JP4804189B2

JP4804189B2 - 構造解析装置、構造解析方法、及び構造解析プログラム

Info

Publication number: JP4804189B2
Application number: JP2006090224A
Authority: JP
Inventors: 重雄石川
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2006-03-29
Filing date: 2006-03-29
Publication date: 2011-11-02
Anticipated expiration: 2026-03-29
Also published as: US20070233436A1; JP2007265104A; US7657408B2; FR2899356A1

Description

本発明は、構造物の強度評価に代表される数値解析手法に関し、特に、例えば携帯電子機器の開発工程における構造物の強度評価を行う構造解析装置、構造解析方法、及び構造解析プログラムに関するものである。

構造シミュレーションを例にとった構造解析においては、構造物に負荷が加わった際の最大応力を計算する場合、応力集中部のメッシュ分割が十分でないと正確な結果が得られない。しかし、拘束条件や荷重条件の関係でモデル化しなければならない範囲に対して、実際に評価したい個所が非常に小さい場合、評価に十分な程度に細かく全体をメッシュ分割してしまうと膨大な計算量になるので、粗い全体モデルと評価個所を部分的にモデル化（ズーミング）した詳細モデルの２段階で計算を実施している。

しかるに、従来の構造解析において、全体構造（全体モデル）に対する詳細な部分構造（詳細モデル）の数値解析を行う場合、全体モデルの中のどの部分をズーミングするかについての詳細モデルの抽出においては、作業者による個別判断に基づいて手作業で行われている。

なお、かかる従来技術に関連する技術としては、対象とする構造全体のモデルと、構造全体のモデルの一部を取り出した部分モデルと、取り出した一部を詳細に解析するための部分詳細モデルを用い、部分モデルと部分詳細モデルの解析の差異を求めて解析を行うようにした技術が知られている（例えば下記特許文献１参照）。

また、全体モデルから切り出した局所モデルに対して簡単且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た技術も知られている（例えば書き特許文献２参照）。
特開平１１−１４９４６６号公報特開平７−５５６５６号公報

上述した詳細モデルの抽出において、詳細モデルを計算する際には、全体モデルで計算された詳細モデルの境界部の値を境界条件として用いる。このとき、詳細モデルと全体モデルとの形状的な差異により、境界部の値が変化しないようにモデル化しなくてはならない。しかし、詳細モデルの境界をあらかじめに設定しておく必要があるため、従来のように、作業者が任意に詳細モデルの境界を設定する場合は、詳細モデルと全体モデルとの形状的な差異によって境界部の結果が変わる可能性が高い。また、詳細モデルで得られた結果が十分な精度であるかどうかを判断することは難しく、検証のために詳細メッシュモデルで再計算するなど手間がかかる。

本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、全体モデルと詳細モデルとの境界を自動的に設定することができ、もって、より少ない作業工数と、より少ない計算時間で、作業者によらず高精度な解を得ることができる構造解析装置、構造解析方法、及び構造解析プログラムを提供することを目的としている。

上述した課題を解決するため、本発明は、モデルをメッシュに分割してなるメッシュモデルを用いて変位又は応力の解析を行う構造解析装置であって、前記メッシュモデルの解析結果から場の等値面を作成する等値面作成部と、前記等値面作成部により作成された場の等値面を用いて前記メッシュモデルの一部についての詳細メッシュモデルを作成する詳細メッシュモデル作成部と、前記詳細メッシュモデル作成部により作成された詳細メッシュモデルについて、前記メッシュモデルの解析結果を用いて解析を行う解析部と、前記解析部により解析された解析結果と前記メッシュモデルの解析結果とに基づいて前記詳細メッシュモデルの解析結果を評価する解析評価部とを備えてなるものである。

また、本発明の構造解析装置において、前記解析部は、前記メッシュモデルの解析結果より詳細メッシュモデルの境界値を得、該境界値を用いて前記詳細メッシュモデルを解析することを特徴とする。

また、本発明の構造解析装置において、前記詳細メッシュモデル作成部は、前記メッシュモデルのメッシュサイズと同じメッシュサイズで第１詳細メッシュモデルを作成する第１詳細メッシュモデル作成部と、前記第１詳細メッシュモデルのメッシュサイズを所定のサイズに縮小してより詳細なメッシュサイズの第２詳細メッシュモデルを作成する第２詳細メッシュモデル作成部とを備え、前記解析部は、前記メッシュモデルを解析して得られた第１境界値に基づいて前記第２詳細メッシュモデルを解析して前記第１詳細メッシュモデルの第２境界値を得ると共に、該第２境界値を用いて前記第１詳細メッシュモデルを解析し、前記解析評価部は、前記解析部により得られた第１詳細メッシュモデルの解析結果と前記メッシュモデルの解析結果とに基づいて、第１解析評価を行うことを特徴とする。

また、本発明の構造解析装置において、前記解析評価部は、第１詳細メッシュモデルの解析結果としての境界接点の変位と、前記メッシュモデルの解析結果としての境界接点の変位とに基づいて、第１解析評価を行うことを特徴とする。

また、本発明の構造解析装置において、前記解析評価部は、前記第２詳細メッシュモデルの解析結果と前記第１詳細メッシュモデルの解析結果とに基づいて、第２解析評価を行うことを特徴とする。

また、本発明の構造解析装置において、前記解析評価部は、前記第２詳細メッシュモデルの解析結果としての最大応力と、前記第１詳細メッシュモデルの解析結果としての最大応力とに基づいて、前記第２解析評価を行うことを特徴とする。

また、本発明の構造解析装置において、前記解析評価部の評価が所定の値に満たない場合には、前記等値面作成部は、前記場の値を小さく変更して場の等値面を作成することを特徴とする。

また、本発明は、モデルをメッシュに分割してなるメッシュモデルを用いて変位又は応力の解析をコンピュータが行う構造解析方法であって、前記メッシュモデルの解析結果から場の等値面を作成する等値面作成ステップと、前記等値面作成ステップにより作成された場の等値面を用いて前記メッシュモデルの一部についての詳細メッシュモデルを作成する詳細メッシュモデル作成ステップと、前記詳細メッシュモデル作成ステップにより作成された詳細メッシュモデルについて、前記メッシュモデルの解析結果を用いて解析を行う解析ステップと、前記解析ステップにより解析された解析結果と前記メッシュモデルの解析結果とに基づいて前記詳細メッシュモデルの解析結果を評価する解析評価ステップとを備えてなるものである。

また、本発明の構造解析方法において、前記解析ステップは、前記メッシュモデルの解析結果より詳細メッシュモデルの境界値を得、該境界値を用いて前記詳細メッシュモデルを解析することを特徴とする。

また、本発明の構造解析方法において、前記詳細メッシュモデル作成ステップは、前記メッシュモデルのメッシュサイズと同じメッシュサイズで第１詳細メッシュモデルを作成する第１詳細メッシュモデルステップと、前記第１詳細メッシュモデルのメッシュサイズを所定のサイズに縮小してより詳細なメッシュサイズの第２詳細メッシュモデルを作成する第２詳細メッシュモデル作成ステップとを備え、前記解析ステップは、前記メッシュモデルを解析して得られた第１境界値に基づいて前記第２詳細メッシュモデルを解析して前記第１詳細メッシュモデルの第２境界値を得ると共に、該第２境界値を用いて前記第１詳細メッシュモデルを解析し、前記解析評価ステップは、前記解析ステップにより得られた第１詳細メッシュモデルの解析結果と前記メッシュモデルの解析結果とに基づいて、第１解析評価を行うことを特徴とする。

また、本発明の構造解析方法において、前記解析評価ステップは、第１詳細メッシュモデルの解析結果としての境界接点の変位と、前記メッシュモデルの解析結果としての境界接点の変位とに基づいて、第１解析評価を行うことを特徴とする。

また、本発明の構造解析方法において、前記解析評価ステップは、前記第２詳細メッシュモデルの解析結果と前記第１詳細メッシュモデルの解析結果とに基づいて、第２解析評価を行うことを特徴とする。

また、本発明の構造解析方法において、前記解析評価ステップは、前記第２詳細メッシュモデルの解析結果としての最大応と、前記第１詳細メッシュモデルの解析結果としての最大応力とに基づいて、前記第２解析評価を行うことを特徴とする。

また、本発明の構造解析方法において、前記解析評価ステップの評価が所定の値に満たない場合には、前記等値面作成ステップは、前記場の値を小さく変更して場の等値面を作成し、再度前記解析評価ステップによる評価を行うよう各ステップを繰り返すことを特徴とする。

また、本発明の構造解析方法において、前記解析評価ステップによる前記第１解析評価が所定の値を満たす場合に、前記第２解析評価が所定の値に満たない場合には、前記メッシュモデルのメッシュサイズを前記第２詳細メッシュモデルのメッシュに置き換えて、再度前記解析評価ステップによる評価を行うよう各ステップを繰り返すことを特徴とする。

また、本発明は、モデルをメッシュに分割してなるメッシュモデルを用いて変位又は応力の解析を行う構造解析方法をコンピュータに実行させる構造解析プログラムであって、前記メッシュモデルの解析結果から場の等値面を作成する等値面作成ステップと、前記等値面作成ステップにより作成された場の等値面を用いて前記メッシュモデルの一部についての詳細メッシュモデルを作成する詳細メッシュモデル作成ステップと、前記詳細メッシュモデル作成ステップにより作成された詳細メッシュモデルについて、前記メッシュモデルの解析結果を用いて解析を行う解析ステップと、前記解析ステップにより解析された解析結果と前記メッシュモデルの解析結果とに基づいて前記詳細メッシュモデルの解析結果を評価する解析評価ステップとをコンピュータに実行させるものである。

本発明によれば、全体モデルと詳細モデルとの境界を自動的に設定することができ、従来のズーミング解析手法に比べてより少ない作業工数と、より少ない計算時間で、作業者によらず高精度な解を得ることができるという効果を奏する。

以下、本発明の実施の形態を図を用いて説明する。

図１は本発明の実施の形態における全体構成を示すブロック図、図２は解析対象モデル（微小ノッチのある角柱モデル）の全体とその一部詳細部を示す図、図３は全体モデル（メッシュモデル）から詳細メッシュモデルを順次作成していく様子を示した概念図である。

図１に示すように本実施の形態の構造解析装置は、全体モデルからそのメッシュモデルである全体メッシュモデルを作成する全体メッシュモデル作成部１と、この全体メッシュモデル作成部１により作成されたメッシュモデルを取得する（Ｔ０）メッシュモデル取得部２とを備えている。なお、この全体メッシュモデル作成部１とメッシュモデル取得部２とは一つの構成として共用するようにしても良い。

そして、本装置は、さらにメッシュモデル取得部２により取得されたメッシュモデルを用い（Ｔ１）、例えば有限要素法を用いて変位、応力を解析する解析部３と、解析部３で解析された解析結果を用いて（Ｔ２）、場の等値面としての等値応力面を作成する場の等値面作成部４と、場の等値面作成部４で得られた等値面を用いて（Ｔ３）、第１の詳細モデルを作成する第１詳細メッシュモデル作成部５とを備える。

この第１詳細メッシュモデルとされるモデル部分としては、図２に示すように、全体メッシュモデルに対して、より細やかな解析を要するような部分が選択されることとなる。なお、この第１詳細メッシュモデルのメッシュサイズはメッシュモデル取得部２により取得されたメッシュモデルのメッシュサイズと同じである。

さらに、実施の形態の構造解析装置は、第１詳細メッシュモデル作成部５により作成された第１詳細メッシュモデルを用いて（Ｔ４）、より細やかなメッシュサイズの第２詳細メッシュモデルを作成する第２詳細メッシュモデル作成部６と、この第２詳細メッシュモデル作成部６により得られた第２詳細メッシュモデルに対して、全体メッシュモデルに対する解析結果を用いて（Ｔ５）接点変位を与える（Ｔ６）境界値（接点変位）設定部７と、境界値が与えられた第２詳細メッシュモデルを解析部３で解析し（Ｔ７）、その解析結果を用いて（Ｔ８）第１詳細メッシュモデルに対して接点荷重を与える（Ｔ９）境界値（接点荷重）設定部と８を備える。

またさらに、本構造解析装置は、境界値が与えられた第１詳細メッシュモデルを解析部３で解析し（Ｔ１０）、その結果と全体メッシュモデルに対する解析結果とを用いて（Ｔ１１）解析評価を行う解析評価部９とを備える。この解析評価部９による評価結果により、解析が終了し、或いはさらに詳細なメッシュモデルを解析するか等値応力の値が小さく変更されて、同様に解析処理が繰り返される。なお、本実施の形態の例では、解析部３は記憶部３ａを有し、一つのモデルに対して一度解析を行うと、その結果を適宜出力できるよう記憶しておく構成を有するものとする。

以下、本実施の形態の動作を、図４〜図８のフローチャートを用いてより詳細に説明する。尚、以下の動作説明においては、便宜のために、全体メッシュモデルという用語を単に全体モデルと記し、また各フローチャートにおいて、第１〜第４詳細メッシュモデル１−１〜２−２をそれぞれ単に詳細モデル１−１〜２−２と記すこととする。

まず、三次元（３Ｄ）モデルから自動メッシュ機能により全体モデルのメッシュ作成を実施する（ステップＳ１）。次に、全体モデルのメッシュモデルに拘束条件、荷重条件を設定する（ステップＳ２）。次に、評価対象部分（図２ではノッチ部分）を定義する（ステップＳ３）。なお、この定義は別パートで定義されていても良い。そして、全体モデルの計算（変位計算及び応力計算）を実施し（ステップＳ４）、全体モデルの計算結果から評価対象部分の最大応力値を検索する（ステップＳ５）。なお、本実施の形態の解析方法はまず各要素の変位を計算し、得られた変位から応力を計算する。

次に、最大応力値に等値面係数α（例えば０．８）を乗じて、等値面応力βを算出する（ステップＳ６）。全体モデルから、等値面による３次元（３Ｄ）サーフェイスを作成（算出）する（ステップＳ７）。

等値面が作成されると、３Ｄモデルから等値面によるサーフェイスを用いて、詳細部分を３Ｄデータとして切り出す（ステップＳ８）。そして、切り出された詳細モデルから、全体モデルと同じメッシュサイズで第１詳細メッシュモデル１−１を作成する（ステップＳ９）。このときのメッシュ数をＮ₁とすると、３次元モデルの場合、第２詳細メッシュモデルのメッシュサイズを以下の式で算出する（ステップＳ１０）。

（Ｎ₁／全体モデルのメッシュ数）^1/3×全体モデルのメッシュサイズ

メッシュサイズが算出されると、算出されたメッシュサイズで、再度３Ｄモデルの詳細部をメッシュ分割し、第２詳細メッシュモデル１−２を作成する（ステップＳ１１）と共に、全体モデルの計算から、第２詳細メッシュモデル１−２の境界接点の変位を線形補完式によって計算し、強制変位データとして代入し（ステップＳ１２）、第２詳細メッシュモデル１−２について変位、応力を計算する（ステップＳ１３）。

そして、第２詳細メッシュモデル１−２の変位、応力の計算結果から境界部の接点反力を抽出し、第１詳細メッシュモデル１の境界接点の接点荷重を線形補完により代入し（ステップＳ１４）、第１詳細メッシュモデル１−１を計算する（ステップＳ１５）。さらに、第１詳細メッシュモデル１−１の計算結果から境界接点の変位Ｄｄを出力する（ステップＳ１６）。また、全体モデルの計算結果から境界接点の変位Ｄａを出力する（ステップＳ１７）。

次に、第１詳細メッシュモデル１−１の境界接点の変位Ｄｄと、全体モデルの境界接点の変位Ｄａを用いて、誤差の判定を行う（ステップＳ１８）。この誤差の判定は次式を用いて行われる。

−０．０１＜Ｄｄ／Ｄａ−１．０＜０．０１

ステップＳ１８で、誤差が所定の範囲に入っていないと判断された場合（ステップＳ１８、Ｎｏ）は、等値面応力βを一例として半分の値（β＝β／2.0）に更新（ステップＳ１９）し、ステップＳ７に戻る。

誤差が所定の範囲に入っていた場合は、詳細モデル作成を次のステップに進める。まず、第２詳細メッシュモデル１−２で計算された最大応力値に等値面係数α（=0.8）を乗じて、等値面応力β'を算出する（ステップＳ２０）。第２詳細メッシュモデル１−２から、等値面による３次元（３Ｄ）サーフェイスを作成する（ステップＳ２１）。

３Ｄモデルから等値面によるサーフェイスを用いて、さらに詳細部分を３Ｄデータとして切り出す（ステップＳ２２）。切り出された詳細モデルから、詳細モデル１−２と同じメッシュサイズで第３詳細メッシュモデル２−１を作成する。

このときのメッシュ数をＮ₂とする（ステップＳ２３）と、３次元モデルの場合、第３詳細メッシュモデルのメッシュサイズを以下の式で算出する（ステップＳ２４）。

（Ｎ₂／第２詳細メッシュモデルのメッシュ数）^1/3×第２詳細メッシュモデルのメッシュサイズ

そして、算出されたメッシュサイズで、再度３Ｄモデルの再度詳細部をメッシュ分割し、第４詳細メッシュモデル２−２を作成する（ステップＳ２５）。さらに第２詳細メッシュモデル１−２の計算結果から、第４詳細メッシュモデル２−２の境界接点の変位を線形補完式によって計算し、強制変位データとして代入（ステップＳ２６）し、第４詳細メッシュモデル２−２について計算する（ステップＳ２７）。

次に、第４詳細モデル２−２の計算結果から境界部の接点反力を抽出し、第３詳細メッシュモデル２−１の境界接点の接点荷重を線形補完により代入し（ステップＳ２８）、第３詳細メッシュモデル２−１を計算する（ステップＳ２９）。

そして、第３詳細メッシュモデル２−１の計算結果から境界接点の変位Ｄｄを出力する（ステップＳ３０）。また、詳細モデル１−２の計算結果から境界接点の変位Ｄａを出力する（ステップＳ３１）。

次に、第３詳細メッシュモデル２−１の境界接点の変位Ｄｄと、第２詳細メッシュモデル１−２の境界接点の変位Ｄａを用いて、誤差の判定を行う（ステップＳ３２）。この誤差の判定は次式を用いて行われる。

−０．０１＜Ｄｄ／Ｄａ−１．０＜０．０１

ステップＳ３２で、誤差が所定の範囲に入っていないと判断された場合（ステップＳ３２、Ｎｏ）は、等値面応力βを半分の値（β＝β／2.0）に更新（ステップＳ３３）し、ステップＳ２１に戻る。

ステップＳ３２において、誤差が所定の範囲に入った場合は（ステップＳ３２、Ｙｅｓ）、第３詳細メッシュモデル２−１の最大応力をσ_dとして出力する（ステップＳ３４）と共に、第４詳細メッシュモデル２−２の最大応力をσ_d'として出力する（ステップＳ３５）。

次に、第３詳細メッシュモデル２−１の最大応力をσ_dと、第４詳細メッシュモデル２−２の最大応力をσ_d'を用いて、最大応力についての誤差の判定を行う（ステップＳ３６）。この誤差の判定は次式を用いて行われる。

−０．０１＜σ_d／σ_d'−１．０＜０．０１

誤差が所定の範囲にない場合は（ステップＳ３６，Ｎｏ）、等値面応力βを更新（β＝β／2.0）し（ステップＳ３７）、「第２詳細メッシュモデル」を「第４メッシュモデル」と置き換え、「第３詳細メッシュモデル」を「第５メッシュモデル」と置き換え、「第４メッシュモデル」を「第６メッシュモデル」と置き換えて、第２詳細メッシュモデル１−２から第３、第４詳細メッシュモデルを作成したのと同様にして、さらに詳細なメッシュモデルを作成して計算を行い、最大変位及び最大応力が所定の誤差範囲に入るまで、上記詳細メッシュモデルの作成を繰り返す。これらの誤差が所定の範囲に入った場合は、処理を終了する。

上述したように、本発明の実施の形態は、以下の構成となっている。

全体モデルで計算された評価対象部の場の最大値から、詳細モデルの境界面を生成するための場の値（最大値の８０％）を決定する。全体モデルの計算結果から、決定された境界面を生成するために場の等値面を生成する。得られた場の等値面で全体モデルから詳細モデルを切り出すことにより、作業者によらず、妥当な詳細モデルの作成が実施できる。

そして、かかる構成によれば、メッシュモデルを詳細化する際、ズーミング方法に定められたプロセスによって自動的に詳細化するため、詳細モデルと全体モデルとの形状的な差異によって境界部の結果が変わらないという保証がある。全体モデルのみモデル化して計算すれば、詳細化のプロセスは自動実行できるため人的工数を削減することができる。

また、詳細モデルで得られた結果が十分な精度であるかどうかを判定し、不十分な場合には、精度が確保できるまで自動的に詳細モデルを作成して多段階ズーミング解析を実施するようにしている。

かかる構成によれば、精度が確保できるまで、自動的に多段階ズーミング解析を実行できるため、少ない作業工数で高精度な解を得ることができる。仮に詳細モデルと同等のメッシュサイズで全体モデルメッシングしたとすると、メッシュサイズの比が１０倍とするとメッシュモデルの規模は３次元モデルの場合、１０００倍となり、計算時間は接点数の2乗に比例するため、１００００００倍の計算量が必要となる。上述した方法を用いれば、全体モデルを解く際の数倍の計算量で同等の精度の解を得ることができる。

上述した本発明の実施の形態において、各フローチャートに示したステップを構造解析プログラムとして、コンピュータにより読取り可能な記録媒体に記憶させることによって、構造解析方法をコンピュータに実行させることが可能となる。なお、本発明において、上記コンピュータにより読取り可能な記録媒体は、ＣＤ−ＲＯＭやフレキシブルディスク、ＤＶＤディスク、光磁気ディスク、ＩＣカード等の可搬型記憶媒体や、コンピュータプログラムを保持するデータベース、或いは、他のコンピュータ並びにそのデータベースや、更に回線上の伝送媒体をも含むものである。
（付記１）モデルをメッシュに分割してなるメッシュモデルを用いて変位又は応力の解析を行う構造解析装置であって、
前記メッシュモデルの解析結果から場の等値面を作成する等値面作成部と、
前記等値面作成部により作成された場の等値面を用いて前記メッシュモデルの一部についての詳細メッシュモデルを作成する詳細メッシュモデル作成部と
前記詳細メッシュモデル作成部により作成された詳細メッシュモデルについて、前記メッシュモデルの解析結果を用いて解析を行う解析部と、
前記解析部により解析された解析結果と前記メッシュモデルの解析結果とに基づいて前記詳細メッシュモデルの解析結果を評価する解析評価部と
を備えてなる構造解析装置。
（付記２）付記１に記載の構造解析装置において、
前記解析部は、前記メッシュモデルの解析結果より詳細メッシュモデルの境界値を得、該境界値を用いて前記詳細メッシュモデルを解析することを特徴とする構造解析装置。
（付記３）付記１に記載の構造解析装置において、
前記詳細メッシュモデル作成部は、前記メッシュモデルのメッシュサイズと同じメッシュサイズで第１詳細メッシュモデルを作成する第１詳細メッシュモデル作成部と、
前記第１詳細メッシュモデルのメッシュサイズを所定のサイズに縮小してより詳細なメッシュサイズの第２詳細メッシュモデルを作成する第２詳細メッシュモデル作成部とを備え、
前記解析部は、前記メッシュモデルを解析して得られた第１境界値に基づいて前記第２詳細メッシュモデルを解析して前記第１詳細メッシュモデルの第２境界値を得ると共に、該第２境界値を用いて前記第１詳細メッシュモデルを解析し、前記解析評価部は、前記解析部により得られた第１詳細メッシュモデルの解析結果と前記メッシュモデルの解析結果とに基づいて、第１解析評価を行うことを特徴とする構造解析装置。
（付記４）付記３に記載の構造解析装置において、
前記解析評価部は、第１詳細メッシュモデルの解析結果としての境界接点の変位と、前記メッシュモデルの解析結果としての境界接点の変位とに基づいて、第１解析評価を行うことを特徴とする構造解析装置。
（付記５）付記３に記載の構造解析装置において、
前記解析評価部は、前記第２詳細メッシュモデルの解析結果と前記第１詳細メッシュモデルの解析結果とに基づいて、第２解析評価を行うことを特徴とする構造解析装置。
（付記６）付記５に記載の構造解析装置において、
前記解析評価部は、前記第２詳細メッシュモデルの解析結果としての最大応と、前記第１詳細メッシュモデルの解析結果としての最大応力とに基づいて、前記第２解析評価を行うことを特徴とする構造解析装置。
（付記７）付記１に記載の構造解析装置において、
前記解析評価部の評価が所定の値に満たない場合には、前記等値面作成部は、前記場の値を小さく変更して場の等値面を作成することを特徴とする構造解析装置。
（付記８）モデルをメッシュに分割してなるメッシュモデルを用いて変位又は応力の解析をコンピュータが行う構造解析方法であって、
前記メッシュモデルの解析結果から場の等値面を作成する等値面作成ステップと、
前記等値面作成ステップにより作成された場の等値面を用いて前記メッシュモデルの一部についての詳細メッシュモデルを作成する詳細メッシュモデル作成ステップと、
前記詳細メッシュモデル作成ステップにより作成された詳細メッシュモデルについて、前記メッシュモデルの解析結果を用いて解析を行う解析ステップと、
前記解析ステップにより解析された解析結果と前記メッシュモデルの解析結果とに基づいて前記詳細メッシュモデルの解析結果を評価する解析評価ステップと
を備えてなる構造解析方法。
（付記９）付記８に記載の構造解析方法において、
前記解析ステップは、前記メッシュモデルの解析結果より詳細メッシュモデルの境界値を得、該境界値を用いて前記詳細メッシュモデルを解析することを特徴とする構造解析方法。
（付記１０）付記８に記載の構造解析方法において、
前記詳細メッシュモデル作成ステップは、前記メッシュモデルのメッシュサイズと同じメッシュサイズで第１詳細メッシュモデルを作成する第１詳細メッシュモデルステップと、
前記第１詳細メッシュモデルのメッシュサイズを所定のサイズに縮小してより詳細なメッシュサイズの第２詳細メッシュモデルを作成する第２詳細メッシュモデル作成ステップとを備え、
前記解析ステップは、前記メッシュモデルを解析して得られた第１境界値に基づいて前記第２詳細メッシュモデルを解析して前記第１詳細メッシュモデルの第２境界値を得ると共に、該第２境界値を用いて前記第１詳細メッシュモデルを解析し、
前記解析評価ステップは、前記解析ステップにより得られた第１詳細メッシュモデルの解析結果と前記メッシュモデルの解析結果とに基づいて、第１解析評価を行うことを特徴とする構造解析方法。
（付記１１）付記１０に記載の構造解析方法において、
前記解析評価ステップは、第１詳細メッシュモデルの解析結果としての境界接点の変位と、前記メッシュモデルの解析結果としての境界接点の変位とに基づいて、第１解析評価を行うことを特徴とする構造解析方法。
（付記１２）付記１０に記載の構造解析方法において、
前記解析評価ステップは、前記第２詳細メッシュモデルの解析結果と前記第１詳細メッシュモデルの解析結果とに基づいて、第２解析評価を行うことを特徴とする構造解析方法。
（付記１３）付記１２に記載の構造解析方法において、
前記解析評価ステップは、前記第２詳細メッシュモデルの解析結果としての最大応と、前記第１詳細メッシュモデルの解析結果としての最大応力とに基づいて、前記第２解析評価を行うことを特徴とする構造解析方法。
（付記１４）付記８に記載の構造解析方法において、
前記解析評価ステップの評価が所定の値に満たない場合には、前記等値面作成ステップは、前記場の値を小さく変更して場の等値面を作成し、再度前記解析評価ステップによる評価を行うよう各ステップを繰り返すことを特徴とする構造解析方法。
（付記１５）付記１３に記載の構造解析方法において、
前記解析評価ステップによる前記第１解析評価が所定の値を満たす場合に、前記第２解析評価が所定の値に満たない場合には、前記メッシュモデルのメッシュサイズを前記第２詳細メッシュモデルのメッシュに置き換えて、再度前記解析評価ステップによる評価を行うよう各ステップを繰り返すことを特徴とする構造解析方法。
（付記１６）モデルをメッシュに分割してなるメッシュモデルを用いて変位又は応力の解析を行う構造解析方法をコンピュータに実行させる構造解析プログラムであって、
前記メッシュモデルの解析結果から場の等値面を作成する等値面作成ステップと、
前記等値面作成ステップにより作成された場の等値面を用いて前記メッシュモデルの一部についての詳細メッシュモデルを作成する詳細メッシュモデル作成ステップと、
前記詳細メッシュモデル作成ステップにより作成された詳細メッシュモデルについて、前記メッシュモデルの解析結果を用いて解析を行う解析ステップと、
前記解析ステップにより解析された解析結果と前記メッシュモデルの解析結果とに基づいて前記詳細メッシュモデルの解析結果を評価する解析評価ステップと
をコンピュータに実行させる構造解析プログラム。
（付記１７）付記１６に記載の構造解析プログラムにおいて、
前記解析ステップは、前記メッシュモデルの解析結果より詳細メッシュモデルの境界値を得、該境界値を用いて前記詳細メッシュモデルを解析することを特徴とする構造解析プログラム。
（付記１８）付記１６に記載の構造解析プログラムにおいて、
前記詳細メッシュモデル作成ステップは、前記メッシュモデルのメッシュサイズと同じメッシュサイズで第１詳細メッシュモデルを作成する第１詳細メッシュモデルステップと、
前記第１詳細メッシュモデルのメッシュサイズを所定のサイズに縮小してより詳細なメッシュサイズの第２詳細メッシュモデルを作成する第２詳細メッシュモデル作成ステップとを備え、
前記解析ステップは、前記メッシュモデルを解析して得られた第１境界値に基づいて前記第２詳細メッシュモデルを解析して前記第１詳細メッシュモデルの第２境界値を得ると共に、該第２境界値を用いて前記第１詳細メッシュモデルを解析し、
前記解析評価ステップは、前記解析ステップにより得られた第１詳細メッシュモデルの解析結果と前記メッシュモデルの解析結果とに基づいて、第１解析評価を行うことを特徴とする構造解析プログラム。
（付記１９）付記１８に記載の構造解析プログラムにおいて、
前記解析評価ステップは、第１詳細メッシュモデルの解析結果としての境界接点の変位と、前記メッシュモデルの解析結果としての境界接点の変位とに基づいて、第１解析評価を行うことを特徴とする構造解析プログラム。
（付記２０）付記１８に記載の構造解析プログラムにおいて、
前記解析評価ステップは、前記第２詳細メッシュモデルの解析結果と前記第１詳細メッシュモデルの解析結果とに基づいて、第２解析評価を行うことを特徴とする構造解析プログラム。

本発明の実施の形態における全体構成を示すブロック図である。解析対象モデル（微小ノッチのある角柱モデル）の全体とその一部詳細部を示す図である。全体モデル（メッシュモデル）から詳細メッシュモデルを順次作成していく様子を示した概念図である。本発明の実施の形態の動作を示すフローチャート（その１）である。本発明の実施の形態の動作を示すフローチャート（その２）である。本発明の実施の形態の動作を示すフローチャート（その３）である。本発明の実施の形態の動作を示すフローチャート（その４）である。本発明の実施の形態の動作を示すフローチャート（その５）である。

符号の説明

１全体メッシュモデル作成部、２メッシュモデル取得部、３解析部、４場の等値面作成部、５第１詳細メッシュモデル作成部、６第２詳細メッシュモデル作成部、７境界値（接点変位）設定（付与）部、８境界値（接点荷重）設定（付与）部、９解析評価部。

Claims

モデルをメッシュに分割してなるメッシュモデルを用いて変位又は応力の解析を行う構造解析装置であって、
前記メッシュモデルの解析結果から場の等値面を作成する等値面作成部と、
前記等値面作成部により作成された場の等値面を用いて前記メッシュモデルの一部についての詳細メッシュモデルを作成する詳細メッシュモデル作成部と、
前記詳細メッシュモデル作成部により作成された詳細メッシュモデルについて、前記メッシュモデルの解析結果を用いて解析を行う解析部と、
前記解析部により解析された解析結果と前記メッシュモデルの解析結果とに基づいて前記詳細メッシュモデルの解析結果を評価する解析評価部と
を備え、
前記解析評価部の評価により得られた誤差が所定の範囲にない場合、前記等値面作成部は、前記メッシュモデルの解析結果に基づいて算出された前記場の等値面の値を該値より小さく変更して、場の等値面を作成する構造解析装置。
請求項１に記載の構造解析装置において、
前記詳細メッシュモデル作成部は、前記メッシュモデルのメッシュサイズと同じメッシュサイズで第１詳細メッシュモデルを作成する第１詳細メッシュモデル作成部と、
前記第１詳細メッシュモデルのメッシュサイズを所定のサイズに縮小してより詳細なメッシュサイズの第２詳細メッシュモデルを作成する第２詳細メッシュモデル作成部とを備え、
前記解析部は、前記メッシュモデルを解析して得られた第１境界値に基づいて前記第２詳細メッシュモデルを解析して前記第１詳細メッシュモデルの第２境界値を得ると共に、該第２境界値を用いて前記第１詳細メッシュモデルを解析し、
前記解析評価部は、前記解析部により得られた第１詳細メッシュモデルの解析結果と前記メッシュモデルの解析結果とに基づいて、第１解析評価を行うことを特徴とする構造解析装置。
請求項２に記載の構造解析装置において、
前記解析評価部は、前記第２詳細メッシュモデルの解析結果と前記第１詳細メッシュモデルの解析結果とに基づいて、第２解析評価を行うことを特徴とする構造解析装置。
モデルをメッシュに分割してなるメッシュモデルを用いて変位又は応力の解析をコンピュータが行う構造解析方法であって、
前記メッシュモデルの解析結果から場の等値面を作成する等値面作成ステップと、
前記等値面作成ステップにより作成された場の等値面を用いて前記メッシュモデルの一部についての詳細メッシュモデルを作成する詳細メッシュモデル作成ステップと
前記詳細メッシュモデル作成ステップにより作成された詳細メッシュモデルについて、前記メッシュモデルの解析結果を用いて解析を行う解析ステップと、
前記解析ステップにより解析された解析結果と前記メッシュモデルの解析結果とに基づいて前記詳細メッシュモデルの解析結果を評価する解析評価ステップと
を備え、
前記解析評価ステップの評価により得られた誤差が所定の範囲にない場合、前記等値面作成ステップは、前記場の等値面の値を前記メッシュモデルの解析結果に基づいて算出された前記場の等値面の値を該値より小さく変更して、場の等値面を作成する構造解析方法。
モデルをメッシュに分割してなるメッシュモデルを用いて変位又は応力の解析を行う構造解析方法をコンピュータに実行させる構造解析プログラムであって、
前記メッシュモデルの解析結果から場の等値面を作成する等値面作成ステップと、
前記等値面作成ステップにより作成された場の等値面を用いて前記メッシュモデルの一部についての詳細メッシュモデルを作成する詳細メッシュモデル作成ステップと
前記詳細メッシュモデル作成ステップにより作成された詳細メッシュモデルについて、前記メッシュモデルの解析結果を用いて解析を行う解析ステップと、
前記解析ステップにより解析された解析結果と前記メッシュモデルの解析結果とに基づいて前記詳細メッシュモデルの解析結果を評価する解析評価ステップとを備え、
前記解析評価ステップの評価により得られた誤差が所定の範囲にない場合、前記等値面作成ステップは、前記場の等値面の値を前記メッシュモデルの解析結果に基づいて算出された前記場の等値面の値を該値より小さく変更して、場の等値面を作成することをコンピュータに実行させる構造解析プログラム。