[发明专利]形状最优化解析方法及装置

说明书

本发明提供形状最优化解析方法及装置。在本发明的一形态的形状最优化解析方法中，计算机将构造体模型中的成为最优化的对象的部分设定作为设计空间，在所设定的设计空间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，将生成了的最优化块模型与构造体模型结合，对最优化块模型设定材料特性，对最优化块模型设定用于求出与碰撞相关的最优形状的碰撞最优形状化条件，对结合了最优化块模型的构造体模型设定用于进行碰撞解析的碰撞解析条件，基于所设定的碰撞最优形状化条件及碰撞解析条件，对最优化块模型执行碰撞解析，运算与最优化块模型中的各立体要素的必要/不必要相关的信息，基于该运算结果来决定与碰撞相关的最优形状。

技术领域

本发明涉及用于提高例如汽车(automobile)等构造体的刚性(stiffness)并实现轻量化(weight reduction of automotive body)，或者用于提高碰撞特性(crashworthiness)并实现轻量化的、构造体的形状最优化解析方法及装置。需要说明的是，在本说明书中称为形状最优化的情况下，是指，不是设想预先规定的形状，例如设想T字形状而以该形状为前提来求出最优的形状，而是不设想规定的形状而求出满足解析条件的最优选的形状。

背景技术

近年来，特别是在汽车产业中，以环境问题为起因的车身整体(full vehicle)的轻量化不断发展，车身(automotive body)的设计不可缺少基于计算机辅助工程学的解析(以下，称为“CAE(computer aided engineering)解析”)的技术。在该CAE解析中，已知通过使用数理最优化(mathematical optimization)、板厚最优化、形状最优化(shapeoptimization)、拓扑最优化(topology optimization)等最优化技术来实现刚性的提高、轻量化的情况。例如，CAE解析的最优化技术经常使用于发动机组等的铸件的构造最优化。在这样的CAE解析的最优化技术中，尤其是拓扑最优化逐渐引起关注。

拓扑最优化是如下的方法：设置某程度的大小的设计空间，向该设计空间装入立体要素(three-dimensional element)，保留满足所赋予的条件且必要最小限度的立体要素的部分，由此形成为满足该条件的最优形状。因此，拓扑最优化中，使用的是对作为设计空间的立体要素直接进行限制且直接施加载荷这样的方法。作为与这样的拓扑最优化相关的技术，在日本特开2010-250818号公报中公开了复杂的构造体的组件的拓扑最优化用的方法。

【在先技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本特开2010-250818号公报

发明内容

【发明要解决的课题】

汽车等的构造体主要使用薄板(thin sheet)构成，在进行由这样的薄板构成的车身的一部分的最优化的情况下，难以使该部位独立作为设计空间，并使载荷、限制状态反映于该设计空间。因而，存在难以在构造体的一部分应用最优化技术这样的课题。而且，即使通过立体要素求出最优化形状，也存在应当如何将其适当地反映于薄板构造这样的课题。

日本特开2010-250818号公报公开的技术涉及数学运算方面的方法及解析的物理系统，对于上述的课题没有提供任何的解决手段。近年来，希望开发出用于解决上述课题的技术。

本发明为了解决上述那样的课题而作出，其目的在于提供一种在承受外力尤其是碰撞力的构造体的一部分能够应用最优化技术且有助于构造体的最优化的技术。

【用于解决课题的方案】