知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
特開2024-7142構造体設計支援装置、構造体設計支援方法、プログラムおよび記録媒体
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024007142
(43)【公開日】2024-01-18
(54)【発明の名称】構造体設計支援装置、構造体設計支援方法、プログラムおよび記録媒体
(51)【国際特許分類】
G06F 30/20 20200101AFI20240111BHJP
G06F 30/23 20200101ALI20240111BHJP
G06F 30/12 20200101ALI20240111BHJP
G06T 19/00 20110101ALI20240111BHJP
【ＦＩ】
G06F30/20
G06F30/23
G06F30/12
G06T19/00 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】12
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022108404
(22)【出願日】2022-07-05
(71)【出願人】
【識別番号】000006655
【氏名又は名称】日本製鉄株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100149548
【弁理士】
【氏名又は名称】松沼 泰史
(74)【代理人】
【識別番号】100140774
【弁理士】
【氏名又は名称】大浪 一徳
(74)【代理人】
【識別番号】100134359
【弁理士】
【氏名又は名称】勝俣 智夫
(74)【代理人】
【識別番号】100188592
【弁理士】
【氏名又は名称】山口 洋
(74)【代理人】
【識別番号】100217249
【弁理士】
【氏名又は名称】堀田 耕一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100221279
【弁理士】
【氏名又は名称】山口 健吾
(74)【代理人】
【識別番号】100207686
【弁理士】
【氏名又は名称】飯田 恭宏
(74)【代理人】
【識別番号】100224812
【弁理士】
【氏名又は名称】井口 翔太
(72)【発明者】
【氏名】阿部 雅彦
(72)【発明者】
【氏名】河内 毅
【テーマコード（参考）】
5B050
5B146
【Ｆターム（参考）】
5B050AA03
5B050BA09
5B050BA17
5B050CA01
5B050EA26
5B050FA02
5B050FA05
5B146AA05
5B146DG07
5B146DJ01
5B146DJ02
5B146DJ07
5B146DJ14
5B146DL08
5B146EC04
(57)【要約】
【課題】特定の部位の剛性に対し影響の大きい部位を特定することが可能な、構造体設計支援装置、構造体設計支援方法、プログラムおよび記録媒体を提供する。
【解決手段】構造体設計支援装置１０は、複数の部品から構成される構造体モデルに設けられた節点の、第１状態における位置、第２状態における位置、を表す節点情報を記憶する節点情報記憶部２２と；節点のうち選択された１点を基準点として定め、前記節点のうち前記基準点以外の節点である評価点毎に、基準点と評価点との距離の、第１状態と、第２状態との間での変化率の絶対値を算出する変化率計算部１２と；を備え、変化率計算部１２は、評価点毎の前記変化率の絶対値を、評価点を識別する評価点識別情報と関連付けて節点情報記憶部２２に記憶する。
【選択図】図１
【解決手段】構造体設計支援装置１０は、複数の部品から構成される構造体モデルに設けられた節点の、第１状態における位置、第２状態における位置、を表す節点情報を記憶する節点情報記憶部２２と；節点のうち選択された１点を基準点として定め、前記節点のうち前記基準点以外の節点である評価点毎に、基準点と評価点との距離の、第１状態と、第２状態との間での変化率の絶対値を算出する変化率計算部１２と；を備え、変化率計算部１２は、評価点毎の前記変化率の絶対値を、評価点を識別する評価点識別情報と関連付けて節点情報記憶部２２に記憶する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の部品から構成される構造体モデルに設けられた節点の、
第１状態における位置、
第２状態における位置、
を表す節点情報を記憶する節点情報記憶部と；
前記節点のうち選択された１点を基準点として定め、前記節点のうち前記基準点以外の節点である評価点毎に、前記基準点と前記評価点との距離の、前記第１状態と、前記第２状態との間での変化率の絶対値を算出する変化率計算部と；
を備え,
前記変化率計算部は、前記変化率計算部が算出した前記評価点毎の前記変化率の絶対値を、前記評価点を識別する評価点識別情報と関連付けて前記節点情報記憶部に記憶することを特徴とする構造体設計支援装置。
第１状態における位置、
第２状態における位置、
を表す節点情報を記憶する節点情報記憶部と；
前記節点のうち選択された１点を基準点として定め、前記節点のうち前記基準点以外の節点である評価点毎に、前記基準点と前記評価点との距離の、前記第１状態と、前記第２状態との間での変化率の絶対値を算出する変化率計算部と；
を備え,
前記変化率計算部は、前記変化率計算部が算出した前記評価点毎の前記変化率の絶対値を、前記評価点を識別する評価点識別情報と関連付けて前記節点情報記憶部に記憶することを特徴とする構造体設計支援装置。
【請求項2】
前記変化率計算部は、前記変化率の絶対値が閾値以上となる前記評価点を大ひずみ評価点として識別可能に前記節点情報記憶部に記憶することを特徴とする、請求項１に記載の構造体設計支援装置。
【請求項3】
前記評価点についての前記変化率の絶対値を前記構造体モデルにおける当該評価点の位置において視認可能な画像を作成する画像作成部をさらに備えることを特徴とする、請求項１又は２に記載の構造体設計支援装置。
【請求項4】
前記各大ひずみ評価点のうち、前記大ひずみ評価点間の距離が予め設定された閾値以下である２以上の前記大ひずみ評価点の集合を大ひずみ評価点群として設定する評価点群設定部をさらに備えることを特徴とする、請求項２に記載の構造体設計支援装置。
【請求項5】
前記大ひずみ評価点群と、前記大ひずみ評価点群に含まれない前記大ひずみ評価点である孤立大ひずみ評価点と、の合計が２以上であり、
前記基準点と、前記大ひずみ評価点群の中で最も前記変化率の絶対値が大きい前記大ひずみ評価点または前記孤立大ひずみ評価点との相対変位が規制された剛体化条件で、前記構造体モデルの解析処理を行う解析部を備えることを特徴とする、請求項４に記載の構造体設計支援装置。
前記基準点と、前記大ひずみ評価点群の中で最も前記変化率の絶対値が大きい前記大ひずみ評価点または前記孤立大ひずみ評価点との相対変位が規制された剛体化条件で、前記構造体モデルの解析処理を行う解析部を備えることを特徴とする、請求項４に記載の構造体設計支援装置。
【請求項6】
前記解析部は、前記剛体化条件での解析処理によって、前記大ひずみ評価点群の中で最も変化率の大きい前記大ひずみ評価点または前記孤立大ひずみ評価点についての剛体化後剛体評価値を算出し、前記剛体化条件を付加しない条件での解析処理による剛体化前剛体評価値と前記剛体化後剛体評価値とに基づいて、前記基準点に対する変位を規制すべき拘束対象点を特定することを特徴とする、請求項５に記載の構造体設計支援装置。
【請求項7】
前記解析処理がモーダル解析処理である、請求項６に記載の構造体設計支援装置。
【請求項8】
前記変化率計算部は、前記評価点のうち、前記構造体モデルを構成する複数の部品に属する評価点について、自己が属する部品を識別する部品識別情報を前記評価点識別情報と関連付けて前記節点情報記憶部に記憶することを特徴とする、請求項１又は２に記載の構造体設計支援装置。
【請求項9】
前記部品に属する全ての前記評価点についての前記変化率の絶対値のそれぞれの値に基づいて当該部品についての部品単位評価値を算出する評価値算出部をさらに備え、
前記評価値算出部は、前記部品単位評価値を前記評価点識別情報と関連付けて節点情報記憶部に記憶することを特徴とする請求項８に記載の構造体設計支援装置。
前記評価値算出部は、前記部品単位評価値を前記評価点識別情報と関連付けて節点情報記憶部に記憶することを特徴とする請求項８に記載の構造体設計支援装置。
【請求項10】
複数の部品から構成される構造体モデルに設けられた節点の、
第１状態における位置、
第２状態における位置、
を表す節点情報を記憶する第１の過程と；
前記節点のうち選択された１点を基準点として定め、前記節点のうち前記基準点以外の節点である評価点毎に、前記基準点と前記評価点との距離の、前記第１状態と、前記第２状態との間での変化率の絶対値を算出する第２の過程と；
を有し,
前記第２の過程で、
前記第１の過程で算出した前記評価点毎の前記変化率の絶対値を、前記評価点を識別する評価点識別情報と関連付けて記憶することを特徴とする構造体設計支援方法。
第１状態における位置、
第２状態における位置、
を表す節点情報を記憶する第１の過程と；
前記節点のうち選択された１点を基準点として定め、前記節点のうち前記基準点以外の節点である評価点毎に、前記基準点と前記評価点との距離の、前記第１状態と、前記第２状態との間での変化率の絶対値を算出する第２の過程と；
を有し,
前記第２の過程で、
前記第１の過程で算出した前記評価点毎の前記変化率の絶対値を、前記評価点を識別する評価点識別情報と関連付けて記憶することを特徴とする構造体設計支援方法。
【請求項11】
コンピュータを、
複数の部品から構成される構造体モデルに設けられた節点の、
第１状態における位置、
第２状態における位置、
を表す節点情報を記憶する節点情報記憶部と；
前記節点のうち選択された１点を基準点として定め、前記節点のうち前記基準点以外の節点である評価点毎に、前記基準点と前記評価点との距離の、前記第１状態と、前記第２状態との間での変化率の絶対値を算出する変化率計算部と；
して機能させ、かつ、
前記評価点毎の前記変化率の絶対値を、前記評価点を識別する評価点識別情報と関連付けて前記節点情報記憶部に記憶するように、前記変化率計算部を機能させることを特徴とするプログラム。
複数の部品から構成される構造体モデルに設けられた節点の、
第１状態における位置、
第２状態における位置、
を表す節点情報を記憶する節点情報記憶部と；
前記節点のうち選択された１点を基準点として定め、前記節点のうち前記基準点以外の節点である評価点毎に、前記基準点と前記評価点との距離の、前記第１状態と、前記第２状態との間での変化率の絶対値を算出する変化率計算部と；
して機能させ、かつ、
前記評価点毎の前記変化率の絶対値を、前記評価点を識別する評価点識別情報と関連付けて前記節点情報記憶部に記憶するように、前記変化率計算部を機能させることを特徴とするプログラム。
【請求項12】
請求項１１に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、構造体設計支援装置、構造体設計支援方法、プログラムおよび記録媒体に関する。
【背景技術】
【0002】
従来より、各種構造体の設計段階において、構造体の評価、解析を行うための構造体設計支援装置が各種提案されている。構造体設計支援装置としては、一般にはコンピュータが利用されており、コンピュータに構造体の評価、解析を行わせるためのプログラムや、そのプログラムを実装したシステムが提案されている。このような構造体設計支援装置では、設計対象となる構造体の全体もしくは構造体を構成する各部品を小領域（要素）に分割して表現したモデルを構築し、このモデルを利用して外力の印加に対する応答をシミュレーションし、得られた結果を利用して、設計を行っている。
【0003】
例えば、特許文献１には、構造体を構成する各部品への外力の印加による他の部品との相対的な位置関係の変化に着目した構造解析の技術が記載されている。具体的には、特許文献１には、複数の部品から構成される構造体に設けられた評価点の、第１状態における位置、第２状態における位置、および前記複数の部品のうちのいずれに属するか、を表す評価点情報を取得する評価点情報取得部と；前記評価点情報取得部が取得した前記評価点情報を用いて、基準部品に属する第１の評価点と、前記第１の評価点が属する前記基準部品とは異なる比較部品に属する第２の評価点との位置関係の、前記第１状態と、前記第２状態との間での変化の大きさを表す評価値を算出する評価値算出部と；を備える構造体設計支援装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特許第６２７８１２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかし、特許文献１の技術では、構造体の剛性を低下させる部品がどの方向に存在するかを示す指すベクトルを用いて評価しているが、ベクトルの先にある部材が二重構造であるとどの部材が寄与しているが判別できない場合があった。また、複数のベクトルを表示すると、評価が困難になる場合があった。
【0006】
本発明は上記の事情を鑑みなされた発明であり、特定の部位の剛性に対し影響の大きい部位を容易に特定することが可能な、構造体設計支援装置、構造体設計支援方法、プログラムおよび記録媒体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
前記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提案している。
（１）本発明の態様１の構造体設計支援装置は、複数の部品から構成される構造体モデルに設けられた節点の、第１状態における位置、第２状態における位置、を表す節点情報を記憶する節点情報記憶部と；前記節点のうち選択された１点を基準点として定め、前記節点のうち前記基準点以外の節点である評価点毎に、前記基準点と前記評価点との距離の、前記第１状態と、前記第２状態との間での変化率の絶対値を算出する変化率計算部と；を備え,前記変化率計算部は、前記変化率計算部が算出した前記評価点毎の前記変化率の絶対値を、前記評価点を識別する評価点識別情報と関連付けて前記節点情報記憶部に記憶することを特徴とする。
（２）本発明の態様２は、態様１の構造体設計支援装置において、
前記変化率計算部は、前記変化率の絶対値が閾値以上となる前記評価点を大ひずみ評価点として識別可能に前記節点情報記憶部に記憶してもよい。
（３）本発明の態様３は、態様１又は２の構造体設計支援装置において、前記評価点についての前記変化率の絶対値を前記構造体モデルにおける当該評価点の位置において視認可能な画像を作成する画像作成部をさらに備えてもよい。
（４）本発明の態様４は、態様２の構造体設計支援装置において、前記各大ひずみ評価点のうち、前記大ひずみ評価点間の距離が予め設定された閾値以下である２以上の前記大ひずみ評価点の集合を大ひずみ評価点群として設定する評価点群設定部をさらに備えてもよい。
（５）本発明の態様５は、態様４の構造体設計支援装置において、前記大ひずみ評価点群と、前記大ひずみ評価点群に含まれない前記大ひずみ評価点である孤立大ひずみ評価点と、の合計が２以上であり、前記基準点と、前記大ひずみ評価点群の中で最も前記変化率の絶対値が大きい前記大ひずみ評価点または前記孤立大ひずみ評価点との相対変位が規制された剛体化条件で、前記構造体モデルの解析処理を行う解析部を備えてもよい。
（６）本発明の態様６は、態様５の構造体設計支援装置において、前記解析部は、前記剛体化条件での解析処理によって、前記大ひずみ評価点群の中で最も変化率の大きい前記大ひずみ評価点または前記孤立大ひずみ評価点についての剛体化後剛体評価値を算出し、前記剛体化条件を付加しない条件での解析処理による剛体化前剛体評価値と前記剛体化後剛体評価値とに基づいて、前記基準点に対する変位を規制すべき拘束対象点を特定してもよい。
（７）本発明の態様７は、態様６の構造体設計支援装置において、前記解析処理がモーダル解析処理であってもよい。
（８）本発明の態様８は、態様１または２の構造体設計支援装置において、
前記変化率計算部は、前記評価点のうち、前記構造体モデルを構成する複数の部品に属する評価点について、自己が属する部品を識別する部品識別情報を前記評価点識別情報と関連付けて前記節点情報記憶部に記憶してもよい。
（９）本発明の態様９は、態様８の構造体設計支援装置において、前記部品に属する全ての前記評価点についての前記変化率の絶対値のそれぞれの値に基づいて当該部品についての部品単位評価値を算出する評価値算出部をさらに備え、前記評価値算出部は、前記部品単位評価値を前記評価点識別情報と関連付けて節点情報記憶部に記憶してもよい。
（１０）本発明の態様１０の構造体設計支援方法は、複数の部品から構成される構造体モデルに設けられた節点の、第１状態における位置、第２状態における位置、を表す節点情報を記憶する第１の過程と；前記節点のうち選択された１点を基準点として定め、前記節点のうち前記基準点以外の節点である評価点毎に、前記基準点と前記評価点との距離の、前記第１状態と、前記第２状態との間での変化率の絶対値を算出する第２の過程と；
を有し,前記第２の過程で、前記第１の過程で算出した前記評価点毎の前記変化率の絶対値を、前記評価点を識別する評価点識別情報と関連付けて記憶する。
（１１）本発明の態様１１のプログラムは、
コンピュータを、
複数の部品から構成される構造体モデルに設けられた節点の、
第１状態における位置、
第２状態における位置、
を表す節点情報を記憶する節点情報記憶部と；
前記節点のうち選択された１点を基準点として定め、前記節点のうち前記基準点以外の節点である評価点毎に、前記基準点と前記評価点との距離の、前記第１状態と、前記第２状態との間での変化率の絶対値を算出する変化率計算部と；
して機能させ、かつ、
前記評価点毎の前記変化率の絶対値を、前記評価点を識別する評価点識別情報と関連付けて前記節点情報記憶部に記憶するように、前記変化率計算部を機能させる。
（１２）本発明の態様１２のコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、態様１１に記載のプログラムを記録する。
（１）本発明の態様１の構造体設計支援装置は、複数の部品から構成される構造体モデルに設けられた節点の、第１状態における位置、第２状態における位置、を表す節点情報を記憶する節点情報記憶部と；前記節点のうち選択された１点を基準点として定め、前記節点のうち前記基準点以外の節点である評価点毎に、前記基準点と前記評価点との距離の、前記第１状態と、前記第２状態との間での変化率の絶対値を算出する変化率計算部と；を備え,前記変化率計算部は、前記変化率計算部が算出した前記評価点毎の前記変化率の絶対値を、前記評価点を識別する評価点識別情報と関連付けて前記節点情報記憶部に記憶することを特徴とする。
（２）本発明の態様２は、態様１の構造体設計支援装置において、
前記変化率計算部は、前記変化率の絶対値が閾値以上となる前記評価点を大ひずみ評価点として識別可能に前記節点情報記憶部に記憶してもよい。
（３）本発明の態様３は、態様１又は２の構造体設計支援装置において、前記評価点についての前記変化率の絶対値を前記構造体モデルにおける当該評価点の位置において視認可能な画像を作成する画像作成部をさらに備えてもよい。
（４）本発明の態様４は、態様２の構造体設計支援装置において、前記各大ひずみ評価点のうち、前記大ひずみ評価点間の距離が予め設定された閾値以下である２以上の前記大ひずみ評価点の集合を大ひずみ評価点群として設定する評価点群設定部をさらに備えてもよい。
（５）本発明の態様５は、態様４の構造体設計支援装置において、前記大ひずみ評価点群と、前記大ひずみ評価点群に含まれない前記大ひずみ評価点である孤立大ひずみ評価点と、の合計が２以上であり、前記基準点と、前記大ひずみ評価点群の中で最も前記変化率の絶対値が大きい前記大ひずみ評価点または前記孤立大ひずみ評価点との相対変位が規制された剛体化条件で、前記構造体モデルの解析処理を行う解析部を備えてもよい。
（６）本発明の態様６は、態様５の構造体設計支援装置において、前記解析部は、前記剛体化条件での解析処理によって、前記大ひずみ評価点群の中で最も変化率の大きい前記大ひずみ評価点または前記孤立大ひずみ評価点についての剛体化後剛体評価値を算出し、前記剛体化条件を付加しない条件での解析処理による剛体化前剛体評価値と前記剛体化後剛体評価値とに基づいて、前記基準点に対する変位を規制すべき拘束対象点を特定してもよい。
（７）本発明の態様７は、態様６の構造体設計支援装置において、前記解析処理がモーダル解析処理であってもよい。
（８）本発明の態様８は、態様１または２の構造体設計支援装置において、
前記変化率計算部は、前記評価点のうち、前記構造体モデルを構成する複数の部品に属する評価点について、自己が属する部品を識別する部品識別情報を前記評価点識別情報と関連付けて前記節点情報記憶部に記憶してもよい。
（９）本発明の態様９は、態様８の構造体設計支援装置において、前記部品に属する全ての前記評価点についての前記変化率の絶対値のそれぞれの値に基づいて当該部品についての部品単位評価値を算出する評価値算出部をさらに備え、前記評価値算出部は、前記部品単位評価値を前記評価点識別情報と関連付けて節点情報記憶部に記憶してもよい。
（１０）本発明の態様１０の構造体設計支援方法は、複数の部品から構成される構造体モデルに設けられた節点の、第１状態における位置、第２状態における位置、を表す節点情報を記憶する第１の過程と；前記節点のうち選択された１点を基準点として定め、前記節点のうち前記基準点以外の節点である評価点毎に、前記基準点と前記評価点との距離の、前記第１状態と、前記第２状態との間での変化率の絶対値を算出する第２の過程と；
を有し,前記第２の過程で、前記第１の過程で算出した前記評価点毎の前記変化率の絶対値を、前記評価点を識別する評価点識別情報と関連付けて記憶する。
（１１）本発明の態様１１のプログラムは、
コンピュータを、
複数の部品から構成される構造体モデルに設けられた節点の、
第１状態における位置、
第２状態における位置、
を表す節点情報を記憶する節点情報記憶部と；
前記節点のうち選択された１点を基準点として定め、前記節点のうち前記基準点以外の節点である評価点毎に、前記基準点と前記評価点との距離の、前記第１状態と、前記第２状態との間での変化率の絶対値を算出する変化率計算部と；
して機能させ、かつ、
前記評価点毎の前記変化率の絶対値を、前記評価点を識別する評価点識別情報と関連付けて前記節点情報記憶部に記憶するように、前記変化率計算部を機能させる。
（１２）本発明の態様１２のコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、態様１１に記載のプログラムを記録する。
【発明の効果】
【0008】
本発明の上記態様によれば、特定の部位の剛性に対し影響の大きい部位を容易に特定することが可能な、構造体設計支援装置、構造体設計支援方法、プログラムおよび記録媒体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本発明の第１実施形態に係る構造体設計支援装置１０の構成を示す概略ブロック図である。
【図2】第１実施形態における変化率計算部１２の動作を説明するフローチャートである。
【図3】第１実施形態におけるデータベースの一例を示す図である。
【図4】本発明の第２実施形態に係る構造体設計支援装置１０Ｂの構成を示す概略ブロック図である。
【図5】第２実施形態における変化率計算部１２Ｂの動作を説明するフローチャートである。
【図6】第２実施形態における評価点群設定部１４の動作を説明するフローチャートである。
【図7】大ひずみ評価点群と孤立大ひずみ評価点を説明する図である。
【図8】第２実施形態における解析部１５の動作を説明するフローチャートである。
【図9】第３実施形態に係る構造体設計支援装置１０Ｃの構成を示す概略ブロック図である。
【図10】第３実施形態における評価値算出部１６の動作を説明するフローチャートである。
【図11】実施例における構造体設計支援装置１０による表示例を示す図である。
【図13】節点同士で評価した結果を示す図である。
【図15】実施例２－１における剛体化条件を説明するための図である。
【図16】比較例２－１における剛体化条件を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
（第１実施形態）
以下、図面を参照して、第１実施形態について説明する。なお、以下の実施形態においては、構造体の設計段階における構造解析の目的の一例として、構造体の剛性を向上させることを目的として説明している。しかし、構造体の設計段階における構造解析の目的としては、構造体の剛性の向上に限らず、構造体の剛性を担保した上で軽量化することや、構造体の衝突解析等、ニーズに合わせた構造体の解析を行うことができる。
以下、図面を参照して、第１実施形態について説明する。なお、以下の実施形態においては、構造体の設計段階における構造解析の目的の一例として、構造体の剛性を向上させることを目的として説明している。しかし、構造体の設計段階における構造解析の目的としては、構造体の剛性の向上に限らず、構造体の剛性を担保した上で軽量化することや、構造体の衝突解析等、ニーズに合わせた構造体の解析を行うことができる。
【0011】
図１は、第１実施形態に係る構造体設計支援装置１０の構成を示す概略ブロック図である。構造体設計支援装置１０は、複数の部品からなる構造体の剛性を仮想モデル（以下、構造体モデル）を用いて評価する。当該構造体モデルは、例えば、溶接、かしめ、ボルトなどにより接合された、複数の部品から組み立てられている。構造体設計支援装置１０は、処理部２１、節点情報記憶部２２、および表示部２３、を有する。処理部２１は、節点情報取得部１１、変化率計算部１２、画像作成部１３を有する。
【0012】
節点情報取得部１１は、評価対象となる構造体モデルに設けられた節点の、第１状態における位置、第２状態における位置を表す節点情報を取得する。第１状態は、例えば、構造体モデルに外部からの荷重が負荷されていない状態である。第１状態は、構造体モデルに変形が生じていない状態であってもよい。第２状態は、例えば、構造体モデルに外部からの荷重が負荷されている状態（例えば、想定される最大の荷重が加えられている状態）である。第２状態は、構造体モデルの固有モードの変形が生じている状態であってもよい。節点は、例えば、各状態における構造体の変形を有限要素法で解析したときの有限要素法における要素の頂点である。節点情報は、構造体モデルを有限要素法で解析することで算出される。なお、節点情報は、例えば、有限要素法以外の数値シミュレーションにより算出されたものであってもよい。
【0013】
節点情報記憶部２２は、節点情報取得部１１が取得した節点情報を記憶する。すなわち、節点情報記憶部２２は、複数の部品から構成される構造体モデルに設けられた節点の、第１状態における位置、第２状態における位置を表す節点情報を記憶する。変化率計算部１２は、節点のうち選択された１点を基準点として定め、節点のうち基準点以外の節点である評価点毎に、基準点と評価点との距離の、第１状態と、第２状態との間での変化率の絶対値を算出する。変化率計算部１２は、評価点毎の変化率の絶対値を、評価点を識別する評価点識別情報と関連付けて節点情報記憶部２２に記憶する。評価点識別情報は、例えば、節点を特定する符号（節点ＩＤ）である。また、変化率計算部１２は、前記変化率計算部は、評価点のうち、構造体モデルを構成する複数の部品に属する評価点について、自己が属する部品を識別する部品識別情報を評価点識別情報と関連付けて前記節点情報記憶部に記憶する。即ち、変化率計算部１２は、当該評価点が属する部品を識別する部品識別情報を評価点識別情報と関連付けて節点情報記憶部２２に記憶することが好ましい。部品識別情報は、例えば、部品を特定する符号（部品ＩＤ）である。変化率の絶対値、評価点識別情報、および部品識別情報は、節点情報記憶部２２において、データベースとして保存されることが好ましい。変化率計算部１２による変換率の絶対値の算出方法の詳細は、後述する。
【0014】
画像作成部１３は、評価点についての変化率の絶対値を構造体モデルにおける当該評価点の位置において視認可能な画像を作成する。画像作成部１３は、例えば、変化率計算部１２が算出した各評価点の変化率の絶対値を濃淡で表した構造体モデルの三次元画像を生成する。なお、各評価点の変化率の絶対値を濃淡ではなく、カラーで表してもよい。
【0015】
表示部２３は、変化率計算部１２の大ひずみ評価点を評価点識別情報とともに表示してもよいし、画像作成部１３が作成した三次元画像を表示してもよい。
【0016】
（構造体設計支援方法）
第１実施形態の構造体設計支援方法は、複数の部品から構成される構造体モデルに設けられた節点の、第１状態における位置、第２状態における位置、を表す節点情報を記憶する第１の過程と；前記節点のうち選択された１点を基準点として定め、前記節点のうち前記基準点以外の節点である評価点毎に、前記基準点と前記評価点との距離の、前記第１状態と、前記第２状態との間での変化率の絶対値を算出する第２の過程と；を有し、前記第２の過程で、前記第１の過程で算出した前記評価点毎の前記変化率の絶対値を、前記評価点を識別する評価点識別情報と関連付けて記憶する。以下、構造体設計支援装置１０を用いたときの構造体設計支援方法について説明する。
第１実施形態の構造体設計支援方法は、複数の部品から構成される構造体モデルに設けられた節点の、第１状態における位置、第２状態における位置、を表す節点情報を記憶する第１の過程と；前記節点のうち選択された１点を基準点として定め、前記節点のうち前記基準点以外の節点である評価点毎に、前記基準点と前記評価点との距離の、前記第１状態と、前記第２状態との間での変化率の絶対値を算出する第２の過程と；を有し、前記第２の過程で、前記第１の過程で算出した前記評価点毎の前記変化率の絶対値を、前記評価点を識別する評価点識別情報と関連付けて記憶する。以下、構造体設計支援装置１０を用いたときの構造体設計支援方法について説明する。
【0017】
第１の過程では、節点情報記憶部２２に、複数の部品から構成される構造体モデルに設けられた節点の、第１状態における位置、第２状態における位置、を表す節点情報を記憶する。
【0018】
以下、第２の過程における変化率の絶対値の算出方法について説明する。図２は、変化率計算部１２の動作を説明するフローチャートである。具体的には、第２の過程について説明する。図２では、第１状態が、構造体モデルに荷重がかかっていない非荷重状態であり、第２状態が、構造体モデルに想定する最大の荷重がかかっている最大荷重状態である場合を例に説明する。以下の例は、本発明の一例であり、第１状態は、非荷重状態に限定されない。同様に、第２状態は、最大荷重状態に限定されない。
【0019】
変化率計算部１２は、節点情報記憶部２２が記憶している節点情報に含まれる節点各々について、ステップＳ１からＳ８の処理を行う（ステップＳ１～Ｓ８）。ステップＳ１において、節点のうち選択された１点を基準点ｉとして定める。基準点ｉの設定方法は特に限定されない。基準点ｉは、例えば、シート取り付け点、荷重の入力点などが挙げられる。また、特許第６２７８１２２号公報に記載の方法で、評価値を算出することで基準点ｉを設定してもよい。ステップＳ２において、変化率計算部１２は、節点情報記憶部２２から、基準点ｉの、第１状態の位置（Ｘ座標、Ｙ座標、Ｚ座標）と第２状態の位置とを読み出す。
【0020】
次に、ステップＳ３において、具体的には、変化率計算部１２は、節点のうち前記基準点以外の節点である評価点ｊを設定する（例えば初期値ｊ＝０）。ステップＳ４において、変化率計算部１２は節点情報記憶部２２から、評価点ｊの、第１状態（ここでは、非荷重状態）と第２状態（ここでは、最大荷重状態）の位置とを読み出す。
【0021】
ステップＳ５において、変化率計算部１２は、節点のうち基準点ｉ以外の節点である評価点ｊとの第１状態での距離Ｆ０ｉ，ｊおよび第２状態での距離Ｆ１ｉ，ｊを算出する。例えば、第１状態での基準点ｉのＸ座標がＸｉであり、Ｙ座標がＹｉであり、Ｚ座標がＺｉであり、第１状態での評価点ｊのＸ座標がＸｊであり、Ｙ座標がＹｊであり、Ｚ座標がＺｊであるとき、距離Ｆ０ｉ，ｊは、下記の式（１）により算出される。
【0022】
【数1】
【0023】
変化率計算部１２は、ステップＳ２およびステップＳ４で読み出した位置を用いて、基準点ｉと、評価点ｊとの第２状態での距離Ｆ１ｉ，ｊを算出する（ステップＳ５）。例えば、第２状態での基準点ｉのＸ座標がＸ１ｉであり、Ｙ座標がＹ１ｉであり、Ｚ座標がＺ１ｉであり、第２状態での評価点ｊのＸ座標がＸ１ｊであり、Ｙ座標がＹ１ｊであり、Ｚ座標がＺ１ｊであるとき、距離Ｆ１ｉ，ｊは、下記の式（２）により算出される。
【0024】
【数2】
【0025】
変化率計算部１２は、距離Ｆ０ｉ，ｊから距離Ｆ１ｉ，ｊへの変化率ｄＦｉ，ｊ＝（Ｆ１ｉ，ｊ－Ｆ０ｉ，ｊ）／Ｆ０ｉ，ｊの絶対値を算出する（ステップＳ６）。
基準点ｉと評価点ｊとの元々の距離が大きいほど距離の変化量が大きくなるが、距離Ｆ０ｉ，ｊから距離Ｆ１ｉ，ｊへの変化率ｄＦｉ，ｊを用いることで、この距離の影響を低減することができる。
基準点ｉと評価点ｊとの元々の距離が大きいほど距離の変化量が大きくなるが、距離Ｆ０ｉ，ｊから距離Ｆ１ｉ，ｊへの変化率ｄＦｉ，ｊを用いることで、この距離の影響を低減することができる。
【0026】
ステップＳ７において、変化率計算部１２は、変化率計算部１２が算出した評価点ｊの変化率ｄＦｉ，ｊの絶対値を、評価点ｊを識別する評価点識別情報と関連付けて節点情報記憶部２２に記憶する。変化率計算部１２は、例えば、図３に示すようなデータベースとして、変化率計算部１２が算出した評価点ｊの変化率ｄＦｉ，ｊの絶対値を、評価点ｊを識別する評価点識別情報と関連付けて節点情報記憶部２２に記憶する。図３の例では、節点情報記憶部２２は、節点ＩＤ３４７２８を基準点とし、各節点の第１状態の座標（ｘ０、ｙ０、ｚ０）、第２状態の座標（ｘ１、ｙ１、ｚ１）、第１状態での基準点ｉと各節点（評価点）ｊとの距離（単位ｍｍ）、第２状態での基準点ｉと各評価点ｊとの距離、および距離の変化率の絶対値を記憶している。図３は、基準点に対する距離の変化率の絶対値が構造体モデルの一部領域で同分布しているかを示す。距離の絶対値は寄与度を意味する。
【0027】
次に、処理はステップＳ８に進む。ステップＳ８では、変化率計算部１２は、評価点ｊに未処理のものがあるかどうか判定する。評価点ｊに未処理のものがあれば（ステップＳ８にてＹＥＳ）、ステップＳ３に戻り、未処理の評価点ｊのうち１点を選択して処理を行う。評価点ｊに未処理のものがなければ（ステップＳ８にてＮＯ）、ステップＳ３からＳ８のループ、すなわち処理を終了する。
【0028】
このように、構造体設計支援装置１０および構造体設計支援方法は、節点情報を用いて、第１状態と第２状態との間での、評価点ｊ毎に、基準点ｉと評価点ｊとの距離の、第１状態と、第２状態との間での変化率の絶対値を算出し、算出された変化率の絶対値を評価点ｊを識別する評価点識別情報と関連付けて記憶する。
【0029】
これにより、第１状態から第２状態に変わった時の基準点ｉの空間ひずみに対し、寄与（変化率の絶対値）が大きい評価点ｊを特定することができる。第１状態から第２状態に変わった時の基準点ｉの空間ひずみに対し寄与が大きい評価点ｊは、剛性に与える影響が大きい節点である。そのため、この評価点ｊを強化することで、構造体の剛性が上がることが期待できる。よって、対象とする部位（例えば、シートの取り付け部位）の剛性を上げるために適した部位を、より容易に検出することができる。
【0030】
また、変化率計算部１２は、変化率の絶対値が大きいものから順に所定数の評価点ｊを特定してもよい。所定数は、目標とする構造体の合成に応じて適宜設定することができる。
特定された評価点ｊは、補強などの対象となる節点となる。この結果を、表示部２３に表示させてもよい。
特定された評価点ｊは、補強などの対象となる節点となる。この結果を、表示部２３に表示させてもよい。
【0031】
これにより、第１状態から第２状態に変わった時に、剛性に与える影響が大きい評価点ｊがより精密に特定される。状態が変わった時に、基準点ｉとの相対変位が大きい評価点ｊは、構造体の剛性を下げてしまっている可能性がある。そのため、この評価点ｊを強化することで、構造体の剛性がより上がることが期待できる。
【0032】
また、本評価手法を実施し、対策を施す評価点ｊを求め、そこへ対策を実施するというプロセスを繰り返し実施することにより、より良い構造を設計することができる。繰り返し実施することで、隠れていた対策すべき部分を見つけることができる。
【0033】
以上説明した本実施例の各ステップは、構造体設計支援装置１０が自動的に行うように構成されていてもよい。
【0034】
また、図１における構造体設計支援装置１０の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより構造体設計支援装置１０を実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
【0035】
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信回線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信回線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
【0036】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態について図４を参照して説明する。なお、第２実施形態においては、第１実施形態における構成要素と同一の部分については、同一の符号を付し、その説明を省略し、異なる点についてのみ説明する。図４は、第２実施形態に係る構造体設計支援装置１０Ｂの構成を示す概略ブロック図である。構造体設計支援装置１０Ｂは、複数の部品からなる構造体の剛性を仮想モデル（以下、構造体モデル）を用いて評価する。構造体設計支援装置１０Ｂは、処理部２１Ｂ、節点情報記憶部２２、および表示部２３、を有する。処理部２１Ｂは、節点情報取得部１１、変化率計算部１２Ｂ、画像作成部１３、評価点群設定部１４および解析部１５を有する。
次に、第２実施形態について図４を参照して説明する。なお、第２実施形態においては、第１実施形態における構成要素と同一の部分については、同一の符号を付し、その説明を省略し、異なる点についてのみ説明する。図４は、第２実施形態に係る構造体設計支援装置１０Ｂの構成を示す概略ブロック図である。構造体設計支援装置１０Ｂは、複数の部品からなる構造体の剛性を仮想モデル（以下、構造体モデル）を用いて評価する。構造体設計支援装置１０Ｂは、処理部２１Ｂ、節点情報記憶部２２、および表示部２３、を有する。処理部２１Ｂは、節点情報取得部１１、変化率計算部１２Ｂ、画像作成部１３、評価点群設定部１４および解析部１５を有する。
【0037】
変化率計算部１２Ｂは、節点のうち選択された１点を基準点として定め、節点のうち基準点以外の節点である評価点毎に、基準点と評価点との距離の、第１状態と、第２状態との間での変化率の絶対値を算出する。変化率計算部１２Ｂは、評価点毎の変化率の絶対値を、評価点を識別する評価点識別情報と関連付けて節点情報記憶部２２に記憶する。このとき、変化率計算部１２Ｂは、変化率の絶対値が閾値α１以上となる評価点を大ひずみ評価点として識別可能に節点情報記憶部２２に記憶する。また、変化率計算部１２Ｂは、当該評価点が属する部品を識別する部品識別情報を評価点識別情報と関連付けて節点情報記憶部２２に記憶することが好ましい。変化率の絶対値、評価点識別情報、および部品識別情報は、節点情報記憶部２２において、データベースとして保存されることが好ましい。
【0038】
評価点群設定部１４は、各大ひずみ評価点のうち、大ひずみ評価点間の距離が予め設定された閾値β１以下である２以上の大ひずみ評価点の集合を大ひずみ評価点群として設定する。大ひずみ評価点群の設定方法の詳細は、後述する。
【0039】
解析部１５は、評価点群設定部１４で設定された大ひずみ評価点群と、大ひずみ評価点群に含まれない大ひずみ評価点である孤立大ひずみ評価点と、の合計が２以上であるとき、基準点と、大ひずみ評価点群の中で最も変化率の絶対値が大きい大ひずみ評価点（以下、最大ひずみ評価点と称する場合がある）または孤立大ひずみ評価点との相対変位が規制された剛体化条件で、構造体モデルの解析処理を行う。なお、この場合、最大ひずみ評価点と孤立大ひずみ評価点の合計は２以上である。相対変位が規制された剛体化条件は、例えば、基準点ｉと最大ひずみ評価点または孤立大ひずみ評価点とを剛体梁で接続する条件である。
また、解析部１５は、上述の剛体化条件での解析処理によって、大ひずみ評価点群の中の最大ひずみ評価点または孤立大ひずみ評価点についての剛体化後剛体評価値を算出し、前記剛体化条件を付加しない条件での解析処理による剛体化前剛体評価値と前記剛体化後剛体評価値とに基づいて、前記基準点に対する変位を規制すべき拘束対象点を特定する。
また、解析部１５は、上述の剛体化条件での解析処理によって、大ひずみ評価点群の中の最大ひずみ評価点または孤立大ひずみ評価点についての剛体化後剛体評価値を算出し、前記剛体化条件を付加しない条件での解析処理による剛体化前剛体評価値と前記剛体化後剛体評価値とに基づいて、前記基準点に対する変位を規制すべき拘束対象点を特定する。
【0040】
（構造体設計支援方法）
以下、第２実施形態における構造体設計支援方法について説明する。第２実施形態における構造体設計支援方法は、上述の第１の過程と、変化率の絶対値を算出する第２の過程と、大ひずみ評価点群を設定する第３の過程と、拘束対象点を特定する第４の過程と、を含む。以下、構造体設計支援装置１０Ｂを用いた、第２の過程、第３の過程、および第４の過程について説明する。
以下、第２実施形態における構造体設計支援方法について説明する。第２実施形態における構造体設計支援方法は、上述の第１の過程と、変化率の絶対値を算出する第２の過程と、大ひずみ評価点群を設定する第３の過程と、拘束対象点を特定する第４の過程と、を含む。以下、構造体設計支援装置１０Ｂを用いた、第２の過程、第３の過程、および第４の過程について説明する。
【0041】
第２実施形態における変化率の絶対値の算出（第２の過程）について説明する。図５は、変化率計算部１２Ｂの動作を説明するフローチャートである。変化率計算部１２Ｂは、節点情報記憶部２２が記憶している節点情報に含まれる節点各々について、ステップＳ１からＳ８の処理を行う（ステップＳ１～Ｓ８）。ステップＳ１において、節点のうち選択された１点を基準点ｉとして定める。基準点ｉの設定方法は特に限定されない。基準点ｉは、例えば、シート取り付け点、荷重の入力点などが挙げられる。また、後述する方法で、評価値を算出することで基準点ｉを設定してもよい。ステップＳ２において、変化率計算部１２Ｂは、節点情報記憶部２２から、基準点ｉの、第１状態の位置（Ｘ座標、Ｙ座標、Ｚ座標）と第２状態の位置とを読み出す。
【0042】
次に、ステップＳ３において、具体的には、変化率計算部１２Ｂは、節点のうち前記基準点以外の節点である評価点ｊを設定する（例えば初期値ｊ＝０）。ステップＳ４において、変化率計算部１２Ｂは節点情報記憶部２２から、評価点ｊの、第１状態（ここでは、非荷重状態）と第２状態（ここでは、最大荷重状態）の位置とを読み出す。
【0043】
ステップＳ５において、変化率計算部１２Ｂは、節点のうち基準点ｉ以外の節点である評価点ｊとの第１状態での距離Ｆ０ｉ，ｊおよび第２状態での距離Ｆ１ｉ，ｊを算出する。
【0044】
変化率計算部１２Ｂは、ステップＳ２およびステップＳ４で読み出した位置を用いて、基準点ｉと、評価点ｊとの第２状態での距離Ｆ１ｉ，ｊを算出する（ステップＳ５）。
【0045】
変化率計算部１２Ｂは、距離Ｆ０ｉ，ｊから距離Ｆ１ｉ，ｊへの変化率ｄＦｉ，ｊ＝（Ｆ１ｉ，ｊ－Ｆ０ｉ，ｊ）／Ｆ０ｉ，ｊの絶対値を算出する（ステップＳ６）。
【0046】
ステップＳ７Ｂにおいて、変化率計算部１２Ｂは、評価点ｊの変化率ｄＦｉ，ｊの絶対値を、評価点ｊを識別する評価点識別情報と節点情報記憶部２２に関連付けて記憶する。このとき、変化率計算部１２Ｂは、変化率の絶対値が、閾値α１以上となる評価点ｊを大ひずみ評価点として識別可能に節点情報記憶部２２に記憶する。閾値α１は、目標とする構造体の剛性に応じて、適宜設定することができる。
【0047】
次に、処理はステップＳ８に進む。ステップＳ８では、変化率計算部１２Ｂは、評価点ｊに未処理のものがあるかどうか判定する。評価点ｊに未処理のものがあれば（ステップＳ８にてＹＥＳ）、ステップＳ３に戻り、未処理の評価点ｊのうち１点を選択して処理を行う。評価点ｊに未処理のものがなければ（ステップＳ８にてＮＯ）、ステップＳ３からＳ８のループ、すなわち処理を終了する。
【0048】
（大ひずみ評価点群の設定方法）
次に、上記で得られた大ひずみ評価点から大ひずみ評価点群を設定する方法（第３の過程）について説明する。大ひずみ評価点群を設定することで、後述するように、拘束対象点の特定方法において、処理数を減らすことができる。図６は、大ひずみ評価点群の設定方法について説明するフローチャートである。評価点群設定部１４は、節点情報記憶部２２が記憶している節点情報および評価点識別情報に基づいて、ステップＳ１１からＳ１９までの処理を行う（ステップＳ１１～Ｓ１９）。
次に、上記で得られた大ひずみ評価点から大ひずみ評価点群を設定する方法（第３の過程）について説明する。大ひずみ評価点群を設定することで、後述するように、拘束対象点の特定方法において、処理数を減らすことができる。図６は、大ひずみ評価点群の設定方法について説明するフローチャートである。評価点群設定部１４は、節点情報記憶部２２が記憶している節点情報および評価点識別情報に基づいて、ステップＳ１１からＳ１９までの処理を行う（ステップＳ１１～Ｓ１９）。
【0049】
ステップＳ１１において、評価点群設定部１４は、節点情報記憶部２２に記憶された大ひずみ評価点のうち選択された１点を基準大ひずみ評価点ｋとして定める（例えば、初期値ｋ＝０）。ステップＳ１２において、評価点群設定部１４は、節点情報記憶部２２から、基準大ひずみ評価点ｋの第１状態の位置（Ｘ座標、Ｙ座標、Ｚ座標）を読み出す。
【0050】
次に、ステップＳ１３において、評価点群設定部１４は、大ひずみ評価点のうち、基準大ひずみ評価点ｋ以外の大ひずみ評価点である比較大ひずみ評価点ｌを設定する（例えば初期値ｌ＝０）。ステップＳ１４において、評価点群設定部１４は節点情報記憶部２２から、比較大ひずみ評価点ｌの、第１状態の位置（Ｘ座標、Ｙ座標、Ｚ座標）を読み出す。
【0051】
ステップＳ１５において、評価点群設定部１４は、基準大ひずみ評価点ｋと比較大ひずみ評価点ｌとの第１状態での距離Ｆ２ｋ，ｌを算出する。例えば、第１状態での基準大ひずみ評価点ｋのＸ座標がＸｋであり、Ｙ座標がＹｋであり、Ｚ座標がＺｋであり、第１状態での比較大ひずみ評価点ｌのＸ座標がＸｌであり、Ｙ座標がＹｌであり、Ｚ座標がＺｌであるとき、距離Ｆ２ｋ，ｌは、下記の式（３）により算出される。
【0052】
【数3】
【0053】
ステップＳ１６において、距離Ｆ２ｋ，ｌが閾値β１以下であれば（ステップＳ１６にてＹＥＳ）、基準大ひずみ評価点ｋと比較大ひずみ評価点ｌとを同じ大ひずみ評価点群として設定する（ステップＳ１７）。閾値β１は、目的に応じて適宜設定することができる。閾値β１の値は、対象部品、有限要素法のメッシュ、設計のフェーズ等に応じた変数とする。閾値β１は、予め設定されていてもよいし、構造体設計支援装置１０Ｂを操作するオペレータによって設定されてもよい。このとき、評価点群設定部１４は、いずれかの大ひずみ評価点群に属するかの情報を大ひずみ評価点を識別する大ひずみ評価点識別情報と関連付けて節点情報記憶部２２に記憶する。大ひずみ評価点識別情報は、例えば、大ひずみ評価点を特定する符号（大ひずみ評価点ＩＤ）である。いずれかの大ひずみ評価点群に属するかの情報は、大ひずみ評価点群を特定する符号（大ひずみ評価点群ＩＤ）である。距離Ｆ２ｋ，ｌが閾値β１以下でなければ（ステップＳ１６にてＮｏ）、ステップＳ１８に進む。
【0054】
次に、処理はステップＳ１８に進む。ステップＳ１８では、評価点群設定部１４は、比較大ひずみ評価点ｌに未処理のものがあるかどうか判定する。比較大ひずみ評価点ｌに未処理のものがあれば（ステップＳ１８にてＹＥＳ）、ステップＳ１３に戻り、未処理の比較大ひずみ評価点のうち１点を選択して処理を行う。比較大ひずみ評価点ｌに未処理のものがなければ（ステップＳ１８にてＮＯ）、ステップＳ１９に進む。
【0055】
ステップＳ１９では、評価点群設定部１４は、基準大ひずみ評価点ｋに未処理のものがあるかどうか判定する。基準大ひずみ評価点ｋに未処理のものがあれば（ステップＳ１９にてＹＥＳ）、ステップＳ１１に戻り、未処理の大ひずみ評価点（基準大ひずみ評価点として選択されていない大ひずみ評価点）のうち１点を基準大ひずみ評価点として選択して処理を行う。大ひずみ評価点ｋに未処理のものがなければ（ステップＳ１８にてＮＯ）、ステップＳ２０に進む。なお、上記の処理において、距離Ｆ２ｋ，ｌ算出済みの２点間については、大ひずみ評価点群を設定するための各ステップを省略してもよい。
【0056】
ステップＳ２０では、評価点群設定部１４は、いずれの大ひずみ評価点群に属しない大ひずみ評価点を孤立大ひずみ評価点として節点情報記憶部２２に記憶し、処理を終了する。また、このとき、評価点群設定部１４は、各大ひずみ評価点群の中で最も変化率の絶対が大きい大ひずみ評価点を最大ひずみ評価点として、節点情報記憶部２２に記憶してもよい。
【0057】
図７は、大ひずみ評価点群と孤立大ひずみ評価点とを説明する図である。図７は、構造体を構成する部品Ａ１と、部品Ｂ１とを含む断面である。部品Ａ１には、節点ａ１からａ５が設けられており、部品Ｂ１には、節点ｂ１からｂ４が設けられている。大ひずみ評価点は、節点ｂ１、節点ｂ２、節点ａ２および節点ａ５である。距離Ｆ２ｋ，ｌが閾値β１以下となる、節点ｂ１、節点ｂ２、節点ａ２の集合が１つの大ひずみ評価点群となる。大ひずみ評価点群に含まれない節点ａ５は、孤立大ひずみ評価点の例である。
【0058】
（拘束対象点の特定方法）
次に、基準点ｉの変位などを抑制する上で特に寄与の大きい節点である拘束対象点を特定する方法（第４の過程）について説明する。拘束対象点は、基準点ｉに対する変位を規制すべき点である。拘束対象点の数は特に限定されず、１以上である。例えば、剛性を向上するために複数の拘束対象点を設定してもよい。
次に、基準点ｉの変位などを抑制する上で特に寄与の大きい節点である拘束対象点を特定する方法（第４の過程）について説明する。拘束対象点は、基準点ｉに対する変位を規制すべき点である。拘束対象点の数は特に限定されず、１以上である。例えば、剛性を向上するために複数の拘束対象点を設定してもよい。
【0059】
図８は、拘束対象点の特定方法のフローチャートである。解析部１５は、節点情報記憶部２２が記憶している、基準点ｉ、最大ひずみ評価点および孤立大ひずみ評価点の情報に基づき、ステップＳ３１からＳ３４の処理を行う（ステップＳ３１～Ｓ３４）。
【0060】
ステップＳ３１において、解析部１５は、上述した剛体化条件を付加しない条件で構造体モデルに対して解析処理を行い、剛体化前剛体評価値を算出する。解析処理としては、特に限定されず、モーダル解析、剛性解析、静的捩じり剛性、周波数応答解析（伝達関数特定）、衝突解析、走行解析などが挙げられる。解析処理は、公知の方法で行うことができる。解析処理としては、モーダル解析が好ましい。解析処理としてモーダル解析を行う場合は、例えば、剛体化前剛体評価値は固有振動数であるが、剛体化前剛体評価値は、固有振動数に限定されない。
【0061】
ステップＳ３２において、解析部１５は、各最大ひずみ評価点と各孤立大ひずみ評価点のうちから選択される解析点ｎを設定する。ステップＳ３３において、解析部１５は、基準点と、解析点ｎとの相対変位が規制された剛体化条件で、構造体モデルの解析処理を行う。ステップＳ３２における解析処理は、ステップＳ３１の解析処理と同一であり、評価する剛体化後剛体評価値となるパラメータ（例えば、固有振動数）は、ステップＳ３１の剛体化前剛体評価値となるパラメータと同一である。例えば、剛体化前剛体評価値が固有振動数の場合は、剛体化後剛体評価値も固有振動数となる。
【0062】
次にステップ３４に進む。ステップ３４では、解析点ｎに未処理のものがあるかどうかを判定する。解析点ｎに未処理のものがあれば（ステップＳ３４にてＹＥＳ）、ステップＳ３１に戻り、未処理の解析点ｎのうち１点を選択して処理を行う。解析点ｎに未処理の物が無ければ（ステップＳ３４にてＮＯ）、ステップＳ３１～Ｓ３４までのループを終了する。即ち、処理を終了する。
【0063】
このように、構造体設計支援装置１０Ｂおよび構造体設計支援方法は、節点情報を用いて、第１状態と第２状態との間での、評価点ｊ毎に、基準点ｉと評価点ｊとの距離の、第１状態と、第２状態との間での変化率の絶対値を算出し、算出された変化率の絶対値を評価点ｊを識別する評価点識別情報と関連付けて記憶する。また、構造体設計支援装置１０Ｂおよび構造体設計支援方法は、変化率の絶対値が閾値α１以上である各大ひずみ評価点のうち、大ひずみ評価点間の距離が予め設定された閾値β１以下である２以上の大ひずみ評価点の集合を大ひずみ評価点群として設定する。そして、構造体設計支援装置１０Ｂおよび構造体設計支援方法は、基準点と、大ひずみ評価点群の中で最も変化率の絶対値が大きい前記大ひずみ評価点または前記孤立大ひずみ評価点との相対変位が規制された剛体化条件で、構造体モデルの解析処理を行う。
【0064】
これにより、第１状態から第２状態に変わった時の基準点ｉの空間ひずみに対し、寄与（変化率の絶対値）が大きい評価点ｊを特定することができる。また、評価点群設定部１４が大ひずみ評価点群を設定することで、解析部１５の解析処理を短くすることができる。また、解析部１５が、大ひずみ評価点群の中で最も変化率の絶対値が大きい前記大ひずみ評価点または前記孤立大ひずみ評価点との相対変位が規制された剛体化条件で、構造体モデルの解析処理を行うことで、基準点に対する変位を規制すべき拘束対象点を特定することができる。これによって、構造体モデルの設計を容易にすることができる。
【0065】
また、本評価手法を実施し、対策を施す評価点ｊを求め、そこへ対策を実施するというプロセスを繰り返し実施することにより、より良い構造を設計することができる。繰り返し実施することで、隠れていた対策すべき部分を見つけることができる。
【0066】
以上説明した各ステップは、構造体設計支援装置１０Ｂが自動的に行うように構成されていてもよい。
【0067】
図９における構造体設計支援装置１０Ｂの機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより構造体設計支援装置１０Ｂを実現してもよい。
【0068】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態について図９を参照して説明する。なお、第３実施形態においては、第１実施形態および第２実施形態における構成要素と同一の部分については、同一の符号を付し、その説明を省略し、異なる点についてのみ説明する。図１０は、第３実施形態に係る構造体設計支援装置１０Ｃの構成を示す概略ブロック図である。構造体設計支援装置１０Ｃは、複数の部品からなる構造体の剛性を仮想モデル（以下、構造体モデル）を用いて評価する。構造体設計支援装置１０Ｃは、処理部２１Ｃ、節点情報記憶部２２、および表示部２３、を有する。処理部２１Ｃは、節点情報取得部１１、変化率計算部１２、画像作成部１３、および評価値算出部１６を有する。
次に、第３実施形態について図９を参照して説明する。なお、第３実施形態においては、第１実施形態および第２実施形態における構成要素と同一の部分については、同一の符号を付し、その説明を省略し、異なる点についてのみ説明する。図１０は、第３実施形態に係る構造体設計支援装置１０Ｃの構成を示す概略ブロック図である。構造体設計支援装置１０Ｃは、複数の部品からなる構造体の剛性を仮想モデル（以下、構造体モデル）を用いて評価する。構造体設計支援装置１０Ｃは、処理部２１Ｃ、節点情報記憶部２２、および表示部２３、を有する。処理部２１Ｃは、節点情報取得部１１、変化率計算部１２、画像作成部１３、および評価値算出部１６を有する。
【0069】
評価値算出部１６は、部品に属する全ての評価点ｊについての変化率の絶対値のそれぞれの値に基づいて当該部品についての部品単位評価値Ｅｍｉを算出する。部品単位評価値Ｅｍｉの算出方法は後述する。また、評価値算出部１６は、部品単位評価値Ｅｍｉを評価点識別情報と関連付けて節点情報記憶部２２に記憶する。
【0070】
（構造体設計支援方法）
第３実施形態に係る構造体設計支援方法は、第１の過程、第２の過程、および部品単位評価値を算出する第５の過程を含む。ここでは、構造体設計支援装置１０Ｃを用いて部品単位評価値を算出する方法について説明する。他の過程の説明については省略する。
第３実施形態に係る構造体設計支援方法は、第１の過程、第２の過程、および部品単位評価値を算出する第５の過程を含む。ここでは、構造体設計支援装置１０Ｃを用いて部品単位評価値を算出する方法について説明する。他の過程の説明については省略する。
【0071】
図１０は、部品単位評価値の算出方法のフローチャートである。評価値算出部１６は、節点情報記憶部２２が記憶している各節点の変化値の絶対値に基づいて、部品ｍの変化率の部品単位評価値Ｅｍｉを算出する。ステップＳ４１において、部品ｍを設定する（例えば、初期値ｍ＝０）。ステップＳ４２において、評価値算出部１６は、節点情報記憶部２２から、部品ｍに属する各評価点ｊの変化率の絶対値を読み出す。
【0072】
次に、ステップＳ４３において、評価値算出部１６は、部品ｍに属する各評価点ｊの変化率の絶対値のそれぞれの値に基づいて、部品ｍについての部品単位評価値Ｅｍｉを算出する。具体的には、評価値算出部１６は、基準点ｉについて算出した距離の変化率ｄＦｉ，ｊの絶対値の、部品ｍの評価点ｊに関する平均値を部品単位評価値Ｅｍｉとして算出する。部品単位評価値Ｅｍｉは、下記の式（４）により算出される。ただし、ｊは、部品ｍに属するｊであり、ｎは、部品ｍに属する評価点ｊの個数である。また、ステップ４３において、評価値算出部１６は、部品単位評価値Ｅｍｉを評価点識別情報と関連付けて節点情報記憶部２２に記憶する。
【0073】
【数4】
【0074】
特異な値となる節点が存在すると部品単位の評価値が影響しやすい。式（４）で示される平均値を部品単位評価値Ｅｍｉとして用いることで、基準点ｉに対して寄与が大きい部品を特定しやすくすることができる。
【0075】
次に、処理はステップＳ４４に進む。ステップＳ４４では、評価値算出部１６は、部品ｍに未処理のものがあるかどうか判定する。部品ｍに未処理のものがあれば（ステップＳ４４にてＹＥＳ）、ステップＳ４１に戻り、未処理の部品ｍのうち１つを選択して処理を行う。部品ｍに未処理のものがなければ（ステップ４４にてＮＯ）、ステップＳ４１からＳ４４のループを終了する。
【0076】
このように、構造体設計支援装置１０Ｃおよび構造体設計支援方法は、節点情報を用いて、第１状態と第２状態との間での、評価点ｊ毎に、基準点ｉと評価点ｊとの距離の、第１状態と、第２状態との間での変化率の絶対値を算出し、算出された変化率の絶対値を評価点ｊを識別する評価点識別情報と関連付けて記憶する。また、構造体設計支援装置１０Ｃおよび構造体設計支援方法は、部品ｍの部品単位評価値Ｅｍｉを算出する。
【0077】
これにより、第１状態から第２状態に変わった時の基準点ｉの空間ひずみに対し、寄与（変化率の絶対値）が大きい評価点ｊを特定することができる。また、評価値算出部１６が部品単位評価値Ｅｍｉを算出することで、例えば剛性の向上に対して寄与の大きい部品を特定しやすくすることができる。
【0078】
以上説明した各ステップは、構造体設計支援装置１０Ｃが自動的に行うように構成されていてもよい。
【0079】
図９における構造体設計支援装置１０Ｃの機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより構造体設計支援装置１０Ｃを実現してもよい。
【0080】
（実施例１）
実施例１では、構造体の一例として車体について、構造体設計支援装置１０により解析した例を示す。本実施例では、第１状態は、構造体モデルである車体Ｂに変形が生じていない状態である。第２状態は、車体ねじり変形の固有モードの変形が生じている状態である。
実施例１では、構造体の一例として車体について、構造体設計支援装置１０により解析した例を示す。本実施例では、第１状態は、構造体モデルである車体Ｂに変形が生じていない状態である。第２状態は、車体ねじり変形の固有モードの変形が生じている状態である。
【0081】
図１１は、構造体設計支援装置１０による表示例を示す図である。図１２は、図１１の表示例を別の視点から見た図である。図１１および図１２の表示例は、第１状態が構造体モデルである車体に変形が生じていない状態であり、第２状態が車体ねじり変形の固有モードの変形が生じている状態であるときの車体に対する解析を構造体設計支援装置１０が行い、表示したときの表示例である。図１２の矢印の点が示すように、基準点に対して寄与が大きい評価点（大ひずみ評価点）は濃淡が濃く表示される。図１２に示すように、構造体設計支援装置１０を用いることで基準点と締結すべき領域を濃淡が濃い部位として容易に特定することができる。
【0082】
図１３は、特許第６２７８１２２号公報に記載の方法、即ち節点同士で評価した結果を示す図である。図１４は、図１３の結果を別の視点で見た図である。図１３および図１４に示すように、空間歪の高い部位が分かるが、どの部位と締結すべきかが明確ではない。図１３および図１４の場合は、例えばブラケット、ルーフレールアウタなど、締結すべき部品をさらに検討しなければならない。
【0083】
（実施例２）
次に、大ひずみ評価点に対して、相対変位が規制された剛体化条件で解析した例を示す。本実施例では、基準点と、評価点と、を変位しない剛体梁で接続し、モーダル解析を行った。構造体モデルに対して、第１状態を構造体モデルである車体に変形が生じていない状態とし、第２状態が車体ねじり変形の固有モードの変形が生じている状態としたとして、構造体設計支援装置１０Ｂが解析処理を行った。図１５および図１６は、剛体化条件を説明するための図である。図１５は、基準点と、距離の変化率が大きい大ひずみ評価点と、を剛体梁で接続した構造体モデルの例(実施例２－１）である。図１６は、基準点と、距離の変化率が小さい評価点とを剛体梁で接続した構造体モデル（比較例２－１）の例である。これらの剛体化条件で、構造体設計支援装置１０Ｂを用い解析処理を行った結果を表１に示す。表１は、剛体梁を接続しない剛体化条件無の参考例、大ひずみ評価点と基準点とを剛体梁で接続した実施例２－１、変位が小さい評価点と基準点とを剛体梁で接続した比較例２－１の結果を示す。参考例のねじりモードの固有周波数ｆ（Ｈｚ）が剛体化前剛体評価値となり、実施例２－１および比較例２－１のねじりモードの固有周波数ｆ（Ｈｚ）が剛体化後剛体評価値となる。表１に示す通り、基準点との距離の変化率が大きい大ひずみ評価点と接続した実施例２－１のほうが、固有周波数を大きくなった。一方、比較例２－１は、参考例２－１からの固有周波数ｆの増分が小さかった。
次に、大ひずみ評価点に対して、相対変位が規制された剛体化条件で解析した例を示す。本実施例では、基準点と、評価点と、を変位しない剛体梁で接続し、モーダル解析を行った。構造体モデルに対して、第１状態を構造体モデルである車体に変形が生じていない状態とし、第２状態が車体ねじり変形の固有モードの変形が生じている状態としたとして、構造体設計支援装置１０Ｂが解析処理を行った。図１５および図１６は、剛体化条件を説明するための図である。図１５は、基準点と、距離の変化率が大きい大ひずみ評価点と、を剛体梁で接続した構造体モデルの例(実施例２－１）である。図１６は、基準点と、距離の変化率が小さい評価点とを剛体梁で接続した構造体モデル（比較例２－１）の例である。これらの剛体化条件で、構造体設計支援装置１０Ｂを用い解析処理を行った結果を表１に示す。表１は、剛体梁を接続しない剛体化条件無の参考例、大ひずみ評価点と基準点とを剛体梁で接続した実施例２－１、変位が小さい評価点と基準点とを剛体梁で接続した比較例２－１の結果を示す。参考例のねじりモードの固有周波数ｆ（Ｈｚ）が剛体化前剛体評価値となり、実施例２－１および比較例２－１のねじりモードの固有周波数ｆ（Ｈｚ）が剛体化後剛体評価値となる。表１に示す通り、基準点との距離の変化率が大きい大ひずみ評価点と接続した実施例２－１のほうが、固有周波数を大きくなった。一方、比較例２－１は、参考例２－１からの固有周波数ｆの増分が小さかった。
【0084】
【表1】
【0085】
このように、構造体設計支援装置１０による基準点ｉと評価点ｊとの距離の変化率の絶対値を用いることで、締結すべき部位を容易に特定することができる。さらに複数の部位が表示される場合、上記に記載の方法で、解析処理をすることで、拘束対象点を明確にすることができる。これによって、より剛性を効率良く向上させることができる。すなわち、構造体設計支援装置１０は、特定の部位の剛性に対し影響の大きい部位を、より容易に検出することができる。
【0086】
以上、この発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【産業上の利用可能性】
【0087】
本発明の各態様は、各種構造体の設計段階において、構造体の評価、解析を行うための構造体設計支援装置、構造体設計支援方法、プログラムおよび記録媒体に広く適用できる。本発明の各態様により、特定の部位の剛性に対し影響の大きい部位を容易に特定することができる構造体設計支援装置、構造体設計支援方法、プログラムおよび記録媒体の実現が可能となる。
【符号の説明】
【0088】
１０ 構造体設計支援装置、１１ 節点情報取得部、１２ 変化率計算部、１３ 画像作成部、１４ 評価点群設定部、１５ 解析部、１６ 評価値算出部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】