及刚性解析部，基于所设定的所述刚性最优形状化条件及所述刚性解析条件，对所述最优化块模型执行刚性解析，所述立体要素必要/不必要运算部具有如下功能:在由所述刚性解析部进行刚性解析时，运算与所述最优化块模型的关于碰撞及刚性的所述各立体要素的必要/不必要相关的信息，所述最优形状决定部基于在进行碰撞解析时运算出的与所述各立体要素的必要/不必要相关的信息、在进行刚性解析时运算出的与所述各立体要素的必要/不必要相关的信息，决定与碰撞及刚性相关的最优形状。
[0026]另外，在上述的发明中，其特征在于，所述碰撞解析条件设定部将对于所述构造体模型预先进行碰撞解析(crashworthiness analysis)而得到的载荷设定作为碰撞载荷(crashworthiness load)。
[0027]另外，在上述的发明中，其特征在于，所述材料特性设定部在所述构造体模型中的结合了所述最优化块模型的部位由平面要素构成的情况下，将所述最优化块模型的立体要素中的杨氏模量设定得比所述平面要素中的杨氏模量低。
[0028]另外，在上述的发明中，其特征在于，所述材料特性设定部在所述构造体模型的结合了所述最优化块模型的部位由平面要素构成的情况下，将所述最优化块模型的立体要素的应力-变形曲线的应力设定得比所述平面要素的应力-变形曲线的应力低。
[0029]另外，本发明的形状最优化解析装置以上述的发明为基础，其特征在于，构成所述最优化块模型的立体要素由五面体以上且八面体以下、具有至少一组相互平行的两面的立体要素构成。
[0030]另外，在上述的发明中，其特征在于，所述最优化块模型生成部生成沿着所述构造体模型中的设置有所述设计空间的周围的面且与设计空间的具有最大面积的面平行地对立体要素进行细分化的所述最优化块模型。
[0031]另外，在上述的发明中，其特征在于，所述最优化块模型生成部如下所述地生成所述最优化块模型:在与构成所述构造体模型的平面要素或立体要素的结合部配置节点，使用六面体立体要素作为构成所述最优化块模型的立体要素，并且以沿着包含配置于所述结合部的所述节点的平面的方式堆积立体要素。
[0032]另外，在上述的发明中，其特征在于，所述最优化块模型生成部通过由立体要素构成的多个块体组成所述最优化块模型，并使用刚体要素、梁要素或平面要素将该多个块体连结而生成所述最优化块模型。
[0033]另外，在上述的发明中，其特征在于，所述立体要素必要/不必要运算部在基于所述数值解析的最优化计算中，利用最优化参数进行离散化。
[0034]另外，在上述的发明中，其特征在于，所述立体要素必要/不必要运算部进行基于拓扑最优化的所述最优化计算。
[0035]【发明效果】
[0036]本发明能够在承受碰撞力等外力的构造体的一部分中应用最优化技术，能够实现车身等构造体的构造的最优化，由此，起到能够提高构造体的碰撞特性、刚性并实现构造体的轻量化这样的效果。
【附图说明】
[0037]图1是本发明的实施方式I的形状最优化解析装置的框图。
[0038]图2是本发明的实施方式I的构造体模型的一例的说明图。
[0039]图3A是在本发明的实施方式I的构造体模型上设定了设计空间的状态的说明图。
[0040]图3B是图3A所示的设计空间的从不同角度观察到的图。
[0041]图4是向本发明的实施方式I的构造体模型上设定的设计空间装入最优化块模型的状态的说明图。
[0042]图5A是说明本发明的实施方式I的最优化块模型的一例的说明图。
[0043]图5B是图5A所示的最优化块模型的由圆形标记包围的部分的放大图。
[0044]图6是说明图5A所示的最优化块模型的内部的情况的说明图。
[0045]图7A是向本发明的实施方式I的构造体模型装入的最优化块模型与构造体模型进行了结合的状态的说明图。
[0046]图7B是图7A所示的最优化块模型与构造体模型的结合状态的从不同角度观察到的图。
[0047]图8是说明本发明的实施方式I的作为碰撞解析条件的载荷限制条件的说明图。
[0048]图9是说明本发明的实施方式I的作为碰撞解析条件的碰撞物及碰撞部位的说明图。
[0049]图1OA是相对于本发明的实施方式I的作为比较例的单独的最优化块模型的说明图。
[0050]图1OB是图1OA所示的单独的最优化块模型的从不同角度观察到的图。
[0051]图1lA是相对于本发明的实施方式I的比较例的单独的最优化块模型的限制条件的说明图。
[0052]图1lB是图1lA所示的单独的最优化块模型的限制状态的从不同角度观察到的图。
[0053]图12是表示本发明的实施方式I的形状最优化解析装置的处理的流程的流程图。
[0054]图13A是说明本发明的实施方式I的最优化块模型的另一形态的说明图。
[0055]图13B是图13A所示的最优化块模型的由四边形标记包围的部分的放大图。
[0056]图14A是说明本发明的实施方式I的最优化块模型的另一形态的内部的情况的说明图。
[0057]图14B是说明本发明的实施方式I的最优化块模型的又一形态的内部的情况的说明图。
[0058]图15是表示本发明的实施方式I的变形例的形状最优化解析装置的一例的框图。
[0059]图16是说明在本发明的实施方式I的变形例中设定的刚性解析条件的一例的说明图。
[0060]图17是表示图15所示的形状最优化解析装置的处理的流程的流程图。
[0061]图18是本发明的实施方式2的设计空间的说明图。
[0062]图19是本发明的实施方式2的最优化块模型的生成方法的说明图。
[0063]图20是说明在本发明的实施方式2中生成的最优化块模型的说明图。
[0064]图21A是说明在本发明的实施方式2中生成的最优化块模型的结合部的说明图。
[0065]图21B是图21A所示的最优化块模型的从不同角度观察到的图。
[0066]图22是作为本发明的实施方式2的最优化块模型的生成方法的比较例而利用实施方式I的方法来生成最优化块模型的状态的说明图。
[0067]图23A是表示相对于本发明的实施方式2的比较例的最优化块模型及结合部的状态的图。
[0068]图23B是图23A所示的比较例的最优化块模型的从不同角度观察到的图。
[0069]图24是说明本发明的实施方式3的最优化块模型的生成方法中的设计空间的设定的说明图。
[0070]图25A是说明本发明的实施方式3的最优化块模型的生成处理的说明图。
[0071]图25B是图25A所示的最优化块模型的从不同角度观察到的图。
【具体实施方式】
[0072]以下，基于附图，详细地说明本发明的形状最优化解析方法及装置的优选的实施方式。需要说明的是，没有通过本实施方式来限定本发明。
[0073][实施方式I]
[0074]在本实施方式I中，列举对车身的B柱(pillar)的形状进行最优化的情况为例进行说明。如图1所示，本实施方式I的形状最优化解析装置I是进行使用图2示出一例的平面要素，或者使用平面要素和立体要素而构成的构造体模型13的一部分的形状的基于数值解析的最优化计算的装置。具体而言，形状最优化解析装置I由PC (个人计算机)构成，具有显不装置(display device) 3、输入装置(input device) 5、存储装置(memorystorage) 7、作业用数据存储器9、运算处理(arithmetic processing)部11。而且，在运算处理部11上连接显示装置3、输入装置5、存储装置7、作业用数据存储器9。显示装置3、输入装置5、存储装置7及作业用数据存储器9按照运算处理部11的指令进行各功能。
[0075]<显示装置>
[0076]显示装置3用于计算结果的显示等，由液晶监视器等构成。
[0077]<输入装置>
[0078]输入装置5用于构造体模型13的文件的显示指示、操作者的条件输入等，由键盘、鼠标等构成。
[0079]<存储装置>
[0080]在存储装置7内至少存储有图2例示的构造体模型13的文件等各种信息。构造体模型13可以仅由平面要素构成，或者也可以由平面要素与立体要素的组合构成。例如，作为构造体模型13的例子而列举图2所示的车身(body)为例时，车身主要由薄钢板(steelsheet)形成，因此构造体模型13由平面要素构成。而且，构造体模型13在例如是发动机那样的由铸件形成的块体的情况下，由立体要素构成。
[0081]〈作业用数据存储器〉
[0082]作业用数据存储器9在其内部具有存储计算结果的数据存储区域9a和用于进行计算处理的作业区域9b。
[0083]<运算处理部>
[0084]运算处理部11 由 PC (personal computer)的 CPU (central processing unit)构成。以下说明的运算处理部11的各部通过CPU执行规定的程序来实现。运算处理部11的特征在于，具备:设计空间设定部15，在构造体模型13的一部分上设定图3A及图3B示出一例的成为最优化的对象的部分作为设计空间25 ;最优化块模型生成部17，在所设定的设计空间25内生成由立体要素构成且用于进行最优化的解析处理的最优化块模型27(例如参照图4);结合处理部18，进行将所生成的最优化块模型27与构造体模型13结合的处理；材料特性设定部19，对最优化块模型27设定材料特性；碰撞最优形状化条件设定部20，对构造体模型13设定用于求出与碰撞相关的最优形状的条件(称为碰撞最优形状化条件)；碰撞解析条件设定部21，设定用于对结合有构造体模型13的最优化块模型27(参照图4)进行碰撞解析的条件(称为碰撞解析条件)；碰撞解析部22，基于所设定的碰撞最优形状化条件及碰撞解析条件，对最优化块模型27执行碰撞解析；立体要素要/不必要运算部23，在进行该碰撞解析时，运算与最优化块模型27的碰撞中的各立体要素的必要/不必要相关的信息；及最优形状决定部24，基于该运算结果来决定与碰撞相关的最优形状。以下，详细说明运算处理部11的各部的结构。
[0085]〔设计空间设定部〕
[0086]设计空间设定部15在构造体模型13的一部分上设定成为最优化的对象的部分作为设计空间25。在图2所示的构造体模型13中，示出车身的右侧的将B柱的部分包围的部位。在该例中，该部位是成为最优化的对象的部位。在本实施方式I中，设计空间设定部15在构造体模型13中的该部位，具体而言在图2所示