[发明专利]结构体部件形状的优化分析装置

说明书

技术领域

本发明涉及例如对构成车体(automotive body)等的结构体的部件(以下，也称作“结构体部件”)的形状进行优化的结构体部件形状的优化分析装置。

背景技术

以前，在大量产业中，正推进结构体的轻量化。尤其是，在汽车产业中，近年来，源于环境问题的车体的轻量化在不断发展。在这样的车体设计中，基于计算机辅助工程的分析(以下，称作“CAE(computer-aided engineering)分析”)成为不可缺少的技术。

该CAE分析作为能够通过使用数理优化(mathematical optimizers)、板厚优化、形状优化(shape optimization method)、拓扑学优化(topology optimization method)等的优化技术来实现结构体的刚度(rigidity)的提高和轻量化(weight reduction of automotive body：车体轻量化)的分析技术而被知悉(例如，参照专利文献1)。作为上述优化技术中的形状优化，广泛采用了如下优化方式：使用结构体部件的代表尺寸，使结构体部件的形状同样地进行变化。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-330917号公报

发明内容

发明要解决的问题

在以往进行的结构体的部件形状的优化中，存在改变部件整体的形状来进行分析这样的方法。因此，不能得到严密的分析结果。因此，以往的形状优化作为部件形状的优化是不充分的。此外，在优化部件形状时进行刚度分析的情况下，以往通常采用对部件单体设定适当的负荷约束条件(Load and constraint condition)来进行分析这样的方法。因此，在将该部件组装到车体等的结构体中的情况下，负荷传递等不能被正确地再现。因此，结构体部件的形状优化是不充分的。

本发明是为了解决该问题而完成的，其目的在于，得到一种使用了能够严密地进行结构体的部件形状的优化的多变量分析(multivariate analysis)的结构体部件形状的优化分析装置。

用于解决问题的手段

为了解决上述问题、达成目的，本发明的结构体部件形状的优化分析装置的特征在于，由计算机构成，并具有：部件形状模式设定单元，其将由平面要素(two-dimensional element)和/或立体要素(three-dimensional element)构成的结构体的部件沿一个轴方向分割为多个部分，针对所述分割出的各部分，改变截面的高度或宽度，设定部件形状模式；刚度分析单元，其在将由该部件形状模式设定单元设定了部件形状模式后的所述部件组装到所述结构体中的状态下，进行所述结构体的多种刚度分析，按所述各刚度分析的每一种，求出所述结构体的刚度、刚度提高率(improvement rate of rigidity)或每增加单位重量(increased unit weight)的刚度提高率中的任意一个；多变量分析单元，其以由该刚度分析单元求出的所述结构体的刚度、刚度提高率或每增加单位重量的刚度提高率中的任意一个为反应变量(response variable)，以所述分割出的各部分的高度、宽度或截面系数(section modulus)中的任意一个为解释变量(explanatory variable)，按所述各刚度分析的每一种来进行多变量分析，求出复回归系数(multiple regression coefficient)和决定系数(coefficient of determination)或自由度已调整决定系数(adjusted R-square)；刚度分析选择单元，其根据所述决定系数或所述自由度已调整决定系数中的任意一个，从所述多种刚度分析中选择出相关性强的一方；以及截面形状决定单元，其根据由该刚度分析选择单元选择出的刚度分析中的由所述多变量分析单元计算出的所述复回归系数，决定所述分割出的各部分的截面形状。

本发明的结构体部件形状的优化分析装置的特征在于，在上述发明中，所述多变量分析单元计算标准偏回归系数(standard partial regression coefficient)，所述结构体部件形状的优化分析装置具有形状变更优先度决定单元，该形状变更优先度决定单元根据所述标准偏回归系数，对所述多种刚度分析中的每一刚度分析，决定各部分的形状变更的优先度。