 요소의 결합된 부재로서 표현되고, 소정의 참조축이 상기 주 와이어 번들의 클램프 부착 노드 및/또는 서브 와이어 번들 분기 노드에 부가되는 참조형상 모델이 생성된다. 다음으로, 상기 와이어형 구조의 형상 및 물성을 참조하면서, 참조형상 모델을 변형하고 상기 변형된 참조형상 모델을 상기 변형형상 모델에 포갬으로써 얻어진 형상이 유한 요소 방법을 이용하여 계산된다. 포개기에 따라서, 참조형상 모델의 참조축도 회전된다. 포개기가 종료되는 시점의 참조축, 및 상기 클램프 축 및/또는 상기 가상 클램프 축에 의해 형성된 각도는 상기 비틀림각으로 계산된다. 포개기 공정이 상술한 것처럼 유한 요소 방법을 이용하여 수행될 때, 종래 기술에서는 구하기 힘들었던 서브 와이어 부재 및/또는 클램프의 비틀림각이 쉽고 정확하게 계산될 수 있다.
청구항 제 2항에 제시된 본 발명에 따르면, 상기 서브 와이어 번들에 대한 접선 벡터와 상기 주 와이어 번들에 대한 접선 벡터를 모두 포함하는 접선 벡터를 생성하되, 상기 접선 벡터는 상기 서브 와이어 번들 분기 노드에서 시작되고, 상기 접선 평면에서 상기 서브 와이어 번들 분기 노드에서 출발하고 상기 주 와이어 번들에 대한 상기 접선 벡터에 수직한 벡터가 가상 클램프 축으로 계산되고, 또한 서브 와이어 부재의 비틀림각이 가상 클램프 축을 이용하여 표현된다. 이러한 가상 클램프 축이 계산될 때, 서브 와이어 부재에 대하여도, 비틀림각은 클램프의 경우와 동일한 공정절차로 구해질 수 있다.
청구항 제 3항에 제시된 본 발명에 따르면, 상기 클램프 축 및/또는 상기 가상 클램프 축은 상기 비틀림각에 상응하는 정도로 되돌아가면서, 참조형상 모델 상에 포개지면서 표시된다. 그러므로, 비틀림각은 시각적으로 직관적으로 파악될 수 있다.
청구항 제 4항에 제시된 본 발명에 따르면, 상기 참조 형상은 상기 와이어형 구조가 지그 플레이트 상에 전개될 때 구해지는 형상에 상응하고, 상기 변형 형상은 상기 와이어형 구조가 소정 위치에 부착될 때 구해지는 형상에 상응한다. 그러므로, 본 발명은 실제 상태에 부합하는 지그 플레이트의 설계, 와이어 하니스의 효율적인 생산 등에 효과적이다.
청구항 제 5항에 제시된 본 발명에 따르면, 와이어형 구조의 유한 요소 모델은 상기 와이어형 구조가 다수의 보 요소가 서로 결합된 탄성체라고 가정하면서 생성되고, 상기 와이어형 구조의 형상 및 물성과 제한조건이 상기 유한 요소 모델에 적용되고, 상기 주 와이어 번들이 소정 평면에 존재하는 참조형상으로 변형된 와이어형 구조는 주 와이어 부재가 소정 평면에 존재하는 참조 형상으로 변형된다. 이후, 상기 평면에 대하여 상기 서브 와이어 번들에 의해 형성된 각도는 상기 비틀림각으로 계산된다. 상술한 것처럼, 유한 요소 모델이 생성되고, 설계된 형상은 주 와이어 부재가 소정 평면에 존재하는 참조 형상으로 변형되고, 평면에 대하여 변형시에 서브 와이어 부재에 의해 형성된 각도는 비틀림각으로 구해진다. 그러므로, 종래 기술에서는 정확하게 파악하기 어려웠던 서브 와이어 부재의 비틀림각을 명확히 파악할 수 있다.
청구항 제 6항에 제시된 본 발명에 따르면, 상기 제한조건은 상기 주 와이어 번들이 비틀림 없이 선형으로 뻗치도록 설정된다.
청구항 제7항에 제시된 본 발명에 따르면, 제한조건은 상기 와이어형 구조의 생산 중에 사용될 지그 플레이트가 가정되는 참조 평면에 주 와이어 부재가 놓여지도록 설정되고, 참조 평면에 대한 서브 와이어 부재의 각도가 구해지고, 비틀림각은 그 각도를 이용하여 계산된다.
청구항 제 8항에 제시된 본 발명에 따르면, 상기 와이어형 구조를 구성하는 모든 와이어 번들 중에서 가장 큰 직경을 갖는 주 와이어 부재가 참조 평면에 존재한다. 다른 와이어 부재의 비틀림각은 참조 평면에 대하여 계산된다.
청구항 제 9항에 제시된 본 발명에 따르면, 상기 제한조건은 상기 서브 와이어 번들 중에서 상기 주 와이어 번들 다음의 두께를 갖는 와이어 번들이 상기 참조 평면에 존재하도록 설정된다. 그러므로, 가장 두꺼운 와이어 부재와 다음으로 두꺼운 와이어 부재가 모두 참조 평면에 존재한다. 다른 와이어 부재의 비틀림각은 참조 평면에 대하여 계산된다.
청구항 제 10항에 제시된 본 발명에 따르면, 참조 형상에서, 주 와이어 부재에 대한 서브 와이어 부재와 클램프의 비틀림각이 계산된다.
청구항 제 11항에 제시된 본 발명에 따르면, 참조 형상에서, 주 와이어 부재에 대한 클램프의 비틀림각이 계산된다.
청구항 제 14, 16 및 17항에 제시된 본 발명에 따르면, 주 와이어 부재의 변형 형상이 다수의 보 요소의 결합된 부재로서 표현되고, 서브 와이어 부재의 비틀림각을 구하는 분기축이 상기 주 와이어 부재 상의 와이어 부재 분기 노드에 부가되는 주 와이어 부재 변형형상 모델이 생성되고, 상기 주 와이어 부재가 상기 주 와이어 부재를 비틀림 없이 직선으로 뻗쳐 구해진 형상인 주 와이어 부재 참조형상에 상응하도록 다수의 보 요소의 결합된 부재로서 표현되고, 상기 분기축의 비틀림각을 구하기 위한 참조로서 기능하는 제1 참조축이 상기 와이어 부재 분기 노드에 상응하는 위치에 부가되는 주 와이어 부재 참조형상 모델이 생성된다. 다음으로, 상기 주 와이어 부재 참조형상 모델이 변형되어 이후 상기 주 와이어 부재 변형형상 모델에 포개질 때 상기 제1 참조축 및 상기 분기축에 의해 형성되는 각도인 제1 비틀림각이 유한 요소 방법을 이용하여 계산된다. 상기 서브 와이어 부재의 변형 형상이 다수의 보 요소의 결합된 부재로서 표현되고, 상기 클램프의 비틀림각을 구하기 위한 클램프 축이 상기 서브 와이어 부재 상의 클램프 부착 노드에 부가된 서브 와이어 부재 변형형상 모델이 생성되고, 상기 서브 와이어 부재를 비틀림 없이 직선으로 뻗쳐 구해진 형상인 서브 와이어 부재 참조형상에 상응하도록 다수의 보 요소의 결합된 부재로서 표현되고, 상기 클램프 축의 비틀림각을 구하기 위한 참조로서 기능하는 제2 참조축이 상기 클램프 축에 상응하는 위치에 부가되는 서브 와이어 부재 참조형상 모델이 생성된다. 다음으로, 상기 서브 와이어 부재 참조형상 모델이 변형되어 이후 상기 서브 와이어 부재 변형형상 모델에 포개질 때 상기 제2 참조축 및 상기 클램프 축에 의해 형성된 각도인, 제2 비틀림각이 유한 요소 방법을 이용하여 계산된다. 제2 비틀림각은 제1 비틀림각에 근거하여 보정되고, 제1 참조축 및 클램프 축에 의해 형성된 각도가 구해진다.
청구항 제 15항에서 제시된 본 발명에 따르면, 주 와이어 부재의 변형 형상이 다수의 보 요소의 결합된 부재로서 표현되고, 상기 서브 와이어 부재의 비틀림각을 구하기 위한 제1 분기축이 상기 주 와이어 부재 상의 와이어 부재 분기 노드에 부가되는 주 와이어 부재 변형형상 모델이 생성되고, 주 와이어 부재가 상기 주 와이어 부재를 비틀림 없이 직선으로 뻗쳐 구해진 형상인 주 와이어 부재 참조형상에 상응하도록 다수의 보 요소의 결합된 부재로서 표현되고, 상기 제1 분기축의 비틀림각을 구하기 위한 참조로서 기능하는 제1 참조축이 상기 와이어 부재 분기 노드에 상응하는 위치에 부가되는 주 와이어 부재 참조형상 모델이 생성된다. 다음으로, 상기 주 와이어 부재 참조형상 모델이 변형되어 이후 상기 주 와이어 부재 변형형상 모델에 포개질 때 상기 제1 참조축 및 상기 제1 분기축에 의해 형성되는 각도인, 제1 비틀림각이 유한 요소 방법을 이용하여 계산된다. 더욱이, 서브 와이어 부재의 변형 형상이 다수의 보 요소의 결합된 부재로서 표현되고, 상기 제2 서브 와이어 부재의 비틀림각을 구하기 위한 제2 분기축이 상기 서브 와이어 부재 상의 제2 와이어 부재 부기 노드에 부가된 서브 와이어 부재 변형형상 모델이 생성되고, 서브 와이어 부재가 상기 서브 와이어 부재를 비틀림 없이 직선으로 뻗쳐 구해진 형상인 서브 와이어 부재 참조형상에 상응하도록 다수의 보 요소의 결합된 부재로서 표현되고, 상기 제2 분기축의 비틀림각을 구하기 위한 참조로서 기능하는 제2 참조축이 상기 제2 와이어 부재 분기 노드에 상응하는 위치에 부가되는 서브 와이어 부재 참조형상 모델이 생성된다. 다음으로, 상기 서브 와이어 부재 참조형상 모델이 변형되어 이후 상기 서브 와이어 부재 변형형상 모델에 포개질 때 상기 제2 참조축 및 상기 제2 분기축에 의해 형성된 각도인, 제2 비틀림각이 유한 요소 방법을 이용하여 계산된다. 제1 비틀림각은 제1 비틀림각에 근거하여 보정되고, 상기 제1 참조축 및 상기 제2 분기축에 의해 형성된 각도가 구해진다.
청구항 제 18, 19, 21 및 22항에 제시된 본 발명에 따르면, 주 와이어 부재의 변형 형상이 다수의 보 요소의 결합된 부재로서 표현되고, 클램프의 비틀림각을 표현하기 위한 클램프 축이 상기 주 와이어 부재 상의 클램프 부착 노드에 부가되는 주 와이어 부재 변형형상 모델이 생성되고, 주 와이어 부재가 상기 주 와이어 부재를 비틀림 없이 직선으로 뻗쳐 구해진 형상인 주 와이어 부재 참조형상에 상응하도록 다수의 보 요소의 결합된 부재로서 표현되고, 상기 비틀림 없는 평면을 구하기 위한 참조축이 상기 클램프 부착 노드에 상응하는 위치를 포함하는 노드에 각각 부가되는 주 와이어 부재 참조형상 모델이 생성된다. 더욱이, 비틀림 없는 평면은 상기 주 와이어 부재 참조형상 모델이 변형되어 이후 상기 주 와이어 부재 변형형상에 포개질 때 상기 참조축과 함께 연결하여 설정된다. 이 비틀림 없는 평면은 상기 변형 형상 및 상기 클램프 축과 함께 표시된다.
청구항 제 20항에 제시된 본 발명에 따르면, 주 와이어 부재의 변형 형상이 다수의 보 요소의 결합된 부재로 표현되고, 상기 주 와이어 부재의 클램프의 비틀림각을 표현하기 위한 제1 클램프 축이 상기 주 와이어 부재 상의 클램프 부착 노드에 부가되는 주 와이어 부재 변형형상 모델이 생성되고, 상기 주 와이어 부재가 상기 주 와이어 부재를 비틀림 없이 직선으로 뻗쳐 구해진 형상인 주 와이어 부재 참조형상에 상응하도록 다수의 보 요소의 결합된 부재로 표현되고, 제1 비틀림 없는 평면을 구하기 위한 제1 참조축이 상기 클램프 부착 노드에 상응하는 위치를 포함하는 노드에 각각 부가되는 주 와이어 부재 참조형상 모델이 각각 생성된다. 다음으로, 제1 비틀림 없는 평면은 상기 주 와이어 부재 참조형상 모델이 변형된 후 상기 주 와이어 부재 변형형상 모델에 포개질 때 상기 제1 참조축과 함께 연결하여 설정된다.
더욱이, 서브 와이어 부재의 변형 형상이 다수의 보 요소의 결합된 부재로 표현되고, 상기 서브 와이어 부재의 클램프의 비틀림각을 표현하기 위한 제2 클램프 축이 상기 서브 와이어 부재 상의 클램프 부착 노드에 부가되는 서브 와이어 부재 변형형상 모델이 생성되고, 상기 서브 와이어 부재가 상기 서브 와이어 부재를 비틀림 없이 직선으로 뻗쳐 구해진 형상인 서브 와이어 부재 참조형상에 상응하도록 다수의 보 요소의 결합된 부재로 표현되고, 제2 비틀림 없는 평면을 구하기 위한 제2 참조축이 상기 클램프 부착 노드에 상응하는 위치를 포함하는 노드에 부가되는 서브 와이어 부재 참조형상 모델이 생성된다. 다음으로, 제2 비틀림 없는 평면은 상기 제1 비틀림 없는 평면을 구성하는 상기 제1 참조축의 비틀림이 상기 제2 참조축으로 전파되고, 상기 서브 와이어 참조형상 모델이 변형된 후 상기 제2 와이어 부재 변형형상 모델에 포개질 때 상기 제2 참조축과 함께 연결되어 설정된다. 이후, 상기 변형 형상, 상기 제1 클램프 축 및 상기 제2 클램프 축과 함께 상기 제1 비틀림 없는 평면 및 상기 제2 비틀림 없는 평면이 표시된다.
청구항 제 1, 12 및 13항에 제시된 본 발명에 따르면, 와이어형 구조의 주 와이어 번들이 상기 변형 형상에 상응하도록 다수의 보 요소의 결합된 부재로서 표현되고, 상기 클램프의 회전축에 상응하는 클램프 축 및/또는 상기 서브 와이어 번들의 분기방향에 상응하는 가상 클램프 축이 상기 주 와이어 번들의 클램프 부착 노드 및/또는 서브 와이어 번들 분기 노드 각각에 부가되는 변형형상 모델이 생성되고, 상기 와이어형 구조의 주 와이어 번들이 상기 참조 형상에 상응하도록 다수의 보 요소의 결합된 부재로서 표현되고, 동일한 방향으로의 연장이 상기 주 와이어 번들의 클램프 부착 노드 및/또는 서브 와이어 번들 분기 노드에 부가되는 참조형상 모델이 생성된다. 다음으로, 상기 와이어형 구조의 형상 및 물성을 참조하면서, 참조형상 모델을 변형하고 상기 변형된 참조형상 모델을 상기 변형형상 모델에 포갬으로써 얻어진 형상이 유한 요소 방법을 이용하여 계산된다. 포개기에 따라서, 참조형상 모델의 참조축도 회전된다. 포개기가 종료되는 시점의 참조축, 및 상기 클램프 축 및/또는 상기 가상 클램프 축에 의해 형성된 각도는 상기 비틀림각으로 계산된다. 포개기 공정이 상술한 것처럼 유한 요소 방법을 이용하여 수행될 때, 종래 기술에서는 구하기 힘들었던 서브 와이어 부재 및/또는 클램프의 비틀림각이 쉽고 정확하게 계산될 수 있다. 그러므로, 본 발명은 지그 플레이트의 정밀한 설계, 와이어 하니스의 효율적인 생산 등에 효과적이다.
청구항 제 2항에 제시된 본 발명에 따르면, 상기 서브 와이어 번들에 대한 접선 벡터와 상기 주 와이어 번들에 대한 접선 벡터를 모두 포함하는 접선 벡터를 생성하되, 상기 접선 벡터는 상기 서브 와이어 번들 분기 노드에서 시작되고, 상기 접선 평면에서 상기 서브 와이어 번들 분기 노드에서 출발하고 상기 주 와이어 번들에 대한 상기 접선 벡터에 수직한 벡터가 가상 클램프 축으로 계산되고, 또한 서브 와이어 부재의 비틀림각이 가상 클램프 축을 이용하여 표현된다. 이러한 가상 클램프 축이 계산될 때, 서브 와이어 부재에 대하여도, 비틀림각은 클램프의 경우와 동일한 공정절차로 구해질 수 있다. 그러므로, 비틀림각 계산공정의 공정효율이 향상된다.
청구항 제 3항에 제시된 본 발명에 따르면, 상기 클램프 축 및/또는 상기 가상 클램프 축은 상기 비틀림각에 상응하는 정도로 되돌아가면서, 참조형상 모델 상에 포개지면서 표시된다. 그러므로, 비틀림각은 시각적으로 직관적으로 파악될 수 있다. 결론적으로, 본 발명은 지그 플레이트의 보다 정밀한 설계, 와이어 하니스의 보다 효율적인 생산 등에 효과적이다.
청구항 제 4항에 제시된 본 발명에 따르면, 상기 참조 형상은 상기 와이어형 구조가 지그 플레이트 상에 전개될 때 구해지는 형상에 상응하고, 상기 변형 형상은 상기 와이어형 구조가 소정 위치에 부착될 때 구해지는 형상에 상응한다. 그러므로, 본 발명은 실제 상태에 부합하는 지그 플레이트의 설계, 와이어 하니스의 효율적인 생산 등에 효과적이다.
청구항 제 5항에 제시된 본 발명에 따르면, 와이어형 구조의 유한 요소 모델은 상기 와이어형 구조가 다수의 보 요소가 서로 결합된 탄성체라고 가정하면서 생성되고, 상기 와이어형 구조의 형상 및 물성과 제한조건이 상기 유한 요소 모델에 적용되고, 상기 주 와이어 번들이 소정 평면에 존재하는 참조형상으로 변형된 와이어형 구조는 주 와이어 부재가 소정 평면에 존재하는 참조 형상으로 변형된다. 이후, 상기 평면에 대하여 상기 서브 와이어 번들에 의해 형성된 각도는 상기 비틀림각으로 계산된다. 그러므로, 종래 기술에서는 정확하게 파악하기 어려웠던 서브 와이어 부재의 비틀림각을 명확히 파악할 수 있다. 결론적으로, 본 발명은 지그 플레이트의 정밀한 설계, 와이어 하니스의 효율적인 생산 등에 효과적이다.
청구항 제 6항에 제시된 본 발명에 따르면, 상기 제한조건은 상기 주 와이어 번들이 비틀림 없이 선형으로 뻗치도록 설정된다. 결론적으로, 본 발명은 지그 플레이트의 보다 정밀한 설계, 와이어 하니스의 보다 효율적인 생산 등에 효과적이다.
청구항 제7항에 제시된 본 발명에 따르면, 제한조건은 상기 와이어형 구조의 생산 중에 사용될 지그 플레이트가 가정되는 참조 평면에 주 와이어 부재가 놓여지도록 설정되고, 참조 평면에 대한 서브 와이어 부재의 각도가 구해지고, 비틀림각은 그 각도를 이용하여 계산된다. 그러므로, 본 발명은 지그 플레이트 상의 공정에 전제된 실제 상태와 부합하는 지그 플레이트의 설계, 와이어 하니스의 생산 등에 효과적이다.
청구항 제 8항에 제시된 본 발명에 따르면, 상기 와이어형 구조를 구성하는 모든 와이어 번들 중에서 가장 큰 직경을 갖는 주 와이어 부재가 참조 평면에 존재한다. 그러므로, 본 발명은 실제 상태와 더욱 부합하는 지그 플레이트의 설계, 와이어 하니스의 효율적인 생산 등에 효과적이다.
청구항 제 9항에 제시된 본 발명에 따르면, 상기 제한조건은 상기 서브 와이어 번들 중에서 상기 주 와이어 번들 다음의 두께를 갖는 와이어 번들이 상기 참조 평면에 존재하도록 설정된다. 그러므로, 가장 두꺼운 와이어 부재와 다음으로 두꺼운 와이어 부재가 모두 참조 평면에 존재한다. 다른 와이어 부재의 비틀림각은 참조 평면에 대하여 계산된다. 그러므로, 본 발명은 실제 상태와 더욱 부합하는 지그 플레이트의 설계, 와이어 하니스의 보다 효율적인 생산 등에 효과적이다.
청구항 제 10항에 제시된 본 발명에 따르면, 참조 형상에서, 주 와이어 부재에 대한 서브 와이어 부재와 클램프의 비틀림각이 계산된다. 그러므로, 본 발명은 실제 상태와 더욱 부합하는 지그 플레이트의 설계, 와이어 하니스의 생산 등에 효과적이다.
청구항 제 11항에 제시된 본 발명에 따르면, 참조 형상에서, 주 와이어 부재에 대한 클램프의 비틀림각이 계산된다. 그러므로, 본 발명은 다수의 클램프가 사용되는 와이어 하니스를 위한 지그 플레이트의 설계, 와이어 하니스의 생산 등에 효과적이다.
청구항 제 14, 16 및 17항에 제시된 본 발명에 따르면, 주 와이어 부재의 변형 형상이 다수의 보 요소의 결합된 부재로서 표현되고, 서브 와이어 부재의 비틀림각을 구하는 분기축이 상기 주 와이어 부재 상의 와이어 부재 분기 노드에 부가되는 주 와이어 부재 변형형상 모델이 생성되고, 상기 주 와이어 부재가 상기 주 와이어 부재를 비틀림 없이 직선으로 뻗쳐 구해진 형상인 주 와이어 부재 참조형상에 상응하도록 다수의 보 요소의 결합된 부재로서 표현되고, 상기 분기축의 비틀림각을 구하기 위한 참조로서 기능하는 제1 참조축이 상기 와이어 부재 분기 노드에 상응하는 위치에 부가되는 주 와이어 부재 참조형상 모델이 생성된다. 다음으로, 상기 주 와이어 부재 참조형상 모델이 변형되어 이후 상기 주 와이어 부재 변형형상 모델에 포개질 때 상기 제1 참조축 및 상기 분기축에 의해 형성되는 각도인 제1 비틀림각이 유한 요소 방법을 이용하여 계산된다. 상기 서브 와이어 부재의 변형 형상이 다수의 보 요소의 결합된 부재로서 표현되고, 상기 클램프의 비틀림각을 구하기 위한 클램프 축이 상기 서브 와이어 부재 상의 클램프 부착 노드에 부가된 서브 와이어 부재 변형형상 모델이 생성되고, 와이어 부재가 상기 서브 와이어 부재를 비틀림 없이 직선으로 뻗쳐 구해진 형상인 서브 와이어 부재 참조형상에 상응하도록 다수의 보 요소의 결합된 부재로서 표현되고, 상기 클램프 축의 비틀림각을 구하기 위한 참조로서 기능하는 제2 참조축이 상기 클램프 축에 상응하는 위치에 부가되는 서브 와이어 부재 참조형상 모델이 생성된다. 다음으로, 상기 서브 와이어 부재 참조형상 모델이 변형되어 이후 상기 서브 와이어 부재 변형형상 모델에 포개질 때 상기 제2 참조축 및 상기 클램프 축에 의해 형성된 각도인, 제2 비틀림각이 유한 요소 방법을 이용하여 계산된다. 제2 비틀림각은 제1 비틀림각에 근거하여 보정되고, 제1 참조축 및 클램프 축에 의해 형성된 각도가 구해진다. 그러므로, 본 발명은 주 와이어 부재의 측면으로부터 보여지는, 주 와이어 부재로부터 분기하는 서브 와이어 부재에 부착된 클램프의 비틀림각을 정확하게 계산하는 것이 가능하다.
청구항 제 15항에서 제시된 본 발명에 따르면, 주 와이어 부재의 변형 형상이 다수의 보 요소의 결합된 부재로서 표현되고, 상기 서브 와이어 부재의 비틀림각을 구하기 위한 제1 분기축이 상기 주 와이어 부재 상의 와이어 부재 분기 노드에 부가되는 주 와이어 부재 변형형상 모델이 생성되고, 주 와이어 부재가 상기 주 와이어 부재를 비틀림 없이 직선으로 뻗쳐 구해진 형상인 주 와이어 부재 참조형상에 상응하도록 다수의 보 요소의 결합된 부재로서 표현되고, 상기 제1 분기축의 비틀림각을 구하기 위한 참조로서 기능하는 제1 참조축이 상기 와이어 부재 분기 노드에 상응하는 위치에 부가되는 주 와이어 부재 참조형상 모델이 생성된다. 다음으로, 상기 주 와이어 부재 참조형상 모델이 변형되어 이후 상기 주 와이어 부재 변형형상 모델에 포개질 때 상기 제1 참조축 및 상기 제1 분기축에 의해 형성되는 각도인, 제1 비틀림각이 유한 요소 방법을 이용하여 계산된다. 더욱이, 서브 와이어 부재의 변형 형상이 다수의 보 요소의 결합된 부재로서 표현되고, 상기 제2 서브 와이어 부재의 비틀림각을 구하기 위한 제2 분기축이 상기 서브 와이어 부재 상의 제2 와이어 부재 부기 노드에 부가된 서브 와이어 부재 변형형상 모델이 생성되고, 서브 와이어 부재가 상기 서브 와이어 부재를 비틀림 없이 직선으로 뻗쳐 구해진 형상인 서브 와이어 부재 참조형상에 상응하도록 다수의 보 요소의 결합된 부재로서 표현되고, 상기 제2 분기축의 비틀림각을 구하기 위한 참조로서 기능하는 제2 참조축이 상기 제2 와이어 부재 분기 노드에 상응하는 위치에 부가되는 서브 와이어 부재 참조형상 모델이 생성된다. 다음으로, 상기 서브 와이어 부재 참조형상 모델이 변형되어 이후 상기 서브 와이어 부재 변형형상 모델에 포개질 때 상기 제2 참조축 및 상기 제2 분기축에 의해 형성된 각도인, 제2 비틀림각이 유한 요소 방법을 이용하여 계산된다. 제1 비틀림각은 제1 비틀림각에 근거하여 보정되고, 상기 제1 참조축 및 상기 제2 분기축에 의해 형성된 각도가 구해진다. 그러므로, 본 발명은 주 와이어 부재의 측면으로부터 보여지는, 주 와이어 부재로부터 분기하는 서브 와이어 부재로부터 분기하는 제2 서브 와이어 부재에 부착된 클램프의 비틀림각을 정확하게 계산하는 것이 가능하다.
청구항 제 18, 19, 21 및 22항에 제시된 본 발명에 따르면, 주 와이어 부재의 변형 형상이 다수의 보 요소의 결합된 부재로서 표현되고, 클램프의 비틀림각을 표현하기 위한 클램프 축이 상기 주 와이어 부재 상의 클램프 부착 노드에 부가되는 주 와이어 부재 변형형상 모델이 생성되고, 주 와이어 부재가 상기 주 와이어 부재를 비틀림 없이 직선으로 뻗쳐 구해진 형상인 주 와이어 부재 참조형상에 상응하도록 다수의 보 요소의 결합된 부재로서 표현되고, 상기 비틀림 없는 평면을 구하기 위한 참조축이 상기 클램프 부착 노드에 상응하는 위치를 포함하는 노드에 각각 부가되는 주 와이어 부재 참조형상 모델이 생성된다. 더욱이, 비틀림 없는 평면은 상기 주 와이어 부재 참조형상 모델이 변형되어 이후 상기 주 와이어 부재 변형형상에 포개질 때 상기 참조축과 함께 연결하여 설정된다. 이 비틀림 없는 평면은 상기 변형 형상 및 상기 클램프 축과 함께 표시된다. 그러므로, 비틀림 없는 평면에 대하여, 주 와이어 부재 상에 부착된 클램프의 비틀림각을 쉽게 파악하는 것이 가능하다.
청구항 제 20항에 제시된 본 발명에 따르면, 주 와이어 부재의 변형 형상이 다수의 보 요소의 결합된 부재로 표현되고, 상기 주 와이어 부재의 클램프의 비틀림각을 표현하기 위한 제1 클램프 축이 상기 주 와이어 부재 상의 클램프 부착 노드에 부가되는 주 와이어 부재 변형형상 모델이 생성되고, 상기 주 와이어 부재가 상기 주 와이어 부재를 비틀림 없이 직선으로 뻗쳐 구해진 형상인 주 와이어 부재 참조형상에 상응하도록 다수의 보 요소의 결합된 부재로 표현되고, 제1 비틀림 없는 평면을 구하기 위한 제1 참조축이 상기 클램프 부착 노드에 상응하는 위치를 포함하는 노드에 각각 부가되는 주 와이어 부재 참조형상 모델이 각각 생성된다. 다음으로, 제1 비틀림 없는 평면은 상기 주 와이어 부재 참조형상 모델이 변형된 후 상기 주 와이어 부재 변형형상 모델에 포개질 때 상기 제1 참조축과 함께 연결하여 설정된다. 더욱이, 서브 와이어 부재의 변형 형상이 다수의 보 요소의 결합된 부재로 표현되고, 상기 서브 와이어 부재의 클램프의 비틀림각을 표현하기 위한 제2 클램프 축이 상기 서브 와이어 부재 상의 클램프 부착 노드에 부가되는 서브 와이어 부재 변형형상 모델이 생성되고, 상기 서브 와이어 부재가 상기 서브 와이어 부재를 비틀림 없이 직선으로 뻗쳐 구해진 형상인 서브 와이어 부재 참조형상에 상응하도록 다수의 보 요소의 결합된 부재로 표현되고, 제2 비틀림 없는 평면을 구하기 위한 제2 참조축이 상기 클램프 부착 노드에 상응하는 위치를 포함하는 노드에 부가되는 서브 와이어 부재 참조형상 모델이 생성된다. 다음으로, 제2 비틀림 없는 평면은 상기 제1 비틀림 없는 평면을 구성하는 상기 제1 참조축의 비틀림이 상기 제2 참조축으로 전파되고, 상기 서브 와이어 참조형상 모델이 변형된 후 상기 제2 와이어 부재 변형형상 모델에 포개질 때 상기 제2 참조축과 함께 연결되어 설정된다. 이후, 상기 변형 형상, 상기 제1 클램프 축 및 상기 제2 클램프 축과 함께 상기 제1 비틀림 없는 평면 및 상기 제2 비틀림 없는 평면이 표시된다. 그러므로, 비틀림 없는 평면에 대하여, 주 와이어 부재와 주 와이어 부재로부터 분기하는 서브 와이어 부재에 부착된 클램프의 비틀림각을 쉽게 파악하는 것이 가능하다.
도 1(A) 및 1(B)은 설계 및 생산공정에서의 와이어 하니스의 형상을 각각 도시하는 도면이다.
도 2(A) 및 2(B)는 와이어 하니스의 비틀림각을 도시하는 도면이다.
도 3은 와이어 하니스에 부착될 전형적인 클램프 및 제한된 자유도 사이의 관계를 도시하는 도면이다.
도 4(A)는 와이어 하니스의 외관을 도시하는 도면이고, 도 4(B)는 도 4(A)의 와이어 하니스를 디지털화한 상태를 도시하는 도면이고, 도 4(C)는 보 요소(beam element) 및 노드에 의해서 도 4(A)의 와이어 하니스를 표현한 도면이다.
도 5는 보 요소 및 노드에 의해서 표현된 와이어 하니스의 자유도를 도시하는 도면이다.
도 6(A)은 세 개의 보 요소에 의해 와이어 하니스를 표현한 도면이고, 도 6(B)은 도 6(A)의 세 개의 보 요소가 함께 결합된 상태를 도시하는 도면이다.
도 7(A)은 세 개의 보 요소 및 브랜치 와이어에 상응하는 보 요소로 형성된 와이어 하니스의 일부를 도시하는 도면이고, 도 7(B)은 도 7(A)이 네 개의 보 요소에 의해 표현되고 그 보 요소가 이후 함께 결합되는 상태를 도시하는 도면이다.
도 8(A)은 기하학적 관성모멘트 및 세로방향 탄성계수를 측정하는 방식을 도시하는 도면이고, 도 8(B)은 극 기하학 관성모멘트 및 가로방향 탄성계수를 측정하는 방식을 도시하는 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 하드웨어 구성의 예를 도시하는 블록도이다.
도 10은 본 발명의 제1 실시예에 따른 공정절차를 도시하는 순서도이다.
도 11(A) 내지 도 11(C)은 도 10의 공정절차에서의 서브루틴을 각각 도시하는 순서도이다.
도 12(A) 내지 12(E)는 도 10의 공정에서의 상태를 예시적으로 도시하는 도면이다.
도 13은 도 11(C)의 공정을 도시하는 도면이다.
도 14는 본 발명의 제2 실시예에 따른 공정절차를 도시하는 순서도이다.
도 15(A) 내지 15(D)는 도 14의 공정에서의 상태를 각각 예시적으로 도시하는 도면이다.
도 16은 본 발명의 제3 실시예에 따른 공정절차를 도시하는 순서도이다.
도 17은 도 16의 공정에서의 상태를 예시적으로 도시하는 도면이다.
도 18은 도 16의 공정에서의 상태를 예시적으로 도시하는 도면이다.
도 19는 도 16의 공정에서의 상태를 예시적으로 도시하는 도면이다.
도 20은 본 발명의 제4 실시예에 따른 공정절차를 도시하는 순서도이다.
도 21은 도 20의 공정의 결과를 예시적으로 도시하는 도면이다.
도 22(A) 내지 22(C)는 비틀림-자유평면에서의 전파공정을 도시하는 도면이다.
도면에서, 참조부호는 다음 방식으로 구성요소를 지시한다.
1, 100 와이어 하니스 (와이어형 구조)
1a, 100a 트렁크 와이어
1b1 내지 1b4, 100b1 내지 100b3 브랜치 와이어
2a 내지 2g, 200a 내지 200g 클램프
3a 내지 3d 브랜치 포인트
5 접선 평면
6 참조 평면
41 마이크로컴퓨터
42 입력장치
43 표시장치
44 프린트장치
45 저장장치
46 판독장치
47 통신 인터페이스
48 저장매체
48a 비틀림각 계산 프로그램
49 내부 버스
C0 내지 C7 보 요소
N0 내지 N7 노드
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명할 것이다.
먼저, 본 발명이 적용되는 와이어 하니스의 전체 형상 및 전형적인 클램프가 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명될 것이다. 도 1 및 도 2는 상술한 것과 같은 도면이고, 도 3은 와이어 하니스에 부착될 전형적인 클램프 및 제한된 자유도 사이의 관계를 도시하는 도면이다. 본 설명에서 와이어 하니스가 자동차의 것으로 제한되지는 않지만, 자동차에 놓여질 와이어 하니스가 본 발명의 요지를 이해하기 위해서 예시적으로 설명될 것이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상술한 것처럼, 본 발명이 적용될 와이어 하니스는 트렁크 와이어(1a)의 분기점(3a 내지 3d)에서 서로 다른 방향으로 분기되는 다수의 브랜치 와이어(1b1 내지 1b4)를 구비하고, 클램프(2a 내지 2g)는 와이어의 단부 또는 중간지점에 부착된다. 트렁크 와이어(1a) 및 브랜치 와이어(1b1 내지 1b4)는 필라멘트 부재를 구성하는 개수 및 종류가 기본적으로 서로 다르고, 그러므로 브랜치 와이어는 두께, 길이, 탄성, 강성 등에서도 서로 다르다. 본 실시예의 와이어 하니스, 트렁크 와이어 및 브랜치 와이어는 청구항에서의 와이어형 구조, 주 와이어 부재 및 부 와이어 부재에 각각 상응한다.
클램프(2a 내지 2f)는 와이어 하니스의 단부를 완전히 제한하기 위해서 전기 부품을 위한 카운터 클램프의 고정위치 및 부착방식에 따라서 소정 위치에 탈착 가능하게 고정된다. 단부를 완전히 제한하는 클램프는 종종 커넥터로도 언급된다 (도 3 참조). 클램프(2g)는 통상적으로 와이어 하니스를 몸체의 소정 위치, 스테이(stay) 등에 완전히 또는 회전 가능하게 제한하기 위해서 와이어 하니스의 중간부분에 부착된다. 단지 하나의 클램프만 도시되었지만, 다수의 클램프가 와이어 하니스에 통상적으로 부착된다. 와이어 하니스를 제한하는 부재의 다른 예로는 프로텍터와 그로멧(grommet)이 있다.
이하, 클램프가 설명될 것이다. 기본적으로, 클램프는 장공 클램프와 원형공 클램프를 포함한다. 원형공 클램프는 또한 회전형 클램프라 불리며, 와이어 하니스를 고정하기 위한 축받이로 구성되고, 그 지지다리는 원형공 형상을 가진 장착공 내로 삽입되고, 스테이 등에 배치된다. 원형공 클램프는 Z축(부착부에 수직한 방향) 주위로 회전한다.
대조적으로, 장공 클램프는 고정 클램프라고도 불리며, 와이어 하니스를 고정하기 위한 축받침으로 구성되고, 그 지지다리는 장공 형상의 장착공 내로 삽입되고, 스테이 등에 배치된다. 지지다리는 장착공과 실질적으로 동일한 장공형 단면형상을 갖는다. 장공 클램프는 Z축을 중심으로 회전하지 않는다.
더욱이, 장공 클램프와 원형공 클램프는 X축(와이어 하니스의 길이방향) 둘레로 회전 가능한 주름진 장공 클램프와 주름진 원형공 클램프를 포함한다. 이러한 클램프의 축방향 및 축 둘레로의 제한된 자유도가 도 3에 도시된다.
도 3에서, X-, Y- 및 Z-축은 와이어 하니스의 노드에서 오른손 로컬 좌표계의 세 수직축에 상응한다. 예를 들어, Z축은 클램프 축과 일치한다. 관계를 결정하는 방법은 사용된 기능에 따라서 적절히 변경될 수 있다. 도면에서, 브랜치 지점의 제한된 자유도가 또한 참조를 목적으로 도시된다. 도시되지는 않았지만, 상술한 제한 지점이 아는 지점에 임의로 설정된 와이어 하니스의 노드는 기본적으로 절대적으로 자유롭다. 예상 경로, 반발력 등을 계산하기 전에, 이러한 제한된 자유도가 후술하는 것처럼 각 노드에 설정된다.
다음으로, 본 발명에 전제된 가정조건, 사용된 이론 및 기본적인 수학식이 도 4 및 도 5를 참조하여 간략히 설명될 것이다. 도 4(A)는 와이어 하니스의 외관을 보여주는 도면이고, 도 4(B)는 도 4(A)의 와이어 하니스를 디지털화한 상태를 보여주는 도면이고, 도 4(C)는 보 요소 및 노드에 의해서 도 4(A)의 와이어 하니스를 표현한 도면이다. 도 5는 보 요소 및 노드에 의해 표현된 와이어 하니스에서의 자유도를 도시하는 도면이다.
본 발명에서, 비틀림각을 구하기 위해서, 한정요소방법을 이용하여 참조형상이 먼저 계산된다. 한정요소방법을 이용할 때 다음 사항이 가정된다.
(1) 와이어 하니스는 탄성체로 가정된다.
(2) 와이어 하니스는 보 요소를 함께 결합하여 형성되는 것으로 가정된다.
(3) 각 보 요소에서 선형성이 유지된다고 가정된다.
(4) 와이어 하니스는 균일한 단면을 갖는다고 가정된다(와이어 하니스가 원형 단면을 갖는다고 가정되더라도, 와이어 하니스가 항상 원형 단면을 가질 필요가 있는 것은 아니다).
본 발명에서, 상술한 것처럼 가정될 때, 종래기술에서 사용되지 않았던 한정요소방법이 와이어 하니스에 적용될 수 있다.
보 실시예에서, 먼저 와이어 하니스가 디지털화된다. 도 4(A)에 도시된 것처럼, 즉, 다수의 전선(11)이 테이프(12)와 보호부재에 의해 묶인 와이어 하니스(1)는 연속체로 간주될 수 있다. 다음으로, 도 4(B)에 도시된 것처럼, 와이어 하니스(1)는 다수의 보 요소(C1, C2, C3, ...)로 분할(디지털화)된다. 다시 말해서, 와이어 하니스는 단일 로프와 유사하고, 따라서 무한대의 보 요소를 결합하여 형성된 몸체로 간주될 수 있다.
도 4(C)에 도시된 것처럼, 그러므로, 와이어 하니스는 다수의 보 요소(C1, C2, C3, ...)가 다수의 노드(N1, N2, N3, ...)에 의해 결합된 몸체로 표현될 수 있다. 보 요소를 위해 필요한 물성치는 다음과 같다.
길이(l)(도 4(B) 참조),
단면적(A)(도 4(B) 참조),
기하학적 관성모멘트(I),
극 기하학 관성모멘트(J)(비틀림 저항 계수라고도 불림),
세로방향 탄성계수(E), 및
가로방향 탄성계수(G).
상술한 물성치에 직접 나타내지는 않았지만, 밀도(ρ), 쁘와송비(μ) 등이 상기 물성치를 구하기 위해 사용된다.
본 설명에서, 길이(l), 단면적(A), 기하학적 관성모멘트(I), 극 기하학 관성모멘트(J), 세로방향 탄성계수(E) 및 가로방향 탄성계수(G), 밀도(ρ), 쁘와송비(μ) 등은 물리적 물성으로 언급된다.
도 5에 도시된 것처럼, 각 보 요소(C)(C1, C2, C3, ...)는 두 개의 노드(α 및 β)를 가진다. 삼차원 공간에서, 노드(α)는 세 개의 병진 성분과 세 개의 회전 성분을 가지며, 따라서 총 6개의 자유도를 갖는다. 이는 또한 노드(β)에도 적용된다. 결론적으로, 보 요소(C)는 12개의 자유도를 갖는다.
도면에서, 기호는 다음을 나타낸다.
Fxi: i-th 요소의 xi-축에서의 노드 힘
Fyi: i-th 요소의 yi-축에서의 노드 힘
Fzi: i-th 요소의 zi-축에서의 노드 힘
Mxi: i-th 요소의 xi-축 주위의 단부 모멘트(오른손 나사방향이 양으로 설정됨)
Myi: i-th 요소의 yi-축 주위의 단부 모멘트(오른손 나사방향이 양으로 설정됨)
Mzi: i-th 요소의 zi-축 주위의 단부 모멘트(오른손 나사방향이 양으로 설정됨)
Uxi: i-th 요소의 xi-축 방향의 변위
Uyi: i-th 요소의 yi-축 방향의 변위
Uzi: i-th 요소의 zi-축 방향의 변위
θxi: i-th 요소의 xi-축 둘레의 각변위(오른손 나사방향이 양으로 설정됨)
θyi: i-th 요소의 yi-축 둘레의 각변위(오른손 나사방향이 양으로 설정됨)
θzi: i-th 요소의 zi-축 둘레의 각변위(오른손 나사방향이 양으로 설정됨)
α는 좌측의 노드를 가리키고, β는 우측의 노드를 가리킨다.
와이어 하니스와 같은 큰 변형을 수반하는 구조장치에서, 통상적으로 한정요소방법의 평형방정식은 다음과 같다.
([K]=[KG]){x}={F} .... (1)
여기서, [K]는 전체 강성 행렬, [KG]는 전체 기하학적 강성 행렬, {x}는 변위벡터, 및 {F}는 하중벡터(힘벡터라고도 언급됨)이다.
식(1)은 비선형 동시 수학식으로서 대수적으로 형성된다. 식이 변형되지 않으면, 따라서 실제 수치분석에서 풀 수가 없다. 결론적으로, 하중값이 미세하게 분할되고 이후 순차적으로 더해지는 증분방식이 적용된다(이는 강제변위의 경우에도 적용 가능하다). 그러므로, 식(1)의 등가식은 다음의 증분 형태로 표현된다.
([K]+[KG]){Δx}={ΔF}-{R} .... (1)'
여기서, {ΔF}는 하중 증분치이고, {Δx}는 증분단계에서의 증분변위이고, {R}은 하중벡터의 보정벡터이다.
각 증분영역에서, 등가식은 선형방정식으로 간주되며 계산된다. 이 계산에서, 일반화된 비등가 힘(식 (1)'에서의 벡터{R})은 공정이 다음 단계로 진행하기 전에 반복방법에 의해 허용가능 범위로 감소된다. 일련의 알고리즘으로서, 뉴톤- 랩슨법 또는 호길이 방법과 같은 공지의 방법이 사용된다.
강제변위가 형상예측에서처럼 지정된 경우, 등가식의 좌변 두 번째 항의 전체 기하학적 강성 행렬([KG])이 생략되는 경우가 종종 만족스럽다. 이 예에서는 또한 행렬이 생략된다.
좌변 첫 번째 항의 전체 강성 행렬([K])은 모든 증분단계에서 좌표값을 변경하면서 즉각적으로 재작성되는 요소의 강성 행렬을 변환하고 결과적인 행렬을 수집함으로써 구해진다. 상술한 것의 베이스로 기능하는 요소 강성 행렬의 특정 표현내용은 다음의 식(2)에 나타난다.
식(2)에서, 12개의 행과 12개의 열을 가진 행렬은 6개의 행과 6개의 열을 가진 4개의 행렬로 분할되고, 4개의 행렬은 각각 Ki(1, 1), Ki(1, 2), Ki(2, 1), Ki(2, 2)로 지칭된다. 다음에서, 단순화를 위해서, 6개의 행과 6개의 열을 가진 행렬을 이용하여 설명된다.
이하, 매칭 조건과 밸런싱 조건이 도 6을 참조하여 설명된다. 도 6(A)는 세 개의 보 요소에 의해 와이어 하니스를 표현한 도면이고, 도 6(B)은 도 6(A)의 세 개의 보 요소가 서로 결합된 상태를 도시하는 도면이다.
단순화를 위해서, 세 개의 보 요소(C1, C2, C3)에 의해 형성되고 도 6(A)에 도시된 것처럼 브랜치 와이어가 없는 와이어 하니스의 일부가 고려된다. 다시 말하면, 이 부분은 세 개의 보 요소(C1, C2, C3)에 의해 표현된다고 가정한다. 이 경우, 보 요소(C1)의 노드(1β)의 변위는 보 요소(C2)의 노드(2α)의 변위와 동일하고, 두 개의 노드에 작용하는 힘은 서로 균형을 이룬다. 마찬가지로, 보 요소(C2)의 노드(2β)의 변위는 보 요소(C3)의 노드(3α)의 변위와 같고, 두 노드에 작용하는 힘은 서로 균형을 이룬다. 변위의 연속성과 힘의 밸런싱 조건이 만족된다면, 보 요소(C1, C2) 및 보 요소(C2, C3)는 도 6(B)에 도시된 것처럼 함께 결합될 수 있다.
도면에서, 기호는 다음을 지칭한다.
Fxi: i-th 요소의 xi-축에서의 노드 힘
Fyi: i-th 요소의 yi-축에서의 노드 힘
Fzi: i-th 요소의 zi-축에서의 노드 힘
Mxi: i-th 요소의 xi-축 주위의 단부 모멘트
Myi: i-th 요소의 yi-축 주위의 단부 모멘트
Mzi: i-th 요소의 zi-축 주위의 단부 모멘트
Uxi: i-th 요소의 xi-축 방향의 변위
Uyi: i-th 요소의 yi-축 방향의 변위
Uzi: i-th 요소의 zi-축 방향의 변위
θxi: i-th 요소의 xi-축 둘레의 각변위
θyi: i-th 요소의 yi-축 둘레의 각변위
θzi: i-th 요소의 zi-축 둘레의 각변위
I = 1α, 1β, 2α, 2β, 3α, 3β
예를 들어, 보 요소(C1)는 상술한 식(2)과 동일한 포맷을 이용하여 다음의 식(3)으로 표현된다.
또한 보 요소(C2 및 C3)가 식(3)과 동일한 방식으로 표현될 때, 보 요소(C1, C2, C3)는 도 6(B)에 도시된 것처럼 함께 결합되고, 보 요소(C1, C2, C3)에서의 변 위의 연속성 및 힘의 균형이 식(3)과 동일한 포맷으로 표현될 때, 다음의 식(4)이 수립된다.
식(4)에서의 6행 6열의 매트릭스(K1(1,1), K1(1,2), K1(2,1) 및 K1(2,2))는 상술한 식(3)에 도시된 것처럼 보 요소(C1)에 상응한다. 마찬가지로, K2(1,1), K2(1,2), K2(2,1) 및 K2(2,2)는 보 요소(C2)에 상응하고, K3(1,1), K3(1,2), K3(2,1) 및 K3(2,2)은 보 요소(C3)에 상응한다. 그러나, M12로 지칭되고 K1(2,2)와 K2(1,1)가 서로 겹치는 부분과, M23으로 지칭되고 K2(2,2)과 K3(1,1)이 서로 겹치는 부분은 이들의 구성 성분이 함께 추가된 부분으로 형성된다.
또한, 네 개 또는 그 이상의 보 요소를 갖는 경우가 유사한 방식으로 다루어질 수 있다. 이런 방식으로, 임의 개수의 보 요소로 분할된 와이어 하니스의 유한 요소 모델을 생성하는 것이 가능하다.
상술한 식(4)이 단순화될 때, 다음 식이 수립된다.
[K]{x} = {F}
이러한 개념이 트렁크 와이어에서 분기하는 브랜치 와이어로 또는 상기 트렁크 와이어로 부착되는 클램프를 구비한 와이어 하니스에 적용되는 예가 도 7을 참조하여 설명될 것이다. 도 7(A)은 세 개의 보 요소와 브랜치 와이어에 대응하는 보 요소에 의해 형성된 와이어 하니스의 일부를 도시하는 도면이고, 도 7(B)은 도 7(A)이 네 개의 보 요소에 의해 표현되고 이 보 요소가 이후 함께 결합되는 상태를 도시하는 도면이다.
단순화를 위해서, 도 7(A)에 도시된 것처럼 보 요소(C4)로 표현되는 브랜치 와이어가 노드(N1)로부터 분기되고, 세 개의 보 요소(C1, C2, C3)로 표현되는 와이어 하니스의 일부가 고려될 것이다. 이 경우에는 또한, 노드에서의 변위의 연속성 및 힘의 밸런싱 조건이 만족되면, 보 요소(C1 내지 C3)는 도 7(B)에 도시된 것처럼 함께 결합될 수 있다. 도 7(B)의 세 개의 보 요소(C1, C2, C3)에 의해 표현된 부분은 도 6(B)에 도시된 것과 동일하고, 따라서 중복되는 설명은 생략된다. 또한, 보 요소(C4)는 도 7(B)에 도시된 것처럼 노드(N1)로부터 분기된다. 보 요소(C4)는 후술되는 클램프 축 또는 가상 클램프 축에 상응한다.
도면에서, 기호는 다음을 지칭한다.
Fxi: i-th 요소의 xi-축에서의 힘
Fyi: i-th 요소의 yi-축에서의 힘
Fzi: i-th 요소의 zi-축에서의 힘
Mxi: i-th 요소의 xi-축 주위의 모멘트
Myi: i-th 요소의 yi-축 주위의 모멘트
Mzi: i-th 요소의 zi-축 주위의 모멘트
Uxi: i-th 요소의 xi-축 방향의 변위
Uyi: i-th 요소의 yi-축 방향의 변위
Uzi: i-th 요소의 zi-축 방향의 변위
θxi: i-th 요소의 xi-축 둘레의 각변위
θyi: i-th 요소의 yi-축 둘레의 각변위
θzi: i-th 요소의 zi-축 둘레의 각변위
I = 1α, 1β, 2α, 2β, 3α, 3β, 4α, 4β
보 요소(C4)는 다음의 식(5)으로 표현된다.
6열 6행 행렬(K4(1,1), K4(1,2), K4(2,1) 및 K4(2,2))은 상술한 K1(1,1), K1(1,2), K1(2,1) 및 K1(2,2)과 동일하다.
보 요소(C1 내지 C4)가 도 7(B)에 도시된 것처럼 함께 연결되고, 보 요소(C1, C2, C3, C4)에서의 변위의 연속성 및 힘의 균형이 상술한 식(4)과 동일한 포 맷으로 표현될 때, 다음의 식(6)이 수립된다.
식(6)에서의 6열 6행 행렬(K1(1,1), K1(1,2), K1(2,1) 및 K1(2,2))은 보 요소(C1)에 상응하고, 6열 6행 행렬(K2(1,1), K2(1,2), K2(2,1) 및 K2(2,2))은 보 요소(C2)에 상응하고, 6열 6행 행렬(K3(1,1), K3(1,2), K3(2,1) 및 K3(2,2))은 보 요 소(C3)에 상응하고, 6열 6행 행렬(K4(1,1), K4(1,2), K4(2,1) 및 K4(2,2))은 보 요소(C4)에 상응한다. 그러나, M124로 지칭되고 K1(2,2), K2(1,1) 및 K4(1,1)가 서로 겹치는 부분과, M23으로 지칭되고 K2(2,2) 및 K3(1,1)이 서로 겹치는 부분은 구성 성분이 함께 추가되는 부분으로 형성된다.
이러한 방식으로, 트렁크 와이어로부터 분기되는 브랜치 와이어, 또는 그 트렁크 와이어에 부착되는 클램프를 구비한 와이어 하니스의 유한 요소 모델을 생성하는 것이 가능하다. 또한, 네 개 또는 그 이상의 보 요소의 경우에도 동일한 방식으로 다룰 수 있다. 이런 방식으로, 임의 개수의 보 요소로 분할된 와이어 하니스의 유한 요소 모델을 생성하는 것이 가능하다.
알려지지 않은 변위 벡터{x}가 상술한 식(4) 및 (5)에 근거하여 구해지는 경우, 원하는 참조형상을 계산하는 것이 가능하다.
이러한 통상적인 행렬 유산 요소 방법은 예를 들어 비특허 참조문헌 1에서 설명된다.
다음으로, 본 발명에서 보 요소에 필요한 물성치를 구하는 방법의 예가 설명될 것이다. 도 8(A)은 기하학적 관성모멘트 및 세로방향 탄성계수를 측정하는 방법을 보여주는 도면이고, 도 8(B)은 극 기하학 관성모멘트 및 가로방향 탄성계수를 측정하는 방법을 보여주는 도면이다.
먼저. 길이(l), 단면적(A), 및 밀도(ρ)는 대상물인 와이어 하니스가 생산되어 버니어 캘리퍼스, 줄자, 질량계 등을 이용하여 측정된 후 단순한 계산공정을 수행함으로써 구해질 수 있다.
도 8(A)에 도시된 측정방법이 수행되는 경우, 세로방향 탄성계수(E)는 다음 식(7)에 의해 나타날 수 있다.
식(7):
E = FL3/3XI ... (7)
상술한 것처럼, 와이어 하니스는 원형 단면을 갖는 것으로 가정된다. 그러므로, 기하학 관성모멘트(I)는 다음 식(8)으로 나타날 수 있다.
식(8):
I = πD4/64 ... (8)
결과적으로, 다음 식이 성립된다:
E = 64FL3/3XπD4 ... (9)
측정에서, F와 x 사이의 관계는 다음 식을 설정하면서 측정된다:
E = (F/X) × (4L3/3XπD4).
결과적으로, 세로방향 탄성계수(E)를 구할 수 있다.
대조적으로, 도 8(B)에 도시된 측정방법이 수행되는 경우, 가로방향 탄성계수(G)는 다음 식(10)으로 나타날 수 있다.
G = (TL/θJ) × 2 ... (10)
와이어 하니스가 원형 단면을 갖는 것으로 가정되므로, 극 기하학 관성모멘트(J)는 다음 식(11)로 나타날 수 있다:
J = πD4/32 ... (11)
비틀림 힘은 다음과 같이 나타난다:
T = FS ... (12)
그러므로,
G = (32FSL/θπD4) × (F/θ)(32SL/πD4) × 2 ... (13)
결론적으로, 가로방향 탄성계수(G)는 F와 θ 사이의 관계를 측정함으로써 구할 수 있다.
상술한 측정방법은 단지 예에 불과하며, 값은 상술한 측정 예 이외의 다른 방법으로도 구할 수 있다. 대안적으로, 전형적인 와이어 하니스는 미리 측정되어 데이터베이스를 형성하고, 이 데이터베이스가 적절히 사용될 수 있다.
다음으로, 후술될 비틀림각을 계산하기 위한 본 발명에 따른 하드웨어 구성은 상술한 이론과 기초식을 이용하여 설명될 것이다. 도 9는 본 발명에 따른 하드웨어 구성을 도시하는 블록도이다.
본 발명에서, 도 9에 도시된 것처럼, 기본적으로 마이크로컴퓨터(41), 입력장치(42), 디스플레이장치(43), 프린트장치(44), 저장장치(45), 판독장치(46) 및 통신 인터페이스(47)를 구비하는 공지된 개인컴퓨터가 사용될 수 있다. 마이크로컴퓨터(41)는 CPU(중앙연산장치)(41a), 부트 프로그램 등을 저장하는 ROM(41b), 및 다양한 처리결과를 일시적으로 저장하는 RAM(41c)을 포함한다. 입력장치(42)는 값을 입력하는 키보드, 마우스 등이고, 디스플레이장치(43)는 처리결과 등이 표시되 는 CRT이고, 프린트장치(44)는 처리결과를 프린팅하는 프린터이다. 저장장치(45)는 응용프로그램 및 처리결과를 저장하는 하드디스크 드라이브이다. 판독장치(46)는 CD 또는 DVD와 같은 저장매체(48)에 저장되고 도 10, 11, 14, 16 및 20에 도시된 처리절차를 수행하는 비틀림각 계산프로그램(48a)을 판독하는 장치이다. 통신 인터페이스(47)는 예를 들어 LAN 선을 이용하여 외부장치와 데이터 통신을 수행하는 모뎀보드 등이다. 이러한 구성 부품은 내부 버스(49)를 통해서 서로 연결된다.
마이크로컴퓨터(41)는 판독장치(46)에 의해 판독된 비틀림각 계산프로그램(48a)을 저장장치(45)에 전송하거나 설치한다. 전원이 켜진 후, 마이크로컴퓨터(41)는 ROM(41b)에 저장된 부트 프로그램에 의해 활성화되어 설치된 비틀림각 계산프로그램(48a)을 구동한다. 비틀림각 계산프로그램(48a)에 따라서, 마이크로컴퓨터(41)는 와이어 하니스의 비틀림각을 구하고, 그 각을 디스플레이 장치(43)와 인쇄장치(44)로 출력하고, 그 결과를 저장장치(45)에 저장한다. 비틀림각 계산프로그램(48a)은 상술한 구성을 갖는 다른 개인 컴퓨터 등에도 설치될 수 있다. 설치 후에, 컴퓨터는 비틀림각을 계산하기 위한 장치를 작동하게 된다.
저장매체(48)에 저장된 비틀림각 계산프로그램(48a)은 청구항 제13항, 제17항 및 제22항에 상응하고, 비틀림각 계산프로그램(48a)이 설치된 개인용 컴퓨터와 같은 처리장치는 청구항 제12항, 제15항 및 제21항에 상응한다. 비틀림각 계산프로그램(48a)은 저장매체(48)에 의해서 뿐 아니라 인터넷이나 LAN과 같은 통신선을 통해서 제공될 수 있다.
더욱이, 본 발명의 실시예에서의 처리공정은 도 10 내지 도 23을 참조하여 설명될 것이다. 특히, 도 10 내지 도 13은 본 발명의 제1 실시예를 도시하고, 도 14 및 도 15는 본 발명의 제2 실시예를 도시하는 도면이다. 도 16 내지 도 19는 본 발명의 제3 실시예를 도시하고, 도 20 내지 도 23은 본 발명의 제4 실시예를 도시하는 도면이다.
[제1 실시예]
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 처리공정을 도시하는 순서도이고, 도 11(A) 내지 도 11(C)은 도 10의 처리공정에서의 서브루틴을 각각 도시하는 순서도이다. 도 12(A) 내지 12(E)는 도 10의 공정에서의 상태를 예시적으로 도시하는 도면이고, 도 13은 도 11(C)의 공정을 설명하는 도면이다. 대상물인 와이어 하니스는 브랜치가 없고 클램프가 부착되는 와이어 하니스이거나, 브랜치를 구비하고 클램프가 부착되지 않는 와이어 하니스이거나, 브랜치를 구비하고 클램프가 부착되는 화이어 하니스일 수 있다. 도 12는 전형적인 예로서 브랜치가 없고 클램프가 부착되는 와이어 하니스를 도시한다.
먼저, 도 10의 단계 S1에서, 변경된 형상이 설계되고, 설계된 변형 형상은 디스플레이 장치(43)로 출력된다. 변형된 형상은 와이어 하니스가 차량의 문 또는 마루와 같은 소정 위치에 놓여지도록 도 12(A)에 도시된 것처럼 형상이 설계된 와이어 하니스(1')이다. 예를 들어, 와이어 하니스(1')는 트렁크 와이어(10a)와, 트렁크 와이어(10a)의 중간부 및 단부에 부착되고 트렁크 와이어(10a)를 소정 위치에 고정하는데 사용되는 클램프(20a, 20b, 20c)를 포함한다. 도시되지는 않았지만, 트렁크 와이어(10a0)로부터 분기되는 브랜치 와이어가 포함될 수 있다. 변형된 형상의 설계에서, 미리 설치된 CAD와 같은 응용프로그램이 사용될 수 있고, 변형된 형상은 입력장치(42)로 기능하는 마우스 또는 키보드를 이용하여 디스플레이 장치(43)에 그려진다. 변형된 형상을 구하는 기술로서, 다른 방법이 사용될 수도 있다.
다음으로, 단계 S2에서, 와이어 하니스(1')의 물리적 물성은 입력장치(42)를 이용하여 설정된다. 더욱이, 상술한 변형 형상 및 후술될 참조 형상에 각각 상응하는 제한 조건도 이 단계에서 설정된다. 예를 들어, 물성은 길이(l), 단면적(A), 기하학적 관성모멘트(I), 기하학적 관성모멘트(J), 밀도(ρ), 쁘와송비(μ), 세로방향 탄성계수(E), 및 가로방향 탄성계수(G)이다. 이러한 물성으로, 상술한 것처럼 미리 측정되거나 계산된 수치가 사용된다. 이 값은 식(6)의 강성 행렬[K]의 엘리먼트와 관련이 있다. 제한 조건은 와이어 하니스(1')의 변형 형상 및 참조 형상 및 도 3에 도시된 클램프(20a, 20b, 20c)의 제한된 자유도에 상응하는 좌표이다.
다음으로, 단계 S3 및 S4 각각에서, 참조형상 모델(1A)과 변형형상 모델(1B)이 단계 S2에 설정된 값에 근거하여 도 12(B)에 도시된 것처럼 생성된다. 이 단계에서, 그러나 모델(1A 및 1B)을 디스플레이 장치(43)에 표시할 필요는 없다. 참조형상 모델(1A)과 변형형상 모델(1B)은 도 7 및 식(6)을 따른다. 참조형상 모델(1A)이 와이어 하니스가 지그 플레이트에 전개될 때 구해지는 형상에 상응하도록 설정된 경우, 예를 들어, 결과적인 모델은 실제 상태에 적합한 지그 플레이트의 설계, 와이어 하니스의 효율적인 생산 등에 효과적이다. 단계 S3은 청구항에서 참조 형상 모델 생성단계 및 참조형상 모델 생성부에 상응하고, 단계 S4는 청구항에서 변형형상 모델 생성단계 및 변형형상 모델 생성부에 상응한다.
단계 S3에서 참조형상 모델(1A)을 생성할 때, 도 11(A)의 서브루틴에 도시된 것처럼, 와이어 하니스(1')의 트렁크 와이어(10a)는 단계 S31에서 다수의 보 요소(C1 내지 C13)에 의해 표현된다. 참조번호 N0 내지 N13은 노드를 가리킨다. 단계 S32에서, 참조축(RX0, RX6, RX14)이 클램프(20a, 20b, 20c)가 부착되는 부분에 각각 상응하는 클램프 부착 노드(N0, N6, N14)에 추가된다.
예를 들어, 참조형상 모델(1A)은 트렁크 와이어(10a)가 뒤틀리지 않고 지그 플레이트에 선형으로 뻗친 경우의 형상에 대응한다. 모든 참조축(RX0, RX6, RX14)은 노드(N0, N6, N14)로부터 동일한 방향으로 연장된다. 트렁크 와이어(10a)로부터 분기되는 브랜치 와이어가 있는 경우, 유사한 참조축이 분기점을 갖는 브랜치에 상응하는 노드에 추가된다. 상기에서, 트렁크 와이어가 보 요소로 표현된 후에 참조축이 추가되는 구성이 설명되었다. 그러나, 참조형상 모델(1A)을 생성하는 방법은 이에만 한정되지 않는다. 요약하면, 도 12(B)에 도시된 것과 같은 참조형상 모델(1A)이 결국 생성되기만 하면 된다.
단계 S4에서 변형형상 모델(1B)을 생성할 때, 도 11(B)의 서브루틴에 도시된 것처럼, 와이어 하니스(1')의 트렁크 와이어(10a)는 단계 S31과 동일한 방식으로 단계 S41에서 다수의 보 요소(C1 내지 C13)에 의해 표현된다. 변형형상 모델(1B)에서는 그러나, 보 요소(C1 내지 C13)는 단계 S1에서 설계된 변형형상에 상응하도록 각 노드에서 서로 결합된다.
다음으로, 단계 S42에서, 클램프 축(AX0, AX6, AX14)은 클램프 부착 노드(N0, N6, N14)에 각각 추가된다. 클램프 축(AX0, AX6, AX14)은 트렁크 와이어에 부착된 클램프(20a, 20b, 20c)의 회전축에 상응한다. 트렁크 와이어(10a)로부터 분기되는 브랜치가 있는 경우, 더욱이, 클램프 축에 대응하는 가상 클램프 축이 브랜치 와이어 분기점에 상응하는 노드에 추가된다.
가상 클램프 축은 도 11(C) 및 도 13을 참조하여 설명될 것이다. 먼저, 단계 S431에서, 접선평면(5)은 브랜치 와이어 분기 노드(N6)에서 출발하는 트렁크 와이어(10a)에 대한 접선 벡터(v11)(트렁크 와이어 접선벡터라 함)와 마찬가지로 브랜치 와이어 분기 노드(N6)에서 출발하는 브랜치 와이어(10b)에 대한 접선 벡터(v12)(브랜치 와이어 접선벡터라 함)를 모두 포함하도록 생성된다.
단계 S432에서, 접선평면(5)의 브랜치 와이어 분기노드(N6)에서 출발하고 트렁크 와이어 접선벡터(v11)에 수직한 벡터가 가상 클램프 축(v13)으로 계산된다. 단계 S431 및 S432는 청구항에서 접선평면 생성단계 및 가상 클램프 축 계산단계에 각각 상응한다. 가상 클램프 축(v13)이 계산되면, 또한 브랜치 와이어의 비틀림각이 클램프와 동일한 공정절차에 의해 구해질 수 있다. 그러므로, 비틀림각 계산공정의 절차 효율이 향상된다.
또한 상기에서, 클램프 축과 가상 클램프 축이 트렁크 와이어가 보 요소로 표현된 후 추가되는 구성이 설명되었다. 그러나, 변형형상 모델(1B)을 생성하는 방법은 이에만 한정되지 않는다. 요약하면, 도 12(B)에 도시된 것과 같은 변형형상 모델(1B)을 결국 생성하기만 하면 된다.
도 10으로 되돌아가면, 단계 S5에서, 참조형상 모델(1A)은 도 12(C) 및 12(D)에 도시된 것과 같은 변형형상 모델(1B)에 포개진다. 유한 요소 방법이 포개기 공정에 사용된다. 다시 말하면, 참조형상 모델(1A)이 단계 S2에서 설정된 물리적 물성을 충족하면서 도면의 점선 화살표로 지시된 변형형상 모델(1B)에 강제로 놓여진다고 가정하면, 한정 요소 방법의 해법이 구해진다. 이는 보충하여 설명될 것이다. 공정은 모든 노드 사이에서 클램프가 배치되고 브랜치 와이어가 분기된 N0와 같은 특정 노드가 완전히 제한되도록 설정되고 다른 노드가 주변을 자유롭게 회전하도록 설정된 상태로 수행된다. 단계 S5는 청구항에서 포개기 계산단계 및 포개기 계산부에 상응한다.
다음으로, 단계 S6에서, 비틀림각은 포개기의 결과에 근거하여 계산된다. 다시 말하면, 도 12(D)에 도시된 것처럼, 참조형상 모델(1A)이 변형형상 모델(1B)에 포개짐에 따라서, 참조축(RX0, RX6, RX14)도 회전된다. 포개기가 종료되는 시점에, 회전된 참조축(RX0, RX6, RX14) 및 클램프 축(AX0, AX6, AX14)은 각각 소정의 각도(θ1, θ2, θ3)를 형성한다. 이 각도는 비틀림각으로 계산된다. 브랜치 와이어가 있는 경우, 상술한 것처럼 계산된 가상 클램프 축과 참조축에 의해 형성된 각도는 브랜치 와이어의 비틀림각으로 계산된다. 단계 S6은 청구항에서 비틀림각 계산단계 및 비틀림각 계산부에 상응한다.
이후, 단계 S7에서, 클램프 축(AX0, AX6, AX14)은 도 12(E)에 도시된 것처럼 계산된 비틀림각(θ1, θ2, θ3)에 상응하는 정도로 되돌아가고, 이후 디스플레이 장치(43)에 참조형상 모델(1A)과 함께 표시된다. 비틀림각은 그래픽으로 표시된 참조형상과 함께, 숫자, 문자 등의 형태로 표시된다. 디스플레이 장치(43)에 표시하는 것 외에, 인쇄장치(44)에 의해 종이에 인쇄가 수행될 수 있다. 단계 S7은 청구항에서 표시단계에 상응한다. 이러한 표시의 결과, 비틀림각은 시각적으로 직관에 의해 이해될 수 있다. 그러므로, 이는 지그 플레이트의 보다 정밀한 설계 및 더욱이 와이어 하니스의 효율적인 생산에 효과적이다. 더욱이, 참조 형상은 항상 표시될 필요는 없으며, 적어도 비틀림각을 표시하기만 하면 된다.
상술한 것처럼, 본 발명의 제1 실시예에 따르면, 포개기 공정은 유한 요소 방법을 이용하여 수행되고, 그로 인해 종래 기술에서는 구하기 어려웠던 브랜치 와이어 및/또는 클램프의 비틀림각이 쉽고 정확하게 계산될 수 있다. 그러므로, 본 실시예는 지그 플레이트의 정밀한 설계, 와이어 하니스의 효율적인 생산 등에 효과적이다.
[제2 실시예]
도 14는 본 발명의 제2 실시예에 따른 처리공정을 도시하는 순서도이다. 도 15(A) 내지 15(D)는 각각 도 14의 공정에서의 상태를 예시적으로 도시하는 도면이다.
먼저, 도 14의 단계 S201에서, 도 15(A)에 도시된 것과 같은 변형 형상은 도 10의 단계S1과 동일한 방식으로 설계되고, 설계된 변형 형상은 디스플레이 장치(43)로 출력된다. 본 실시예에서, 와이어 하니스(1")는 트렁크 와이어(11a)와 트렁크 와이어(11a)로부터 분기되는 브랜치 와이어(11b1 내지 11b5)를 포함하는 것으 로 가정된다. 제1 실시예와 동일한 방식으로 클램프는 트렁크 와이어(11a)의 중간부에 부착될 수 있음은 당연하다. 예를 들어, 와이어 하니스(1")는 트렁크 와이어(11a)와, 트렁크 와이어(11a)로부터 다른 방향으로 분기되는 다수의 브랜치 와이어(11b1 내지 11b5)를 포함한다. 클램프(21a 내지 21g)는 트렁크 와이어(11a) 및 브랜치 와이어(11b1 내지 11b5)의 단부에 부착된다.
다음으로, 단계 S202에서, 와이어 하니스(1")의 물리적 물성이 입력장치(42)를 이용하여 설정된다. 더욱이, 상술한 변형 형상 및 후술될 참조 형성에 각각 상응하는 제한 조건도 이 단계에서 설정된다. 예를 들어, 물성은 길이(l), 단면적(A), 기하학적 관성모멘트(I), 기하학적 관성모멘트(J), 밀도(ρ), 쁘와송비(μ), 세로방향 탄성계수(E), 및 가로방향 탄성계수(G)이다. 이러한 물성으로, 상술한 것처럼 미리 측정되거나 계산된 수치가 사용된다. 이 값은 식(6)의 강성 행렬[K]의 엘리먼트와 관련이 있다. 제한 조건은 와이어 하니스(1")의 변형 형상 및 도 3에 도시된 클램프(21a 내지 21g)의 제한된 자유도에 상응하는 좌표이다.
다음으로, 단계 S203에서, 변형 형상에 상응하는 도 15(B)에 도시된 것과 같은 유한 요소 모델이 단계 202에 설정된 값에 근거하여 생성된다. 유한 요소 모델은 상술한 식(6)에 표시된 것처럼 트렁크 와이어와 트렁크 와이어로부터 분기하는 브랜치 와이어를 구비하는 와이어 하니스 모델을 확장한 것이다. 예를 들어, 와이어 하니스(1)는 동일한 길이를 갖는 보 요소(C1 내지 C16)로 분할되고, 유한 요소 모델은 보 요소(C1 내지 C18)에 근거하여 생성된다. 최종 목적이 비틀림각을 구하는 것이므로, 계산을 단순화하기 위해서, 브랜치 와이어(11b1 내지 11b5)에 각각 상응하는 보 요소(C14 내지 C18)는 트렁크 와이어를 분할하여 구해진 보 요소(C1 내지 C13)와 동일한 길이를 갖는 것으로 설정된다. 참조부호 N0 내지 N18은 노드를 가리킨다. 단계 S203은 청구항에서 유한요소모델 생성단계에 상응한다.
다음으로, 단계 S204에서, 물리적 물성, 및 참조 형상에 대응하는 제한 조건이 유한 요소 모델에 적용되고, 그로 인해 도 15(B)에 도시된 것과 같은 변형 형상은 도 15(C)에 도시된 것과 같은 참조형상으로 변형된다. 예를 들어, 참조형상은 비틀림 없이 직선으로 뻗은 트렁크 와이어(11a)를 포함하는 평면에 존재한다. 참조 형상에 대응하는 제한 조건이 트렁크 와이어에 비틀림이 없는 상태에 도달하도록 설정된 경우, 후술될 비틀림각 계산이 용이해진다. 단계 S204는 청구항에서 변형 단계에 상응한다.
평면으로서, 바람직하게는, 와이어 하니스의 생산에 사용될 지그 플레이트가 가정된 참조 평면(6)이 도 15(D)에 도시된 것처럼 설정되고, 제한 조건(좌표)은 트렁크 와이어가 참조 평면 내에 존재하도록 설정된다. 이는 실제 상태에 부합하는 지그 플레이트의 설계, 와이어 하니스의 생산 등에 효과적이다.
바람직하게는, 제한 조건(좌표)은 와이어 하니스를 구성하는 모든 와이어 부재중에서 트렁크 와이어가 가장 큰 직경을 가지고, 트렁크 와이어(C1 내지 C13에 상응함)와 트렁크 와이어 다음의 직경을 갖는 브랜치 와이어(C14에 상응함)가 참조 평면(6)에 존재하도록 설정된다. 이는 실제 상태에 더욱 부합되는 지그 플레이트의 설계, 와이어 하니스의 생산 등에 효과적이다. 이 경우, 제한 조건(완전 제한)은 두께가 트렁크 와이어 다음인 브랜치 와이어에 상응하는 노드(N14)가 참조 평면 (6)에 존재하도록 설정되지만, 나머지 브랜치 와이어에 상응하는 노드(N15 내지 N18)는 제한되지 않도록 (예를 들어, 모든 방향으로 자유롭게 회전 가능하게) 설정된다.
다음으로, 단계 S205에서, 브랜치 와이어의 비틀림각이 계산된다. 비틀림각은 참조 형상에 상응하는 좌표정보를 이용하여 계산될 수 있다. 이 계산에서, 예를 들어, 트렁크 와이어(1")와 두께가 트렁크 와이어(1") 다음인 보 요소(C14)가 존재하는 참조 평면(6)에 대한 브랜치 와이어를 나타내는 보 요소(C15, C16)의 비틀림각(θ11, θ12)은 바람직하게 상술한 것처럼 구해진다(도 15(D) 참조). 단계 S205는 청구항에서 비틀림각 계산단계에 상응한다.
이후, 단계 S206에서, 단계 S205에서 계산된 비틀림각(θ11, θ12)은 디스플레이 장치(43)에 참조 형상과 함께 표시된다. 본 디스플레이의 예에서, 도 15(C)에 도시된 것과 같은 보 요소로 구성되는 모델 형상은 도 15(A)에 도시된 것과 같은 실제 형상으로 변환되고, 이후 디스플레이 장치(43)에 그래픽으로 표시된다. 비틀림각은 그래픽으로 표시된 참조 형상과 함께 숫자, 문자 등의 형태로 표시된다. 디스플레이 장치(43)에 표시하는 것 외에, 인쇄장치(44)에 의해 종이에 인쇄가 수행될 수 있다. 더욱이, 참조 형상은 항상 표시될 필요는 없으며, 적어도 비틀림각을 표시하기만 하면 된다.
도 15에 예시적으로 도시된 와이어 하니스의 트렁크 와이어에 비틀림을 생성할 수 있는 클램프가 트렁크 와이어에 부착되지 않더라도, 이러한 트렁크 와이어에 비틀림을 생성할 수 있는 클램프가 또한 브랜치 와이어와 함께 부착된 와이어 하니 스의 비틀림각은 유사하게 계산될 수 있다(청구항 제10항에 상응함). 이 경우, 예를 들어, 클램프 축과 참조 평면(6)에 의해 형성된 본 실시예에 도시된 것과 같은 각도는 비틀림각으로 구해진다. 이는 실제 상태와 더욱 부합되는 지그 플레이트의 설계, 와이어 하니스의 생산 등에 효과적이다. 마찬가지로, 클램프만이 트렁크 와이어에 부착된 와이어 하니스의 비틀림각도 계산될 수 있다(청구항 제11항에 상응함). 이는 다수의 클램프가 사용되는 와이어 하니스를 위한 지그 플레이트의 설계, 이러한 와이어 하니스의 생산 등에 효과적이다.
상술한 것처럼, 본 발명의 제2 실시예에 따르면, 유한 요소 방법이 생성되고, 설계 형상은 트렁크 와이어가 참조 표면에 존재하게 하는 형상으로 변형되고, 참조 표면에 대하여 이때 브랜치 와이어에 의해 형성된 각도는 비틀림각으로 구해진다. 그러므로, 종래 기술에서는 구하기 어려웠던 브랜치 와이어의 비틀림각을 명확히 이해할 수 있다. 결론적으로, 본 실시예는 지그 플레이트의 정밀한 설계, 와이어 하니스의 효율적인 생산 등에 효과적이다.
더욱이, 본 발명의 제3 및 제4 실시예가 설명될 것이다. 제3 및 제4 실시예는 제2 실시예의 개념이 확장된 것이다.
[제3 실시예]
도 16은 본 발명의 제3 실시예에 따른 공정절차를 도시하는 순서도이고, 도 17 내지 19는 각각 도 16의 공정에서의 상태를 예시적으로 도시하는 도면이다. 제 3 실시예는 트렁크 와이어로부터 분기하는 브랜치 와이어를 가진 와이어 하니스에서, 또는 클램프가 브랜치 와이어에 더 부착된 와이어 하니스에서, 브랜치 와이어와 클램프의 비틀림각을 구하기 위해 제1 실시예의 개념을 확장하도록 구성된다.
먼저, 도 16의 단계 S301에서, 변형된 형상이 설계되고, 설계된 변형 형상은 디스플레이 장치(43)로 출력된다. 변형된 형상(100B)은 와이어 하니스가 자동차의 문 또는 바닥과 같은 소정 위치에 놓이도록 도 17에 도시된 것처럼 설계된 형상의 와이어 하니스(100)이다. 예를 들어, 와이어 하니스(100)는 트렁크 와이어(100a); 트렁크 와이어(100a)로부터 분기하는 브랜치 와이어(100b1, 100b2, 100b3); 및 트렁크 와이어(100a)와 브랜치 와이어(100b1, 100b2, 100b3)의 중간 및 단부에 부착되어 그 부분을 소정 부위에 고정하는데 사용되는 클램프(200a 내지 200f)를 포함한다. 변형 형상 설계에서, 미리 설치된 CAD와 같은 응용 프로그램이 사용될 수 있고, 변형된 형상은 입력장치(42)로 기능하는 마우스 또는 키보드를 이용하여 디스플레이 장치(43)에 그려진다. 변형된 형상을 구하는 기술로서, 다른 방법이 사용될 수도 있다.
다음으로, 단계 S302에서, 와이어 하니스(100)의 물리적 물성은 입력장치(42)를 이용하여 설정된다. 더욱이, 상술한 변형 형상(100B) 및 후술될 참조 형상에 각각 상응하는 제한 조건도 이 단계에서 설정된다. 예를 들어, 물성은 상술한 물성, 또는 길이(l), 단면적(A), 기하학적 관성모멘트(I), 기하학적 관성모멘트(J), 밀도(ρ), 쁘와송비(μ), 세로방향 탄성계수(E), 및 가로방향 탄성계수(G)이다. 이러한 물성으로서, 상술한 것처럼 미리 측정되거나 계산된 수치가 사용된다. 이 값은 상술한 식(6)의 강성 행렬[K]의 엘리먼트와 관련이 있다. 제한 조건은 와이어 하니스(100)의 변형 형상 및 참조 형상 및 도 3에 도시된 클램프(200a 내지 200f)의 제한된 자유도에 상응하는 좌표이다.
다음으로, 단계 S303 및 S304 각각에서, 변형형상 모델(100B)과 참조형상 모델(100A)이 각각 단계 S302에 설정된 값에 근거하여 도 17 및 도 18에 도시된 것처럼 생성된다. 이 단계에서, 그러나 모델(100A 및 100B)을 디스플레이 장치(43)에 표시할 필요는 없다. 참조형상 모델(100A)과 변형형상 모델(100B)은 제1 실시예에 도시된 참조형상 모델(1A)과 변형형상 모델(1B)과 유사하다.
보다 구체적으로, 변형형상 모델(100B)에서, 와이어 하니스(100)의 트렁크 와이어(100a)의 변형 형상은 다수의 노드(N0, N1, N2, N3, N4, N5, ..., N10, ..., N16, ..., N20)에서 함께 연결된 보 요소의 결합된 부재로서 도 17에 표현된다. 와이어 하니스(100)의 브랜치 와이어(100b1, 100b2, 100b3)는 각각 다수의 노드(N5, ..., N55, N10, .., N109, 및 N16, ..., 167)에서 함께 연결된 보 요소의 결합된 부재로 표현된다. 더욱이, 클램프 부착 노드(N0, N13, N20, N55, N103, N109 및 N167) 각각에 대해서, 클램프의 잠금방향(200a 내지 200d의 경우) 및 클램프 회전축(200f 및 200g의 경우)을 한정하는 클램프 축(AX0, AX13, AX20, AX55, AX103, AX109 및 AX167)이 설정된다. 도면에서, P0, P13, P20, P55, P103, P109 및 P167은 삽입방향 등의 클램프 로컬 축을 지시한다. 더욱이, 브랜치 와이어 분기 노드(N5, N10, N16)는 각각 브랜치 와이어의 비틀림각을 구하기 위한 점이다. 도 17에서, RX0는 비틀림각을 구하기 위한 참조로서 기능하는 축이다. 각 노드의 비틀림 각은 RX0에 대한 회전각으로 표현된다. 또한 후술되는 포개기 공정에서, RX0는 움직이지 않게 설정된다.
참조형상 모델(100A)은 트렁크 와이어(100a)와 브랜치 와이어(100b1 내지 100b3)가 지그 플레이트 상에서 비틀림 없이 선형으로 뻗는 형상(100a', 100b1' 내지 100b3')에 상응한다. 도면에서, 클램프 축(AX0, AX13, AX20, AX55, AX103, AX109 및 AX167)이 이에 상응한다. 참조형상 모델(100A)에서, 참조축(RX0, RX1, RX2, RX3, RX4, RX5, ..., RX10, ..., RX16, ..., RX20) 및 참조축(RX5, ..., RX55, RX10, ..., RX109, 및 RX16, ..., NX167)은 모든 노드(N0, N1, N2, N3, N4, N5, ..., N10, ..., N16, ..., N20) 및 노드(N5, ..., N55, N10, ..., N109, 및 N16, ..., N167)로 설정된다. 모든 참조축은 (도 17에서 RX0와 일치하도록) 각 노드로부터 동일한 방향으로 연장된다. 본 실시예에서, 노드 사이의 간격은 균일하다. 그러나, 노드 사이의 간격은 항상 균일할 필요는 없으며, 변형형상 모델의 노드가 참조형상 모델의 노드와 각각 일치하면 된다.
참조형상 모델(100A)과 변형형상 모델(100B)을 생성하는 방법은 제1 실시예에 설명된 방법과 기본적으로 동일하고, 제1 실시예의 방법이 브랜치 와이어를 갖는 와이어 하니스로 확장되는 것으로 간주될 수 있다. 더욱이, 유사한 참조축이 브랜치 와이어 분기점에 상응하는 노드(N5, N10, N16)에도 추가된다. 제1 실시예에서 설명된 것과 같은, 클램프 축에 대응하는 가상 클램프 축이 참조축을 위해 설정된다. 단계 S303은 청구항에서 주 와이어 변형형상모델 생성단계 및 부 와이어 변형형상모델 생성단계에 상응하고, 단계 S304는 청구항에서 주 와이어 참조형상모 델 생성단계 및 부 와이어 참조형상모델 생성단계에 상응한다.
다음으로, 단계 S305에서, 참조형상 모델(100A)은 도 19에 도시된 것처럼 변형형상 모델(100B)에 포개진다. 유한 요소 방법이 이 포개기 공정에 사용된다. 다시 말하면, 참조형상 모델(100A)이 단계 S2에서 설정된 물리적 물성을 충족하면서 변형형상 모델(100B)에 강제로 놓여진다고 가정하면, 한정 요소 방법의 해법이 구해진다. 이는 보충하여 설명될 것이다. 공정은 모든 노드 사이에서 클램프가 배치되고 브랜치 와이어가 분기된 N0와 같은 특정 노드가 완전히 제한되도록 설정되고 다른 노드가 주변을 자유롭게 회전하도록 설정된 상태로 수행된다. 또한, 이 포개기 방법은 제1 실시예에서 설명된 방법과 기본적으로 동일하고, 제1 실시예의 방법이 브랜치 와이어를 구비하는 와이어 하니스로 확장되는 것으로 고려될 수 있다. 브랜치 와이어(100b2)에 부착된 클램프(200f)의 비틀림각(제2 비틀림각에 상응함)이 구해지는 경우에는, 그러나 브랜치 와이어(100b2)의 비틀림각(제1 비틀림각에 상응함)이 참조된다.
다음으로, 단계 S306에서, 비틀림각은 포개기의 결과에 근거하여 계산된다. 다시 말하면, 도 19에 도시된 것처럼, 참조형상 모델(100A)이 변형형상 모델(100B)에 포개짐에 따라서, 도 18에 도시된 참조축(RX0, ... RX20)도 회전된다. 포개기가 종료되는 시점에, 회전된 참조축(RX0', RX13', RX20', RX55', RX103', RX109' 및 RX167') 및 클램프 축(AX0, AX13, AX20, AX55, AX103, AX109 및 AX167)은 각각 소정의 각도(θ0, θ13, θ20, θ55, θ103, θ109 및 θ167)를 형성한다. 이 각도는 비틀림각으로 계산된다. 상기에 예시적으로 도시되지 않은 미도시된 참조축 이 회전되고 또한 해당 비틀림각을 가지더라도, 이 참조축은 생략된다. 단계 S305 및 S306은 청구항에서 비틀림각 계산단계에 상응한다.
도시되지는 않았지만, 단계 S307에서, 클램프 축(AX0, AX13, AX20, AX55, AX103, AX109 및 AX167)은 도 12(E)에 도시된 방법과 동일한 방식으로 계산된 비틀림각(θ0, θ13, θ20, θ55, θ103, θ109 및 θ167)에 상응하는 정도로 되돌아가고, 이후 디스플레이 장치(43)에 참조형상 모델(100A)과 함께 표시된다. 비틀림각은 그래픽으로 표시된 참조형상과 함께, 숫자, 문자 등의 형태로 표시된다. 디스플레이 장치(43)에 표시하는 것 외에, 인쇄장치(44)에 의해 종이에 인쇄가 수행될 수 있다. 비틀림각을 구하는 것만 요구되는 경우, 단계 S307의 공정은 항상 필요하지는 않으며, 따라서 생략될 수 있다.
상술한 설명은 클램프의 비틀림각에 초점이 맞추어졌지만, 브랜치 와이어(100b1 내지 100b3)의 브랜치 노드(N5, N10 및 N16)에서의 비틀림각은 가상 클램프 축과 참조축에 근거하여 유사하게 구해질 수 있다(청구항 제15항에 상응).
상술한 것처럼, 본 발명의 제3 실시예에 따르면, 포개기 공정은 유한 요소 방법을 이용하여 수행되고, 그로 인해 트렁크 와이어로부터 분기하는 브랜치 와이어 및 브랜치 와이어에 부착된 클램프의 비틀림각이 쉽고 정확하게 계산될 수 있다. 그러므로, 본 실시예는 지그 플레이트의 적당한 설계, 와이어 하니스의 효율적인 생산 등에 효과적이다.
[제4 실시예]
도 20은 본 발명의 제4 실시예의 처리공정을 도시하는 순서도이고, 도 21은 도 20의 공정 결과를 예시적으로 도시하는 도면이고, 도 22(A) 내지 22(C)는 비틀림 없는 평면에서의 전파공정을 도시하는 도면이다. 제4 실시예는 비틀림 없는 평면을 표시하기 위해서 제1 실시예의 개념을 확장하여 구성되며, 그로 인해 클램프 축의 비틀림각을 쉽게 이해하게 할 수 있다.
도 20에 도시된 실시예의 처리공정에서, 단계 S401 내지 S405는 도 16에 도시된 단계 S301 내지 S305와 동일하며, 따라서 중복된 설명은 생략된다.
단계 S401 내지 S405를 수행한 후 공정이 단계 S406으로 진행하면, 도 21에 도시된 것과 같은 비틀림 없는 평면(h100a, h100b1, h100b2 및 h100b3)이 단계 S406에서 설정된다. 비틀림 없는 평면(h100a, h100b1, h100b2 및 h100b3)은 트렁크 와이어(100a) 및 브랜치 와이어(100b1, 100b2, 100b3)에 각각 상응한다. 비틀림 없는 평면(h100a, h100b1, h100b2 및 h100b3)은 예를 들어 인접한 참조축의 단부를 순차적으로 연결하는, 단계 S405에서 이미 계산된 모든 참조축에 대하여 설정될 수 있다. 비틀림 상태를 파악하기 위해서, 바람직하게는, 참조축은 동일한 길이를 가진다. 비틀림 없는 평면이 상술한 참조축의 단부를 연결하여 핀(fin) 형상으로 표현되는 대신에, 다수의 참조축은 연속적으로 표시될 수 있다. 이 구성에서도, 비틀림각을 대략적으로 파악하는 것이 가능하다. 단계 S406은 청구항에서 비틀림 없는 평면 설정단계에 상응한다.
이러한 비틀림 없는 평면은 제1 실시예에서 설명된 것과 같은 브랜치 와이어가 없는 와이어 하니스, 또한 본 실시예에서 설명되는 브랜치 와이어를 구비한 와 이어 하니스에서도 설정될 수 있다. 트렁크 와이어에서 분기하는 브랜치 와이어를 구비한 와이어 하니스의 경우, 비틀림 없는 평면에서 다음의 전파공정을 수행할 필요가 있다.
도 22(A) 내지 22(C)를 참조하면, 와이어(A)는 트렁크 와이어(100a)에 상응하고, 와이어(B)는 트렁크 와이어(100a)로부터 분기하고 트렁크 와이어(100a)의 비틀림 없는 평면이 전파되는 브랜치 와이어(100b1) 등에 상응한다. 도 22(A)에 도시된 것처럼, 먼저 비틀림 없는 벡터(Za1, Za2, Za3, Za4, Za)가 와이어(A)에 할당되는 노드(Na1, Na2, Na3, Na4, Na)에 각각 설정되고, 연속된 와이어(B)의 소각에 대한 와이어(A) 조각의 비틀림 없는 평면의 전파가 이후 고려된다. 도면에서, Vd는 와이어(B)의 접선 벡터를 가리킨다.
도 22(B)에 도시된 것처럼, 불연속 와이어(B)의 조각으로 전파된 비틀림 없는 평면은 벡터(Za)(와이어(A)의 마지막 비틀림 없는 벡터)와 벡터(Vb)에 의해 형성된 평면에 존재한다. 그러므로, 평면의 정상벡터(Vb×Za)가 생성된다. 정상벡터(Vb×Za)는 벡터(Vb) 및 벡터(Za)의 외부 벡터이다.
도 22(C)에 도시된 것처럼, 정상 벡터(Vb×Za)와 벡터(Vb)의 외적((Vb×Za)×벡터(Vb))은 와이어(B)의 조각의 소망하는 비틀림 없는 벡터이다. 이 방식에서, 비틀림 없는 벡터는 전파되고, 그로 인해 비틀림 없는 벡터가 전파될 수 있게 한다.
단계 S407에서, 도 21에 도시된 것처럼, 비틀림 없는 평면(h100a, h100b1, h100b2)이 추가된 변형 형상(100B)은 클램프 축(AX0, AX13, AX20, AX55, AX103, AX109 및 AX167)과 함께 디스플레이 장치(43)에 표시된다. 표시될 클램프 축은 예를 들어 클램프가 부착된 노드로 설정된다. 대안으로서, 다른 클램프 축이 표시될 수 있고, 또는 클램프가 표시되지 않을 수 있다. 비틀림각(θ0, θ13) 등은 동시에 표시될 수 있다. 디스플레이 장치(43)에 표시하는 것 외에, 인쇄장치(44)에 의해 종이에 인쇄가 수행될 수 있다. 단계 S407의 공정은 청구항의 비틀림 표시단계에 상응한다.
상술한 것처럼, 본 발명의 제4 실시예에 따르면, 포개기 공정은 유한 요소 방법을 이용하여 수행되고, 핀(fin) 형상의 비틀림 없는 평면이 추가적으로 표시되고, 그로 인해 비틀림 없는 평면에 대해 트렁크 와이어 및/또는 브랜치 와이어에 부착된 클램프의 비틀림각이 쉽고 파악되는 것을 가능하게 한다. 결론적으로, 본 실시예는 지그 플레이트의 적당한 설계, 와이어 하니스의 효율적인 생산 등에 효과적이다.
본 발명은 특정한 실시예를 참조하여 상세히 설명되었지만, 다양한 변화와 변경이 본 발명의 사상 및 범주를 벗어나지 않고 만들어질 수 있음은 당업자에게 명확하다.
본 발명은 2003년 5월 15일에 출원된 일본특허출원(출원번호 제2003-137294호), 2004년 1월 20일에 출원된 일본특허출원(출원번호 제2004-011570)을 근거로 하며, 그 내용은 여기에 참조로서 병합되어 있다.
본 발명은 와이어 하니스와 같은, 자동차에 놓여질 와이어형 구조로 제한되지 않으며, 실내에 놓여질 와이어형 구조에도 유사하게 적용될 수 있다.
Claims (22)
- 서브 와이어 번들 및/또는 클램프의 비틀림각이 컴퓨터를 이용하여 계산되는 와이어형 구조의 비틀림각을 계산하는 방법으로서, 상기 비틀림각은 상기 와이어형 구조가 소정의 참조 형상으로부터 상기 참조 형상과는 다른 변형 형상으로 변형될 때 생성되고, 상기 와이어형 구조는 주 와이어 번들, 상기 주 와이어 번들로부터 분기하는 상기 서브 와이어 번들, 및/또는 상기 주 와이어 번들에 부착되는 상기 클램프를 포함하고, 상기 방법은:상기 와이어형 구조의 주 와이어 번들이 상기 변형 형상에 상응하도록 다수의 보 요소의 결합된 부재로서 표현되고, 상기 클램프의 회전축에 상응하는 클램프 축 및/또는 상기 서브 와이어 번들의 분기방향에 상응하는 가상 클램프 축이 상기 주 와이어 번들의 클램프 부착 노드 및/또는 서브 와이어 번들 분기 노드 각각에 부가되는 변형형상 모델을 생성하는, 변형형상 모델 생성단계;상기 와이어형 구조의 주 와이어 번들이 상기 참조 형상에 상응하도록 다수의 보 요소의 결합된 부재로서 표현되고, 소정의 참조축이 상기 주 와이어 번들의 클램프 부착 노드 및/또는 서브 와이어 번들 분기 노드에 부가되는 참조형상 모델을 생성하는, 참조형상 모델 생성단계;유한 요소 방법을 이용하여, 상기 와이어형 구조의 형상 및 물성을 참조하여 상기 참조형상 모델을 변형하고 상기 변형된 참조형상 모델을 상기 변형형상 모델에 포갬으로써 얻어진 형상을 계산하는, 포개기 계산단계; 및상기 포개기 계산단계 이후에 상기 참조축, 및 상기 클램프 축 및/또는 상기 가상 클램프 축에 의해 형성된 각도를 상기 비틀림각으로 계산하는, 비틀림각 계산단계를 포함하는, 와이어형 구조의 비틀림각 계산방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 가상 클램프 축을 계산하기 위하여,상기 서브 와이어 번들에 대한 접선 벡터와 상기 주 와이어 번들에 대한 접선 벡터를 모두 포함하는 접선 평면을 생성하되, 상기 접선 벡터는 상기 서브 와이어 번들 분기 노드에서 시작되는, 접선평면 생성단계; 및상기 가상 클램프 축으로서 벡터를 계산하되, 상기 벡터는 상기 접선 평면에서 상기 서브 와이어 번들 분기 노드에서 출발하고 상기 주 와이어 번들에 대한 상기 접선 벡터에 수직한, 가상 클램프 축 계산단계를 더 포함하는, 와이어형 구조의 비틀림각 계산방법.
- 제 2항에 있어서,상기 비틀림각에 상응하는 정도로 되돌아가면서, 상기 참조형상 모델과 함께 상기 크램프 축 및/또는 상기 가상 클램프 축을 표시하는 표시단계를 더 포함하는, 와이어형 구조의 비틀림각 계산방법.
- 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,상기 참조 형상은 상기 와이어형 구조가 지그 플레이트 상에 전개될 때 구해 지는 형상에 상응하고,상기 변형 형상은 상기 와이어형 구조가 소정 위치에 부착될 때 구해지는 형상에 상응하는, 와이어형 구조의 비틀림각 계산방법.
- 서브 와이어 번들의 비틀림각이 컴퓨터를 이용하여 계산되는 와이어형 구조의 비틀림각을 계산하는 방법으로서, 상기 비틀림각은 와이어형 구조가 소정 형상으로 변형될 때 생성되고, 상기 와이어형 구조는 소정 위치에 놓이도록 설계되고 주 와이어 번들 및 상기 주 와이어 번들로부터 분기하는 상기 서브 와이어 번들을 포함하고, 상기 방법은:상기 와이어형 구조가 다수의 보 요소가 서로 결합된 탄성체라고 가정하면서 상기 와이어형 구조의 유한 요소 모델을 생성하는, 유한요소모델 생성단계;상기 와이어형 구조의 형상 및 물성과 제한조건을 상기 유한 요소 모델에 적용함으로써, 상기 와이어형 구조를 상기 주 와이어 번들이 소정 평면에 존재하는 참조형상으로 변형시키는, 변형단계; 및상기 평면에 대하여 상기 서브 와이어 번들에 의해 형성된 각도를 상기 비틀림각으로 계산하는, 비틀림각 계산방법을 포함하는, 와이어형 구조의 비틀림각 계산방법.
- 제 5항에 있어서, 상기 참조 형상에 상응하는 상기 제한조건은 상기 주 와이어 번들이 비틀림 없이 선형으로 뻗치도록 설정되는, 와이어형 구조의 비틀림각 계 산방법.
- 제 5항 또는 제 6항에 있어서, 상기 평면은 상기 와이어형 구조의 생산 중에 사용될 지그 플레이트가 가정되는 참조 평면인, 와이어형 구조의 비틀림각 계산방법.
- 제 7항에 있어서, 상기 주 와이어 번들은 상기 와이어형 구조를 구성하는 모든 와이어 번들 중에서 가장 큰 직경을 갖는, 와이어형 구조의 비틀림각 계산방법.
- 제 8항에 있어서, 상기 제한조건은 상기 서브 와이어 번들 중에서 상기 주 와이어 번들 다음의 두께를 갖는 와이어 번들이 상기 참조 평면에 존재하도록 설정되는, 와이어형 구조의 비틀림각 계산방법.
- 제 5항에 있어서,상기 와이어형 구조는 상기 주 와이어 번들에 부착되고 비틀림을 생성할 수 있는 클램프를 포함하고,상기 평면에 대하여 상기 클램프의 회전축에 의해 형성된 각도는 상기 비틀림각으로 계산되는, 와이어형 구조의 비틀림각 계산방법.
- 제 5항에 있어서,상기 와이어형 구조는 상기 서브 와이어 번들 대신에 상기 주 와이어 번들에 부착되고 비틀림을 생성할 수 있는 클램프를 포함하고,상기 평면에 대하여 상기 서브 와이어 번들 대신에 상기 클램프의 회전축에 의해 형성된 각도는 상기 비틀림각으로 계산되는, 와이어형 구조의 비틀림각 계산방법.
- 서브 와이어 번들 및/또는 클램프의 비틀림각이 컴퓨터를 이용하여 계산되는 와이어형 구조의 비틀림각을 계산하는 장치로서, 상기 비틀림각은 상기 와이어형 구조가 소정의 참조 형상으로부터 상기 참조 형상과는 다른 변형 형상으로 변형될 때 생성되고, 상기 와이어형 구조는 주 와이어 번들, 상기 주 와이어 번들로부터 분기하는 상기 서브 와이어 번들, 및/또는 상기 주 와이어 번들에 부착되는 상기 클램프를 포함하고, 상기 장치는:상기 와이어형 구조의 주 와이어 번들이 상기 변형 형상에 상응하도록 다수의 보 요소의 결합된 부재로서 표현되고, 상기 클램프의 회전축에 상응하는 클램프 축 및/또는 상기 서브 와이어 번들의 분기방향에 상응하는 가상 클램프 축이 상기 주 와이어 번들의 클램프 부착 노드 및/또는 서브 와이어 번들 분기 노드 각각에 부가되는 변형형상 모델을 생성하는, 변형형상 모델 생성부;상기 와이어형 구조의 주 와이어 번들이 상기 참조 형상에 상응하도록 다수의 보 요소의 결합된 부재로서 표현되고, 소정의 참조축이 상기 주 와이어 번들의 클램프 부착 노드 및/또는 서브 와이어 번들 분기 노드에 부가되는 참조형상 모델 을 생성하는, 참조형상 모델 생성부;유한 요소 방법을 이용하여, 상기 와이어형 구조의 형상 및 물성을 참조하여 상기 참조형상 모델을 변형하고 상기 변형된 참조형상 모델을 상기 변형형상 모델에 포갬으로써 얻어진 형상을 계산하는, 포개기 계산부; 및상기 포개기 계산부에 의한 계산 이후에 상기 참조축, 및 상기 클램프 축 및/또는 상기 가상 클램프 축에 의해 형성된 각도를 상기 비틀림각으로 계산하는, 비틀림각 계산부를 포함하는, 와이어형 구조의 비틀림각 계산장치.
- 와이어형 구조의 비틀림각을 계산하는 프로그램으로서, 서브 와이어 번들 및/또는 클램프의 비틀림각을 계산하기 위하여, 상기 비틀림각은 상기 와이어형 구조가 소정의 참조 형상으로부터 상기 참조 형상과는 다른 변형 형상으로 변형될 때 생성되고, 상기 와이어형 구조는 주 와이어 번들, 상기 주 와이어 번들로부터 분기하는 상기 서브 와이어 번들, 및/또는 상기 주 와이어 번들에 부착되는 상기 클램프를 포함하고, 상기 프로그램은 컴퓨터로 하여금 다음의 기능, 즉:상기 와이어형 구조의 주 와이어 번들이 상기 변형 형상에 상응하도록 다수의 보 요소의 결합된 부재로서 표현되고, 상기 클램프의 회전축에 상응하는 클램프 축 및/또는 상기 서브 와이어 번들의 분기방향에 상응하는 가상 클램프 축이 상기 주 와이어 번들의 클램프 부착 노드 및/또는 서브 와이어 번들 분기 노드 각각에 부가되는 변형형상 모델을 생성하는, 변형형상 모델 생성부;상기 와이어형 구조의 주 와이어 번들이 상기 참조 형상에 상응하도록 다수 의 보 요소의 결합된 부재로서 표현되고, 소정의 참조축이 상기 주 와이어 번들의 클램프 부착 노드 및/또는 서브 와이어 번들 분기 노드에 부가되는 참조형상 모델을 생성하는, 참조형상 모델 생성부;유한 요소 방법을 이용하여, 상기 와이어형 구조의 형상 및 물성을 참조하여 상기 참조형상 모델을 변형하고 상기 변형된 참조형상 모델을 상기 변형형상 모델에 포갬으로써 얻어진 형상을 계산하는, 포개기 계산부; 및상기 포개기 계산부에 의한 계산 이후에 상기 참조축, 및 상기 클램프 축 및/또는 상기 가상 클램프 축에 의해 형성된 각도를 상기 비틀림각으로 계산하는, 비틀림각 계산부로서 기능하도록 하는, 와이어형 구조의 비틀림각 계산프로그램.
- 와이어형 구조의 비틀림각을 계산하는 방법으로서, 주 와이어 부재로부터 분기하는 서브 와이어 부재에 부착된 클램프의, 상기 주 와이어 부재의 측부로부터 보여지는, 비틀림각이 컴퓨터를 이용하여 계산되고, 상기 방법은:상기 주 와이어 부재의 변형 형상이 다수의 보 요소의 결합된 부재로서 표현되고, 상기 서브 와이어 부재의 비틀림각을 구하는 분기축이 상기 주 와이어 부재 상의 와이어 부재 분기 노드에 부가되는 주 와이어 부재 변형형상 모델을 생성하는, 주 와이어 부재 변형형상 모델 생성단계;상기 주 와이어 부재가 상기 주 와이어 부재를 비틀림 없이 직선으로 뻗쳐 구해진 형상인 주 와이어 부재 참조형상에 상응하도록 다수의 보 요소의 결합된 부재로서 표현되고, 상기 분기축의 비틀림각을 구하기 위한 참조로서 기능하는 제1 참조축이 상기 와이어 부재 분기 노드에 상응하는 위치에 부가되는 주 와이어 부재 참조형상 모델을 생성하는, 주 와이어 부재 참조형상 모델 생성단계;유한 요소 방법을 이용하여, 상기 와이어형 구조의 물리적 물성을 참조하여 제1 비틀림각을 계산하되, 상기 제1 비틀림각은 상기 주 와이어 부재 참조형상 모델이 변형되어 이후 상기 주 와이어 부재 변형형상 모델에 포개질 때 상기 제1 참조축 및 상기 분기축에 의해 형성되는 각도인, 주 와이어 부재 각도계산단계;상기 서브 와이어 부재의 변형 형상이 다수의 보 요소의 결합된 부재로서 표현되고, 상기 클램프의 비틀림각을 구하기 위한 클램프 축이 상기 서브 와이어 부재 상의 클램프 부착 노드에 부가된 서브 와이어 부재 변형형상 모델을 생성하는, 서브 와이어 부재 변형형상 모델 생성단계;상기 서브 와이어 부재가 상기 서브 와이어 부재를 비틀림 없이 직선으로 뻗쳐 구해진 형상인 서브 와이어 부재 참조형상에 상응하도록 다수의 보 요소의 결합된 부재로서 표현되고, 상기 클램프 축의 비틀림각을 구하기 위한 참조로서 기능하는 제2 참조축이 상기 클램프 축에 상응하는 위치에 부가되는 서브 와이어 부재 참조형상 모델을 생성하는, 서브 와이어 부재 참조형상 모델 생성단계;유한 요소 방법을 이용하여, 상기 와이어형 구조의 물리적 물성을 참조하여 제2 비틀림각을 계산하되, 상기 제2 비틀림각은 상기 서브 와이어 부재 참조형상 모델이 변형되어 이후 상기 서브 와이어 부재 변형형상 모델에 포개질 때 상기 제2 참조축 및 상기 클램프 축에 의해 형성된 각도인, 서브 와이어 부재 각도계산단계; 및상기 제1 참조축 및 상기 클램프 축에 의해 형성된 각도를 구하기 위해 상기 제1 비틀림각에 근거하여 상기 제2 비틀림각을 보정하는, 비틀림각 계산단계를 포함하는, 와이어형 구조의 비틀림각 계산방법.
- 와이어형 구조의 비틀림각을 계산하는 방법으로서, 주 와이어 부재로부터 분기하는 서브 와이어 부재로부터 분기된 제2 서브와이어 부재의, 상기 주 와이어 부재의 측부로부터 보여지는, 비틀림각이 컴퓨터를 이용하여 계산되고, 상기 방법은:상기 주 와이어 부재의 변형 형상이 다수의 보 요소의 결합된 부재로서 표현되고, 상기 서브 와이어 부재의 비틀림각을 구하기 위한 제1 분기축이 상기 주 와이어 부재 상의 와이어 부재 분기 노드에 부가되는 주 와이어 부재 변형형상 모델을 생성하는, 주 와이어 부재 변형형상 모델 생성단계;상기 주 와이어 부재가 상기 주 와이어 부재를 비틀림 없이 직선으로 뻗쳐 구해진 형상인 주 와이어 부재 참조형상에 상응하도록 다수의 보 요소의 결합된 부재로서 표현되고, 상기 제1 분기축의 비틀림각을 구하기 위한 참조로서 기능하는 제1 참조축이 상기 와이어 부재 분기 노드에 상응하는 위치에 부가되는 주 와이어 부재 참조형상 모델을 생성하는, 주 와이어 부재 참조형상 모델 생성단계;유한 요소 방법을 이용하여, 상기 와이어형 구조의 물리적 물성을 참조하여 제1 비틀림각을 계산하되, 상기 제1 비틀림각은 상기 주 와이어 부재 참조형상 모델이 변형되어 이후 상기 주 와이어 부재 변형형상 모델에 포개질 때 상기 제1 참조축 및 상기 제1 분기축에 의해 형성되는 각도인, 주 와이어 부재 각도계산단계;상기 서브 와이어 부재의 변형 형상이 다수의 보 요소의 결합된 부재로서 표현되고, 상기 제2 서브 와이어 부재의 비틀림각을 구하기 위한 제2 분기축이 상기 서브 와이어 부재 상의 제2 와이어 부재 부기 노드에 부가된 서브 와이어 부재 변형형상 모델을 생성하는, 서브 와이어 부재 변형형상 모델 생성단계;상기 서브 와이어 부재가 상기 서브 와이어 부재를 비틀림 없이 직선으로 뻗쳐 구해진 형상인 서브 와이어 부재 참조형상에 상응하도록 다수의 보 요소의 결합된 부재로서 표현되고, 상기 제2 분기축의 비틀림각을 구하기 위한 참조로서 기능하는 제2 참조축이 상기 제2 와이어 부재 분기 노드에 상응하는 위치에 부가되는 서브 와이어 부재 참조형상 모델을 생성하는, 서브 와이어 부재 참조형상 모델 생성단계;유한 요소 방법을 이용하여, 상기 와이어형 구조의 물리적 물성을 참조하여 제2 비틀림각을 계산하되, 상기 제2 비틀림각은 상기 서브 와이어 부재 참조형상 모델이 변형되어 이후 상기 서브 와이어 부재 변형형상 모델에 포개질 때 상기 제2 참조축 및 상기 제2 분기축에 의해 형성된 각도인, 서브 와이어 부재 각도계산단계; 및상기 제1 참조축 및 상기 제2 분기축에 의해 형성된 각도를 구하기 위해 상기 제1 비틀림각에 근거하여 상기 제2 비틀림각을 보정하는, 비틀림각 계산단계를 포함하는, 와이어형 구조의 비틀림각 계산방법.
- 와이어형 구조의 비틀림각을 계산하는 장치로서, 주 와이어 부재로부터 분기 하는 서브 와이어 부재에 부착된 클램프의, 상기 주 와이어 부재의 측부로부터 보여지는, 비틀림각이 컴퓨터를 이용하여 계산되고, 상기 장치는:상기 주 와이어 부재의 변형 형상이 다수의 보 요소의 결합된 부재로서 표현되고, 상기 서브 와이어 부재의 비틀림각을 구하는 분기축이 상기 주 와이어 부재 상의 와이어 부재 분기 노드에 부가되는 주 와이어 부재 변형형상 모델을 생성하는, 주 와이어 부재 변형형상 모델 생성부;상기 주 와이어 부재가 상기 주 와이어 부재를 비틀림 없이 직선으로 뻗쳐 구해진 형상인 주 와이어 부재 참조형상에 상응하도록 다수의 보 요소의 결합된 부재로서 표현되고, 상기 분기축의 비틀림각을 구하기 위한 참조로서 기능하는 제1 참조축이 상기 와이어 부재 분기 노드에 상응하는 위치에 부가되는 주 와이어 부재 참조형상 모델을 생성하는, 주 와이어 부재 참조형상 모델 생성부;유한 요소 방법을 이용하여, 상기 와이어형 구조의 물리적 물성을 참조하여 제1 비틀림각을 계산하되, 상기 제1 비틀림각은 상기 주 와이어 부재 참조형상 모델이 변형되어 이후 상기 주 와이어 부재 변형형상 모델에 포개질 때 상기 제1 참조축 및 상기 분기축에 의해 형성되는 각도인, 주 와이어 부재 각도계산부;상기 서브 와이어 부재의 변형 형상이 다수의 보 요소의 결합된 부재로서 표현되고, 상기 클램프의 비틀림각을 구하기 위한 클램프 축이 상기 서브 와이어 부재 상의 클램프 부착 노드에 부가된 서브 와이어 부재 변형형상 모델을 생성하는, 서브 와이어 부재 변형형상 모델 생성부;상기 서브 와이어 부재가 상기 서브 와이어 부재를 비틀림 없이 직선으로 뻗 쳐 구해진 형상인 서브 와이어 부재 참조형상에 상응하도록 다수의 보 요소의 결합된 부재로서 표현되고, 상기 클램프 축의 비틀림각을 구하기 위한 참조로서 기능하는 제2 참조축이 상기 클램프 축에 상응하는 위치에 부가되는 서브 와이어 부재 참조형상 모델을 생성하는, 서브 와이어 부재 참조형상 모델 생성부;유한 요소 방법을 이용하여, 상기 와이어형 구조의 물리적 물성을 참조하여 제2 비틀림각을 계산하되, 상기 제2 비틀림각은 상기 서브 와이어 부재 참조형상 모델이 변형되어 이후 상기 서브 와이어 부재 변형형상 모델에 포개질 때 상기 제2 참조축 및 상기 클램프 축에 의해 형성된 각도인, 서브 와이어 부재 각도계산부; 및상기 제1 참조축 및 상기 클램프 축에 의해 형성된 각도를 구하기 위해 상기 제1 비틀림각에 근거하여 상기 제2 비틀림각을 보정하는, 비틀림각 계산부를 포함하는, 와이어형 구조의 비틀림각 계산장치.
- 와이어형 구조의 비틀림각을 계산하는 프로그램으로서, 주 와이어 부재로부터 분기하는 서브 와이어 부재에 부착된 클램프의, 상기 주 와이어 부재의 측부로부터 보여지는, 비틀림각을 계산하기 위하여, 상기 프로그램은 컴퓨터로 하여금 다음의 기능, 즉:상기 주 와이어 부재의 변형 형상이 다수의 보 요소의 결합된 부재로서 표현되고, 상기 서브 와이어 부재의 비틀림각을 구하기 위한 분기축이 상기 주 와이어 부재 상의 와이어 부재 분기 노드에 부가되는 주 와이어 부재 변형형상 모델을 생 성하는, 주 와이어 부재 변형형상 모델 생성부;상기 주 와이어 부재가 상기 주 와이어 부재를 비틀림 없이 직선으로 뻗쳐 구해진 형상인 주 와이어 부재 참조형상에 상응하도록 다수의 보 요소의 결합된 부재로서 표현되고, 상기 분기축의 비틀림각을 구하기 위한 참조로서 기능하는 제1 참조축이 상기 와이어 부재 분기 노드에 상응하는 위치에 부가되는 주 와이어 부재 참조형상 모델을 생성하는, 주 와이어 부재 참조형상 모델 생성부;유한 요소 방법을 이용하여, 상기 와이어형 구조의 물리적 물성을 참조하여 제1 비틀림각을 계산하되, 상기 제1 비틀림각은 상기 주 와이어 부재 참조형상 모델이 변형되어 이후 상기 주 와이어 부재 변형형상 모델에 포개질 때 상기 제1 참조축 및 상기 분기축에 의해 형성되는 각도인, 주 와이어 부재 각도계산부;상기 서브 와이어 부재의 변형 형상이 다수의 보 요소의 결합된 부재로서 표현되고, 상기 클램프의 비틀림각을 구하기 위한 클램프 축이 상기 서브 와이어 부재 상의 클램프 부착 노드에 부가된 서브 와이어 부재 변형형상 모델을 생성하는, 서브 와이어 부재 변형형상 모델 생성부;상기 서브 와이어 부재가 상기 서브 와이어 부재를 비틀림 없이 직선으로 뻗쳐 구해진 형상인 서브 와이어 부재 참조형상에 상응하도록 다수의 보 요소의 결합된 부재로서 표현되고, 상기 클램프 축의 비틀림각을 구하기 위한 참조로서 기능하는 제2 참조축이 상기 클램프 축에 상응하는 위치에 부가되는 서브 와이어 부재 참조형상 모델을 생성하는, 서브 와이어 부재 참조형상 모델 생성부;유한 요소 방법을 이용하여, 상기 와이어형 구조의 물리적 물성을 참조하여 제2 비틀림각을 계산하되, 상기 제2 비틀림각은 상기 서브 와이어 부재 참조형상 모델이 변형되어 이후 상기 서브 와이어 부재 변형형상 모델에 포개질 때 상기 제2 참조축 및 상기 클램프 축에 의해 형성된 각도인, 서브 와이어 부재 각도계산부; 및상기 제1 참조축 및 상기 클램프 축에 의해 형성된 각도를 구하기 위해 상기 제1 비틀림각에 근거하여 상기 제2 비틀림각을 보정하는, 비틀림각 계산부로서 기능하게 하는, 와이어형 구조의 비틀림각 계산프로그램.
- 와이어형 구조의 비틀림각을 계산하는 방법으로서, 비틀림 없는 평면에 대한 주 와이어 부재에 부착된 클램프의 비틀림각이 컴퓨터를 이용하여 계산되고 이후 표시되며, 상기 방법은:상기 주 와이어 부재의 변형 형상이 다수의 보 요소의 결합된 부재로서 표현되고, 상기 클램프의 비틀림각을 표현하기 위한 클램프 축이 상기 주 와이어 부재 상의 클램프 부착 노드에 부가되는 주 와이어 부재 변형형상 모델을 생성하는, 주 와이어 부재 변형형상 모델 생성단계;상기 주 와이어 부재가 상기 주 와이어 부재를 비틀림 없이 직선으로 뻗쳐 구해진 형상인 주 와이어 부재 참조형상에 상응하도록 다수의 보 요소의 결합된 부재로서 표현되고, 상기 비틀림 없는 평면을 구하기 위한 참조축이 상기 클램프 부착 노드에 상응하는 위치를 포함하는 노드에 각각 부가되는 주 와이어 부재 참조형상 모델을 생성하는, 주 와이어 부재 참조형상 모델 생성단계;상기 주 와이어 부재 참조형상 모델이 변형되어 이후 상기 주 와이어 부재 변형형상에 포개질 때 상기 참조축과 함께 연결하여 상기 비틀림 없는 평면을 설정하는, 비틀림 없는 평면 설정단계; 및상기 변형 형상 및 상기 클램프 축과 함께 상기 비틀림 없는 평면을 표시하는, 표시단계를 포함하는, 와이어형 구조의 비틀림각 계산방법.
- 제 18항에 있어서, 상기 방법은 상기 표시단계 대신에, 상기 변형 형상과 함께 상기 비틀림 없는 평면을 표시하는 제2 표시단계를 포함하는, 와이어형 구조의 비틀림각 계산방법.
- 와이어형 구조의 비틀림각을 계산하는 방법으로서, 비틀림 없는 평면에 대한 주 와이어 부재 및 상기 주 와이어 부재로부터 분기하는 서브 와이어 부재에 부착된 클램프의 비틀림각이 컴퓨터를 이용하여 계산된 후 표시되고, 상기 방법은:상기 주 와이어 부재의 변형 형상이 다수의 보 요소의 결합된 부재로 표현되고, 상기 주 와이어 부재의 클램프의 비틀림각을 표현하기 위한 제1 클램프 축이 상기 주 와이어 부재 상의 클램프 부착 노드에 부가되는 주 와이어 부재 변형형상 모델을 생성하는, 주 와이어 부재 변형형상 모델 생성단계;상기 주 와이어 부재가 상기 주 와이어 부재를 비틀림 없이 직선으로 뻗쳐 구해진 형상인 주 와이어 부재 참조형상에 상응하도록 다수의 보 요소의 결합된 부재로 표현되고, 제1 비틀림 없는 평면을 구하기 위한 제1 참조축이 상기 클램프 부 착 노드에 상응하는 위치를 포함하는 노드에 각각 부가되는 주 와이어 부재 참조형상 모델을 생성하는, 주 와이어 부재 참조형상 모델 생성단계;상기 주 와이어 부재 참조형상 모델이 변형된 후 상기 주 와이어 부재 변형형상 모델에 포개질 때 상기 제1 참조축과 함께 연결하여 상기 제1 비틀림 없는 평면을 설정하는, 제1 비틀림 없는 평면 설정단계;상기 서브 와이어 부재의 변형 형상이 다수의 보 요소의 결합된 부재로 표현되고, 상기 서브 와이어 부재의 클램프의 비틀림각을 표현하기 위한 제2 클램프 축이 상기 서브 와이어 부재 상의 클램프 부착 노드에 부가되는 서브 와이어 부재 변형형상 모델을 생성하는, 서브 와이어 부재 변형형상 모델 생성단계;상기 서브 와이어 부재가 상기 서브 와이어 부재를 비틀림 없이 직선으로 뻗쳐 구해진 형상인 서브 와이어 부재 참조형상에 상응하도록 다수의 보 요소의 결합된 부재로 표현되고, 제2 비틀림 없는 평면을 구하기 위한 제2 참조축이 상기 클램프 부착 노드에 상응하는 위치를 포함하는 노드에 부가되는 서브 와이어 부재 참조형상 모델을 생성하는, 서브 와이어 부재 참조형상 모델 생성단계;상기 제1 비틀림 없는 평면을 구성하는 상기 제1 참조축의 비틀림이 상기 제2 참조축으로 전파되고, 상기 서브 와이어 참조형상 모델이 변형된 후 상기 제2 와이어 부재 변형형상 모델에 포개질 때 상기 제2 참조축과 함께 연결되어 상기 제2 비틀림 없는 평면을 설정하는, 제2 비틀림 없는 평면 설정단계; 및상기 변형 형상, 상기 제1 클램프 축 및 상기 제2 클램프 축과 함께 상기 제1 비틀림 없는 평면 및 상기 제2 비틀림 없는 평면을 표시하는, 표시단계를 포함하 는, 와이어형 구조의 비틀림각 계산방법.
- 와이어형 구조의 비틀림각을 계산하는 장치로서, 비틀림 없는 평면에 대한 주 와이어 부재에 부착된 클램프의 비틀림각이 컴퓨터를 이용하여 계산되고 이후 표시되며, 상기 장치는:상기 주 와이어 부재의 변형 형상이 다수의 보 요소의 결합된 부재로서 표현되고, 상기 클램프의 비틀림각을 표현하기 위한 클램프 축이 상기 주 와이어 부재 상의 클램프 부착 노드에 부가되는 주 와이어 부재 변형형상 모델을 생성하는, 주 와이어 부재 변형형상 모델 생성부;상기 주 와이어 부재가 상기 주 와이어 부재를 비틀림 없이 직선으로 뻗쳐 구해진 형상인 주 와이어 부재 참조형상에 상응하도록 다수의 보 요소의 결합된 부재로서 표현되고, 상기 비틀림 없는 평면을 구하기 위한 참조축이 상기 클램프 부착 노드에 상응하는 위치를 포함하는 노드에 각각 부가되는 주 와이어 부재 참조형상 모델을 생성하는, 주 와이어 부재 참조형상 모델 생성부;상기 주 와이어 부재 참조형상 모델이 변형되어 이후 상기 주 와이어 부재 변형형상에 포개질 때 상기 참조축과 함께 연결하여 상기 비틀림 없는 평면을 설정하는, 비틀림 없는 평면 설정부; 및상기 변형 형상 및 상기 클램프 축과 함께 상기 비틀림 없는 평면을 표시하는, 표시부를 포함하는, 와이어형 구조의 비틀림각 계산장치.
- 와이어형 구조의 비틀림각을 계산하는 프로그램으로서, 주 와이어 부재에 부착된 클램프의 비틀림각을 계산하고 표시하기 위해서, 상기 프로그램은 컴퓨터로 하여금 다음의 기능, 즉:상기 주 와이어 부재의 변형 형상이 다수의 보 요소의 결합된 부재로서 표현되고, 상기 클램프의 비틀림각을 표현하기 위한 클램프 축이 상기 주 와이어 부재 상의 클램프 부착 노드에 부가되는 주 와이어 부재 변형형상 모델을 생성하는, 주 와이어 부재 변형형상 모델 생성부;상기 주 와이어 부재가 상기 주 와이어 부재를 비틀림 없이 직선으로 뻗쳐 구해진 형상인 주 와이어 부재 참조형상에 상응하도록 다수의 보 요소의 결합된 부재로서 표현되고, 상기 비틀림 없는 평면을 구하기 위한 참조축이 상기 클램프 부착 노드에 상응하는 위치를 포함하는 노드에 각각 부가되는 주 와이어 부재 참조형상 모델을 생성하는, 주 와이어 부재 참조형상 모델 생성부;상기 주 와이어 부재 참조형상 모델이 변형되어 이후 상기 주 와이어 부재 변형형상에 포개질 때 상기 참조축과 함께 연결하여 상기 비틀림 없는 평면을 설정하는, 비틀림 없는 평면 설정부; 및상기 변형 형상 및 상기 클램프 축과 함께 상기 비틀림 없는 평면을 표시하는, 표시부로서 기능하게 하는, 와이어형 구조의 비틀림각 계산프로그램.
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