特許 6970111 製造プロセスのシミュレーションチェーンにおいて、モデル化された構築システムの新しいＦＥメッシュジオメトリ上にＦＥシミュレーション結果の応力状態（応力テンソル）を伝送するための方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6970111

(24)【登録日】2021年11月1日

(45)【発行日】2021年11月24日

(54)【発明の名称】製造プロセスのシミュレーションチェーンにおいて、モデル化された構築システムの新しいＦＥメッシュジオメトリ上にＦＥシミュレーション結果の応力状態（応力テンソル）を伝送するための方法

(51)【国際特許分類】

   G06F 30/23 20200101AFI20211111BHJP

   B21D 22/00 20060101ALI20211111BHJP

   B05C 11/00 20060101ALI20211111BHJP

   G06F 113/22 20200101ALN20211111BHJP

【ＦＩ】

   G06F30/23

   B21D22/00

   B05C11/00

   G06F113:22

【請求項の数】11

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2018-548090(P2018-548090)

(86)(22)【出願日】2017年3月2日

(65)【公表番号】特表2019-513263(P2019-513263A)

(43)【公表日】2019年5月23日

(86)【国際出願番号】DE2017000054

(87)【国際公開番号】WO2017157363

(87)【国際公開日】20170921

【審査請求日】2019年12月17日

(31)【優先権主張番号】102016003017.8

(32)【優先日】2016年3月12日

(33)【優先権主張国】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】516305813

【氏名又は名称】インプロ イノヴェーションズゲゼルシャフト フューア フォルトゲシュリッテネ プロドゥクツィオーンスズュステーム イン デーア ファールツォイクインドゥストリー エムベーハー

(74)【代理人】

【識別番号】100098394

【弁理士】

【氏名又は名称】山川 茂樹

(74)【代理人】

【識別番号】100064621

【弁理士】

【氏名又は名称】山川 政樹

(72)【発明者】

【氏名】ニッチェ，マルティン

(72)【発明者】

【氏名】ヴェッセルス，ヘリベルト

【審査官】 松浦 功

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１３／１４６２７９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００７−３１３５３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 NAJAFI, A. et al.，Sequential coupled process-performance simulation and multi-objective optimization of thin-walled tubes，Materials and Design，2012年，Vol. 41，pp. 89-98

【文献】 MAKER, B.N.，Input Parameters for Springback Simulation using LS-DYNA [online]，2001年06月，pp. 1-11，http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.579.7870&rep=rep1&type=pdf，［検索日 2021.03.09］，インターネット

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０６Ｆ ３０／００ −３０／２８

Ｂ２１Ｄ ２２／００ −２２／０８

Ｂ０５Ｃ １１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

コンピュータが、製造プロセスのシミュレーションチェーンにおいて、３Ｄ形状を有する車両構成部品のようなシミュレーションされた構築システムの新しいＦＥメッシュジオメトリ上にＦＥシミュレーション結果の応力状態を示す応力テンソル（Ｓ₁）を伝送するための方法であって、
前記コンピュータが、
ａ）第１の製造プロセスの構築システム又は構成部品（１）のＦＥシミュレーション（ＦＥ−Ｎ₁）の前記応力状態を使って前記ＦＥシミュレーション結果を記述する第１のデータレコード（Ｄ₁）を用意する工程と、
ｂ）前記シミュレーションした構築システム又は構成部品（１）の、第２の製造プロセスに割り当てられている前記新しいＦＥメッシュジオメトリ（ＦＥ−Ｎ₂）を作成する工程と、
ｃ）用意した前記第１のデータレコード（Ｄ₁）の前記応力状態を、前記構築システム又は構成部品（１）の前記新しいＦＥメッシュジオメトリ（ＦＥ−Ｎ₂）に伝達する工程と、
ｄ）前記ＦＥメッシュジオメトリ（ＦＥ−Ｎ₂）における前記応力テンソル（Ｓ₁）を使用して平衡計算（Ｒ）を実施し、この時、前記構築システム又は構成部品（１）に変形が生じ、該変形は、前記ＦＥメッシュ（ＦＥ−Ｎ₁）における前記変形とは、変形量ｕ＞許容値εの分だけ異なっている工程と、
ｅ）前記構築システム又は構成部品（１）の前記新しいＦＥメッシュジオメトリ（ＦＥ−Ｎ₂）において、循環する平衡反復として、前記平衡計算（Ｒ）を反復的に繰り返し、この時、各サイクルにおいて、それぞれ新しい応力状態を前記構築システム又は構成部品（１）の前記ＦＥメッシュジオメトリ（ＦＥ−Ｎ₂）に適用するが、望ましくない変形量ｕを引き起こす応力部分については、変位基準／中止基準である変形量ｕ＜許容値εに達するまでカットされる工程と、
ｆ）満たされた条件ｕ＜εを表示する工程
を実行することを含む方法。

【請求項2】

前記コンピュータが、満たされた前記条件ｕ＜εの達成及び／又は表示後、前記変位基準／中止基準の変形量ｕ＜許容値εに達した前記ＦＥメッシュジオメトリ（ＦＥ−Ｎ₂）による前記構築システム又は構成部品（１）の前記応力状態を記述する第２のデータレコード（Ｄ₂）を用意することを特徴とする、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記コンピュータが、さらに、用意された前記第２のデータレコード（Ｄ₂）に基づく前記構築システム又は構成部品の模擬ブランクを検出することを含む、請求項１又は請求項２に記載の方法。

【請求項4】

前記コンピュータが、前記構築システム又は構成部品の前記模擬ブランクを模擬形成することを含む、請求項１から請求項３のいずれかに記載の方法。

【請求項5】

前記コンピュータが、前記第２の製造プロセスにおいて、前記模擬ブランクと一致する実際の前記構築システム又は構成部品製造用ブランクを実際に製造することを含む、請求項１から請求項４のいずれかに記載の方法。

【請求項6】

前記コンピュータが、前記第１のデータレコードを用意するため、前記構築システム又は構成部品のモデルのスキャン及び／又は読み取りを行うことを特徴とする、請求項１から請求項５のいずれかに記載の方法。

【請求項7】

前記第１の製造プロセスは、前記構築システム又は構成部品の材料のプレス加工及び／又は深絞り加工であることを特徴とする、請求項１から請求項６のいずれかに記載の方法。

【請求項8】

前記第２の製造プロセスは、前記構築システム又は構成部品の塗装プロセスであることを特徴とする、請求項１から請求項７のいずれかに記載の方法。

【請求項9】

コンピュータの内蔵メモリに直接ロードでき、前記コンピュータに、請求項１から請求項６のいずれかに記載の方法を実行させるためのプログラム。

【請求項10】

コンピュータに請求項１から請求項８のいずれかに記載の方法を実行させるためのプログラム。

【請求項11】

コンピュータと、
前記コンピュータに、請求項１から請求項８のいずれかに記載の方法を実行させるためのソフトウェアを格納したメモリと、を備える装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、製造プロセスのシミュレーションチェーンにおいて、３Ｄ形状を有する車両構成部品のようなモデル化された構築システムの新しいＦＥメッシュジオメトリ上にＦＥシミュレーション結果の応力状態（応力テンソル）を伝送するための方法に関する。

【背景技術】

【0002】

独国特許出願公開第１０２０１２００６９６５Ａ１号から、３Ｄ形状と異方性層を有する複合部品の成形プロセスのシミュレーションが知られている。この成形プロセスは、市販のソフトウェアソリューション及び／又は個々のソフトウェアソリューションを使ってシミュレーション可能なプレス加工及び深絞り加工などであってよい。特に、ＬＳ ＤＹＮＡ又はＰＡＭ−ＦＯＲＭの商品名で、一般に入手可能なソフトウェアソリューションが知られている。成形プロセスをシミュレーションするため、プログラムにはブランクを識別する材料が与えられる。さらに、成形ツール及び／又は同類のものに該当するその他のパラメータをシミュレーションの前に準備してもよい。

【0003】

独国特許出願公開第１０２０１２００６９６５Ａ１号から知られている３Ｄ形状及び異方性層を有する車両用複合部品の成形プロセスのシミュレーション方法では、以下の工程が行われる。
Ｉ）３Ｄ形状を記述するデータレコードを準備し、
ＩＩ）複合部品の平坦な模擬半製品を３Ｄ形状の上に模擬ドレープし、
ＩＩＩ）ドレープに応じて、複合部品の平坦な半製品の模擬ブランクを検出する。

【0004】

この場合、工程ＩＩ）とＩＩＩ）との間に工程Ｚを入れ、模擬ドレープ中に材料の過剰応力が発生しないように、工程ＩＩ）による模擬ドレープが品質基準を満たしているかどうか点検することができる。工程ＩＶ）において、品質基準が守られていないこと、ならびに材料の過剰応力が存在することが確認された場合、工程Ｖ）において、模擬ドレープ中に材料の応力ができるだけ生じないように、３次元形状及び／又はそれを記述するデータレコードを調整する。工程Ｖ）で得られた結果は、工程Ｉ）に従ってデータレコードに供給される。工程Ｉ）、ＩＩ）、ＩＶ）、Ｖ）からなるループは、工程ＩＶ）で品質基準が満たされるまで、何度も反復的に実施してよい。引き続き、工程ＩＩ）で最後に行った繰り返しに基づいて模擬ブランクを実行する工程ＩＩＩ）を行う。

【0005】

「Ｄｕｂｂｅｌ−Ｔａｓｃｈｅｎｂｕｃｈ ｆｕｒ ｄｅｎ Ｍａｓｃｈｉｎｅｎｂａｕ」第２０版、Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ、２００１年Ｃ４８〜Ｃ５０から分かるように、変形シミュレーションは、特にＦＥＭとも呼ばれる有限要素法に従って実施することができる。有限要素を使うことにより、例えば応力分布や安定性など、あらゆる種類の強度の問題が数値によって解決される。例えば、弾性のある物体からなるシステムが外部荷重によってどのように変形して曲がり、物体がどのように相互にずれるかを調査する。すなわち、調査するシステムの構造がコンピュータで使用可能な形で得られる。この構造では、特定の量のいわゆるノードが決定され、これらのノードを使って、有限要素（ＦＥ）とも呼ばれる面積要素又は体積要素のコーナーが形成される。例えば車両ボディのパネルなど、ほぼ面として扱われる湾曲した面又は物体は、この場合、しばしばシェル要素に分解される。

【0006】

ノードは構造の中でメッシュを形成するが、この時、ノードの決定及びＦＥの生成を構造のメッシュ化と呼ぶ。課題に応じて、これらノードの変位又はこれらＦＥにおける応力は未知数として導入される。ＦＥの範囲内で変位、回転又は応力を近似的に説明する方程式を立てる。その他の方程式は、異なるＦＥ間の依存関係、例えばノードにおける平衡が満たされており、計算された変位は不変であり、基本条件を満たしていなければならないことから結果的に導かれるため、すき間及び貫通は生じない。

【0007】

この種のシミュレーションは、特にスチールパネルなどの均質な材料に使用することができる。

【0008】

構築システムのさまざまな物体は、しばしば互いに独立してネットワーク化される。例えば、このシステムは、製造する自動車のボディの業種横断的な部品であってよい。この場合、物体は、ネットワークの相互調整が行われずに、異なる供給業者で同時に製造される部品システムである。物体は互いに独立してネットワーク化されているため、ノードは互いに隣接する物体の表面に積み重なっているわけではなく、空間のさまざまなサイズ及びさまざまな方向の有限要素に属している。互いに隣接する物体のこのようなネットワークを、非適合ネットワークと呼ぶ。

【0009】

実際に近い有限要素シミュレーションは、互いに隣接する表面によって引き起こされる異なる物体間の相互作用及び依存性を考慮しなければならない。

【0010】

例えば業者横断的な仮想製造プロセスチェーンでは、ＦＥシミュレーション結果から新しい目標ＦＥメッシュに応力状態（応力テンソル）を伝達した後、その結果を次のＦＥシミュレーションに使用すると、望ましくない変形が生じる。この変形は、ネットワーク密度、ＦＥの要素タイプ、材料モデルが異なっていることに起因していると考えられる。

【0011】

冒頭に述べたような従来の方法では、シミュレーションチェーン内での応力伝達の結果、望ましくない変形が生じることから、従来の応力伝達は有効ではない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0012】

【特許文献1】独国特許出願公開第１０２０１２００６９６５Ａ１号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0013】

従って、本発明は、シミュレーションチェーンにおいて、ＦＥシミュレーション結果から新しい目標ＦＥメッシュに応力状態（応力テンソル）を伝達した後、その結果を次のＦＥシミュレーションに適用した場合に望ましくない変形が生じないような、冒頭に述べた種類の方法を提供するという課題に基づいている。

【課題を解決するための手段】

【0014】

この課題は、本発明に基づいて、
ａ）第１の製造プロセスの構築システム又は構成部品のＦＥシミュレーションＦＥ−Ｎ₁の応力状態（応力テンソルＳ₁）を使ってＦＥシミュレーション結果を記述する第１のデータレコードＤ₁を用意する工程と、
ｂ）シミュレーションした構築システム又は構成部品の新しいＦＥメッシュジオメトリＦＥ−Ｎ₂（新しいＦＥ目標メッシュ）を作成する工程と、
ｃ）工程ａ）で用意した第１のデータレコードＤ₁の応力状態（応力テンソルＳ₁）を、工程ｂ）で作成した構築システム又は構成部品の新しいＦＥメッシュジオメトリＦＥ−Ｎ₂に伝達する工程と、
ｄ）工程ｃ）のＦＥメッシュジオメトリＦＥ−Ｎ₂における応力テンソルＳ₁を使用して平衡計算を実施し、この時、構築システム又は構成部品に変形が生じ、この変形は、工程ａ）によるＦＥメッシュＦＥ−Ｎ₁における変形とは、変形量ｕ＞許容値εの分だけ異なっている工程と、
ｅ）構築システム又は構成部品の新しいＦＥメッシュジオメトリＦＥ−Ｎ₂（新しい目標ＦＥメッシュ）において、循環する平衡反復として、工程ｄ）による平衡計算を反復的に繰り返し、この時、各サイクルにおいて、それぞれ新しい応力状態（応力テンソルＳ₃、Ｓ₄ ．．．Ｓ_n）を構築システム又は構成部品の新しいＦＥメッシュジオメトリＦＥ−Ｎ₂に適用するが、望ましくない変形量ｕを引き起こす応力部分については、工程ｆ）において変位基準／中止基準である変形量ｕ＜許容値εが達成され、表示されるまでカットする工程
を含む冒頭に述べた種類の方法によって解決される。

【0015】

有利には、工程ｆ）において変位基準／中止基準である変形量ｕ＜εが表示された後、工程ｇ）において第２のデータレコードＤ₂を準備する。このデータレコードは、変位基準／中止基準の変形量ｕ＜許容値εが達成される工程ｄ）で最後に繰り返された平衡計算のＦＥメッシュジオメトリＦＥ−Ｎ₂の応力状態（応力テンソルＳ_n）を記述するものである。

【0016】

有利には工程ｈ）を設け、構築システム又は構成部品の模擬ブランクを、工程ｇ）に基づいて検出してもよい。

【0017】

有利には引き続き工程ｉ）を設け、構築システム又は構成部品の模擬ブランクの模擬形成を行ってもよい。

【0018】

さらに有利には、工程ｊ）では、第２の製造プロセスにおいて、模擬ブランクと一致する実際の構築システム又は構成部品製造用ブランクを実際に製造してもよい。

【0019】

好ましくは、工程ａ）による第１のデータレコードＤ₁を用意するため、構築システム又は構成部品のモデルのスキャン及び／又は読み取りを実施する。

【0020】

第１の製造プロセスは、構築システム又は構成部品の材料のプレス加工及び／又は深絞り加工であってよく、第２の製造プロセスは構築システム又は構成部品の塗装加工であってもよい。

【0021】

さらに本発明は、コンピュータの内蔵メモリに直接ロードでき、コンピュータ上で作動させると請求項１から請求項６のいずれかに記載の方法を実施するソフトウェア部分を含むプログラムにも関する。

【0022】

さらに本発明は、コンピュータに請求項１から請求項８のいずれかに記載の方法を実施させるのに適したプログラムにも関する。

【0023】

最後に、本発明は、請求項１から請求項８のいずれかに記載の方法を実行するためのソフトウェアと一緒に設置、設計、構築及び／又は装備されている装置にも関する。

【0024】

本発明に基づく方法により、望ましくない変形を発生させることなく、シミュレーションチェーンの中で応力を伝達することが可能になる。というのも、その応力の大部分は維持されたまま残るが、望ましくない作用を引き起こす応力部分についてはカットするように、複数の反復サイクルの中で応力の補正を行うからである。このために、新しい目標ＦＥシステムにおいて、循環的に実施される平衡反復では、各サイクルにおいて、必要なＦＥメッシュジオメトリＦＥ−Ｎ₂に新しい応力状態が適用される。反復サイクルの終了は、変位基準／中止基準であるｕ＜εによって評価され、この時、ｕは変形量を示し、εは許容値を示す。

【0025】

従って、本発明に基づく方法により、製造プロセスチェーンの一連のシミュレーションにおいて、モデル化及びＦＥソルバーが異なっていても応力を利用することが可能になり、構成部品の特性評価及び製造プロセスの評価を大幅に改善できる。

【0026】

有利には、周知のツール及び／又はソフトウェアソリューションを、製造プロセス段階のシミュレーション、特にシートメタル部品及び／又はアルミニウム部品の成形に用いることが可能である。

【0027】

次に、図を用いて本発明をさらに詳しく説明する。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】本発明の実施形態の少なくとも１つに基づく製造プロセスのシミュレーションチェーンにおいて、新たにシミュレーションする、モデル化された構築システム又は構成部品の新しいＦＥメッシュジオメトリＦＥ−Ｎ₂に、ＦＥシミュレーション結果ＦＥ−Ｎ₁の応力状態（応力テンソル）を伝送する方法のブロックダイヤグラムである。

【図2】本発明の実施形態の少なくとも１つに基づく、図１による方法の有利な発展形態から生じるブロックダイヤグラムである。

【図3】図１による方法の工程ｄ）〜ｆ）に基づく、望ましくない変形を生じない応力伝達の模式図である。

【図4】図１による方法の工程ｃ）〜ｆ）を使った応力伝達（強化された応力マッピング）のもう１つの模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0029】

図１は、本発明の実施形態の少なくとも１つに基づく製造プロセスのシミュレーションチェーンにおいて、構築システム又は構成部品１の新たに適用するＦＥメッシュジオメトリＦＥ−Ｎ₂に、モデル化された構築システム又は構成部品１のＦＥシミュレーション結果ＦＥ−Ｎ₁の応力状態（応力テンソル）Ｓ₁を伝送する方法のブロックダイヤグラムを示している。

【0030】

この場合、工程ａ）において第１のデータレコードＤ₁が用意され、このデータレコードは、構築システム又は構成部品１の初期ＦＥメッシュＦＥ−Ｎ₁によるＦＥシミュレーションの応力状態を備えるＦＥシミュレーション結果を記述している。

【0031】

工程ｂ）において、第２の製造プロセスに割り当てられている新しいＦＥメッシュジオメトリＦＥ−Ｎ₂（新しいＦＥ目標メッシュ）を構築システム又は構成部品１に適用する。

【0032】

引き続き、工程ｃ）において、工程ａ）で用意した第１のデータレコードＤ₁の応力状態（応力テンソルＳ₁）を、工程ｂ）で作成した構築システム又は構成部品１の新しいＦＥメッシュジオメトリＦＥ−Ｎ₂に伝達する。

【0033】

これに基づいて、工程ｄ）では、ＦＥメッシュジオメトリＦＥ−Ｎ₂の応力テンソルＳ₁を使用して平衡計算Ｒを実施する。

【0034】

この場合、次の工程ｅ）では、ＦＥメッシュＦＥ−Ｎ₁の変形とは異なる変形が構築システム又は構成部品１に生じる。この変形量ｕが許容値εよりも大きい、すなわちｕ＞εである場合、応力テンソルを変更する必要がある。

【0035】

従って、図１に示されているように、平衡計算Ｒを繰り返すために、反復ループＺは工程ｅ）からまず工程ｄ）へ戻る。この時、新しい応力状態（応力テンソルＳ₂）が、構築システム又は構成部品１のＦＥメッシュジオメトリＦＥ−Ｎ₂に適用されるため、望ましくない変形量ｕを引き起こす応力部分は縮小する。引き続き、反復ループは工程ｅ）に戻る。

【0036】

工程ｅ）における平衡計算Ｒから、さらに望ましくない変形量ｕ＞εが生じる場合（表示ＪＡ）、このループは反復的に何度も実施されるため、工程ｄ）による平衡計算Ｒの反復的繰り返しは、循環する平衡反復として、構築システム又は構成部品１のＦＥメッシュジオメトリＦＥ−Ｎ₂（新しい目標ＦＥメッシュ）の応力テンソルＳ₃、Ｓ₄、．．．、Ｓ_nを使って行われる。

【0037】

従って、各サイクルでは、それぞれ新しい応力状態（応力テンソルＳ₂、Ｓ₃、Ｓ₄、Ｓ_n）が、構築システム又は構成部品１の新しいＦＥメッシュジオメトリＦＥ−Ｎ₂に適用される。同時に、望ましくない変形量ｕを引き起こす応力部分は、工程ｅ）において変位基準／中止基準の変形量ｕ＜許容値εに達し、そのことが次の工程ｆ）で表示されるまで、引き続きカットされる。

【0038】

この変位基準／中止基準は、シミュレーションされた構築システム又は構成部品１の、第２の製造プロセスに割り当てられているＦＥメッシュジオメトリＦＥ−Ｎ₂において、望ましくない変形量を引き起こす応力部分がカットされている応力状態（応力テンソルＳ_n）を示している。

【0039】

図２は図１に相応するブロックダイヤグラムであるが、図１による方法の有利な発展形態を図式化したものである。

【0040】

図２で明らかなように、工程ｆ）において変位基準／中止基準の変形量ｕ＜許容値εに達した結果として、変位基準／中止基準の変形量ｕ＜許容値εが工程ｆ）で表示されると、工程ｇ）において、工程ｄ）の最後に繰り返された平衡計算のＦＥメッシュジオメトリＦＥ−Ｎ₂の応力状態（応力テンソルＳ_n）を記述する第２のデータレコードＤ₂の準備を行うことができる。

【0041】

図２に示されているように、有利には、第２のデータレコードＤ₂をベースにして構築システム又は構成部品の模擬ブランクを検出する工程ｈ）と、それに続いて、構築システム又は構成部品１の模擬ブランクの模擬形成を行う工程ｉ）を設けてもよい。

【0042】

さらに、第２の製造プロセスにおいて、模擬ブランクと一致する実際の構築システム又は構成部品製造１の用ブランクを実際に製造する工程ｊ）を設けてもよい。

【0043】

図３は、工程ｄ）〜ｆ）及び図１による工程手順における平衡計算Ｒを反復的に繰り返すためのループｚに従った、望ましくない変形を生じない応力伝達（強化された応力マッピング）の模式図である。図３の左下は伝達された応力状態Ｓ₁の段階にある工程ｄ）の模擬構成部品１を示している。変形及びスプリングバックはあらかじめシミュレーションされており、この場合、平衡計算は初期ＦＥメッシュＦＥ−Ｎ₁で反復して行われている。

【0044】

その結果、１０倍に拡大されて図３の右下に示されている工程ｅ）の構成部品１の状態が生じ、ここでは、応力状態の不均衡によって望ましくない変形量ｕ＞許容値εを伴っている。平衡計算Ｒの反復的繰り返し及び構成部品１のＦＥメッシュジオメトリＦＥ−Ｎ₂での望ましくない変形量ｕを引き起こす応力部分の段階的カット（応力状態のアップデート）を行う、矢印２、３、４で示されたループｚを何度も実施すると、図３の右上にあるループｚの四角形に示されているように、変位基準／中止基準の変形量ｕ＜許容値εに達し、工程ｆ）の条件を満たしたことが表示される。

【0045】

図４は、図１による方法の工程ｃ）〜ｆ）を使った応力伝達（強化された応力マッピング）を模式化した図である。

【0046】

ここで図４の左上に示されている長方形は、有限要素７を変形する、閉じられたツール内にある有限要素７を示しており、図１による方法の工程ｃ）を体現している。この工程ｃ）では、工程ａ）で用意した第１のデータレコードＤ₁の応力状態（応力テンソルＳ₁）を、工程ｂ）で作成した構築システム又は構成部品１の新しいＦＥメッシュジオメトリＦＥ−Ｎ₂に伝達する。この時、伝達された押圧応力の不均衡はプラス記号で、伝達された引張応力の不均衡はマイナス記号で示されている。

【0047】

矢印５で示されているように、引き続き、本方法の工程ｄ）において、工程ｃ）のＦＥメッシュジオメトリＦＥ−Ｎ₂の応力テンソルＳ₁を使用して平衡計算Ｒを行う。このＦＥメッシュジオメトリＦＥ−Ｎ₂は、図４に図示されている工程ｅ）において構築システム又は構成部品１の変形を発生させ、この変形は、工程ａ）におけるＦＥメッシュＦＥ−Ｎ₁の変形とは、不均衡による望ましくない変形量ｕ＞許容値εの分だけ異なっている。

【0048】

矢印ｚで示され、工程ｄ）とｅ）を含むループにより、続いて、図４の右上に示されているように、構築システム又は構成部品１のＦＥメッシュジオメトリＦＥ−Ｎ₂の循環する平衡反復として、工程ｄ）の平衡計算Ｒの反復的繰り返しにより応力状態が変更（アップデート）され、この時、各サイクルにおいては、それぞれ新しい応力状態（応力テンソルＳ₃、Ｓ₄．．．Ｓ_n）が構築システム又は構成部品１の新しいＦＥメッシュジオメトリＦＥ−Ｎ₂に適用され、望ましくない変形量ｕを引き起こす応力部分は、図４の右下から分かるように、必要な条件、すなわち変位基準／中止基準の変形量ｕ＜許容値εが達成され、工程ｆ）で表示されるようになるまでカットされる。

【0049】

図４に示されているように、応力テンソルは、初期ＦＥメッシュＦＥ−Ｎ₁の応力テンソルＳ₁を目標ＦＥメッシュＦＥ−Ｎ₂に伝達することによって生じる変形量ｕが規定の許容値εを下回るまで反復的に変化してよい。目標ＦＥメッシュＦＥ−Ｎ₂における応力テンソルＳ_nによる構築システム又は構成部品１の変形は、初期ＦＥメッシュＦＥ−Ｎ₁の応力テンソルＳ_nによる構築システム又は構成部品１の変形にほぼ一致する。

【0050】

本発明の実施形態は、ここに開示されている特殊な構造、方法工程又は材料に限定されず、関連領域の一般的な当業者には明らかなように、それらと同等のものにまで拡大可能であることは自明である。

【0051】

さらに、当然ながら、ここで使用されている用語は、特定の実施形態を説明するためだけに用いているのであって、制限するものと見なしてはならない。説明されている特徴、構造又は特性は、１つ以上の実施形態の中でそれぞれ適切な形で組み合わせてもよい。

【符号の説明】

【0052】

１ 構築システム、構成部品
２ 矢印
３ 矢印
４ 矢印
５ 矢印
６ 矢印
７ 有限要素
ａ 工程
ｂ 工程
ｃ 工程
ｄ 工程
ｅ 工程
ｆ 工程
ｇ 工程
ｈ 工程
ｉ 工程
ｊ 工程
ｚ 反復ループ
Ｄ₁ 第１のデータレコード
Ｄ₂ 第２のデータレコード
ＦＥ−Ｎ₁ 工程ａ）によるＦＥメッシュ
ＦＥ−Ｎ₂ 工程ｃ）で作成されるＦＥメッシュジオメトリ
Ｒ 平衡計算
Ｓ₁、Ｓ₂、Ｓ₃、Ｓ₄．．．Ｓ_n 応力テンソル
ｕ 変形量
ε 許容値

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】