KR20180121366A - 정보 처리장치, 그 제어방법 및 기억매체 - Google Patents

Abstract

유한요소법에 의해 이산화된 유한요소 해석 모델과 유한요소 해석 모델과 접촉 대상이 되는 부재 사이의 접촉에 의해 발생된 변형의 거동을 시간마다 시뮬레이션하는 정보 처리장치는, 유한요소 해석 모델의 표면이 되는 요소 표면을 요소 표면보다도 작은 소영역들로 분할하도록 구성된 분할부와, 유한요소 해석 모델과 부재가 접촉하는 소영역들 각각을 특정하도록 구성된 특정부와, 소영역들 각각에 대한 접촉력을 격납하도록 구성된 격납부와, 격납부에 격납된 상기 소영역들 각각에 대한 접촉력을 판독하고, 소영역들 각각에 대한 접촉력을 요소 표면보다도 높은 해상도에서 표시 화면 위에 표시하도록 구성된 표시부를 구비한다.

Description

정보 처리장치, 그 제어방법 및 기억매체{INFORMATION PROCESSING APPARATUS, METHOD FOR CONTROLLING THE SAME, AND STORAGE MEDIUM}

본 발명은, 프린터에 있어서의 기록매체의 반송 경로의 설계에 관한 것이다.

반송 경로 내의 기록매체의 거동을 시뮬레이션하는 기술로서, 일본국 특허 제3886627호 공보에는, 기록매체를 유한요소법에 의한 유한요소로 표현하고, 기록매체와 반송 경로 내의 가이드나 롤러 사이의 접촉 판정을 행하고, 운동방정식을 수치적으로 푸는 것이 기재되어 있다. 그리고, 일본국 특허 제3886627호 공보에는, 방정식을 푸는 것에 의해, 기록매체와 가이드의 접촉에 의한 반송 저항과 당접각을 평가하는 설계 지원 시스템이 기재되어 있다.

이 반송 경로의 형상은, 시뮬레이션 모델 작성 효율과 형상의 정밀도의 관점에서 3차원 computer-aided design(CAD)로부터 3차원 형상 정보를 판독하는 것으로 정의되는 일이 많다. 또한, 이 반송 경로의 형상은, 접촉 계산의 효율화를 위해 3각형 패치의 집합으로 변환되어 계산될 경우가 많다.

또한, 일본국 특허 제4049925호 공보에는, 기록매체와 가이드 사이의 접촉력으로 인해 기록매체와 가이드 사이의 강한 접촉에 의해 생기는, 기록매체 상의 인쇄물에서의 스크래치와 긁힘 등의 화상 결함을 평가하는 설계 지원 시스템이 기재되어 있다.

가이드의 리브 등의 볼록부 또는 롤러 단부가 기록매체와 강하게 접촉함으로써 기록매체 상의 인쇄물이나 기록매체 그 자체에 스크래치나 긁힘을 발생하는 일이 있다. 이러한 현상은 국소적으로 강한 접촉력이 작용하는 것이 원인이다.

상기와 같은 국소적인 접촉력을 시뮬레이션에 의해 평가하는 2가지 가능한 방법이 존재한다. 그러나, 각각의 방법은 과제를 갖는다.

첫 번째 방법은 등가절점력(equivalent nodal force)을 사용하는 방법이다. 그렇지만, 이 방법에서는 국소적인 접촉력의 해상도가 요소 사이즈의 제한을 받는다. 예를 들면, 도 1a는 유한요소로 이산화된 기록매체의 요소(11)와, 유한요소 절점(12), 요소 사이즈보다도 좁은 간격으로 배치된 가이드인 리브(13), 그리고 기록매체와 리브의 접촉점(14)을 나타내고 있다. 이 접촉점에서 발생한 접촉력은 유한요소의 형상함수에 의해 등가절점력으로 환산되어, 등가절점력이 요소(11) 내의 절점(12)에 분배된다. 복수의 접촉점이 존재할 경우에는 등가절점력이 가산된다.

그 때문에, 기록매체의 요소보다도 좁은 간격으로 배치된 기록매체와 각 리브(13) 사이의 개별 접촉력과 개별 접촉점 위치는 등가절점력으로부터 구할 수가 없다. 또한, 도 1b에 나타낸 것과 같이 접촉력을 칸투어(contour)를 사용하여 표시했을 때에도, 시각적으로 어디서에 강한 접촉력이 발생하고 있는지 파악할 수 없다. 도 1b에서는, 음영부가 접촉력의 칸투어를 표시하고 있다.

이 과제를 해결하기 위해서는, 도 1c와 같이, 기록매체의 각 요소를 리브들 사이의 간격의 절반 이하로 세분화하면 된다. 이 경우, 요소수의 증대에 의한 계산 기간의 대폭적인 증가를 피할 수 없다. 도 1c에서도, 도 1b와 마찬가지로, 음영부가 접촉력의 칸투어를 표시하고 있다.

두 번째 방법은 일본국 특허 제4049925호 공보에 기재된 방법이다. 이 방법은 유한요소법에 특정된 것은 아니다. 그러나, 접촉점에서의 접촉력이 입력된 임계값을 초과할 경우에, 접촉점 좌표, 접촉력, 시간 정보, 절점 정보를 외부 기억장치에 파일로서 보존하고, 그것을 그래프화하거나 묘화 영역에서 가시화에 사용한다.

그렇지만, 이 방법에서는, 국소적인 접촉력을 판정할 수 없다. 예를 들면, 기록매체와 접촉하고 있는 가이드의 리브 등의 볼록부는 반송성을 감안하여 둥글게 만들어지는 경우가 많다. 이와 같은 형상은 미소한 삼각형 패치의 집합으로서 표현된다. 이 경우, 기록매체와 미소한 삼각형 패치의 집합 사이에는 다수의 접촉점이 밀집해서 발생한다. 이 경우, 각각의 접촉점에서의 접촉력을 합계하여 얻어진 합력이 임계값을 넘는 경우에도, 각각의 접촉력은 임계값 이하가 되어, 임계값을 초과하는 접촉력으로는 판정되지 않는다.

본 발명은, 요소를 세분화하지 않고, 철저하게 국소적인 접촉력을 평가할 수 있는 기술을 목적으로 한다.

본 발명의 일면에 따르면, 유한요소법에 의해 이산화된 유한요소 해석 모델과 상기 유한요소 해석 모델과 다른 접촉 대상이 되는 부재 사이의 접촉에 의해 발생된 변형의 거동을 시간마다 시뮬레이션하는 정보 처리장치로서, 상기 유한요소 해석 모델의 표면이 되는 요소 표면을 상기 요소 표면보다도 작은 소영역들로 분할하도록 구성된 분할부와, 상기 유한요소 해석 모델과 상기 부재가 접촉하는 상기 소영역들 각각을 특정하도록 구성된 특정부와, 상기 소영역들 각각에 대한 접촉력을 격납하도록 구성된 격납부와, 상기 격납부에 격납된 상기 소영역들 각각에 대한 상기 접촉력을 판독하고, 상기 소영역들 각각에 대한 상기 접촉력을 상기 요소 표면보다도 높은 해상도에서 표시 화면 위에 표시하도록 구성된 표시부를 구비한다.

본 발명의 또 다른 특징 및 국면은 첨부된 도면을 참조하여 주어지는 이하의 실시형태의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.

도 1a, 도 1b 및 도 1c는 유한요소에 의해 이산화된 기록매체와 반송로의 가이드 리브 사이의 접촉점, 및 등가절점력을 사용했을 때의 접촉력의 칸투어 표시의 설명도이다.
도 2는 본실시예에 따른 정보 처리장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 본실시예에 따른 정보 처리장치의 기능의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 실시예에 있어서, 시뮬레이션을 실행할 때에 표시시키는 화면 구성의 일례를 도시한 도면이다.
도 5는 본 실시예에 따른, 기록매체의 정의 화면예를 도시한 도면이다.
도 6은 본 실시예에 따른, 롤러 구동조건의 정의 화면예를 도시한 도면이다.
도 7은 본 실시예에 따른 운동 계산의 흐름도이다.
도 8은 본 실시예에 따른 운동 계산 결과의 애니메이션 표시 예를 도시한 도면이다.
도 9는 본 실시예에 따른 접촉력의 칸투어 표시의 설정 화면예를 도시한 도면이다.
도 10은 본 실시예에 따른 운동 계산 결과의 접촉력의 칸투어 표시 예를 도시한 도면이다.
도 11은 본 실시예에 따른 접촉력의 벡터 표시의 설정 화면예를 도시한 도면이다.
도 12는 본 실시예에 따른 운동 계산 결과의 접촉력의 벡터 표시 예를 도시한 도면이다.

이하, 본 발명의 실시예에 대해서 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.

우선, 본실시예 1에 따른 하드웨어 구성에 대해 설명한다. 도 2는, 본실시예에 따른 정보 처리장치의 일례인 설계 지원장치의 하드웨어 구성의 일례를 나타낸 블록도다.

도 2에 나타내는 설계 지원장치는, 중앙처리장치(CPU)(21), 표시부(22), 기억부(23), 판독 전용 메모리(ROM)(24), 랜덤 액세스 메모리(RAM)(25), 키보드(26) 및 포인팅 디바이스(27)로 구성된다.

CPU(21)은, 컴퓨터 전체를 제어하는 중앙처리장치다. 표시부(22)는, CPU(21)이 실행하는 제어에 있어서의 각종 입력 조건과 해석 결과를 표시한다. 기억부(23)는, CPU(21)에 의해 얻어진 해석 결과를 보존하는 하드디스크 등이다. ROM(24)은, CPU(21)이 실행하는 제어 프로그램, 각종 어플리케이션 프로그램 및 데이터를 기억한다. RAM(25)은, 제어 프로그램에 근거하여, CPU(21)이 각 부를 제어하면서 처리를 행할 때에 일시적으로 데이터를 보존한다. 키보드(26)는, 각종 입력 조건 등을 작업자가 입력하기 위해서 사용된다. 포인팅 디바이스(27)는, 마우스 또는 트랙볼로 구성되어 있다.

본실시예에 따른 설계 지원장치는, 전술한 각종 프로그램을 사용해서 기록매체 반송 시뮬레이션(이하, 간단히 "시뮬레이션")을 실행할 수 있다. 본 실시예에서 실행되는 시뮬레이션은, 반송 경로 및 기록매체를 정의하고, 시트 형상의 기록매체가 반송 경로 내를 반송되면서 운동 계산을 행하여 행해진다. 이하, 반송 경로, 기록매체, 반송 조건의 정의와, 운동 계산에 관한 처리를 설명한다. 이와 같은 처리는, CPU(21)이 제어 프로그램을 실행하는 것으로 행해진다.

다음에, 본 실시예에 따른 설계 지원 프로그램에 대해 설명한다. 도 3은, 본실시예에 따른 설계 지원 프로그램의 구성을 나타내는 블럭도다. 이 블록 구성은 시뮬레이션 조건 설정부(31), 시뮬레이션 실행부(32), 계산 결과 판독부(33), 영역별 접촉력 표시부(34)를 가진다.

시뮬레이션 조건 설정부(31)는 반송 경로의 정의, 기록매체 정의, 반송 조건의 정의를 포함하는 일련의 전처리를 행한다. 시뮬레이션 실행부(32)는 조건 설정부(31)에 의해 설정된 조건에 따른 기록매체의 운동을 계산한다. 계산 결과 판독부(33)는 시뮬레이션 실행에 의해 산출된 좌표의 변위와 속도, 등가절점력으로 환산한 접촉력과, 영역별 접촉력 격납부에 의해 격납된 소영역마다의 접촉력의 결과를 판독한다. 영역별 접촉력 표시부(34)는 판독된 소영역마다의 접촉력을 화면에 표시한다.

다음에, 본 실시예에 따른 설계 지원 프로그램에 의해 실행되는 처리를 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.

시뮬레이션 조건 설정부(31)에서 행하는 처리를 설명한다. 도 4는, 시뮬레이션을 실행할 때에, CPU(21)에 의해 표시부(22)에 표시되는 화면 구성의 일례를 도시한 도면이다. 도 4에 나타내는 화면은, 주로 절차의 전환을 행하는 메뉴 바(41), 정의한 반송 경로와 결과를 표시하는 그래픽 화면(42), 프로그램 메시지의 출력 및 필요에 따라 수치입력을 행하는 코맨드 란(43)로 구성된다. 메뉴 바(41)에서의 각종 정의 버튼을 누름으로써, 각 절차에 대한 서브 구성 메뉴가 표시된다. 우선, 반송 경로의 정의에 대해 설명한다.

반송 경로는 3차원 computer-aided design(CAD)로부터 3차원 형상정보를 판독하는 것으로 정의된다. 이때, 접촉 계산의 효율화를 위해 3차원 형상정보가 나타내는 반송 경로의 형상은 3각형 패치의 집합으로 변환된다. 도 4의 예에서는, 파일 메뉴에 외부 데이터를 임포트함으로써 의해 이 절차를 실현하고 있다. 그래픽 화면(42)에는, 이렇게 해서 프로그램에 판독된 반송 경로 형상이 표시된다.

다음에, 기록매체를 선택한다. 도 5는 기록매체 정의 버튼이 눌리면 표시되는 기록매체 정의용의 메뉴의 일례이다. 기록매체 정의용의 메뉴는, 사이즈 선택 란(51)과, 기록매체 종류 선택 란(52)과, 기록매체 요소 사이즈 란(53)과, 요소 세분화 사이즈 란(54)과, "기록매체 작성" 버튼(55)을 가진다. 도 5에 나타내는 예에서는, 기록매체의 사이즈로 A4를 선택하고 있다. 다음에, 기록매체 선택 란(52)으로부터 기록매체 종류를 선택한다. 도 5의 예에서는 기록매체 B가 선택되어 있다. 다음에, 기록매체 요소 사이즈를 입력한다. 도 5의 예에서는 "6mm"이 입력되어 있다. 다음에, 요소 세분화 사이즈를 입력한다. 도 5의 예에서는 "2mm"이 입력되어 있다.

그후, "기록매체 작성" 버튼(55)이 유저에 의해 마우스로 클릭되면 CPU(21)는 빌트인 데이터베이스에서, 선택된 기록매체 종류를 키로 사용하여, 기록매체의 물성값의 영률, 두께, 밀도를 RAM(25)에 격납한다. 다음에, CPU(21)는 선택된 기록매체의 사이즈와 입력된 기록매체 요소 사이즈에 근거하여, 기록매체를 유한요소법에 의해 이산화한 복수의 요소로 분할해서, 유한요소 해석 모델을 작성한다.

다음에, CPU(21)는 입력된 요소 세분화 사이즈에 근거하여, 유한요소 해석 모델의 표면이 되는 요소 표면을 소영역으로 분할한다. 그리고, CPU(21)는 소영역마다 고유한 인덱스를 부여하고, 소영역이 대응하는 요소의 부분을 나타내는 정보, 예를 들면, 유한요소법에 있어서의 형상함수의 범위를 계산한다. 그후, CPU(21)는 계산된 정보를 RAM(25)에 격납한다. 도 5에서는, 기록매체 요소 사이즈가 6mm, 요소 세분화 사이즈가 2mm이기 때문에, 한개의 요소 표면이 9개의 소영역으로 분할된다.

다음에, 반송 조건의 설정을 설명한다. 이 반송 조건의 설정의 처리에서는, CPU(21)은, 반송 롤러의 구동조건, 및, 반송 가이드 및 반송 롤러가 기록매체와 접촉시의 반송 가이드 및 반송 롤러와 기록매체 사이의 마찰계수를 정의한다. 그후, CPU(21)는 구동조건 및 마찰계수를 RAM(25)에 격납한다. 반송 조건은, 메뉴 바(41) 상의 "반송 조건"을 거쳐 유저가 지시를 내림으로써 설정이 가능하다.

구동조건에 대해서는, 구동조건 정의 버튼이 눌려, 각각의 롤러가 선택됨으로써, 조건 설정 메뉴가 열린다. 도 6의 예에서는 구동 개시 시간, 구동 종료 시간과 회전속도의 테이블을 작성함으로써, 가감속 및 역전 등의 롤러 반송 조건을 작성할 수 있다.

다음에, 시뮬레이션 실행부(32)에 관한 처리에 대해서 도 7의 흐름도를 참조하여 설명한다. 스텝 S701에 있어서, CPU(21)은 우선, 유한요소 해석 모델의 운동을 계산하는 실제 시간(계산 종료 시간) T, 및 운동방정식의 해를 수치적으로 구할 때에 사용하는 수치 시간 적분의 시간 간격 Δt를 설정한다. T 및 Δt에 대해서는, 미리 정해진 값을 사용하거나, 유저가 지시한 값을 사용해도 된다. 그리고, CPU(21)은, 시간마다의, 즉 초기 시간으로부터 계산 종료 시간 T까지 시간 간격 Δt마다의 각 시간 스텝에 있어서 유한요소 해석 모델의 운동을 계산하고, 계산 결과를 RAM(25)에 격납한다. 본실시예에서는, 계산 결과를 RAM(25)에 격납하고 있지만 기억부(23)에 보존하여도 된다.

이어서, 각 시간 스텝에 있어서의 유한요소 해석 모델의 운동 계산을 설명한다. 스텝 S702에 있어서, CPU(21)은, Δt초후의 계산을 행할 때에 필요한 초기 가속도, 초기 속도 및 초기 변위를 설정한다. 이들 값으로서는, 1시간 스텝의 종료마다, 이 시간 스텝에서의 계산 결과(즉, 전회의 시간 스텝의 계산값을 초기값으로 사용한다)가 투입된다. 최초의 값으로서, 미리 정해진 값을 사용한다.

다음에, 스텝 S703에 있어서, CPU(21)은 유한요소 해석 모델의 표면이 되는 요소 표면이 접촉 대상이 되는 부재가 접촉하고 있는지 판정을 행한다. 요소 표면이 부재와 접촉하고 있다고 판정된 경우에는(스텝 S703에서 YES), 스텝 S704로 처리를 진행한다. 그렇지 않을 경우에는(스텝 S703에서 NO), 스텝 S707을 처리를 진행한다.

스텝 S704에 있어서, CPU(21)은 접촉 위치, 항력, 마찰력 등의 접촉력을 계산한다.

다음에, 스텝 S705에 있어서, CPU(21)은, 스텝 S704에서 계산된 접촉 위치의 정보로부터, 소영역의 인덱스를 계산함으로써 소영역을 특정한다. 그후, CPU(21)은, 특정된 소영역들 각각에 대해 접촉력을 가산하여, 계산 결과를 RAM(25)에 격납한다.

다음에, 스텝 S706에 있어서, CPU(21)은, 스텝 S704에서 계산된 접촉력과 접촉 위치의 정보로부터, 요소내 각 절점에 있어서 발생하는 접촉력의 전체 성분의 등가절점력을 계산하고, 계산된 등가절점력을 요소내 절점의 접촉력에 가산하여, 계산 결과를 RAM(25)에 격납한다.

스텝 S707에 있어서, CPU(21)은 유한요소 해석 모델의 표면이 되는 요소 표면과 접촉 대상이 되는 부재의 전체 조합에 대해서 스텝 S703에서의 판정이 완료했는지를 판정한다. 판정이 완료하지 않고 있을 경우는(스텝 S707에서 NO), 다음 조합에 대해서 스텝 S703의 판정을 실행한다. 판정이 완료한 경우에는(스텝 S707에서 YES), 스텝 S708로 처리를 진행한다.

스텝 S708에 있어서, CPU(21)은 유한요소 해석 모델의 각 요소의 복원력의 계산을 행하고, 계산된 복원력을 각각 요소내 각 절점의 복원력에 가산하여, 계산 결과를 RAM(25)에 격납한다.

다음에, 스텝 S709에 있어서, CPU(21)은 상기한 힘 이외의 유한요소 해석 모델의 유한요소 절점에 작용하는 힘인 감쇠력, 중력, 공기저항력, 및 쿨롬력을 계산하여, 계산 결과를 RAM(25)에 격납한다.

다음에, 스텝 S710에 있어서, CPU(21)는, 이 시간 스텝에서 유한요소 해석 모델의 각 유한요소 절점에 작용하는 합력으로서, 스텝 S706, S708, S709에서 계산된 각각의 유한요소 절점에 작용하는 힘을 가산하여 합력을 RAM(25)에 격납한다.

다음에, 스텝 S711에 있어서 CPU(21)은, 스텝 S710에서 구한 유한요소 절점에 작용하는 합력을 유한요소 절점의 질량으로 나누고, 이 제산의 결과에 초기 가속도를 가산함으로써 Δt초후에 있어서의 해당 유한요소 절점의 가속도를 구한다.

다음에, 스텝 S712에 있어서 CPU(21)은, 스텝 S711에서 구한 가속도에 Δt를 곱하고, 이 승산의 결과에 초기 속도를 가산함으로써, Δt초후에 있어서의 해당 유한요소 절점의 속도를 구한다.

다음에, 스텝 S713에 있어서, CPU(21)은, 스텝 S712에서 구한 속도에 Δt를 곱하고, 이 승산의 결과에 초기 변위를 가산함으로써, Δt초후에 있어서의 해당 유한요소 절점의 변위를 구한다.

본실시예에서는, 스텝 S711 내지 S713의 일련의 Δt초후의 물리량의 계산으로서, Euler의 시간적분법을 채용하고 있다. 이와 달리, Kutta-Merson법, Newmark-β법, 또는 Willson-θ법 등의 다른 시간적분법을 채용해도 된다.

스텝 S714에서는, CPU(21)가 계산 시간이 설정한 실제 시간 T에 도달하였는지 아닌지를 판정한다. 계산 시간이 설정한 실제 시간 T에 도달하면(스텝 S714에서 YES), 운동 계산 절차를 종료한다. 계산 시간이 설정한 실제 시간 T에 도달하고 있지 않는 경우에는(스텝 S714에서 NO), 다시 스텝 S702로 처리가 되돌아간다. 스텝 S702에서, 시간적분을 반복하고, 계산 시간이 설정한 실제 시간 T에 도달한 경우에는 운동 계산을 종료한다.

본 실시예에 있어서, 운동 계산 중에서 추가되어 있는 것은 스텝 S705 뿐이므로, 계산 기간의 증가는 매우 작다. 한편, 요소의 세분에 의해 국소적인 접촉력을 평가하려고 할 경우, 요소 및 절점 수의 증가에 의해 계산 기간이 증가한다. 더구나, 본 실시예에서 채용한 Euler의 시간적분법과 같은 양해법(explicit method)을 사용했을 경우에는, 안정적인 계산을 위한 시간 간격 Δt에 제한이 있어, 대략 요소 사이즈에 비례해서 Δt를 작게 할 필요가 있다. 따라서, 시간 스텝의 반복수가 증가하는 것에 의해 계산 기간이 증가한다. 기록매체의 유한요소로서 셀 요소를 사용하여 요소 사이즈를 3분의 1로 줄인 경우, 개략적으로 27배만큼 계산 기간이 증가한다.

계산이 종료하면 결과 표시를 실행한다. 운동 계산의 실행 결과는 "결과 표시" 버튼을 누름으로써 확인할 수 있다. 도 8은 애니메이션 표시의 메뉴의 예다. "재생" 버튼(82), "프레임 단위 재생" 81 및 83, "초기 스텝으로 되돌림" 버튼(80), "칸투어 표시" 버튼(84), "벡터 표시" 버튼(85)에 의해 표시 화면 위에 계산된 기록매체의 거동을 기하형상을 사용하여 표시시켜, 계산의 결과를 표시시키고 있다.

다음에, 영역별 접촉력 표시부(34)에 대해 설명한다. 영역별 접촉력 표시부(34)는, 스텝 S705에서 격납된 소영역마다의 접촉력을, 유한요소 해석 모델의 변형 결과가 대응하는 소영역이 묘화영역이 되도록 칸투어 혹은 벡터를 사용하여 표시한다.

우선, 칸투어 표시 처리에 대해서 구체적으로 설명한다. 도 8에 나타내는 애니메이션 조작 화면 상의 접촉력 칸투어 표시 설정 버튼(84)을 누르면 접촉력 칸투어 표시 설정을 허용하기 위한 접촉력 칸투어 표시 설정 메뉴가 표시된다. 그후, 접촉력 칸투어 표시 설정 메뉴에서 행해진 설정에 따라, 소영역마다의 접촉력 칸투어가 표시된다.

도 9는 접촉력 칸투어 표시 설정 메뉴의 일례이다. 접촉력 칸투어 표시 설정 메뉴는, 칸투어 표시 전환 버튼(91), 칸투어 표시 접촉력 선택 버튼(92), 칸투어 최대값 입력 란(93)과 칸투어 최소값 입력 란(94)을 가진다. 칸투어 표시를 행하기 위해서는 칸투어 표시 전환 버튼(91)을 선택하여 칸투어 표시를 유효로 한다. 도 9에서는, 칸투어 표시가 유효화되어 있다. 다음에, 표시를 행할 접촉력에 대응하는 칸투어 표시 접촉력 선택 버튼(92) 중에서 한개를 선택한다. 도 9에서는, 마찰력을 선택하고 있다. 다음에, 칸투어 최소값 입력 란(94) 및 칸투어 최대값 입력 란(93)에 값을 입력한다. 도 9에서는, 칸투어 최소값 입력 란(94)에 "0 N"이 입력되고, 칸투어 최대값 입력 란(93)에 "0.8 N"이 입력되어 있다.

그후, OK버튼이 클릭되면 CPU(21)은 RAM(25)에 격납된 모든 시간에 모든 소영역의 선택되어 있는 접촉력(이 경우에는 마찰력 벡터)의 크기를 계산한다. 접촉력의 크기의 계산된 값과 입력된 칸투어 최소값 및 칸투어 최대값으로부터, CPU(21)는 각 시간에 각 소영역의 색을 계산하여 계산된 색을 RAM(25)에 격납한다.

다음에, CPU(21)은 결과 표시 시간에서의 각 소영역의 색에서 유한요소 해석 모델의 요소 표면 내의 각 소영역을 요소 표면 단위로서 표시부(22)에 묘화하는 처리를 행한다. 애니메이션을 재생하는 경우도 마찬가지로, CPU(21)는 각 결과 표시 시간에서의 각 소 영역의 색에서 유한요소 해석 모델의 요소 표면의 소영역을 표시부(22)에 묘화하는 처리를 행한다.

도 10a는 접촉력 칸투어 표시를 실행했을 때의 애니메이션 표시의 메뉴의 예다. 유한요소 해석 모델의 요소 표면의 각 소영역의 접촉력이 클수록, 소영역의 농담이 짙게 묘화된다. 또한, 도 10a에서는, 도 8의 애니메이션 표시의 메뉴의 예 이외에, 칸투어의 값의 범위를 나타내는 칼라 바(101)가 표시된다.

도 10b는 도 10a의 점선 102로 표시된 부분의 확대도이다. 도 10b에서는, 일점쇄선 103이 요소(11)보다 해상도가 높은 소영역을 나타내고 있다. 종래의 요소 사이즈에 근거한 국소적인 접촉력을 시각적으로 파악할 수 있다.

다음에, 벡터 표시 처리에 대해서 구체적으로 설명한다. 도 11은 접촉력 벡터 표시 설정 메뉴의 일례이다. 접촉력 벡터 표시 설정 메뉴는, 벡터 표시 전환 버튼(111), 벡터 표시 접촉력 선택 버튼(112), 벡터 표시 사이즈 입력 란(113)과 비표시 벡터 입력 란(114)을 가진다. 벡터 표시를 행하기 위해서는, 벡터 표시 전환 버튼(111)을 선택하여, 벡터 표시를 유효하게 한다. 도 11에서는, 벡터 표시가 유효화되어 있다. 또한, 벡터 표시에 사용하는 벡터로서, 접촉력의 크기를 나타내는 벡터와, 접촉력을 유한요소 해석 모델의 등가절점력으로 환산하여 얻어진 값을 나타내는 벡터 중 어느 한쪽을 선택적으로 표시할 수 있다.

다음에, 표시를 행할 접촉력에 대응하는 벡터 표시 접촉력 선택 버튼(112) 중에서 한 개를 선택한다. 도 11에서는, 마찰력을 선택하고 있다.

다음에, 벡터의 크기를 N 당 몇 밀리미터로 표시할지를 나타내는 값을 벡터 표시 사이즈 입력 란(113)에 입력한다. 도 11에서는, "30mm/N"이 입력되어 있다.

다음에, 미소한 접촉력도 포함하는 모든 접촉력에 대해 벡터를 묘화하면 시인성이 악화된다. 그 때문에, 비표시로 할 벡터에 대한 임계값을 비표시 벡터 입력 란(114)에 입력한다. 도 11에서는, "0.6 N"이 입력되어 있다.

그후, OK 버튼이 클릭되면 CPU(21)은 RAM(25)에 격납된 모든 시간에 모든 소영역의 선택되어 있는 접촉력(이 경우에는 마찰력 벡터의 크기가 비표시 벡터 입력 란(114)에 입력된 값 이상인 것)을 계산한다. 즉, CPU(21)는 입력된 벡터 표시 사이즈로부터 표시할 벡터의 벡터 길이를 계산하고, 벡터 길이에 단위화한 접촉력 벡터를 곱하여 표시 벡터를 계산하고, 표시 벡터를 RAM(25)에 격납한다.

다음에, CPU(21)은 결과 표시 시간에 유한요소 해석 모델의 요소 표면의 각 소영역의 중앙이 표시 벡터의 기점이 되도록 이 결과 표시 시간의 표시 벡터를 표시부(22)에 묘화하는 처리를 행한다.

도 12a는 접촉력 벡터 표시를 실행했을 때의 애니메이션 표시의 메뉴의 예다. 유한요소 해석 모델 요소 표면의 소영역의 접촉력이 클수록, 벡터가 길게 묘화된다. 도 12b는 도 12a의 점선 121로 표시된 부분의 확대도이다. 종래의 요소 사이즈에 근거한 국소적인 접촉력을 시각적으로 파악할 수 있다.

본 실시예에 따른 상기한 접촉력의 표시에 근거하여, 종래기술에서는 요소의 세분화 없이는 실현이 곤란하였던, 국소적인 접촉력을 시각적으로 파악할 수 있다.

기타 실시형태

본 발명의 실시형태는, 본 발명의 전술한 실시형태(들)의 1개 이상의 기능을 수행하기 위해 기억매체('비일시적인 컴퓨터 판독가능한 기억매체'로서 더 상세히 언급해도 된다)에 기록된 컴퓨터 실행가능한 명령(예를 들어, 1개 이상의 프로그램)을 판독하여 실행하거나 및/또는 전술한 실시예(들)의 1개 이상의 기능을 수행하는 1개 이상의 회로(예를 들어, 주문형 반도체 회로(ASIC)를 포함하는 시스템 또는 장치의 컴퓨터나, 예를 들면, 전술한 실시형태(들)의 1개 이상의 기능을 수행하기 위해 기억매체로부터 컴퓨터 실행가능한 명령을 판독하여 실행함으로써, 시스템 또는 장치의 컴퓨터에 의해 수행되는 방법에 의해 구현될 수도 있다. 컴퓨터는, 1개 이상의 중앙처리장치(CPU), 마이크로 처리장치(MPU) 또는 기타 회로를 구비하고, 별개의 컴퓨터들의 네트워크 또는 별개의 컴퓨터 프로세서들을 구비해도 된다. 컴퓨터 실행가능한 명령은, 예를 들어, 기억매체의 네트워크로부터 컴퓨터로 주어져도 된다. 기록매체는, 예를 들면, 1개 이상의 하드디스크, 랜덤 액세스 메모리(RAM), 판독 전용 메모리(ROM), 분산 컴퓨팅 시스템의 스토리지, 광 디스크(콤팩트 디스크(CD), 디지털 다기능 디스크(DVD), 또는 블루레이 디스크(BD)^TM 등), 플래시 메모리소자, 메모리 카드 등을 구비해도 된다.

본 발명은, 상기한 실시형태의 1개 이상의 기능을 실현하는 프로그램을, 네트워크 또는 기억매체를 개입하여 시스템 혹은 장치에 공급하고, 그 시스템 혹은 장치의 컴퓨터에 있어서 1개 이상의 프로세서가 프로그램을 읽어 실행하는 처리에서도 실행가능하다. 또한, 1개 이상의 기능을 실현하는 회로(예를 들어, ASIC)에 의해서도 실행가능하다.

예시적인 실시형태들을 참조하여 본 발명을 설명하였지만, 본 발명이 이러한 실시형태에 한정되지 않는다는 것은 자명하다. 이하의 청구범위의 보호범위는 가장 넓게 해석되어 모든 변형, 동등물 구조 및 기능을 포괄하여야 한다.

Claims (20)

1. 유한요소법에 의해 이산화된 유한요소 해석 모델과 상기 유한요소 해석 모델과 다른 접촉 대상이 되는 부재 사이의 접촉에 의해 발생된 변형의 거동을 시간마다 시뮬레이션하는 정보 처리장치로서,
   상기 유한요소 해석 모델의 표면이 되는 요소 표면을 상기 요소 표면보다도 작은 소영역들로 분할하도록 구성된 분할부와,
   상기 유한요소 해석 모델과 상기 부재가 접촉하는 상기 소영역들 각각을 특정하도록 구성된 특정부와,
   상기 소영역들 각각에 대한 접촉력을 격납하도록 구성된 격납부와,
   상기 격납부에 격납된 상기 소영역들 각각에 대한 상기 접촉력을 판독하고, 상기 소영역들 각각에 대한 상기 접촉력을 상기 요소 표면보다도 높은 해상도에서 표시 화면 위에 표시하도록 구성된 표시부를 구비한 정보 처리장치.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 유한요소 해석 모델은, 시트 형상의 기록매체를 상기 유한요소법에 의해 이산화해서 얻어지는 모델인 정보 처리장치.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 표시부는, 상기 유한요소 해석 모델의 시뮬레이션후의 변형 결과와 상기 부재의 기하형상을 묘화하기 위한 묘화영역을 설치하고, 상기 격납부에 격납된 상기 소영역들 각각에 대한 상기 접촉력을 판독하고, 상기 묘화영역에 포함되고 상기 유한요소 해석 모델의 상기 요소 표면에 대응하는 소영역에, 상기 접촉력의 크기를 색을 사용하여 표시하는 정보 처리장치.
   
4. 제 3항에 있어서,
   상기 표시부는, 상기 부재의 접촉력을 상기 유한요소 해석 모델의 등가절점력으로 환산하여 얻어진 값의 칸투어 표시를, 요소 표면 단위로 색 혹은 농담을 사용하여 행하는 정보 처리장치.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 표시부는, 상기 유한요소 해석 모델의 시뮬레이션후의 변형 결과와 상기 부재의 기하형상을 묘화하기 위한 묘화영역을 설치하고, 상기 격납부에 격납된 상기 소영역들 각각에 대한 상기 접촉력을 판독하고, 상기 묘화영역에 포함되고 상기 유한요소 해석 모델의 상기 요소 표면에 대응하는 소영역에, 상기 접촉력의 크기를 벡터를 사용하여 표시하는 정보 처리장치.
   
6. 제 5항에 있어서,
   상기 표시부는, 상기 벡터와, 상기 접촉력을 상기 유한요소 해석 모델의 등가절점력으로 환산하여 얻어진 값을 나타내는 벡터 중에서 어느 한 개를 선택적으로 표시하는 정보 처리장치.
   
7. 제 5항에 있어서,
   상기 표시부는, 벡터의 표시 사이즈의 설정에 근거하여, 상기 벡터를 표시하는 정보 처리장치.
   
8. 제 5항에 있어서,
   상기 표시부는, 비표시로 해야 할 벡터의 임계값에 근거하여, 상기 임계값 이상의 값을 나타내는 벡터를 표시하는 정보 처리장치.
   
9. 제 1항에 있어서,
   상기 격납부는, 같은 소영역에서 발생된 상기 접촉력의 전체 성분을 가산해서 가산 결과를 격납하는 정보 처리장치.
   
10. 제 1항에 있어서,
    상기 표시부는, 상기 격납부에 격납된 접촉력이 임계값을 초과하는 경우, 접촉력이 상기 임계값을 초과한다는 것을 통지하는 메시지를 표시하는 정보 처리장치.
    
11. 유한요소법에 의해 이산화된 유한요소 해석 모델과 상기 유한요소 해석 모델과 다른 접촉 대상이 되는 부재 사이의 접촉에 의해 발생된 변형의 거동을 시간마다 시뮬레이션하는 정보 처리장치를 제어하는 정보 처리방법으로서,
    상기 유한요소 해석 모델의 표면이 되는 요소 표면을 상기 요소 표면보다도 작은 소영역들로 분할하는 단계와,
    상기 유한요소 해석 모델과 상기 부재가 접촉하는 상기 소영역들 각각을 특정하는 단계와,
    상기 소영역들 각각에 대한 접촉력을 상기 정보 처리장치의 격납부에 격납하는 단계와,
    상기 격납부에 격납된 상기 소영역들 각각에 대한 상기 접촉력을 판독하고, 상기 소영역들 각각에 대한 상기 접촉력을 상기 요소 표면보다도 높은 해상도에서 상기 정보 처리장치의 표시 화면 위에 표시하는 단계를 포함하는 정보 처리방법.
    
12. 제 11항에 있어서,
    상기 유한요소 해석 모델은, 시트 형상의 기록매체를 상기 유한요소법에 의해 이산화해서 얻어지는 모델인 정보 처리방법.
    
13. 제 11항에 있어서,
    상기 유한요소 해석 모델의 시뮬레이션후의 변형 결과와 상기 부재의 기하형상을 묘화하기 위한 묘화영역을 설치하고, 상기 격납부에 격납된 상기 소영역들 각각에 대한 상기 접촉력을 판독하고, 상기 묘화영역에 포함되고 상기 유한요소 해석 모델 의 상기 요소 표면에 대응하는 소영역에, 상기 접촉력의 크기를 색을 사용하여 표시하는 정보 처리방법.
    
14. 제 13항에 있어서,
    상기 부재의 접촉력을 상기 유한요소 해석 모델의 등가절점력으로 환산하여 얻어진 값의 칸투어 표시를, 요소 표면 단위로 색 혹은 농담을 사용하여 행하는 정보 처리방법.
    
15. 제 11항에 있어서,
    상기 유한요소 해석 모델의 시뮬레이션후의 변형 결과와 상기 부재의 기하형상을 묘화하기 위한 묘화영역을 설치하고, 상기 격납부에 격납된 상기 소영역들 각각에 대한 상기 접촉력을 판독하고, 상기 묘화영역에 포함되고 상기 유한요소 해석 모델의 상기 요소 표면에 대응하는 소영역에, 상기접촉력의 크기를 벡터를 사용하여 표시하는 정보 처리방법.
    
16. 제 15항에 있어서,
    상기 벡터와, 상기 접촉력을 상기 유한요소 해석 모델의 등가절점력으로 환산하여 얻어진 값을 표시하는 벡터 중에서 어느 한 개를 선택적으로 표시하는 정보 처리방법.
    
17. 제 15항에 있어서,
    벡터의 표시 사이즈의 설정에 근거하여, 상기 벡터를 표시하는 정보 처리방법.
    
18. 제 11항에 있어서,
    같은 소영역에서 발생된 상기 접촉력의 전체 성분을 가산하고, 가산 결과를 상기 격납부에 격납하는 정보 처리방법.
    
19. 제 11항에 있어서,
    상기 격납부에 격납된 접촉력이 임계값을 초과하는 경우, 접촉력이 상기 임계값을 초과한다는 것을 통지하는 메시지를 표시하는 정보 처리방법.
    
20. 컴퓨터에,
    유한요소법에 의해 이산화된 유한요소 해석 모델과 상기 유한요소 해석 모델과 다른 접촉 대상이 되는 부재 사이의 접촉에 의해 발생된 변형의 거동을 시간마다 시뮬레이션하는 제어방법을 실행하게 하는 프로그램을 기억한 비일시적인 컴퓨터 판독가능한 기억매체로서, 상기 제어방법은,
    상기 유한요소 해석 모델의 표면이 되는 요소 표면을 상기 요소 표면보다도 작은 소영역들로 분할하는 단계와,
    상기 유한요소 해석 모델과 상기 부재가 접촉하는 상기 소영역들 각각을 특정하는 단계와,
    상기 소영역들 각각에 대한 접촉력을 정보 처리장치의 격납부에 격납하는 단계와,
    상기 격납부에 격납된 상기 소영역들 각각에 대한 상기 접촉력을 판독하고, 상기 소영역들 각각에 대한 상기 접촉력을 상기 요소 표면보다도 높은 해상도에서 상기 정보 처리장치의 표시 화면 위에 표시하는 단계를 포함하는 기억매체.

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