专利名称：用于预测电导线和弯曲保护部件弯曲耐久性的方法、和其装置以及存储其程序的记录介质的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于预测在预定弯曲处的、位于该弯曲处的多个电导线以及在该处提供的用于保护该电导线的弯曲保护部件的耐久性，并且涉及其装置和一种存储其程序的记录介质。
背景技术：
在汽车中提供了电导线用于诸如打开和关闭的门以及滑动座椅的部分，其中该电导线被强制地弯曲。例如，用作门和其他汽车车体部件之间的电气连接器的多个电导线在门和车体之间延伸，并且通过弯曲保护部件，即所谓的套管，该套管固定到使门安装到车体上的铰链。
由于套管和电导线重复弯曲，因此每当打开和关闭车门或者移动滑动座椅时，预测套管和导线的耐久性或产品寿命以及它们在多大程度上能够承受由弯曲产生的影响的能力是重要的。传统上，设计、测试生产和实际弯曲测试被重复执行，以提供用于预测套管和导线的耐久性以及它们在多大程度上将抵御由弯曲产生的影响的基础。另一方面，由于趋势是，用于汽车的研发周期不断减少，所以寻求提高预测的准确性。因此，如在专利文献1中，已经提出了一种方法，由此可以摒弃测试生产，并且通过执行计算机模拟可以预测弯曲耐久性。
专利文献1JP-A-2002-260460非专利文献1Brain Book Publishing Co.，Ltd.在1978年8月10日出版的B.Nass的“Matrix Infinite Element Method”，pp7～5
非专利文献2东京大学出版社在1991年4月1日出版的Nobuyoshi Tosaka的“Numerical Simulation Using Partial Differential Equation”First Edition，pp119～123根据专利文献1中的弯曲耐久性预测方法，插入通过套管的多个电导线被当作导线线束模型，并且基于此模型，预测该导线线束的产品寿命。然而，由于数种类型的且大量的导线插入通过套管，因此在使用专利文献1中的方法时，难于准确地识别哪部分导线首先损坏。而且，根据专利文献1中的方法，尽管在弯曲处使用的总是由多个电导线和套管组成的组，但是仅预测了导线线束的产品寿命。因此，需要另一种方法，其能够预测整个的产品寿命，包括独立的电导线和套管的产品寿命。换言之，需要一种改进方案，其能够应对减少研发周期和提高预测准确性的要求。
发明内容
为了解决这些缺陷，本发明的一个目的在于，提供一种弯曲耐久性预测方法，其能够应对较准确地预测产品寿命和减少研发周期的要求，并且提供其装置和程序。
为了实现前文所述目的，本发明的特征在于，其具有下列布置。
(1)一种弯曲耐久性预测方法，其中通过使用有限元方法，预测位于预定弯曲处的多个导线、以及附装于该弯曲处的用于保护该多个电导线的弯曲保护部件的弯曲耐久性，该弯曲耐久性预测方法包括设置步骤，其中设置该多个导线、该弯曲保护部件、大气温度、关于该导线和该弯曲保护部件的弯曲前初始形状以及关于该导线和该弯曲保护部件的最终弯曲形状；有限元模型准备步骤，其中准备关于该多个导线和该弯曲保护部件的有限元模型；
应力计算步骤，其中针对有限元模型的每个有限元，计算应力，该应力是通过使有限元从初始形状弯曲到最终弯曲形状而产生的；最大应力搜索步骤，其中在应力计算步骤中获得到应力之中，搜索关于该多个导线和该弯曲保护部件中每一个的最大应力；预测函数获取步骤，其中获取关于在设置步骤中指定的该导线、该弯曲保护部件和大气温度的预测函数；预测步骤，其中参考在预测函数获取步骤中获得的预测函数，获得对应于关于该导线和该弯曲保护部件的最大应力的弯曲疲劳次数，并且识别最小弯曲疲劳次数；和输出步骤，其中输出在预测步骤中获得的最小弯曲次数。
(2)根据(1)的弯曲耐久性预测方法，进一步包括限定步骤，其中在该导线或该弯曲保护部件上限定对应于最小弯曲疲劳次数的位置，其中在输出步骤中输出在限定步骤中限定的位置。
(3)根据(1)的弯曲耐久性预测方法，其中使用表示关于模数回归函数的下置信区间的曲线作为预测函数，该模数回归函数是基于在多个典型的大气温度下获取的关于应力和弯曲疲劳次数的数据而统计获得的。
(4)根据(1)的弯曲耐久性预测方法，进一步包括导线布置步骤，将全部该多个导线中最粗的导线布置在弯曲处的最内侧。
(5)根据(1)的弯曲耐久性预测方法，进一步包括存储步骤，其中预先存储表示最小应力的应力表，根据该最小应力假设该多个导线和该弯曲保护部件将损坏；应力表读取步骤，其中读取对应于在设置步骤中指定的该多个导线、该弯曲保护部件和大气温度的应力表；和损坏部件限定步骤，其中在参考在应力表读取步骤中读取的应力表以及在关于该导线和该弯曲保护部件的最大应力搜索步骤中得出的独立的最大应力的情况下，限定最先损坏的该导线或者该弯曲保护部件，输出步骤，其中输出限定最先损坏的该导线或者该弯曲保护部件的信息。
(6)一种弯曲耐久性预测方法，其中通过使用有限元方法，预测位于预定弯曲处的多个导线、以及附装于该弯曲处的用于保护该多个电导线的弯曲保护部件的弯曲耐久性，该弯曲耐久性预测方法包括存储步骤，其中预先存储表示最小应力的应力表，根据该最小应力假设该多个导线和该弯曲保护部件将损坏；设置步骤，其中设置该多个导线、该弯曲保护部件、大气温度、关于该导线和该弯曲保护部件的弯曲前初始形状以及关于该导线和该弯曲保护部件的最终弯曲形状；有限元模型准备步骤，其中准备关于该多个导线和该弯曲保护部件的有限元模型；应力计算步骤，其中针对有限元模型的每个有限元，计算应力，该应力是通过使有限元从初始形状弯曲到最终弯曲形状而产生的；最大应力搜索步骤，其中在应力计算步骤中获得到应力之中，搜索关于该多个导线和该弯曲保护部件中每一个的最大应力；应力表读取步骤，其中读取对应于在设置步骤中指定的该多个导线、该弯曲保护部件和大气温度的应力表；损坏部件限定步骤，其中在参考在应力表读取步骤中读取的应力表以及在关于该导线和该弯曲保护部件的最大应力搜索步骤中得出的独立的最大应力的情况下，限定最先损坏的该导线或者该弯曲保护部件，和输出步骤，其中输出限定最先损坏的该导线或者该弯曲保护部件的信息。
(7)根据(6)的弯曲耐久性预测方法，进一步包括导线布置步骤，其中将全部该多个导线中最粗的导线布置在弯曲处的最内侧。
(8)一种弯曲耐久性预测装置，用于通过使用有限元方法，预测位于预定弯曲处的多个导线、以及附装于该弯曲处的用于保护该多个电导线的弯曲保护部件的弯曲耐久性，该装置包括设置单元，用于设置该多个导线、该弯曲保护部件、大气温度、关于该导线和该弯曲保护部件的弯曲前初始形状以及关于该导线和该弯曲保护部件的最终弯曲形状；有限元模型准备单元，用于准备关于该多个导线和该弯曲保护部件的有限元模型；应力计算单元，用于针对有限元模型的每个有限元，计算应力，该应力是通过使有限元从初始形状弯曲到最终弯曲形状而产生的；最大应力搜索单元，用于在应力计算单元中获得到应力之中，搜索关于该多个导线和该弯曲保护部件中每一个的最大应力；预测函数获取单元，用于获取关于由设置单元指定的该导线、该弯曲保护部件和大气温度的预测函数；预测单元，用于参考由预测函数获取单元获得的预测函数，获得对应于关于该导线和该弯曲保护部件的最大应力的弯曲疲劳次数，并且识别最小弯曲疲劳次数；和输出单元，用于输出由预测单元获得的最小弯曲次数。
(9)一种存储程序的计算机可读记录介质，该程序用于通过使用有限元方法，预测位于预定弯曲处的多个导线、以及附装于该弯曲处的用于保护该多个电导线的弯曲保护部件的弯曲耐久性，该程序使得计算机用作设置单元，用于设置该多个导线、该弯曲保护部件、大气温度、关于该导线和该弯曲保护部件的弯曲前初始形状以及关于该导线和该弯曲保护部件的最终弯曲形状；
有限元模型准备单元，用于准备关于该多个导线和该弯曲保护部件的有限元模型；应力计算单元，用于针对有限元模型的每个有限元，计算应力，该应力是通过使有限元从初始形状弯曲到最终弯曲形状而产生的；最大应力搜索单元，用于在应力计算单元中获得到应力之中，搜索关于该多个导线和该弯曲保护部件中每一个的最大应力；预测函数获取单元，用于获取关于由设置单元指定的该导线、该弯曲保护部件和大气温度的预测函数；预测单元，用于参考由预测函数获取单元获得的预测函数，获得对应于关于该导线和该弯曲保护部件的最大应力的弯曲疲劳次数，并且识别最小弯曲疲劳次数；和输出单元，用于输出由预测单元获得的最小弯曲次数。
附图简述
图1是示出了本发明的基础配置的框图。
图2A和2B是示出了车门关闭时和车门打开时的电导线和弯曲保护部件的状态的图示。
图3A和3B是示出了关于导线和套管的有限元分配以及应力计算点的图示。
图4是示出了根据本发明的一个实施例的硬件配置的框图。
图5A和5b是有关存储在图4的存储设备中的产品寿命数据文件的曲线图。
图6是示出了根据本发明的实施例的主要处理的流程图。
图7是示出了图6中的应力计算处理的流程图。
图8是示出了根据本发明的实施例的输入屏幕的图示。
图9是用于解释电导线的直径和特定应力之间的关系的图示。
图10是示出了根据本发明的实施例的输出屏幕的图示。
用于实现本发明的最佳模式现将在参考附图的情况下描述本发明的优选实施例。
图2A和2B是示出了车门关闭时和车门打开时的电导线和弯曲保护部件的状态的图示。如图2A所示，多个电导线1所插入通过的套管2附装于车体板3和车门板4之间。如所公知的，电导线1是通过使用用于保护预定芯线的内部绝缘覆盖层或外部绝缘覆盖层而形成的。同样如公知的，套管2是由圆柱形挠性材料制成的，并且包括挠性部分21和22，其固定到车体板3和车门板4中的导线引导端口3a和4a中；以及圆柱形部分23，其连接这些固定部分21和23，并且其中形成了导线通孔24，在该导线通孔24中插入有多个导线。
固定部分21和22的直径大于圆柱形部分23的直径，并且沿固定部分21和22的外部圆周形成了环状沟槽21a和21b。导线引导端口3a和4a分别配合到环状沟槽21a和21b，将套管2安装在预定的位置。而且，尽管在图2A和2B中没有示出，但是使圆柱形部分23的表面的形状类似于风箱，用于防止圆柱形部分23在车门关闭或打开时被剧烈地弯曲。
如图2A所示，当车门打开时，车体板3和车门板4相互平行，并且圆柱形部分也几乎平行。因此，电导线2保持在线性延伸的状态。相反地，如图2B所示，当车门关闭时，车体板3和车门板4形成了基本为90度的角，并且圆柱形部分23是弯曲的。因此，电导线1是弯曲的。
如上文所述，当电导线1和套管2随着车门的打开和关闭而重复地弯曲时，可能发生损坏，诸如电导线1的折断或者套管2上的裂纹。因此，根据本发明，预测了在电导线1或套管2中的至少一个损坏时，由弯曲次数定义的最小耐用弯曲次数，即弯曲耐久性。可替换地，预测最先损坏的电导线1或者套管2。应当注意，套管2对应于权利要求中所述的弯曲保护部件，并且车体板3和车门板4之间的部分对应于权利要求中所述的弯曲处。然而，套管2的形状不限于上文所述的一种。
在本发明中，使用有限元方法预测弯曲疲劳次数或者最先损坏的部件。如公知的，有限元方法使用计算机获得关于复杂结构的连续应力的分布。根据有限元方法，待分析的结构被分为有限元，其具有三角形的网状形状或者矩形的网状形状，并且针对每个有限元建立基本差分方程，同时建立一对联立的线性方程，由此每个有限元的解满足同相邻的有限元的解的连续性。通过解这些方程，获得了关于独立的有限元的应力，其被定义为未知量。由于在非专利文献1和2中也描述了该有限元方法，因此将不再给出对此的进一步解释。
图3A和3B是分别示出了关于导线1和套管2的有限元分配以及应力计算点的图示。根据本发明，使用三维梁元素作为关于电导线1的模型，如图3A所示，在截面中的四个点p1～p4处计算应力，其同梁元素的节点n1匹配于。可以使用与本发明的发明人在2002年9月25日提交的日本专利申请No.2002-279502中公开的方法相似的方法，将每个电导线转变为三维梁元素的模型。至于套管2，如图3b所示，套管2的模型被分为多个矩形的有限元e1、e2、e3、...，并且对于每个有限元e，在四个点p1～p4处计算应力。
现将给出关于执行根据本发明实施例的处理的硬件配置的解释。图4是示出了根据实施例的硬件配置的框图，而图5A和5B是示出了存储在图4中的存储设备中的产品寿命数据文件的曲线图。
如图4所示，对于本发明，使用诸如个人计算机的装置，其基本上包括微计算机51、输入设备52、显示设备53、打印设备54、存储设备55、通信接口56和读/写设备57。微计算机51包括CPU(中央处理单元)51a、用于存储引导程序的ROM 51b和用于临时存储多种处理结果的RAM 51c。输入设备52可以是用于登入多种值的键盘或者鼠标；显示设备52可以是用于显示处理结果的LCD或CRT；而打印设备54是用于打印处理结果的打印机。
存储设备55可以是硬盘驱动器，而通信接口56可以是调制解调器板，用于借助于互联网或者LAN等同外部设备通信。读/写设备57是用于读取弯曲耐久性预测程序59a或者用于将结果文件55b写入到记录介质59中的设备，其中弯曲耐久性预测程序59a同本发明相关，并且存储在记录介质59中。这些组成部件通过内部总线58互连。
在存储设备55中，至少存储了弯曲耐久性数据文件55a和结果文件55b。如图5A所示，弯曲耐久性数据文件55a是预测函数y1、y2和y3的集合，其是基于关于电导线55a1和55a2以及套管55a3的应力和耐用弯曲次数的数据进行统计计算得到的，这些数据是在多个典型的大气温度下采集的，诸如，-40℃、0℃和25℃。更具体地，在电导线和套管具有它们的初始形状时，在这些曲线中，沿水平轴的应力是零或者是预定的参考值。换言之，沿水平轴的应力可被认为是应力的变化程度，而初始形状被用作参照物。
优选地，使用了如图5B所示的曲线23用作预测函数，而曲线y22表示关于模数回归函数y21的上置信区间，该模数回归函数y21是通过公知的回归分析获得的，而曲线y23表示下置信区间。在此实施例中，置信区间是95％，并且此预测函数是针对电导线55a1和55a2以及套管55a3中的每一个在每个大气温度而事先获得的。因此，产品寿命预测是在较严格的统计条件下执行的。显然，维持了关于预测函数的预定的统计置信度，并且预测函数的计算是简单的。结果，在不添加复杂的处理过程的情况下，可以较为严格地执行弯曲耐久性预测，并且可以期望到质量的较大提高以及较好路径的建议。应当指出，可以使用模数回归函数获得耐用弯曲次数。
或者，尽管没有示出，但是弯曲耐久性文件55a可以是表示最小应力的应力表的集合，而非预测函数的集合，其中根据该最小应力假设电导线55a1和55a2以及套管55a3将损坏。对于多个典型的大气温度，还事先获得了该应力表。
在结果文件55b中，对于每个预定的步长宽度，记录了在电导线55a1和55a2以及套管55a3的每个有限元的四个点处获得的全部应力。结果文件55b可以以文本形式存储，或者可以在需要时输出。应当注意，存储设备55对应于权利要求中所述的预测函数存储单元。
通过此设置，微计算机51在存储设备55中安装了弯曲耐久性预测程序59a，其通过读/写设备57读出。而且，在开机时，微计算机51根据存储在ROM 51b中的引导程序激活，并且开始弯曲耐久性预测程序59a。然后，根据此弯曲耐久性预测程序59a，微计算机51预测电导线和附装于弯曲处的用于保护该电导线的弯曲保护部件的弯曲耐久性，在显示设备53上显示获得的耐久性，或者使用打印设备54打印该耐久性，并且将这些结果存储在存储设备55中。弯曲耐久性预测程序59a还可以安装到具有相同基本配置的另一台个人计算机中，并且在该程序安装之后，该计算机用作弯曲耐用寿命预测装置。应当注意，存储在记录介质59中的弯曲耐久性预测程序59a对应于权利要求8。弯曲耐久性预测程序59a不仅可以通过记录介质59提供，还可以通过通信线路提供，诸如互联网和LAN。
现将在参考图6和7中的流程图以及图8～10中示出的解释性图示的同时，描述根据本发明的实施例的处理。图6是示出了关于此实施例的主要处理的流程图，而图7是示出了图6中的应力计算处理的流程图。图8是示出了根据本发明的实施例的输入屏幕的图示；图9是用于解释电导线1的直径和应力之间的关系的图示；而图10是示出了根据本发明的实施例的输出屏幕的图示。
如图6所示，在步骤S1中指定所需用于预测的数据。即，至少指定了弯曲的起始点和结束点、电导线类型和大气温度。为了指定这些数据，在显示设备53上显示了图8所示的输入屏幕，并且通过使用输入设备52，将必要的值登入到此输入屏幕。由于存在大量电导线和电导线类型需要由单一的套管保护，因此使用该输入屏幕重复登入每个电导线。该输入屏幕不限于图8中示出的示例。
弯曲运动的起始点和结束点分别对应于电导线和套管的初始形状和最终弯曲形状。尽管没有示出，但是电导线和套管在起始点和结束点的弯曲形状可以以图形方式显示在输入屏幕上。当观看此显示时，可以适当地调节起始点和结束点，以准确地指定初始形状和最终弯曲形状。可以事先计算电导线和套管在独立点处的弯曲形状。
用于指定电导线和套管的初始形状和最终弯曲形状的方法不限于上面的设置方法，并且使用鼠标，可以对呈现在显示设备53上的电导线和套管的弯曲形状进行适当地调节，以匹配于初始形状和最终弯曲形状。从初始形状到最终弯曲形状过程中计算的应力是自初始形状起的应力的变化程度。由于在初始形状上的应力为零这一假设下，此应力变化等于应力的绝对值。因此在下面的解释中，应力变化被当作应力。
电导线类型是应被预测产品寿命的每个电导线的类型。每个电导线的类型被指定为同形状和材料的特性相关。例如，形状特性是关于电导线和套管的长度和截面尺寸的信息，而材料特性是二次矩、二次极矩、密度、纵向弹性模数系数和横向弹性模数系数。该信息可以事先通过测试获得。
大气温度是被预测产品寿命的电导线和套管周围的大气中的温度，并且使用了多个典型值，诸如-40℃、0℃和25℃。假设在另一设置屏幕(未示出)上先前已指定了关于电导线和套管的附装位置的坐标数据。而且，假设事先指定了默认步长宽度，根据该默认步长宽度，使初始形状变化到最终弯曲形状，并且该默认步长宽度同样可以在另一设置屏幕(未示出)上指定。步骤S1中的处理对应于权利要求中的设置步骤和设置单元。
在步骤S2中，安置电导线。即，选出全部指定的电导线中的最粗的一个，并且将其布置在弯曲处的最内侧。在参考图9的同时，将给出关于此处理的进一步的解释。如图9所示，线性延伸的电导线(实际上是导线覆盖层)1a将以弯曲半径R弯曲，如箭头所指出的。
当电导线1a的形变由∈表示时，有∈＝ΔL/L (1)L＝2ПR2(2)ΔL＝2ПR1-2ПR2(3)其中L表示电导线1a中心线的长度，ΔL表示被拉长的电导线1a的长度，R1表示电导线1a的外弯曲半径，而R2表示关于电导线1a的中心的弯曲半径。
通过参考式(1)～(3)，电导线1a的形变∈可以表示为∈＝(2ПR1-2ПR2)/2ПR2＝R1/R2-1＝(R+d)/(R+d/2)-1 (4)其中R表示电导线的弯曲半径，并且d表示电导线的直径。
当关于电导线1a的应力由σ表示时，应力σ可以表示为σ＝E∈(5)由式(4)和(5)显而易见，应力σ随着电导线1a的直径d变大而增加。
因此，根据本发明，由于最粗的电导线尽可能地布置在弯曲处的最内侧，因此增加了寿命预测的准确性，同时假设了更加严格的弯曲路径。更具体地，当套管中的多个电导线弯曲成L形时，最粗的电导线仅需要被布置为处于弯曲处的最内侧，这是因为仅存在一个弯曲部分。然而，当套管中的多个电导线弯曲成Z形时，优选的是，考虑到这一事实，即特定弯曲处的最内侧部分在另一弯曲处变为最外侧的部分，因此较细的电导线布置在导线线束或者套管中心，并且最粗的和第二粗的电导线布置在外侧。应当注意，在上述两种情况的任一情况中，最粗的电导线布置在弯曲处的最内侧(当存在多个弯曲处时，最粗的导线布置在这些弯曲处中的一个)。
通过此布置，由于针对较为严格的弯曲路径执行弯曲耐久性预测，因此可以准确地预测最短的弯曲耐久周期。对于最粗电导线的选择和布置，可以执行自动处理，其中对步骤S1中指定的电导线的直径进行比较，并且选择具有最大直径的电导线，并且对将其安置为同套管弯曲侧的内壁相接触。可以使用输入设备52人工选择和布置最粗的电导线。步骤S2中的处理对应于权利要求中的电导线布置步骤。
当此处理完成时，在步骤S3和S4中，针对电导线和套管准备有限元模型。如上文所述，使用多个矩形有限元作为关于套管的有限元模型，并且使用三维梁元素作为关于每个电导线的有限元模型。步骤S3和S4中的处理对应于权利要求中的有限元模型准备步骤和有限元模型准备单元。
在步骤S5中，计算关于独立有限元的应力。即，在如图7所示的应力计算处理中，在步骤S501中，在如图3A所示的关于套管的每个有限元的四个点处计算应力。在步骤S502中，如图3B所示，在每个电导线的截面区域中的四个点处计算应力。在步骤S503中，所获得的应力登入到同位置(有限元)信息和时间信息相关的结果文件55b中。在步骤S504中，通过使电导线和套管弯曲由变化步长宽度所定义的距离，使其弯曲到下一个形状。重复步骤S501～S504中的处理，直至弯曲形状对应于在步骤S1中指定的最终弯曲形状(步骤S505中的“否”)。当该形状对应于最终弯曲形状时，程序控制返回到步骤S6(步骤S505中的“是”)。步骤S5以及S501～S505对应于权利要求中的应力计算步骤和应力计算单元。
下一步，在步骤S6中，在步骤S5中获得并登入到结果文件55b的多个应力之中，得出关于电导线和套管的最大应力。步骤S6对应于权利要求中的最大应力搜索步骤。
在步骤S7中，读取在步骤S1中指定的关于电导线和套管的预测函数。即，由于寿命数据文件55a存储在存储设备55中，因此自此文件55a中读取关于待检查的电导线和套管的预测函数。显然，此时还读取对应于步骤S1中指定的大气温度的预测函数。步骤S7对应于权利要求中的预测函数获取步骤和预测函数获取单元。
在此之后，在步骤S8中，在参考在步骤S7中读取的预测函数的情况下，获得了耐用弯曲次数，其对应于在步骤S6中得出的关于电导线和套管的最大应力。而且，获得了最小弯曲次数。如上文所述，可以仅从一个弯曲运动预测该最小弯曲疲劳次数。步骤S8对应于权利要求中的预测步骤和预测单元。
然后，在步骤S9中，限定电导线或者套管上对应于步骤S8中获得的最小弯曲次数的位置。更具体地，由于可以限定对应于最小的弯曲疲劳次数的有限元，因此通过参考结果文件55a，同样可以识别在相应的电导线或套管上的位置。步骤S9对应于权利要求中的限定步骤和限定单元。
在步骤S10中，最小弯曲疲劳次数、以及在步骤S9中识别的电导线或套管及其位置显示在显示设备53上。如图10所示，最小的弯曲疲劳次数、最大应力、损坏的部件和损坏的位置显示在此输出屏幕上。而且，尽管在图10中没有示出，但是可以将损坏的部件和损坏的位置一起以图形方式显示在输出屏幕上。此外，可以使用不同的色彩显示关于除了损坏部分以外的有限元的应力。因此，可以提供更加准确的改进建议。显然，可以使用不同的色彩，除了损坏部件以外部件连同所显示的应力一起可以以图形方式显示。步骤S10对应于权利要求中的输出步骤和输出单元。
当在步骤S11中识别已发出指令以输出结果文件55b时，在步骤S12中，结果文件55b的内容以文本形式输出。此结果文件55b可以显示在显示设备53上，或者可以通过打印设备54打印在纸张上。而且，通过使用输入设备52可以指定待输出的内容。在不需要输出结果文件55b时，可以终止处理过程(步骤S11中的N)。
作为另一实施例，可以参考应力表而非预测函数来准备关于多个电导线和套管的弯曲耐久性的预测。在此情况中，在步骤S7中，读取同步骤S1中指定的多个电导线、套管和大气温度一致的应力表(对应于权利要求中的应力表读取步骤)。在步骤S9中，参考这些应力表和在步骤S6中搜索的关于电导线和套管的最大应力，并且限定最先损坏的电导线或者套管(对应于权利要求中的损坏部件限定步骤)。在步骤S10中，输出最先损坏的电导线或者套管的名称。通过此处理，可以容易地识别待改善的部分，并且这可以有利地被用于减少研发周期。此实施例对应于权利要求3。
作为另一实施例，可以参考对应于电导线和套管的预测函数(其每一个表示大气温度、应力、和弯曲疲劳次数之间的关系)以及/或者示出了最大应力的应力表(根据该最大应力假设电导线和套管将损坏)，并且可以输出关于电导线或套管的最小弯曲疲劳次数以及/或者关于最先损坏的电导线或套管的损坏限定信息。因此，根据此实施例，可以提供一种弯曲耐久性预测方法，其可以满足关于准确预测寿命和减少研发周期的要求。此实施例对应于权利要求4。
作为另一实施例，当导线线束的耐久性以上文所述的方式进行预测时，关于车体的数据可以连同关于导线线束的形状数据一起登入，出于此原因，可以容易地跟踪具有最短产品寿命的部分。例如，当导线线束干涉了车体时，强的应力趋向于集中到对应于该干涉部分的导线线束部分。当事先登入了关于车体的数据时，可以容易地确定导线线束和车体之间的干涉，并且这使得干涉部分的产品寿命最短。即，在使用关于车体的输入数据执行耐久性预测时，还可以检查导线线束对车体的干涉。
如上文所述，根据本发明的实施例，可以提供一种弯曲耐久性预测方法，其可以满足关于更加准确的预测和减少研发周期的要求。而且，由于针对更加严格的弯曲路径执行弯曲耐久性预测，因此可以准确地预测最短弯曲耐久性。此外，由于针对弯曲耐久性预测使用了较严格的统计条件，因此可以更加严格的执行弯曲耐久性预测，并且这有利于较大地提高质量以及提供改进路径的建议。
本发明不限于这些实施例。弯曲不限于门的铰链，并且本发明的范围不限于汽车内部。而且，套管的形状不限于实施例中的情况。
根据本发明，指定了多个电导线和附装于预定弯曲处的弯曲保护部件、大气温度、初始形状和最终弯曲形状，并且准备了关于弯曲保护部件和电导线的有限元模型。而且，计算了在有限元被弯曲并从初始形状变为最终弯曲形状时被施加的应力，并且由这些应力，搜索关于电导线和弯曲保护部件的最大应力。然后，在参考必要的预测函数的情况下，获得了对应于施加到电导线和弯曲保护部件的最大应力的耐用弯曲次数，并且识别并输出最小的弯曲疲劳次数。此外，还可以输出电导线或弯曲保护部件上的对应于最小弯曲次数耐久性的位置。因此，可以预测关于包括弯曲保护部件的电导线的整体弯曲耐久性。而且，还可以预测相应的位置。结果，关于准确的寿命预测和减少研发时间的要求可以得到满足。
根据本发明，可以参考表示最小应力的应力表而非预测函数，根据该最小应力假设电导线和弯曲保护部件将损坏。然后，输出关于最先损坏的电导线或弯曲保护部件的损坏限定信息。结果，可以容易地识别待改进的部分，并且这有助于减少研发周期。
根据本发明，可以参考预测函数，其对应于多个电导线和弯曲保护部件，并且其每个表示大气温度、应力、和弯曲次数耐久性之间的关系，并且/或者参考表示最小应力的应力表，根据该最小应力假设电导线和弯曲保护部件将损坏。然后，输出关于电导线或者弯曲保护部件的最小弯曲次数的耐久性、和/或关于限定最先损坏的电导线或弯曲保护部件的信息。结果，可以提供一种弯曲耐久性预测方法，其满足了关于准确的寿命预测和减少研发周期的要求。
根据本发明，使用表示模数回归函数的下置信区间的曲线作为预测函数，该模数回归函数是基于在多个典型的大气温度下获取的关于弯曲保护部件和电导线的应力和耐用弯曲次数的数据而统计获得的。因此，在较为严格的统计条件下执行了产品寿命预测。显然，保持了关于预测函数的预定的统计置信度，并且这些预测函数的计算也是简单的。结果，在不添加复杂的处理过程的情况下，可以较为严格地执行弯曲耐久性预测，并且这有利于较大地提高质量以及提供较好路径的建议。
根据本发明，所有的电导线中的最粗电导线被布置为弯曲处最内侧的导线，并且准备了关于弯曲保护部件和多个电导线的有限元模型。因此，由于完全耐久性预测是沿较为严格的弯曲路径执行的，因此可以更加准确地预测最短弯曲耐久性。结果，可以提供更加准确的弯曲耐久性预测方法。
权利要求
1.一种弯曲耐久性预测方法，其中通过使用有限元方法，预测位于预定弯曲处的多个导线、以及附装于该弯曲处的用于保护该多个电导线的弯曲保护部件的弯曲耐久性，该弯曲耐久性预测方法包括设置步骤，其中设置该多个导线、该弯曲保护部件、大气温度、关于该导线和该弯曲保护部件的弯曲前初始形状以及关于该导线和该弯曲保护部件的最终弯曲形状；有限元模型准备步骤，其中准备关于该多个导线和该弯曲保护部件的有限元模型；应力计算步骤，其中针对有限元模型的每个有限元，计算应力，该应力是通过使有限元从初始形状弯曲到最终弯曲形状而产生的；最大应力搜索步骤，其中在应力计算步骤中获得到应力之中，搜索关于该多个导线和该弯曲保护部件中每一个的最大应力；预测函数获取步骤，其中获取关于在设置步骤中指定的该导线、该弯曲保护部件和大气温度的预测函数；预测步骤，其中参考在预测函数获取步骤中获得的预测函数，获得对应于关于该导线和该弯曲保护部件的最大应力的弯曲疲劳次数，并且识别最小弯曲疲劳次数；和输出步骤，其中输出在预测步骤中获得的最小弯曲次数。
2.权利要求1的弯曲耐久性预测方法，进一步包括限定步骤，其中在该导线或该弯曲保护部件上限定对应于最小弯曲疲劳次数的位置，其中在输出步骤中输出在限定步骤中限定的位置。
3.权利要求1的弯曲耐久性预测方法，其中使用表示关于模数回归函数的下置信区间的曲线作为预测函数，该模数回归函数是基于在多个典型的大气温度下获取的关于应力和弯曲疲劳次数的数据而统计获得的。
4.权利要求1的弯曲耐久性预测方法，进一步包括导线布置步骤，将全部该多个导线中最粗的导线布置在弯曲处的最内侧。
5.权利要求1的弯曲耐久性预测方法，进一步包括存储步骤，其中预先存储表示最小应力的应力表，根据该最小应力假设该多个导线和该弯曲保护部件将损坏；应力表读取步骤，其中读取对应于在设置步骤中指定的该多个导线、该弯曲保护部件和大气温度的应力表；和损坏部件限定步骤，其中在参考在应力表读取步骤中读取的应力表以及在关于该导线和该弯曲保护部件的最大应力搜索步骤中得出的独立的最大应力的情况下，限定最先损坏的该导线或者该弯曲保护部件，输出步骤，其中输出限定最先损坏的该导线或者该弯曲保护部件的信息。
6.一种弯曲耐久性预测方法，其中通过使用有限元方法，预测位于预定弯曲处的多个导线、以及附装于该弯曲处的用于保护该多个电导线的弯曲保护部件的弯曲耐久性，该弯曲耐久性预测方法包括存储步骤，其中预先存储表示最小应力的应力表，根据该最小应力假设该多个导线和该弯曲保护部件将损坏；设置步骤，其中设置该多个导线、该弯曲保护部件、大气温度、关于该导线和该弯曲保护部件的弯曲前初始形状以及关于该导线和该弯曲保护部件的最终弯曲形状；有限元模型准备步骤，其中准备关于该多个导线和该弯曲保护部件的有限元模型；应力计算步骤，其中针对有限元模型的每个有限元，计算应力，该应力是通过使有限元从初始形状弯曲到最终弯曲形状而产生的；最大应力搜索步骤，其中在应力计算步骤中获得到应力之中，搜索关于该多个导线和该弯曲保护部件中每一个的最大应力；应力表读取步骤，其中读取对应于在设置步骤中指定的该多个导线、该弯曲保护部件和大气温度的应力表；损坏部件限定步骤，其中在参考在应力表读取步骤中读取的应力表以及在关于该导线和该弯曲保护部件的最大应力搜索步骤中得出的独立的最大应力的情况下，限定最先损坏的该导线或者该弯曲保护部件，和输出步骤，其中输出限定最先损坏的该导线或者该弯曲保护部件的信息。
7.权利要求6的弯曲耐久性预测方法，进一步包括导线布置步骤，其中将全部该多个导线中最粗的导线布置在弯曲处的最内侧。
8.一种弯曲耐久性预测装置，用于通过使用有限元方法，预测位于预定弯曲处的多个导线、以及附装于该弯曲处的用于保护该多个电导线的弯曲保护部件的弯曲耐久性，该装置包括设置单元，用于设置该多个导线、该弯曲保护部件、大气温度、关于该导线和该弯曲保护部件的弯曲前初始形状以及关于该导线和该弯曲保护部件的最终弯曲形状；有限元模型准备单元，用于准备关于该多个导线和该弯曲保护部件的有限元模型；应力计算单元，用于针对有限元模型的每个有限元，计算应力，该应力是通过使有限元从初始形状弯曲到最终弯曲形状而产生的；最大应力搜索单元，用于在应力计算单元中获得到应力之中，搜索关于该多个导线和该弯曲保护部件中每一个的最大应力；预测函数获取单元，用于获取关于由设置单元指定的该导线、该弯曲保护部件和大气温度的预测函数；预测单元，用于参考由预测函数获取单元获得的预测函数，获得对应于关于该导线和该弯曲保护部件的最大应力的弯曲疲劳次数，并且识别最小弯曲疲劳次数；和输出单元，用于输出由预测单元获得的最小弯曲次数。
9.一种存储程序的计算机可读记录介质，该程序用于通过使用有限元方法，预测位于预定弯曲处的多个导线、以及附装于该弯曲处的用于保护该多个电导线的弯曲保护部件的弯曲耐久性，该程序使得计算机用作设置单元，用于设置该多个导线、该弯曲保护部件、大气温度、关于该导线和该弯曲保护部件的弯曲前初始形状以及关于该导线和该弯曲保护部件的最终弯曲形状；有限元模型准备单元，用于准备关于该多个导线和该弯曲保护部件的有限元模型；应力计算单元，用于针对有限元模型的每个有限元，计算应力，该应力是通过使有限元从初始形状弯曲到最终弯曲形状而产生的；最大应力搜索单元，用于在应力计算单元中获得到应力之中，搜索关于该多个导线和该弯曲保护部件中每一个的最大应力；预测函数获取单元，用于获取关于由设置单元指定的该导线、该弯曲保护部件和大气温度的预测函数；预测单元，用于参考由预测函数获取单元获得的预测函数，获得对应于关于该导线和该弯曲保护部件的最大应力的弯曲疲劳次数，并且识别最小弯曲疲劳次数；和输出单元，用于输出由预测单元获得的最小弯曲次数。
全文摘要
指定了位于预定弯曲处的导线、弯曲保护部件、大气温度以及该导线和该弯曲保护部件的初始形状和最终弯曲形状，并且准备了关于该导线和该弯曲保护部件的有限元模型。然后，针对独立的有限元，计算在弯曲并且从初始形状到最终弯曲形状的运动过程中引发的应力，并且在所获得的应力之中搜索施加到导线和弯曲保护部件的最大应力。然后，基于施加到导线和弯曲保护部件的最大应力，获得与必要的预测函数一致的弯曲疲劳次数。通过参考弯曲疲劳次数，获取并输出最小弯曲疲劳次数。
文档编号G06F17/50GK1720530SQ20038010464
公开日2006年1月11日 申请日期2003年11月26日 优先权日2002年11月28日
发明者饭盛康生 申请人:矢崎总业株式会社