特開 2024-87232 解析支援システム、解析支援方法、及びプログラム

(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】P2024087232

(43)【公開日】2024-07-01

(54)【発明の名称】解析支援システム、解析支援方法、及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   G06F 30/12 20200101AFI20240624BHJP

   G06F 30/20 20200101ALI20240624BHJP

   G06F 30/13 20200101ALI20240624BHJP

【ＦＩ】

G06F30/12

G06F30/20

G06F30/13

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022201927

(22)【出願日】2022-12-19

(71)【出願人】

【識別番号】000004640

【氏名又は名称】日本発條株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100156867

【弁理士】

【氏名又は名称】上村 欣浩

(74)【代理人】

【識別番号】100143786

【弁理士】

【氏名又は名称】根岸 宏子

(72)【発明者】

【氏名】大久保 修平

(72)【発明者】

【氏名】大久保 泰範

(72)【発明者】

【氏名】中垣 雄太

【テーマコード（参考）】

5B146

【Ｆターム（参考）】

5B146AA02

5B146AA03

5B146AA04

5B146AA21

5B146DG01

5B146DJ01

(57)【要約】

【課題】支持部材のモデルの解析を支援して解析者の労力やミスを減らすことができる解析支援システム、解析支援方法、及びプログラムを提供する。
【解決手段】解析支援システム１は、配管１０１を支持部材１０２の矩形部１０５で支持した４つの支持部に対応する節点の１つを選択すると、選択した節点に対して対向する位置にある節点を、選択した節点を除く節点の中から所定の手順によって選択する選択手段６を有する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

長尺の対象物を支持する際に用いられる支持部材のモデルの解析を支援する解析支援システムであって、
前記支持部材は、前記対象物が延在する軸線方向に対して直交する平面をＸＹ平面と規定する場合において、Ｘ軸方向に延在する一対の長尺部材とＹ軸方向に延在する一対の長尺部材を有していて、これらの長尺部材が前記ＸＹ平面において矩形状になる矩形部を有するように接合され且つ前記対象物を前記矩形部の内側４点で支持するように配置されるものとし、
前記対象物を前記矩形部で支持した４つの支持部、前記長尺部材の両側に位置する端部、前記長尺部材同士が接合される接合部、及び前記端部と前記接合部との間に位置する中間部をそれぞれ節点と規定し、更に前記長尺部材上で隣り合う前記節点の間の部位をエレメントと規定する場合において、
前記支持部に対応する前記節点の１つを選択すると、選択した前記節点（以下、「選択節点」という）に対して対向する位置にある節点（以下、「対向節点」という）を、前記選択節点を除く前記節点（以下、「候補節点」という）の中から下記（ａ）～（ｃ）の手順によって選択する選択手段を有する解析支援システム。
（ａ） 前記長尺部材の中から前記選択節点を含む長尺部材を特定し、特定した前記長尺部材に含まれる前記節点と前記エレメントを特定し、更に、特定した前記節点を前記候補節点から除外した第１残余節点を特定するとともに、特定した前記エレメントを全ての前記エレメントから除外した第１残余エレメントを特定する。
（ｂ） 前記第１残余エレメントの中から、上記（ａ）で特定した前記節点を端部に持つ前記長尺部材を特定するとともにこの長尺部材に含まれるエレメントとして第２残余エレメントを特定し、前記第２残余エレメントに含まれる前記節点を前記第１残余節点から除外した第２残余節点を特定する。
（ｃ） 前記第２残余節点と前記選択節点とを結ぶ直線のうちＸ軸に平行又はＹ軸に平行な直線を特定し、特定した前記直線を規定する前記節点を前記対向節点と特定する。

【請求項2】

前記支持部材は、Ｘ軸方向又はＹ軸方向に延在して前記長尺部材に接合される他の長尺部材を有するものとし、
前記他の長尺部材の両側に位置する他の端部、前記長尺部材と前記他の長尺部材が接合される他の接合部、及び前記他の端部と前記他の接合部との間に位置する他の中間部をそれぞれ前記節点と規定する場合において、
前記選択手段は、上記（ａ）～（ｃ）に下記（ｄ）を加えた手順によって前記対向節点を選択する、請求項１に記載の解析支援システム。
（ｄ） 上記（ｃ）で特定した前記直線が複数存在する場合、前記直線の長さが最も短い直線を特定し、特定した長さが最も短い前記直線を規定する前記節点を前記対向節点と特定する。

【請求項3】

長尺の対象物を支持する際に用いられる支持部材のモデルの解析を支援する解析支援方法であって、
前記支持部材は、前記対象物が延在する軸線方向に対して直交する平面をＸＹ平面と規定する場合において、Ｘ軸方向に延在する一対の長尺部材とＹ軸方向に延在する一対の長尺部材を有していて、これらの長尺部材が前記ＸＹ平面において矩形状になる矩形部を有するように接合され且つ前記対象物を前記矩形部の内側４点で支持するように配置されるものとし、
前記対象物を前記矩形部で支持した４つの支持部、前記長尺部材の両側に位置する端部、前記長尺部材同士が接合される接合部、及び前記端部と前記接合部との間に位置する中間部をそれぞれ節点と規定し、更に前記長尺部材上で隣り合う前記節点の間の部位をエレメントと規定する場合において、
前記支持部に対応する前記節点の１つを選択すると、選択した前記節点（以下、「選択節点」という）に対して対向する位置にある節点（以下、「対向節点」という）を、前記選択節点を除く前記節点（以下、「候補節点」という）の中から下記（ａ）～（ｃ）の手順によって選択する選択工程を有する解析支援方法。
（ａ） 前記長尺部材の中から前記選択節点を含む長尺部材を特定し、特定した前記長尺部材に含まれる前記節点と前記エレメントを特定し、更に、特定した前記節点を前記候補節点から除外した第１残余節点を特定するとともに、特定した前記エレメントを全ての前記エレメントから除外した第１残余エレメントを特定する。
（ｂ） 前記第１残余エレメントの中から、上記（ａ）で特定した前記節点を端部に持つ前記長尺部材を特定するとともにこの長尺部材に含まれるエレメントとして第２残余エレメントを特定し、前記第２残余エレメントに含まれる前記節点を前記第１残余節点から除外した第２残余節点を特定する。
（ｃ） 前記第２残余節点と前記選択節点とを結ぶ直線のうちＸ軸に平行又はＹ軸に平行な直線を特定し、特定した前記直線を規定する前記節点を前記対向節点と特定する。

【請求項4】

コンピュータで実行され、長尺の対象物を支持する際に用いられる支持部材のモデルの解析を支援するプログラムであって、
前記支持部材は、前記対象物が延在する軸線方向に対して直交する平面をＸＹ平面と規定する場合において、Ｘ軸方向に延在する一対の長尺部材とＹ軸方向に延在する一対の長尺部材を有していて、これらの長尺部材が前記ＸＹ平面において矩形状になる矩形部を有するように接合され且つ前記対象物を前記矩形部の内側４点で支持するように配置されるものとし、
前記対象物を前記矩形部で支持した４つの支持部、前記長尺部材の両側に位置する端部、前記長尺部材同士が接合される接合部、及び前記端部と前記接合部との間に位置する中間部をそれぞれ節点と規定し、更に前記長尺部材上で隣り合う前記節点の間の部位をエレメントと規定する場合において、
前記支持部に対応する前記節点の１つを選択すると、選択した前記節点（以下、「選択節点」という）に対して対向する位置にある節点（以下、「対向節点」という）を、前記選択節点を除く前記節点（以下、「候補節点」という）の中から下記（ａ）～（ｃ）の手順によって選択する選択工程を実行するプログラム。
（ａ） 前記長尺部材の中から前記選択節点を含む長尺部材を特定し、特定した前記長尺部材に含まれる前記節点と前記エレメントを特定し、更に、特定した前記節点を前記候補節点から除外した第１残余節点を特定するとともに、特定した前記エレメントを全ての前記エレメントから除外した第１残余エレメントを特定する。
（ｂ） 前記第１残余エレメントの中から、上記（ａ）で特定した前記節点を端部に持つ前記長尺部材を特定するとともにこの長尺部材に含まれるエレメントとして第２残余エレメントを特定し、前記第２残余エレメントに含まれる前記節点を前記第１残余節点から除外した第２残余節点を特定する。
（ｃ） 前記第２残余節点と前記選択節点とを結ぶ直線のうちＸ軸に平行又はＹ軸に平行な直線を特定し、特定した前記直線を規定する前記節点を前記対向節点と特定する。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば配管、電線、各種機器（熱交換器等）、ケーブルトレイ等の長尺の対象物を支持する際に用いられる支持部材に関し、それらのモデルの解析を支援する解析支援システム、解析支援方法、及びこれらに関係するプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

各種のプラント（発電プラント、化学プラント、石油プラント等）には、所定の流体を通過させるための配管の他、電線、各種機器（熱交換器等）、ケーブルトレイ等が使用される。これらの配管等は、外力（例えば地震の揺れに起因する力）が作用した際の変位を防止するために多数の支持部材により支持される（例えば特許文献１参照）。

【0003】

このようなプラントを設計するにあたっては、配管等や支持部材のモデルについて各種の解析を行い、所定の基準を満たしているか確認される。特許文献１においては、モーダル応答解析を行うことによって配管の塑性変形による固有振動数の低下を考慮した設計を行うことができる技術が示されている。

【0004】

また配管等に作用する外力に関する解析としては、例えば図１１に示す手法がある。図１１は、特許文献１における図１に示された直管１の如き配管５０１のモデルと、配管支持構造物７の如き支持部材５０２のモデルについて示している。ここで図１１は、配管５０１の軸線方向に対して直交するＸＹ平面での図である。

【0005】

配管５０１は筒状をなしていて、ＸＹ平面での断面形状はリング状である。ここでこのリング状になる部位をリング部５０３と規定する。また支持部材５０２は、Ｘ軸方向に延在する一対の長尺部材５０４とＹ軸方向に延在する一対の長尺部材５０４を有していて、これらの長尺部材５０４がＸＹ平面において矩形状になるように接合されたものである。ここで、ＸＹ平面において矩形状になる部位を矩形部５０５と規定する。支持部材５０２は、矩形部５０５の内側４点がリング部５０３の外側に接触し、この接触する４点でリング部５０３を支持するように配置される。

【0006】

ここで、リング部５０３を矩形部５０５で支持した４つの支持部、長尺部材５０４の両側に位置する端部、長尺部材５０４同士が接合される接合部、及びこの端部とこの接合部との間に位置する中間部を、図示したように節点Ｐ１～Ｐ１２と規定する。すなわち、リング部５０３を矩形部５０５で支持した４つの支持部に対応する節点をＰ４、Ｐ９、Ｐ１１、Ｐ１２とし、Ｙ方向に延在する長尺部材５０４の両側に位置する端部に対応する節点をＰ１、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ１０とし、Ｘ方向に延在する長尺部材５０４の両側に位置する端部に対応する節点をＰ３、Ｐ８、Ｐ５、Ｐ１０とする。図示例において節点Ｐ３、Ｐ５、Ｐ８、Ｐ１０は、Ｙ方向に延在する長尺部材５０４とＸ方向に延在する長尺部材５０４同士が接合される接合部に対応する節点でもある。そして上述した端部と接合部との間に位置する中間部に対応する節点をＰ２、Ｐ７とする。節点Ｐ１～Ｐ１２には、ＸＹＺ座標における座標値が設定され、これにより配管５０１と支持部材５０２の形状及び位置が規定される。

【0007】

このような配管５０１に外力が作用する場合、支持部材５０２の解析は、４つの支持部に対応する節点Ｐ４、Ｐ９、Ｐ１１、Ｐ１２の何れかに力が加わるとの設定を行って実行される。例えば図１１に示す状態において右側へ向かう力が配管５０１に作用する場合の解析は、解析者が配管５０１の右側に位置する節点Ｐ９に対して右側への力が作用するとの設定を行って解析が実行される。また図１１に示す状態において上側へ向かう力が配管５０１に作用する場合の解析は、解析者が配管５０１の上側に位置する節点Ｐ１２に対して上側への力が作用するとの設定を行って解析が実行される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２００３－１３２１０７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

ここで、例えば配管５０１が右側に変位する瞬間と左側に変位する瞬間が生じるような場合（例えば地震が発生した場合）における支持部材５０２の解析は、配管５０１の右側に位置する節点Ｐ９に対して右側への力が作用するとの設定を行って解析を実行し、更に配管５０１の左側に位置する節点Ｐ４に対して左側への力が作用するとの設定を行って解析を実行する。すなわち、地震等を想定した解析を行う場合、解析者は２つの節点に対して力の設定を行わなければならない。しかもプラント全体にはこのような支持部材５０２が多数含まれているため、力の設定を行うにあたって解析者に多大な労力をかけることになる。またこのような労力を強いることにより、力の設定を行うべき節点とは異なる節点を選択する等のミスを引き起こすおそれがある。

【0010】

このような問題点に鑑み、本発明は、支持部材のモデルの解析を支援して解析者の労力やミスを減らすことができる解析支援システム、解析支援方法、及びプログラム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】

【0011】

本発明は、長尺の対象物を支持する際に用いられる支持部材のモデルの解析を支援する解析支援システムであって、前記支持部材は、前記対象物が延在する軸線方向に対して直交する平面をＸＹ平面と規定する場合において、Ｘ軸方向に延在する一対の長尺部材とＹ軸方向に延在する一対の長尺部材を有していて、これらの長尺部材が前記ＸＹ平面において矩形状になる矩形部を有するように接合され且つ前記対象物を前記矩形部の内側４点で支持するように配置されるものとし、前記対象物を前記矩形部で支持した４つの支持部、前記長尺部材の両側に位置する端部、前記長尺部材同士が接合される接合部、及び前記端部と前記接合部との間に位置する中間部をそれぞれ節点と規定し、更に前記長尺部材上で隣り合う前記節点の間の部位をエレメントと規定する場合において、前記支持部に対応する前記節点の１つを選択すると、選択した前記節点（以下、「選択節点」という）に対して対向する位置にある節点（以下、「対向節点」という）を、前記選択節点を除く前記節点（以下、「候補節点」という）の中から下記（ａ）～（ｃ）の手順によって選択する選択手段を有する。
（ａ） 前記長尺部材の中から前記選択節点を含む長尺部材を特定し、特定した前記長尺部材に含まれる前記節点と前記エレメントを特定し、更に、特定した前記節点を前記候補節点から除外した第１残余節点を特定するとともに、特定した前記エレメントを全ての前記エレメントから除外した第１残余エレメントを特定する。
（ｂ） 前記第１残余エレメントの中から、上記（ａ）で特定した前記節点を端部に持つ前記長尺部材を特定するとともにこの長尺部材に含まれるエレメントとして第２残余エレメントを特定し、前記第２残余エレメントに含まれる前記節点を前記第１残余節点から除外した第２残余節点を特定する。
（ｃ） 前記第２残余節点と前記選択節点とを結ぶ直線のうちＸ軸に平行又はＹ軸に平行な直線を特定し、特定した前記直線を規定する前記節点を前記対向節点と特定する。

【0012】

上述した解析支援システムにおいて、前記支持部材は、Ｘ軸方向又はＹ軸方向に延在して前記長尺部材に接合される他の長尺部材を有するものとし、前記他の長尺部材の両側に位置する他の端部、前記長尺部材と前記他の長尺部材が接合される他の接合部、及び前記他の端部と前記他の接合部との間に位置する他の中間部をそれぞれ前記節点と規定する場合において、前記選択手段は、上記（ａ）～（ｃ）に下記（ｄ）を加えた手順によって前記対向節点を選択することが好ましい。
（ｄ） 上記（ｃ）で特定した前記直線が複数存在する場合、前記直線の長さが最も短い直線を特定し、特定した長さが最も短い前記直線を規定する前記節点を前記対向節点と特定する。

【0013】

また本発明は、長尺の対象物を支持する際に用いられる支持部材のモデルの解析を支援する解析支援方法であって、前記支持部材は、前記対象物が延在する軸線方向に対して直交する平面をＸＹ平面と規定する場合において、Ｘ軸方向に延在する一対の長尺部材とＹ軸方向に延在する一対の長尺部材を有していて、これらの長尺部材が前記ＸＹ平面において矩形状になる矩形部を有するように接合され且つ前記対象物を前記矩形部の内側４点で支持するように配置されるものとし、前記対象物を前記矩形部で支持した４つの支持部、前記長尺部材の両側に位置する端部、前記長尺部材同士が接合される接合部、及び前記端部と前記接合部との間に位置する中間部をそれぞれ節点と規定し、更に前記長尺部材上で隣り合う前記節点の間の部位をエレメントと規定する場合において、前記支持部に対応する前記節点の１つを選択すると、選択した前記節点（以下、「選択節点」という）に対して対向する位置にある節点（以下、「対向節点」という）を、前記選択節点を除く前記節点（以下、「候補節点」という）の中から下記（ａ）～（ｃ）の手順によって選択する選択工程を有する解析支援方法でもある。
（ａ） 前記長尺部材の中から前記選択節点を含む長尺部材を特定し、特定した前記長尺部材に含まれる前記節点と前記エレメントを特定し、更に、特定した前記節点を前記候補節点から除外した第１残余節点を特定するとともに、特定した前記エレメントを全ての前記エレメントから除外した第１残余エレメントを特定する。
（ｂ） 前記第１残余エレメントの中から、上記（ａ）で特定した前記節点を端部に持つ前記長尺部材を特定するとともにこの長尺部材に含まれるエレメントとして第２残余エレメントを特定し、前記第２残余エレメントに含まれる前記節点を前記第１残余節点から除外した第２残余節点を特定する。
（ｃ） 前記第２残余節点と前記選択節点とを結ぶ直線のうちＸ軸に平行又はＹ軸に平行な直線を特定し、特定した前記直線を規定する前記節点を前記対向節点と特定する。

【0014】

また本発明は、コンピュータで実行され、長尺の対象物を支持する際に用いられる支持部材のモデルの解析を支援するプログラムであって、前記支持部材は、前記対象物が延在する軸線方向に対して直交する平面をＸＹ平面と規定する場合において、Ｘ軸方向に延在する一対の長尺部材とＹ軸方向に延在する一対の長尺部材を有していて、これらの長尺部材が前記ＸＹ平面において矩形状になる矩形部を有するように接合され且つ前記対象物を前記矩形部の内側４点で支持するように配置されるものとし、前記対象物を前記矩形部で支持した４つの支持部、前記長尺部材の両側に位置する端部、前記長尺部材同士が接合される接合部、及び前記端部と前記接合部との間に位置する中間部をそれぞれ節点と規定し、更に前記長尺部材上で隣り合う前記節点の間の部位をエレメントと規定する場合において、前記支持部に対応する前記節点の１つを選択すると、選択した前記節点（以下、「選択節点」という）に対して対向する位置にある節点（以下、「対向節点」という）を、前記選択節点を除く前記節点（以下、「候補節点」という）の中から下記（ａ）～（ｃ）の手順によって選択する選択工程を実行するプログラムでもある。
（ａ） 前記長尺部材の中から前記選択節点を含む長尺部材を特定し、特定した前記長尺部材に含まれる前記節点と前記エレメントを特定し、更に、特定した前記節点を前記候補節点から除外した第１残余節点を特定するとともに、特定した前記エレメントを全ての前記エレメントから除外した第１残余エレメントを特定する。
（ｂ） 前記第１残余エレメントの中から、上記（ａ）で特定した前記節点を端部に持つ前記長尺部材を特定するとともにこの長尺部材に含まれるエレメントとして第２残余エレメントを特定し、前記第２残余エレメントに含まれる前記節点を前記第１残余節点から除外した第２残余節点を特定する。
（ｃ） 前記第２残余節点と前記選択節点とを結ぶ直線のうちＸ軸に平行又はＹ軸に平行な直線を特定し、特定した前記直線を規定する前記節点を前記対向節点と特定する。

【発明の効果】

【0015】

本発明による解析支援システム、解析支援方法、及びプログラムによれば、力の設定を行うための一つの節点を選択すると、この節点に対して対向する位置にある節点を自動的に選択することができる。従って例えば地震等を想定した解析を行うにあたり、力の設定を行う節点を正しく選択することができる。また対向する位置にある節点が自動的に選択されるため、解析者が一つの節点に設定した力を対向する位置にある節点に自動的に設定することも可能であり、解析者の労力を減らすこともできる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の一実施形態に係る解析支援システムのブロック図である。

【図2】本発明の一実施形態に係る配管と支持部材に関するＸＹ平面での図である。

【図3】図２に示した支持部材に関する節点Ｐ１～Ｐ１２の座標値を示した表である。

【図4】図２に示した支持部材に関するエレメントＥ１～Ｅ１２と節点Ｐ１～Ｐ１２との関係を示した表である。

【図5】本発明の一実施形態に係る解析支援方法における手順（ａ）に関する図と表である。

【図6】本発明の一実施形態に係る解析支援方法における手順（ｂ）に関する図と表である。

【図7】本発明の一実施形態に係る解析支援方法における手順（ｃ）に関する図と表である。

【図8】支持部材の変形例に関するＸＹ平面での図である。

【図9】図８に示した支持部材に関する節点Ｐ１～Ｐ１４の座標値を示した表である。

【図10】図８に示した支持部材に関するエレメントＥ１～Ｅ１４と節点Ｐ１～Ｐ１４との関係を示した表である。

【図11】本発明が解決しようとする課題に関する配管と支持部材のＸＹ平面での図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、添付図面を参照しながら本発明の一実施形態に係る解析支援システム、解析支援方法、及びプログラムについて説明する。

【0018】

図１は、本発明の一実施形態に係る解析支援システム１の構成を示すブロック図である。解析支援システム１は、例えばＰＣ（パーソナルコンピュータ）や携帯情報端末等であるが、これらに限られない。また解析支援システム１は、１台のＰＣ等で実現されるものにかぎられず、有線や無線のネットワークを介してつながった複数台のＰＣ等で実現されるものでもよい。

【0019】

解析支援システム１は、入力部２、出力部３、記憶部４、制御部５を備えている。

【0020】

入力部２は、解析支援システム１に各種の情報を入力する機能を持つものであり、例えばキーボードやマウス、タッチパネルにより実現される。

【0021】

出力部３は、解析支援システム１から各種の情報を出力する機能を持つものであり、例えばディスプレイ、プロジェクタ、プリンタにより実現される。

【0022】

記憶部４は、予め記憶させた、又は入力部２によって入力した各種の情報を記憶する機能を持つものであり、例えば、ハードディスクドライブ、ソリッドステートドライブ、リードオンリーメモリ、ランダムアクセスメモリにより実現される。なお記憶部４には、解析支援システム１によって解析支援方法を実行するためのプログラム、及び解析支援システム１によって後述する支持部材１０２の解析を実行するためのプログラムが記憶されている。

【0023】

制御部５は、入力部２、出力部３、記憶部４につながっていて、記憶部４からプログラムを読み出して演算処理を実行することによって、所定の解析、及び解析支援を実行する。制御部５は、例えばマイクロプロセッサにより実現される。制御部５でプログラムを実行することにより、選択手段６を機能させることができる。

【0024】

このような解析支援システム１を用いることにより、図２に示した配管１０１を支持する際に用いられる支持部材１０２のモデルについての解析を支援することができる。なお図２は、配管１０１の軸線方向に対して直交するＸＹ平面での図である。

【0025】

配管１０１は筒状をなしていて、ＸＹ平面での断面形状はリング状である。ここでこのリング状になる部位をリング部１０３と規定する。なお、図示したリング部１０３はＸ方向とＹ方向の長さが等しい円環状であるが、リング部１０３は、Ｘ方向とＹ方向の長さが異なる楕円環状になるものでもよい。また支持部材１０２は、Ｘ軸方向に延在する一対の長尺部材１０４とＹ軸方向に延在する一対の長尺部材１０４を有していて、これらの長尺部材１０４がＸＹ平面において矩形状になるように接合されたものである。なお本明細書において「接合」とは、部材同士を連結させることを意味し、溶接だけでなく、ボルトやリベットを用いて固定するものも含む。ここで、ＸＹ平面において矩形状になる部位を矩形部１０５と規定する。支持部材１０２は、矩形部１０５の内側４点がリング部１０３の外側に接触し、この接触する４点でリング部１０３を支持するように配置される。なお本実施形態の解析支援システム１では、支持部材１０２で支持する対象物として、配管１０１以外のもの（例えば電線や各種機器（熱交換器等）、ケーブルトレイ等）を設定することが可能である。この場合は、対象物のＸＹ平面での断面形状（円環状や楕円環状になるものに限られず例えば四角形のような多角形状でもよい）に応じた断面モデルが、矩形部１０５の内側４点で支持されると設定すればよい。

【0026】

ここで、リング部１０３を矩形部１０５で支持した４つの支持部、長尺部材１０４の両側に位置する端部、長尺部材１０４同士が接合される接合部、及びこの端部とこの接合部との間に位置する中間部を、図示したように節点Ｐ１～Ｐ１２と規定する。すなわち、リング部１０３を矩形部１０５で支持した４つの支持部に対応する節点をＰ４、Ｐ９、Ｐ１１、Ｐ１２とし、Ｙ方向に延在する長尺部材１０４の両側に位置する端部に対応する節点をＰ１、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ１０とし、Ｘ方向に延在する長尺部材１０４の両側に位置する端部に対応する節点をＰ３、Ｐ８、Ｐ５、Ｐ１０とする。図示例において節点Ｐ３、Ｐ５、Ｐ８、Ｐ１０は、Ｙ方向に延在する長尺部材１０４とＸ方向に延在する長尺部材１０４同士が接合される接合部に対応する節点でもある。そして上述した端部と接合部との間に位置する中間部に対応する節点をＰ２、Ｐ７とする。また支持部材１０２は、ＸＺ平面に対して平行になる設置面に対して節点Ｐ１、Ｐ６で設置された固定点であるとする。

【0027】

節点Ｐ１～Ｐ１２には、ＸＹＺ座標における座標値が設定され、これにより配管１０１と支持部材１０２の形状及び位置が規定される。本実施形態では、節点Ｐ１から節点Ｐ２に至る長さを２ａとし、節点Ｐ３から節点Ｐ５に至る長さを２ｂとし、節点Ｐ５から節点Ｐ１０に至る長さを２ｃとしていて、節点Ｐ１～Ｐ１２のＸＹＺ座標における座標値を、図３のように規定している。なお図３に示した節点Ｐ１～Ｐ１２の座標値は、記憶部４に記憶されている。

【0028】

そして、長尺部材１０４上で隣り合う節点Ｐ１～Ｐ１２の間の部位をエレメントと規定する。例えば図２の左側に位置する長尺部材１０４は、節点Ｐ１と節点Ｐ２の間に位置するエレメントＥ１と、節点Ｐ２と節点Ｐ３の間に位置するエレメントＥ２と、節点Ｐ３と節点Ｐ４の間に位置するエレメントＥ３と、節点Ｐ４と節点Ｐ５の間に位置するエレメントＥ４で構成されているものとする。これらエレメントＥ１～Ｅ４と節点との関係を、図４における「エレメント」と「エレメントを特定する節点」に示す。また上記以外の長尺部材１０４は、図３に示したようにエレメントＥ５～Ｅ１２で構成されているものとする。図４では、エレメントＥ５～Ｅ１２についても節点との関係を示している。

【0029】

また本実施形態では、エレメントＥ１～Ｅ１２が何れの長尺部材１０４を構成しているかについても規定している。例えば図２の左側に位置する長尺部材１０４は、その両側の端部に相当する節点が節点Ｐ１と節点Ｐ５である。本実施形態では、左側に位置する長尺部材１０４を構成するエレメントＥ１～Ｅ４に対して、この長尺部材１０４の両側の端部に相当する節点Ｐ１と節点Ｐ５を関連付けている。そして、右側に位置する長尺部材１０４を構成するエレメントＥ６～Ｅ８に対して、この長尺部材１０４の両側の端部に相当する節点Ｐ６と節点Ｐ１０を関連付け、下側に位置する長尺部材１０４を構成するエレメントＥ９～Ｅ１０に対して、この長尺部材１０４の両側の端部に相当する節点Ｐ３と節点Ｐ８を関連付け、上側に位置する長尺部材１０４を構成するエレメントＥ１１～Ｅ１２に対して、この長尺部材１０４の両側の端部に相当する節点Ｐ５と節点Ｐ１０を関連付けている。これらエレメントＥ１～Ｅ１２と節点Ｐ１～Ｐ１２との関係についても、図４における「エレメント」と「長尺部材の両側端部に対応する節点」に示す。なお、図４に示したエレメントＥ１～Ｅ１２と節点Ｐ１～Ｐ１２との関係は、記憶部４に記憶されている。

【0030】

次に、解析支援システム１による解析支援方法について説明する。以下では、配管１０１が右側に変位する瞬間と左側に変位する瞬間が生じるような力が作用する場合の解析支援方法の一例であって、解析者が配管５０１の右側に位置する節点Ｐ９に対して右側への力が作用するとの設定を行うにあたり、節点Ｐ９を選択した場合に、節点Ｐ９に対向する節点Ｐ４が自動的に選択される方法について説明する。

【0031】

解析者が解析支援システム１を操作して節点Ｐ９を選択すると、選択手段６が機能して、４つの長尺部材１０４の中から選択した節点Ｐ９を含む長尺部材１０４を特定する。本実施形態では、選択手段６が記憶部４に記憶された図４の関係を参照し、節点Ｐ９は、節点Ｐ６、Ｐ１０が両側の端部になる長尺部材１０４に含まれることを特定する。そして選択手段６は、節点Ｐ６、Ｐ１０が両側の端部になる長尺部材１０４に含まれる節点として、節点Ｐ６、Ｐ７、Ｐ８、Ｐ１０を特定する。また選択手段６は、節点Ｐ６、Ｐ１０が両側の端部になる長尺部材１０４に含まれるエレメントとして、エレメントＥ５～Ｅ８を特定する。更に選択手段６は、節点Ｐ１～Ｐ１２のうち節点Ｐ９を除く節点Ｐ１～Ｐ８、Ｐ１０～Ｐ１２から、特定した節点Ｐ６、Ｐ７、Ｐ８、Ｐ１０を除外して残余の節点（第１残余節点）を特定する。本実施形態において第１残余節点は、節点Ｐ１～Ｐ５、Ｐ１１、Ｐ１２である。また選択手段６は、特定したエレメントＥ５～Ｅ８を全てのエレメントＥ１～Ｅ１２から除外した第１残余エレメントを特定する（図５（ａ）、（ｂ）参照）。本実施形態において第１残余エレメントは、エレメントＥ１～Ｅ４、Ｅ９～Ｅ１２である。なおここまでの手順を手順（ａ）と称する。

【0032】

次いで選択手段６は、記憶部４に記憶された図４（図５（ｂ））の関係を参照し、上述した第１残余エレメント（エレメントＥ１～Ｅ４、Ｅ９～Ｅ１２）の中から、上記（ａ）で特定した節点（節点Ｐ６、Ｐ７、Ｐ８、Ｐ１０）を端部にもつ長尺部材１０４を特定するとともにこの長尺部材１０４に含まれるエレメントとして第２残余エレメントを特定する。本実施形態において、上記（ａ）で特定した節点（節点Ｐ６、Ｐ７、Ｐ８、Ｐ１０）を端部にもつ長尺部材１０４は、図６（ｂ）に示すように、節点Ｐ８を端部に持つ長尺部材１０４と節点Ｐ１０を端部に持つ長尺部材１０４であって、節点Ｐ８を端部に持つ長尺部材１０４にはエレメントＥ９、Ｅ１０が含まれ、節点Ｐ１０を端部に持つ長尺部材１０４にはエレメントＥ１１、Ｅ１２が含まれる。すなわち第２残余エレメントとして、第１残余エレメント（エレメントＥ１～Ｅ４、Ｅ９～Ｅ１２）の中からエレメントＥ９、Ｅ１０、Ｅ１１、Ｅ１２が特定される。そして選択手段６は、第２残余エレメント（エレメントＥ９、Ｅ１０、Ｅ１１、Ｅ１２）に含まれる節点（節点Ｐ３、Ｐ５、Ｐ８、Ｐ１０、Ｐ１１、Ｐ１２）を第１残余節点から除外した第２残余節点を特定する。本実施形態において第２残余節点は、節点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ４である（図６（ａ）、（ｂ）参照）。なお、手順（ａ）の後に行われるここまでの手順を手順（ｂ）と称する。

【0033】

次いで選択手段６は、手順（ｃ）として、記憶部４に記憶された図３、図４（図６（ｂ））の関係を参照し、第２残余節点（節点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ４）と選択した節点Ｐ９とを結ぶ直線のうちＸ軸に平行又はＹ軸に平行な直線を特定する。そして特定した直線を規定する節点を、選択した節点Ｐ９に対向する節点と特定する。換言すると、節点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ４のうち、Ｘ座標又はＹ座標が節点Ｐ９と同一になるものが節点Ｐ９に対向する節点と特定される。本実施形態では、節点Ｐ９におけるＹ座標と節点Ｐ４におけるＹ座標が同一であるため、節点Ｐ４が対向する節点であると特定される（図７（ａ）、（ｂ）参照）。

【0034】

このように上述した解析支援システム１、上述した解析支援方法、及び上述したプログラムによれば、選択した節点Ｐ９に対向する節点Ｐ４を自動的に選択することができる。従って、配管１０１が左右両側に変位する場合での支持部材１０２の解析を行うにあたり、力の設定を行う節点を正しく選択することができる。またこのような解析を行うにあたって節点Ｐ９に設定する右側への力と節点Ｐ４に設定する左側への力は、大きさが同一で向きが逆の関係にある。すなわち、解析者が節点Ｐ９を選択してこの節点Ｐ９に力を設定すると、節点Ｐ９に設定した力の大きさと同一で向きが逆になる力を、自動的に選択される節点Ｐ４に対して自動的に設定することも可能であるため、解析者の労力削減にも寄与する。

【0035】

本発明に係る支持部材は、図２に示した支持部材１０２の形状に限定されるものではなく、例えば図８に示した支持部材１０２Ａのようなものも含まれる。支持部材１０２Ａは、上述したＸ軸方向に延在する一対の長尺部材１０４とＹ軸方向に延在する一対の長尺部材１０４に加えてＸ軸方向に延在する他の長尺部材１０４Ａを備えている。他の長尺部材１０４Ａは、一端部が節点Ｐ４で長尺部材１０４と接合され、他端部が壁面Ｗと接合されている。ここで、他の長尺部材１０４Ａにおける中間部を節点Ｐ１３と称し、他の長尺部材１０４Ａが壁面Ｗに接合された接合部を節点Ｐ１４と称する。また節点Ｐ４から節点Ｐ１４に至る長さを２ｄとする。そして他の長尺部材１０４Ａは、節点Ｐ４と節点Ｐ１３の間に位置するエレメントＥ１３と、節点Ｐ１３と節点Ｐ１４の間に位置するエレメントＥ１４で構成されているものとする。なお、図９に示した節点Ｐ１～Ｐ１４の座標値と、図１０に示したエレメントＥ１～Ｅ１４と節点Ｐ１～Ｐ１４の関係は、記憶部４に記憶されている。

【0036】

上述した解析支援システム１は、支持部材１０２Ａについても解析支援方法を実行することが可能である。この点につき、節点Ｐ９を選択した場合に、節点Ｐ９に対向する節点Ｐ４が自動的に選択される方法について説明する。

【0037】

支持部材１０２Ａの場合も、解析者が解析支援システム１を操作して節点Ｐ９を選択すると、選択手段６が機能して、上述した手順（ａ）～（ｃ）を実行する。ここで手順（ｂ）においては、支持部材１０２の場合と比較して節点Ｐ１３、Ｐ１４が追加されているため、第２残余節点は、節点Ｐ１～Ｐ５、Ｐ１３、Ｐ１４となる。また手順（ｃ）においては、節点Ｐ１～Ｐ５、Ｐ１３、Ｐ１４のうち、Ｘ座標又はＹ座標が節点Ｐ９と同一になるものは、節点Ｐ４、Ｐ１３、Ｐ１４と特定される。すなわち、第２残余節点である節点Ｐ１～Ｐ５、Ｐ１３、Ｐ１４と選択した節点Ｐ９とを結ぶ直線のうちＸ軸に平行又はＹ軸に平行な直線は複数存在することになる。

【0038】

このような場合において解析支援システム１は、手順（ｄ）として、複数の直線のなかで長さが最も短い直線を特定し、この直線を規定する節点を、選択した節点Ｐ９に対向する節点と特定する。図９に示した節点Ｐ４、Ｐ１３、Ｐ１４の座標値と節点Ｐ９の座標値により、最も短い直線は、節点Ｐ４と節点Ｐ９を結ぶ直線であると判別できるため、節点Ｐ４が対向する節点であると特定することができる。

【0039】

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、上記の説明で特に限定しない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。例えば上述した実施形態の構成は、適宜追加、削除が可能であり、また一の実施形態の構成を他の実施形態に設けることも可能である。また、上記の実施形態における効果は、本発明から生じる効果を例示したに過ぎず、本発明による効果が上記の効果に限定されることを意味するものではない。

【符号の説明】

【0040】

１：解析支援システム
６：選択手段
１０１：配管
１０２：支持部材
１０３：リング部
１０４：長尺部材
１０５：矩形部
Ｅ１～Ｅ１２：エレメント
Ｐ１～Ｐ１２：節点

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】