[go: up one dir, main page]

JP2000222440A - System and method for optimizing component weight and computer-readable recording medium recording a program for implementing the method for optimizing component weight - Google Patents

System and method for optimizing component weight and computer-readable recording medium recording a program for implementing the method for optimizing component weight

Info

Publication number
JP2000222440A
JP2000222440A JP11020238A JP2023899A JP2000222440A JP 2000222440 A JP2000222440 A JP 2000222440A JP 11020238 A JP11020238 A JP 11020238A JP 2023899 A JP2023899 A JP 2023899A JP 2000222440 A JP2000222440 A JP 2000222440A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
analysis
component
thickness
analyzed
stress distribution
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP11020238A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shuichi Kitamura
修一 北村
Matahei Kotani
又平 小谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP11020238A priority Critical patent/JP2000222440A/en
Publication of JP2000222440A publication Critical patent/JP2000222440A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Abstract

(57)【要約】 【課題】 主として家電製品の部品の軽量設計を効率的
にすることができる部品の軽量最適化システムを提供す
る。 【解決手段】 部品の軽量最適化システム10は、解析
対象の部品の形状データを入力するための形状入力部1
2と、解析条件を定義するための解析条件定義部14
と、形状入力部12により入力された形状データ、解析
条件定義部14によって定義された解析条件および解析
途中の計算結果を格納するための格納部16と、格納部
16に格納された形状データに対して、格納部16に格
納された解析条件を満足しながら解析対象の部品の重量
が最小化されるよう動的非線形解析を行なうことによ
り、解析対象の部品の各部の板厚を決定するための板厚
最適化部20とを含む。
(57) [Summary] [PROBLEMS] To provide a component lightweight optimization system capable of efficiently designing lightweight components mainly for home electric appliances. A component weight optimization system (10) includes a shape input unit (1) for inputting shape data of a component to be analyzed.
2 and an analysis condition definition unit 14 for defining analysis conditions
And a storage unit 16 for storing the shape data input by the shape input unit 12, the analysis conditions defined by the analysis condition definition unit 14, and the calculation results during the analysis, and the shape data stored in the storage unit 16. On the other hand, by performing a dynamic nonlinear analysis so as to minimize the weight of the part to be analyzed while satisfying the analysis conditions stored in the storage unit 16, the thickness of each part of the part to be analyzed is determined. And a sheet thickness optimizing unit 20.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は家庭電化製品(以
下「家電製品」と呼ぶ。)の設計における動的(衝撃)
強度解析による板厚最適化システムに関し、特に、薄板
成形品の設計において落下衝撃をも考慮して板厚を最適
化するためのシステム、方法および当該方法を実現する
ためのプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記
録媒体に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to dynamic (shock) in the design of home electric appliances (hereinafter referred to as "home electric appliances").
The present invention relates to a thickness optimization system based on strength analysis, and in particular, a system and method for optimizing a thickness in consideration of a drop impact in the design of a thin sheet product, and a computer-readable recording program for implementing the method. It relates to a possible recording medium.

【0002】[0002]

【従来の技術】多くの家電製品は、製品の心臓部たる各
種電気回路と、それらを保護するための外部筐体からで
きている。外部筐体は、内部の電気部品などを保護する
ため、および内部の電気回路などに使用者が触れること
がないよう、十分な強度となるように設計する必要があ
る。しかし、強度を必要以上に高くすると、資源の無駄
使いである上、製品の製造原価が高くなる。
2. Description of the Related Art Many home electric appliances are composed of various electric circuits, which are the heart of the electric appliances, and an external housing for protecting them. The external housing needs to be designed to have sufficient strength to protect internal electric components and the like and prevent a user from touching the internal electric circuit and the like. However, if the strength is increased more than necessary, resources are wasted and the production cost of the product increases.

【0003】そこで、特開平5−16193号公報に記
載された「薄板形状製品の最適化設計システム」、特開
平5−38741号公報に記載された「薄板形状製品の
最適化設計データ出力装置」など、薄板形状製品の板厚
を最適化するための技術が提案されている。
[0003] Therefore, an "optimized design system for a thin plate-shaped product" described in JP-A-5-16193 and a "device for optimizing design data output of a thin-plate product" described in JP-A-5-38841. For example, techniques for optimizing the thickness of a thin product have been proposed.

【0004】これら発明では、初期設計品の各部に荷重
をかけることによって生じる静的な応力、変位などを測
定し、それらが予め設定された基準値の範囲内に入るよ
うに板厚、材料の剛性の最適化を行なっている。
In these inventions, static stress, displacement, etc., generated by applying a load to each part of an initially designed product are measured, and the thickness and material of the material are set so as to fall within predetermined reference values. The rigidity has been optimized.

【0005】また、家電製品においては、使用中の製品
の落下、輸送中の荷扱いによる製品の落下などの問題が
想定される。こうした場合にも製品が破損しないように
筐体を設計しなければならない。
[0005] Further, in the case of home electric appliances, problems such as dropping of a product during use and dropping of a product due to handling during transportation are assumed. In such a case, the housing must be designed so that the product is not damaged.

【0006】そのため従来は、製品設計において金型品
に対して落下試験を行ない、その結果を見て板厚などを
決定している。
Therefore, conventionally, a drop test is performed on a mold product in product design, and the plate thickness and the like are determined based on the results.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記した特
開平5−16193号公報や特開平5−38741号公
報に記載された発明では、静的強度(引張り、曲げ、ね
じり)のみが取り扱い可能なだけである。そのため、製
品の落下、衝撃などのような高速で起こる強度特性を考
慮に入れた最適化は行なうことができない。
However, in the inventions described in JP-A-5-16193 and JP-A-5-38841, only the static strength (tension, bending, torsion) can be handled. Only. Therefore, it is not possible to perform optimization in consideration of strength characteristics occurring at a high speed, such as dropping and impact of a product.

【0008】また、落下、衝撃について金型品を用いて
試験を行なった場合、問題が発生した場合には金型変更
の必要が生じる。そのため、製品開発に遅延が生じる可
能性がある。またそうした問題を避けようとすると必要
以上に安全を見越した過剰設計になるおそれがある。
Further, when a test is performed on a drop or impact using a mold product, if a problem occurs, it is necessary to change the mold. Therefore, there is a possibility that product development will be delayed. Attempts to avoid such problems can lead to over-designing that is unnecessarily safe.

【0009】それゆえにこの発明の目的は、従来は金型
完成後でないと検討できなかった製品落下などの動的な
強度検討を、設計初期の段階から行なうことを可能に
し、主として家電製品の筐体などの薄板成形の部品の軽
量設計を効率的にすることができる強度設計解析システ
ム、そのための方法、およびその方法を実現するための
プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体
を提供することをその目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to make it possible to conduct a dynamic strength study such as a dropping of a product, which could not be considered until after the completion of a mold, from an early stage of design. Provided is a strength design analysis system capable of efficiently designing lightweight parts of a thin plate such as a body, a method therefor, and a computer-readable recording medium recording a program for realizing the method. With that purpose.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明に
かかる部品の軽量最適化システムは、解析対象の部品の
形状データを入力するための形状入力手段と、解析条件
を定義するための解析条件定義手段と、形状入力手段に
より入力された形状データ、解析条件定義手段によって
定義された解析条件および解析途中の計算結果を格納す
るための格納手段と、格納手段に格納された形状データ
に対して、格納手段に格納された解析条件を満足しなが
ら解析対象の部品の重量が最小化されるよう動的非線形
解析を行なうことにより、解析対象の部品の各部の板厚
を決定するための最適板厚決定手段とを含む。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a component lightweight optimization system for inputting shape data of a component to be analyzed, and a shape input unit for defining analysis conditions. Analysis condition definition means, shape data input by the shape input means, storage means for storing the analysis conditions defined by the analysis condition definition means and calculation results during the analysis, and shape data stored in the storage means. On the other hand, by performing a dynamic nonlinear analysis so as to minimize the weight of the part to be analyzed while satisfying the analysis conditions stored in the storage means, it is possible to determine the thickness of each part of the part to be analyzed. Optimum sheet thickness determining means.

【0011】請求項2に記載の発明にかかる部品の軽量
最適化システムは、請求項1に記載の発明の構成に加え
て、最適板厚決定手段により決定された、解析対象の部
品の各部の前記板厚を出力するための出力手段をさらに
含む。
According to a second aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect of the present invention, each part of the component to be analyzed determined by the optimum thickness determining means is provided. Output means for outputting the plate thickness is further included.

【0012】請求項3に記載の発明にかかる部品の軽量
最適化システムは、請求項2に記載の発明の構成に加え
て、最適板厚決定手段は、部品の動的非線形強度解析を
行なって部品の各部の応力の時系列データを求めるため
の動的非線形解析手段と、動的非線形解析手段によって
求められた応力の時系列データに基づいて、部品の新た
な応力分布を求めるための時系列データ処理手段と、部
品の各部の応力分布の、部品の各部の板厚の変化に対す
る感度を解析して感度情報を求めるための感度解析手段
と、感度解析手段によって求められた感度情報に基づ
き、解析条件に含まれる制約条件を満足する範囲で部品
の各部の板厚を変化させることによって部品の重量を最
小化する部品の各部の板厚を求めるための数値最適化手
段と、数値最適化手段によって求められた板厚の値が所
定の条件を満足するか否かにしたがって、処理の終了ま
たは求められた板厚の値を用いた動的非線形解析処理の
ための新たな解析用データを作成して動的非線形解析手
段に与える処理とのいずれかを選択的に実行するための
設計変更手段とを含む。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a system for optimizing the weight of a component, wherein the optimum thickness determining means performs a dynamic nonlinear strength analysis of the component. Dynamic nonlinear analysis means for obtaining time series data of stress of each part of the part, and time series for obtaining a new stress distribution of the part based on the time series data of stress obtained by the dynamic nonlinear analysis means Based on the sensitivity information obtained by the data processing means, the sensitivity distribution obtained by analyzing the sensitivity of the stress distribution of each part of the part to the change in the thickness of each part of the part to obtain the sensitivity information, Numerical optimization means for obtaining the thickness of each part of the part that minimizes the weight of the part by changing the thickness of each part of the part within a range that satisfies the constraint conditions included in the analysis conditions, and a numerical optimization method Completion of processing or creation of new analysis data for dynamic non-linear analysis processing using the obtained thickness value, depending on whether the thickness value obtained by the above satisfies the predetermined condition And a design changing unit for selectively executing any of the processes given to the dynamic nonlinear analysis unit.

【0013】請求項4に記載の発明にかかる部品の軽量
最適化システムは、請求項3に記載の発明の構成に加え
て、時系列データ処理手段は、動的非線形解析手段から
与えられた時系列データから、解析対象の部品の各要素
について最大応力を抽出することにより新たな応力分布
を作成するための応力分布作成手段と、応力分布作成手
段により与えられる応力分布に基づき、解析対象の部品
を予め定められた個数のパートに分割するためのパート
分割手段とを含む。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a system for optimizing the weight of a component, wherein the time-series data processing means is provided with a dynamic nonlinear analysis means. A stress distribution creating means for creating a new stress distribution by extracting the maximum stress for each element of the component to be analyzed from the series data, and a component to be analyzed based on the stress distribution given by the stress distribution creating means. And a part dividing means for dividing the part into a predetermined number of parts.

【0014】請求項5に記載の発明にかかる部品の軽量
最適化方法は、入力装置、記憶装置、および演算処理装
置を含むコンピュータを用いて解析対象の部品の板厚の
最適化を行なうための部品の軽量最適化方法であって、
入力装置を用いて解析対象の部品の形状データを入力す
る形状入力ステップと、入力装置を用いて解析条件を定
義する解析条件定義ステップと、形状入力ステップによ
り入力された形状データ、解析条件定義ステップによっ
て定義された解析条件および解析途中の計算結果を記憶
装置に格納する格納ステップと、記憶装置に格納された
形状データに対して、記憶装置に格納された解析条件を
満足しながら解析対象の部品の重量が最小化されるよ
う、演算処理装置を制御して動的非線形解析を行なうこ
とにより、解析対象の部品の各部の板厚を決定する最適
板厚決定ステップとを含む。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method for optimizing the weight of a part, which optimizes the thickness of the part to be analyzed by using a computer including an input device, a storage device, and an arithmetic processing unit. A lightweight optimization method for parts,
A shape input step of inputting shape data of a component to be analyzed using an input device, an analysis condition definition step of defining analysis conditions using the input device, a shape data input by the shape input step, and an analysis condition definition step A storage step of storing the analysis conditions and the calculation results during the analysis defined in the storage device in the storage device, and analyzing the shape data stored in the storage device while satisfying the analysis conditions stored in the storage device. Determining the thickness of each part of the component to be analyzed by controlling the arithmetic processing unit to perform dynamic nonlinear analysis so that the weight of the component is minimized.

【0015】請求項6に記載の発明にかかる部品の軽量
最適化方法は、請求項5に記載の発明の構成に加えて、
コンピュータは出力装置をさらに含み、最適板厚決定ス
テップにより決定された、解析対象の部品の各部の板厚
を出力装置によって出力する出力ステップをさらに含
む。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a method for optimizing the weight of a component, in addition to the configuration of the fifth aspect,
The computer further includes an output device, and further includes an output step of outputting, by the output device, the thickness of each part of the component to be analyzed, which is determined in the optimum thickness determination step.

【0016】請求項7に記載の発明にかかる部品の軽量
最適化方法は、請求項6に記載の発明の構成に加えて、
最適板厚決定ステップは、部品の動的非線形強度解析を
行なって部品の各部の応力の時系列データを求める動的
非線形解析ステップと、動的非線形解析ステップによっ
て求められた応力の時系列データに基づいて、部品の新
たな応力分布を求める時系列データ処理ステップと、部
品の各部の応力分布の、部品の各部の板厚の変化に対す
る感度を解析して感度情報を求める感度解析ステップ
と、感度解析ステップによって求められた感度情報に基
づき、解析条件に含まれる制約条件を満足する範囲で部
品の各部の板厚を変化させることによって部品の重量を
最小化する部品の各部の板厚を求める数値最適化ステッ
プと、数値最適化ステップによって求められた板厚の値
が所定の条件を満足するか否かにしたがって、処理の終
了または求められた板厚の値を用いた動的非線形解析処
理の新たな解析用データを作成して動的非線形解析ステ
ップに与える処理とのいずれかを選択的に実行する設計
変更ステップとを含む。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a method for optimizing the weight of a component in addition to the configuration of the sixth aspect of the invention.
The optimal thickness determination step includes a dynamic nonlinear analysis step of performing a dynamic nonlinear strength analysis of the component to obtain time series data of the stress of each part of the component, and a time series data of the stress obtained by the dynamic nonlinear analysis step. A time series data processing step of obtaining a new stress distribution of the part based on the sensitivity analysis step of obtaining sensitivity information by analyzing the sensitivity of the stress distribution of each part of the part to a change in the thickness of each part of the part; Based on the sensitivity information obtained in the analysis step, a numerical value for calculating the thickness of each part of the part that minimizes the weight of the part by changing the thickness of each part of the part within a range that satisfies the constraints included in the analysis conditions Optimizing step, the processing is completed or determined according to whether the value of the sheet thickness determined by the numerical optimization step satisfies a predetermined condition. And a design change step for performing any of the to create a new analysis data in the dynamic non-linear analysis using the values of thickness gives the dynamic non-linear analysis step process selectively.

【0017】請求項8に記載の発明にかかる部品の軽量
最適化方法は、請求項7に記載の発明の構成に加えて、
時系列データ処理ステップは、動的非線形解析ステップ
により与えられる時系列データから、解析対象の部品の
各要素について最大応力を抽出することにより新たな応
力分布を作成する応力分布作成ステップと、応力分布作
成ステップにより与えられる応力分布に基づき、解析対
象の部品を予め定められた個数のパートに分割するパー
ト分割ステップとを含む。
According to the eighth aspect of the present invention, there is provided a method for optimizing the weight of a component in addition to the configuration of the seventh aspect of the invention.
The time series data processing step includes a stress distribution creation step of creating a new stress distribution by extracting a maximum stress for each element of the part to be analyzed from the time series data given by the dynamic nonlinear analysis step, A part dividing step of dividing the part to be analyzed into a predetermined number of parts based on the stress distribution given by the creating step.

【0018】請求項9に記載の発明にかかるコンピュー
タ読取可能な記録媒体は、入力装置、記憶装置、および
演算処理装置を含むコンピュータを用いて解析対象の部
品の板厚の最適化を行なうための部品の軽量最適化方法
を実現するためのプログラムを記録した、コンピュータ
読取可能な記録媒体であって、この方法は、入力装置を
用いて解析対象の部品の形状データを入力する形状入力
ステップと、入力装置を用いて解析条件を定義する解析
条件定義ステップと、形状入力ステップにより入力され
た形状データ、解析条件定義ステップによって定義され
た解析条件および解析途中の計算結果を記憶装置に格納
する格納ステップと、記憶装置に格納された形状データ
に対して、記憶装置に格納された解析条件を満足しなが
ら解析対象の部品の重量が最小化されるよう、演算処理
装置を制御して動的非線形解析を行なうことにより、解
析対象の部品の各部の板厚を決定する最適板厚決定ステ
ップとを含む。
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a computer-readable recording medium for optimizing the thickness of a component to be analyzed using a computer including an input device, a storage device, and an arithmetic processing device. A computer-readable recording medium on which a program for realizing a lightweight optimization method for a part is recorded.The method includes a shape input step of inputting shape data of a part to be analyzed using an input device. An analysis condition definition step of defining analysis conditions using an input device; and a storage step of storing shape data input in the shape input step, analysis conditions defined in the analysis condition definition step, and a calculation result during analysis in a storage device. With respect to the shape data stored in the storage device, while satisfying the analysis conditions stored in the storage device, As the weight is minimized by performing the dynamic non-linear analysis and controls the processing unit, and a best thickness determining step of determining the thickness of each part of the component to be analyzed.

【0019】請求項10に記載の発明にかかるコンピュ
ータ読取可能な記録媒体は、請求項9に記載の発明の構
成に加えて、コンピュータは出力装置をさらに含み、部
品の軽量最適化方法は、最適板厚決定ステップにより決
定された、解析対象の部品の各部の板厚を出力装置によ
って出力する出力ステップをさらに含む。
According to a tenth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the ninth aspect of the present invention, the computer further includes an output device, and the method for optimizing the weight of parts is optimized. An output step of outputting, by an output device, the thickness of each part of the component to be analyzed, which is determined in the thickness determination step.

【0020】請求項11に記載の発明にかかるコンピュ
ータ読取可能な記録媒体は、請求項10に記載の発明の
構成に加えて、最適板厚決定ステップは、部品の動的非
線形強度解析を行なって部品の各部の応力の時系列デー
タを求める動的非線形解析ステップと、動的非線形解析
ステップによって求められた応力の時系列データに基づ
いて、部品の新たな応力分布を求める時系列データ処理
ステップと、部品の各部の応力分布の、部品の各部の板
厚の変化に対する感度を解析して感度情報を求める感度
解析ステップと、感度解析ステップによって求められた
感度情報に基づき、解析条件に含まれる制約条件を満足
する範囲で部品の各部の板厚を変化させることによっ
て、部品の重量を最小化する部品の各部の板厚を求める
数値最適化ステップと、数値最適化ステップによって求
められた板厚の値が所定の条件を満足するか否かにした
がって、処理の終了または求められた板厚の値を用いた
動的非線形解析処理の新たな解析用データを作成して動
的非線形解析ステップに与える処理とのいずれかを選択
的に実行する設計変更ステップとを含む。
According to an eleventh aspect of the present invention, in the computer readable recording medium according to the tenth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the tenth aspect, the optimum thickness determination step performs a dynamic nonlinear strength analysis of the part. A dynamic non-linear analysis step for obtaining time-series data of the stress of each part of the part, and a time-series data processing step for obtaining a new stress distribution of the part based on the time-series data of the stress obtained in the dynamic non-linear analysis step. , A sensitivity analysis step of analyzing the sensitivity of the stress distribution of each part of the part to a change in the thickness of each part of the part to obtain sensitivity information, and a constraint included in the analysis conditions based on the sensitivity information obtained in the sensitivity analysis step. Numerical optimization step to find the thickness of each part of the part to minimize the weight of the part by changing the thickness of each part of the part within the range that satisfies the conditions Depending on whether the value of the sheet thickness obtained by the numerical optimization step satisfies a predetermined condition, the processing is completed or a new analysis of a dynamic nonlinear analysis process using the obtained sheet thickness value is performed. And a design change step of selectively executing one of a process of creating data and giving the data to the dynamic nonlinear analysis step.

【0021】請求項12に記載の発明にかかるコンピュ
ータ読取可能な記録媒体は、請求項11に記載の発明の
構成に加えて、時系列データ処理ステップは、動的非線
形解析ステップにより与えられる時系列データから、解
析対象の部品の各要素について最大応力を抽出すること
により新たな応力分布を作成する応力分布作成ステップ
と、応力分布作成ステップにより与えられる応力分布に
基づき、解析対象の部品を予め定められた個数のパート
に分割するパート分割ステップとを含む。
According to a twelfth aspect of the present invention, in the computer readable recording medium according to the eleventh aspect, in addition to the configuration of the eleventh aspect, the time series data processing step includes a time series data processing step provided by a dynamic nonlinear analysis step. Based on the stress distribution creation step of creating a new stress distribution by extracting the maximum stress for each element of the analysis target component from the data and the stress distribution given by the stress distribution creation step, the analysis target component is determined in advance. And a part dividing step of dividing the number of parts into a given number of parts.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】図1を参照して、本発明の1実施
例にかかる軽量最適化システム10は、動的非線形解析
によって薄板構造を解析するためのものであり、解析対
象となる家電製品の部品の形状データを入力するための
形状入力部12と、このデータに基づいて解析のための
メッシュ(要素)を作成し、解析を行なうために必要な
条件(境界条件、拘束条件、初速度、接触条件、材料特
性など)の解析条件を定義するための解析条件定義部1
4と、こうして作成された解析モデルデータ、後に説明
する解析結果、および途中の各種計算結果などのデータ
を格納するための格納部16と、解析結果を何らかの所
定の形式で出力するための出力部18と、格納部16に
記憶された解析モデルデータに対して後述する動的非線
形解析を行なって所定条件下での部品の最適板厚を決定
するための板厚最適化部20とを含む。なお以下の実施
の形態において「形状データ」というときは、解析対象
の部品の物性データ、たとえば降伏応力値や比重などの
値をも含むものとする。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Referring to FIG. 1, a lightweight optimization system 10 according to one embodiment of the present invention is for analyzing a thin plate structure by dynamic nonlinear analysis. A shape input unit 12 for inputting shape data of product parts, and a mesh (element) for analysis based on the data, and conditions (boundary conditions, constraint conditions, initial conditions) required for performing the analysis. Analysis condition definition unit 1 for defining analysis conditions (speed, contact conditions, material properties, etc.)
4, a storage unit 16 for storing analysis model data created in this way, analysis results described later, and data such as various calculation results in the middle, and an output unit for outputting the analysis results in some predetermined format. 18 and a thickness optimizing unit 20 for performing a dynamic nonlinear analysis, which will be described later, on the analysis model data stored in the storage unit 16 to determine the optimum thickness of the component under predetermined conditions. In the following embodiments, “shape data” includes physical property data of a component to be analyzed, for example, values such as a yield stress value and a specific gravity.

【0023】格納部16 は、上述したように形状入力
部12によって入力された部品の形状データおよび解析
条件定義部14によって定義された解析条件を記憶する
ための設計データ記憶部30と、板厚最適化部20によ
る計算の結果を記憶して最終結果を出力部18に与える
ための解析結果記憶部32とを含む。
The storage unit 16 includes a design data storage unit 30 for storing the shape data of the parts input by the shape input unit 12 and the analysis conditions defined by the analysis condition definition unit 14 as described above, An analysis result storage unit 32 for storing a result of calculation by the optimization unit 20 and providing a final result to the output unit 18;

【0024】板厚最適化部20は、設計データ記憶部3
0に記憶されている設計データに対して動的非線形解析
を行ない各部の時系列の応力分布を求めるための動的非
線形解析部40と、動的非線形解析部40で求められた
時系列の応力分布データより各要素ごとに最大応力を取
出し、新たに各部の応力分布を作成し、当該応力分布に
基づいて解析対象の家電製品の筐体を、設計変数を定義
するための小領域(「パート」と呼ぶ。)に分割する処
理を行なうための時系列データ処理部42と、時系列デ
ータ処理部42で求められた全てのパートについて設計
変数(板厚、各部の大きさなどの変数)を微小変化させ
た際の応力に対する影響度(これを応力分布に対する設
計変数の「感度」と呼ぶ。)を求めるための感度解析部
44と、感度解析部44によって求められた感度情報に
基づいて、設計データ記憶部30に記憶されている設計
上の制約条件の範囲内で設計変数を減少または増加さ
せ、製品の重量の最小化を行なうための数値最適化部2
2と、数値最適化部22で求められた設計変数の値によ
り、新しい動的非線形解析用データを作成する設計デー
タ変更部24と、図1には図示していないが、板厚最適
化部20内の各部の動作シーケンスを制御するための制
御部とを含む。
The sheet thickness optimizing unit 20 includes a design data storage unit 3
A dynamic non-linear analysis unit for performing a dynamic non-linear analysis on the design data stored in the non-linear analysis unit to obtain a time-series stress distribution of each unit; and a time-series stress obtained by the dynamic non-linear analysis unit. The maximum stress is extracted for each element from the distribution data, a new stress distribution is created for each part, and based on the stress distribution, the housing of the home appliance to be analyzed is placed in a small area ("Part ), And design variables (variables such as plate thickness and size of each part) for all the parts obtained by the time-series data processing unit 42. Based on the sensitivity analysis unit 44 for obtaining the degree of influence on the stress when the minute change is made (this is referred to as “sensitivity” of the design variable with respect to the stress distribution), and the sensitivity information obtained by the sensitivity analysis unit 44, Design Reducing the design variables within constraints of the design which is stored in the data storage unit 30 or increase, figures for performing the minimization of the weight of the product optimization unit 2
2, a design data change unit 24 for creating new dynamic nonlinear analysis data based on the design variable values obtained by the numerical optimization unit 22, and a plate thickness optimization unit (not shown in FIG. 1). And a control unit for controlling an operation sequence of each unit in the control unit 20.

【0025】時系列データ処理部42は、動的非線形解
析部40で求めた時系列の応力分布データより各要素ご
とに最大応力を取出し、新たに部品の応力分布を作成す
るための応力分布作成部50と、応力分布作成部50が
作成した応力分布データより、部品をパートに分割する
パート自動分割部52とを含む。
The time-series data processing unit 42 extracts the maximum stress for each element from the time-series stress distribution data obtained by the dynamic nonlinear analysis unit 40, and creates a stress distribution for newly creating the stress distribution of the part. A part 50 and an automatic part dividing unit 52 for dividing a part into parts based on the stress distribution data created by the stress distribution creating unit 50.

【0026】実際には図1に記載のシステムは。図2に
一般的構成を、図3にその外観を、それぞれ示すコンピ
ュータ130および当該コンピュータ130上で実行さ
れるプログラムによって実現される。
In practice, the system described in FIG. FIG. 2 shows a general configuration, and FIG. 3 shows its appearance, which are realized by a computer 130 and a program executed on the computer 130, respectively.

【0027】図2を参照してコンピュータ130は、
後述するプログラムを実行するための一般的なCPU(C
entral Processing Unit) 132と、格納部16として
機能するとともにCPU132が実行するプログラムを
記憶するための主記憶装置(メモリ)138と、形状入
力部12および解析条件定義部14のユーザによる入力
機能を提供するキーボード136およびマウス134
と、出力部18として機能するモニタ148と、同じく
出力部18として機能するプリンタ146と、格納部1
6の内容およびプログラムを不揮発的に記憶する固定デ
ィスク140と、FD(フレキシブルディスク)150
との間でデータの入出力を行なうためのFDドライブ1
42と、CD−ROM(Compact Disc Read-Only Memor
y)152からデータを読み出すためのCD−ROMドラ
イブ144と、このコンピュータ130をネットワーク
に接続するネットワークインターフェース154とを含
む。これらはいずれもバスによって相互接続されてい
る。なお図中、入出力インターフェースは簡単のため図
示をしていない。
Referring to FIG. 2, computer 130 includes:
A general CPU (C
(entral Processing Unit) 132, a main storage device (memory) 138 that functions as the storage unit 16 and stores a program executed by the CPU 132, and provides a user input function of the shape input unit 12 and the analysis condition definition unit 14. Keyboard 136 and mouse 134
A monitor 148 functioning as the output unit 18; a printer 146 also functioning as the output unit 18;
6 and a FD (flexible disk) 150 for storing the contents and programs of the hard disk 6 in a nonvolatile manner
FD drive 1 for inputting and outputting data to and from
42 and a CD-ROM (Compact Disc Read-Only Memor
y) A CD-ROM drive 144 for reading data from 152 and a network interface 154 for connecting the computer 130 to a network. These are all interconnected by a bus. In the figure, the input / output interface is not shown for simplicity.

【0028】図3に示されるように、CPU132、メ
モリ138、固定ディスク140、FDドライブ14
2、CD−ROMドライブ144およびネットワークイ
ンターフェース154は、この実施の形態の装置ではい
ずれも本体筐体158内に納められる。なお、たとえば
固定ディスク140、FDドライブ142、CD−RO
Mドライブ144などは必ずしも内臓されていなくとも
よい。
As shown in FIG. 3, the CPU 132, the memory 138, the fixed disk 140, the FD drive 14
2. The CD-ROM drive 144 and the network interface 154 are all housed in the main body housing 158 in the apparatus of this embodiment. For example, the fixed disk 140, the FD drive 142, the CD-RO
The M drive 144 and the like need not always be included.

【0029】本実施の形態にかかる軽量最適化システム
を実現するための上述の処理を行なうプログラムは、た
とえばFD150に記録されて、FDドライブ142を
介して一旦固定ディスク140に記録される。このプロ
グラムが固定ディスク140からメモリ138にロード
され、CPU132により実行されることにより上述の
軽量最適化システムが実現される。プログラムの実行時
には、データはメモリ138に記憶されるか、または固
定ディスク140に記憶される。
A program for performing the above-described processing for realizing the lightweight optimization system according to the present embodiment is recorded on, for example, the FD 150 and is temporarily recorded on the fixed disk 140 via the FD drive 142. This program is loaded from the fixed disk 140 to the memory 138 and executed by the CPU 132, thereby realizing the above-described lightweight optimization system. During execution of the program, data is stored in memory 138 or on fixed disk 140.

【0030】プログラムは、CD−ROM152に記憶
されCD−ROMドライブ144によって読取られて固
定ディスク140に記憶されてもよい。または、CD−
ROM152からメモリ138に直接ロードされCPU
132により実行されてもよい。
The program may be stored in CD-ROM 152, read by CD-ROM drive 144, and stored in fixed disk 140. Or CD-
CPU loaded directly from ROM 152 to memory 138
132 may be performed.

【0031】プログラムを固定ディスク140に記憶さ
せる、またはメモリ138に直接ロードする際の媒体は
FD150、CD−ROM152には限定されない。た
とえばネットワークインターフェース154およびネッ
トワークを介して、ネットワーク上のホストコンピュー
タに記憶されていたプログラムを直接メモリ138にロ
ードして実行してもよい。すなわち、本発明にいう「コ
ンピュータ読取可能な記録媒体」は、ネットワークなど
の媒体も含む。
The medium in which the program is stored on the fixed disk 140 or directly loaded into the memory 138 is not limited to the FD 150 and the CD-ROM 152. For example, a program stored in a host computer on the network may be directly loaded into the memory 138 and executed via the network interface 154 and the network. That is, the “computer-readable recording medium” in the present invention includes a medium such as a network.

【0032】コンピュータ130の動作原理自体は周知
であるから、ここではこれ以上コンピュータ130の動
作の詳細は繰り返さない。
Since the principle of operation of computer 130 is well known, the details of the operation of computer 130 will not be repeated here any further.

【0033】図2および図3にハードウェア構造を示す
コンピュータ130によって実行される、本実施の形態
の軽量最適化システムおよび方法を実現するためのプロ
グラムは次のような制御構造を有する。このフローチャ
ート内の各ブロックによって図1に記載の各ブロックの
機能が実現され、かつここに記載の制御構造によって、
上記した制御部が実現される。
A program for realizing the lightweight optimization system and method according to the present embodiment, which is executed by the computer 130 whose hardware structure is shown in FIGS. 2 and 3, has the following control structure. The function of each block shown in FIG. 1 is realized by each block in this flowchart, and by the control structure described here,
The control unit described above is realized.

【0034】図4を参照して、まず動的非線形解析に用
いる部品形状を入力する(ステップ1。なお以下「ステ
ップ」は単に「S」と記載する。)。次に入力された部
品について解析のためのメッシュ(要素)を作成し、さ
らにこのデータの解析に必要な条件(境界条件、制約条
件、拘束条件、初速度、接触条件、材料特性)を設定し
て解析モデルを作成し、メモリに格納する(S2)。
Referring to FIG. 4, first, a part shape to be used for dynamic nonlinear analysis is input (step 1. Hereinafter, "step" is simply described as "S"). Next, a mesh (element) for analysis is created for the input parts, and the conditions (boundary conditions, constraints, constraints, initial speed, contact conditions, material properties) necessary for analyzing this data are set. To create an analysis model and store it in a memory (S2).

【0035】次に、メモリに保存されている設計データ
を用いて初期の動的非線形解析を行ない(S3)、最初
の時系列の応力分布を求める。この時系列の応力分布に
関し、全ての要素について最大応力値を抽出し新しい応
力分布を作成する時系列データ処理を行なう(S4)。
こうして求められた応力分布の応力値を用い、部品をN
個の小領域に分割することにより自動的に解析対象の部
品(アセンブリでもよい)をN個のパートに分割する
(S5)。分割する個数(N)は、求められる解析の精
度、許される処理時間などを考慮して予め定められる。
Next, an initial dynamic non-linear analysis is performed using the design data stored in the memory (S3) to obtain an initial time-series stress distribution. Regarding this time-series stress distribution, time-series data processing is performed to extract the maximum stress value for all elements and create a new stress distribution (S4).
Using the stress value of the stress distribution obtained in this way,
The part to be analyzed (may be an assembly) is automatically divided into N parts by dividing it into small areas (S5). The number of divisions (N) is determined in advance in consideration of required analysis accuracy, allowable processing time, and the like.

【0036】次に、設計変数を微小変化させ(S6)、
変化させた設計変数に基づいて動的非線形解析を行ない
(S7)、出力された時系列の応力分布に対してS4と
同様の時系列データ処理を行なう(S8)。
Next, the design variables are slightly changed (S6).
A dynamic nonlinear analysis is performed based on the changed design variables (S7), and time series data processing similar to S4 is performed on the output time series stress distribution (S8).

【0037】次にS9で、S6〜S8の処理を全設計変
数に対して行なったか否かを判定し、全設計変数に対し
て行なっていない場合には再度S6に戻り、他のまだ処
理していない設計変数を変化させてS6〜S8の処理を
行なう。全設計変数に対してS6〜S8の処理を行なっ
た場合、制御はS10に進む。
Next, in S9, it is determined whether or not the processing of S6 to S8 has been performed for all design variables, and if not performed for all design variables, the process returns to S6 again and other processing is still performed. The processing of S6 to S8 is performed by changing the design variables that have not been changed. When the processes in S6 to S8 have been performed for all design variables, the control proceeds to S10.

【0038】S10では、S6〜S9の処理で得られた
全設計変数についての微小変化時の応力分布の変化情報
に基づいて、各設計変数に対する応力分布の感度解析を
行なう。こうして得られた感度解析結果に基づいて、各
部の応力を基準値以下にしながら(制約条件)、目的に
したがって解析対象の部品の重量を最小にするように各
パートの板厚を決定する(S11)。
In S10, the sensitivity analysis of the stress distribution for each design variable is performed based on the information on the change in the stress distribution at the time of a minute change for all the design variables obtained in the processing of S6 to S9. Based on the sensitivity analysis result thus obtained, the thickness of each part is determined according to the purpose while minimizing the weight of the part to be analyzed according to the purpose while keeping the stress of each part below the reference value (restriction condition) (S11). ).

【0039】次に、こうして得られた各パートの板厚値
について、値が収束したか否かを判定し(S12)、収
束していればモニタまたはプリンタに結果を出力する。
ユーザの指示によってハードディスク上のファイルに結
果を出力してもよいし、ネットワークを介して他のホス
トに結果を送信してもよい。もし板厚値が収束していな
ければ、S11で得られた結果を用いて解析モデルを更
新して(S14)再度制御をS3に戻し、上述した処理
を繰返す。なおここで「収束」とは、たとえば、前回の
計算によって得られた板厚値と、今回の計算によって得
られた板厚値との差の絶対値が所定範囲内に収まってい
る場合をさす。これ以外にも適切な条件の成立によって
処理を終了するようにしてもよい。
Next, it is determined whether or not the obtained thickness values of the respective parts have converged (S12). If the values have converged, the result is output to a monitor or a printer.
The result may be output to a file on the hard disk according to a user's instruction, or the result may be transmitted to another host via a network. If the plate thickness value has not converged, the analysis model is updated using the result obtained in S11 (S14), control is returned to S3 again, and the above-described processing is repeated. Here, “convergence” refers to, for example, a case where the absolute value of the difference between the sheet thickness value obtained by the previous calculation and the sheet thickness value obtained by the current calculation is within a predetermined range. . Alternatively, the process may be terminated when an appropriate condition is satisfied.

【0040】上記した実施の形態のシステムを用いて1
4型テレビジョン受像機のフロントキャビネットに対し
て行なった解析結果について以下に説明する。図5およ
び図6は、図1に示す形状入力部12および解析条件定
義部14を使用して作成した、14型テレビジョン受像
機の解析モデルである。図5を参照して、このモデル
は、フロントキャビネット200、リアーキャビネット
202およびブラウン管206とからなるテレビジョン
受像機の4隅をそれぞれ発砲スチロールからなる緩衝材
204を介して段ボール箱で梱包したときを想定したも
のである。以下の例ではフロントキャビネット200に
ついて板厚の最適化を行なう。なおこのフロントキャビ
ネット200の材料の降伏応力値は3.0kgf/mm
2 である。
Using the system of the above embodiment, 1
The analysis results performed on the front cabinet of the 4-inch television receiver will be described below. FIGS. 5 and 6 are analysis models of a 14-inch television receiver created using the shape input unit 12 and the analysis condition definition unit 14 shown in FIG. Referring to FIG. 5, this model is a case where four corners of a television receiver including a front cabinet 200, a rear cabinet 202, and a cathode ray tube 206 are packed in cardboard boxes via cushioning members 204 made of foamed styrene. It is assumed. In the following example, the thickness of the front cabinet 200 is optimized. The yield stress value of the material of the front cabinet 200 is 3.0 kgf / mm.
2

【0041】図6を参照して、このテレビジョン受像機
内部には、プリント基板210と、それぞれプリント基
板210上に固定された冷却板212、トランス214
およびチューナ216が配置されているものとする。
Referring to FIG. 6, a printed circuit board 210, a cooling plate 212 fixed on the printed circuit board 210, and a transformer 214 are provided inside the television receiver.
And the tuner 216 are arranged.

【0042】最初に、この解析モデルを用いて動的非線
形解析処理を行ない、初期の応力分布を求める。この例
では、当初の解析時の最大応力値は1.4kgf/mm
2 となり、降伏応力値に対して5割程度余裕がある。つ
まり当初の板厚は厚すぎ、過剰設計となっている。
First, a dynamic nonlinear analysis process is performed using this analysis model to obtain an initial stress distribution. In this example, the maximum stress value at the time of the initial analysis is 1.4 kgf / mm.
2 , which is about 50% of the yield stress value. In other words, the initial plate thickness is too thick and is over-designed.

【0043】この結果をもとにしてこのフロントキャビ
ネットを6個のパートに分割する(N=6)。その結
果、フロントキャビネットはほぼ、両側面、ブラウン管
取付補強リブ、底面、プリント基板支えリブ、前面およ
び上面の各パートに自動的に分割される。これがパート
自動分割部52で行なう処理である。
Based on the result, the front cabinet is divided into six parts (N = 6). As a result, the front cabinet is almost automatically divided into parts on both sides, cathode ray tube mounting reinforcing ribs, bottom, printed circuit board supporting ribs, front and top. This is the process performed by the automatic part dividing unit 52.

【0044】次に、フロントキャビネット200の最大
応力を基準値(この例では安全率を考慮して基準値=
2.6kgf/mm2 とした。)以下に抑えながら(制
約条件)、重量を最小にするように各パートの板厚を求
める処理を繰返し行なう。こうして計算した結果の各パ
ートの推移を図7に示す。図7を参照して、横軸は計算
の繰返し回数を、縦軸は各パートの板厚を、それぞれ示
す。なお図7において折れ線230はフロントキャビネ
ット200の両側面の板厚、折れ線232はブラウン管
取付補強リブの板厚、折れ線234は底面の板厚、折れ
線236はプリント基板支えリブの板厚、折れ線238
は前面の板厚、折れ線240は上面の板厚を、それぞれ
示す。
Next, the maximum stress of the front cabinet 200 is set to a reference value (in this example, the reference value =
It was set to 2.6 kgf / mm 2 . ) The process of obtaining the thickness of each part is repeatedly performed so as to minimize the weight while keeping the weight below (restriction condition). FIG. 7 shows the transition of each part as a result of the calculation. Referring to FIG. 7, the horizontal axis represents the number of repetitions of calculation, and the vertical axis represents the plate thickness of each part. In FIG. 7, the broken line 230 is the plate thickness on both sides of the front cabinet 200, the broken line 232 is the plate thickness of the reinforcement rib for mounting the cathode ray tube, the broken line 234 is the bottom plate thickness, the broken line 236 is the thickness of the printed circuit board supporting rib, and the broken line 238.
Indicates the thickness of the front surface, and the broken line 240 indicates the thickness of the upper surface.

【0045】図7に示すように、初期の板厚は各部にお
いて1.7mmに設定されていた。しかし、上記したシス
テムによって最適な板厚を計算すると、ブラウン管取付
補強リブの板厚が2.8mmに増加したのを除き、0.9
mm、1.5mm、1.6mm、1.2mm、1.1mmにいずれ
も薄肉化することができる。そして最終的にはフロント
キャビネット200の重量は650gから450gへ
と、約3割軽量化することができる。
As shown in FIG. 7, the initial plate thickness was set to 1.7 mm in each part. However, when the optimum plate thickness was calculated by the above-described system, it was found that the plate thickness of the ribs for mounting the cathode ray tube was increased to 2.8 mm except that the plate thickness was increased to 2.8 mm.
mm, 1.5 mm, 1.6 mm, 1.2 mm, and 1.1 mm. Finally, the weight of the front cabinet 200 can be reduced by about 30% from 650 g to 450 g.

【0046】このように、この発明のシステムおよび方
法を用いることにより、家電製品の筐体に代表される部
品を効率的に軽量化することができる。動的非線形解析
を行なうので、従来はできなかった落下、衝撃などの動
的非線形問題についての最適化解析を効率的に行なうこ
とができる。そのため製品設計において、金型品を用い
ずに、設計初期の段階から製品の落下または不適切な荷
扱いによる衝撃などについての動的強度検討を行なうこ
とができる。早期に不良箇所または過剰設計箇所を検出
することができ、設計を効率的に行なうことができる。
As described above, by using the system and the method of the present invention, it is possible to efficiently reduce the weight of components represented by the housing of home electric appliances. Since the dynamic nonlinear analysis is performed, the optimization analysis for a dynamic nonlinear problem such as a drop and an impact which could not be performed conventionally can be efficiently performed. Therefore, in the product design, the dynamic strength can be examined from the early stage of the design, such as the impact of the product dropping or improper load handling, without using a mold product. A defective portion or an over-designed portion can be detected at an early stage, and the design can be performed efficiently.

【0047】今回開示された実施の形態はすべての点で
例示であって制限的なものではないと考えられるべきで
ある。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求
の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味お
よび範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。
The embodiments disclosed this time are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態にかかる家電製品の軽量最
適化システムの構成を示す機能ブロック図である。
FIG. 1 is a functional block diagram showing a configuration of a home appliance lightweight optimization system according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施の形態にかかる家電製品の軽量最
適化システムを実現するコンピュータのハードウェア構
成を示す図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a hardware configuration of a computer that implements the home appliance lightweight optimization system according to the embodiment of the present invention.

【図3】図2に記載されたコンピュータの外観を示す図
である。
FIG. 3 is a diagram illustrating an appearance of the computer illustrated in FIG. 2;

【図4】図2および図3に記載のコンピュータシステム
で実行され、それによって図1に示すシステムの機能を
実現するプログラムの制御構造を示すフローチャートで
ある。
FIG. 4 is a flowchart showing a control structure of a program executed by the computer system shown in FIGS. 2 and 3, thereby realizing the functions of the system shown in FIG. 1;

【図5】図1から図4にその構造を示した軽量最適化シ
ステムで解析対象となる14型テレビの解析モデルを示
す図である。
FIG. 5 is a diagram showing an analysis model of a 14-inch television to be analyzed by the lightweight optimization system whose structure is shown in FIGS. 1 to 4;

【図6】図1から図4にその構造を示した軽量最適化シ
ステムで解析対象となる14型テレビの解析モデルを示
す図である。
6 is a diagram showing an analysis model of a 14-inch television to be analyzed by the lightweight optimization system whose structure is shown in FIGS. 1 to 4. FIG.

【図7】図1から図4にその構造を示した軽量最適化シ
ステムで解析したときの14型テレビの解析モデルの板
厚の遷移図である。
FIG. 7 is a transition diagram of the plate thickness of an analysis model of a 14-inch television when analyzed by the lightweight optimization system whose structure is shown in FIGS. 1 to 4;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 部品の軽量最適化システム 12 形状入力部 14 解析条件定義部 16 格納部 18 出力部 20 板厚最適化部 22 数値最適化部 24 設計データ変更部 30 設計データ記憶部 40 動的非線形解析部 42 時系列データ処理部 44 感度解析部 50 応力分布作成部 52 パート自動分割部 Reference Signs List 10 Light weight optimization system for parts 12 Shape input unit 14 Analysis condition definition unit 16 Storage unit 18 Output unit 20 Plate thickness optimization unit 22 Numerical optimization unit 24 Design data change unit 30 Design data storage unit 40 Dynamic nonlinear analysis unit 42 Time series data processing unit 44 Sensitivity analysis unit 50 Stress distribution creation unit 52 Part automatic division unit

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 解析対象の部品の形状データを入力する
ための形状入力手段と、 解析条件を定義するための解析条件定義手段と、 前記形状入力手段により入力された形状データ、前記解
析条件定義手段によって定義された解析条件および解析
途中の計算結果を格納するための格納手段と、 前記格納手段に格納された形状データに対して、前記格
納手段に格納された解析条件を満足しながら解析対象の
部品の重量が最小化されるよう動的非線形解析を行なう
ことにより、解析対象の部品の各部の板厚を決定するた
めの最適板厚決定手段とを含む、部品の軽量最適化シス
テム。
1. Shape input means for inputting shape data of a part to be analyzed, analysis condition definition means for defining analysis conditions, shape data input by the shape input means, analysis condition definition Storage means for storing the analysis conditions defined by the means and calculation results during the analysis; and for the shape data stored in the storage means, the analysis object while satisfying the analysis conditions stored in the storage means. An optimal thickness determining means for determining a thickness of each part of the component to be analyzed by performing a dynamic nonlinear analysis so that the weight of the component is minimized.
【請求項2】 前記最適板厚決定手段により決定され
た、解析対象の部品の各部の前記板厚を出力するための
出力手段をさらに含む、請求項1に記載の部品の軽量最
適化システム。
2. The component optimization system according to claim 1, further comprising output means for outputting the thickness of each part of the component to be analyzed, determined by the optimum thickness determination means.
【請求項3】 前記最適板厚決定手段は、 部品の動的非線形強度解析を行なって部品の各部の応力
の時系列データを求めるための動的非線形解析手段と、 前記動的非線形解析手段によって求められた応力の時系
列データに基づいて、前記部品の新たな応力分布を求め
るための時系列データ処理手段と、 前記部品の各部の応力分布の、前記部品の各部の板厚の
変化に対する感度を解析して感度情報を求めるための感
度解析手段と、 前記感度解析手段によって求められた感度情報に基づ
き、前記解析条件に含まれる制約条件を満足する範囲で
前記部品の各部の板厚を変化させることによって部品の
重量を最小化する前記部品の各部の板厚を求めるための
数値最適化手段と、 前記数値最適化手段によって求められた板厚の値が所定
の条件を満足するか否かにしたがって、処理の終了また
は前記求められた板厚の値を用いた動的非線形解析処理
のための新たな解析用データを作成して前記動的非線形
解析手段に与える処理とのいずれかを選択的に実行する
ための設計変更手段とを含む、請求項2に記載の部品の
軽量最適化システム。
3. The optimum thickness determining means includes: a dynamic nonlinear analysis means for performing a dynamic nonlinear strength analysis of a part to obtain time series data of stress of each part of the part; A time-series data processing unit for obtaining a new stress distribution of the component based on the obtained time-series data of stress; and a sensitivity of a stress distribution of each part of the component to a change in a plate thickness of each part of the component. Sensitivity analysis means for analyzing the sensitivity information, and, based on the sensitivity information obtained by the sensitivity analysis means, change the thickness of each part of the component within a range that satisfies the constraint conditions included in the analysis conditions. Numerical value optimizing means for determining the thickness of each part of the component that minimizes the weight of the component by causing the component to satisfies a predetermined condition. Depending on whether or not the processing is completed or processing for creating new analysis data for dynamic nonlinear analysis processing using the obtained thickness value and giving the data to the dynamic nonlinear analysis means. 3. The component optimization system according to claim 2, further comprising: a design change unit configured to selectively execute the operation.
【請求項4】 前記時系列データ処理手段は、 前記動的非線形解析手段から与えられた時系列データか
ら、解析対象の部品の各要素について最大応力を抽出す
ることにより新たな応力分布を作成するための応力分布
作成手段と、 前記応力分布作成手段により与えられる応力分布に基づ
き、解析対象の部品を予め定められた個数のパートに分
割するためのパート分割手段とを含む、請求項3に記載
の部品の軽量最適化システム。
4. The time series data processing means creates a new stress distribution by extracting the maximum stress for each element of the part to be analyzed from the time series data given from the dynamic nonlinear analysis means. 4. A stress distribution generating means for generating a part to be analyzed into a predetermined number of parts based on the stress distribution given by the stress distribution generating means. Lightweight optimization system for parts.
【請求項5】 入力装置、記憶装置、および演算処理装
置を含むコンピュータを用いて解析対象の部品の板厚の
最適化を行なうための部品の軽量最適化方法であって、 前記入力装置を用いて解析対象の部品の形状データを入
力する形状入力ステップと、 前記入力装置を用いて解析条件を定義する解析条件定義
ステップと、 前記形状入力ステップにより入力された形状データ、前
記解析条件定義ステップによって定義された解析条件お
よび解析途中の計算結果を前記記憶装置に格納する格納
ステップと、 前記記憶装置に格納された形状データに対して、前記記
憶装置に格納された解析条件を満足しながら解析対象の
部品の重量が最小化されるよう、前記演算処理装置を制
御して動的非線形解析を行なうことにより、解析対象の
部品の各部の板厚を決定する最適板厚決定ステップとを
含む、部品の軽量最適化方法。
5. A lightweight component optimization method for optimizing the thickness of a component to be analyzed using a computer including an input device, a storage device, and an arithmetic processing device, the method comprising: A shape input step of inputting shape data of a component to be analyzed, an analysis condition defining step of defining an analysis condition using the input device, and a shape data input in the shape input step and the analysis condition defining step. A storage step of storing the defined analysis conditions and a calculation result during the analysis in the storage device; and analyzing the shape data stored in the storage device while satisfying the analysis conditions stored in the storage device. By performing the dynamic nonlinear analysis by controlling the arithmetic processing unit so that the weight of the part is minimized, the plate of each part of the part to be analyzed is Optimal thickness and a determination step, weight optimization method of the component determined.
【請求項6】 前記コンピュータは出力装置をさらに含
み、 前記最適板厚決定ステップにより決定された、解析対象
の部品の各部の前記板厚を前記出力装置によって出力す
る出力ステップをさらに含む、請求項5に記載の部品の
軽量最適化方法。
6. The computer further comprising an output device, further comprising an output step of outputting, by the output device, the thickness of each part of the part to be analyzed, which is determined in the optimal thickness determination step. 5. The method for optimizing the weight of a component according to 5.
【請求項7】 前記最適板厚決定ステップは、 部品の動的非線形強度解析を行なって部品の各部の応力
の時系列データを求める動的非線形解析ステップと、 前記動的非線形解析ステップによって求められた応力の
時系列データに基づいて、前記部品の新たな応力分布を
求める時系列データ処理ステップと、 前記部品の各部の応力分布の、前記部品の各部の板厚の
変化に対する感度を解析して感度情報を求める感度解析
ステップと、 前記感度解析ステップによって求められた感度情報に基
づき、前記解析条件に含まれる制約条件を満足する範囲
で前記部品の各部の板厚を変化させることによって部品
の重量を最小化する前記部品の各部の板厚を求める数値
最適化ステップと、 前記数値最適化ステップによって求められた板厚の値が
所定の条件を満足するか否かにしたがって、処理の終了
または前記求められた板厚の値を用いた動的非線形解析
処理の新たな解析用データを作成して前記動的非線形解
析ステップに与える処理とのいずれかを選択的に実行す
る設計変更ステップとを含む、請求項6に記載の部品の
軽量最適化方法。
7. The optimal thickness determination step is performed by a dynamic nonlinear analysis step of performing a dynamic nonlinear strength analysis of a component to obtain time-series data of stress of each part of the component, and a dynamic nonlinear analysis step. Time-series data processing step of obtaining a new stress distribution of the part based on the time-series data of the stress, and analyzing the sensitivity of the stress distribution of each part of the part to a change in the thickness of each part of the part. A sensitivity analysis step of obtaining sensitivity information; and, based on the sensitivity information obtained by the sensitivity analysis step, changing the thickness of each part of the component within a range that satisfies the constraint conditions included in the analysis conditions, thereby obtaining a weight of the component. Numerical optimization step for obtaining the thickness of each part of the component that minimizes, the value of the thickness obtained by the numerical optimization step is a predetermined condition Either the end of the process or the process of creating new analysis data for the dynamic nonlinear analysis process using the obtained thickness value and giving the data to the dynamic nonlinear analysis step according to whether or not the condition is satisfied. And a design change step of selectively performing the above-mentioned steps.
【請求項8】 前記時系列データ処理ステップは、 前記動的非線形解析ステップにより与えられる時系列デ
ータから、解析対象の部品の各要素について最大応力を
抽出することにより新たな応力分布を作成する応力分布
作成ステップと、 前記応力分布作成ステップにより与えられる応力分布に
基づき、解析対象の部品を予め定められた個数のパート
に分割するパート分割ステップとを含む、請求項7に記
載の部品の軽量最適化方法。
8. The time-series data processing step includes: extracting a maximum stress for each element of a component to be analyzed from the time-series data given by the dynamic nonlinear analysis step to generate a new stress distribution. 8. The lightweight optimization of a component according to claim 7, comprising: a distribution creating step; and a part dividing step of dividing a part to be analyzed into a predetermined number of parts based on the stress distribution given by the stress distribution creating step. Method.
【請求項9】 入力装置、記憶装置、および演算処理装
置を含むコンピュータを用いて解析対象の部品の板厚の
最適化を行なうための部品の軽量最適化方法を実現する
ためのプログラムを記録した、コンピュータ読取可能な
記録媒体であって、 前記方法は、前記入力装置を用いて解析対象の部品の形
状データを入力する形状入力ステップと、 前記入力装置を用いて解析条件を定義する解析条件定義
ステップと、 前記形状入力ステップにより入力された形状データ、前
記解析条件定義ステップによって定義された解析条件お
よび解析途中の計算結果を前記記憶装置に格納する格納
ステップと、 前記記憶装置に格納された形状データに対して、前記記
憶装置に格納された解析条件を満足しながら解析対象の
部品の重量が最小化されるよう、前記演算処理装置を制
御して動的非線形解析を行なうことにより、解析対象の
部品の各部の板厚を決定する最適板厚決定ステップとを
含む、コンピュータ読取可能な記録媒体。
9. A program for realizing a component weight optimization method for optimizing the thickness of a component to be analyzed using a computer including an input device, a storage device, and an arithmetic processing device is recorded. A computer-readable recording medium, wherein the method comprises: a shape input step of inputting shape data of a component to be analyzed using the input device; and an analysis condition definition for defining analysis conditions using the input device. Storing the shape data input in the shape input step, the analysis condition defined in the analysis condition definition step, and the calculation result during the analysis in the storage device; and the shape stored in the storage device. For the data, the weight of the component to be analyzed is minimized while satisfying the analysis conditions stored in the storage device. By controlling the calculation processing unit performs a dynamic nonlinear analysis, and a best thickness determining step of determining the thickness of each part of the analysis target component, computer-readable recording medium.
【請求項10】 前記コンピュータは出力装置をさらに
含み、 前記方法は、前記最適板厚決定ステップにより決定され
た、解析対象の部品の各部の前記板厚を前記出力装置に
よって出力する出力ステップをさらに含む、請求項9に
記載のコンピュータ読取可能な記録媒体。
10. The computer further includes an output device, wherein the method further comprises an output step of outputting, by the output device, the thickness of each part of the part to be analyzed, determined by the optimum thickness determination step. The computer-readable recording medium according to claim 9, comprising:
【請求項11】 前記最適板厚決定ステップは、 部品の動的非線形強度解析を行なって部品の各部の応力
の時系列データを求める動的非線形解析ステップと、 前記動的非線形解析ステップによって求められた応力の
時系列データに基づいて、前記部品の新たな応力分布を
求める時系列データ処理ステップと、 前記部品の各部の応力分布の、前記部品の各部の板厚の
変化に対する感度を解析して感度情報を求める感度解析
ステップと、 前記感度解析ステップによって求められた感度情報に基
づき、前記解析条件に含まれる制約条件を満足する範囲
で前記部品の各部の板厚を変化させることによって部品
の重量を最小化する前記部品の各部の板厚を求める数値
最適化ステップと、 前記数値最適化ステップによって求められた板厚の値が
所定の条件を満足するか否かにしたがって、処理の終了
または前記求められた板厚の値を用いた動的非線形解析
処理の新たな解析用データを作成して前記動的非線形解
析ステップに与える処理とのいずれかを選択的に実行す
る設計変更ステップとを含む、請求項10に記載のコン
ピュータ読取可能な記録媒体。
11. The optimal plate thickness determining step is performed by a dynamic nonlinear analysis step of performing a dynamic nonlinear strength analysis of a component to obtain time series data of stress of each part of the component, and a dynamic nonlinear analysis step. Time-series data processing step of obtaining a new stress distribution of the part based on the time-series data of the stress, and analyzing the sensitivity of the stress distribution of each part of the part to a change in the thickness of each part of the part. A sensitivity analysis step of obtaining sensitivity information; and, based on the sensitivity information obtained by the sensitivity analysis step, changing the thickness of each part of the component within a range that satisfies the constraint conditions included in the analysis conditions, thereby obtaining a weight of the component. A numerical optimization step for determining the thickness of each part of the component that minimizes According to whether or not the above is satisfied, the processing is completed or the processing for creating new analysis data for the dynamic nonlinear analysis processing using the obtained thickness value and giving it to the dynamic nonlinear analysis step is performed. The computer-readable recording medium according to claim 10, further comprising a design change step of selectively performing any one of the steps.
【請求項12】 前記時系列データ処理ステップは、 前記動的非線形解析ステップにより与えられる時系列デ
ータから、解析対象の部品の各要素について最大応力を
抽出することにより新たな応力分布を作成する応力分布
作成ステップと、 前記応力分布作成ステップにより与えられる応力分布に
基づき、解析対象の部品を予め定められた個数のパート
に分割するパート分割ステップとを含む、請求項11に
記載のコンピュータ読取可能な記録媒体。
12. The time-series data processing step includes: extracting a maximum stress for each element of a component to be analyzed from the time-series data given by the dynamic nonlinear analysis step to generate a new stress distribution. The computer-readable program according to claim 11, further comprising: a distribution creating step; and a part dividing step of dividing a part to be analyzed into a predetermined number of parts based on the stress distribution given by the stress distribution creating step. recoding media.
JP11020238A 1999-01-28 1999-01-28 System and method for optimizing component weight and computer-readable recording medium recording a program for implementing the method for optimizing component weight Withdrawn JP2000222440A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11020238A JP2000222440A (en) 1999-01-28 1999-01-28 System and method for optimizing component weight and computer-readable recording medium recording a program for implementing the method for optimizing component weight

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11020238A JP2000222440A (en) 1999-01-28 1999-01-28 System and method for optimizing component weight and computer-readable recording medium recording a program for implementing the method for optimizing component weight

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000222440A true JP2000222440A (en) 2000-08-11

Family

ID=12021628

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11020238A Withdrawn JP2000222440A (en) 1999-01-28 1999-01-28 System and method for optimizing component weight and computer-readable recording medium recording a program for implementing the method for optimizing component weight

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000222440A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010012088A (en) * 2008-07-04 2010-01-21 Panasonic Corp Drum-type washer/dryer and method for reinforcing bearing support member used for the same
US8533653B2 (en) 2009-02-12 2013-09-10 Fujitsu Limited Support apparatus and method for simplifying design parameters during a simulation process
CN109344524A (en) * 2018-10-18 2019-02-15 燕山大学 A method for optimizing the distribution of stiffeners in thin-plate structures
CN109408939A (en) * 2018-10-18 2019-03-01 燕山大学 An improved method for optimizing the distribution of stiffeners in thin-plate structures considering both stress and displacement constraints

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010012088A (en) * 2008-07-04 2010-01-21 Panasonic Corp Drum-type washer/dryer and method for reinforcing bearing support member used for the same
US8533653B2 (en) 2009-02-12 2013-09-10 Fujitsu Limited Support apparatus and method for simplifying design parameters during a simulation process
CN109344524A (en) * 2018-10-18 2019-02-15 燕山大学 A method for optimizing the distribution of stiffeners in thin-plate structures
CN109408939A (en) * 2018-10-18 2019-03-01 燕山大学 An improved method for optimizing the distribution of stiffeners in thin-plate structures considering both stress and displacement constraints
CN109408939B (en) * 2018-10-18 2022-11-29 燕山大学 Improvement method for optimizing distribution of reinforcing ribs of sheet structure considering both stress and displacement constraints
CN109344524B (en) * 2018-10-18 2022-12-09 燕山大学 A Method for Optimizing the Distribution of Stiffeners in Thin Plate Structures

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2251805A2 (en) Improved topology optimization for designing engineering product
CN106897476A (en) For design it is cost-efficient can increasing material manufacturing structure design variable penalty
JP2015087973A (en) Generation device, generation method, and program
EP4116856A1 (en) Program, inference method, and information processing apparatus
US10437946B1 (en) Using implemented core sources for simulation
Shu et al. An online variable-fidelity optimization approach for multi-objective design optimization
Triller et al. Topology optimization using difference-based equivalent static loads
JP2000222440A (en) System and method for optimizing component weight and computer-readable recording medium recording a program for implementing the method for optimizing component weight
US20080221841A1 (en) Method and recording media
JPH06325109A (en) Product design specification evaluation system and product design specification evaluation method
JP2010113396A (en) Progress management program, progress management device, and progress management method
Sirola et al. Multi-joint topology optimization for stiffness constrained design problems
CN115310197A (en) Long-life prediction simulation platform for mechanical components of space station docking mechanism
US8380480B2 (en) Computer product, analysis support apparatus, and analysis support method
US20180089348A1 (en) Whole Integrated Analysis Model Assist Device and Whole Integrated Analysis Model Assist Method
JP6869082B2 (en) Computer for selecting test cases and test case selection method
JP4644740B2 (en) Simulation system and simulation program
JP7782239B2 (en) Specification decision support device, specification generation system, and method
JP4619851B2 (en) Design support apparatus and design support method
US9710582B1 (en) Delivering circuit designs for programmable integrated circuits
US20060175393A1 (en) Analysis technique of computer system
US20100088072A1 (en) Supporting apparatus, design supporting method and recording medium
CN115186546A (en) Vehicle body quality optimization method, device, equipment and storage medium
JP3025062B2 (en) Optimization design system for thin plate products
JP2002312341A (en) Calculation program of simultaneous linear equations formulated by digitizing of differential equation, computer-readable recording medium recording calculation program, and calculator for simultaneous linear equations

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20060404