JP5760076B2 - 解析モデル情報引き渡し装置及び解析モデル情報引き渡しプログラム - Google Patents

Description

本発明は、設計用３次元ＣＡＤモデルを解析モデル化するときに、解析者へ必要情報を引き渡す解析モデル情報引き渡し装置及び解析モデル情報引き渡しプログラムに関する。

３次元ＣＡＤなどで作成した設計データから、ＣＡＥ解析に必要なメッシュデータや形状簡略化データを自動的に作成すると、モデル作成時間および解析時間の短縮に繋がる。解析用データの作成においては、設計者と解析専任者が業務を分担する場合もあり、そのような場合には、解析専任者の数値解析が設計者の意図に沿った解析であることが求められる。しかしながら、解析に使用する解析モデルについて、解析専任者が設計者の意図を汲み取らずに解析モデルを作成し、解析専任者から設計者へのモデル化方法の再確認作業が発生したり、解析作業における失敗や手戻りが発生し、解析に多大な時間を費やすこともあった。

解析モデルを作成して実際の作業時間を短縮する例が、特許文献１に記載されている。この公報に記載の解析モデル生成装置では、ＣＡＤデータが第１の部品と第２の部品についてのデータを有している。そして、溶接ビードを作成する箇所を溶接ビード検索部で検索し、第１の部品と第２の部品がなす角度と、面間角度閾値データとを比較して隙間を隙間チェック部がチェックする。このチェック結果に基づいて、仮想形状作成部が隙間に仮想形状を作成し、溶接ビードの脚長データに基づいて、仮想形状に溶接ビードを溶接ビード作成部が作成している。このように溶接作業を分析したら、作成した溶接ビードを含むＣＡＤデータをＣＡＤデータ保存部に保存している。

また特許文献２では、設計者が過去に使用したモデルを流用する際に、流用するモデルに使用された基本形状の適用、不適用の判断を容易にするために、設計支援プログラムが、基本形状データを抽出する基本形状抽出部と、ノウハウデータを抽出するノウハウ抽出部と、モデルデータとノウハウデータとを関連付ける関連度設定部とを有している。これにより、設計者が過去のモデルを流用する場合、個々のモデルに関するノウハウが容易に知られ、流用するモデルに使用された基本形状の適用、不適用の判断が容易になる、というものである。

特開２０１０-２６２５４９号公報 特開２０１０-０８６４７６号公報

上記特許文献１に記載の解析モデルを作成する方法では、ＣＡＤデータに対して、第１の部品と第２の部品が接している箇所を溶接対象箇所として、それら第１、第２部品の接合部を自動検索し、共有面を構成する線をユーザへ提示して、溶接情報を追加している。この特許文献１に記載のものでは、解析者と設計者が異なると、設計者が意図しない溶接情報を追加して、誤った解析モデルを作成するおそれがある。例えば、解析モデルを作成する際に、設計者と異なる解析者は、設計検討で必要となる現象や内容確認をせずに、自己の判断で解析モデルを作成することがある。そして、解析を実行した後で設計者の意図を知った場合には、解析モデルを修正する手直しが必要となる。

また上記特許文献２に記載の設計支援装置では、設計者が過去に使用されたモデルを流用する際に、流用するモデルに使用された基本形状の適用、不適用を、モデルとノウハウデータを関連づけて実行しているが、ノウハウデータについては過去の形状に基づくものであり、新たな形状に対するノウハウについてまでは、十分に考慮されていない。そのため、過去にない形状の場合には解析モデル作成の指針が得られにくい。

本発明は上記従来技術の不具合に鑑みなされたものであり、その目的は、設計者と解析者が異なる場合であっても、解析モデルを迅速に作成できるようにすることにある。本発明の他の目的は、設計者と解析者が異なる場合に、解析モデル作成におけるミスの発生を低減することにある。

上記目的を達成する本発明の特徴は、設計者および設計者とは異なる解析専任者に共用される装置であって、ＣＡＤデータベースに記憶されたＣＡＤデータから暫定的な３次元ＣＡＤモデルを作成し、この作成された３次元ＣＡＤモデルを修正したのち数値モデルを作成して数値解析に供する解析モデル情報引渡し装置において、ＣＡＤデータベースに記憶されたＣＡＤデータを読込み３次元ＣＡＤモデルを作成するＣＡＤデータ読込部と、前記ＣＡＤデータを構成する各要素から少なくとも穴、フィレット、隙間、面取りのいずれかの特徴からなる形状特徴および／または前記設計者が前記ＣＡＤモデルに予め付与した少なくとも穴、フィレット、隙間、面取りのいずれかの特徴からなるフィーチャ名を検索しＣＡＤ特徴形状データベースに格納する形状検索部と、前記形状検索部の検索結果を解析モデル化手法データベースに予め格納された形状作成ルールと照合し入出力装置から前記設計者に提示するよう指示する問合せ部と、前記問合せ部からの問合せに対する前記設計者の対話的入力に基づいて前記３次元ＣＡＤモデルを修正し、対話的に応答した情報が埋め込まれた３次元ＣＡＤモデルにおける修正箇所を強調表示するよう入出力装置に指示する入力結果表示部と、前記３次元ＣＡＤモデルから解析ソフトウェアを用いてメッシュが形成された解析モデルを作成するモデル変換部と、前記解析モデル上に前記３次元ＣＡＤモデルにおける対話的に応答した情報が埋め込まれた修正箇所を強調表示して前記解析専任者に表示するよう前記入出力装置に指示するモデル化箇所表示部と、このモデル化箇所表示部で表示された解析モデルの修正箇所をさらに前記解析専任者が対話的に修正可能とする形状処理部とを備えることにある。

そしてこの特徴において、前記形状検索部と前記形状処理部とは、異なるサーバに備えられてもよく、前記ＣＡＤデータまたは３次元ＣＡＤモデルが形状特徴を記述した名称を有する場合に、その名称を抽出し前記ＣＡＤ特徴形状データベースに登録する名称検索部を備えることが望ましい。

また、上記特徴において、前記入力結果表示部は、さらに前記解析モデル化手法データベースに格納されている形状作成ルールが対話的に修正されたら、修正された形状作成ルールを当該３次元ＣＡＤモデル名とともに前記解析モデル化手法データベースに登録することが望ましい。

上記目的を達成する本発明の他の特徴は、設計者および設計者とは異なる解析専任者に共用されるプログラムであって、ＣＡＤデータベースに記憶されたＣＡＤデータから暫定的な３次元ＣＡＤモデルを作成し、この作成された３次元ＣＡＤモデルを修正したのち数値モデルを作成して数値解析に供する解析モデル情報引渡しプログラムにおいて、ＣＡＤデータベースに記憶されたＣＡＤデータを読込み３次元ＣＡＤモデルを作成するＣＡＤデータ読込部と、前記ＣＡＤデータを構成する各要素から少なくとも穴、フィレット、隙間、面取りのいずれかの特徴からなる形状特徴および／または前記設計者が前記ＣＡＤモデルに予め付与した少なくとも穴、フィレット、隙間、面取りのいずれかの特徴からなるフィーチャ名を検索しＣＡＤ特徴形状データベースに格納する形状検索部と、前記形状検索部の検索結果を解析モデル化手法データベースに予め格納された形状作成ルールと照合し入出力装置から前記設計者に提示するよう指示する問合せ部と、前記問合せ部からの問合せに対する前記設計者の対話的入力に基づいて前記３次元ＣＡＤモデルを修正し、対話的に応答した情報が埋め込まれた３次元ＣＡＤモデルにおける修正箇所を強調表示するよう入出力装置に指示する入力結果表示部と、前記３次元ＣＡＤモデルから解析ソフトウェアを用いてメッシュが形成された解析モデルを作成するモデル変換部と、前記解析モデル上に前記３次元ＣＡＤモデルにおける対話的に応答した情報が埋め込まれた箇所を強調表示して前記解析専任者に表示するよう前記入出力装置に指示するモデル化箇所表示部と、このモデル化箇所表示部で指示された解析モデルの修正箇所をさらに前記解析専任者が対話的に修正可能とする形状処理部として機能させるものである。

そしてこの特徴において、前記ＣＡＤデータ読込部と、前記形状検索部と、前記入力結果表示部とは１個のプログラムであって一のサーバに格納され、前記モデル変換部と、前記モデル化箇所表示部と、前記形状処理部とを１個のプログラムであって他のサーバに格納されていてもよい。

本発明によれば、共通のサーバまたはプログラムを介して設計者のノウハウを解析者に伝達できるので、設計者と解析者が異なっていても、設計者の意図に沿った解析モデルが作成され、解析モデル作成の修正や手戻りを削減でき、解析モデルを迅速に作成できる。また、設計者と解析者が異なる場合に、設計者の意図に沿った解析モデルを作成するので、解析モデル作成におけるミスの発生を低減できる。

図１は、本発明に係る解析モデル情報引渡し装置を含む設計支援システムの模式図である。 図２は、本発明に係る解析モデル情報引渡し装置の一実施例のブロック図である。 図３は、図２に示した解析モデル情報引渡し装置の動作フローチャートである。 図４は、図２に示した解析モデル情報引渡し装置の具体的な動作フローチャートである。 図５は、図２に示したＣＡＤ特徴形状データベースの内容を説明する図である。 図６は、図２に示した解析モデル化手法データベースの内容を説明する図である。 図７は、図３に示した操作フローで使用する操作画面の一例を示す図である。 図８は、図３に示した操作フローで使用する操作画面の一例を示す図である。 図９は、図３に示した操作フローで使用する操作画面の一例を示す図である。 図１０は、図３に示した操作フローで使用する操作画面の一例を示す図である。 図１１は、図３に示した操作フローで使用する操作画面の一例を示す図である。 図１２は、図３に示した操作フローで使用する操作画面の一例を示す図である。 図１３は、図３に示した操作フローで使用する操作画面の一例を示す図である。 図１４は、図３に示した操作フローで使用する操作画面の一例を示す図である。 図１５は、図３に示した操作フローで使用する操作画面の一例を示す図である。 図１６は、図３に示した操作フローで使用する操作画面の一例を示す図である。 図１７は、図３に示した操作フローで使用する操作画面の一例を示す図である。

以下、本発明に係る解析モデル情報引き渡し装置の実施例を、図面を用いて説明する。図１は、解析モデル情報引き渡し装置を含む設計支援システム５０の模式図である。形状モデルを作成する設計者と、この形状モデルから解析モデルを作成し、解析を実行する解析専任者とがそれぞれ別個のサーバ３０、４０を使用し、ネットワーク(通信回線)を介して、大容量の記憶装置１４０に記憶されたデータベースを共用する。

設計者が使用するサーバ３０には３次元ＣＡＤソフトウェアが格納されておりＣＡＤモデル作成部１２０を構成する。解析専任者が使用するサーバ４０には解析ソフトウェアが格納されており、解析ＣＡＤモデル読込部１３０を構成する。各サーバ３０、４０は、入出力装置１００を有しており、入力手段としてキーボードおよびマウス、入出力手段としてディスプレイを備える。ネットワークとしては、ＬＡＮやインターネットを使用する。記憶装置１４０には、設計対象部品の幾何学的形状であるＣＡＤデータが格納されているＣＡＤデータベース１１０、および詳細を後述するＣＡＤ特徴形状データベース１１１、解析モデル化手法データベース１１２が記憶されている。

図２に、図１に示した設計支援システム５０が備える解析モデル情報引渡し装置１６０についての一実施例を、ブロック図で示す。解析モデル情報引渡し装置１６０は、部品を設計する設計者と、この設計者が作成したＣＡＤモデルに基づいて、数値解析をする解析専任者とが共用する装置であり、設計者が設計に使用した後に解析者が解析に使用する場合も、また、設計者と解析者が相互にインタラクティブ的に使用する場合もある。

解析モデル情報引渡し装置１６０は通常はソフトウェアプログラムであり、演算装置である１台または複数台のコンピュータ１５０に搭載されている。コンピュータ１５０には、図１に示した入出力装置１００が付設される。また、コンピュータ１５０にはネットワーク６０を介して、もしくは直接的に大規模な記憶装置１４０が付設されている。記憶装置１４０には、上述したように、ＣＡＤデータベース１１０およびＣＡＤ特徴形状データベース１１１、解析モデル化手法データベース１１２が記憶されている。

演算装置１５０は、大別して、ＣＡＤモデル作成部１２０と、解析ＣＡＤモデル読み込み部１３０と、これらＣＡＤモデル作成部１２０と解析モデル読み込み部１３０間に介在するモデル変換部１０７とから構成される。なお、本実施例では説明を省いたが、その他に実際の解析、例えば応力解析や流れ解析をするための解析手段等は、当然演算装置１５０に含まれる。

ＣＡＤモデル作成部１２０は、ＣＡＤデータ読込部１０１および形状検索部１０２、名称検索部１０３、問合せ部１０４、回答入力部１０５、入力結果表示部１０６とを備えている。ＣＡＤデータ読込部１０１は、記憶装置１４０に記憶されたＣＡＤデータベース１１０からＣＡＤデータを入力データとして読み込み、暫定的な３次元ＣＡＤモデルを作成する。形状検索部１０２は、読み込んだＣＡＤデータに対して、隙間や穴といった特徴的な形状を検索する。ここで、形状検索部１０２は、特徴的な形状として隙間を探す場合にはＣＡＤデータ中の面と面の距離に基づいて、特徴的な形状として穴形状を探す場合には、ＣＡＤデータ中の円筒面や円弧を構成する線情報に基づいて、ＣＡＤ特徴形状データベース１１１を検索する。

読み込まれたＣＡＤデータに、フィーチャ名についてのラベルが付されているとのフラグが立っていて、何らかのフィーチャをＣＡＤデータが有するときは、名称検索部１０３が、複雑かつ細密なＣＡＤモデルのゆえに、形状検索部１０２の検索条件では検索が困難な形状を抽出する。このような形状は、部品名・フィーチャ名(図５(ｃ)参照)のラベル情報として、ＣＡＤ特徴形状データベース１１１中のデータにも付与する。

形状検索部１０２および名称検索部１０３で読み込んだＣＡＤデータを検索した結果は、ＣＡＤ特徴形状データベース１１１に登録され、出力一覧表として出力される。この出力一覧中の各データと解析モデル化手法データベース１１２に予め格納されている判定条件とを比較する。比較により設計条件を満足する場合には、ＣＡＤモデル作成部１２０が有する問合せ部１０４が、設計者(この解析モデル情報引渡し装置１６０の使用者)へ解析条件等を考慮した判定を問合せる。

解析モデル情報引渡し装置１６０の現状の使用者である設計者は、対話型入力形式で、ＣＡＤモデル作成部１２０が有する回答入力部１０５から、問合せ部１０４からの問合せ内容に対し回答を入力する。

例えば、ＣＡＤモデルの特徴的な形状として隙間を探す場合に、ＣＡＤデータ中の面と面の距離が判定条件の閾値以下となり、隙間であると形状検索部１０２が判断すると、入出力装置１００が備えるディスプレイ上の操作画面中で、ＣＡＤデータから作成した３次元ＣＡＤモデル中の判断箇所に、問合せ画面が提示される。また、判断箇所が強調表示される。そこで、使用者である設計者は、対応箇所が隙間であるかないかを対話型形式で入力する。

ＣＡＤデータ中の円筒面や円弧の情報から、形状検索部１０２が穴形状と判断した場合には、問合せ部１０４は解析モデル化する上で穴として再現する必要の有無を、対話型形式で入力させる。回答入力部１０５から回答された入力結果は、ＣＡＤモデル作成部１２０が有する入力結果表示部１０６を介して、入出力装置１００が有するディスプレイに表示される３次元ＣＡＤモデルに反映される。そのとき、３次元ＣＡＤモデルの対応箇所が、最小範囲だけ強調表示される。

回答入力部１０５を介して入力された情報は、新たなＣＡＤモデルデータとしてＣＡＤモデルを更新する。ＣＡＤモデル作成部１２０で３次元ＣＡＤモデルが更新され、最終的な３次元ＣＡＤモデルが決定すると、演算装置１５０に備えられたモデル変換部１０７が、３次元ＣＡＤモデルを解析ＣＡＤモデルに変換する。

モデル変換部１０７が３次元ＣＡＤモデルを変換して得られた解析ＣＡＤモデルは、解析ＣＡＤモデル読込部１３０が備える解析モデル化箇所表示部１０８を介して、入出力装置１００が有するディスプレイ上の操作画面に表示される。その際、ＣＡＤデータベース１１０から引き出したＣＡＤモデルを更新または修正した箇所に対応する、解析ＣＡＤモデルの部分が、最小範囲だけ強調表示される。

これにより、設計者の意図した解析モデル化手法が、対話型で解析モデル情報引渡し装置１６０に入力されて、次に解析モデル情報引渡し装置１６０を使用する解析専任者に引き渡される。解析専任者は引き渡された情報を確認しながら、解析ＣＡＤモデル読込部１３０が有する形状処理部１０９による解析モデル化を実行する。

このように構成した解析モデル情報引渡し装置１６０における具体的な動作を、図３及び図４を用いて説明する。図３は、図２に示した解析モデル情報引渡し装置１６０の動作を示すフローチャートであり、図４は、さらに具体的な事例で解析モデル情報引渡し装置１６０の動作を示したフローチャートである。

図３では、ＣＡＤデータベース１１０に記憶されたＣＡＤデータから３次元ＣＡＤモデルを作成し、作成した３次元ＣＡＤモデルに対し解析モデルを作成する前までのモデル変換を行い解析モデル化する箇所を表示するまでのフローを、解析モデル化手法の適用を前提に実行する様子を示している。解析モデル化手法を適用する箇所を検索し、検索した箇所に解析モデル化手法を設定している。解析モデル化手法を設定した箇所は、解析モデル化箇所表示部１０８を介して入出力装置１００で強調表示される。

ＣＡＤデータベース１１０からＣＡＤデータ読込部１０１がＣＡＤデータを入力データとして読み込み、暫定的な３次元ＣＡＤモデルが形成される(ステップＳ２０１)。読み込んだＣＡＤデータまたは３次元ＣＡＤモデルを構成する各部の形状について、ラベルが付されているか否かを解析モデル情報引渡し装置１６０が、ステップＳ２０２で判断する。解析対象のＣＡＤデータにラベルが付されていることが判明している場合には、読み込んだＣＡＤデータまたは３次元ＣＡＤモデルについて、ラベル情報によるフィーチャ検索を名称検索２０３で実行する (ステップＳ２０３)。

解析対象のＣＡＤデータのどの部分の形状にもラベルが付されていないことがステップＳ２０２で判明しているときには、読み込んだＣＡＤデータまたは３次元ＣＡＤモデルについて、ＣＡＤデータに含まれる隙間とか穴とかの形状の特徴を、形状検索部１０２が検索する（ステップＳ２０４)。

ステップＳ２０３およびステップＳ２０４の検索結果は、ＣＡＤ特徴形状データベース１１１に格納される。図５(ｃ)では記載を省略したが、形状特徴だけではなく、フィーチャもこのＣＡＤ特徴形状データベース１１１に格納される。なお図３では記載を省略しているが、設計者はこの検索結果に基づいて、解析モデル化に関する指針をＣＡＤ特徴形状データベース１１１の解析モデル化欄(図５(ｃ)参照)へ入力する。次に、解析モデル化手法データベース１１２に予め格納された判定条件と、上記両検索結果（Ｓ２０３、Ｓ０４）とが比較され、その比較結果はＣＡＤ特徴データベース１１１に反映される（ステップＳ２０５）(図３では図示を省略)。

ＣＡＤ特徴形状データベース１１１に入力された設計指針および解析モデル化手法データベース１１２の判定条件を満たせば、入出力装置１００のディスプレイに各特徴部が表示される。それとともに、各特徴部について、解析モデル化手法問合せ部１０４が、解析の種類等に応じて変化する問い合わせ内容を表示する(ステップＳ２０６)。

入出力装置１００に表示された問合せ内容に対し、ユーザである設計者は、対話的に回答を入力する。(ステップＳ２０７)。回答結果は、解析モデル化手法データベース１１２の図示しない回答欄に入力される。それとともに、入出力装置１００の３次元ＣＡＤモデル画面上に、入力結果として強調表示される(ステップＳ２０８)。上記ステップＳ２０１〜ステップＳ２０８は、ＣＡＤモデル作成部１２０で主として実行される(ステップＡ)。

ステップＳ２０７の回答により設定された情報は、３次元ＣＡＤモデルに適用される。これを埋め込みと称する。次にステップＳ２０９において、最終的に決定した３次元ＣＡＤモデルは、解析ＣＡＤモデルに変換される。この詳細は、後述する。解析ＣＡＤモデルが得られたので、入出力装置１００の表示画面は、３次元ＣＡＤモデルから解析ＣＡＤモデルに変化する。入出力装置１００に表示された解析ＣＡＤモデルでは、上記特徴部や問合せ部分が３次元ＣＡＤモデルから引き継がれて強調表示される(ステップＳ２１０)。

次に、図４ないし図６を用いて、特徴部の抽出について説明する。図４は、解析対象である３次元ＣＡＤモデルのＣＡＤデータに対して、隙間検索および穴検索、ラベル検索を実行する処理を示すフローチャートである。予めＣＡＤデータベース１１０に格納されたＣＡＤデータを読み込む(ステップＳ３０１)。さらに、解析モデル化手法データベース１１２に予め格納されたモデル化手法も読み込む(ステップＳ３０２)。

読み込んだＣＡＤデータに、ラベル情報が記載されている場合には、ラベルを検索する(ステップＳ３０３)。ラベルの内容であるフィーチャについて、全てのフィーチャ名で読み込んだＣＡＤデータを検索する(ステップＳ３０４)。つまり、フィーチャ名１があるか否か、次いでフィーチャ名２があるか否か、…を検索する。その際、該当するフィーチャ名か否かの判定は、解析モデル化手法データベース１１２に予め格納された判定条件を用いて判定する。抽出されたフィーチャ名については、フィーチャ名間の関係に基づいて、問合せ内容を決定する。なお、検索により抽出されたデータは、ＣＡＤ特徴形状データベース１１１に登録及び保管される(ステップＳ３０５)とともに、強調表示される箇所として設定される（ステップＳ３０６）。

次に、読み込んだＣＡＤデータがラベル情報を有していないときは、特徴形状に基づいて検索する。例えば、特徴が隙間の場合には、面と面の距離を計算し、解析モデル化手法データベース１１２に登録されている隙間距離の判定条件と比較して隙間検索を実行する(ステップＳ３０７)。例えば、図５(ａ)に示す２つの部品、部品１（４０１）と部品２（４０６）が近接して配置されているとき、部品１（４０１）を構成する１０個の面４０１ａ〜４０１ｋ、部品２（４０６）を構成する６個の面４０６ａ〜４０６ｆのそれぞれに付された固有の番号(これを面ＩＤと称す)を検索する(ステップＳ３０８)。次いでこの面ＩＤに基づいて、各面４０１ａ〜４０１ｋと面４０６ａ〜４０６ｆ間の距離(面間の中心距離)ｄを求める(ステップＳ３０９)。

部品１の面４０１ａ〜４０１ｋと部品２の面４０６ａ〜４０６ｆ間の距離ｄを求める際には、部品１（４０１）を構成する面ＩＤを面１（４０１ａ）から順番に辿り、各面ＩＤ４０１ａ〜４０１ｋについて、相手部品２の面４０６ａ〜４０６ｆとの距離ｄ、および相手部品２に対する法線ベクトルを求める。つまり、部品１（４０１）と部品２（４０６）の断面図である図５（ａ）の中央の図において、部品１（４０１）の面４０１ｅと部品２（４０６）の面４０６ａの法線ベクトル４０９、４１０を求める。それとともに、面４０１ｅと面４０６ａとの距離ｄを算出する。面４０１ｅと面４０６ａの距離が判定条件の閾値以下、あるいは２つの法線ベクトル４０９、４１０の成す角度が１８０度に近い場合には、この箇所を隙間と判定する。

求めた各面間の中心距離の値と解析モデル化手法データベース１１２の判定条件とを比較する。すなわち、面間の距離ｄが０．５ｍｍ以上あるか否かを比較する。次いで、面の中心間距離が０．５ｍｍ以上のときには、上記判定条件に基づいて、「隙間」として問い合わせるか否かを決定する。「隙間」として問い合わせる場合には、「隙間」情報をＣＡＤ特徴形状データベース１１１に登録及び保管する(ステップＳ３１０)。それとともに、強調表示される箇所を設定する(ステップＳ３１１）。

ここで、ＣＡＤ特徴形状データベース１１１には、ＣＡＤデータに含まれる特徴形状が表形式で保存されている。図５（ｃ）に示すように、表の横軸に、番号欄４１６および形状特徴種類欄４１７、パラメータ欄４１８、形状特徴名称欄４１９、モデル形状４２０欄、解析モデル化欄４２３等が設けられている。これら各項目欄４１６〜４２２、４２３に、特徴形状のパラメータが保存されている。特徴が隙間の場合には、第１行４２１に、「隙間」、その隙間距離としての「ｄ＝０．０２」、「締結距離」、構成部品情報としての「部品１、部品２」が格納されている。解析モデル化欄４２３には、解析モデルを作成する際に、隙間をそのまま保持するか否かの情報として、対話的に入力された「保持」が格納されている。

特徴形状が穴の場合には、穴検索を実行する(ステップＳ３１２)。この場合、穴を構成する円筒面や穴の周縁となる円弧を構成する線情報に基づいて、モデル化手法の判定条件と比較して検索する。例えば、図５(ｂ)のように部品３（４１２）に、半径ｒ、深さｈの貫通穴４１３が形成されているときに、部品３(４１２)を構成する６個の側面と１個の円筒面４１４について、面ＩＤを検索する(ステップＳ３１３)。そして、それらの面が円筒面であるか否かを判定する。

円筒面と判定された面４１４について、円筒面４１４を構成する線情報から半径３１４をｒとして抽出し(ステップＳ３１４)、深さ３１５をｈとして抽出する(ステップＳ３１５)。さらに、モデル化手法の判定条件と比較して問合せ内容を決定する。例えば、半径ｒがｒ＜５、深さｈがｈ＜７という条件を満足するか否かを調べる。半径及び深さのいずれもこの条件を満足するときは、さらに上記判定条件から穴と判断して問合せを実行するか否かを決定する。穴として問い合わせる場合には、隙間情報をＣＡＤ特徴形状データベース１１１に登録及び保管する(ステップＳ３１６)。それとともに、強調表示される箇所を設定する(ステップＳ３１７）。

ここで、図５(ｃ)に示したＣＡＤ特徴形状データベース１１１では、第２行目のデータ４２２に形状特徴として穴の情報が格納されている。すなわち、形状特徴種類の欄４１７には「穴」が、パラメータ４１８の欄には半径ｒと深さｈとして「ｒ＝５、ｈ＝２」が、形状特徴名称欄４１９には「ボルト穴」が、モデル形状欄４２０には構成部品情報として「部品３」をそれぞれ格納する。解析モデル化欄４２３には、穴を「削除」するというモデル化に関する情報を保存し、解析モデルを作成する際に利用できるようにする。

上記検索を実行して、問合せた事項に対する回答の内容は、入出力装置１００の操作画面上で強調表示される(ステップＳ３１８)。これにより、３次元ＣＡＤモデルから解析ＣＡＤモデルへのモデル変換が可能になり、モデル変換される(ステップＳ３１９)。次いで、解析ＣＡＤモデルの操作画面上でも、３次元ＣＡＤモデル画面上でと同様に、問合せ結果が強調表示される(ステップＳ３２０)。これにより、設計者の意図が解析ＣＡＤモデルに反映され、解析専任者の画面に引き渡される。なお、解析モデル化に関する情報は上述のように、解析モデル化をどのように行うか問合せた後、モデル化内容として格納される。ＣＡＤ特徴形状データベース１１１に保存する表を、ＣＡＤデータと繋げて保存し、解析モデル作成時に参照するようにしてもよい。

図６を用いて、解析モデル化手法について説明する。図６は、解析モデル化手法データベース１１２の内容の一例を示す図である。解析モデル化手法データベース１１２には、解析モデルを作成する上で、特徴形状をどのようにモデル化するのかを解析専任者に対話型で問合せるための判定条件が格納されている。解析モデル化手法データベース１１２に格納されている表の横軸には、形状特徴種類・フィーチャ名欄５０２、パラメータ欄５０３、解析目的欄５０４、判定条件欄５０５、問合せ内容欄５０６が設けられている。

ＣＡＤデータから抽出した特徴形状に対して、ＣＡＤ特徴形状データベース１１１に格納されている特徴形状のパラメータ情報４１８について、解析モデル化手法データベース１１２が備える特徴形状の判定条件を満たしているか否かを解析モデル情報引渡し装置１６０が調べる。

つまり、ＣＡＤ特徴形状データベース１１１を使用して、ＣＡＤデータまたは３次元ＣＡＤモデルの抽出した特徴形状それぞれについて、ＣＡＤ特徴形状データベース１１１の番号欄４１６に記載の順に、解析モデル化手法データベース１１２に登録されている手法を満たしているかどうかを辿る。判定条件を満たしていれば、問い合わせ情報を入出力装置１００の操作画面に表示する。

例えば、形状特徴種類フィーチャ名欄５０２の第１行目のデータ欄５０７に「穴」と記載されている場合には、パラメータ欄５０８に「穴径ｒ、深さｈ」と記載されていて、穴径ｒ及び深さｈが所定条件を満たすか否か判定することが求められている。この所定条件とは、判定条件欄５１０に記載された「ｒ＜７、ｈ＜５」ｍｍであることから、穴径ｒ、深さｈがこの判定条件５１０以下、すなわち、ｒ＜７ｍｍ、ｈ＜５ｍｍであれば、問い合わせ内容欄５０９に記載された「穴を削除しますか？」を、解析専任者に対話型で問い合わせるために入出力装置１００の操作画面に表示させることになる。本実施例では、ＣＡＤ特徴形状データベース１１１の第２行目の番号欄が「２」に穴に関する情報が登録されており、穴径が５ｍｍ、高さが２ｍｍであるから、解析モデル化情報の穴に関するモデル化手法の判定条件５１０を満たしており、「穴は削除しますか？」のメッセージ５０９が操作画面に表示される。

以下、入出力装置が備えるディスプレイに表示される操作画面に基づいて、本発明のさらに具体的な処理方法を説明する。図７は第１操作画面６００の表示例である。第１操作画面６００は、３次元ＣＡＤ図面や解析ＣＡＤ図面が表示される右側の形状表示欄６２０と、この３次元ＣＡＤ図面の元になった解析対象部品が備える構成部材や特徴が示される部品名及び特徴欄６１０とから構成される。

この第１操作画面６００は、３次元ＣＡＤデータに対して、特徴形状及びフィーチャ名の情報から、特徴となる形状やフィーチャ名を検索する操作画面である。部品名及び特徴欄６１０には、３次元ＣＡＤ画面６２０を構成する部品１（６０２）と部品１のフィーチャ名である穴１（６０３）、および部品２（６０４）がツリー図的に表示されている。

一方、形状表示欄６２０には、部品１（６０５）と部品２(６０８)の３次元ＣＡＤのための図が表示されている。本実施例では、部品１（６０５）はコの字型の２次元形状部材であり、部品２（６０８）は直方体状の部品であるので、ともに正面図のみ表示されている。部品１（６０５）は、突起形状部６０６と穴形状部６０７とを有している。また、部品１（６０５）と部品２（６０８）の相対位置は、実際の配置と同様に表示されている。

このＣＡＤ図面６２０の他に、操作メニュー画面６３０が表示されている。操作メニュー画面６３０は、検索ボタン６３１および問合せ表示ボタン６３２、解析モデル変換ボタン６３３を有している。この解析モデル情報引渡し装置１６０のユーザである設計者が、操作メニュー画面６０９の検索ボタン６３１をクリックすると、検索ボタン６３１が強調表示される(図７の状態)。

解析モデル情報引渡し装置１６０は、上述したステップＳ２０４に従い、特徴形状及びフィーチャ名の情報から特徴となる形状を選び出し、ＣＡＤ特徴形状データベース１１１に格納された情報を、解析モデル化手法データベース１１２のルールと比較しながら、ＣＡＤデータまたは３次元ＣＡＤモデルの特徴を抽出する。抽出された結果は、強調表示される。ステップＳ２０５の処理が済んだので、第１操作画面６００において、操作メニュー画面６３０の問合せ表示ボタン６３２をユーザである設計者がクリックする。この状態を図８に示す。図８に示すように、問合せ表示ボタン６３２が強調表示される。

なお、図８においては、部品１（６０５）の突起形状部６０６と部品２（６０８）の形状から隙間７０１と判定された部分について、対象箇所の最小範囲だけが強調表示される。また、部品１（６０５）の形状特徴である穴形状部から、あるいは部品１（６０５）のフィーチャ名の情報である穴１（６０３）から穴７０２が判定され、隙間７０１同様に強調表示される。

問合せ表示ボタン６３２が押されたので、解析モデル情報引渡し装置１６０は入出力装置１００の第１操作画面６００上に、操作メニュー画面６３０に代えて「隙間を埋めますか？」と記載された問合せ画面８００を表示させる。問合せ画面８００には、ユーザの応答用に、Ｙｅｓボタン８０２とＮｏボタン８０３が設けられている。ユーザの応答前の第１操作画面６００の状態を図９に示す。

「隙間を埋めますか？」と記載された問合せ画面８００が表示されるのは、上記ステップＳ２０５において隙間と判定された部分に対してである。つまり、問合せ画面８００は、問い合わせ内容に応じて質問が変化する。問い合わせ内容は、ＣＡＤ特徴形状データベース１１１に登録された情報と解析モデル化手法データベース１１２をステップＳ２０４で検索するときに、作成される。

ユーザである設計者が、問合せ画面８００に記載された問合せ内容に対してＹｅｓボタン８０２を押すと、解析モデル化するための解析モデル化要否の情報が、ＣＡＤ特徴形状データベース１１１に保存される。これとは逆に、設計者がＮｏボタン８０３を押すと、隙間と判定される。判定された箇所は、強調表示される(ステップＳ３１８参照)。隙間を埋めるか否かは、解析モデルに変換後に解析専任者が決定する。

図１０及び図１１に、ＣＡＤデータにおける特徴点を明示するために、マウスポインタ８２０を第１操作画面８００中に表示する例を示す。図１０は図８に対応する図であり、図８では問合せ表示ボタン６３２をクリックした後を示しているが、この図１０ではまだ問合せボタン６３２をクリックしていない。その他は、すべて同じである。図１１は、図９に対応する図であり、マウスポインタ８２０以外は、すべて同じである。マウスのポインタ８２０を強調表示箇所に移動させることにより、対話的にユーザが問合せ箇所を選択できる。

図１２に、部品１（６０５）に形成した特徴点である穴７０２について、解析モデル情報引渡し装置１６０が処理を問い合わせる場合の第１操作画面６００を示す。問合せ画面８１０の文言は「穴を削除しますか？」に変化しているが、その他は隙間７０１の場合と同様である。この問合せ画面８１０にもユーザの応答用にＹｅｓボタン８１２とＮｏボタン８１３が設けられている。なお、操作メニュー画面６３０も第１操作画面６００上に表示されている。ユーザである設計者が、問合せ内容に対してＹｅｓボタン８１２をクリックすると、解析モデル化手法の情報が追加され、設計者がＮｏボタン８１３をクリックすると穴を解析モデルで再現すると判定される。判定された箇所は、強調表示される。

ステップＳ２０８により３次元ＣＡＤモデルの作成が完了したので、３次元ＣＡＤモデルから、解析モデルにモデルを変換する。今解析モデルに変換するときの第１操作画面６００の例を図１３に示す。解析専任者が、操作メニュー画面６３０の解析モデル変換ボタン６３３を押すと、３次元ＣＡＤ画面から図１４に示す解析ソフトウェアが起動される第２操作画面９００に移動する。

解析ソフトウェアが起動すると、解析モデル情報引渡し装置１６０からの問合せ内容に対して対話的に応答した情報が埋め込まれた３次元ＣＡＤモデルの形状が、第２操作画面９００上に、解析モデルの輪郭として表示される。そして、この応答情報は、ＣＡＤ特徴形状データベース１１１に保存される。

３次元ＣＡＤモデルからメッシュが形成された解析モデルとするために、解析ソフトウェアを用いて、メッシュを作成する。この様子を、図１５に示す。設計者が、解析モデル情報引渡し装置１６０からの問合せ内容に対話的に応答して設定した情報は、メッシュが作成された後にも引き継がれ、どのようにモデル化されたかを確認することが可能である。上記ステップＳ２０７で、「隙間を埋めますか？」の問合せに対しＹｅｓボタン８０２をクリックして応答したので、この第２操作画面９００上では、部材１（９０５）と部材２（９０８）の隙間９１１は埋められている。また、穴９１２は「穴を削除しますか？」の問合せに対してＹｅｓボタン８１２をクリックして応答したので、この第２操作画面９００上では穴は削除される。このとき両対象箇所は強調表示される。

上記ステップＳ２０７で、「隙間を埋めますか？」の問合せに対しＮｏボタン８１３をクリックして応答し、「穴を削除しますか？」の問合せに対してＹｅｓボタン８１２をクリックして応答した場合の第２操作画面９００の例を、図１６に示す。第２操作画面９００上では、部材１（９０５）と部材２（９０８）間に、隙間９１１ａが再現されている。また、穴９１２ａは削除される。このとき、両対象箇所は強調表示される。

図１７は、解析ソフトウェアでメッシュを作成した際の操作画面の一例である。設計者がＣＡＤソフトウェアを用いて対話的に応答した情報は、メッシュを作成した後にも引き継がれ、解析モデル化手法を確認することができる。この第２操作画面９００では、「隙間は埋めますか？」の問合せ内容に対してＮＯボタン８１２で応答しているにもかかわらず、メッシュ生成時に隙間が埋まっている。このような誤った操作により、モデル化手法とメッシュ生成結果が異なる場合には、間違った箇所に対して強調表示される。

上記実施例においては、隙間や穴形状に対して解析モデル化手法を適用し、３次元ＣＡＤモデルから解析ＣＡＤモデルを作成している。その際、解析対象のモデルに固有なデータを埋め込み、解析ＣＡＤモデルの作成を支援している。そのため、解析専任者から設計者へのモデル化方法の再確認作業の発生や、解析作業における失敗や手戻りの発生を低減することができる。また、データを一元管理することが可能になることから、従来隙間や穴形状の情報を紙の図面上で指示していた場合に比べて、管理が容易になるとともに製作指示の抜けや間違いを防止できる。

さらに、上記実施例においては、形状検索や名称検索を用いて解析モデル化手法を入力する箇所を検索し、解析ＣＡＤモデル作成を支援している。同様に、過去の解析結果のノウハウを用いて類似部品を対象にモデル化を支援したり、過去の解析結果のモデルで使用されている材料名を用いて類似部品を検索してモデル化を支援する方法も考えられるが、これらの方法は、解析対象が過去の解析と類似するような対象であれば有効であるが、過去に経験がない形状を解析する場合や、解析目的や解析対象が異なる場合には、適応できる場合が少なくなる。本発明では、部品の面同士の面間距離という幾何学的な特徴だけでなく、部品名やフィーチャ名といったラベル情報も検索に活用するため、過去の解析対象によって解析ＣＡＤモデルの作成支援が支配されることはない。さらに、解析目的に応じた解析モデル化手法を適応できるため、解析作業における失敗や手戻りの削減に効果的な方法である。

上記実施例でも記述した通り、解析モデル化手法の判定条件を満たす箇所の強調表示範囲を最小範囲にしたため、判定条件を満たす面全体を強調表示する場合に比べ、判定箇所がより強調して表示され、余分な箇所への付け加えや判定条件を満たす箇所が隣合う場合などの見落としを防止できる。最小範囲を表示する方法の一例としては、面間距離が近いＡ，Ｂ、２つの面があったときに、面積の狭い方の面、例えばＢ面を強調表示して、最小範囲表示とする。

上記実施例では、穴と隙間を例にとり説明したが、本発明が対象とする特徴は穴と隙間に限らず、フィレットや面取り等、製品の加工、製作に必要な処理をすべて含む。

３０、４０ サーバ
５０ 設計支援システム
６０ 通信回線(ネットワーク)
１００ 入出力装置
１０１ ＣＡＤデータ読込部
１０２ 形状検索部
１０３ 名称検索部
１０４ （解析モデル化手法）問合せ部
１０５ 回答入力部
１０６ 入力結果表示部
１０７ モデル変換部
１０８ モデル化箇所表示部
１０９ 形状処理部
１１０ ＣＡＤデータベース
１１１ ＣＡＤ特徴形状データベース
１１２ 解析モデル化手法データベース
１２０ ＣＡＤモデル作成部
１３０ 解析ＣＡＤモデル読込部
１４０ 記憶装置
１５０ 演算装置（コンピュータ）
１６０ 解析モデル情報引き渡し装置
４０１ 部品１
４０１ａ〜４０１ｋ 面
４０６ 部品２
４０６ａ〜４０６ｆ 面
４０９ 法線ベクトル
４１０ 法線ベクトル
４１２ 部品３
４１３ 円弧
４１４ 円筒面
４１６ 番号欄
４１７ 形状特徴種類欄
４１８ パラメータ欄
４１９ 形状特徴名称欄
４２０ モデル形状欄
４２１ 第１行(番号１の行)
４２２ 第２行(番号２の行)
４２３ 解析モデル化欄
５０２ 形状特徴種類フィーチャ名欄
５０３ パラメータ欄
５０４ 解析目的欄
５０５ 判定条件欄
５０６ 問合せ内容欄
５０７ データ例
５０８ データ例
５０９ データ例
５１０ データ例
６００ 第１操作画面
６０２ 部品名欄
６０３ 特徴欄
６０４ 部品名欄
６０５ 第１部品
６０６ 突起部
６０７ 穴部
６０８ 第２部品
６１０ 部品名及び特徴欄
６２０ 形状表示欄
６３０ 操作メニュー画面
６３１ 検索ボタン
６３２ 問合せ表示ボタン
６３３ 解析モデル変換ボタン
７０１ 隙間
７０２ 穴
８００ 問合せ画面
８０２ Ｙｅｓボタン
８０３ Ｎｏボタン
８１０ 問合せ画面
８１１２ Ｙｅｓボタン
８１２３ Ｎｏボタン
８２０ ポインタ
９００ 第２操作画面
９０５〜９０５ｂ 第１部品のメッシュモデル
９０８〜９０８ｂ 第２部品のメッシュモデル
９１１〜９１１ｂ 隙間部
９１２〜９１２ｂ 穴部

Claims (6)

1. 設計者および設計者とは異なる解析専任者に共用される装置であって、ＣＡＤデータベースに記憶されたＣＡＤデータから暫定的な３次元ＣＡＤモデルを作成し、この作成された３次元ＣＡＤモデルを修正したのち数値モデルを作成して数値解析に供する解析モデル情報引渡し装置において、
   ＣＡＤデータベースに記憶されたＣＡＤデータを読込み３次元ＣＡＤモデルを作成するＣＡＤデータ読込部と、前記ＣＡＤデータを構成する各要素から少なくとも穴、ＣＡＤデータ部品の角部のフィレット、ＣＡＤデータ部品間の距離を与える箇所である隙間、ＣＡＤデータ部品の角部の面取りのいずれかの特徴からなる形状特徴および／または前記設計者が前記ＣＡＤモデルに予め付与した少なくとも穴、ＣＡＤデータ部品の角部のフィレット、ＣＡＤデータ部品間の距離を与える箇所である隙間、ＣＡＤデータ部品の角部の面取りのいずれかの特徴からなるフィーチャ名を検索しＣＡＤ特徴形状データベースに格納する形状検索部と、前記形状検索部の検索結果を解析モデル化手法データベースに予め格納された形状作成ルールと照合し入出力装置から前記設計者に提示するよう指示する問合せ部と、前記問合せ部からの問合せに対する前記設計者の対話的入力に基づいて前記３次元ＣＡＤモデルを修正し、対話的に応答した情報が埋め込まれた３次元ＣＡＤモデルにおける修正箇所を強調表示するよう入出力装置に指示する入力結果表示部と、前記３次元ＣＡＤモデルから解析ソフトウェアを用いてメッシュが形成された解析モデルを作成するモデル変換部と、前記解析モデル上に前記３次元ＣＡＤモデルにおける対話的に応答した情報が埋め込まれた箇所を強調表示して前記解析専任者に表示するよう前記入出力装置に指示するモデル化箇所表示部と、このモデル化箇所表示部で表示された解析モデルの修正箇所をさらに前記解析専任者が対話的に修正可能とする形状処理部とを備えることを特徴とする解析モデル情報引渡し装置。
2. 前記形状検索部と前記形状処理部とは、異なるサーバに備えられることを特徴とする請求項１に記載の解析モデル情報引渡し装置。
3. 前記ＣＡＤデータまたは３次元ＣＡＤモデルが形状特徴を記述した名称を有する場合に、その名称を抽出し前記ＣＡＤ特徴形状データベースに登録する名称検索部を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の解析モデル情報引渡し装置。
4. 前記入力結果表示部は、さらに前記解析モデル化手法データベースに格納されている形状作成ルールが対話的に修正されたら、修正された形状作成ルールを当該３次元ＣＡＤモデル名とともに前記解析モデル化手法データベースに登録することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の解析モデル情報引渡し装置。
5. 設計者および設計者とは異なる解析専任者に共用されるプログラムであって、ＣＡＤデータベースに記憶されたＣＡＤデータから暫定的な３次元ＣＡＤモデルを作成し、この作成された３次元ＣＡＤモデルを修正したのち数値モデルを作成して数値解析に供する解析モデル情報引渡しプログラムにおいて、
   ＣＡＤデータベースに記憶されたＣＡＤデータを読込み３次元ＣＡＤモデルを作成するＣＡＤデータ読込部と、前記ＣＡＤデータを構成する各要素から少なくとも穴、ＣＡＤデータ部品の角部のフィレット、ＣＡＤデータ部品間の距離を与える箇所である隙間、ＣＡＤデータ部品の角部の面取りのいずれかの特徴からなる形状特徴および／または前記設計者が前記ＣＡＤモデルに予め付与した少なくとも穴、ＣＡＤデータ部品の角部のフィレット、ＣＡＤデータ部品間の距離を与える箇所である隙間、ＣＡＤデータ部品の角部の面取りのいずれかの特徴からなるフィーチャ名を検索しＣＡＤ特徴形状データベースに格納する形状検索部と、前記形状検索部の検索結果を解析モデル化手法データベースに予め格納された形状作成ルールと照合し入出力装置から前記設計者に提示するよう指示する問合せ部と、前記問合せ部からの問合せに対する前記設計者の対話的入力に基づいて前記３次元ＣＡＤモデルを修正し、対話的に応答した情報が埋め込まれた３次元ＣＡＤモデルにおける修正箇所を強調表示するよう入出力装置に指示する入力結果表示部と、前記３次元ＣＡＤモデルから解析ソフトウェアを用いてメッシュが形成された解析モデルを作成するモデル変換部と、前記解析モデル上に前記３次元ＣＡＤモデルにおける対話的に応答した情報が埋め込まれた修正箇所を強調表示して前記解析専任者に表示するよう前記入出力装置に指示するモデル化箇所表示部と、このモデル化箇所表示部で指示された解析モデルの修正箇所をさらに前記解析専任者が対話的に修正可能とする形状処理部として機能させることを特徴とする解析モデル情報引渡しプログラム。
6. 前記ＣＡＤデータ読込部と、前記形状検索部と、前記入力結果表示部とを１個のプログラムであって一のサーバに格納されており、前記モデル変換部と、前記モデル化箇所表示部と、前記形状処理部とが他の１個のプログラムであって他のサーバに格納されていることを特徴とする請求項５に記載の解析モデル情報引渡しプログラム。

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