JPH0755656A - 応力解析方法および装置 - Google Patents
応力解析方法および装置Info
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- JPH0755656A JPH0755656A JP22049193A JP22049193A JPH0755656A JP H0755656 A JPH0755656 A JP H0755656A JP 22049193 A JP22049193 A JP 22049193A JP 22049193 A JP22049193 A JP 22049193A JP H0755656 A JPH0755656 A JP H0755656A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 全体モデルＡから切り出した局所モデルＢに
対して簡単かつ短時間で歪みの少ないメッシュを作成で
きるようにする。 【構成】 有限要素分割手段１０１は、全体モデルＡを
粗い有限要素に分割する。変位量計算手段１０２は全体
モデルＡの各節点ａの変位量を計算する。有限要素分割
手段１０５は、切り出し手段１０４によって全体モデル
Ａから切り出された局所モデルＢを細かい有限要素に分
割する。節点検出手段１０６は局所モデルＢの切り出し
面に形成された節点ｂの座標位置を検出する。変位条件
設定手段１０３は全体モデルＡの各節点ａに基づいて局
所モデルＢの節点ｂの変位量を算出して各節点ｂに設定
する。応力解析手段１０７は、局所モデルＢの節点ｂが
前記設定された変位量だけ変位したときの局所モデルＢ
の応力を解析する。
対して簡単かつ短時間で歪みの少ないメッシュを作成で
きるようにする。 【構成】 有限要素分割手段１０１は、全体モデルＡを
粗い有限要素に分割する。変位量計算手段１０２は全体
モデルＡの各節点ａの変位量を計算する。有限要素分割
手段１０５は、切り出し手段１０４によって全体モデル
Ａから切り出された局所モデルＢを細かい有限要素に分
割する。節点検出手段１０６は局所モデルＢの切り出し
面に形成された節点ｂの座標位置を検出する。変位条件
設定手段１０３は全体モデルＡの各節点ａに基づいて局
所モデルＢの節点ｂの変位量を算出して各節点ｂに設定
する。応力解析手段１０７は、局所モデルＢの節点ｂが
前記設定された変位量だけ変位したときの局所モデルＢ
の応力を解析する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、有限要素分割を利用し
て応力解析を行う応力解析方法および装置に係り、特
に、全体モデルから切り出した局所モデルの集中応力を
簡単かつ短時間で精度良く計算できるようにした応力解
析方法および装置に関する。
て応力解析を行う応力解析方法および装置に係り、特
に、全体モデルから切り出した局所モデルの集中応力を
簡単かつ短時間で精度良く計算できるようにした応力解
析方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、３次元または２次元で描かれ
た図形データの各部をメッシュ状に区分して有限個の要
素に分割し、それぞれの要素の剛性マトリックスを連立
方程式にして全体の解析を行う、いわゆる有限要素法に
よる構造解析が知られている。このような解析方法で
は、適切なメッシュをいかに短時間かつ簡単な操作で作
成できるようにするか、換言すれば、各面の有限要素分
割をいかに短時間に、かつ簡単な操作で行えるようにす
るかが重要である。
た図形データの各部をメッシュ状に区分して有限個の要
素に分割し、それぞれの要素の剛性マトリックスを連立
方程式にして全体の解析を行う、いわゆる有限要素法に
よる構造解析が知られている。このような解析方法で
は、適切なメッシュをいかに短時間かつ簡単な操作で作
成できるようにするか、換言すれば、各面の有限要素分
割をいかに短時間に、かつ簡単な操作で行えるようにす
るかが重要である。
【０００３】このような有限要素分割において、特に切
欠部や段付部等のいわゆるミクロ部分の集中応力を精度
良く計算するためには、当該ミクロ部分の要素を細かく
分割する必要がある。ところが、ミクロ部分に合わせて
他のマクロ部分も同様に細かく分割するとＦＥＭ（Ｆｉ
ｎｉｔｓ Ｅｌｅｍｅｎｔｓ Ｍｅｔｈｏｄ）モデル作
成のための工数が大きくなり、計算時間が長くなった
り、精度が悪化したりするという問題が生じる。
欠部や段付部等のいわゆるミクロ部分の集中応力を精度
良く計算するためには、当該ミクロ部分の要素を細かく
分割する必要がある。ところが、ミクロ部分に合わせて
他のマクロ部分も同様に細かく分割するとＦＥＭ（Ｆｉ
ｎｉｔｓ Ｅｌｅｍｅｎｔｓ Ｍｅｔｈｏｄ）モデル作
成のための工数が大きくなり、計算時間が長くなった
り、精度が悪化したりするという問題が生じる。
【０００４】このような問題を解決するために、最近で
は“ズーミング”と呼ばれる計算手順が採用されてい
る。“ズーミング”では、初めに全体モデル（マクロ部
分）を対象に比較的粗い有限要素分割を行って大局的な
変形および応力分布を計算し、次いで、応力集中部を含
む適当な大きさの局所モデルを定義し、当該局所モデル
に対してのみ細かい有限要素分割を行う手法である。
は“ズーミング”と呼ばれる計算手順が採用されてい
る。“ズーミング”では、初めに全体モデル（マクロ部
分）を対象に比較的粗い有限要素分割を行って大局的な
変形および応力分布を計算し、次いで、応力集中部を含
む適当な大きさの局所モデルを定義し、当該局所モデル
に対してのみ細かい有限要素分割を行う手法である。
【０００５】図９は、従来の“ズーミング”を利用した
応力解析方法を示したフローチャートである。ここで
は、図１０に示したように板状体５０の中央に形成され
た開口部５１近傍の応力を解析する場合を例にして説明
する。なお、ここでは説明を分かり易くするために二次
元的なモデルを用いて説明するが、３次元モデルの場合
もほぼ同様の手順で行うことができる。
応力解析方法を示したフローチャートである。ここで
は、図１０に示したように板状体５０の中央に形成され
た開口部５１近傍の応力を解析する場合を例にして説明
する。なお、ここでは説明を分かり易くするために二次
元的なモデルを用いて説明するが、３次元モデルの場合
もほぼ同様の手順で行うことができる。
【０００６】ステップＳ２０１では、操作者が所望の図
形データをデータベースから読み出し、その全体モデル
ＡをＣＲＴ等の適宜の表示装置上に表示する［図１
０］。ステップＳ２０２では、開口部５１を含む小領域
を境界線５３で囲うことにより局所モデルＢを定義する
［図１１］。なお、多くの場合のように観察対象が３次
元モデルであれば、表示装置上で全体モデルＡを回転さ
せながら各面について境界線を設定することにより境界
面が定義されることになる。
形データをデータベースから読み出し、その全体モデル
ＡをＣＲＴ等の適宜の表示装置上に表示する［図１
０］。ステップＳ２０２では、開口部５１を含む小領域
を境界線５３で囲うことにより局所モデルＢを定義する
［図１１］。なお、多くの場合のように観察対象が３次
元モデルであれば、表示装置上で全体モデルＡを回転さ
せながら各面について境界線を設定することにより境界
面が定義されることになる。
【０００７】ステップＳ２０３、Ｓ２０４では、局所モ
デルＢおよび当該局所モデルＢを除いた全体モデルＡの
残り部分に対して、それぞれ別々に比較的粗い有限要素
分割を実行する［図１２］。このように全体モデルＡお
よび局所モデルＢに対して別々に有限要素分割を実行す
ることにより、境界線（面）５３上で要素を分割するこ
とができるので、境界線５３上に節点ｃを設定すること
ができるようになる。ステップＳ２０５では、局所モデ
ルＢを含む全体モデルＡを対象にＦＥＭ計算を行って各
節点での変位結果を得る。図１３は、当該変位結果に基
づいて各節点ｃを変位させたときに全体モデルＡが変形
する様子を示した図である。
デルＢおよび当該局所モデルＢを除いた全体モデルＡの
残り部分に対して、それぞれ別々に比較的粗い有限要素
分割を実行する［図１２］。このように全体モデルＡお
よび局所モデルＢに対して別々に有限要素分割を実行す
ることにより、境界線（面）５３上で要素を分割するこ
とができるので、境界線５３上に節点ｃを設定すること
ができるようになる。ステップＳ２０５では、局所モデ
ルＢを含む全体モデルＡを対象にＦＥＭ計算を行って各
節点での変位結果を得る。図１３は、当該変位結果に基
づいて各節点ｃを変位させたときに全体モデルＡが変形
する様子を示した図である。
【０００８】ステップＳ２０６では、前記有限要素分割
によって境界線５３上に設定された各節点ｃ［図１２］
の座標位置を検出する。ステップＳ２０７では、局所モ
デルＢのみを表示し、その外側の輪郭５４（すなわち、
前記境界線５３）上の前記検出された各節点ｃと対応す
る各座標位置に、操作者が手動操作によって改めて節点
ｂを設定する［図１４］。本実施例では四角形に定義さ
れた局所モデルＢの各辺に、頂点を含めて節点ｃが５個
づつ（計１６個）設定されているので、局所モデルＢの
輪郭５４上の各辺の応答する位置にも節点ｂが５個づつ
設定されることになる。
によって境界線５３上に設定された各節点ｃ［図１２］
の座標位置を検出する。ステップＳ２０７では、局所モ
デルＢのみを表示し、その外側の輪郭５４（すなわち、
前記境界線５３）上の前記検出された各節点ｃと対応す
る各座標位置に、操作者が手動操作によって改めて節点
ｂを設定する［図１４］。本実施例では四角形に定義さ
れた局所モデルＢの各辺に、頂点を含めて節点ｃが５個
づつ（計１６個）設定されているので、局所モデルＢの
輪郭５４上の各辺の応答する位置にも節点ｂが５個づつ
設定されることになる。
【０００９】ステップＳ２０８では、前記各節点ｂを利
用して局所モデルＢを比較的細かい有限要素に分割する
［図１５］。ステップＳ２０９では、前記ステップＳ２
０５におけるＦＥＭ計算によって得られた境界線５３上
の各節点ｃの変位結果を局所モデルＢの応答する各節点
ｂに変位条件として与える［図１６］。ステップＳ２１
０では、与えられた各変位条件に基づいて局所モデルＢ
の応力結果が求められ、その分布状態が例えばモアレ模
様的に表示される［図１７］。
用して局所モデルＢを比較的細かい有限要素に分割する
［図１５］。ステップＳ２０９では、前記ステップＳ２
０５におけるＦＥＭ計算によって得られた境界線５３上
の各節点ｃの変位結果を局所モデルＢの応答する各節点
ｂに変位条件として与える［図１６］。ステップＳ２１
０では、与えられた各変位条件に基づいて局所モデルＢ
の応力結果が求められ、その分布状態が例えばモアレ模
様的に表示される［図１７］。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上記したように、解析
対象モデルを局所モデルＢと全体モデルＡとに分解し、
全体モデルＡを対象に行った各節点の変位結果を局所モ
デルＢの変位条件として与える手法では、各モデルの境
界線上で両者が節点を共有する必要がある。このため、
上記した従来技術では、ステップＳ２０６、Ｓ２０７に
関して説明したように、初めに全体モデルＡを対象に行
った比較的粗い有限要素分割により境界線５３上に多数
の節点ｃが設定されると、局所モデルＢの輪郭５４上の
同一位置に手動操作によって節点ｂを設定しなければな
らなかった。したがって、作業時間が長くなるばかり
か、設定を間違えると解析精度が低下してしまうという
問題があった。
対象モデルを局所モデルＢと全体モデルＡとに分解し、
全体モデルＡを対象に行った各節点の変位結果を局所モ
デルＢの変位条件として与える手法では、各モデルの境
界線上で両者が節点を共有する必要がある。このため、
上記した従来技術では、ステップＳ２０６、Ｓ２０７に
関して説明したように、初めに全体モデルＡを対象に行
った比較的粗い有限要素分割により境界線５３上に多数
の節点ｃが設定されると、局所モデルＢの輪郭５４上の
同一位置に手動操作によって節点ｂを設定しなければな
らなかった。したがって、作業時間が長くなるばかり
か、設定を間違えると解析精度が低下してしまうという
問題があった。
【００１１】また、全体モデルＡを対象にＦＥＭ計算を
行うための有限要素分割を行う際に、局所モデルＢとの
境界線５３で要素が強制的に分割されるように有限要素
分割を行わなければならない（ステップＳ２０２、Ｓ２
０３）ので、各要素が歪んで解析精度が低下するという
問題があった。
行うための有限要素分割を行う際に、局所モデルＢとの
境界線５３で要素が強制的に分割されるように有限要素
分割を行わなければならない（ステップＳ２０２、Ｓ２
０３）ので、各要素が歪んで解析精度が低下するという
問題があった。
【００１２】しかも、このように境界線５３で各モデル
の要素が分割されなければならないいう制約から、全体
モデルＡの他の部分を新たに局所モデルＢ´として定義
する場合には、全体モデルＡの有限要素分割を含めてほ
ぼ全ての処理を初めから実行しなければならない、すな
わち前記ステップＳ２０２以降の処理を全て実行しなけ
ればならないので、処理時間が長くなるという問題もあ
った。
の要素が分割されなければならないいう制約から、全体
モデルＡの他の部分を新たに局所モデルＢ´として定義
する場合には、全体モデルＡの有限要素分割を含めてほ
ぼ全ての処理を初めから実行しなければならない、すな
わち前記ステップＳ２０２以降の処理を全て実行しなけ
ればならないので、処理時間が長くなるという問題もあ
った。
【００１３】さらに、ステップＳ２０８において局所モ
デルを対象に細かい有限要素分割を行う場合も、輪郭５
４上に設定された節点ｂの間隔は広く、他の部分（本実
施例では開口部の輪郭）に設定される節点の間隔は狭く
なるので、各要素が歪んで解析精度が低下するという問
題があった。
デルを対象に細かい有限要素分割を行う場合も、輪郭５
４上に設定された節点ｂの間隔は広く、他の部分（本実
施例では開口部の輪郭）に設定される節点の間隔は狭く
なるので、各要素が歪んで解析精度が低下するという問
題があった。
【００１４】本発明の目的は、上記した従来技術の問題
点を解決し、局所モデルＢに対しても簡単かつ短時間で
歪みの少ないメッシュを作成できるようにして解析精度
の高い応力解析を可能にする応力解析方法および装置を
提供することにある。
点を解決し、局所モデルＢに対しても簡単かつ短時間で
歪みの少ないメッシュを作成できるようにして解析精度
の高い応力解析を可能にする応力解析方法および装置を
提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明では、全体モデルＡから切り出した局所
モデルＢの応力を全体モデルＡの変位結果に基づいて解
析する応力解析装置において、全体モデルＡを比較的粗
い有限要素に分割する手段と、局所モデルＢを比較的細
かい有限要素に分割する手段と、切り出し面に形成され
た局所モデルＢの節点ｂの位置を検出する手段と、前記
節点ｂにおける全体モデルＡの変位量を算出する手段
と、節点ｂが前記算出された変位量だけ変位したときの
局所モデルＢの応力を解析する手段とを具備した点に特
徴がある。
ために、本発明では、全体モデルＡから切り出した局所
モデルＢの応力を全体モデルＡの変位結果に基づいて解
析する応力解析装置において、全体モデルＡを比較的粗
い有限要素に分割する手段と、局所モデルＢを比較的細
かい有限要素に分割する手段と、切り出し面に形成され
た局所モデルＢの節点ｂの位置を検出する手段と、前記
節点ｂにおける全体モデルＡの変位量を算出する手段
と、節点ｂが前記算出された変位量だけ変位したときの
局所モデルＢの応力を解析する手段とを具備した点に特
徴がある。
【００１６】さらに、本発明では、全体モデルＡから切
り出した局所モデルＢの応力を全体モデルＡの変位結果
に基づいて解析する応力解析方法において、既知の座標
系上に全体モデルＡを配置する工程と、前記座標系上で
全体モデルＡを比較的粗い有限要素に分割する工程と、
前記座標系上で局所モデルＢを比較的細かい有限要素に
分割する工程と、局所モデルＢの切り出し面に形成され
た節点ｂの座標を検出する工程と、前記検出された節点
ｂの座標位置における全体モデルＡの変位量を算出する
工程と、節点ｂが前記算出された変位量だけ変位したと
きの局所モデルＢの応力を解析する工程と具備した点に
特徴がある。
り出した局所モデルＢの応力を全体モデルＡの変位結果
に基づいて解析する応力解析方法において、既知の座標
系上に全体モデルＡを配置する工程と、前記座標系上で
全体モデルＡを比較的粗い有限要素に分割する工程と、
前記座標系上で局所モデルＢを比較的細かい有限要素に
分割する工程と、局所モデルＢの切り出し面に形成され
た節点ｂの座標を検出する工程と、前記検出された節点
ｂの座標位置における全体モデルＡの変位量を算出する
工程と、節点ｂが前記算出された変位量だけ変位したと
きの局所モデルＢの応力を解析する工程と具備した点に
特徴がある。
【００１７】
【作用】上記した構成によれば、局所モデルＢの切り出
し面（境界面）での変位条件を、全体モデルＡの変位量
に基づいて計算により求められるので、全体モデルＡと
局所モデルＢとの境界面で両者の節点を一致させる必要
がない。したがって、処理手順を大幅に簡素化すること
ができる。
し面（境界面）での変位条件を、全体モデルＡの変位量
に基づいて計算により求められるので、全体モデルＡと
局所モデルＢとの境界面で両者の節点を一致させる必要
がない。したがって、処理手順を大幅に簡素化すること
ができる。
【００１８】また、各モデルを有限要素に分割する際
に、境界面で各モデルの節点を一致させるためにこれま
で必要であった各種の制約が不要となるので、各モデル
を歪みの無い均一な有限要素に分割できるようになる。
に、境界面で各モデルの節点を一致させるためにこれま
で必要であった各種の制約が不要となるので、各モデル
を歪みの無い均一な有限要素に分割できるようになる。
【００１９】
【実施例】以下、図面を参照して本発明を詳細に説明す
る。図１は、本発明の一実施例である応力解析装置１０
の機能を説明するためのブロック図である。
る。図１は、本発明の一実施例である応力解析装置１０
の機能を説明するためのブロック図である。
【００２０】データベース２０には、応力解析の対象と
なる図形の形状データが多数記憶されている。第１の有
限要素分割手段１０１は、データベース２０から読み出
された解析対象図形の全体モデルＡを比較的粗い有限要
素に分割する。変位量計算手段１０２は、全体モデルＡ
を対象にＦＥＭ計算を行って各節点ａの変位量を計算す
る。局所モデル切り出し手段１０４は、全体モデルＡか
ら局所モデルＢを切り出す。第２の有限要素分割手段１
０５は、前記全体モデルＡの分割状態とは無関係に局所
モデルＢを比較的細かい有限要素に分割する。節点検出
手段１０６は、局所モデルＢの切り出し面に形成された
節点ｂの座標位置を検出する。変位条件設定手段１０３
は、全体モデルＡの各節点ａの座標位置および変位量に
基づいて、局所モデルＢの切り出し面（境界面）に形成
された各節点ｂの変位量を後述のようにして算出し、算
出結果を各節点ｂに設定する。応力解析手段１０７は、
局所モデルＢの切り出し面に形成された節点ｂが前記設
定された変位量だけ変位したときの局所モデルＢの応力
を解析する。
なる図形の形状データが多数記憶されている。第１の有
限要素分割手段１０１は、データベース２０から読み出
された解析対象図形の全体モデルＡを比較的粗い有限要
素に分割する。変位量計算手段１０２は、全体モデルＡ
を対象にＦＥＭ計算を行って各節点ａの変位量を計算す
る。局所モデル切り出し手段１０４は、全体モデルＡか
ら局所モデルＢを切り出す。第２の有限要素分割手段１
０５は、前記全体モデルＡの分割状態とは無関係に局所
モデルＢを比較的細かい有限要素に分割する。節点検出
手段１０６は、局所モデルＢの切り出し面に形成された
節点ｂの座標位置を検出する。変位条件設定手段１０３
は、全体モデルＡの各節点ａの座標位置および変位量に
基づいて、局所モデルＢの切り出し面（境界面）に形成
された各節点ｂの変位量を後述のようにして算出し、算
出結果を各節点ｂに設定する。応力解析手段１０７は、
局所モデルＢの切り出し面に形成された節点ｂが前記設
定された変位量だけ変位したときの局所モデルＢの応力
を解析する。
【００２１】以下、本実施例による有限要素分割につい
て説明する。図２は、前記応力解析装置１０の動作を説
明するためのフローチャートである。
て説明する。図２は、前記応力解析装置１０の動作を説
明するためのフローチャートである。
【００２２】ステップＳ１０１では、操作者が操作部３
０を操作して所望の図形データを指定する。指定された
図形データはデータベース１０から読み出されて既知の
座標系上で幾何データに展開され、全体モデルＡとして
表示装置４０上に表示される［図３］。ステップＳ１０
２では、当該全体モデルＡが第１の有限要素分割手段１
０１によって比較的粗い有限要素に分割される。このと
き、本実施例では局所モデルＢとの境界線で要素が分割
されるようにしなければならない（前記ステップＳ２０
３、２０４）といった制約がなく、最適条件で自由に分
割することができるので、歪みの無い均一な有限要素分
割が可能になる［図４］。
０を操作して所望の図形データを指定する。指定された
図形データはデータベース１０から読み出されて既知の
座標系上で幾何データに展開され、全体モデルＡとして
表示装置４０上に表示される［図３］。ステップＳ１０
２では、当該全体モデルＡが第１の有限要素分割手段１
０１によって比較的粗い有限要素に分割される。このと
き、本実施例では局所モデルＢとの境界線で要素が分割
されるようにしなければならない（前記ステップＳ２０
３、２０４）といった制約がなく、最適条件で自由に分
割することができるので、歪みの無い均一な有限要素分
割が可能になる［図４］。
【００２３】ステップＳ１０３では、当該全体モデルＡ
を対象に変位量計算手段１０２がＦＥＭ計算を行って各
節点ａの変位量を算出する［図５］。ステップＳ１０４
では、開口部５１を含む小領域の切り出し面５５［図
３］を操作者が操作部３０から指示すると、局所モデル
切り出し手段１０４が当該切り出し面５５に沿って小領
域を切り出す。切り出された小領域は局所モデルＢとし
て表示装置４０上に表示される。このとき、局所モデル
Ｂは全体モデルＡと同一の座標系上に展開され、各モデ
ルに共通する箇所は同一の座標を有するように管理され
る。
を対象に変位量計算手段１０２がＦＥＭ計算を行って各
節点ａの変位量を算出する［図５］。ステップＳ１０４
では、開口部５１を含む小領域の切り出し面５５［図
３］を操作者が操作部３０から指示すると、局所モデル
切り出し手段１０４が当該切り出し面５５に沿って小領
域を切り出す。切り出された小領域は局所モデルＢとし
て表示装置４０上に表示される。このとき、局所モデル
Ｂは全体モデルＡと同一の座標系上に展開され、各モデ
ルに共通する箇所は同一の座標を有するように管理され
る。
【００２４】ステップＳ１０５では、当該局所モデルＢ
が第２の有限要素分割手段１０５によって比較的細かい
有限要素に分割される［図６］。このときも、本実施例
では従来と異なり局所モデルＢの切り出し面上に節点ｂ
を設定しておく（前記ステップＳ２０７）必要がないの
で、細かい分割を指示すれば、各節点ｂを等間隔で狭く
設定することができるので歪みの無い均一な有限要素分
割が可能になる。
が第２の有限要素分割手段１０５によって比較的細かい
有限要素に分割される［図６］。このときも、本実施例
では従来と異なり局所モデルＢの切り出し面上に節点ｂ
を設定しておく（前記ステップＳ２０７）必要がないの
で、細かい分割を指示すれば、各節点ｂを等間隔で狭く
設定することができるので歪みの無い均一な有限要素分
割が可能になる。
【００２５】ステップＳ１０６では、局所モデルＢの切
り出し面５５に形成された節点ｂの座標が節点検出手段
１０６によって検出される。このとき、表示装置４０上
では、局所モデルＢの切り出し面５５に形成された節点
ｂの表示形態を、切り出し面以外に形成された他の節点
ｂの表示形態と異ならせることにより、操作者が両者を
容易に識別できるようにしている。
り出し面５５に形成された節点ｂの座標が節点検出手段
１０６によって検出される。このとき、表示装置４０上
では、局所モデルＢの切り出し面５５に形成された節点
ｂの表示形態を、切り出し面以外に形成された他の節点
ｂの表示形態と異ならせることにより、操作者が両者を
容易に識別できるようにしている。
【００２６】ステップＳ１０７では、局所モデルＢの切
り出し面５５に形成された節点ｂの座標位置における全
体モデルＡの変位量が、当該節点ｂを囲む全体モデルＡ
の各節点ａの位置および当該位置での変位量に基づい
て、変位条件設定手段１０３により算出される［図
７］。すなわち、切り出し面に形成された局所モデルＢ
の節点ｂ1 の変位量は、全体モデルＡの各節点ａ1 、ａ
2 、ａ5 、ａ6 と節点ｂ1 との相対的な位置関係および
各節点ａ1 、ａ2 、ａ5 、ａ6 の変位量に基づいて算出
される。同様に、局所モデルＢの節点ｂ2 、ｂ3 の変位
量は、全体モデルＡの各節点ａ2 、ａ3 、ａ6 、ａ7 と
各節点ｂ2 、ｂ3 との相対的な位置関係および各節点ａ
2 、ａ3 、ａ6 、ａ7 の変位量に基づいて、例えば公知
の内挿処理等を実行することによって算出される。この
ようにして得られた変位結果は、局所モデルＢの切り出
し面５５に形成された各節点ｂに変位条件として与えら
れる［図８］。
り出し面５５に形成された節点ｂの座標位置における全
体モデルＡの変位量が、当該節点ｂを囲む全体モデルＡ
の各節点ａの位置および当該位置での変位量に基づい
て、変位条件設定手段１０３により算出される［図
７］。すなわち、切り出し面に形成された局所モデルＢ
の節点ｂ1 の変位量は、全体モデルＡの各節点ａ1 、ａ
2 、ａ5 、ａ6 と節点ｂ1 との相対的な位置関係および
各節点ａ1 、ａ2 、ａ5 、ａ6 の変位量に基づいて算出
される。同様に、局所モデルＢの節点ｂ2 、ｂ3 の変位
量は、全体モデルＡの各節点ａ2 、ａ3 、ａ6 、ａ7 と
各節点ｂ2 、ｂ3 との相対的な位置関係および各節点ａ
2 、ａ3 、ａ6 、ａ7 の変位量に基づいて、例えば公知
の内挿処理等を実行することによって算出される。この
ようにして得られた変位結果は、局所モデルＢの切り出
し面５５に形成された各節点ｂに変位条件として与えら
れる［図８］。
【００２７】ステップＳ１０８では、前記与えられた変
位条件に基づいて局所モデルＢのＦＥＭ計算を行われ、
以下、前記と同様にして開口部５１近傍の応力が応力解
析手段１０７によって求められる。
位条件に基づいて局所モデルＢのＦＥＭ計算を行われ、
以下、前記と同様にして開口部５１近傍の応力が応力解
析手段１０７によって求められる。
【００２８】なお、本実施例では、全体モデルＡの他の
部分を新たに局所モデルＢ´として定義する場合でも、
前記ステップＳ１０４以降の処理を実行すれば十分であ
り、全体モデルＡを改めて有限要素に分割する必要がな
いので、同一の全体モデルＡを対象に複数の異なった局
所モデルＢの応力解析を行う場合の処理時間を従来に比
べて大幅に短縮することができる。
部分を新たに局所モデルＢ´として定義する場合でも、
前記ステップＳ１０４以降の処理を実行すれば十分であ
り、全体モデルＡを改めて有限要素に分割する必要がな
いので、同一の全体モデルＡを対象に複数の異なった局
所モデルＢの応力解析を行う場合の処理時間を従来に比
べて大幅に短縮することができる。
【００２９】
【発明の効果】上記したように、本発明によれば、局所
モデルＢの切り出し面（境界面）での変位条件を、全体
モデルＡの変位量に基づいて計算により求めるようにし
たので、全体モデルＡと局所モデルＢとの境界面で両者
の節点を一致させる必要がなく、処理手順を大幅に簡素
化することができるようになる。
モデルＢの切り出し面（境界面）での変位条件を、全体
モデルＡの変位量に基づいて計算により求めるようにし
たので、全体モデルＡと局所モデルＢとの境界面で両者
の節点を一致させる必要がなく、処理手順を大幅に簡素
化することができるようになる。
【００３０】また、局所モデルＢを分割する際に従来で
は考慮する必要のあった種々の制約を考慮する必要がな
いので、局所モデルＢを歪みの無い均一な有限要素に分
割できるようになり、精度の高い応力解析が可能にな
る。
は考慮する必要のあった種々の制約を考慮する必要がな
いので、局所モデルＢを歪みの無い均一な有限要素に分
割できるようになり、精度の高い応力解析が可能にな
る。
【００３１】さらに、全体モデルＡの他の部分を新たに
局所モデルＢ´として定義する場合でも、全体モデルＡ
を改めて有限要素に分割する必要がない。したがって、
同一の全体モデルＡを対象に複数の異なった局所モデル
Ｂの応力解析を行う場合の処理時間を従来に比べて大幅
に短縮することができる。
局所モデルＢ´として定義する場合でも、全体モデルＡ
を改めて有限要素に分割する必要がない。したがって、
同一の全体モデルＡを対象に複数の異なった局所モデル
Ｂの応力解析を行う場合の処理時間を従来に比べて大幅
に短縮することができる。
【図１】 本発明の一実施例である応力解析装置の機能
を説明するためのブロック図である。
を説明するためのブロック図である。
【図２】 実施例の動作を説明するためのフローチャー
トである。
トである。
【図３】 実施例の処理内容を説明するための図であ
る。
る。
【図４】 実施例の処理内容を説明するための図であ
る。
る。
【図５】 実施例の処理内容を説明するための図であ
る。
る。
【図６】 実施例の処理内容を説明するための図であ
る。
る。
【図７】 実施例の処理内容を説明するための図であ
る。
る。
【図８】 実施例の処理内容を説明するための図であ
る。
る。
【図９】 従来技術の処理内容を説明するためのフロー
チャートである。
チャートである。
【図１０】 従来技術の処理内容を説明するための図で
ある。
ある。
【図１１】 従来技術の処理内容を説明するための図で
ある。
ある。
【図１２】 従来技術の処理内容を説明するための図で
ある。
ある。
【図１３】 従来技術の処理内容を説明するための図で
ある。
ある。
【図１４】 従来技術の処理内容を説明するための図で
ある。
ある。
【図１５】 従来技術の処理内容を説明するための図で
ある。
ある。
【図１６】 従来技術の処理内容を説明するための図で
ある。
ある。
【図１７】 従来技術の処理内容を説明するための図で
ある。
ある。
１０…応力解析装置、２０…データベース、３０…操作
部、４０…表示装置、１０１…第１の有限要素分割手
段、１０２…変位量算出手段、１０３…変位条件設定手
段、１０４…局所モデル切り出し手段、１０５…第２の
有限要素分割手段、１０６…節点検出手段、１０７…応
力解析手段
部、４０…表示装置、１０１…第１の有限要素分割手
段、１０２…変位量算出手段、１０３…変位条件設定手
段、１０４…局所モデル切り出し手段、１０５…第２の
有限要素分割手段、１０６…節点検出手段、１０７…応
力解析手段
Claims (6)
- 【請求項１】 全体モデルＡから切り出した局所モデル
Ｂの応力を全体モデルＡの変位結果に基づいて解析する
応力解析装置において、 一連の処理経過を表示して操作者に情報を提供する表示
手段と、 全体モデルＡを粗い有限要素に分割する手段と、 全体モデルＡから局所モデルＢを切り出す手段と、 局所モデルＢを細かい有限要素に分割する手段と、 切り出し面に形成された局所モデルＢの節点ｂの位置を
検出する手段と、 前記検出された節点ｂにおける全体モデルＡの変位量を
算出する手段と、 局所モデルＢの切り出し面に形成された節点ｂが前記算
出された変位量だけ変位したときの局所モデルＢの応力
を解析する手段とを具備したことを特徴とする応力解析
装置。 - 【請求項２】 前記全体モデルＡおよび局所モデルＢ
は、相対的な位置関係が既知である座標系上に展開され
ることを特徴とする請求項１記載の応力解析装置。 - 【請求項３】 前記全体モデルＡおよび局所モデルＢ
は、各モデルに共通する箇所が同一の座標を有するよう
に同一の座標系上に展開されることを特徴とする請求項
２記載の応力解析装置。 - 【請求項４】 前記節点ｂにおける全体モデルＡの変位
量を算出する手段は、切り出し面に形成された局所モデ
ルＢの節点ｂと当該節点ｂの周囲に位置する全体モデル
Ａの節点ａとの相対的な位置関係および前記節点ａの変
位量に基づいて、節点ｂにおける全体モデルＡの変位量
を算出することを特徴とする請求項１ないし３のいずれ
かに記載の応力解析装置。 - 【請求項５】 前記表示手段は、局所モデルＢの切り出
し面に形成された節点ｂの表示形態を、切り出し面以外
に形成された節点ｂの表示形態と異ならせることを特徴
とする請求項１ないし４のいずれかに記載の応力解析装
置。 - 【請求項６】 全体モデルＡから切り出した局所モデル
Ｂの応力を全体モデルＡの変位結果に基づいて解析する
応力解析方法において、 既知の座標系上に全体モデルＡを配置する工程と、 前記座標系上で全体モデルＡを粗い有限要素に分割する
工程と、 前記座標系上で局所モデルＢを細かい有限要素に分割す
る工程と、 局所モデルＢの切り出し面に形成された節点ｂの座標を
検出する工程と、 前記検出された節点ｂの座標位置における全体モデルＡ
の変位量を算出する工程と、 局所モデルＢの切り出し面に形成された節点ｂが前記算
出された変位量だけ変位したときの局所モデルＢの応力
を解析する工程とを含むことを特徴とする応力解析方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22049193A JP3272830B2 (ja) | 1993-08-13 | 1993-08-13 | 応力解析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22049193A JP3272830B2 (ja) | 1993-08-13 | 1993-08-13 | 応力解析装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0755656A true JPH0755656A (ja) | 1995-03-03 |
| JP3272830B2 JP3272830B2 (ja) | 2002-04-08 |
Family
ID=16751899
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22049193A Expired - Fee Related JP3272830B2 (ja) | 1993-08-13 | 1993-08-13 | 応力解析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3272830B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100393849B1 (ko) * | 2001-08-27 | 2003-08-06 | 이정기 | 체적-경계 적분방정식 법에 기초한 응력해석 방법 |
| JP2007186190A (ja) * | 2005-12-13 | 2007-07-26 | Sumitomo Rubber Ind Ltd | 空気入りタイヤのシミュレーション方法 |
| FR2899356A1 (fr) * | 2006-03-29 | 2007-10-05 | Fujitsu Ltd | Dispositif d'analyse structurelle, procede d'analyse structurelle et programme d'analyse structurelle |
| JP2019207476A (ja) * | 2018-05-28 | 2019-12-05 | 三菱重工業株式会社 | 接合部評価システム、接合部評価方法、および接合部評価プログラム |
| CN115408911A (zh) * | 2022-08-31 | 2022-11-29 | 一重集团大连工程技术有限公司 | 压力机有限元分析处理方法、计算机设备及可读存储介质 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6173884B2 (ja) * | 2013-10-31 | 2017-08-02 | 株式会社東芝 | 解析モデル作成装置、解析モデル作成プログラム及び解析モデル作成方法 |
-
1993
- 1993-08-13 JP JP22049193A patent/JP3272830B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| US7657408B2 (en) | 2006-03-29 | 2010-02-02 | Fujitsu Limited | Structural analysis apparatus, structural analysis method, and structural analysis program |
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| CN115408911A (zh) * | 2022-08-31 | 2022-11-29 | 一重集团大连工程技术有限公司 | 压力机有限元分析处理方法、计算机设备及可读存储介质 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3272830B2 (ja) | 2002-04-08 |
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