WO2021053872A1

WO2021053872A1 - 自動車のパネル部品の振動騒音低減解析方法及び解析装置

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Publication number: WO2021053872A1
Application number: PCT/JP2020/018489
Authority: WO
Inventors: 功一中川; 斉藤　孝信; 塩崎　毅
Original assignee: Ｊｆｅスチール株式会社
Priority date: 2019-09-19
Filing date: 2020-05-07
Publication date: 2021-03-25
Also published as: MX2022003311A; CN114423671A; JP2021047686A; US20220350940A1; EP4032786A1; CN114423671B; KR20220047336A; JP6798595B1; EP4032786A4

Abstract

本発明に係る自動車のパネル部品の振動騒音低減解析方法は、フロアパネルモデル４３を有する車体解析モデル４１を取得するステップＳ１と、フロアパネルモデル４３に付与するビード変数の分布に関する解析条件を設定するステップＳ３と、一つのビードを付与する範囲を設定するステップＳ５と、該ビード付与範囲に付与するビード変数の分布を取得するステップＳ７と、該取得したビード変数の分布が付与されたフロアパネルモデル４３の等価放射パワー（ＥＲＰ）を再取得するステップＳ９と、前記ビード付与範囲においてＥＲＰが最小となるビード変数の分布を求めるステップＳ１１と、該最小となるビード変数の分布をフロアパネル３１に付与するビードの最適な分布として決定するステップＳ１３と、を含む。

Description

自動車のパネル部品の振動騒音低減解析方法及び解析装置

　本発明は、自動車（automotive）のパネル（panel）部品（part）の振動騒音（vibration　noise）低減解析方法及び解析装置に関し、特に、自動車のパネル部品の振動に起因する騒音を低減するために該パネル部品に付与するビード（bead）の最適な分布を求める自動車のパネル部品の振動騒音低減解析方法及び解析装置に関する。なお、本願において、ビードの分布とは、パネル部品に付与するビードに関するビード変数（位置と、各位置におけるビードの形、大きさ（長さ、幅、高さなど）、角度及び向き）のことをいう。

　自動車のフロアパネル（floor　panel）、ダッシュロアパネル（dash　lower　panel）等の自動車のパネル部品の振動は、ロードノイズ（road　noise）やこもり音（booming　noise）の発生源となり、車室（cabin）内騒音を悪化させる。そのため、車室内騒音の低減は、自動車の商品価値を向上させる上で課題となっている。

　パネル部品の振動による車室内騒音を低減する技術として、例えば、特許文献１には、車体の左右側部材からフロントカウル（front　cowl）に振動が伝達する伝達経路（transmission　path）内にある車体骨格（automotive　body　frame）部品にビードを付与することで、ビードが振動伝達の断点（breakpoint）として機能する構造が開示されている。しかしながら、この技術では、特定の振動モード（vibration　mode）での伝達経路に対して振動を遮断する（shut　off）ことは出来るが、異なる振動モードで別の伝達経路に対しては、振動を遮断することはできない。

　従来、直接的にパネル部品の騒音振動を低減する技術としては、パネル部品にビード（凸状部または凹状部）パターンを形成したり、パネルを厚くすることでその面剛性（surface　rigidity）を高め、固有振動数（eigenfrequency）を変更することが有効であるとされている。しかしながら、従来は経験的にビード（凸状部または凹状部）を配置したために非効率であった。また、従来のパネル部品の板厚（thickness）を厚くする対策は、車両重量（automotive　body　weight）が増加し、燃費（fuel　efficiency）が悪化することが問題となっていた。このような課題に対して、パネルに付与するビードの最適な形状を求める解析ソフトが非特許文献１に開示されている。また、非特許文献２には、自動車のパネルの振動レベルを低減することで車両（vehicle）のロードノイズを低減した事例が開示されている。

特開２０１０－２２８７１８号公報

"構造最適化（structural　optimization）設計ソフトウェア　Altair　OptiStruct"、［online］、［令和１年７月１８日検索］、インターネット＜URL：https://www.terrabyte.co.jp/Hyper/OptiStruct-3.htm＞清水勝矢、他５名、新型CX-9の静粛性（quietness）開発について、マツダ技報、No.33、pp.33－38（2016）

　しかしながら、非特許文献１には、ビード変数（bead　parameter）としてビードの形と大きさの中から一つ選択して該ビードの位置のみを求める解析ソフトと該解析結果の例は示されているものの、非特許文献２とともに、自動車のパネル部品の振動に起因する騒音を低減するため、該パネル部品に付与するビードについて、パネル実部品として最適であり実製造が可能なビードの分布（位置、形、大きさ、角度及び向き）をそれぞれどのように求めるかについては、何ら開示されていなかった。

　本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、自動車のパネル部品の振動に起因する騒音を低減するために該パネル部品に付与するビードの最適で実製造が可能なビードの分布（位置、形、大きさ、角度及び向き）を効率的に求めることができる自動車のパネル部品の振動騒音低減解析方法及び解析装置を提供することを目的とする。

　本発明に係る自動車のパネル部品の振動騒音低減解析方法は、自動車のパネル部品の振動に起因する騒音を低減するために該パネル部品に付与するビードの最適な分布を求めるものであり、コンピュータが以下の各ステップを行うものであって、前記自動車のパネル部品を平面要素（two-dimensional　element）でモデル化したパネル部品モデルを含む車体解析モデル（automotive　body　analysis　model）を取得する車体解析モデル取得ステップと、前記パネル部品モデルに付与するビードに関するビード変数の分布を求める最適化解析（optimized　analysis）のためのビード変数分布解析条件と、振動モード解析における振動条件と、を設定する解析条件設定ステップ（a　step　setting　analysis　condition）と、前記パネル部品モデルに前記ビードを付与する複数のビード付与範囲のうち、一つのビード付与範囲を設定する一つのビード付与範囲設定ステップ（a　step　setting　area　to　arrange　bead）と、前記振動モード解析により前記振動条件から算出される等価放射パワー（equivalent　radiated　power）（ＥＲＰ）を含む前記ビード変数分布解析条件の下で、前記設定した一つのビード付与範囲に付与する前記ビード変数の分布を求めるビード変数分布取得ステップ（a　step　to　acquire　bead　parameter　distribution）と、該求めたビード変数の分布が付与された前記パネル部品モデルの等価放射パワー（ＥＲＰ）を再取得する等価放射パワー（ＥＲＰ）再取得ステップ（ERP　reacquisition　step）と、前記ビード変数分布取得ステップにおいて求めるビード変数を変更して、前記ビード変数分布取得ステップと前記等価放射パワー（ＥＲＰ）再取得ステップとを繰り返し実行し、前記設定した一つのビード付与範囲について前記ＥＲＰが最小となるビード変数の分布を求めるビード付与範囲内最小ＥＲＰビード変数分布取得ステップ（bead　parameter　distribution　acquisition　step　on　minimum　ERP　in　bead　setting　range）と、前記パネル部品モデルにおける前記一つのビード付与範囲を変更し、前記一つのビード付与範囲設定ステップと前記ビード変数分布取得ステップと前記等価放射パワー（ＥＲＰ）再取得ステップと前記ビード付与範囲内最小ＥＲＰビード変数分布取得ステップとを繰り返し実行し、前記パネル部品モデルにおけるビード付与範囲と、該ビード付与範囲について求めたビード変数の分布を、前記パネル部品に付与する最適なビードの分布として決定する最適ビード分布決定ステップ（a　step　to　determine　optimal　bead　distribution）と、を含み、前記ビード変数分布取得ステップは、前記設定したビード付与範囲に付与するビードに関するビード変数を一つ選択するビード変数選択ステップ（a　step　to　select　bead　parameter）と、該選択した一つのビード変数を設計変数（design　variables）として前記車体解析モデルに設定し、前記ビード付与範囲に付与するビード変数の分布を算出するためのビード変数分布解析モデルを生成するビード変数分布解析モデル生成ステップ（bead　parameter　distribution　analysis　model　generation　step）と、該生成したビード変数分布解析モデルに、前記解析条件設定ステップにおいて設定されて前記振動モード解析により前記振動条件から算出される等価放射パワー（ＥＲＰ）を含む前記ビード変数分布解析条件を与えて最適化解析し、前記選択した一つのビード変数を設計変数として最適化した分布を求めるビード変数設計変数分布解析ステップ（bead　variable　design　variable　distribution　analysis　step）と、を有し、前記最適ビード分布決定ステップは、前記一つのビード付与範囲設定ステップにおいて設定した前記ビード付与範囲ごとに前記パネル部品モデルのＥＲＰが最小となるビード変数の分布を求め、該ＥＲＰが最小となるビード付与範囲と、該ビード付与範囲について求めたビード変数の分布を、前記パネル部品に付与するビードの最適な分布として決定する。

　本発明に係る自動車のパネル部品の振動騒音低減解析装置は、自動車のパネル部品の振動に起因する騒音を低減するために該パネル部品に付与するビードの最適な分布を求めるものであって、前記自動車のパネル部品を平面要素でモデル化したパネル部品モデルを含む車体解析モデルを取得する車体解析モデル取得部（automotive　body　analysis　model　acquisition　unit）と、前記パネル部品モデルに付与するビードに関するビード変数の分布を求める最適化解析のためのビード変数分布解析条件と、振動モード解析における振動条件と、を設定する解析条件設定部（analysis　condition　setting　unit）と、前記パネル部品モデルに前記ビードを付与する複数のビード付与範囲のうち、一つのビード付与範囲を設定する一つのビード付与範囲設定部（one　bead　application　range　setting　unit）と、前記振動モード解析により前記振動条件から算出される等価放射パワー（ＥＲＰ）を含む前記ビード変数分布解析条件の下で、前記設定した一つのビード付与範囲に付与する前記ビード変数の分布を求めるビード変数分布取得部（bead　variable　distribution　acquisition　unit）と、該求めたビード変数の分布が付与された前記パネル部品モデルの等価放射パワー（ＥＲＰ）を再取得する等価放射パワー（ＥＲＰ）再取得部（ERP　reacquisition　unit）と、前記ビード変数分布取得部により求めるビード変数を変更して、前記ビード変数分布取得部と前記等価放射パワー（ＥＲＰ）再取得部とによる処理を繰り返し実行し、前記設定した一つのビード付与範囲について前記ＥＲＰが最小となるビード変数の分布を求めるビード付与範囲内最小ＥＲＰビード変数分布取得部（bead　parameter　distribution　acquisition　unit　on　minimum　ERP　in　bead　setting　range）と、前記パネル部品モデルにおける前記一つのビード付与範囲を変更し、前記一つのビード付与範囲設定部と前記ビード変数分布取得部と前記等価放射パワー（ＥＲＰ）再取得部と前記ビード付与範囲内最小ＥＲＰビード変数分布取得部とによる処理を繰り返し実行し、前記パネル部品モデルにおけるビード付与範囲と、該ビード付与範囲について求めたビード変数の分布を、前記パネル部品に付与する最適なビードの分布として決定する最適ビード分布決定部（optimal　bead　distribution　determination　unit）と、を含み、前記ビード変数分布取得部は、前記設定したビード付与範囲に付与するビードに関するビード変数を一つ選択するビード変数選択部（bead　parameter　selection　unit）と、該選択した一つのビード変数を設計変数として前記車体解析モデルに設定し、前記ビード付与範囲に付与するビード変数の分布を算出するためのビード変数分布解析モデルを生成するビード変数分布解析モデル生成部（bead　parameter　distribution　analysis　model　generation　unit）と、該生成したビード変数分布解析モデルに、前記解析条件設定部により設定されて前記振動モード解析により前記振動条件から算出される等価放射パワー（ＥＲＰ）を含む前記ビード変数分布解析条件を与えて最適化解析し、前記選択した一つのビード変数を設計変数として最適化した分布を求めるビード変数設計変数分布解析部（bead　parameter　design　variable　distribution　analysis　unit）と、を有し、前記最適ビード分布決定部は、前記一つのビード付与範囲設定部により設定された前記ビード付与範囲ごとに前記パネル部品モデルのＥＲＰが最小となるビード変数の分布を求め、該ＥＲＰが最小となるビード付与範囲と、該ビード付与範囲について求めたビード変数の分布を、前記パネル部品に付与するビードの最適な分布として決定する。

　本発明においては、自動車のパネル部品に付与するビードの最適な分布を求めることにより、該パネル部品の振動に起因する騒音を低減することができ、自動車の静粛性や商品価値の向上に大きく寄与することができる。

図１は、本発明の実施の形態に係る自動車のパネル部品の振動騒音低減解析装置のブロック図（block　diagram）を示す。図２は、本実施の形態において、解析対象とした自動車のフロアパネルを示す図である。図３は、本実施の形態において、ビード変数分布解析モデルに設定するビードの基本形状（形、大きさ、角度、向き）を説明する図である。図４は、本実施の形態において、ビード変数分布解析モデルに周期的な荷重を付与する位置とその方向を示す図である。図５は、本発明の実施の形態に係る自動車のパネル部品の振動騒音低減解析方法の処理の概要を示す図である。図６は、本発明の実施の形態に係る自動車のパネル部品の振動騒音低減解析方法の詳細なフローを示す図である。図７は、フロアパネルモデルの天板部（top　portion）に付与するビード変数の分布の解析結果の一例（ａ）と、スムージング処理したビード変数の分布の一例（ｂ）を示す図である。図８は、フロアパネルモデルの縦壁部（side　wall　portion）に付与するビード変数の分布の解析結果の例（ａ－１）、（ａ－２）、（ａ－３）と、スムージング処理（smoothing）したビード変数の分布の例（ｂ－１）、（ｂ－２）、（ｂ－３）と、縦壁部（縦壁Ａ、縦壁Ｂ及び縦壁Ｃ）の位置（ｃ）と、を示す図である。図９は、比較例として、フロアパネルモデルの全面に付与するビード変数の分布の解析結果の一例（ａ）と、スムージング処理したビード変数の分布の一例（ｂ）を示す図である。

　本発明の実施の形態に係る自動車パネル部品の振動騒音低減解析方法及び解析装置について説明するに先立ち、本実施の形態で対象とする自動車のパネル部品について説明する。なお、本願の図面（図２、図４、図７、図８及び図９）中に示すX方向、Y方向及びZ方向は、それぞれ、車体前後方向、車体幅方向及び車体上下方向を表す。

＜自動車のパネル部品＞
　本発明に係る自動車のパネル部品は、薄板（thin　sheet）構造の自動車部品であり、一例として図２に示すフロアパネル３１が挙げられる。なお、フロアパネル３１（フロアパネルモデル４３）の天板部４３ａは紙面奥に凹んだ形状である。このようなパネル部品が振動すると、ロードノイズやこもり音の発生源となり、車室内の騒音を悪化させる。そのため、パネル部品の振動に起因する騒音を低減するためには、前述のとおり、パネル部品にビードを付与することで該パネル部品の面剛性を高くし、固有振動数を変更することが有効である。

＜自動車のパネル部品の振動騒音低減解析装置＞
　次に、本実施の形態に係る自動車のパネル部品の振動騒音低減解析装置（以下、単に「振動騒音低減解析装置」という）の構成について、以下に説明する。

　本実施の形態に係る振動騒音低減解析装置１は、自動車のパネル部品の振動に起因する騒音を低減するために該パネル部品に付与するビードのビード変数の最適な分布（ビードの位置、及び各位置におけるビードの形、大きさ、角度、向き）を求めるものであって、図１に示すように、PC（パーソナルコンピュータ）等によって構成され、表示装置（display　device）３、入力装置（input　device）５、記憶装置（memory　storage）７、作業用データメモリ（working　data　memory）９及び演算処理部（arithmetic　processing）１１を有している。そして、表示装置３、入力装置５、記憶装置７及び作業用データメモリ９は、演算処理部１１に接続され、演算処理部１１からの指令によってそれぞれの機能が実行される。以下、パネル部品として図２に示すフロアパネル３１に付与する最適なビードの分布を求める場合を例として、振動騒音低減解析装置１の各構成について説明する。

≪表示装置≫
　表示装置３は、解析結果の表示等に用いられ、液晶モニター等で構成される。

≪入力装置≫
　入力装置５は、車体解析モデルファイル４０の表示指示や操作者の条件入力等に用いられ、キーボードやマウス等で構成される。

≪記憶装置≫
　記憶装置７は、車体解析モデルファイル４０等の各種ファイルの記憶等に用いられ、ハードディスク等で構成される。

　車体解析モデル４１とは、図２に例示するように、フロアパネル３１を平面要素でモデル化したフロアパネルモデル４３と、車体骨格（automotive　body　frame）全体を平面要素及び／又は立体要素（three-dimensional　element）でモデル化した車体全体モデル４５を含むものであり、車体解析モデルファイル４０は、車体解析モデル４１の各種情報が格納されたものである。なお、図２に示す車体全体モデル４５は、車体全体の一部を示したものである。車体解析モデルファイル４０に格納されている各種情報としては、車体解析モデル４１（フロアパネルモデル４３及び車体全体モデル４５）の要素や節点（node）に関する情報や、材料特性（material　property）に関する情報、等が挙げられる。

≪作業用データメモリ≫
　作業用データメモリ９は、演算処理部１１で使用するデータの一時保存（記憶）や演算に用いられ、RAM（Random　Access　Memory）等で構成される。

≪演算処理部≫
　演算処理部１１は、図１に示すように、車体解析モデル取得部１３と、解析条件設定部１５と、一つのビード付与範囲設定部１７と、ビード変数分布取得部１９と、等価放射パワー（ＥＲＰ）再取得部２１と、ビード付与範囲内最小ＥＲＰビード変数分布取得部２３と、最適ビード分布決定部２５と、を備え、PC等のCPU（中央演算処理装置）によって構成される。これらの各部は、CPUが所定のプログラムを実行することによって機能する。演算処理部１１における上記の各部の機能を以下に説明する。

（車体解析モデル取得部）
　車体解析モデル取得部１３は、平面要素を用いてモデル化したパネル部品モデルを含む車体解析モデルを取得するものである。本実施の形態では、図２に示すフロアパネル３１を平面要素でモデル化したフロアパネルモデル４３と、車体骨格全体を平面要素及び／又は立体要素でモデル化した車体全体モデル４５と、を含む車体解析モデル４１として取得する。車体解析モデル４１は、記憶装置７に記憶された車体解析モデルファイル４０から車体解析モデル４１の要素情報や材料特性情報を読み込むことにより取得することができる。

　なお、車体解析モデル取得部１３で取得する車体解析モデルは、パネル部品モデルと車体全体モデルを含んでなるものに限らず、複数の車体骨格部品モデルからなる車体部分モデル（図示なし）とパネル部品モデルを含んでなるものや、パネル部品モデルのみからなるものであってもよい。

（解析条件設定部）
　解析条件設定部１５は、フロアパネルモデル４３に付与するビードに関するビード変数の分布を求める最適化解析（ビード変数分布解析）のためのビード変数分布解析条件と、振動モード解析における振動条件と、を設定するものである。

　ビード変数分布解析条件には、目的条件（response　condition）と制約条件（constraint　condition）とがある。目的条件は、ビード変数分布解析により求める目的に応じて設定する条件であり、本発明では、ビード変数の一つを設計変数とし、該設計変数におけるフロアパネルモデル４３の等価放射パワー（ＥＲＰ）を最小にする、とした。なお、等価放射パワー（ＥＲＰ）については、後述する。制約条件は、ビード変数分布解析を行う上で課す制約であり、本実施の形態では、ビード面積率（bead　area　ratio）を50%以下とした。なお、ビード面積率とは、フロアパネルモデル４３に設定したビード付与範囲における面積に対し、ビード変数分布解析により求められたビード変数（位置）の分布におけるビードが占める面積の比率とした。

　振動条件は、振動モード解析に関する解析条件であり、後述するビード変数分布解析モデル生成部１９３により生成されるビード変数分布解析モデルにおける周期的荷重（cyclic　load）を与える位置と該周期的荷重の振幅値（amplitude　value）及び周期（cycle）や、ビード変数分布解析モデルを拘束する（restrict）位置を設定する。なお、振動モード解析は、フロアパネルモデル４３の振動による等価放射パワー（ＥＲＰ）を算出するために行うものであり、後述するビード変数分布取得部１９及び等価放射パワー（ＥＲＰ）再取得部２１により行われる。

　図４に、ビード変数分布解析モデル５１における車体右側のリアショック部（rear　shock　portion）５３（図２に示すリアショック部４７に相当）を荷重入力点として周期的荷重（振幅1N）を与えた例を示す。なお、振動条件としては、周期的荷重を与えるものに限らず、ビード変数分布解析モデル５１の所定位置に周期的な変位（振幅、周期）を与えるものであってもよい。

（一つのビード付与範囲設定部）
　一つのビード付与範囲設定部１７は、図２に示すフロアパネルモデル４３にビード４９を付与する複数のビード付与範囲のうち、一つのビード付与範囲を設定するものである。本実施の形態では、フロアパネルモデル４３の天板部４３ａや縦壁部４３ｂ～４３ｄをビード付与範囲とし、比較として、フロアパネルモデル４３の全面をビード付与範囲とした。

（ビード変数分布取得部）
　ビード変数分布取得部１９は、解析条件設定部１５により設定されて振動モード解析により振動条件から算出される等価放射パワー（ＥＲＰ）を含むビード変数分布解析条件の下で、一つのビード付与範囲設定部１７により設定した一つのビード付与範囲に付与するビード変数の分布を求めるものであり、図１に示すように、ビード変数選択部１９１と、ビード変数分布解析モデル生成部１９３と、ビード変数設計変数分布解析部１９５と、を有する。

　ビード変数選択部１９１は、フロアパネルモデル４３に設定したビード付与範囲に付与するビード４９の基本形状に関するビード変数を一つ選択するものである。

　ビード４９の基本形状として、例えば図３に示すように、フロアパネルモデル４３に付与するビード４９の形（円形）、大きさ（長さ（直径）L、幅（直径）w、高さh）、角度θ、及びビード４９の向き（車内側に凸又は車外側に凸）がある。そして、ビード変数選択部１９１により選択するビード変数は、ビード４９の形（例えば、平面視で、円、長方形、正方形、楕円、菱形、長円等）、ビードの長さL、幅w、角度θ及び高さhそれぞれの上限値と下限値、ビード４９の取りうる向きである。

　ビード４９のとりうる向きは、例えば、図３（ｂ）及び図３（ｃ）に示す円形のビード４９の場合には、車内側に凸又は車外側に凸を与える。もっとも、ビード変数分布解析においてビード４９の高さhが正の値から負の値まで取りうるものとし、例えば、高さhが正の値の場合は車内側（inside　the　automobile）に凸、負の値の場合は車外側に凸として、ビード４９の向きを設定してもよい。

　なお、図３は、平面視で円形であって、フロアパネルモデル４３の天板部４３ａに対して法線方向（normal　direction）に凸となるビード４９を付与した例を示したものである。

　ビード変数分布解析モデル生成部１９３は、ビード変数選択部１９１により選択した一つのビード変数を設計変数として車体解析モデル４１に設定し、前記ビード付与範囲に付与するビード４９に関するビード変数の分布を算出するためのビード変数分布解析モデル５１を生成するものである。

　まず、ビード変数選択部１９１により選択されたビード変数の範囲内で、ビード変数に関する各変数（形、大きさ（例えば、長さL、幅w又は高さh）、角度及び向き）を設定する。次に、ビード変数に関する変数のうちの一つを設計変数として選択し（例えば、高さh）、該選択した設計変数を車体解析モデル４１（図２）における一つのビード付与範囲設定部１７で設定したフロアパネルモデル４３のビード付与範囲に設定することにより、ビード変数分布解析モデル５１を生成することができる。

　ビード変数設計変数分布解析部１９５は、ビード変数分布解析モデル生成部１９３により生成したビード変数分布解析モデル５１に、解析条件設定部１５により設定されて前記振動モード解析により前記振動条件から算出される等価放射パワー（ＥＲＰ）を含む前記ビード変数分布解析条件を与えて最適化解析（ビード変数分布解析）し、ビード変数選択部１９１により選択した一つのビード変数を設計変数として最適化した分布を求めるものである。

　ビード変数設計変数分布解析部１９５の具体的な手順は、以下のとおりである。まず、解析条件設定部１５により設定された振動条件を一つの設計変数ごとのビード変数分布解析モデルに与えて振動モード解析を行う。この振動モード解析の結果に基づいて、以下の式（１）を用いて等価放射パワー（ＥＲＰ；Equivalent　Radiated　Power）を算出する。等価放射パワー（ＥＲＰ）とは、振動するパネル面から放射される音響特性（acoustic　properties）を表す指標であり、式（１）に示すように、音響を放射する放射面（フロアパネルモデル４３の表面）の面積と該放射面の振動速度（vibration　velocity）の2乗の積に比例する。

　式（１）において、ηは放射損失係数（radiation　loss　coefficient）、Cは音速（acoustic　velocity）、RHOはフロアパネルモデル４３の材料密度（material　density）、Aiはフロアパネルモデル４３のビード付与範囲の平面要素iの面積、viは平面要素iの振動速度、である。そして、振動速度viは、ビード変数分布解析モデルの振動モード解析により各平面要素iについて求められた値を与える。

　そして、解析条件設定部１５により設定されて前記振動モード解析により前記振動条件から算出される等価放射パワー（ＥＲＰ）を含むビード変数分布解析条件を満たすように、設定した一つのビード付与範囲における選択した一つのビード変数の分布を算出する。

　すなわち、ビード変数分布解析条件である制約条件（例えば、ビード面積率50%以下）の下で、式（１）により算出したＥＲＰを最小化することを目的条件として、ビード変数分布解析モデルに設定された設計変数（design　variables）を更新し、設計変数ごとにフロアパネルモデル４３のＥＲＰが最小となる一つのビード変数の分布を求める解析処理を行う。

　このような解析処理により、ビード変数分布解析モデルに設定された設計変数は連続的に変化する値となり、その値の大小が目的条件に対するビードの寄与を表す。したがって、ビード変数分布の解析処理により求められた設計変数（例えば、高さh）の値と、ビード変数選択部１９１により選択されたビード変数に関するその他の変数（位置、形、長さ、幅、角度及び向き）に基づくビード変数の分布が求められる。

　なお、ビード変数設計変数分布解析部１９５による解析処理としては、所定の制約条件の下で目的条件を満たすようにパネル部品モデルに付与されたビードの形状を算出することができるものであればよく、例えば、トポグラフィー最適化（topography　optimization）が好ましい。

（等価放射パワー（ＥＲＰ）再取得部）
　等価放射パワー（ＥＲＰ）再取得部２１は、ビード変数分布取得部１９により求めたビード変数の分布が設定されたフロアパネルモデル４３の等価放射パワー（ＥＲＰ）を再取得するものである。

　具体的には、ビード変数分布取得部１９により取得したビード変数の分布をフロアパネルモデル４３に設定し、該ビード変数の分布が設定されたフロアパネルモデル４３について振動モード解析を行い、該振動モード解析により求められた振動速度viを前述した式（１）に代入し、等価放射パワー（ＥＲＰ）を算出する。

　例えば、ビード変数から設計変数として選択する順序等によるビード変数分布解析での誤差が懸念されるが、等価放射パワー（ＥＲＰ）再取得部２１によりこの誤差を低減できる。

　あるいは、設計変数としてビード変数を選択する順序を変更してビード変数分布の最適化解析（ビード変数分布解析）を行い、等価放射パワー（ＥＲＰ）再取得部２１により等価放射パワー（ＥＲＰ）を再取得することにより、前記ビード変数分布解析での誤差を低減できる。

　もっとも、ビード変数設計変数分布解析部１９５によるビード変数分布解析において式（１）により算出されたＥＲＰを取得してもよいし、等価放射パワー（ＥＲＰ）再取得部２１を省略してもよい。

（ビード付与範囲内最小ＥＲＰビード変数分布取得部）
　ビード付与範囲内最小ＥＲＰビード変数分布取得部２３は、ビード変数分布取得部１９により求めるビード変数を変更して、ビード変数分布取得部１９と等価放射パワー（ＥＲＰ）再取得部２１とによる処理を繰り返し実行し、前記設定した一つのビード付与範囲について前記ＥＲＰが最小となるビード変数の分布を求めるものである。

（最適ビード分布決定部）
　最適ビード分布決定部２５は、フロアパネルモデル４３における一つのビード付与範囲を変更し、一つのビード付与範囲設定部１７とビード変数分布取得部１９と等価放射パワー（ＥＲＰ）再取得部２１とビード付与範囲内最小ＥＲＰビード変数分布取得部２３とによる処理を繰り返し実行し、フロアパネルモデル４３におけるビード付与範囲と、該ビード付与範囲について求めたビード変数の分布を、フロアパネル３１に付与する最適なビードの分布として決定するものである。

　すなわち、最適ビード分布決定部２５は、一つのビード付与範囲設定部１７により設定されたビード付与範囲ごとにフロアパネルモデル４３のＥＲＰが最小となるビード変数の分布を求め、該ＥＲＰが最小となるビード付与範囲と、該ビード付与範囲について求めたビード変数の分布を、フロアパネルモデル４３に付与するビードの最適な分布として決定する。

　なお、最適ビード分布決定部２５は、最小ＥＲＰとなるビード付与範囲について求めたビード変数の分布を平滑化するスムージング処理を行う機能・手段を有するものであってもよい。そして、スムージング処理を行ったビード変数の分布を、フロアパネル３１に付与するビード４９の最適な分布として決定してもよい。最小ＥＲＰとなるビード付与範囲について求めたビード変数の分布に対してスムージング処理を行った具体例については、後述する。

＜自動車のパネル部品の振動騒音低減解析方法＞
　次に、本実施の形態に係る自動車のパネル部品の振動騒音低減解析方法（以下、単に「振動騒音低減解析方法」という）について、以下に説明する。

　本実施の形態に係る振動騒音低減解析方法は、自動車のパネル部品の振動に起因する騒音を低減するために該パネル部品に付与するビードの最適な分布を求めるものであって、図５に示すように、車体解析モデル取得ステップＳ１と、解析条件設定ステップＳ３と、一つのビード付与範囲設定ステップＳ５と、ビード変数分布取得ステップＳ７と、等価放射パワー（ＥＲＰ）再取得ステップＳ９と、ビード付与範囲内最小ＥＲＰビード変数分布取得ステップＳ１１と、最適ビード分布決定ステップＳ１３と、を含む。なお、図５に示す各ステップを詳細に示したものが図６である。

　以下、パネル部品として図２に示すフロアパネル３１に付与するビード４９の最適な分布を求める場合を例として、図６に示すフローに基づいて、上記の各ステップについて説明する。なお、以下の説明では、各ステップとも、コンピュータによって構成された振動騒音低減解析装置（vibration　noise　reduction　analyzer）１（図１）を用いて実行する。

≪車体解析モデル取得ステップ≫
　車体解析モデル取得ステップＳ１は、フロアパネル３１（図２）を平面要素でモデル化したフロアパネルモデル４３を含む車体解析モデル４１を取得するステップであり、振動騒音低減解析装置１においては車体解析モデル取得部１３が行うものである。

≪解析条件設定ステップ≫
　解析条件設定ステップＳ３は、フロアパネルモデル４３に付与するビードに関するビード変数の分布を求める最適化解析（ビード変数分布解析）におけるビード変数分布解析条件と、振動モード解析における振動条件と、を設定するステップであり、振動騒音低減解析装置１においては解析条件設定部１５が行うものである。

　ビード変数分布解析条件には、ビード変数分布解析により求める目的に応じて設定する目的条件と、ビード変数分布解析を行う上で課す制約である制約条件と、がある。本実施の形態において、目的条件は、ビード変数の一つを設計変数として設定したフロアパネルモデル４３の等価放射パワー（ＥＲＰ）の最小化とした。制約条件は、ビード変数分布解析を行う上で課す制約であり、一つのビード付与範囲におけるビードが占める面積の比率であるビード面積率を50%以下とした。

　振動条件は、フロアパネルモデル４３の振動に起因する等価放射パワー（ＥＲＰ）を求めるための振動モード解析に関する解析条件であり、後述するビード変数分布解析モデル生成ステップＳ７３において生成するビード変数分布解析モデルに周期的荷重を与える位置と該周期的荷重の振幅値及び周期や、ビード変数分布解析モデルを拘束する位置を設定する。なお、振動モード解析は、フロアパネルモデル４３の振動による等価放射パワー（ＥＲＰ）を算出するために行うものであり、後述するビード変数分布取得ステップＳ７及び等価放射パワー（ＥＲＰ）再取得ステップＳ９において行われる。

≪一つのビード付与範囲設定ステップ≫
　一つのビード付与範囲設定ステップＳ５は、フロアパネルモデル４３にビード４９を付与する複数のビード付与範囲のうち一つのビード付与範囲を設定するステップであり、振動騒音低減解析装置１においては一つのビード付与範囲設定部１７が行うものである。

≪ビード変数分布取得ステップ≫
　ビード変数分布取得ステップＳ７は、振動モード解析により振動条件から算出される等価放射パワー（ＥＲＰ）を含み、解析条件設定ステップＳ３において設定されたビード変数分布解析条件の下で、一つのビード付与範囲設定ステップＳ５において設定した一つのビード付与範囲に付与するビード変数の分布を求めるものであり、振動騒音低減解析装置１においてはビード変数分布取得部１９が行うものである。

　ビード変数分布取得ステップＳ７は、ビード付与範囲に付与するビードに関するビード変数（位置、形、大きさ、角度、向き）を一つ選択するビード変数選択ステップＳ７１と、該選択した一つのビード変数を設計変数として車体解析モデル４１に設定し、ビード付与範囲に付与するビード変数の分布を算出するためのビード変数分布解析モデル５１を生成するビード変数分布解析モデル生成ステップＳ７３と、生成したビード変数分布解析モデル５１に、解析条件設定ステップＳ３において設定されて振動モード解析により振動条件から算出される等価放射パワー（ＥＲＰ）を含むビード変数分布解析条件を与えて最適化解析し、選択した一つのビード変数を設計変数として最適化した分布を求めるビード変数設計変数分布解析ステップＳ７５と、を有する。

　ビード変数選択ステップＳ７１は、フロアパネルモデル４３に付与するビードに関するビード変数を選択するステップであり、振動騒音低減解析装置１においてはビード変数選択部１９１が行うものである。

　ビードに関するビード変数としては、前述の図３に示すように、ビード４９の位置、形（円形）、ビード４９の大きさ（長さL、幅w、高さh）、角度θ、ビード４９の向き（例えば、車内側又は車外側に凸）がある。そして、ビード変数選択ステップＳ７１は、ビード４９の長さL、幅w、角度θ及び高さhの上限値及び下限値、ビード４９の取りうる向き、等をビード変数として選択する。

　ビード変数分布解析モデル生成ステップＳ７３は、ビード変数選択ステップＳ７１において選択した一つのビード変数を設計変数として車体解析モデル４１に設定し、ビード付与範囲に付与するビードのビード変数の分布を算出するためのビード変数分布解析モデル５１を生成するステップであり、振動騒音低減解析装置１においてはビード変数分布解析モデル生成部１９３が行うものである。

　ビード変数設計変数分布解析ステップＳ７５は、ビード変数設計変数分布解析ステップＳ７５において生成したビード変数分布解析モデルに、解析条件設定ステップにＳ３おいて設定されて振動条件から振動モード解析により算出される等価放射パワー（ＥＲＰ）を含む前記ビード変数分布解析条件を与えて最適化解析し、前記選択した一つのビード変数を設計変数として最適化した分布を求めるステップであり、振動騒音低減解析装置１においてはビード変数設計変数分布解析部１９５が行うものである。

　具体的には、まず、解析条件設定ステップＳ３において設定された振動条件を一つの設計変数ごとのビード変数の分布に与えて振動モード解析を行う（Ｓ７５１）。該振動モード解析により、フロアパネルモデル４３の設定したビード付与範囲であって選択した設計変数における各平面要素iの振動速度viを求める。

　次いで、該振動モード解析により求めた振動速度viを前述の式（１）に代入し、フロアパネルモデル４３の等価放射パワー（ＥＲＰ）を算出する（Ｓ７５３）。

　そして、解析条件設定ステップＳ３において設定されたビード変数分布解析条件（目的条件及び制約条件）を満たすように、ビード付与範囲に付与する選択した設計変数の分布を求める。すなわち、ビード変数分布解析条件である制約条件の下で、式（１）により算出された等価放射パワー（ＥＲＰ）の最小化を目的条件として、ビード変数分布解析モデルに設定された設計変数を更新し、各設計変数ごとのフロアパネルモデル４３のＥＲＰが最小となる一つのビード変数の分布を求める最適化解析処理を行う。

　このような解析処理により、ビード変数分布解析モデルに設定された設計変数は連続的に変化する値となり、その値の大小が目的条件に対するビードの寄与を表す。したがって、ビード変数の分布の解析処理により求められた設計変数の値に基づいて、ビード変数の分布（ビードの位置、各ビードの位置における大きさ（長さ、幅、高さなど）、角度、向き）が求められる。

≪等価放射パワー（ＥＲＰ）再取得ステップ≫
　等価放射パワー（ＥＲＰ）再取得ステップＳ９は、ビード変数分布取得ステップＳ７において求めたビード変数の分布が設定されたフロアパネルモデル４３の等価放射パワー（ＥＲＰ）を再取得するものであり、振動騒音低減解析装置１においては等価放射パワー（ＥＲＰ）再取得部２１が行うものである。

　等価放射パワー（ＥＲＰ）再取得ステップＳ９においては、ビード変数分布取得ステップＳ７において取得したビード変数の分布が設定されたフロアパネルモデル４３について振動モード解析を行い、該振動モード解析により求められた振動速度viを前述した式（１）に代入し、等価放射パワー（ＥＲＰ）を算出する。

　例えば、ビード変数から設計変数として選択する順序等によるビード変数分布解析での誤差が懸念されるが、等価放射パワー（ＥＲＰ）再取得ステップＳ９において等価放射パワー（ＥＲＰ）を再取得することにより、上記誤差を低減できる。

　あるいは、設計変数としてビード変数を選択する順序を変更してビード変数分布の最適化解析（ビード変数分布解析）を行い、等価放射パワー（ＥＲＰ）再取得ステップＳ９において等価放射パワー（ＥＲＰ）を再取得することにより、前記ビード変数分布解析での誤差を低減できる。

　もっとも、ビード変数設計変数分布解析ステップＳ７５において等価放射パワー（ＥＲＰ）を算出するステップＳ７５３で算出したＥＲＰを取得してもよいし、等価放射パワー（ＥＲＰ）再取得ステップＳ９を省略してもよい。

≪ビード付与範囲内最小ＥＲＰビード変数分布取得ステップ≫
　ビード付与範囲内最小ＥＲＰビード変数分布取得ステップＳ１１は、ビード変数分布取得ステップＳ７において求めるビード変数を変更して、ビード変数分布取得ステップＳ７と等価放射パワー（ＥＲＰ）再取得ステップＳ９とを繰り返し実行し、一つのビード付与範囲設定ステップＳ５において設定した一つのビード付与範囲についてＥＲＰが最小となるビード変数の分布を求めるものであり、振動騒音低減解析装置１においてはビード付与範囲内最小ＥＲＰビード変数分布取得部２３が行うものである。

　ビード付与範囲内最小ＥＲＰビード変数分布取得ステップＳ１１における具体的な処理は、図６に示すとおりである。

　まず、等価放射パワー（ＥＲＰ）再取得ステップＳ９で再取得した等価放射パワー（ＥＲＰ）が最小値であるかどうかを判定する（Ｓ１１１）。ここで、ＥＲＰの最小値とは、一つのビード付与範囲内でのビード変数の中から選択した設計変数ごとの分布を求め、該求めた設計変数の分布について取得したＥＲＰのうちの最小値をいう。

　ビード付与範囲内最小ＥＲＰビード変数分布取得ステップＳ１１で取得したＥＲＰが最小値でない場合は、ビード変数に係る一つの設計変数を変更し（Ｓ１１３）、ビード変数分布解析モデル生成ステップＳ７３と、ビード変数設計変数分布解析ステップＳ７５及び等価放射パワー（ＥＲＰ）再取得ステップＳ９と、を繰り返し行う。

　ＥＲＰが最小値であれば、ビードの位置、形、大きさ、角度、向き等のビード変数について全て変更してビード変数の分布を取得したかどうかを判定する（Ｓ１１５）。例えば、まず、ビードの位置について、ＥＲＰを最小化した分布を求め、続いて、他のビード変数の一つについてＥＲＰを最小化し、その最小化したビード変数は一定として、さらに他のビード変数についての最小ＥＲＰを求め、これらを順次繰り返す。

　ビード変数に関して全てを変更していないと判定された場合、別のビード変数に変更し直し（Ｓ１１７）、ビード変数分布取得ステップ（Ｓ７）、等価放射パワー（ＥＲＰ）再取得ステップ（Ｓ９）と、を繰り返し行う。一方、ビード変数について全てを変更したと判定された場合、一つのビード付与範囲における最小ＥＲＰとなるビード変数の分布を保存する（Ｓ１１９）。

≪最適ビード分布決定ステップ≫
　最適ビード分布決定ステップＳ１３は、フロアパネルモデル４３におけるビード付与範囲を変更し、一つのビード付与範囲設定ステップＳ５とビード変数分布取得ステップＳ７と等価放射パワー（ＥＲＰ）再取得ステップＳ９とビード付与範囲内最小ＥＲＰビード変数分布取得ステップＳ１１とを繰り返し実行し、フロアパネル３１におけるビードを付与する範囲と、該ビードを付与する範囲におけるビードの分布を決定するステップであり、振動騒音低減解析装置１においては最適ビード分布決定部２５が行う。

　具体的には、フロアパネルモデル４３に設定された複数のビード付与範囲の全てについてビード変数の分布が求められていない場合、ビード付与範囲を変更すると判定し（Ｓ１３１）、全てのビード付与範囲についてビード変数の分布を求めるまで、一つのビード付与範囲の設定（Ｓ５）と、ビード変数の分布の取得（Ｓ７）と、等価放射パワー（ＥＲＰ）の再取得（Ｓ９）と、最小ＥＲＰにおけるビード変数分布の取得（Ｓ１１）と、を繰り返し実行する。

　複数のビード付与範囲の全てについてビード変数分布解析によりビード変数の分布が求められた場合、ビード付与範囲を変更しないと判定する（Ｓ１３１）。そして、ビード付与範囲ごとに取得した最小ＥＲＰのうち、最も小さい最小ＥＲＰとなるビード付与範囲を選出し、該選出したビード付与範囲について求めたビード変数の分布（位置、形、大きさ、角度、向き）を取得する（Ｓ１３３）。さらに、該選出したビード付与範囲について取得したビード変数の分布を、フロアパネル３１に付与するビードの最適な分布として決定する（Ｓ１３５）。

　なお、最適ビード分布決定ステップＳ１３は、最小ＥＲＰとなるビード付与範囲について求めたビード変数の分布を平滑化するスムージング処理を行い、該スムージング処理したビード変数の分布を、フロアパネル３１のビード付与範囲に付与するビードの分布として決定してもよい。最適ビード分布決定ステップＳ１３において、スムージング処理を行ったビード変数の分布についての具体例は後述する。

　本実施の形態に係る振動騒音低減解析方法及び解析装置１により、パネル部品としてフロアパネル３１をモデル化して天板部４３ａと縦壁部４３ｂ、４３ｃ及び４３ｄとを有するフロアパネルモデル４３について求めたビード変数の分布の一例を、図７及び図８に示す。

　図７に示すビード５７及び図８に示すビード６１は、フロアパネルモデル４３を有する車体解析モデル４１に、ビード変数の一つであるビードの高さhを設計変数として設定して生成したビード変数分布解析モデル５１におけるフロアパネルモデル４３のビード付与範囲を天板部４３ａ（図７）又は縦壁部４３ｂ～４３ｄ（図８）としてビード変数分布解析（最適化解析）を行って求めたビード変数の分布である。

　そして、当該ビード変数分布解析において、ビードの基本形状としてビードの長さL及び幅（直径）wを35mm、高さhを3.0mm、角度θを60°、ビードの向きを（車内・車外）両側を与え、これらのビードの基本形状に関するビード変数とビード変数分布解析条件及び振動条件を与えた。ビード変数分布解析条件としては、目的条件には設定した設計変数における等価放射パワー（ＥＲＰ）の最小化、制約条件にはビード面積率50%を与えた。また、振動条件としては、車両右側のリアショック部５３を荷重入力点としてZ方向（車体上下方向）に1Nの周期的荷重（振幅1N）を与えた（図２及び図３参照）。なお、ビード変数分布解析における解析処理には、トポグラフィー最適化を適用した。

　表１に、本発明の実施の形態に係る振動騒音低減解析装置１を用いてビード付与範囲を天板部４３ａとして求めたビード５７の分布（図７）を天板部４３ａに設定したフロアパネルモデル４３の等価放射パワー（ＥＲＰ）と、比較対象としてビードを付与しない元形状のフロアパネルモデル４３の等価放射パワー（ＥＲＰ）の結果を示す。

　表１より、ビードが付与されていない元形状のフロアパネルモデル４３について算出した等価放射パワーと比べると、本実施の形態に係る振動騒音低減解析装置１により求めたビード５７の最適な分布を天板部４３ａに設定したフロアパネルモデル４３について算出した等価放射パワーは11.4dB低減していることが分かる。

　表２に、本発明に係る振動騒音低減解析装置１を用いてビード付与範囲を縦壁部４３ｂ～４３ｄ（図８（ｃ））として求めたビード変数の分布であるビード６１（図８（ａ－１）から（ａ－３））を縦壁部４３ｂ～４３ｄのそれぞれに設定したフロアパネルモデル４３の等価放射パワーと、比較対象として、ビードを付与しない元形状のフロアパネルモデルの等価放射パワーの結果を示す。

　表２より、ビードを付与しない元形状のフロアパネルモデルについて算出した等価放射パワーに比べると、本発明に係る振動騒音低減解析装置１によりビード変数分布解析を行って求めたビード変数の分布であるビード６１を縦壁部４３ｂ～４３ｄに設定したフロアパネルモデル６３について算出した等価放射パワーは4.4dB低減していた。

　さらに、比較例として、図９に示すとおり、天板部４３ａと縦壁部４３ｂ～４３ｄを含む全面にビード６５が設定されたフロアパネルモデル４３について算出した等価放射パワーと、ビードを付与しない元形状のフロアパネル全面モデルの等価放射パワーを比べた結果を表３に示す。

　表３より、ビードを付与しない元形状のフロアパネルモデル４３について算出した等価放射パワーに比べると、本発明に係る振動騒音低減解析装置１によりビード変数分布解析を行って求めたビード変数の分布であるビード６５が全面に設定されたフロアパネルモデル４３について算出した等価放射パワーは9.7dB低減していた。

　なお、比較例では、例えば、フロアパネルモデル４３のパンチ肩Ｒ部（punch　shoulder　portion）やダイ肩Ｒ部（die　shoulder　portion）の傾斜が変化する範囲にもビード６５を付与する結果となるため、パンチ肩Ｒ部の金型（tool　of　press　forming）やダイ肩Ｒ部の金型に付与したビードが、プレス成形時にずれて所望するビード形状を形成することが困難であった。

　あるいは、プレス成形後に金型に付与した種々の傾斜を持つビードの凹凸が妨げとなって金型が抜けなくなる課題もあった。さらに、振動騒音は、部品の平面または平面に近い部分で生じるため、パンチ肩Ｒ部やダイ肩Ｒ部のような傾斜面を有して剛性（stiffness）の高い部位にビードを付与する必要はない。又、フランジ部（flange　portion）にビードを付与すると、他の部品との合わせ面に空隙（gap）が生じて接合が難しくなり、接合強度が低下する場合がある。

　本発明では、上記のパンチ肩Ｒ部、ダイ肩Ｒ部など、ビードの付与により上記課題を生じやすい範囲を避けて、平面または平面に近い部分にビード付与範囲を設定しておくことで、それぞれのビード付与範囲ごとに最適なビード変数の分布を求めるため、振動騒音を的確に防止することが可能となる。

　さらに、ビード変数分布解析により求めたビード変数の分布についてスムージング処理を行った結果について検討した。図７（ａ）に示すビード変数の分布（ビード５７）についてスムージング処理を行ったビード５９ａ～５９ｓを図７（ｂ）に、図８（ａ－１）～図８（ａ－３）に示すビード変数の分布（ビード６１）についてスムージング処理を行ったビード６３ａ～６３ｍを図８（ｂ－１）～（ｂ－３）に、図９（ａ）に示すビード変数の分布（ビード６５）についてスムージング処理を行ったビード６７ａ～６７ｗを図９（ｂ）に示す。

　図７（ｂ）、図８（ｂ－１）～（ｂ－３）及び図９（ｂ）に示すように、ビード変数分布解析により求めたビード変数の分布の形状どおりにビード５７、ビード６１又はビード６５が付与されたパネル部品を製造することが困難な場合には、スムージング処理を行ったビード５９ａ～５９ｓ、ビード６３ａ～６３ｍ及びビード６７ａ～ビード６７ｗをパネル部品に付与するビードの分布として決定することにより、ビードが付与されたパネル部品の製造が容易となる。

　なお、上記の例では、天板部４３ａの全面をビード付与範囲としてビード変数の分布を求めたものであったが、本発明は、天板部４３ａを複数の領域に分割し、該分割した領域のうちの１または２以上の領域をビード付与範囲としてビード変数分布解析を行い、ＥＲＰが最小となるビード付与範囲と、そのビード変数の分布を求めるものであってもよい。また、縦壁部においても同様である。

　以上より、本発明に係る振動騒音低減解析方法及び解析装置１によれば、自動車のパネル部品に付与するビードの最適な分布を精度よく求めることができ、該求めた最適なビードの分布に基づいて前記パネル部品にビードを付与することで、該パネル部品から放射される等価放射パワーを低減し、振動に起因する騒音を低減できる。これにより、自動車の静粛性や商品価値の向上に寄与することができる。

　本発明によれば、自動車のパネル部品の振動に起因する騒音を低減するために該パネル部品に付与するビードの最適で実製造が可能なビードの分布（位置、形、大きさ、角度及び向き）を効率的に求めることができる自動車のパネル部品の振動騒音低減解析方法及び解析装置を提供することができる。

　　１　振動騒音低減解析装置
　　３　表示装置
　　５　入力装置
　　７　記憶装置
　　９　作業用データメモリ
　１１　演算処理部
　１３　車体解析モデル取得部
　１５　解析条件設定部
　１７　一つのビード付与範囲設定部
　１９　ビード変数分布取得部
　１９１　ビード変数選択部
　１９３　ビード変数分布解析モデル生成部
　１９５　ビード変数設計変数分布解析部
　２１　等価放射パワー（ＥＲＰ）再取得部
　２３　ビード付与範囲内最小ＥＲＰビード変数分布取得部
　２５　最適ビード分布決定部
　３１　フロアパネル
　３１ａ　天板部
　４０　車体解析モデルファイル
　４１　車体解析モデル
　４３　フロアパネルモデル
　４３ａ　天板部
　４３ｂ、４３ｃ、４３ｄ　縦壁部
　４５　車体全体モデル
　４７　リアショック部
　４９　ビード（基本形状）
　５１　ビード変数分布解析モデル
　５３　リアショック部
　５７　ビード
　５９ａ～５９ｒ　スムージング処理後のビード
　６１　ビード
　６３ａ～６３ｍ　スムージング処理後のビード
　６５　ビード
　６７ａ～６７ｗ　スムージング処理後のビード　

Claims

　自動車のパネル部品の振動に起因する騒音を低減するために該パネル部品に付与するビードの最適な分布を求める自動車のパネル部品の振動騒音低減解析方法であり、コンピュータが以下の各ステップを行うものであって、
　前記自動車のパネル部品を平面要素でモデル化したパネル部品モデルを含む車体解析モデルを取得する車体解析モデル取得ステップと、
　前記パネル部品モデルに付与するビードに関するビード変数の分布を求める最適化解析のためのビード変数分布解析条件と、振動モード解析における振動条件と、を設定する解析条件設定ステップと、
　前記パネル部品モデルに前記ビードを付与する複数のビード付与範囲のうち、一つのビード付与範囲を設定する一つのビード付与範囲設定ステップと、
　前記振動モード解析により前記振動条件から算出される等価放射パワー（ＥＲＰ）を含む前記ビード変数分布解析条件の下で、前記設定した一つのビード付与範囲に付与する前記ビード変数の分布を求めるビード変数分布取得ステップと、
　該求めたビード変数の分布を設定した前記パネル部品モデルの等価放射パワー（ＥＲＰ）を再取得する等価放射パワー（ＥＲＰ）再取得ステップと、
　前記ビード変数分布取得ステップにおいて求めるビード変数を変更して、前記ビード変数分布取得ステップと前記等価放射パワー（ＥＲＰ）再取得ステップとを繰り返し実行し、前記設定した一つのビード付与範囲について前記ＥＲＰが最小となるビード変数の分布を求めるビード付与範囲内最小ＥＲＰビード変数分布取得ステップと、
　前記パネル部品モデルにおける前記一つのビード付与範囲を変更し、前記一つのビード付与範囲設定ステップと前記ビード変数分布取得ステップと前記等価放射パワー（ＥＲＰ）再取得ステップと前記ビード付与範囲内最小ＥＲＰビード変数分布取得ステップとを繰り返し実行し、前記パネル部品モデルにおけるビード付与範囲と、該ビード付与範囲について求めたビード変数の分布を、前記パネル部品に付与する最適なビードの分布として決定する最適ビード分布決定ステップと、を含み、
　前記ビード変数分布取得ステップは、
　　前記設定したビード付与範囲に付与するビードに関するビード変数を一つ選択するビード変数選択ステップと、
　　該選択した一つのビード変数を設計変数として前記車体解析モデルに設定し、前記ビード付与範囲に付与するビード変数の分布を算出するためのビード変数分布解析モデルを生成するビード変数分布解析モデル生成ステップと、
　　該生成したビード変数分布解析モデルに、前記解析条件設定ステップにおいて設定されて前記振動モード解析により前記振動条件から算出される等価放射パワー（ＥＲＰ）を含む前記ビード変数分布解析条件を与えて最適化解析し、前記選択した一つのビード変数を設計変数として最適化した分布を求めるビード変数設計変数分布解析ステップと、を有し、
　前記最適ビード分布決定ステップは、
　　前記一つのビード付与範囲設定ステップにおいて設定した前記ビード付与範囲ごとに前記パネル部品モデルのＥＲＰが最小となるビード変数の分布を求め、該ＥＲＰが最小となるビード付与範囲と、該ビード付与範囲について求めたビード変数の分布を、前記パネル部品に付与するビードの最適な分布として決定する、自動車のパネル部品の振動騒音低減解析方法。
　自動車のパネル部品の振動に起因する騒音を低減するために該パネル部品に付与するビードの最適な分布を求める自動車のパネル部品の振動騒音低減解析装置であって、
　前記自動車のパネル部品を平面要素でモデル化したパネル部品モデルを含む車体解析モデルを取得する車体解析モデル取得部と、
　前記パネル部品モデルに付与するビードに関するビード変数の分布を求める最適化解析のためのビード変数分布解析条件と、振動モード解析における振動条件と、を設定する解析条件設定部と、
　前記パネル部品モデルに前記ビードを付与する複数のビード付与範囲のうち、一つのビード付与範囲を設定する一つのビード付与範囲設定部と、
　前記振動モード解析により前記振動条件から算出される等価放射パワー（ＥＲＰ）を含む前記ビード変数分布解析条件の下で、前記設定した一つのビード付与範囲に付与する前記ビード変数の分布を求めるビード変数分布取得部と、
　該求めたビード変数の分布が設定された前記パネル部品モデルの等価放射パワー（ＥＲＰ）を再取得する等価放射パワー（ＥＲＰ）再取得部と、
　前記ビード変数分布取得部により求めるビード変数を変更して、前記ビード変数分布取得部と前記等価放射パワー（ＥＲＰ）再取得部とによる処理を繰り返し実行し、前記設定した一つのビード付与範囲について前記ＥＲＰが最小となるビード変数の分布を求めるビード付与範囲内最小ＥＲＰビード変数分布取得部と、
　前記パネル部品モデルにおける前記一つのビード付与範囲を変更し、前記一つのビード付与範囲設定部と前記ビード変数分布取得部と前記等価放射パワー（ＥＲＰ）再取得部と前記ビード付与範囲内最小ＥＲＰビード変数分布取得部とによる処理を繰り返し実行し、前記パネル部品モデルにおけるビード付与範囲と、該ビード付与範囲について求めたビード変数の分布を、前記パネル部品に付与する最適なビードの分布として決定する最適ビード分布決定部と、を含み、
　前記ビード変数分布取得部は、
　　前記設定したビード付与範囲に付与するビードに関するビード変数を一つ選択するビード変数選択部と、
　　該選択した一つのビード変数を設計変数として前記車体解析モデルに設定し、前記ビード付与範囲に付与するビード変数の分布を算出するためのビード変数分布解析モデルを生成するビード変数分布解析モデル生成部と、
　　該生成したビード変数分布解析モデルに、前記解析条件設定部により設定されて前記振動モード解析により前記振動条件から算出される等価放射パワー（ＥＲＰ）を含む前記ビード変数分布解析条件を与えて最適化解析し、前記選択した一つのビード変数を設計変数として最適化した分布を求めるビード変数設計変数分布解析部と、を有し、
　前記最適ビード分布決定部は、
　　前記一つのビード付与範囲設定部により設定された前記ビード付与範囲ごとに前記パネル部品モデルのＥＲＰが最小となるビード変数の分布を求め、該ＥＲＰが最小となるビード付与範囲と、該ビード付与範囲について求めたビード変数の分布を、前記パネル部品に付与するビードの最適な分布として決定する、自動車のパネル部品の振動騒音低減解析装置。