结构体的接合位置的优化解析方法以及装置的制造方法_2

文档序号:8460743阅读:来源:国知局
062] 解析条件设定部,其对上述解析对象部设定解析条件;以及
[0063] 优化解析部,其从再次设定的上述接合候补中求出满足上述解析条件的最佳的接 合点或者接合部。
[0064] (12)根据(11)所述的接合位置的优化解析装置,其中,上述接合候补再设定部具 有用于生成上述接合点或者上述接合部的接合生成部,该接合生成部根据构成部件的各平 面要素的节点坐标来决定要素的代表点,以上述部件的一个平面要素为基准,针对其它部 件的平面要素,根据坐标值来计算各代表点彼此之间的点间距离,在能够焊接接合的距离 的平面要素之间配置接合要素。
[0065] (13)根据(9)~(12)中任一项所述的接合位置的优化解析装置,其中,上述优化 解析部将离散系数设定为4以上而进行离散化。
[0066] (14)根据(9)~(13)中任一项所述的接合位置的优化解析装置,其中,上述固定 接合设定部对所接合的多个部件进行结构解析,基于该结构解析的结果来设定上述固定接 合点或者上述固定接合部。
[0067] (15)根据(9)~(13)中任一项所述的接合位置的优化解析装置,其中,上述固定 接合设定部以所接合的多个部件中的全部接合要素为对象而进行基于数值解析的优化计 算,基于该优化计算来设定上述固定接合点或者上述固定接合部。
[0068] (16)根据(9)~(15)中任一项所述的接合位置的优化解析装置,其中,上述接 合候补设定部具有用于生成上述接合点或者上述接合部的接合生成部,该接合生成部根据 构成部件的各平面要素的节点坐标来决定要素的代表点,以上述部件的一个平面要素为基 准,针对其它部件的平面要素,根据坐标值来计算各代表点彼此之间的点间距离,在能够焊 接接合的距离的平面要素之间配置接合要素。
[0069] 发明的效果
[0070] 在本发明中,具备以下步骤:解析对象部设定步骤,设定对多个部件进行接合的接 合点或者接合部中的解析对象部;固定接合设定步骤,在所设定的解析对象部中将至少一 处的接合点或者接合部设定为固定接合点或者固定接合部;接合候补设定步骤,对上述解 析对象部设定成为接合点或者接合部的候补的接合候补;解析条件设定步骤,对上述解析 对象部设定解析条件;以及解析步骤,从上述接合候补中求出满足上述解析条件的最佳的 接合点或者接合部,由此,能够设定用于提高结构体特性的最佳的接合位置。
【附图说明】
[0071] 图1是本发明的一个实施方式所涉及的接合位置的优化解析装置的框图。
[0072] 图2是表示本发明的一个实施方式所涉及的接合位置的优化解析装置中的接合 生成部的处理流程的流程图。
[0073] 图3是表示本发明的一个实施方式所涉及的接合位置的优化解析装置的处理流 程的流程图。
[0074] 图4是表示本发明的其它实施方式所涉及的接合位置的优化解析装置的处理流 程的流程图。
[0075] 图5是说明结构体模型的一例的说明图。
[0076] 图6是在本发明的一个实施方式中设定了固定接合点后的状态的说明图。
[0077] 图7是说明在本发明的一个实施方式中在设定固定接合点之后生成了接合部的 状态的说明图。
[0078] 图8是说明对图7示出的状态进行了用于求出最佳接合点的解析处理后的状态的 说明图。
[0079] 图9是比较例的说明图,是说明不设定固定点接合点而生成了接合部的状态的 图。
[0080] 图10是说明对图9示出的状态进行了用于求出最佳接合点的解析处理后的状态 的说明图。
[0081] 图11是说明作为解析条件的载荷约束条件的说明图。
【具体实施方式】
[0082] 实施方式1
[0083] 基于【附图说明】本发明的实施方式。
[0084] 首先,主要根据图1示出的框图,关于图5示出的由多个部件构成的车身的结构体 模型21,以使这些部件之间的点接合(点焊)优化的情况为例,说明多个部件的接合优化解 析装置1的结构。以下,将多个部件的接合优化解析装置1简称为"接合优化解析装置1"。
[0085] 本实施方式所涉及的接合优化解析装置1是进行多个部件的接合的优化的装置, 由PC (个人计算机)构成,具有显示装置3、输入装置5、存储装置7、作业用数据存储器9以 及运算处理部11。
[0086] 另外,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以及作业用数 据存储器9,根据运算处理部11的指令来进行各功能。
[0087] 〈显示装置〉
[0088] 显示装置3用于计算结果的显示等,由液晶显视器等构成。
[0089] 〈输入装置〉
[0090] 输入装置5用于结构体模型文件13的显示指示、操作人员的条件输入等,由键盘、 鼠标等构成。
[0091] 〈存储装置〉
[0092] 存储装置7用于文件的存储等,由硬盘等构成。在存储装置7内至少存储结构体模 型文件13等各种信息。图5示出将结构体模型文件13显示在显示装置中的一例。结构体 模型21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 为结构体模型21的示例而以图5示出那样的车身(主体)为例,车身主要由薄钢板(steel sheet)形成,因此由平面要素构成。但是,例如发动机那样的由铸件形成的块体那样的结构 体由立体要素构成。图5示出的结构体模型21是构成结构体模型21的各部件通过初始接 合点25而以40mm间距被接合的示例。
[0093] 〈作业用数据存储器〉
[0094] 作业用数据存储器9用于运算处理部11中所使用的数据的临时保存、运算等,由 RAM等构成。
[0095] 〈运算处理部〉
[0096] 运算处理部11由PC的CPU构成,以下说明的各部分通过由CPU执行规定的程序 来实现。
[0097] 运算处理部11具备解析对象部设定部15、固定接合设定部16、接合生成部19、解 析条件设定部17以及优化解析部18。
[0098] 解析对象部设定部15设定对多个部件进行接合的接合点或者接合部中的解析对 象部23。
[0099] 固定接合设定部16在所设定的解析对象部23中将至少一处的接合点或者接合部 设定为固定接合点或者固定接合部。
[0100] 接合生成部19对解析对象部23设定图7示出的接合候补29。
[0101] 解析条件设定部17对解析对象部23设定解析条件。
[0102] 优化解析部18进行离散化并进行满足解析条件的最佳的接合点或者接合位置优 化计算。
[0103] 此外,接合点是指点焊的情况,接合部是指连续焊接的情况,但是在以下说明中主 要以接合点为例进行说明。当然本发明还能够应用于连续接合的情况。
[0104] 详细说明各部分的结构。
[0105] [解析对象部设定部]
[0106] 解析对象部设定部15将在结构体模型21的一部分中成为优化对象的部分设定为 解析对象部23。在图5示出的结构体模型21中,示出在车身中央部的底板以下的部分中由 矩形包围的部位,在本例中该部位是成为解析对象部23的部位。
[0107] [固定接合设定部]
[0108] 固定接合设定部16针对预先设定的接合部(以下,称为"初始接合点25")作为 有效的接合点而选出图6示出的固定接合点27。选出固定接合点27的理由是基于以下知 识:作为优化解析的预处理而必须选出要接合的一处以上的接合部位,由此能够确切地进 行优化解析。
[0109] 根据实施简单结构解析或者拓扑优化的结果来设定固定接合点27。
[0110] 在利用简单结构解析来设定固定接合点27的情况下,如下所述地进行设定。首 先,进行刚性解析等简单结构解析,对各个初始接合点25分别计算应力、应变、应变能、载 荷等。接着,将该计算出的结果进行排序,从顺序高的结果开始依次仅选出预先设定的固定 接合点27的数量。将固定接合点27的数量设为1以上。
[0111] 在利用拓扑优化设定固定接合点27的情况下,对初始接合点25整体执行解析,将 密度大的有效点作为固定接合点27并仅选择预先设定的数量。
[0112] 通过由固定接合设定部16执行固定接合设定处理,如图6所示,配置了固定接合 点27。
[0113] [接合生成部]
[0114] 接合生成部19相当于本发明的接合候补设定部的一个方式。
[0115] 接合生成部19在某两个部件(以下,分别称为"部件A"和"部件B")之间设定图 7的接合候补29。基于图2示出的流程图来说明接合候补29的设定过程。
[0116] 首先,根据各部件上的各平面要素的节点(node)坐标计算中心点、重心点,从而 决定要素的代表点。也可以使用FEM(Finite Element Method:有限元法)解析中的积分 点坐标(步骤S1)。
[0117] 接着,根据坐标值计算部件A上的某一平面要素a的代表点与部件B上的全部平 面要素的代表点之间的各自的点间距离(步骤S2)。
[0118] 接着,关于点间距离为各自部件板厚的1/2之和+Xmm的代表点,将连结代表点的 线制作为连结线(步骤S3)。规定点间距离是为了仅挑选在实际焊接中能够接合的接合点。 此外,在点接合的情况下优选为X〈3mm,在激光接合的情况下优选为X〈3mm,在电弧接合的 情况下优选为X〈6mm,在粘接点焊接合的情况下优选为X〈6mm。
[0119] 接着,计算连结线与平面要素的角度,选出角度为50~90°之间的连结线(步骤 S4)〇
[0120] 角度的规定理由也与上述点间距离的规定同样地,是为了挑选在实际焊接中能够 接合的接合点。
[0121] 接着,在选出的连结线的中心设定点,通过网格划分软件(meshing soft)配置接 合要素,设定接合候补29 (步骤S5)。
[0122] 接着
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