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JP6323410B2 - Structure partial analysis model generation apparatus and method, and structure collision analysis method using partial analysis model generated by structure partial analysis model generation method - Google Patents
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JP6323410B2 - Structure partial analysis model generation apparatus and method, and structure collision analysis method using partial analysis model generated by structure partial analysis model generation method - Google Patents

Structure partial analysis model generation apparatus and method, and structure collision analysis method using partial analysis model generated by structure partial analysis model generation method Download PDF

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Description

本発明は、自動車車両の衝突解析に用いる構造体の部分解析モデル生成装置及び方法、該構造体の部分解析モデル生成方法により生成された部分解析モデルを用いた構造体の衝突解析方法に関する。   The present invention relates to a structure partial analysis model generation apparatus and method used for automobile vehicle collision analysis, and a structure collision analysis method using a partial analysis model generated by the structure partial analysis model generation method.

従来、計算機シミュレーションによる自動車車両の衝突解析は、車両全体のフルカーモデルを用いて行われているが、フルカーモデルに含まれる部品数が多いため、多大な計算時間を必要とする。
近年、自動車車両に対して各種の衝突安全基準が追加されており、これらの衝突安全基準を満たすための対策案を検討するフィージビリティ・スタディ(FS)を行うことが望まれている。しかしながら、フルカーモデルを用いた計算機シミュレーションによりFS検討を行うことは前述のとおり多大な計算時間を必要とするため、効率が悪い。
そこで、特許文献1に開示されている技術のように、自動車車両の一部分を取り出して解析を行うことが行われている。
Conventionally, a collision analysis of an automobile vehicle by computer simulation is performed using a full car model of the entire vehicle. However, since the number of parts included in the full car model is large, a large amount of calculation time is required.
In recent years, various collision safety standards have been added to automobile vehicles, and it is desired to perform a feasibility study (FS) for examining countermeasures for satisfying these collision safety standards. However, performing FS examination by computer simulation using a full car model requires a large amount of calculation time as described above, and is inefficient.
Then, like the technique currently disclosed by patent document 1, extracting and analyzing a part of motor vehicle is performed.

特開2010−49319号公報JP 2010-49319 A

特許文献1に開示されている技術は、車両の一部である車両用耐衝突補強材のみを解析対象の範囲とするものであるが、車両全体での変形状態は考慮していないため、解析精度は低い。また、解析対象とする車両の範囲についても明確な基準は無く、解析対象とする範囲の取り方によっては解析精度に差異が生じる。すなわち、仮に、車両の一部の範囲を解析対象として得られた結果がフルカーモデルを用いて得られた結果と差異が小さく、十分な解析精度が得られたとしても、解析対象とする車両や衝突形態を変更することによって解析対象とする範囲の取り方が変更され、これにより解析精度が低下する場合がある。   The technique disclosed in Patent Literature 1 is intended to analyze only the vehicle anti-collision reinforcement material that is a part of the vehicle, but does not consider the deformation state of the entire vehicle. The accuracy is low. Also, there is no clear standard for the range of the vehicle to be analyzed, and the analysis accuracy varies depending on how to set the range to be analyzed. In other words, even if the result obtained by analyzing a part of the range of the vehicle has a small difference from the result obtained by using the full car model and sufficient analysis accuracy is obtained, the vehicle to be analyzed Or changing the collision mode may change the method of setting the range to be analyzed, which may reduce the analysis accuracy.

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、構造体全体を対象とした場合と同程度の解析精度を常に有する構造体の部分解析モデル生成装置及び方法を提供することを目的とする。また、該構造体部分解析モデル生成装置又は方法により生成された部分解析モデルを用いることにより、衝突解析に要する計算時間を短縮することができる構造体の衝突解析方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a partial analysis model generation apparatus and method for a structure that always has the same level of analysis accuracy as that for the entire structure. For the purpose. Another object of the present invention is to provide a structure collision analysis method capable of reducing the calculation time required for collision analysis by using a partial analysis model generated by the structure partial analysis model generation apparatus or method. .

(1)本発明に係る構造体の部分解析モデル生成装置は、要素(メッシュ)と節点でモデル化された複数の部品から構成され、要素情報及び節点情報を有する構造体全体モデルに、解析条件及び境界条件を設定して全体解析モデルを生成する全体解析モデル生成手段と、該全体解析モデル生成手段で生成された全体解析モデルについて衝突解析を行って、前記要素毎及び/又は節点毎に解析データを取得する衝突解析手段と、前記全体解析モデル生成手段での前記全体解析モデルと同一形状で、要素情報及び節点情報が前記全体解析モデルの要素情報及び/又は節点情報と対応付けられている構造体評価モデルの要素及び/又は節点に、前記衝突解析手段により取得した解析データをマッピング(写像)する解析データマッピング手段と、前記構造体評価モデルにマッピングされた前記解析データの値が予め定めた閾値以上である要素及び/又は節点を前記構造体評価モデルから抽出し、該抽出した要素及び/又は節点を含む領域に基づいて構造体部分モデルを生成する構造体部分モデル生成手段と、前記構造体部分モデル生成手段により生成された前記構造体部分モデルに、前記衝突解析手段による衝突解析に対応した解析条件及び境界条件を設定して部分解析モデルを生成する部分解析モデル生成手段とを備えたことを特徴とするものである。 (1) A partial analysis model generation apparatus for a structure according to the present invention includes a plurality of parts modeled by elements (mesh) and nodes, and includes analysis conditions in an entire structure model having element information and node information. A global analysis model generating means for setting the boundary condition and generating an overall analysis model; and a collision analysis is performed on the global analysis model generated by the global analysis model generating means to analyze each element and / or each node Collision analysis means for acquiring data and the same shape as the overall analysis model in the overall analysis model generation means, and element information and node information are associated with element information and / or node information of the overall analysis model. Analysis data mapping means for mapping the analysis data acquired by the collision analysis means to elements and / or nodes of the structure evaluation model; An element and / or node whose value of the analysis data mapped to the structure evaluation model is greater than or equal to a predetermined threshold is extracted from the structure evaluation model, and based on a region including the extracted element and / or node A structure partial model generating means for generating a structure partial model, and analysis conditions and boundary conditions corresponding to the collision analysis by the collision analysis means are set in the structure partial model generated by the structure partial model generating means And partial analysis model generation means for generating a partial analysis model.

(2)上記(1)に記載のものにおいて、前記構造体部分モデル生成手段は、前記抽出した要素及び/又は節点を有する部品全体により構成された構造体部分モデルを生成することを特徴とするものである。 (2) In the device described in (1) above, the structure partial model generation means generates a structure partial model composed of the whole part having the extracted elements and / or nodes. Is.

(3)上記(1)に記載のものにおいて、前記構造体部分モデル生成手段は、前記抽出した要素及び/又は節点から成る領域を設定し、該領域の境界を補間して構造体部分モデルを生成し、前記部分解析モデル生成手段は、前記構造体部分モデル生成手段で生成された構造体部分モデルに、前記衝突解析手段による衝突解析に対応した解析条件を設定し、かつ、前記補間された境界に境界条件を設定することにより部分解析モデルを生成することを特徴とするものである。 (3) In the structure described in (1) above, the structure partial model generation unit sets a region including the extracted elements and / or nodes, and interpolates the boundary of the region to obtain a structure partial model. The partial analysis model generation means sets an analysis condition corresponding to a collision analysis by the collision analysis means to the structure partial model generated by the structure partial model generation means, and the interpolated A partial analysis model is generated by setting a boundary condition at the boundary.

(4)本発明に係る構造体の部分解析モデル生成方法は、以下の各ステップをコンピュータが行うものであって、要素(メッシュ)でモデル化された複数の部品から構成され、要素情報及び節点情報を有する構造体全体モデルに解析条件及び境界条件を設定して全体解析モデルを生成する全体解析モデル生成ステップと、前記全体解析モデル生成ステップで生成された全体解析モデルについて衝突解析を行って、前記要素毎及び/又は節点毎に解析データを取得する衝突解析ステップと、前記全体解析モデル生成ステップにおける前記構造体全体モデルと同一形状で、かつ要素情報及び節点情報が前記構造体全体モデルの要素情報及び/又は節点情報と対応付けられた構造体評価モデルに、前記衝突解析ステップにおいて取得した解析データをマッピング(写像)する解析データマッピングステップと、前記解析データマッピングステップにおいて前記構造体評価モデルにマッピングされた解析データが予め定めた閾値以上である要素及び/又は節点を抽出し、該抽出した要素及び/又は節点を含む領域に基づいて衝突解析の対象とする構造体部分モデルを生成する構造体部分モデル生成ステップと、前記構造体部分モデル生成ステップにおいて生成された前記構造体部分モデルに、前記衝突解析ステップにおける衝突解析に対応する解析条件及び境界条件を設定して部分解析モデルを生成する部分解析モデル生成ステップとを備えたことを特徴とするものである。 (4) The structure partial analysis model generation method according to the present invention is a computer in which the following steps are performed. The method includes a plurality of parts modeled by elements (mesh), element information and nodes. A global analysis model generation step for generating an overall analysis model by setting analysis conditions and boundary conditions to the overall structure model having information, and performing a collision analysis on the overall analysis model generated in the overall analysis model generation step, Collision analysis step for obtaining analysis data for each element and / or node, and the same shape as the whole structure model in the whole analysis model generation step, and element information and node information are elements of the whole structure model Analysis data acquired in the collision analysis step in the structure evaluation model associated with information and / or node information An analysis data mapping step for mapping (mapping), and extracting elements and / or nodes whose analysis data mapped to the structure evaluation model in the analysis data mapping step is equal to or greater than a predetermined threshold, And / or a structure partial model generation step for generating a structure partial model to be subjected to collision analysis based on a region including a node, and the structure partial model generated in the structure partial model generation step includes the collision And a partial analysis model generation step of generating a partial analysis model by setting analysis conditions and boundary conditions corresponding to the collision analysis in the analysis step.

(5)上記(4)に記載のものにおいて、前記構造体部分モデル生成ステップは、前記抽出した要素及び/又は節点を有する部品全体により構成された構造体部分モデルを生成することを特徴とするものである。 (5) In the structure described in (4) above, the structure partial model generation step generates a structure partial model configured by the whole part having the extracted elements and / or nodes. Is.

(6)上記(4)に記載のものにおいて、前記構造体部分モデル生成ステップは、前記抽出した要素及び/又は節点から成る領域を設定し、該領域の境界を補間して構造体部分モデルを生成し、前記部分解析モデル生成ステップは、前記構造体部分モデル生成手段で生成された構造体部分モデルに、前記衝突解析手段による衝突解析に対応した解析条件を設定し、かつ、前記補間された境界に境界条件を設定することにより部分解析モデルを生成することを特徴とするものである。 (6) In the structure described in (4) above, the structure partial model generation step sets a region including the extracted elements and / or nodes, and interpolates a boundary of the region to obtain a structure partial model. The partial analysis model generation step sets an analysis condition corresponding to a collision analysis by the collision analysis unit in the structure partial model generated by the structure partial model generation unit, and the interpolated A partial analysis model is generated by setting a boundary condition at the boundary.

(7)本発明に係る構造体の衝突解析方法は、上記(4)乃至(6)のいずれかに記載の構造体の部分解析モデル生成方法により生成された部分解析モデルを用いて構造体の衝突解析をコンピュータにより行うものであって、前記部分解析モデルに設定された解析条件を変更して衝突解析を行うことを特徴とするものである。 (7) Impact Analysis method of the structure according to the present invention uses the above SL (4) to (6) structural moiety analysis model partial analysis model generated by the generation method according to any one of the structures The collision analysis is performed by a computer, and the collision analysis is performed by changing the analysis conditions set in the partial analysis model.

本発明においては、要素(メッシュ)と節点でモデル化された複数の部品から構成され、要素情報及び節点情報を有する構造体全体モデルに、解析条件及び境界条件を設定して全体解析モデルを生成する全体解析モデル生成手段と、該全体解析モデル生成手段で生成された全体解析モデルについて衝突解析を行って、前記要素毎及び/又は節点毎に解析データを取得する衝突解析手段と、前記全体解析モデル生成手段での前記構造体全体モデルと同一形状で、要素情報及び節点情報が前記全体解析モデルの要素情報及び/又は節点情報と対応付けられている構造体評価モデルに、前記衝突解析手段により取得した解析データをマッピング(写像)する解析データマッピング手段と、前記構造体評価モデルにマッピングされた前記解析データの値が予め定めた閾値以上である要素及び/又は節点を前記構造体評価モデルから抽出し、該抽出した要素及び/又は節点を含む領域に基づいて構造体部分モデルを生成する構造体部分モデル生成手段と、前記構造体部分モデル生成手段により生成された前記構造体部分モデルに、前記衝突解析手段による衝突解析に対応した解析条件及び境界条件を設定して部分解析モデルを生成する部分解析モデル生成手段とを備えたことにより、構造体全体を対象とした解析モデルと同程度の解析精度を有する部分解析モデルを一意的な基準で生成することができる。   In the present invention, an entire analysis model is generated by setting analysis conditions and boundary conditions to an entire structure model that is composed of a plurality of parts modeled with elements (mesh) and nodes, and has element information and node information. A global analysis model generating means, a collision analysis means for performing a collision analysis on the global analysis model generated by the global analysis model generating means, and acquiring analysis data for each element and / or node, and the global analysis A structure evaluation model having the same shape as the whole structure model in the model generation means and element information and / or node information associated with element information and / or node information in the whole analysis model is added to the structure analysis model by the collision analysis means. Analysis data mapping means for mapping (mapping) the acquired analysis data, and the analysis data mapped to the structure evaluation model A structure partial model generating unit that extracts an element and / or a node having a predetermined threshold value or more from the structure evaluation model and generates a structure partial model based on a region including the extracted element and / or node And a partial analysis model generation means for generating a partial analysis model by setting analysis conditions and boundary conditions corresponding to the collision analysis by the collision analysis means to the structure partial model generated by the structure partial model generation means With this, it is possible to generate a partial analysis model having an analysis accuracy equivalent to that of the analysis model for the entire structure based on a unique reference.

本発明の実施の形態1に係る構造体の部分解析モデル生成装置のブロック図である。1 is a block diagram of a partial analysis model generation device for a structure according to Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施の形態1に係る構造体の全体解析モデルを説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the whole analysis model of the structure which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係る全体解析モデルによる衝突解析結果の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the collision analysis result by the whole analysis model which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係る解析データマッピング手段により得られた変位のコンター図の一例である。It is an example of the contour figure of the displacement obtained by the analysis data mapping means concerning Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施の形態1に係る構造体部分モデル生成手段により抽出された要素を示す図である。It is a figure which shows the element extracted by the structure partial model production | generation means which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係る構造体部分モデル生成手段により生成された構造体部分モデルを示す図である。It is a figure which shows the structure partial model produced | generated by the structure partial model production | generation means based on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1及び実施の形態2に係る構造体の部分解析モデルを説明する説明図である(その1)。It is explanatory drawing explaining the partial analysis model of the structure which concerns on Embodiment 1 and Embodiment 2 of this invention (the 1). 本発明の実施の形態1及び実施の形態2に係る構造体の部分解析モデルを説明する説明図である(その2)。It is explanatory drawing explaining the partial analysis model of the structure which concerns on Embodiment 1 and Embodiment 2 of this invention (the 2). 本発明の実施の形態1に係る構造体の部分解析モデル生成方法の処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of a process of the partial analysis model generation method of the structure which concerns on Embodiment 1 of this invention. 実施例において比較例に用いた部分解析モデルを説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the partial analysis model used for the comparative example in the Example. 実施例において本発明例と比較例の結果を示す図である。It is a figure which shows the result of this invention example and a comparative example in an Example.

[実施の形態1]
本発明の実施の形態1に係る構造体の部分解析モデル生成方法は、本発明に係る構造体の部分解析モデル生成装置1(以下、単に「部分解析モデル生成装置」という)を用いて行うものである。そこでまずは、部分解析モデル生成装置1について図1〜図8を参照して以下に説明する。
なお、本発明の実施の形態1に係る構造体の部分解析モデル生成装置1及び方法は、自動車の衝突解析に適用するものである。
[Embodiment 1]
The structure partial analysis model generation method according to Embodiment 1 of the present invention is performed using the structure partial analysis model generation apparatus 1 (hereinafter, simply referred to as “partial analysis model generation apparatus”) according to the present invention. It is. First, the partial analysis model generation apparatus 1 will be described below with reference to FIGS.
The structure partial analysis model generation apparatus 1 and method according to Embodiment 1 of the present invention are applied to automobile collision analysis.

本実施の形態1に係る部分解析モデル生成装置1は、PC(パーソナルコンピュータ)等のコンピュータによって構成され、表示装置3、入力装置5、主記憶装置7、補助記憶装置9及び演算処理部11を有している。
演算処理部11には、表示装置3、入力装置5、主記憶装置7及び補助記憶装置9が接続され、演算処理部11の指令によって各機能を行う。
以下、部分解析モデル生成装置1の各構成及び機能を詳細に説明する。
The partial analysis model generation device 1 according to the first embodiment is configured by a computer such as a PC (personal computer), and includes a display device 3, an input device 5, a main storage device 7, an auxiliary storage device 9, and an arithmetic processing unit 11. Have.
A display device 3, an input device 5, a main storage device 7, and an auxiliary storage device 9 are connected to the arithmetic processing unit 11, and each function is performed according to instructions from the arithmetic processing unit 11.
Hereinafter, each configuration and function of the partial analysis model generation device 1 will be described in detail.

表示装置3は、解析結果等の表示に用いられ、モニター等で構成される。
入力装置5は、操作者による解析条件や境界条件の入力等に用いられ、キーボードやマウス等で構成される。
主記憶装置7は、RAM等で構成され、演算処理部11で使用するデータの一時保存や演算等に用いられる。
補助記憶装置9は、ハードディスクやSSD(Solid State Drive)等で構成され、解析に用いるプログラムや解析データ等のファイルの保存・記憶等に用いられる。
The display device 3 is used for displaying analysis results and the like, and includes a monitor or the like.
The input device 5 is used for inputting analysis conditions and boundary conditions by an operator, and includes a keyboard, a mouse, and the like.
The main storage device 7 is composed of a RAM or the like, and is used for temporary storage of data used in the arithmetic processing unit 11 and arithmetic operations.
The auxiliary storage device 9 is configured by a hard disk, an SSD (Solid State Drive), or the like, and is used for storing / storing files such as programs and analysis data used for analysis.

演算処理部11は、コンピュータのCPU(中央演算処理装置)によって構成され、以下に説明する各手段は、CPUが所定のプログラムを実行することにより実現される。
演算処理部11内には、全体解析モデル生成手段13と、衝突解析手段15と、解析データマッピング手段17と、構造体部分モデル生成手段19と、部分解析モデル生成手段21とが備えられている。
以下、演算処理部11の各手段について詳細に説明する。
The arithmetic processing unit 11 is configured by a CPU (central processing unit) of a computer, and each means described below is realized by the CPU executing a predetermined program.
The arithmetic processing unit 11 includes an overall analysis model generation unit 13, a collision analysis unit 15, an analysis data mapping unit 17, a structure partial model generation unit 19, and a partial analysis model generation unit 21. .
Hereinafter, each means of the arithmetic processing unit 11 will be described in detail.

<全体解析モデル生成手段>
全体解析モデル生成手段13は、要素(メッシュ)と節点でモデル化された複数の部品から構成され、要素情報及び節点情報を有する構造体全体モデルに、解析条件及び境界条件を設定して全体解析モデルを生成するものである。
<Whole analysis model generation means>
The overall analysis model generating means 13 is composed of a plurality of parts modeled by elements (mesh) and nodes, and sets the analysis conditions and boundary conditions to the overall structure model having element information and node information, and performs overall analysis A model is generated.

構造体全体モデルは3次元CADデータ等の形状データに基づいて構造体を要素(メッシュ)分割して生成したものであり、複数の要素で構成され、要素情報及び節点情報と、前記構造体を構成する部品の部品情報を有するものである。
要素情報としては、要素の型、要素を構成している節点番号等がある。また、節点情報としては、節点の座標値等がある。また、要素分割により生成する要素の配置や数は、任意に設定すれば良い。
部品情報としては、各部品の材料や部品同士の組み合わせ等がある。
The entire structure model is generated by dividing the structure into elements (mesh) based on shape data such as 3D CAD data, and is composed of a plurality of elements. Element information, node information, and the structure It has component information of components to be configured.
The element information includes an element type, a node number constituting the element, and the like. The node information includes the coordinate value of the node. Further, the arrangement and number of elements generated by element division may be arbitrarily set.
The part information includes a material of each part, a combination of parts, and the like.

前記構造体全体モデルに設定する解析条件としては、初期条件、材料特性(材料の種類)、衝突形態や接触条件等がある。
自動車車両の衝突解析で対象とする衝突形態としては、例えば、前面フルラップ衝突、前面オフセット衝突、前面微小ラップ衝突、側面衝突やルーフクラッシュ等があり、各衝突形態に応じて構造体全体モデルに衝突させる衝突物モデルを設定する。
また、前記構造体全体モデルに設定する境界条件としては、変位拘束条件や速度条件等がある。
The analysis conditions set in the overall structure model include initial conditions, material characteristics (material types), collision modes, contact conditions, and the like.
For example, frontal full lap collision, frontal offset collision, frontal micro lap collision, side collision, roof crash, etc., which collide with the whole structure model according to each collision type. Set the colliding object model.
The boundary conditions set for the overall structure model include a displacement constraint condition and a speed condition.

図2に、全体解析モデル41の一例として、自動車車両のルーフクラッシュを対象としたものを示す。なお、図2をはじめ、本明細書中の全体解析モデル41や構造体全体モデル43等は、要素を省略して図示している。   FIG. 2 shows an example of the overall analysis model 41 for a roof crash of an automobile vehicle. 2 and the overall analysis model 41, the overall structure model 43, and the like in this specification are illustrated with elements omitted.

構造体全体モデル43は、センターピラーやサイドシル等の複数の部品モデルで構成されている。例えば、センターピラーを表す部品モデルは、車両側面(図2中に点線枠で囲んだ部分)に配置されている。
さらに、図2に示す全体解析モデル41は、衝突形態としてルーフクラッシュに対応する解析条件として、構造体全体モデル43のルーフの上方に剛体壁45が設定されている。
The entire structure model 43 is composed of a plurality of component models such as a center pillar and a side sill. For example, the part model representing the center pillar is arranged on the vehicle side surface (portion surrounded by a dotted frame in FIG. 2).
Further, in the overall analysis model 41 shown in FIG. 2, a rigid wall 45 is set above the roof of the overall structure model 43 as an analysis condition corresponding to a roof crash as a collision mode.

<衝突解析手段>
衝突解析手段15は、全体解析モデル生成手段13で生成する全体解析モデルについて衝突解析を行って、要素毎及び/又は節点毎に解析データを取得するものである。
衝突解析は、市販の有限要素法(FEM)解析システムを用いて行うことができる。また、衝突解析手段15が要素毎及び/又は節点毎に取得する解析データとしては、変位、歪、応力、内部エネルギー密度等がある。
<Collision analysis means>
The collision analysis unit 15 performs a collision analysis on the entire analysis model generated by the entire analysis model generation unit 13 and acquires analysis data for each element and / or each node.
The impact analysis can be performed using a commercially available finite element method (FEM) analysis system. The analysis data acquired by the collision analysis unit 15 for each element and / or for each node includes displacement, strain, stress, internal energy density, and the like.

衝突解析手段15により衝突解析を行って得られた結果の一例として、変位のコンター図を図3に示す。
図3に示すように、図2に示す剛体壁45が構造体全体モデル43のルーフに押しこまれることにより、構造体全体モデル43のルーフを中心に変形している。
As an example of the result obtained by performing the collision analysis by the collision analysis means 15, a contour diagram of the displacement is shown in FIG.
As shown in FIG. 3, the rigid wall 45 shown in FIG. 2 is deformed around the roof of the overall structure model 43 by being pushed into the roof of the overall structure model 43.

<解析データマッピング手段>
解析データマッピング手段17は、全体解析モデル生成手段13で生成する全体解析モデルと同一形状で、要素情報及び節点情報が前記全体解析モデルの要素情報及び/又は節点情報と対応付けられている構造体評価モデルの要素及び/又は節点に、衝突解析手段15により取得した解析データをマッピング(写像)するものである。
<Analysis data mapping means>
The analysis data mapping means 17 has the same shape as the overall analysis model generated by the overall analysis model generation means 13 and a structure in which element information and node information are associated with element information and / or node information of the overall analysis model. The analysis data acquired by the collision analysis means 15 is mapped (mapped) to the elements and / or nodes of the evaluation model.

図4に、解析データマッピング手段17による解析データのマッピングの一例として、図3に示す変位を構造体評価モデル53にマッピングした時のコンター図を示す。
衝突解析手段15により取得された変位を構造体評価モデル53上にマッピングすることで、変位の大きい部品や部位を容易に確認することができる。
FIG. 4 shows a contour diagram when mapping the displacement shown in FIG. 3 to the structure evaluation model 53 as an example of mapping of analysis data by the analysis data mapping means 17.
By mapping the displacement acquired by the collision analysis means 15 onto the structure evaluation model 53, it is possible to easily confirm a part or part having a large displacement.

解析データマッピング手段17による解析データのマッピングにおいて、衝突解析手段15による衝突解析において要素の切り直しを行わない場合、全体解析モデル41の要素情報及び節点情報と構造体評価モデル53の要素情報及び節点情報との対応付けは、例えば要素番号及び節点番号によりされている。   In the mapping of analysis data by the analysis data mapping means 17, when element recutting is not performed in the collision analysis by the collision analysis means 15, element information and node information of the overall analysis model 41, element information and nodes of the structure evaluation model 53 The association with the information is performed by, for example, an element number and a node number.

また、解析データマッピング手段17は、衝突解析手段15による衝突解析においてコースニング等の要素の切り直しを行った場合においても、要素の切り直し前後の要素情報及び節点情報に基づいて、全体解析モデル41の要素情報及び節点情報と構造体評価モデル53の要素情報及び節点情報との対応付けを行い、衝突解析手段15により取得された要素毎及び/又は節点毎の解析データを構造体評価モデル53にマッピング(写像)することができる。   The analysis data mapping unit 17 also performs the entire analysis model based on the element information and the node information before and after the element recutting even when the element such as the course cutting is performed in the collision analysis by the collision analysis unit 15. 41 element information and node information is associated with the element information and node information of the structure evaluation model 53, and the analysis data for each element and / or node acquired by the collision analysis means 15 is used as the structure evaluation model 53. Can be mapped.

解析データマッピング手段17によりマッピングされる解析データとしては、図4に示した変位の他、応力、歪、内部エネルギー密度等でもよい。
また、変位を構造体評価モデル53上にマッピングする際には、例えば、各要素を構成する節点の変位の平均値、最大値あるいは最小値を求め、これらのいずれかを選択して対応する各要素にマッピングしても良く、又は、各節点の変位をそのまま構造体評価モデル53にマッピングしても良い。
The analysis data mapped by the analysis data mapping means 17 may be stress, strain, internal energy density, etc. in addition to the displacement shown in FIG.
Further, when mapping the displacement onto the structure evaluation model 53, for example, the average value, the maximum value, or the minimum value of the displacement of the nodes constituting each element is obtained, and any one of these is selected to correspond. You may map to an element, or you may map the displacement of each node to the structure evaluation model 53 as it is.

<構造体部分モデル生成手段>
構造体部分モデル生成手段19は、構造体評価モデル53にマッピングされた前記解析データの値が予め定めた閾値以上である要素及び/又は節点を前記構造体評価モデルから抽出し(図5参照)、該抽出した要素及び/又は節点を含む領域に基づいて図6に示すような構造体部分モデル63を生成するものである。
<Structure part model generation means>
The structure partial model generation means 19 extracts elements and / or nodes whose values of the analysis data mapped to the structure evaluation model 53 are equal to or greater than a predetermined threshold from the structure evaluation model (see FIG. 5). Then, a structure partial model 63 as shown in FIG. 6 is generated based on the extracted element and / or the region including the node.

図5において、変位が予め定めた閾値以上である要素として、自動車の車両側面の他、フロントバンパーに相当する領域が抽出されている。しかしながら、該フロントバンパーに相当する領域は、ルーフクラッシュにおける衝突部位(ルーフ)とは部品が連続して繋がっていない。   In FIG. 5, a region corresponding to the front bumper is extracted in addition to the vehicle side surface of the automobile as an element whose displacement is equal to or greater than a predetermined threshold. However, the region corresponding to the front bumper is not continuously connected to the collision part (roof) in the roof crash.

そこで、構造体部分モデル生成手段19は、まず衝突部位と連続して部品が繋がっていない領域の前記要素及び/又は節点を削除する。   Therefore, the structure partial model generation unit 19 first deletes the elements and / or nodes in the region where the parts are not continuously connected to the collision site.

そして、残された前記要素及び/又は節点を含む領域に対し、構造体評価モデル53全体において、(A)前記抽出した要素及び/又は節点を含む領域の境界を該抽出した要素及び/又は節点を有する部品の端部まで拡大し、前記抽出した要素及び/又は節点を有する部品全体により構成された構造体部分モデル63を生成する(図6、図7参照)。
若しくは、構造体評価モデル53全体において、(B)前記抽出した要素及び/又は節点からなる領域を設定し、該領域の境界を例えばスプライン関数等により滑らかに補間して、図8に示す構造体部分モデル73を生成しても良い。
Then, with respect to the remaining area including the element and / or node, in the entire structure evaluation model 53, (A) the boundary between the extracted element and / or area including the node is extracted. The structure part model 63 composed of the whole part having the extracted elements and / or nodes is generated (see FIGS. 6 and 7).
Alternatively, in the entire structure evaluation model 53, (B) a region composed of the extracted elements and / or nodes is set, and the boundary of the region is smoothly interpolated by, for example, a spline function or the like, and the structure shown in FIG. The partial model 73 may be generated.

例えば、図7に示すフロントピラー下部67は、上記(A)の処理により、前記抽出した要素及び/又は節点からなる領域を部品端部まで拡大して生成されているため(図7中の部位P参照)、構造体評価モデル53におけるフロントピラー下部67全体が構造体部分モデル63に含まれている。   For example, the front pillar lower portion 67 shown in FIG. 7 is generated by expanding the region composed of the extracted elements and / or nodes to the end of the component by the process (A) (the part in FIG. 7). P)), the entire front pillar lower portion 67 in the structure evaluation model 53 is included in the structure portion model 63.

一方、図8に示すフロントピラー下部77は、上記(B)の処理により、前記抽出した要素及び/又は節点からなる領域の境界を補間して生成されているため、図7に示すフロントピラー下部67と同一部品であるものの形状に差異が見られ(図8中の部位Q参照)、構造体評価モデル53におけるフロントピラー下部77の一部が構造体部分モデル73に含まれている。   On the other hand, the front pillar lower portion 77 shown in FIG. 8 is generated by interpolating the boundary of the region composed of the extracted elements and / or nodes by the processing of (B) above, so the lower portion of the front pillar shown in FIG. A difference is seen in the shape of the same part as 67 (see the part Q in FIG. 8), and a part of the front pillar lower portion 77 in the structure evaluation model 53 is included in the structure part model 73.

さらには、構造体部分モデル生成手段19は、上記(A)又は(B)のいずれかの処理を構造体評価モデル53の部品毎に指定して構造体部分モデルを生成するものであっても良い。   Further, the structure partial model generation means 19 may generate the structure partial model by designating one of the processes (A) or (B) for each part of the structure evaluation model 53. good.

又、上記(A)又は(B)のどちらの処理を用いるかについては、例えば、前記抽出した要素及び/又は節点を含む領域を部品の端部まで拡大した時の面積が、前記抽出した要素及び/又は節点を含む領域の面積の2倍以上である場合には、上記(B)の処理を行うものとしてもよい。   In addition, as to which of the above processing (A) or (B) is used, for example, the area when the extracted element and / or the region including the node is expanded to the end of the part is the extracted element. And / or when it is more than twice the area of the area | region containing a node, it is good also as what performs said (B) process.

<部分解析モデル生成手段>
部分解析モデル生成手段21は、図7に示すように、構造体部分モデル生成手段19により生成された構造体部分モデル63に、衝突解析手段15による衝突解析に対応した解析条件及び境界条件を設定して部分解析モデル61を生成するものである。
<Partial analysis model generation means>
As shown in FIG. 7, the partial analysis model generation unit 21 sets analysis conditions and boundary conditions corresponding to the collision analysis by the collision analysis unit 15 in the structure partial model 63 generated by the structure partial model generation unit 19. Thus, the partial analysis model 61 is generated.

構造体部分モデル63に設定する解析条件としては、全体解析モデル41と同様、初期条件、材料特性(材料の種類)、衝突形態や接触条件等がある。図7においては、衝突形態がルーフクラッシュであるため、衝突物モデルとして剛体壁65を設定することにより部分解析モデル61が生成されている。   As analysis conditions set in the structure partial model 63, there are initial conditions, material characteristics (material types), collision modes, contact conditions, and the like, as in the overall analysis model 41. In FIG. 7, since the collision mode is a roof crash, the partial analysis model 61 is generated by setting the rigid wall 65 as the collision object model.

部分解析モデル61に設定される境界条件に関しても、全体解析モデル41と同様に、変位拘束条件や速度条件等がある。
変位拘束条件は、全体解析モデル41による衝突解析の結果において変位が0の要素及び/又は節点に設定される。
一方、速度条件は、全体解析モデル41による衝突解析の結果における加速度情報に基づいて、要素及び/又は節点に設定される。
Regarding the boundary conditions set in the partial analysis model 61, there are a displacement constraint condition, a speed condition, and the like as in the whole analysis model 41.
The displacement constraint condition is set to an element and / or a node whose displacement is 0 in the result of the collision analysis by the overall analysis model 41.
On the other hand, the speed condition is set to the element and / or the node based on the acceleration information in the result of the collision analysis by the overall analysis model 41.

図8に、構造体部分モデル73に解析条件及び境界条件を設定して生成した部分解析モデル71を示す。   FIG. 8 shows a partial analysis model 71 generated by setting analysis conditions and boundary conditions in the structure partial model 73.

図7及び図8に示す部分解析モデル61及び71はルーフクラッシュを対象としており、解析対象である構造体部分モデル63及び構造体部分モデル73の上方に衝突物モデルとして剛体壁65及び剛体壁75が設定されている。また、境界条件としては変位拘束条件を付与する剛体要素を設定している。   The partial analysis models 61 and 71 shown in FIG. 7 and FIG. 8 target roof crush, and the rigid body wall 65 and the rigid body wall 75 are provided as colliding object models above the structural body part model 63 and the structural body part model 73 to be analyzed. Is set. In addition, a rigid body element that gives a displacement constraint condition is set as the boundary condition.

図7又は図8に示すルーフクラッシュのように構造体が静止した状態での衝突形態に対しては、部分解析モデル61又は71の境界条件として変位拘束条件のみを設定すれば良い。   Only the displacement constraint condition may be set as the boundary condition of the partial analysis model 61 or 71 for the collision mode in a state where the structure is stationary like the roof crash shown in FIG. 7 or FIG.

これに対し、前面フルラップ衝突等のように構造体が運動している衝突形態に対しては、一定速度で移動する移動座標系において、該移動座標系における変位を拘束する変位拘束条件と、前記構造体の運動速度を表す速度条件の双方を部分解析モデル61又は71の境界条件として設定すれば良い。   On the other hand, for a collision mode in which the structure is moving, such as a front full-wrap collision, in a moving coordinate system that moves at a constant speed, a displacement constraint condition that restrains displacement in the moving coordinate system; Both speed conditions representing the motion speed of the structure may be set as boundary conditions for the partial analysis model 61 or 71.

次に、上記のように構成された本実施の形態に係る部分解析モデル生成装置1を用いた構造体の部分解析モデル生成方法の一例を、部分解析モデル生成装置1の動作とともに説明する。
本実施の形態に係る構造体の部分解析モデル生成方法は、全体解析モデル生成ステップS1と、衝突解析ステップS3と、解析データマッピングステップS5と、構造体部分モデル生成ステップS7と、部分解析モデル生成ステップS9とを備え、各ステップをコンピュータが実行する。
以下に、上記各ステップについて図9に基づいて詳細に説明する。
Next, an example of a structure partial analysis model generation method using the partial analysis model generation apparatus 1 according to the present embodiment configured as described above will be described together with the operation of the partial analysis model generation apparatus 1.
The structure partial analysis model generation method according to the present embodiment includes an overall analysis model generation step S1, a collision analysis step S3, an analysis data mapping step S5, a structure partial model generation step S7, and a partial analysis model generation. Step S9, and the computer executes each step.
Below, each said step is demonstrated in detail based on FIG.

<全体解析モデル生成ステップ>
まず、全体解析モデル生成手段13を用いて、要素(メッシュ)でモデル化された複数の部品から構成され、要素情報、節点情報及び部品情報を有する構造体全体モデルに、衝突解析の解析条件及び境界条件を設定して全体解析モデル41を生成する(S1、図2参照)。
<Whole analysis model generation step>
First, using the overall analysis model generation means 13, an analysis condition for collision analysis is added to the overall structure model composed of a plurality of parts modeled with elements (mesh) and having element information, node information, and part information. The boundary condition is set to generate the entire analysis model 41 (S1, see FIG. 2).

<衝突解析ステップ>
次に、衝突解析手段15を用いて、全体解析モデル41について衝突解析を行い、要素毎及び/又は節点毎に解析データを取得する(S3、図3参照)。
<Collision analysis step>
Next, collision analysis is performed on the entire analysis model 41 using the collision analysis means 15 and analysis data is obtained for each element and / or for each node (see S3, FIG. 3).

<解析データマッピングステップ>
次に、解析データマッピング手段17を用いて、衝突解析ステップS3での衝突前の全体解析モデル41と同一形状で、要素情報及び/又は節点情報が全体解析モデルの要素情報及び/又は節点情報と対応付けられている構造体評価モデル53に、衝突解析手段15により取得した解析データをマッピングする(S5、図4参照)
<Analysis data mapping step>
Next, using the analysis data mapping means 17, the element information and / or node information has the same shape as the entire analysis model 41 before the collision in the collision analysis step S 3, and the element information and / or node information of the entire analysis model The analysis data acquired by the collision analysis unit 15 is mapped to the associated structure evaluation model 53 (S5, see FIG. 4).

<構造体部分モデル生成ステップ>
次に、構造体部分モデル生成手段19が、解析データマッピングステップS5において構造体評価モデル53にマッピングされた解析データが予め定めた閾値以上である要素及び/又は節点を抽出し(図5参照)、該抽出した要素及び/又は節点を含む領域に基づいて衝突解析の対象とする構造体部分モデル63を生成する(S7、図6参照)。
<Structural part model generation step>
Next, the structure partial model generation means 19 extracts elements and / or nodes whose analysis data mapped to the structure evaluation model 53 in the analysis data mapping step S5 is equal to or greater than a predetermined threshold (see FIG. 5). Based on the extracted element and / or the region including the node, the structure partial model 63 to be subjected to the collision analysis is generated (S7, see FIG. 6).

図5に示すフロントバンパーに相当する部位のように、衝突部位から部品が連続して繋がっていない前記抽出した要素及び/又は節点については、構造体部分モデル生成手段19が削除して構造体部分モデル63を生成するが、削除する要素及び/節点を操作者が指定することができる。   Like the part corresponding to the front bumper shown in FIG. 5, the structure part model generation means 19 deletes the extracted element and / or node where the parts are not continuously connected from the collision part, and the structure part model is deleted. 63, but the operator can specify the elements and / or nodes to be deleted.

そして、構造体部分モデル生成手段19により構造体部分モデルを生成する際には、前述したように(A)構造体評価モデル53を構成する部品毎に、前記抽出した要素及び/又は節点を含む領域の境界を該抽出した要素及び/又は節点を有する前記部品の端部まで拡大、又は、(B)構造体評価モデル53において、前記抽出した要素及び/又は節点の境界をスプライン関数等により滑らかに補間、のいずれかの処理が行われるが、構造体部分モデル生成ステップS7においては、操作者が、構造体部分モデル生成手段19が生成した構造体部分モデルを修正しても良い。   When the structure partial model is generated by the structure partial model generation means 19, as described above, the extracted elements and / or nodes are included for each part constituting the structure evaluation model 53 (A). The boundary of the region is expanded to the end of the part having the extracted element and / or node, or (B) in the structure evaluation model 53, the boundary of the extracted element and / or node is smoothed by a spline function or the like. However, in the structure partial model generation step S7, the operator may correct the structure partial model generated by the structure partial model generation means 19.

さらに、構造体部分モデル生成ステップS7においては、操作者が、構造体評価モデル53の全体若しくは構成する部品毎に、前記抽出した要素及び/又は節点を含む領域を部品の端部まで拡大、又は、前記抽出した要素及び/又は節点を含む領域の境界を滑らかに補間する位置を指定しても良い。   Further, in the structure partial model generation step S7, the operator expands the region including the extracted element and / or node to the end of the part for the whole structure evaluation model 53 or for each part constituting the structure evaluation model 53, or A position for smoothly interpolating the boundary of the area including the extracted element and / or node may be designated.

<部分解析モデル生成ステップ>
次に、部分解析モデル生成手段21が、構造体部分モデル生成ステップS7において生成された構造体部分モデル63又は73に、衝突解析ステップS3における衝突解析に対応する解析条件及び境界条件を設定して部分解析モデル61又は71を生成する(S9、図7及び図8参照)。
<Partial analysis model generation step>
Next, the partial analysis model generation means 21 sets analysis conditions and boundary conditions corresponding to the collision analysis in the collision analysis step S3 in the structure partial model 63 or 73 generated in the structure partial model generation step S7. A partial analysis model 61 or 71 is generated (see S9, FIG. 7 and FIG. 8).

以上より、本実施の形態1に係る構造体の部分解析モデル生成装置1又は方法により、構造体全体を対象とした衝突解析と同程度の解析精度を有し、又、衝突解析に要する計算時間が短縮される部分解析モデルを作成することができる。さらに、本実施の形態1に係る構造体の部分解析モデル生成装置1又は方法は、対象とする構造体が異なる場合においても一意的な基準に従って部分解析モデルを作成するため、異なる構造体に対しても解析精度が低下することなく一定の解析精度を有する部分解析モデルを作成することができる。   As described above, the structure partial analysis model generation device 1 or method according to the first embodiment has the same analysis accuracy as the collision analysis for the entire structure, and the calculation time required for the collision analysis. It is possible to create a partial analysis model in which Furthermore, since the partial analysis model generation apparatus 1 or method for a structure according to the first embodiment creates a partial analysis model according to a unique standard even when the target structure is different, the structure partial analysis model generation apparatus 1 or the method However, it is possible to create a partial analysis model having a certain analysis accuracy without lowering the analysis accuracy.

なお、衝突形態として前面フルラップ衝突等のように車両が直線的に等速度運動して衝突するような場合については、一定速度で移動する移動座標系上に構造体全体モデルを配置し、該移動座標系上における解析条件及び境界条件を適宜設定することにより、全体解析モデルを生成することができる。
この場合、前記移動座標系上に生成した全体解析モデルについて衝突解析を行って変位を解析データとして取得する際には、前記移動座標系上における相対変位を取得すれば良い。
When the vehicle collides with a linear motion at a constant speed, such as a front full-wrap collision, the entire structure model is placed on a moving coordinate system that moves at a constant speed. An entire analysis model can be generated by appropriately setting analysis conditions and boundary conditions on the coordinate system.
In this case, when the collision analysis is performed on the entire analysis model generated on the moving coordinate system and the displacement is acquired as analysis data, the relative displacement on the moving coordinate system may be acquired.

[実施の形態2]
本発明の実施の形態2に係る構造体の衝突解析方法は、コンピュータにより、本発明の実施の形態1に係る構造体の部分解析モデルの生成方法により生成された部分解析モデルを用いた構造体の衝突解析について、前記部分解析モデルに設定された解析条件を変更して衝突解析を行うものである。
[Embodiment 2]
The structure collision analysis method according to the second embodiment of the present invention is a structure using a partial analysis model generated by the method for generating a partial analysis model of a structure according to the first embodiment of the present invention by a computer. The collision analysis is performed by changing the analysis conditions set in the partial analysis model.

本実施の形態2において変更する前記解析条件としては、例えば、各部品の材料の種類及び/又は材料の組み合わせが挙げられる。   Examples of the analysis condition to be changed in the second embodiment include a material type and / or a material combination of each component.

前記部分解析モデルに設定された解析条件を変更して衝突解析を行うことにより、構造体全体を対象とした衝突解析を行う場合に比べて、より少ない計算時間で数多くの条件について衝突解析を行うことができ、構造体の開発・設計に際してのFS検討を効率的に実施することが可能となる。   By performing the collision analysis by changing the analysis conditions set in the partial analysis model, the collision analysis is performed for a large number of conditions in a shorter calculation time than in the case of performing the collision analysis for the entire structure. Therefore, it is possible to efficiently carry out FS examination in the development and design of the structure.

本発明の効果を確認するため、上記実施の形態1に示した手順に則って生成した部分解析モデルを用いて構造体の衝突解析を行ったので、以下、これについて説明する。   In order to confirm the effect of the present invention, the structure collision analysis was performed using the partial analysis model generated in accordance with the procedure shown in the first embodiment, which will be described below.

本実施例では、図2に示すルーフクラッシュを対象とした。
まず、自動車車両の構造体全体モデル43に対し、解析条件として構造体全体モデル43のルーフ部を押し込む剛体壁45を配置するとともに、境界条件を設定して全体解析モデル41を生成した。
In this example, the roof crash shown in FIG. 2 was targeted.
First, a rigid wall 45 that pushes the roof portion of the overall structure model 43 as an analysis condition is arranged for the overall structure model 43 of the automobile vehicle, and the boundary condition is set to generate the overall analysis model 41.

次に、全体解析モデル41について衝突解析を行い、図3に示す変位を解析データとして取得した。
解析データとして取得した変位を構造体評価モデル53上にマッピングし(図4)、変位が閾値以上である要素を抽出した(図5)。
そして、抽出した要素に基づいて、図6に示す構造体部分モデル63を生成した。
生成した構造体部分モデル63に対して、解析条件として構造体部分モデル63のルーフを押し込む剛体壁65を配置するとともに、境界条件として変位を拘束する剛体要素を図7に示すように設定し、部分解析モデル61を生成した。
Next, the entire analysis model 41 was subjected to a collision analysis, and the displacement shown in FIG. 3 was acquired as analysis data.
The displacement acquired as the analysis data was mapped on the structure evaluation model 53 (FIG. 4), and the element whose displacement is greater than or equal to the threshold was extracted (FIG. 5).
And based on the extracted element, the structure part model 63 shown in FIG. 6 was produced | generated.
With respect to the generated structure part model 63, a rigid body wall 65 that pushes the roof of the structure part model 63 as an analysis condition is arranged, and a rigid element that restrains displacement as a boundary condition is set as shown in FIG. A partial analysis model 61 was generated.

本発明例として、上記の手順に従って生成した部分解析モデル61について衝突解析を行い、ルーフ強度の評価を行うために、衝突過程において剛体壁65に作用する剛体壁反力を求めた。   As an example of the present invention, a collision analysis was performed on the partial analysis model 61 generated according to the above procedure, and a rigid wall reaction force acting on the rigid wall 65 in the collision process was obtained in order to evaluate the roof strength.

比較例として、構造体全体を対象とした解析例として、全体解析モデル41を用いて衝突解析を行った結果(比較例1)及び図10に示す解析モデル91を用いて衝突解析を行った結果(比較例2)について検討した。   As a comparative example, as an analysis example for the whole structure, the result of the collision analysis using the overall analysis model 41 (Comparative Example 1) and the result of the collision analysis using the analysis model 91 shown in FIG. (Comparative example 2) was examined.

なお、比較例2で用いる解析モデル91は従来技術の例であり、構造体全体モデル43からセンターピラーとサイドシルを取り出して生成した構造体部分モデル93に、解析条件として剛体壁95を設定するとともに、全体解析モデル41を用いた衝突解析における衝突時の変形を考慮した境界条件を設定したものである。   The analysis model 91 used in the comparative example 2 is an example of the prior art, and a rigid body wall 95 is set as an analysis condition in the structure partial model 93 generated by extracting the center pillar and the side sill from the overall structure model 43. , Boundary conditions are set in consideration of deformation at the time of collision in the collision analysis using the overall analysis model 41.

本発明例、比較例1及び比較例2のいずれにおいても、衝突条件として押し込み速度(剛体壁の垂直方向速度)5km/h、ロール角度(全体解析モデルの水平面と剛体壁のなす角度)25°とした。   In any of the present invention example, comparative example 1 and comparative example 2, the intrusion speed (vertical speed of the rigid wall) is 5 km / h, the roll angle (the angle between the horizontal plane and the rigid wall of the entire analysis model) is 25 ° as the collision condition. It was.

図11に、剛体壁の垂直方向剛体壁ストロークと剛体壁反力の関係の解析結果を示す。
本発明例は、構造体全体を対象とした比較例1と概ね一致する結果が得られ、従来技術である比較例2よりも解析精度が良好であった。さらに、本発明例において衝突解析に要する計算時間は比較例1に比べて約1/10に短縮することができた。
FIG. 11 shows the analysis result of the relationship between the rigid wall stroke in the vertical direction of the rigid wall and the rigid wall reaction force.
The result of the present invention was almost the same as that of Comparative Example 1 for the entire structure, and the analysis accuracy was better than that of Comparative Example 2 as the prior art. Further, in the example of the present invention, the calculation time required for the collision analysis could be shortened to about 1/10 compared with the comparative example 1.

以上より、本発明に係る構造体の部分解析モデル生成装置及び方法を用いて生成した構造体の部分解析モデルを用いて衝突解析を行うことにより、構造体全体を対象とした衝突解析と同程度の解析精度を有するとともに、計算時間を大幅に短縮することができた。   As described above, by performing the collision analysis using the partial analysis model of the structure generated using the partial analysis model generation apparatus and method of the structure according to the present invention, the same degree as the collision analysis for the entire structure The analysis time can be greatly reduced and the calculation time can be greatly shortened.

1 部分解析モデル生成装置
3 表示装置
5 入力装置
7 主記憶装置
9 補助記憶装置
11 演算処理部
13 全体解析モデル生成手段
15 衝突解析手段
17 解析データマッピング手段
19 構造体部分モデル生成手段
21 部分解析モデル生成手段
41 全体解析モデル
43 構造体全体モデル
45 剛体壁
53 構造体評価モデル
61 部分解析モデル
63 構造体部分モデル
65 剛体壁
67 フロントピラー下部
71 部分解析モデル
73 構造体部分モデル
75 剛体壁
77 フロントピラー下部
91 解析モデル(比較例2)
93 構造体部分モデル(比較例2)
95 剛体壁(比較例2)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Partial analysis model production | generation apparatus 3 Display apparatus 5 Input device 7 Main storage device 9 Auxiliary storage device 11 Operation processing part 13 Whole analysis model production | generation means 15 Collision analysis means 17 Analysis data mapping means 19 Structure partial model production | generation means 21 Partial analysis model Generation means 41 Overall analysis model 43 Overall structure model 45 Rigid wall 53 Structure evaluation model 61 Partial analysis model 63 Structure partial model 65 Rigid wall 67 Lower front pillar 71 Partial analysis model 73 Structure partial model 75 Rigid wall 77 Front pillar Lower part 91 Analysis model (Comparative example 2)
93 Structure partial model (Comparative Example 2)
95 Rigid wall (Comparative Example 2)

Claims (7)

要素(メッシュ)と節点でモデル化された複数の部品から構成され、要素情報及び節点情報を有する構造体全体モデルに、解析条件及び境界条件を設定して全体解析モデルを生成する全体解析モデル生成手段と、
該全体解析モデル生成手段で生成された全体解析モデルについて衝突解析を行って、前記要素毎及び/又は節点毎に解析データを取得する衝突解析手段と、
前記全体解析モデル生成手段での前記全体解析モデルと同一形状で、要素情報及び節点情報が前記全体解析モデルの要素情報及び/又は節点情報と対応付けられている構造体評価モデルの要素及び/又は節点に、前記衝突解析手段により取得した解析データをマッピング(写像)する解析データマッピング手段と、
前記構造体評価モデルにマッピングされた前記解析データの値が予め定めた閾値以上である要素及び/又は節点を前記構造体評価モデルから抽出し、該抽出した要素及び/又は節点を含む領域に基づいて構造体部分モデルを生成する構造体部分モデル生成手段と、
前記構造体部分モデル生成手段により生成された前記構造体部分モデルに、前記衝突解析手段による衝突解析に対応した解析条件及び境界条件を設定して部分解析モデルを生成する部分解析モデル生成手段とを備えたことを特徴とする構造体の部分解析モデル生成装置。
Generate an overall analysis model that consists of multiple parts modeled with elements (mesh) and nodes, and generates an overall analysis model by setting analysis conditions and boundary conditions for the entire structure model with element information and node information Means,
A collision analysis means for performing a collision analysis on the whole analysis model generated by the whole analysis model generation means, and obtaining analysis data for each element and / or for each node;
Elements of the structure evaluation model having the same shape as the global analysis model in the global analysis model generation means and element information and node information associated with element information and / or node information of the global analysis model and / or An analysis data mapping means for mapping (mapping) the analysis data obtained by the collision analysis means to a node;
An element and / or node whose value of the analysis data mapped to the structure evaluation model is greater than or equal to a predetermined threshold is extracted from the structure evaluation model, and is based on a region including the extracted element and / or node. A structure partial model generating means for generating a structure partial model,
A partial analysis model generating means for generating a partial analysis model by setting analysis conditions and boundary conditions corresponding to collision analysis by the collision analysis means to the structure partial model generated by the structure partial model generation means; A partial analysis model generation device for a structure characterized by comprising the structure.
前記構造体部分モデル生成手段は、前記抽出した要素及び/又は節点を有する部品全体により構成された構造体部分モデルを生成することを特徴とする請求項1記載の構造体の部分解析モデル生成装置。   2. The partial analysis model generation apparatus for a structure according to claim 1, wherein the structure partial model generation unit generates a structure partial model composed of an entire part having the extracted elements and / or nodes. . 前記構造体部分モデル生成手段は、前記抽出した要素及び/又は節点から成る領域を設定し、該領域の境界を補間して構造体部分モデルを生成し、
前記部分解析モデル生成手段は、前記構造体部分モデル生成手段で生成された構造体部分モデルに、前記衝突解析手段による衝突解析に対応した解析条件を設定し、かつ、前記補間された境界に境界条件を設定することにより部分解析モデルを生成することを特徴とする請求項1記載の構造体の部分解析モデル生成装置。
The structure partial model generation means sets a region composed of the extracted elements and / or nodes, generates a structure partial model by interpolating the boundary of the region,
The partial analysis model generation means sets an analysis condition corresponding to a collision analysis by the collision analysis means in the structure partial model generated by the structure partial model generation means, and sets a boundary at the interpolated boundary. 2. The partial analysis model generation apparatus for a structure according to claim 1, wherein the partial analysis model is generated by setting conditions.
以下の各ステップをコンピュータが行うものであって、
要素(メッシュ)でモデル化された複数の部品から構成され、要素情報及び節点情報を有する構造体全体モデルに解析条件及び境界条件を設定して全体解析モデルを生成する全体解析モデル生成ステップと、
前記全体解析モデル生成ステップで生成された全体解析モデルについて衝突解析を行って、前記要素毎及び/又は節点毎に解析データを取得する衝突解析ステップと、
前記全体解析モデル生成ステップにおける前記構造体全体モデルと同一形状で、かつ要素情報及び節点情報が前記構造体全体モデルの要素情報及び/又は節点情報と対応付けられた構造体評価モデルに、前記衝突解析ステップにおいて取得した解析データをマッピング(写像)する解析データマッピングステップと、
前記解析データマッピングステップにおいて前記構造体評価モデルにマッピングされた解析データが予め定めた閾値以上である要素及び/又は節点を抽出し、該抽出した要素及び/又は節点を含む領域に基づいて衝突解析の対象とする構造体部分モデルを生成する構造体部分モデル生成ステップと、
前記構造体部分モデル生成ステップにおいて生成された前記構造体部分モデルに、前記衝突解析ステップにおける衝突解析に対応する解析条件及び境界条件を設定して部分解析モデルを生成する部分解析モデル生成ステップとを備えたことを特徴とする構造体の部分解析モデルの生成方法。
The computer performs the following steps:
An overall analysis model generation step for generating an overall analysis model by setting analysis conditions and boundary conditions for an overall structure model composed of a plurality of parts modeled by elements (mesh) and having element information and node information;
A collision analysis step of performing a collision analysis on the overall analysis model generated in the overall analysis model generation step and acquiring analysis data for each element and / or for each node;
The collision is applied to the structure evaluation model having the same shape as the whole structure model in the whole analysis model generation step, and element information and node information associated with element information and / or node information of the whole structure model. An analysis data mapping step for mapping (mapping) the analysis data acquired in the analysis step;
In the analysis data mapping step, elements and / or nodes whose analysis data mapped to the structure evaluation model are equal to or greater than a predetermined threshold are extracted, and a collision analysis is performed based on the extracted elements and / or nodes. A structure partial model generation step for generating a structure partial model as a target of
A partial analysis model generation step for generating a partial analysis model by setting analysis conditions and boundary conditions corresponding to the collision analysis in the collision analysis step to the structure partial model generated in the structure partial model generation step; A method for generating a partial analysis model of a structure characterized by comprising.
前記構造体部分モデル生成ステップは、前記抽出した要素及び/又は節点を有する部品全体により構成された構造体部分モデルを生成することを特徴とする請求項4記載の構造体の部分解析モデル生成方法。   5. The partial analysis model generation method for a structure according to claim 4, wherein the structure partial model generation step generates a structure partial model composed of the whole part having the extracted elements and / or nodes. . 前記構造体部分モデル生成ステップは、前記抽出した要素及び/又は節点から成る領域を設定し、該領域の境界を補間して構造体部分モデルを生成し、
前記部分解析モデル生成ステップは、前記構造体部分モデル生成手段で生成された構造体部分モデルに、前記衝突解析手段による衝突解析に対応した解析条件を設定し、かつ、前記補間された境界に境界条件を設定することにより部分解析モデルを生成することを特徴とする請求項4記載の構造体の部分解析モデル生成方法。
The structure partial model generation step sets a region composed of the extracted elements and / or nodes, generates a structure partial model by interpolating the boundary of the region,
In the partial analysis model generation step, an analysis condition corresponding to a collision analysis by the collision analysis unit is set in the structure partial model generated by the structure partial model generation unit, and a boundary is set on the interpolated boundary. 5. The partial analysis model generation method for a structure according to claim 4, wherein the partial analysis model is generated by setting conditions.
請求項4乃至6のいずれか一項に記載の構造体の部分解析モデル生成方法により生成された部分解析モデルを用いて構造体の衝突解析をコンピュータにより行うものであって、
前記部分解析モデルに設定された解析条件を変更して衝突解析を行うことを特徴とする構造体の衝突解析方法。
A structure collision analysis is performed by a computer using the partial analysis model generated by the structure partial analysis model generation method according to any one of claims 4 to 6,
A collision analysis method for a structure, wherein a collision analysis is performed by changing an analysis condition set in the partial analysis model.
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JP2023176563A (en) * 2022-05-31 2023-12-13 Biprogy株式会社 Computer program, information processing method, and information processing device
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JP4791133B2 (en) * 2005-10-14 2011-10-12 富士通株式会社 Simulation system
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KR101454140B1 (en) * 2009-08-04 2014-10-22 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤 Method for evaluating collision performance of vehicle member, and member collision test device used for same
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