特許 7460860 非円形ビーム要素を含むシミュレーションにおける接触挙動をモデル化する接触エンティティの内部生成

(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】

(24)【登録日】2024-03-26

(45)【発行日】2024-04-03

(54)【発明の名称】非円形ビーム要素を含むシミュレーションにおける接触挙動をモデル化する接触エンティティの内部生成

(51)【国際特許分類】

   G06F 30/23 20200101AFI20240327BHJP

   G06F 30/12 20200101ALI20240327BHJP

   G06F 111/20 20200101ALN20240327BHJP

   G06F 111/04 20200101ALN20240327BHJP

【ＦＩ】

G06F30/23

G06F30/12

G06F111:20

G06F111:04

【請求項の数】 20

(21)【出願番号】P 2022183799

(22)【出願日】2022-11-17

(65)【公開番号】P2023074505

(43)【公開日】2023-05-29

【審査請求日】2022-11-17

(31)【優先権主張番号】17/455,260

(32)【優先日】2021-11-17

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】514180812

【氏名又は名称】ダッソー システムズ アメリカス コーポレイション

(74)【代理人】

【識別番号】110001243

【氏名又は名称】弁理士法人谷・阿部特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】マルコ スピネリ

(72)【発明者】

【氏名】ハリントン ハンター ハークネス

【審査官】堀井 啓明

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１０－２６２６５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－２０７７７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０９３６１４１３（ＵＳ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０６Ｆ ３０／００－３０／２８

Ｇ０６Ｆ １１１／２０

Ｇ０６Ｆ １１１／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

現実世界の物体の接触挙動を決定するコンピューター実行方法であって、
メモリー内で、現実世界の物体の構成要素を表すビーム要素モデルを作成することであって、前記ビーム要素モデルがビームノードを含む、ことと、
（ｉ）前記現実世界の物体の前記構成要素の断面形状、および（ｉｉ）前記作成されたビーム要素モデルに基づき、接触エンティティを自動的に生成することであって、前記生成された接触エンティティが、前記ビーム要素モデルの接触ノードを含む、ことと、
前記接触ノードを接続することによって、前記生成された接触エンティティに基づきメッシュを確立することであって、前記メッシュが前記現実世界の物体の前記構成要素の表面形状を表す、ことと、
前記ビーム要素モデルおよび前記確立されたメッシュを使用してコンピューターベースのシミュレーションを実施することによって、前記現実世界の物体の接触挙動を決定することであって、前記メッシュの動きが、前記ビームノードの動きに対応するように制約される、ことと
を含む、方法。

【請求項2】

前記接触ノードを接続することが、
前記接触ノード間の接続をインスタンス化することを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記接触ノードを接続することが、
前記接触ノードを格子状パターンで接続することを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項4】

接触エンティティを自動的に生成することが、前記断面形状に基づき、前記接触ノードの位置を設定することを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項5】

前記メッシュを確立することが、
第一の断面形状に基づき生成された接触エンティティを、第二の断面形状に基づき生成された対応する接触エンティティに接続することを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項6】

前記断面形状のユーザー表示をキーワードの形態で受信することをさらに含む、請求項１に記載の方法。

【請求項7】

ドロップダウンメニューを提供することであって、前記ドロップダウンメニューが、複数のキーワード、またはその表現を表示し、前記断面形状の前記ユーザー表示が、前記複数のキーワードの中から前記キーワードの前記ドロップダウンメニューからのユーザー選択を介して受信される、提供することをさらに含む、請求項６に記載の方法。

【請求項8】

前記ビームノードが、一対のビームノードを含み、前記ビーム要素モデルを作成することが、
前記一対のビームノードの間にエッジを画定することと、
ビームを含む材料を画定することと
を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項9】

前記現実世界の物体の前記構成要素が第一の構成要素であり、前記現実世界の物体の前記接触挙動を決定することが、
第二の構成要素の有限要素モデルを受信することと、
前記ビーム要素モデル、前記確立されたメッシュ、および前記第二の構成要素の前記受信された有限要素モデルを使用して、前記シミュレーションを実施し、前記第二の構成要素と接触することに応答して、前記現実世界の物体の前記接触挙動を決定することと
を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項10】

現実世界の物体の接触挙動を決定するためのコンピューター支援設計（ＣＡＤ）システムであって、
プロセッサーと、
コンピューターコード命令が格納されるメモリーと
を含み、前記プロセッサーおよび前記メモリーが、前記コンピューターコード命令により、前記システムに、
前記メモリー内に、現実世界の物体の構成要素を表すビーム要素モデルを作成することであって、前記ビーム要素モデルがビームノードを含む、作成すること、
前記現実世界の物体の前記構成要素の断面形状および前記作成されたビーム要素モデルに基づき、接触エンティティを自動的に生成することであって、前記生成された接触エンティティが、前記ビーム要素モデルの接触ノードを含む、こと、
前記接触ノードを接続することによって、前記生成された接触エンティティに基づきメッシュを確立することであって、前記メッシュが、前記現実世界の物体の前記構成要素の表面形状を表す、確立すること、および
前記ビーム要素モデルおよび前記確立されたメッシュを使用してコンピューターベースのシミュレーションを実施することによって、前記現実世界の物体の接触挙動を決定することであって、前記メッシュの動きが、前記ビームノードの動きに対応するように制約される、決定すること
をさせるよう構成される、システム。

【請求項11】

前記接触ノードを接続するとき、前記プロセッサーおよび前記メモリーが、前記コンピューターコード命令により、前記システムに、
前記接触ノード間の接続をインスタンス化するようさらに構成される、請求項１０に記載のシステム。

【請求項12】

接触エンティティを自動的に生成する際に、前記プロセッサーおよび前記メモリーが、前記コンピューターコード命令により、前記システムに、
前記断面形状に基づき、前記接触ノードの位置を設定させるようさらに構成される、請求項１０に記載のシステム。

【請求項13】

前記メッシュを確立する際に、前記プロセッサーおよび前記メモリーが、前記コンピューターコード命令により、前記システムに、
第一の断面形状の生成された接触エンティティを、第二の断面形状の対応する生成された接触エンティティと接続させるようさらに構成される、請求項１０に記載のシステム。

【請求項14】

前記メッシュを確立する際に、前記プロセッサーおよび前記メモリーが、前記コンピューターコード命令により、前記システムに、
前記第一の断面形状と前記第二の断面形状との間の前記メッシュを格子状にさせるようさらに構成される、請求項１３に記載のシステム。

【請求項15】

前記プロセッサーと前記メモリーとが、前記コンピューターコード命令により、前記システムに、
キーワードの形態の断面形状のユーザー表示を受信させるようさらに構成される、請求項１０に記載のシステム。

【請求項16】

ドロップダウンメニューを提供するように構成されるグラフィカル表示装置であって、前記ドロップダウンメニューが、キーワード、またはその表現を含む、グラフィカル表示装置をさらに含み、
前記プロセッサーおよび前記メモリーが、前記コンピューターコード命令により、前記システムに、前記ドロップダウンメニューからのユーザー選択を介して前記断面形状のユーザー表示を受信させるようにさらに構成される、請求項１５に記載のシステム。

【請求項17】

前記ビームノードが一対のビームノードを含み、前記ビーム要素モデルを作成する際に、前記プロセッサーおよび前記メモリーが、前記コンピューターコード命令により、前記システムに、
前記一対の前記ビームノードの間にエッジを画定すること、および
ビームを含む材料を画定すること
をさせるようさらに構成される、請求項１０に記載のシステム。

【請求項18】

前記現実世界の物体の前記構成要素が第一の構成要素であり、前記現実世界の物体の前記接触挙動を決定する際に、前記プロセッサーおよび前記メモリーが、前記コンピューターコード命令により、前記システムに、
第二の構成要素の有限要素モデルを受信すること、および
前記ビーム要素モデル、前記確立されたメッシュ、および前記第二の構成要素の前記受信された有限要素モデルを使用して、前記シミュレーションを実施し、前記第二の構成要素と接触することに応答して、前記現実世界の物体の前記接触挙動を決定すること
をさせるようさらに構成される、請求項１０に記載のシステム。

【請求項19】

現実世界の物体の接触挙動を決定するためのコンピュータープログラムであって、前記コンピュータープログラムがコンピューター読取り可能な命令を含み、前記命令が、プロセッサーによって実行されると、前記プロセッサーに、
データーベース内に、現実世界の物体の構成要素を表すビーム要素モデルを作成することであって、前記ビーム要素モデルがビームノードを含む、作成すること、
前記現実世界の物体の前記構成要素の断面形状および前記作成されたビーム要素モデルに基づき、接触エンティティを自動的に生成することであって、前記生成された接触エンティティが、前記ビーム要素モデルの接触ノードを含む、こと、
前記接触ノードを接続することによって、前記生成された接触エンティティに基づきメッシュを確立することであって、前記メッシュが、前記現実世界の物体の前記構成要素の表面形状を表す、確立すること、および
前記ビーム要素モデルおよび前記確立されたメッシュを使用してコンピューターベースのシミュレーションを実施することによって、前記現実世界の物体の接触挙動を決定することであって、前記メッシュの動きが、前記ビームノードの動きに対応するように制約される、決定すること、をさせる、コンピュータープログラム。

【請求項20】

前記命令が、前記プロセッサーに、（ｉ）前記断面形状に基づき前記接触ノードの位置を設定することによって、接触エンティティを自動的に生成させ、および（ｉｉ）前記接触ノード間の接続をインスタンス化することによって、前記接触ノードを接続させる、請求項１９に記載のコンピュータープログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、接触エンティティの内部生成に関し、より詳細には、非円形ビーム要素を含むシミュレーションにおける接触挙動をモデル化する接触エンティティの内部生成に関する。

【背景技術】

【0002】

コンピューター支援設計（ＣＡＤ）ソフトウェアは、特に、三次元（３Ｄ）ＣＡＤモデル、例えば有限要素モデルおよび固体モデルの使用を通して、複雑な現実世界の物体の構造および行動の態様をモデル化することを可能にする多くの利点を提供する。ＣＡＤソフトウェアユーザーは、さまざまな現実世界の物体の現実世界のユースケースに関連する情報を収集するために、個々の静的現実世界の物体だけでなく、複数の現実世界の物体とその構成要素の間の相互作用もモデル化することを求めることが多い。物体間のこうした相互作用は、しばしば、さまざまな動作状態の物体間の物理的接触を含む。

【0003】

ビーム要素は、多くの業界で使用される一般的なタイプの構成要素である。従って、ビーム要素は、多くの場合、これらの業界で働くＣＡＤソフトウェアユーザーによって作成されたＣＡＤモデルの主題である。モデル化されたビーム要素を含む接触事象は、多くの場合、ＣＡＤ環境でシミュレーションされて、例えば、他のビームまたは非ビーム構成要素などの構成要素と接触する、衝突する、打つ、またはそうでなければ物理的に相互作用する、ビームに似た構成要素の効果を評価する。

【発明の概要】

【0004】

既存の方法では、計算の簡略化のために、円形断面は、例えば、接触、シミュレーションなどのビーム要素のモデリングおよび挙動においてしばしば仮定される。しかしながら、ビーム要素の断面形状は、ビーム要素の物理的挙動、特に接触事象におけるビーム要素の挙動に著しい影響を与える。従って、これらの既存の方法を改善し、より正確にビーム要素の物理的挙動をモデル化し、シミュレートするための機能性が必要である。実施形態は、こうした機能性を提供する。

【0005】

こうした実施形態の一つは、ビーム要素の断面形状の表示に基づき（ＣＡＤモデルの）接触エンティティを自動的に生成することによって、これらの改善を提供する。実施形態は、所定のモデル化された構成要素と別のモデル化された構成要素との間の接触事象の物理的効果をシミュレーションによって決定し得るように、所定のモデル化された構成要素の表面の末端を画定する基準点を提供するために、ＣＡＤモデル内に接触エンティティを自動的に作成する。すなわち、自動生成された接触エンティティは、モデル化された物体挙動のシミュレーションの目的で、モデル上の潜在的な接触点を画定するか、またはそうでなければそれとして論理的に機能する。画定された潜在的接触点は、当技術分野でのニーズを満たすシミュレーションの精度を高める。

【0006】

別の実施形態は、現実世界の物体の構成要素を表すビーム要素モデルをメモリー内で生成することによって開始する、現実世界の物体の接触挙動を決定する、コンピューター実行方法を対象とする。こうした実施形態では、ビーム要素モデルは、ビームノードを含む。続けて、方法は、現実世界の物体の構成要素の断面形状および作成されたビーム要素モデルに基づき、ビーム要素モデルの接触エンティティを自動的に生成する。次に、こうした実施形態は、生成された接触エンティティに基づき、現実世界の物体の構成要素の表面形状を表すメッシュを確立する。次いで、現実世界の物体の接触挙動は、ビーム要素モデルおよび確立されたメッシュを使用してコンピューターベースのシミュレーションを実行することによって決定され、メッシュの動きは、ビームノードの動きに対応するように制約される。

【0007】

方法の別の実施形態では、生成された接触エンティティは、ビーム要素モデルの接触ノードを含む。こうした実施形態では、方法は、接触ノードを接続してメッシュを確立することを含む。実施形態は、格子状パターンで接触ノードを接続する。別の実施形態では、方法は、断面形状に基づき、接触ノードの位置を設定することを含む。実施形態によれば、メッシュを確立することは、第一の断面形状に基づき生成された接触エンティティを、第二の断面形状に基づき生成された対応する接触エンティティと接続することを含む。

【0008】

いくつかの実施形態では、方法は、キーワードの形態で断面形状のユーザー表示を受信することを含む。一部のこうした実施形態では、方法は、ドロップダウンメニュー、ポップアップメニュー、他のユーザー選択可能なリストなどを提供することを含む。ドロップダウンメニューは、複数のキーワード、またはその表現を表示し得る。断面形状のユーザー表示は、複数のキーワードの中から、キーワードのドロップダウンメニューからのユーザー選択を介して受信され得る。

【0009】

方法のいくつかの実施形態では、ビームは、一対のビームノードを含む。こうした実施形態では、ビーム要素モデルを作成することは、（ｉ）一対のビームノードの間にエッジを画定することと、（ｉｉ）ビームによって構成される材料を画定することと、を含む。方法の一部の実施形態では、現実世界の物体の構成要素は、第一の構成要素であり、現実世界の物体の接触挙動を決定することは、第二の構成要素の有限要素モデルを受信することを含む。こうした実施形態では、方法は、第二の構成要素に接触することに応答して、第二の構成要素の第一の構成要素の接触挙動を決定するために、ビーム要素モデル、確立されたメッシュ、および受信された有限要素モデルを使用してシミュレーションを行うことを含む。

【0010】

例示的なシステム実施形態は、プロセッサーと、コンピューターコード命令が記憶されたメモリーと、を含む。こうした実施形態では、プロセッサーおよびメモリーは、コンピューターコード命令により、システムに、本明細書に記載される任意の実施形態を実施させるように構成される。

【0011】

別の実施形態では、コンピュータープログラム製品は、コンピューター可読プログラム命令が格納される非一時的コンピューター可読媒体を含む。こうした実施形態では、命令は、プロセッサーによって実行されるとき、プロセッサーに、本明細書に記載される実施形態の任意の実施形態または組み合わせを実施させる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

前述のことは、添付の図面に示されるように、例示的な実施形態の以下のより具体的な説明から明らかであり、同様の参照文字は、異なるビュー全体にわたって同じ部分を参照している。図面は必ずしも原寸に比例しておらず、代わりに実施形態を説明することに重点が置かれている。

【0013】

【図1】図１は、現実世界の物体曲げの構成要素を表すビーム要素モデルを示す。

【図2】図２Ａ～Ｂは、現実世界の物体の例示的な構成要素を表すビーム要素モデルを示す。

【図3】図３Ａ～Ｃは、一実施形態によるモデリングのさまざまな段階で、現実世界の物体の例示的な構成要素を表すビーム要素モデルを示す。

【図4】図４Ａ～Ｃは、実施形態によるモデル化された点質量の接触に応答するさまざまな段階で、現実世界の物体の例示的な構成要素を表すビーム要素モデルを示す。

【図5】図５は、実施形態による現実世界の物体の接触挙動を自動的に決定するためのさまざまな例示的な方法のフロー図である。

【図6】図６Ａ～Ｃは、一実施形態による、さまざまな任意の角半径を有するビーム要素モデルの断面形状の例を示す。

【図7】図７は、実施形態による、例示的な断面形状を有するビーム要素モデルを示す。

【図8A】図８Ａは、実施形態による、例示的な断面形状を有するビーム要素モデルを示す。

【図8B】図８Ｂは、図８Ａの例示的な断面形状を有するビーム要素モデルを示し、一実施形態による、現実世界の物体のねじれの構成要素を表している。

【図9】図９は、接触挙動を自動的に決定するために実施形態で使用されるＣＡＤモデルの例を示す。

【図10】図１０Ａ～Ｂは、一実施形態で使用されて物体の相互接触挙動を自動的に決定することができる、一対の例示的現実世界の物体の構成要素を表すビーム要素モデルを示す。

【図11】図１１は、本発明の実施形態が実施され得る、コンピューターネットワークまたは類似のデジタル処理環境を描写する。

【図12】図１２は、図１１の環境内のコンピューターの例示的な内部構造のブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

例示的な実施形態の説明は、以下の通りである。

【0015】

上述のように、実施形態は、実語の物体、特にビームの物理的挙動を決定するための改善された方法を提供する。コンピューターベースのシミュレーションおよびモデリング、例えば、有限要素シミュレーションでは、ビーム要素は、構造、例えば、細い構造のシミュレーション、曲げ、または他の物理的応答によって、実証または決定するためにモデル化される。図１は、六つのビームノード１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ、１１０ｅ、および１１０ｆを含む、五つのビーム要素１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄ、１０５ｅでモデル化された細長い部品の、すなわちモデル１００の表現を示す。ビームノード１１０ａ～ｆは、その隣接するビームノードの間に線セグメント１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃ、１０８ｄ、および１０８ｅを有する図１に見ることができる。こうした線セグメントは、ビームエッジ１０８ａ～ｅを表す。ビームエッジについては、少なくとも図３Ｂおよび４Ａに関して以下でさらに説明する。各ビーム要素１０５ａ～ｅは、ビームエッジおよび二つのビームノードから構成される。例示的なモデル１００では、ビーム要素１０５ａは、エッジ１０８ａによって接続されるノード１１０ａおよび１１０ｂから構成される。ビーム要素１０５ｂは、エッジ１０８ｂによって接続されるノード１１０ｂおよび１１０ｃから構成される。ビーム要素１０５ｃは、エッジ１０８ｃによって接続されるノード１１０ｃおよび１１０ｄから構成される。ビーム要素１０５ｄは、エッジ１０８ｄによって接続されるノード１１０ｄおよび１１０ｅから構成され、ビーム要素１０５ｅは、エッジ１０８ｅによって接続されるノード１１０ｅおよび１１０ｆから構成される。

【0016】

モデル１００はまた、ビームエッジ１０８ａ～ｅにそれぞれ垂直な断面形状１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄ、１２０ｅ、および１２０ｆも描写する。断面形状１２０ａ～ｆの描写におけるわずかな変動は、ビームエッジ１０８ａ～ｅの周りに中心を置いたビーム要素モデル１０５ａ～ｅの配向の変化に対応するものとして、図１に見ることができる。断面形状１２０ａ～ｆは、この実施例では長方形であるが、実施形態は、長方形の断面形状に限定されず、任意の所望の断面形状を利用し得る。例えば、実施形態は、他の例の中でも特に、Ｉビーム、Ｌビーム、およびＵビームなどのビームに対して断面を採用することができる。

【0017】

図１の表現１００は、一例として、各ノード１１０ａ～ｅに三つの並進自由度および三つの回転自由度を組み込むが、他の量の並進自由度および回転自由度を組み込むことができる。図１のタイプのビーム要素モデル１０５ａ～ｅを使用して、現実世界の物体の個々のビーム要素構成要素間の接触挙動を決定し得る。こうしたビーム要素モデル１０５ａ～ｅはまた、少なくとも単一のビーム要素または類似の細い構造の曲げ特性または他の応答を示すために使用され得る。ビーム要素構成要素、例えば、構成要素１０５ａ～ｅを使用して決定される挙動および特性は、ビーム要素構成要素が表す現実世界の物体を設計、製造、および改善するために使用され得る。設計修正は、例えば、その厚さを変更することによってビームを強化するために、本明細書に記載のシミュレーション方法およびシステムの使用によって決定することができる。

【0018】

曲げを受けるビームの連続曲線特性は、モデル内のビーム要素の数を増加させ、それに応じてビーム要素のそれぞれのサイズを減少することによって、精度の度合いの増加に近似され得る。例えば、車の衝突事象をシミュレートする際に、ストラットのような細長い部品は、部品（ストラット）の剛性および慣性態様がビーム要素によって正確かつ効率的に表されるように、本明細書に記載の戦略で表され得る。こうした実施例では、膜または表面要素に基づく表面が、接触計算のための正確な幾何学的表現を提供し得る。

【0019】

歴史的に、ビームの実際の断面積に関係なく、既存のシミュレーション方法は、ビームを円形の断面でモデル化する。これは、円形の断面形状２２０ａを有するビーム要素モデル２０５ａの表現２００ａが示される、図２Ａに示される。しかし、全てのビームを円形として扱うことは問題である。例えば、円形断面ビームを使用してＩビームを表すことは、不正確なシミュレーション結果をもたらし得る。

【0020】

そのため、長方形およびその他の断面を有するビームに対する現実的な表現が必要である。図２Ｂは、本明細書に記載の実施形態を使用して、正確かつ現実的にシミュレーションできる、長方形の断面形状２２０ｂを有するビーム要素モデル２０５ｂのこうした例示的の表現２００ｂを描写する。本明細書に記載される実施形態を使用することにより、例えば、接触事象におけるビーム要素モデル２０５ｂの物理的挙動を正確に決定することができる。

【0021】

図３Ａは、ビーム要素モデル３０５ａの表現３００ａを示す。ビーム要素モデル３０５ａは、円形断面形状３２０ａを有することが示される。円形断面形状３２０ａは、ビーム要素モデル３０５ａの移動または他の態様に関する効率的な計算を提供する。しかしながら、円形断面形状３２０ａは、モデル３０５ａによって表される現実世界の物体が現実世界の円形断面形状を有していない場合、接触事象の影響の正確なシミュレーションを提供しない。例えば、ビーム要素モデル３０５ａ、またはビーム要素モデル３０５ａによって表されるビーム要素と接触する物体は、その間の接触事象の結果として、動きの偏向における差異を示し得る。

【0022】

ビーム要素が、図３Ａで示される円筒によって表現されるように、円形の断面形状を有するビーム要素については、浸透に耐える接触力は、ビームエッジから点質量への半径方向と整列する。こうしたビームエッジは、ビーム要素の長手方向軸に沿って画定され、ビーム要素の円筒形表現に対して内部的に実行される。ビームエッジのさらなる説明を、以下に提供する。接触のシミュレーションには、衝撃および／または浸透がいつ、どこで起こるかの効率的かつ正確な決定、ならびに浸透に抵抗する接触力の大きさおよび方向の決定、ならびに摩擦挙動のモデル化が必要である。

【0023】

しかしながら、半径方向は、業界のユーザーによってＣＡＤソフトウェア環境内で一般的にシミュレートされるように、非円断面には関連しない。なぜなら、浸透に耐える接触力は、通常、ビーム外部に対して垂直であるべきであるからである。図３Ｂは、長方形の断面形状３２０ｂを有するビーム要素モデル３０５ｂの表現３００ｂを示す。こうしたビーム要素モデル３０５ｂは、その長方形の断面形状３２０ｂによって、所与のビーム要素をより正確にモデル化し、従って所与のビーム要素に関与する接触事象をより正確にシミュレートし得る。

【0024】

全てのビームを円形の断面積を有するものとしてモデル化する歴史的方法に対する一つの改善は、ユーザーが面倒な手動手順を実行することを必要とする。この手動手順では、接触計算においてビーム断面形状をより現実的に処理しようと試みる以下の戦略が必要となる。第一に、ビーム要素が、部品または構成要素の物理的剛性挙動を表すために使用される。次に、わずかな剛性を有する膜要素（または剛性のない「表面要素」）のメッシュが、ビーム要素の周りにメモリー内に構築され、部品の表面形状を表す。ユーザーは、全ての膜または表面要素のノード位置を手動で指定する。より多くの膜または表面要素を指定することにより、より正確な部品の表面形状を表すことができる。典型的な用途では、例えば、単一のビーム要素に対して、１００個超、１，０００個超、またはそれ以上の膜または表面要素を手動で指定することを要求し得る。最後に、膜または表面要素のノード位置は、ビームノードの動きに従って移動するように制約される。ユーザーは、ビームの全ての膜または表面要素に対してこうした制約を確立し、膜または表面要素の座標をビームノードの座標に依存するように強制する。

【0025】

有限要素シミュレーション内の接触計算に関与する基礎的エンティティには、ノード（代表点）、エッジ（ノードを接続する一次元セグメント）、および面（通常、面の頂点でノードを有する有限要素の露出側を表す、二次元多角形）が含まれる。図１のビームノード１１０ａ～ｆなどのビームノードは、ビーム基準線、またはビームの長手方向軸に沿って配置される。図１のビームエッジ１０８ａ～ｅなどのビームエッジは、ビームノードを接続する。ビームエッジを使用して、ビームエッジから別の点への径方向を決定することができる。ビームエッジを使用して、別の点が半径方向に沿ってビームエッジに突出する軸方向位置を決定することができる。ビームエッジは、必ずしもモデル化されたビームの表面に沿って配置されるわけではなく、むしろモデル化されたビームに対して内部的に配置され得る。ビームノードを接続する面は、ビームエッジが通常、それぞれのビームに対して内部的に実行されるため、自然には存在しない。

【0026】

ビームノードおよびビームエッジに加えて、有限要素シミュレーション内の接触計算に関与し得る他のタイプのエンティティは、接触ノード、接触エッジ、および接触面などの接触エンティティを含む。接触ノードに関するデータは、例えば、こうした接触計算に使用されてもよく、接触エッジおよび接触面に関するデータは、こうした接触計算によって生成され得る。

【0027】

図３Ｃは、長方形の断面形状３２０ｃを使用したビーム要素モデル３０５ｃのメッシュ表現３００ｃを示し、接触ノード３１４、接触エッジ３１８、および接触面３２１は、メッシュ３００ｃを形成するように接続される接触エンティティ３１５を具現化する。メッシュ３００ｃは、ビーム要素モデル３０５ｃの表面形状を表し、ビーム要素モデル３０５ｃまたはその態様の動きに対応するように制約され得る。図３Ｃに示すメッシュ３００は、接触ノード３１４、および接触エッジ３１８および接触面３２１によって形成される、格子状パターンを有する。なお、実施形態は、格子状メッシュ表現に限定されず、任意のメッシュ表現を利用し得る。

【0028】

図４Ａは、ビーム要素モデル４０５ａの正面図４００ａを示し、ビームノード４１０ａがビーム要素モデル４０５ａの断面４２０ａ内に中央に位置し、モデル化された点質量４１２ａが、シミュレーションによれば、右から左へ走行し、ビーム要素モデル４０５ａに現在影響を与える。ビームノードは、本明細書では、相互交換可能にビーム要素ノードと呼んでもよい。ビーム要素モデル４０５ａは、長い長方形断面形状４２０ａを有するものとして図４Ａに示される。ビーム要素モデル４０５ａは、ビーム要素モデル４０５ａの長手方向軸が、ページ、画面、または図４Ａを見る、他の表示手段の平面に対して垂直であるように、長い長方形断面形状４２０ａを示すビームの端部から直接見たものとして図４Ａに示される。ビームノード４１０ａは、前述の近位および遠位ビームノードを接続するビームエッジがビーム４０５ａの長さ方向に対して平行な方向に配向されるように、近位ビームノードから離れて位置する少なくとも一つの遠位ビームノードに接続される近位ビームノードであり得る。近位および遠位ビームノードは、その間に位置するビームエッジとともに、ビームの表面形状に関連する接触エンティティの決定に一緒に影響を与える。構成のエッジがビームの長さに沿って配置される、接触面４２１ａ－１、４２１ａ－２を表す表面は、図４Ａのビーム要素モデル４０５ａの前述の垂直配向により、単一のそれぞれのエッジを超えて、図４Ａに見えない。

【0029】

図４Ｂは、ビームノード４１０ｂを有するビーム要素モデル４０５ｂの等角図４００ｂを示す。図４Ｂのビーム要素モデル４０５ｂは、接触事象を受けた直後の、図４Ａのビーム要素モデル４０５ａの変更された配向を示す。接触事象では、ビーム要素モデル４０５ｂは、ビーム要素が、点質量４１２ｂによってモデル化された移動点質量によって影響を受けたかのように反応する。図４Ｂに見ることができるように、点質量４１２ｂとの接触は、ビーム要素モデル４０５ｂを回転させ、従って、ビーム４０５ａの長さに沿って配置される構成のエッジを有する接触面４２１ｂ－１、４２１ｂ－２を表す一対の表面を明らかにし始める。長い長方形断面形状４２０ｂは、回転した向きにもかかわらず、図４Ｂで容易に見ることができる。図４Ｂとの違いを見つけるのが難しいが、理解するのに役立つことは、接触事象の直後の図示した時点で、モデル化された点質量４１２ｂが、ビーム要素モデル４０５ｂから跳ね返り、衝撃（接触事象）前の走行方向とは異なる方向に走行している。

【0030】

図４Ｃは、ビームノード４１０ｃを有するビーム要素モデル４０５ｃの表現４００ｃを示す。図４Ｃのビーム要素モデル４０５ｃは、図４Ｂの表現４００ｂで経過したよりも、前述の接触事象からさらなる時間が経過した後の、図４Ｂのビーム要素モデル４０５ｂのさらに変更された配向を示す。図４Ｃでは、ビーム要素モデル４０５ｃは、図４Ｂの表現４００ｂのビューによって描かれ、および上記で説明された向きに対して、さらに回転した向きを想定していることがわかる。モデル化された点質量４１２ｃ、接触面４２１ｃ－１、４２１ｃ－２を表す表面、および断面形状４２０ｃが、図４Ｂのそれぞれの対応物４１２ｂ、４２１ｂ－１、４２１ｂ－２、４２０ｂと同様に、図４Ｃに見られる。

【0031】

図５は、例示的な実施形態による現実世界の物体の接触挙動を決定する、コンピューター実行方法５００を示す。方法５００は、コンピューターメモリー内にビーム要素モデルを５０５で作成することで始まる。実施形態では、５０５で作成されたビーム要素モデルは、現実世界の物体の構成要素を表し、一つまたは複数のビームノード５１０を含む。一つまたは複数のビームノード５１０は、図１のビームノード１１０ａ～ｆによって示されるように、ビーム基準線、またはビームモデル５０５の長手方向軸に沿って配置される。一つまたは複数のビームノードは、図４Ａ～Ｃのビームノード４１０ａ～ｃに示されるように、ビーム要素モデル５０５の断面内に、中央に位置し得る。典型的には、５０５で作成されたビーム要素モデルは、複数のビームノード５１０を含む。複数のビームノード５１０は、ビーム要素モデル５０５の両側の長手方向端に配置される近位ビームノードおよび遠位ビームノードを含み得る。５０５で作成されたビーム要素モデルは、（ｉ）一対の隣接するビームノードを接続し、（ｉｉ）ビーム要素モデル５０５の対応するセグメントの長さおよび配向を画定する、線セグメントによって表される、図１のビームエッジ１０８ａ～ｅのいずれかなどのビームエッジを含む。

【0032】

方法５００は継続し、接触エンティティ（ビーム要素モデルの、またはビーム要素モデルに対して）は、実世界の構成要素の断面形状５２０と、５０５で作成されたビーム要素モデルの両方に基づき、５１５で自動的に生成される。実施形態では、メッシュは、５１５で生成された接触エンティティに基づき５２５で確立される。確立されたメッシュ５２５は、現実世界の物体の構成要素の表面形状５３０を表す。続けて、現実世界の物体の接触挙動は、５０５で作成されたビーム要素モデルおよび５２５で確立されたメッシュを使用してコンピューターベースのシミュレーションを実行することによって、５３５で決定される。シミュレーションでは、メッシュの動きは、ビームノード５１０の動きに対応するように制約される。従って、自動生成された接触エンティティは、モデル化された物体挙動のシミュレーションの目的で、モデル上の潜在的な接触点として画定されるか、または論理的に機能する。こうした画定された点は、これまでに達成されなかったシミュレーションの精度を増大させる。

【0033】

実施形態では、例えば、方法５００では、自動的に生成される接触ノード、接触エッジ、および接触面（確立されたメッシュの表面部分またはサブ表面部分）は、例えば、浸透を検知し、接触ノードに作用する接触力を計算するために、ステップ５３５で実行される接触シミュレーションにおいて、他の接触ノード、接触エッジ、および接触面と等しくなるようにほとんど参加することができる。

【0034】

ステップ５３５でシミュレーションを実施する際に、本開示の自動生成された接触ノードに作用する接触力は、その動きを制御する同じビームノードのノード力およびモーメントにリダイレクトされてもよく、その結果、その後のビームノードの動きおよび回転が、接触力によって適切に影響される。これは、当該技術分野で共通または公知の力再分布方程式を用いて達成され得る。

【0035】

前述の例示的な実施形態５００に基づく別の実施形態では、自動生成された接触エンティティ５１５は、図３Ｃに示されるメッシュ表現３００ｃの接触ノード３１４などの接触ノードを含む。こうした実施形態では、メッシュ５２５を確立することは、接触ノード３１４を接続することを含む。接触ノード３１４は、図３Ｃを参照して上に示し説明したように、格子状パターンで接続することができる。

【0036】

前述の例示的実施形態５００に基づくさらに別の代替的な実施形態では、方法は、複数の断面形状５２０に基づき自動的に生成される接触エンティティ５１５に基づき、メッシュ５２５を確立する。こうした実施形態では、複数の断面形状５２０は、少なくとも第一の断面形状および第二の断面形状を含む。続けて、方法は、第一の断面形状に基づき生成された接触エンティティを、第二の断面形状に基づき生成された接触エンティティと接続することを含む。

【0037】

方法５００の別の実施形態は、現実世界の物体の構成要素の断面形状５２０の表示をユーザーから取得することを含む。非限定的な例示的実施形態では、ドロップダウンメニューが提供される。提供されるドロップダウンメニューは、複数のキーワード、またはその表現を表示し得る。こうした実装では、断面形状５２０のユーザー表示は、提供されるドロップダウンメニューによって表示される複数のキーワードの中からユーザーによって選択されるキーワードの形態で受信される。ポップアップメニュー、キーワードまたはその表現の他のユーザーによる対話型のリスト、他のグラフィカルユーザーインターフェイス部品などが適切である。

【0038】

前述の例示的な実施形態５００に基づくさらに別の例示的な実施形態では、ビームノード５１０は、例えば、図１のビームノード１１０ａおよび１１０ｂなど、ビーム要素モデル５０５の近位端および遠位端でそれぞれ画定される一対のビームノードを含む。この非限定的な例示的実施形態では、図１のビームエッジ１０８ａのようなビームエッジは、ビームノードの対象対の間にビーム要素モデル５０５内に画定される。続けて、ビーム要素モデル５０５によって表される構成要素によって構成される材料が画定される。従って、ビーム要素モデルは、本例示的実施形態に従い、ビーム要素の長さ、配向、および材料を含む情報に基づき５０５で作成される。

【0039】

前述の例示的実施形態５００に基づくさらに別の代替的な実施形態では、現実世界の物体の第一の構成要素を表すビーム要素モデル５０５が作成される。例示的な実施形態では、現実世界の物体の第二の構成要素の有限要素モデルが受信される。続けて、現実世界の物体の接触挙動は、第一の構成要素の５０５で作成されたビーム要素モデル、対応する５２５で確立されたメッシュ、および第二の構成要素の受信した有限要素モデルを使用して、コンピューターベースのシミュレーションを実行することによって、５３５で決定される。このシミュレーションでは、第二の構成要素に接触することに応答して、第一の構成要素の接触挙動を決定する。シミュレーションでは、メッシュ５２５の動きは、ビームノード５１０の動きに対応するように制約される。

【0040】

図６Ａ～Ｃは、さまざまな例示的な断面形状６２０ａ、６２０ｂ、６２０ｃを有する、例示的なビーム要素モデル６０５ａ、６０５ｂ、６０５ｃの表現６００ａ、６００ｂ、６００ｃをそれぞれ示す。ビーム要素モデル６０５ａ、６０５ｂ、６０５ｃは、方法５００のステップ５０５で作成され、方法５００のステップ５３５で接触挙動を決定するために使用される。例示的な断面形状６２０ａ、６２０ｂ、６２０ｃは、角の異なる量の円形を示す。さらなるコンテキストは、図７によって提供され、図６Ｂの６２０ｂの断面形状に似た断面形状を使用して、以下に記載される。

【0041】

図６Ａは、接触ノード６１４ａ－１、６１４ａ－２、６１４ａ－３、および６１４ａ－４を示す。接触ノード６１４ａ－１～６１４ａ－４は、接触エッジ６１７ａ－１、６１７ａ－２、６１７ａ－３、および６１７ａ－４によって接続され、接触エッジ６１７ａ－１は、接触ノード６１４ａ－１および６１４ａ－２を接続し、接触エッジ６１７ａ－２は、接触ノード６１４ａ－２および６１４ａ－３を接続し、接触エッジ６１７ａ－３は、接触ノード６１４ａ－３および６１４ａ－４を接続し、および接触エッジ６１７ａ－４は、接触ノード６１４ａ－４および６１４ａ－１を接続する。接触エッジ６１７ａ－１～６１７ａ－４に関するより多くのコンテキストは、図７に示される近位接触エッジ７１７－１～７１７－４および遠位接触エッジ７１６－１～７１６－４を参照して以下に提供される。接触エッジ６１７ａ－１～６１７ａ－４によって相互接続される接触ノード６１４ａ－１～６１４ａ－４は、ビームノード６１０ａの周りを中心として、長方形の断面形状６２０ａに直接対応する長方形領域を画定する。

【0042】

図６Ｂは、接触ノード６１４ｂ－１、６１４ｂ－２、６１４ｂ－３、６１４ｂ－４を示す。接触ノード６１４ｂ－１～６１４ｂ－４は、接触エッジ６１７ｂ－１、６１７ｂ－２、６１７ｂ－３、および６１７ｂ－４によって接続され、接触エッジ６１７ｂ－１は、接触ノード６１４ｂ－１および６１４ｂ－２を接続し、接触エッジ６１７ｂ－２は、接触ノード６１４ｂ－２および６１４ｂ－３を接続し、接触エッジ６１７ｂ－３は、接触ノード６１４ｂ－３および６１４ｂ－４を接続し、および接触エッジ６１７ｂ－４は、接触ノード６１４ｂ－４および６１４ｂ－１を接続する。接触エッジ６１７ｂ－１～６１７ｂ－４に関するより多くのコンテキストは、図７に示される近位接触エッジ７１７－１～７１７－４および遠位接触エッジ７１６－１～７１６－４に関して以下に提供される。接触エッジ６１７ｂ－１～６１７ｂ－４によって相互接続される接触ノード６１４ｂ－１～６１４ｂ－４は、図６Ｂの点線内に存在するように示される長方形領域を画定する。また、接触ノード６１４ｂ－１～６１４ｂ－４の周りに円状に適用される角半径パラメーターも含まれる。記載されるように適用された角半径パラメーターと組み合わせた場合、点線内に示される長方形領域は、ビームノード６１０ｂの周りを中心とする丸い角６２０ｂを有する長方形断面形状をもたらす。角半径パラメーターは、表面厚さの寸法をビーム要素モデル６０５ｂに付与するために記載されるように使用され得る。

【0043】

図６Ｃは、接触ノード６１４ｃ－１、６１４ｃ－２、６１４ｃ－３、６１４ｃ－４を示す。接触ノード６１４ｃ－１～６１４ｃ－４は、接触エッジ６１７ｃ－１、６１７ｃ－２、６１７ｃ－３、および６１７ｃ－４によって接続され、接触エッジ６１７ｃ－１は、接触ノード６１４ｃ－１および６１４ｃ－２を接続し、接触エッジ６１７ｃ－２は、接触ノード６１４ｃ－２および６１４ｃ－３を接続し、接触エッジ６１７ｃ－３は、接触ノード６１４ｃ－３および６１４ｃ－４を接続し、および接触エッジ６１７ｃ－４は、接触ノード６１４ｃ－４および６１４ｃ－１を接続する。接触エッジ６１７ｃ－１～６１７ｃ－４に関するより多くのコンテキストは、図７に示される近位接触エッジ７１７－１～７１７－４および遠位接触エッジ７１６－１～７１６－４を参照して以下に提供される。接触エッジ６１７ｃ－１～６１７ｃ－４によって相互接続される接触ノード６１４ｃ－１～６１４ｃ－４は、図６Ｃの点線内に存在するように示される長方形領域を画定する。また、図６Ｂの角半径パラメーターよりも大きい、接触ノード６１４ｃ－１、６１４ｃ－２、６１４ｃ－３、６１４ｃ－４の周りに円形状に適用される角半径パラメーターが含まれる。点線内に示される長方形領域は、記載されるように適用された角半径パラメーターと組み合わせた場合、ビームノード６１０ｃの周りを中心とする丸い角６２０ｃを有する長方形の断面形状をもたらし、丸い角は、図６Ｂのそれらより大きい。角半径パラメーターは、ビーム要素モデル６０５ｃに表面厚さの寸法を付与するために、説明したように使用することができる。図６Ｃの大きな角半径パラメーターは、図６Ｂのそれと比較して、従って、図６Ｂの表面厚さ寸法よりも、図６Ｃに対するより大きな表面厚さ寸法を付与する。

【0044】

図７は、図６Ｂの適度に丸い角を示す例示的ビーム要素モデル７０５の表現７００を示す。図７では、丸い角は、ビーム要素モデル７０５の表面厚さの要素を組み込む。ビーム要素モデル７０５は、近位ビームノード７１１、および近位ビームノード７１１から離れて位置する遠位ビームノード７０９に基づき構築される。対応する長手方向端部では、近位接触ノード７１４－１、７１４－２、７１４－３、７１４－４および遠位接触ノード７１３－１、７１３－２、７１３－３、７１３－４が示される。

【0045】

接触エッジ、具体的には、長手方向接触エッジ７１８－１、７１８－２、７１８－３、７１８－４は、それぞれ対応する近位７１４－１、７１４－２、７１４－３、７１４－４および遠位７１３－１、７１３－２、７１３－３、７１３－４接触ノードを接続する図７に見ることができる。さらに、表現７００は、追加の接触エッジ、特に、近位接触ノード７１４－１、７１４－２、７１４－３、および７１４－４を接続する、近位接触エッジ７１７－１、７１７－２、７１７－３、および７１７－４を含む。特に、接触エッジ７１７－１は、接触ノード７１４－１および７１４－２を接続し、接触エッジ７１７－２は、接触ノード７１４－２および７１４－３を接続し、接触エッジ７１７－３は、接触ノード７１４－３および７１４－４を接続し、および接触エッジ７１７－４は、接触ノード７１４－４および７１４－１を接続する。同様に、表現７００は、追加の接触エッジ、特に、遠位接触ノード７１３－１、７１３－２、７１３－３、および７１３－４を接続する、遠位接触エッジ７１６－１、７１６－２、７１６－３、および７１６－４を含む。接触エッジ７１６－１は、接触ノード７１３－１および７１３－２を接続し、接触エッジ７１６－２は、接触ノード７１３－２および７１３－３を接続し、接触エッジ７１６－３は、接触ノード７１３－３および７１３－４を接続し、および接触エッジ７１６－４は、接触ノード７１３－４および７１３－１を接続する。

【0046】

接触面、具体的には、長手方向接触面７２２－１、７２２－２、７２２－３、７２２－４が図７に示さ、接触ノードとエッジのセットの間に、以下のように形成される｛エッジ７１７－１、７１８－２、７１６－１、７１８－１によって接続される、ノード７１４－１、７１４－２、７１３－２、７１３－１によって形成される、面７２２－１｝、｛エッジ７１７－２、７１８－３、７１６－２、７１８－２によって接続される、ノード７１４－２、７１４－３、７１３－３、７１３－２によって形成される、面７２２－２｝、｛エッジ７１７－３、７１８－４、７１６－３、７１８－３によって接続される、ノード７１４－３、７１４－４、７１３－４、７１３－３によって形成される、面７２２－３｝、および｛エッジ７１７－４、７１８－１、７１６－４、７１８－４によって接続される、ノード７１４－４、７１４－１、７１３－１、７１３－４によって形成される、面７２２－４｝。

【0047】

また、図７の表現７００において、ユーザーが指定した長方形の近位断面形状７２０および遠位断面形状７１９に従ってそれぞれ描かれている、追加の接触面、特に近位接触面７２４および遠位接触面７２３が、それぞれのビームノード７１１および７０９と同一平面上にある。近位接触面７２４は、エッジ７１７－１、７１７－２、７１７－３、７１７－４によって接続されるノード７１４－１、７１４－２、７１４－３、７１４－４によって形成される。遠位接触面７２３は、エッジ７１６－１、７１６－２、７１６－３、７１６－４によって接続されるノード７１３－１、７１３－２、７１３－３、７１３－４によって形成される。

【0048】

方法５００のステップ５１５に従って生成され得る接触エンティティは、近位接触ノード７１４－１、７１４－２、７１４－３、７１４－４および遠位接触ノード７１３－１、７１３－２、７１３－３、７１３－４；長手方向接触エッジ７１８－１、７１８－２、７１８－３、７１８－４、近位接触エッジ７１７－１、７１７－２、７１７－３、７１７－４、および遠位接触エッジ７１６－１、７１６－２、７１６－３、７１６－４；および長手方向接触面７２２－１、７２２－２、７２２－３、７２２－４、近位接触面７２４、および遠位接触面７２３を含むように表現７００に示され、これらは全て上で詳述した通りである。

【0049】

さらに、丸い角は、図６Ｂを参照して上で紹介したように、角半径パラメーターを含めることによって、断面形状７２０、７１９に組み込まれている。角半径パラメーターは、ビーム要素モデル７０５の表面厚さを指令する。このように、接触エッジ７１８－１、７１８－２、７１８－３、７１８－４は、ビーム要素モデル７０５の表面に沿った位置を表すのではなく、むしろ、断面形状７１９、７２０に適用され、接触ノード７１４－１、７１４－２、７１４－３、７１４－４、７１３－１、７１３－２、７１３－３、７１３－４を中心にする角半径によって画定される円筒の中心軸を表すことができる。従って、円筒の表面の一部分は、実際にビーム要素モデル７０５の表面の少なくとも一部分を表し得る。本開示によると、図３Ｃのメッシュ３００ｃのようにメッシュは、例えば、自動生成された接触エンティティ５１５、例えば、接触エンティティ７１４－１、７１４－２、７１４－３、７１４－４、７１３－１、７１３－２、７１３－３、７１３－４、７１８－１、７１８－２、７１８－３、７１８－４、７１７－１、７１７－２、７１７－３、７１７－４、７１６－１、７１６－２、７１６－３、７１６－４、７２２－１、７２２－２、７２２－３、７２２－４、７２４、７２３に基づき、ビーム要素モデル、例えばモデル７０５を囲んで、生成され得る。次に、メッシュの動きは、例えば、自動的に生成された接触エンティティ５１５に基づき、図５の方法５００のステップ５３５に従って、ビーム要素モデル７０５の動きに従うように制約され得る。

【0050】

図８Ａは、Ｌビームとして一般的に知られているビームのタイプのための例示的なビーム要素モデル８０５ａの表現８００ａを示し、Ｌ字型断面形状８２０ａ、８１９ａが指定される。表現８００ａは、実施形態を使用して作成およびモデル化され得るビームモデルの一例に過ぎないが、他の例示的なビームタイプが、ＩビームおよびＵビームを含み（ただし、これに限定されない）、同様に表され得る。ビーム要素モデル８０５ａは、ビーム８０５ａの両側の長手方向端に示される、近位ビームノード８１１ａおよび遠位ビームノード８０９ａに基づき構築される。対応する長軸方向端部では、近位接触ノード８１４ａ－１、８１４ａ－２、８１４ａ－３、８１４ａ－４、８１４ａ－５、８１４ａ－６、および遠位接触ノード８１３ａ－１、８１３ａ－２、８１３ａ－３、８１３ａ－４、８１３ａ－５、８１３ａ－６が示される。

【0051】

接触エッジ、具体的には、長手方向接触エッジ８１８－１、８１８－２、８１８－３、８１８－４、８１８－５、８１８－６は、対応する近位８１４ａ－１、８１４ａ－２、８１４ａ－３、８１４ａ－４、８１４ａ－５、８１４ａ－６および遠位８１３ａ－１、８１３ａ－２、８１３ａ－３、８１３ａ－４、８１３ａ－５、８１３ａ－６接触ノードをそれぞれ接続する、図８Ａにみられる。さらに、表現８００ａは、追加的な接触エッジ、特に、近位接触ノード８１４ａ－１、８１４ａ－２、８１４ａ－３、８１４ａ－４、８１４ａ－５、および８１４ａ－６を接続する、近位接触エッジ８１７ａ－１、８１７ａ－２、８１７ａ－３、８１７ａ－４、８１７ａ－５、および８１７ａ－６を含む。特に、接触エッジ８１７ａ－１は、接触ノード８１４ａ－１および８１４ａ－２を接続し、接触エッジ８１７ａ－２は、接触ノード８１４ａ－２および８１４ａ－３を接続し、接触エッジ８１７ａ－３は、接触ノード８１４ａ－３および８１４ａ－４を接続し、接触エッジ８１７ａ－４は、接触ノード８１４ａ－４および８１４ａ－５を接続し、接触エッジ８１７ａ－５は、接触ノード８１４ａ－５および８１４ａ－６を接続し、および接触エッジ８１７ａ－６は、接触ノード８１４ａ－６および８１４ａ－１を接続する。同様に、表現８００ａは、追加の接触エッジ、特に、遠位接触ノード８１３ａ－１、８１３ａ－２、８１３ａ－３、８１３ａ－４、８１３ａ－５、および８１３ａ－６を接続する、遠位接触エッジ８１６ａ－１、８１６ａ－２、８１６ａ－３、８１６ａ－４、８１６ａ－５、および８１６ａ－６を含む。接触エッジ８１６ａ－１は、接触ノード８１３ａ－１および８１３ａ－２を接続し、接触エッジ８１６ａ－２は、接触ノード８１３ａ－２および８１３ａ－３を接続し、接触エッジ８１６ａ－３は、接触ノード８１３ａ－３および８１３ａ－４を接続し、接触エッジ８１６ａ－４は、接触ノード８１３ａ－４および８１３ａ－５を接続し、接触エッジ８１６ａ－５は、接触ノード８１３ａ－５および８１３ａ－６を接続し、および接触エッジ８１６ａ－６は、接触ノード８１３ａ－６および８１３ａ－１を接続する。

【0052】

接触面、具体的には長手方向接触面８２２－１、８２２－２、８２２－３、８２２－４、８２２－５、８２２－６が図８Ａに示され、次のように接触ノードのセット間で形成される｛エッジ８１７ａ－１、８１８－２、８１６ａ－１、８１８－１によって接続されるノード８１４ａ－１、８１４ａ－２、８１３ａ－２、８１３ａ－１によって形成される面８２２－１｝、｛エッジ８１７ａ－２、８１８－３、８１６ａ－２、８１８－２によって接続されるノード８１４ａ－２、８１４ａ－３、８１３ａ－３、８１３ａ－２によって形成される面８２２－２｝、｛エッジ８１７ａ－３、８１８－４、８１６ａ－３、８１８－３によって接続されるノード８１４ａ－３、８１４ａ－４、８１３ａ－４、８１３ａ－３によって形成される面８２２－３｝、｛エッジ８１７ａ－４、８１８－５、８１６ａ－４、８１８－４によって接続されるノード８１４ａ－４、８１４ａ－５、８１３ａ－５、８１３ａ－４によって形成される面８２２－４｝、｛エッジ８１７ａ－５、８１８－６、８１６ａ－５、８１８－５によって接続されるノード８１４ａ－５、８１４ａ－６、８１３ａ－６、８１３ａ－５によって形成される面８２２－５｝、および｛エッジ８１７ａ－６、８１８－１、８１６ａ－６、８１８－６によって接続されるノード８１４ａ－６、８１４ａ－１、８１３ａ－１、８１３ａ－６によって形成される面８２２－６｝。

【0053】

また、図８Ａの表示８００ａに示すように、ユーザーが指定したＬビーム近位断面形状８２０ａおよび遠位断面形状８１９ａに従ってそれぞれ描かれる、追加の接触面、具体的には、近位接触面８２４ａおよび遠位接触面８２３ａが、それぞれのビームノード８１１ａ、８０９ａに同一平面上にある。近位接触面８２４ａは、エッジ８１７ａ－１、８１７ａ－２、８１７ａ－３、８１７ａ－４、８１７ａ－５、８１７ａ－６によって接続される、ノード８１４ａ－１、８１４ａ－２、８１４ａ－３、８１４ａ－４、８１４ａ－５、８１４ａ－６によって形成される。遠位接触面８２３ａは、エッジ８１６ａ－１、８１６ａ－２、８１６ａ－３、８１６ａ－４、８１６ａ－５、８１６ａ－６によって接続される、ノード８１３ａ－１、８１３ａ－２、８１３ａ－３、８１３ａ－４、８１３ａ－５、８１３ａ－６によって形成される。

【0054】

図８Ａは、方法５００のステップ５１５に従って生成され得る例示的な接触エンティティ、特に、近位接触ノード８１４ａ－１、８１４ａ－２、８１４ａ－３、８１４ａ－４、８１４ａ－５、８１４ａ－６および遠位接触ノード８１３ａ－１、８１３ａ－２、８１３ａ－３、８１３ａ－４、８１３ａ－５、８１３ａ－６；長手方向接触エッジ８１８－１、８１８－２、８１８－３、８１８－４、８１８－５、８１８－６、近位接触エッジ８１７ａ－１、８１７ａ－２、８１７ａ－３、８１７ａ－４、８１７ａ－５、８１７ａ－６、および遠位接触エッジ８１６ａ－１、８１６ａ－２、８１６ａ－３、８１６ａ－４、８１６ａ－５、８１６ａ－６；および長手方向接触面；８２２－１、８２２－２、８２２－３、８２２－４、８２２－５、８２２－６、近位接触面８２４ａ、および遠位接触面８２３ａ、を示し、これらは全て上で詳述した通りである。

【0055】

加えて、丸い角が、図６Ｂおよび７を参照して上述したように、角半径パラメーターを含めることによって、断面形状８２０ａ、８１９ａに組み込まれている。角半径パラメーターは、ビーム要素モデル８０５ａの表面厚さを指令する。このように、接触エッジ８１８－１、８１８－２、８１８－３、８１８－４、８１８－５、８１８－６は、ビーム要素モデル８０５ａの最も外側の末端ではなく、むしろ、接触ノード８１４ａ－１、８１４ａ－２、８１４ａ－３、８１４ａ－４、８１４ａ－５、８１４ａ－６、８１３ａ－１、８１３ａ－２、８１３ａ－３、８１３ａ－４、８１３ａ－５、８１３ａ－６を中心にする断面形状８２０ａ、８１９ａに適用される角半径によって画定される、円筒の中心軸を表し得る。従って、円筒の表面の一部分は、実際にビーム要素モデル８０５ａの表面の少なくとも一部分を表し得る。本開示によると、図３Ｃのメッシュ３００などのメッシュは、自動的に生成された接触エンティティ５１５、例えば、接触エンティティ８１４ａ－１、８１４ａ－２、８１４ａ－３、８１４ａ－４、８１４ａ－５、８１４ａ－６、８１３ａ－１、８１３ａ－２、８１３ａ－３、８１３ａ－４、８１３ａ－５、８１３ａ－６、８１８－１、８１８－２、８１８－３、８１８－４、８１８－５、８１８－６、８１７ａ－１、８１７ａ－２、８１７ａ－３、８１７ａ－４、８１７ａ－５、８１７ａ－６、８１６ａ－１、８１６ａ－２、８１６ａ－３、８１６ａ－４、８１６ａ－５、８１６ａ－６、８２２－１、８２２－２、８２２－３、８２２－４、８２２－５、８２２－６、８２４ａ、８２３ａに基づき、ビーム要素モデル、例えば、モデル８０５ａを囲んで生成され得る。次に、メッシュの動きは、例えば、自動的に生成された接触エンティティ５１５に基づき、図５の方法５００のステップ５３５に従って、ビーム要素モデル８０５ａの動きに従うように制約され得る。

【0056】

図８Ｂは、ツイスト事象を受けた後、図８Ａのビーム要素モデル８０５ａを表す例示的なビーム要素モデル８０５ｂの操作表現８００ｂを示す。自動生成された接触エンティティ８１４ｂ－１、８１４ｂ－２、８１４ｂ－３、８１４ｂ－４、８１４ｂ－５、８１４ｂ－６、８１３ｂ－１、８１３ｂ－２、８１３ｂ－３、８１３ｂ－４、８１３ｂ－５、８１３ｂ－６、８１７ｂ－１、８１７ｂ－２、８１７ｂ－３、８１７ｂ－４、８１７ｂ－５、８１７ｂ－６、８１６ｂ－１、８１６ｂ－２、８１６ｂ－３、８１６ｂ－４、８１６ｂ－５、８１６ｂ－６、８２４ｂ、８２３ｂの動きは、シミュレーション中、図８Ａの表現８００ａのビューのビームノード８１１ａに対してある量だけ少なくとも回転される、ビームノード８１１ｂなどのビームノードの並進および回転によって決定される。ビームノード８１１ｂを含む近位接触面８２４ｂは、前述のビームノード８１１ｂの周りで、ある量だけ回転されたように、図８Ｂに示す。長手方向接触エッジは図の他の要素の視認性を維持するため、図８Ｂに示されない、およびそのため長手方向接触エッジが図８Ｂに明示的に示されない。ビーム要素モデル８０５ｂは、ビーム８０５ｂの両側の長手方向端に示されるように、近位ビームノード８１１ｂおよび遠位ビームノード８０９ｂに基づき構築される。対応する長軸方向端では、近位接触ノード８１４ｂ－１、８１４ｂ－２、８１４ｂ－３、８１４ｂ－４、８１４ｂ－５、８１４ｂ－６、および遠位接触ノード８１３ｂ－１、８１３ｂ－２、８１３ｂ－３、８１３ｂ－４、８１３ｂ－５、８１３ｂ－６が示される。

【0057】

表現８００ｂは、接触エッジ、特に、近位接触ノード８１４ｂ－１、８１４ｂ－２、８１４ｂ－３、８１４ｂ－４、８１４ｂ－５、および８１４ｂ－６を接続する、近位接触エッジ８１７ｂ－１、８１７ｂ－２、８１７ｂ－３、８１７ｂ－４、８１７ｂ－５、および８１７ｂ－６を含む。特に、接触エッジ８１７ｂ－１は、接触ノード８１４ｂ－１および８１４ｂ－２を接続し、接触エッジ８１７ｂ－２は、接触ノード８１４ｂ－２および８１４ｂ－３を接続し、接触エッジ８１７ｂ－３は、接触ノード８１４ｂ－３および８１４ｂ－４を接続し、接触エッジ８１７ｂ－４は、接触ノード８１４ｂ－４および８１４ｂ－５を接続し、接触エッジ８１７ｂ－５は、接触ノード８１４ｂ－５および８１４ｂ－６を接続し、および接触エッジ８１７ｂ－６は、接触ノード８１４ｂ－６および８１４ｂ－１を接続する。同様に、表現８００ｂは、追加の接触エッジ、特に、遠位接触ノード８１３ｂ－１、８１３ｂ－２、８１３ｂ－３、８１３ｂ－４、８１３ｂ－５、および８１３ｂ－６を接続する、遠位接触エッジ８１６ｂ－１、８１６ｂ－２、８１６ｂ－３、８１６ｂ－４、８１６ｂ－５、および８１６ｂ－６を含む。接触エッジ８１６ｂ－１は、接触ノード８１３ｂ－１および８１３ｂ－２を接続し、接触エッジ８１６ｂ－２は、接触ノード８１３ｂ－２および８１３ｂ－３を接続し、接触エッジ８１６ｂ－３は、接触ノード８１３ｂ－３および８１３ｂ－４を接続し、接触エッジ８１６ｂ－４は、接触ノード８１３ｂ－４および８１３ｂ－５を接続し、接触エッジ８１６ｂ－５は、接触ノード８１３ｂ－５および８１３ｂ－６を接続し、および接触エッジ８１６ｂ－６は、接触ノード８１３ｂ－６および８１３ｂ－１を接続する。

【0058】

接触面、具体的には、近位接触面８２４ｂおよび遠位接触面８２３ｂは、ユーザー指定のＬビーム近位断面形状８２０ｂおよび遠位断面形状８１９ｂに従って、図８Ｂに示される。近位接触面８２４ｂは、エッジ８１７ｂ－１、８１７ｂ－２、８１７ｂ－３、８１７ｂ－４、８１７ｂ－５、８１７ｂ－６によって接続される、ノード８１４ｂ－１、８１４ｂ－２、８１４ｂ－３、８１４ｂ－４、８１４ｂ－５、８１５ｂ－６によって形成される。遠位接触面８２３ｂは、エッジ８１６ｂ－１、８１６ｂ－２、８１６ｂ－３、８１６ｂ－４、８１６ｂ－５、８１６ｂ－６によって接続される、ノード８１３ｂ－１、８１３ｂ－２、８１３ｂ－３、８１３ｂ－４、８１３ｂ－５、８１３ｂ－６によって形成される。

【0059】

方法５００のステップ５１５に従って生成され得る接触エンティティは、表現８００ｂに示される。特に、図８Ｂの接触エンティティは、近位接触ノード８１４ｂ－１、８１４ｂ－２、８１４ｂ－３、８１４ｂ－４、８１４ｂ－５、８１４ｂ－６および遠位接触ノード８１３ｂ－１、８１３ｂ－２、８１３ｂ－３、８１３ｂ－４、８１３ｂ－５、８１３ｂ－６；近位接触エッジ８１７ｂ－１、８１７ｂ－２、８１７ｂ－３、８１７ｂ－４、８１７ｂ－５、８１７ｂ－６、および遠位接触エッジ８１６ｂ－１、８１６ｂ－２、８１６ｂ－３、８１６ｂ－４、８１６ｂ－５、８１６ｂ－６；および近位接触面８２４ｂ、遠位接触面８２３ｂを含み、全て上記に参照される。長手方向接触エッジ８１８－１、８１８－２、８１８－３、８１８－４、８１８－５、８１８－６、および長手方向接触面８２２－１、８２２－２、８２２－３、８２２－４、８２２－５、８２２－６は、図８Ｂに示されない。

【0060】

図９は、別個の第一および第二のビーム要素モデル９０５および９０６を含む、例示的なＣＡＤモデル９００を示す。各ビーム要素モデル９０５、９０６は、各ビーム要素モデル９０５、９０６内に図示された見かけの複数の異種のビーム要素配向によって画定される複数の接続部品（部分）を有するように図９に示される。また、図９は、モデル化された長方形固体９０７の例も示す。当業者がビーム要素として考慮しないであろう任意の形状によって特徴付けられる任意の固体は、ビーム要素との接触事象のシミュレーションのためにそのようにモデル化され得る。また、図９は、第一のビーム要素モデル９０５と第二のビーム要素モデル９０６との間の接触点９５６、第一のビーム要素モデル９０５と長方形固体９０７との間の二つの接触点９５７－１、９５７－２、および第二のビーム要素モデル９０６と長方形固体９０７との間の接触点９６７を示す。

【0061】

本明細書に記載の実施形態を利用して、ビーム９０５および９０６の挙動をモデル化し、シミュレートし得る。一実施形態では、接触エンティティは、互いに、または他の物体または本体と相互作用し得るビーム９０５および９０６の部分について、本明細書に記載される実施形態を使用して、自動的に生成される。言い換えれば、実施形態は、接点９５６、９５７－１、９５７－２、および９６７に関与するビーム９０５および９０６の一部をモデル化およびシミュレートするために使用され得る。さらに、実装は、接触に関与しないビーム９０５および９０６の部分に対して既存の方法を使用する一方で、接触９５６、９５７－１、９５７－２、および９６７に関与するビーム９０５および９０６の一部をモデル化およびシミュレートするために、例えば、方法５００など、本明細書に記載の方法を利用し得る。

【0062】

例えば、図９の左上のビーム要素モデル９０５のビーム要素９０２は、他の物体またはビーム要素モデルと接触することほど近いものではない。実施例の実装は、こうした領域（シミュレーション中にしばしば進化する）を特定し、ビーム要素モデル９０５の部分９０２が、接触エンティティが自動生成されない既存の方法を用いてモデル化され、ビーム要素モデル９０５の他の部分が本明細書に記載の方法を用いてモデル化されるシミュレーションを実施することができる。このようにして、実施形態は、計算性能を向上させ、接触に関与しない領域（接触点９５６、９５７－１、９５７－２、および９６７）において、より詳細な表面表現を含む計算をバイパスする接触挙動を決定するためのシミュレーションを実施することができる。

【0063】

前述のさまざまな非限定的な実施例によって図示されるように、実施形態の自動生成された接触エンティティは、モデル化された物体挙動のシミュレーションの目的で、モデル上の潜在的な接触点を画定するか、またはそうでなければそれとして論理的に機能する。こうした画定された点は、これまで当技術分野で達成されなかったシミュレーションの精度を増大させる。

【0064】

図１０Ａは、ビーム要素モデル１００５ａ－１および１００５ａ－２によってそれぞれモデル化されたピンセット先端セグメントなどのビームセグメントを含む、一対のピンセット１００７のモデルを含む、例示的なＣＡＤモデル１０００ａを示す。例示的なモデル１０００ａは、ビーム要素モデル１００６ａによって表される別個の単数ビームを含む。本発明の実施形態は、モデル１００５ａ－１および１００５ａ－２によって表されるピンセット１００７先端とビーム要素モデル１００６ａとの間の接触をシミュレートするために利用され得る。

【0065】

図１０Ｂは、図１０Ａの例示的なＣＡＤモデル１０００ａの別のビュー１０００ｂを示し、ここで、モデルを示す表示は、ズーム設定を介して、ピンセット先端のそれぞれのビーム要素モデル１００５ｂ－１、１００５ｂ－２と単数ビームのビーム要素モデル１００６ｂの間のインターフェイス１０５６－１、１０５６－２の領域を示すよう構成されている。図１０Ｂは、単数ビーム１００６ｂのビーム要素モデルが、六角形断面形状１０２０を組み込むことがわかる。ピンセット先端のビーム要素モデル１００５ｂ－１、１００５ｂ－２は、長方形の断面形状を有するものと想定される。こうした断面形状は、図に明示的かつ完全には示されていないが、１０００ｂの斜視図を考慮すると、ピンセット先端のビーム要素モデル１００５ｂ－１、１００５ｂ－２の隣接する表面間の見かけの直角から推測することができる。

【0066】

モデル１０００ａおよび１０００ｂは、実施形態の利点および利点を示す。例示するために、単数ビーム要素モデル１００６ｂが、その断面積に中心であり、その断面に垂直な軸の周りを回転するように構成されることを想像し、一方、ピンセット先端のビーム要素モデル１００５ｂ－１、１００５ｂ－２は、単数ビーム要素モデル１００６ｂに向かって相互に圧縮し、最終的に接触するように構成される。こうした状態では、ピンセット先端は、単数ビーム要素の端部をつまむと理解され得る。単数ビーム要素の六角形断面形状１０２０の少なくとも第一の頂点が、単数ビーム要素モデル１００６ｂの回転中に、ピンセット先端のビーム要素モデル１００５ｂ－１、１００５ｂ－２と接触するにつれて、ピンセット先端のビーム要素モデル１００５ｂ－１、１００５ｂ－２の動きのたわみが予想される。ピンセット先端の間の単数ビーム要素のピンチを維持するように、例示的なモデルのピンセット１００７に充分なばね抵抗が組み込まれている仮定して、単数ビーム要素モデル１００６ｂが回転し続け、かつ六角形断面形状１０２０の頂点がピンセット先端のビーム要素モデル１００５ｂ－１、１００５ｂ－２の間を通過するにつれて、ピンセット先端のビーム要素モデル１００５ｂ－１、１００５ｂ－２によって跳ね返り効果が現れることが予期される。

【0067】

単数ビーム要素モデル１００６ｂの六角形断面形状１０２０に関与する接触事象が、全てのビームが円形断面領域を有するとして扱われる既存の方法を使用してシミュレーションされた場合、そのようなシミュレーションは、単数ビーム要素モデル１００６ｂがピンセット先端のビーム要素モデル１００５ｂ－１、１００５ｂ－２の間で回転するとき、ピンセット先端のビーム要素モデル１００５ｂ－１、１００５ｂ－２における動きまたは跳ね返りの任意のかなりの量の偏向を予測できないであろうことが、図１０Ｂによって明らかにされる。

【0068】

さらに、ピンセット先端のビーム要素モデル１００５ｂ－１、１００５ｂ－２の断面形状が上述のように長方形である場合、ピンセット先端のビーム要素モデル１００５ｂ－１、１００５ｂ－２は、同様に、既存の方法を使用して実装された接触シミュレーションにおいて円形の断面積を有するものとして扱われるであろう。既存の方法は、各ビーム要素モデル１００５ｂ－１、１００５ｂ－２の長方形の断面の周りの円形の領域を割ることによって接触計算のための円形の断面を確立し、それによって、考慮されるそれぞれの断面領域を拡大する。結果として、既存の方法を使用して、ビーム要素モデル１００５ｂ－１、１００５ｂ－２に関与する接触シミュレーションは、物理的に発生しない接触事象を識別することになる。言い換えれば、既存の方法を使用して、インターフェイス１０５６－１、１０５６－２の領域は、人工的に大きく見え、シミュレーションを不正確にするであろう。このように、本明細書に記載の方法およびシステムは、関与するビーム要素モデルの真の断面形状を考慮することによって、既存の方法を使用して実装された、接触シミュレーションの精度を高めた接触シミュレーションをサポートする。

【0069】

中央差分時間積分を伴う動的事象の構造シミュレーションは、非常に小さな時間増分またはステップサイズを必要とし、従って例えば、少なくとも１００，０００の増分またはステップをしばしば必要とする。シミュレーションは、例えば、１０００万個のオーダーの接触ノード、エッジ、および面の数を伴うことが多い。特許請求される方法、システム、および製品は、接触エンティティのどの組み合わせがアクティブに接触しているか、およびどの接触力が各増分またはステップで生成されるべきかの効率的な決定を可能にすることによって、合理的なシミュレーション実行時間を提供する。特許請求される方法、システム、および製品は、各接触エンティティに、効率的かつ並列可能なプロセスを促進する特性を付与する。例えば、特許請求される方法、システム、および製品は、コード開発およびメンテナンスが、エンティティのいくつかのタイプの組み合わせに集中できるように、接触エンティティのタイプの総数を小さく保つ。

【0070】

図１１は、本開示の実施形態が実施され得る、コンピューターネットワークまたは同様のデジタル処理環境を示す。

【0071】

クライアントコンピューター／デバイス５０およびサーバーコンピューター６０は、アプリケーションプログラムおよび類似のものを実行する、処理、記憶および入出力デバイスを提供する。クライアントコンピューター／デバイス５０は、通信ネットワーク７０を介して、他のクライアントデバイス／プロセス５０およびサーバーコンピューター６０を含む、他のコンピューティングデバイスにリンクできる。通信ネットワーク７０は、リモートアクセスネットワーク、グローバルネットワーク（例えば、インターネット）、コンピューターの世界的な集合体、ローカルエリアまたはワイドエリアネットワーク、および互いに通信するために、現在それぞれのプロトコル（ＴＣＰ／ＩＰ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）など）を使用するゲートウェイの一部であり得る。他の電子デバイス／コンピューターネットワークアーキテクチャーも好適である。

【0072】

図１２は、図１１のコンピューターシステムにおけるコンピューター（例えば、クライアントプロセッサー／デバイス５０またはサーバーコンピューター６０）の例示的な内部構造の図である。各コンピューター５０、６０は、システムバス７９を包含し、バスは、コンピューターまたは処理システムの構成要素間のデータ転送に使用される、一連のハードウェアラインである。システムバス７９は本質的に、要素間の情報転送を可能なコンピューターシステム（例えば、プロセッサー、ディスクストレージ、メモリー、入出力ポート、ネットワークポートなど）の異なる要素を接続する、共有導管である。システムバス７９に取り付けられるのは、さまざまな入出力デバイス（例えば、キーボード、マウス、ディスプレイ、プリンター、スピーカーなど）をコンピューター５０、６０に接続するための、Ｉ／Ｏデバイスインターフェイス８２である。ネットワークインターフェイス８６によって、コンピューターが、ネットワーク（例えば、図１１のネットワーク７０）に取り付けられる、さまざまな他のデバイスに接続することが可能になる。メモリー９０は、本開示の実施形態、例えば、方法５００を実施するために使用され、および上で論じたグラフィカルユーザーインターフェイスを支持する、コンピューターソフトウェア命令９２（図１２にコンピューターソフトウェア命令９２Ａおよび９２Ｂとして示される）、およびデータ９４のための揮発性ストレージを提供する。ディスクストレージ９５は、本開示の実施形態を実施するために使用される、コンピューターソフトウェア命令９２およびデータ９４のための不揮発性ストレージを提供する。中央処理装置８４がシステムバス７９に接続され、コンピューター命令の実行を提供する。

【0073】

一実施形態では、プロセッサールーチン９２およびデータ９４は、実施形態のソフトウェア命令の少なくとも一部分を提供する、非一時的コンピューター可読媒体（例えば、一つまたは複数のＤＶＤ－ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ、ディスケット、テープなど）などの取り外し可能な記憶媒体）を含むコンピュータープログラム製品（全体的に９２で参照される）である。コンピュータープログラム製品９２は、当技術分野において周知のように、任意の好適なソフトウェアインストール手順によってインストールすることができる。別の実施形態では、ソフトウェア命令の少なくとも一部分は、ケーブル、通信および／または無線接続でダウンロードされ得る。他の実施形態では、プロセッサールーチン９２およびデータ９４は、伝搬媒体（例えば、電波、赤外線波、レーザー波、音波、またはインターネットやその他のネットワークなどのグローバルネットワークを介して伝播される電気波）上の伝搬信号で具現化されたコンピュータープログラム伝搬信号生成物である。）。そのようなキャリア媒体または信号は、現在のプロセッサールーチン／プログラム９２およびデータ９４のためのソフトウェア命令の少なくとも一部分を提供するために使用され得る。

【0074】

特許請求される方法、システム、および製品によって提供される利点は、少なくとも部分的には、ＣＡＤビーム要素モデルの接触エンティティのコンピューター実装による決定による、ビーム要素を含む接触事象のより正確なモデリングを含む。接触事象の影響をモデル化するために、具体的に、ソフトウェアによって生成されるビーム幾何学的形状の外面表現を有することは、結果として得られる表面表現が、性能、堅牢性、正確性、および保守性に関して接触シミュレーションに好適であることを保証するのに役立つ。ユーザーは、実装する時間と費用などの一般的な制約、ならびにソフトウェアによってモデル化された多くの現実世界の物体に固有の複雑さを考慮すると、ヒューマンエラーの大きな可能性のため、ＣＡＤソフトウェア内で類似の外面表現を手動で構築ことに、通常、意欲をそがれるであろう。特許請求される方法、システム、および製品は、このような意欲をくじくものおよび人的エラーの可能性を効果的に排除し、ユーザーが、実際の製品設計設定内で、これまで実現不可能または達成不可能であった利益を実現および構築することを可能にする。

【0075】

さらに、オリジナルのビーム表現と自動生成された詳細な外面表現との間の関連付けは、性能を最適化するのに役立ち得る。特定の領域内で自動的に生成される接触エンティティを考慮する必要があるのみであるが、親ビーム要素が、粗スクリーニング方法に基づき、接触に関与する可能性があると判断される。

【0076】

例示的な実施形態が特に示され、説明されるが、当業者には、添付の特許請求の範囲に含まれる実施形態の範囲から逸脱することなく、形態および詳細のさまざまな変更を行うことができることが理解される。例えば、実施においては、操作が実施される順序を変更し得る。さらに、実施の必要に応じて、本明細書に記載の特定の操作は、組み合わされた操作として実施されてもよく、無くしてもよく、追加されてもよく、またはその他の方法で再配置し得る。さらに、マウスに関連する特定のユーザーインターフェイス操作（例えば、クリック、ドラッグ、ドロップ、など）は、例示のためのものであり、限定するものではない。モデルまたは設計データの選択、移動、配置などのための他のユーザーインターフェイス操作が適切である。

【符号の説明】

【0077】

１００ モデル
１０５ａ 構成要素
１０５ｂ 構成要素
１０５ｃ 構成要素
１０５ｄ 構成要素
１０５ｅ 構成要素
１０８ａ エッジ
１０８ｂ エッジ
１０８ｃ エッジ
１０８ｄ エッジ
１０８ｅ エッジ
１１０ａ ノード
１１０ｂ ノード
１１０ｃ ノード
１１０ｄ ノード
１１０ｅ ノード
１１０ｆ ノード
１２０ａ 断面形状
１２０ｂ 断面形状
１２０ｃ 断面形状
１２０ｄ 断面形状
１２０ｅ 断面形状
１２０ｆ 断面形状

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8A】

【図8B】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】