构造体设计支援装置、构造体设计支援方法、程序以及记录介质

摘要

构造体设计支援装置具备：评价点信息取得部，取得设置于由多个部件构成的构造体的评价点的评价点信息，该评价点信息表示第1状态下的位置、第2状态下的位置、以及该评价点属于上述多个部件中的哪个部件；以及评价值计算部，使用上述评价点信息取得部所取得的上述评价点信息来计算评价值，该评价值表示属于第1部件的第1评价点与属于不同于上述第1评价点所属的上述第1部件的第2部件的第2评价点之间的位置关系在上述第1状态与上述第2状态之间的变化的大小。

说明书

技术领域

本发明涉及构造体设计支援装置、构造体设计支援方法、程序以及记录介质。

本申请基于2014年8月21日在日本提交的特愿2014-168284号、以及2015年6月30日在日本提交的特愿2015-131114号并主张优先权，且将其内容援用于本申请。

背景技术

一直以来，提出有各种用于在各种构造体的设计阶段进行构造体的评价、分析的构造体设计支援装置。作为构造体设计支援装置，一般利用计算机，并提出有用于使计算机进行构造体的评价、分析的程序、安装了该程序的系统。在这样的构造体设计支援装置中，构建将作为设计对象的构造体的整体或者构成构造体的各部件分割成小区域(元素)来表现的模型，利用该模型来模拟对于外力的施加的响应，并利用所得到的结果来进行设计。

例如，在专利文献1、专利文献2中记载有对构成构造体的各部件由于外力的施加而变形的变形模式进行分析的构造分析的技术。具体而言，基于所取得的构造体的三维形状数据等，进行将构造体的整体或者构成构造体的各部件离散化为被称作有限元素(网格)的有限的区域的有限元素分割。然后，进行使用了有限元素法的构造分析，并输出其分析结果(由于外力的施加而引起的各部件的位移、变形方式)。设计者根据上述分析结果对初始阶段的构造体形状施加修正，对最佳的构造体的形状进行设计。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5440415号公报

专利文献2：日本特开2013-92835号公报

发明内容

发明要解决的课题

在基于构造分析的结果来进行设计变更(对构造体形状施加修正)时，例如根据增强构造体的刚性等目的，要求实施适当的对策。但是，在专利文献1、专利文献2所记载的技术中，仅能够获得由于外力的施加而引起的各部件的位移、变形方式的信息，因此作为根据目的的设计变更的信息是不充分的。实际上，为了达到最佳的构造体的形状，需要设计者通过基于经验的尝试，来检测应当变更的部分。

此外，在专利文献1、专利文献2所记载的分析方法中，由于仅能够获得由于外力的施加而引起的各部件的位移、变形方式的信息，因此例如存在无法对通过与其他部件的接合强化所带来的性能提高的可能性进行评价这样的问题。在构造分析中，原本应当是通过设计变更而每单位质量的性能提高的可能性大的部分的评价值变高。与其他部件的接合强化，存在成为使此前不起作用的部件工作等高效率的设计变更的可能性。即，在构造分析中，重要的是使用包含通过与其他部件的接合强化所带来的性能提高的可能性在内的评价值。为此，需要着眼于由于外力的施加而引起的与其他部件的相对位置关系的变化。

本发明是鉴于这样的情况而进行的，其目的在于提供能够不依赖于设计者的尝试而更容易地进行构造体的设计阶段的构造分析、碰撞分析等的构造体设计支援装置、构造体设计支援方法、程序以及记录介质。此外，本发明的目的还在于提供能够不依赖于设计者的尝试而除去与构造分析的目的无关的噪音的构造体设计支援装置、构造体设计支援方法、程序以及记录介质。

用于解决课题的手段

根据本发明的第1方式，构造体设计支援装置具备：评价点信息取得部，取得设置于由多个部件构成的构造体的评价点的评价点信息，该评价点信息表示第1状态下的位置、第2状态下的位置、以及属于上述多个部件中的哪个部件；以及评价值计算部，使用上述评价点信息取得部所取得的上述评价点信息来计算评价值，该评价值表示属于第1部件的第1评价点与属于不同于上述第1评价点所属的上述第1部件的第2部件的第2评价点之间的位置关系、在上述第1状态与上述第2状态之间的变化的大小。

根据本发明的第2方式，在第1方式的构造体设计支援装置中，也可以为，与上述第1评价点相关的上述评价值，表示上述第1评价点与上述第2评价点的距离在上述第1状态与上述第2状态之间的变化的大小。

根据本发明的第3方式，在第2方式的构造体设计支援装置中，也可以为，上述第1评价点与上述第2评价点的上述距离为预先设定的阈值以下。

根据本发明的第4方式，在第2方式或者第3方式的构造体设计支援装置中，也可以为，上述第2评价点是属于预先决定的部件的评价点。

根据本发明的第5方式，在第2方式～第4方式的任一方式的构造体设计支援装置中，也可以为，上述评价值计算部进行：与上述评价点所属的部件不同的多个部件中、上述评价值成为最大的评价点所属的部件的确定；以及在以上述评价点所属的部件的位置为基准时、上述评价值成为最大的评价点所属的部件的方向的确定。

根据本发明的第6方式，在第5方式的构造体设计支援装置中，也可以为，上述评价值计算部确定在从上述第1状态变换为上述第2状态时、上述评价值成为最大的评价点所属的部件位移的方向。

根据本发明的第7方式，在第1方式～第6方式的任一方式的构造体设计支援装置中，也可以采用如下构成：还具备显示上述评价值计算部计算出的上述评价值的评价结果显示部，上述评价结果显示部显示与上述评价值对应的上述评价点所属的上述部件的名称。

根据本发明的第8方式，在第1方式～第7方式的任一方式的构造体设计支援装置中，也可以为，上述构造体设计支援装置反复实施计算上述评价值的工序。

根据本发明的第9方式，构造体设计支援方法具有：第1过程，取得设置于由多个部件构成的构造体的评价点的评价点信息，该评价点信息表示第1状态下的位置、第2状态下的位置、以及属于上述多个部件中的哪个部件；以及第2过程，使用在上述第1过程中取得的上述评价点信息来计算评价值，该评价值表示属于第1部件的第1评价点与属于不同于上述第1评价点所属的上述第1部件的第2部件的第2评价点之间的位置关系、在上述第1状态与上述第2状态之间的变化的大小。

根据本发明的第10方式，在第9方式的构造体设计支援方法中，也可以为，与上述第1评价点相关的上述评价值，表示上述第1评价点与上述第2评价点的距离在上述第1状态与上述第2状态之间的变化的大小。

根据本发明的第11方式，在第10方式的构造体设计支援方法中，也可以为，上述第1评价点与上述第2评价点的上述距离为预先设定的阈值以下。

根据本发明的第12方式，在第10方式或者第11方式的构造体设计支援方法中，也可以为，上述第2评价点是属于预先决定的部件的评价点。

根据本发明的第13方式，在第10方式～第12方式的任一方式的构造体设计支援方法中，也可以为，在上述第2过程中进行：与上述评价点所属的部件不同的多个部件中、上述评价值成为最大的评价点所属的部件的确定；以及在以上述评价点所属的部件的位置为基准时、上述评价值成为最大的评价点所属的部件的方向的确定。

根据本发明的第14方式，在第13方式的构造体设计支援方法中，也可以为，确定在从上述第1状态变化为上述第2状态时、上述评价值成为最大的评价点所属的部件位移的方向。

根据本发明的第15方式，在第9方式～第14方式的任一方式的构造体设计支援方法中，也可以为，还具备第3过程，在该第3过程中显示计算出的上述评价值，并且显示与上述评价值对应的上述评价点所属的上述部件的名称。

根据本发明的第16方式，在第9方式～第15方式的任一方式的构造体设计支援方法中，也可以为，通过上述第2过程反复实施计算上述评价值的工序。

根据本发明的第17方式，程序使计算机作为评价点信息取得部以及评价值计算部起作用，上述评价点信息取得部取得设置于由多个部件构成的构造体的评价点的评价点信息，该评价点信息表示第1状态下的位置、第2状态下的位置、以及属于上述多个部件中的哪个部件，上述评价值计算部使用上述评价点信息取得部所取得的上述评价点信息来计算评价值，该评价值表示属于第1部件的第1评价点与属于不同于上述第1评价点所属的上述第1部件的第2部件的第2评价点之间的位置关系、在上述第1状态与上述第2状态之间的变化的大小。

根据本发明的第18方式，在第17方式的程序中，也可以为，与上述第1评价点相关的上述评价值，表示上述第1评价点与上述第2评价点的距离在上述第1状态与上述第2状态之间的变化的大小。

根据本发明的第19方式，在第18方式的程序中，也可以为，上述第1评价点与上述第2评价点的上述距离为预先设定的阈值以下。

根据本发明的第20方式，在第18方式或者第19方式的程序中，也可以为，上述第2评价点是属于预先决定的部件的评价点。

根据本发明的第21方式，在第18方式～第20方式的任一方式的程序中，也可以为，上述评价值计算部进行：与上述评价点所属的部件不同的多个部件中、上述评价值成为最大的评价点所属的部件的确定；以及在以上述评价点所属的部件的位置为基准时、上述评价值成为最大的评价点所属的部件的方向的确定。

根据本发明的第22方式，在第21方式的程序中，也可以为，上述评价值计算部确定在从上述第1状态变化为上述第2状态时，上述评价值成为最大的评价点所属的部件位移的方向。

根据本发明的第23方式，在第17方式～第22方式的任一方式的程序中，也可以为，使上述计算机进一步作为评价结果显示部起作用，该评价结果显示部显示计算出的上述评价值并且显示上述部件的名称。

根据本发明的第24方式，在第17方式～第23方式的任一方式的程序中，也可以为，使上述计算机反复实施计算上述评价值的工序。

根据本发明的第25方式，计算机能够读取的记录介质记录第17方式～第24方式的任一方式所记载的程序。

发明的效果

根据本发明的各方式，能够不依赖于设计者的尝试而更容易地进行构造体的设计阶段的构造分析、碰撞分析。例如，在构造体的设计阶段，能够更容易地检测出根据提高构造体的刚性等所希望的目的的应当变更的部分。

此外，根据本发明的各方式，在构造体的设计阶段的构造分析中，能够不依赖于设计者的尝试而除去与分析的目的无关的噪音。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式的构造体设计支援装置10的构成的概要框图。

图2是表示该实施方式的评价点信息的一例的表。

图3是对该实施方式的评价值计算部13的动作进行说明的流程图。

图4是对该实施方式的式(2)的“j为满足F0_i，j≤α的j”进行说明的图。

图5是实施例1的构造体A的外观图(其一)。

图6是该实施例的构造体A的外观图(其二)。

图7是该实施例的构造体A的截面图。

图8是对该实施例的第2状态进行说明的图。

图9是作为相对于该实施例的比较例，通过浓淡描绘了处于第2状态时的应变能密度的图(其一)。

图10是作为相对于该实施例的比较例，通过浓淡描绘了处于第2状态时的应变能密度的图(其二)。

图11是表示该实施例的构造体设计支援装置10的显示例的图(其一)。

图12是表示该实施例的构造体设计支援装置10的显示例的图(其二)。

图13是表示该实施例的对部分PA、PB、PC、PD采取了对策时的刚性提高率的表。

图14是对实施例2的第2状态进行说明的图。

图15是作为相对于该实施例的比较例，通过浓淡描绘了处于第2状态时的应变能密度的图。

图16是表示该实施例的构造体设计支援装置10的显示例的图。

图17是作为相对于该实施例的比较例，表示基于应变能密度而采取了对策时的效果的图表。

图18是表示基于该实施例的构造体设计支援装置10的分析结果而采取了使板厚成为2倍的对策时的效果的图表。

图19是表示基于该实施例的构造体设计支援装置10的分析结果而采取了强化接合的对策时的效果的图表。

图20A是表示通过加强件对两个部件进行加强的例子的示意图。

图20B是表示通过加强件对两个部件进行加强的例子的示意图。

图20C是表示通过加强件对两个部件进行加强的例子的示意图。

图21是表示基于实施例3的构造体设计支援装置10的分析结果而采取了强化接合的对策时的效果的图表。

图22是表示基于实施例4的构造体设计支援装置10的分析结果而采取了强化接合的对策时的效果的图表。

图23是表示该实施方式的反复评价的流程的流程图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。另外，在以下的实施方式中，作为构造体的设计阶段的构造分析的目的的一例，以提高构造体的刚性为目的进行说明。但是，作为构造体的设计阶段的构造分析的目的，不限定于构造体的刚性的提高，也能够进行为了轻量化而使构造体的刚性降低、构造体的碰撞分析等满足需求的构造体的分析。

图1是表示本发明的一个实施方式的构造体设计支援装置10的构成的概要框图。构造体设计支援装置10对由多个部件形成的构造体的刚性进行评价。该构造体例如由通过焊接、凿密、螺栓等接合的多个部件组装而成。构造体设计支援装置10包括评价点信息取得部11、评价点信息存储部12、评价值计算部13、评价结果显示部14。

评价点信息取得部11取得评价点信息，该评价点信息表示设置于作为评价对象的构造体的评价点的、第1状态下的位置、第2状态下的位置、以及属于构成构造体的哪个部件。例如，第1状态是未对构造体施加载荷的状态，第2状态是对构造体施加所假定的最大载荷的状态。此外，例如，评价点是通过有限元素法对各状态下的构造体的变形进行分析时的有限元素法中的元素的顶点(节点)，通过有限元素法对构造体进行分析，由此计算出评价点信息。另外，评价点信息不限定于此，例如，可以是通过有限元素法以外的数值模拟而计算出的信息，也可以是通过对各状态下的构造体进行摄像、并从所摄像的图像中对在构造体的表面上标记的观察点的位置进行检测而得到的信息。

评价点信息存储部12存储评价点信息取得部11所取得的评价点信息。评价值计算部13使用评价点信息存储部12所存储的评价点信息，计算各个评价点的评价值。此处，评价点的评价值是表示该评价点所属的部件和与该评价点所属的部件不同的部件之间的位置关系、在第1状态与第2状态之间的变化的大小的值。评价值计算部13对评价值的计算方法的详细情况将后述。

评价结果显示部14生成并显示通过浓淡来表示评价值计算部13计算出的评价值的构造体的三维图像。另外，也可以不通过浓淡而通过彩色来表示评价值。此外，可以输出表示所生成的三维图像的图像数据或者图像信号，也可以输出评价值。

图2是表示评价点信息的例子的表。在图2所示的例子中，第1状态是未对构造体施加载荷的非载荷状态，第2状态是对构造体施加有假定的最大载荷的最大载荷状态。在图2所示的例子中，对于各个评价点，评价点信息包含该评价点的评价点ID、该评价点所属的部件的部件ID、非载荷状态的X坐标、Y坐标、Z坐标、以及最大载荷状态的X坐标、Y坐标、Z坐标。

在图2中，与第1个评价点相关的评价点信息，包含评价点ID“0001”、部件ID“001”、非载荷状态的X坐标“0.000”、Y坐标“0.000”、Z坐标“0.000”、以及最大载荷状态的X坐标“0.000”、Y坐标“0.000”、Z坐标“0.000”。同样，与第2个评价点相关的评价点信息，包含评价点ID“0002”、部件ID“001”、非载荷状态的X坐标“0.000”、Y坐标“0.000”、Z坐标“0.100”、以及最大载荷状态的X坐标“0.000”、Y坐标“0.002”、Z坐标“0.105”。

图3是对评价值计算部13的动作进行说明的流程图。在图3中，以第1状态是未对构造体施加载荷的非载荷状态、第2状态是对构造体施加有假定的最大载荷的最大载荷状态的情况为例进行说明。评价值计算部13对于评价点信息存储部12所存储的评价点信息中包含的评价点分别进行从步骤S2到S10的处理(步骤S1～S11)。在步骤S2中，评价值计算部13从评价点信息存储部12读出对象的评价点i的非载荷状态的位置(X坐标、Y坐标、Z坐标)以及最大载荷状态的位置。接着，评价值计算部13对于其他部件(对象的评价点所属的部件以外的部件)的评价点分别进行从步骤S4到S8的处理(步骤S3～S9)。

在步骤S4中，评价值计算部13从评价点信息存储部12读出其他部件的评价点j的非载荷状态的位置以及最大载荷状态的位置。接着，评价值计算部13使用在步骤S2、S4中读出的位置，计算对象的评价点i与其他部件的评价点j的非载荷状态下的距离F0_i，j(步骤S5)。例如，在非载荷状态下的对象的评价点i的X坐标为X_i、Y坐标为Y_i、Z坐标为Z_i，非载荷状态下的其他部件的评价点j的X坐标为X_j、Y坐标为Y_j、Z坐标为Z_j时，通过下述式(1)来计算距离F0_i，j。

[数式1]

评价值计算部13判定在步骤S5中计算出的距离F0_i，j是否为预先设定的阈值α以下(步骤S6)。在判定为不为阈值α以下时(步骤S6-否)，处理前进至步骤S9。即，评价值计算部13为，如果在其他部件的评价点中存在未处理的评价点，则返回到步骤S3，对下一个的其他部件的评价点进行处理。如果在其他部件的评价点中不存在未处理的评价点，则结束步骤S3到S9的循环，进行步骤S10的处理。

另一方面，当在步骤S6中判定为为阈值α以下时(步骤S6-是)，评价值计算部13使用在步骤S2、S4中读出的位置，计算对象的评价点i与其他部件的评价点j的最大载荷状态下的距离F1_i，j(步骤S7)。评价值计算部13计算从距离F0_i，j向距离F1_i，j的变化率dF_i，j＝(F1_i，j-F0_i，j)/F0_i，j(步骤S8)。接着，处理前进至步骤S9。即，评价值计算部13为，如果在其他部件的评价点中存在未处理的评价点，则返回到步骤S4，对下一个的其他部件的评价点进行处理。如果在其他部件的评价点中不存在未处理的评价点，则结束步骤S3到S9的循环，进行步骤S10的处理。

在步骤S10中，评价值计算部13计算对于对象的评价点计算出的距离的变化率dF_i，j的绝对值的与其他部件的评价点j相关的平均值，作为评价值E_i。换言之，通过下述式(2)来计算评价值E_i。

[数式2]

其中，j是满足F0_i，j≤α的j，n是满足F0_i，j≤α的j的个数。即，n是基于阈值α来决定的值。

另外，通过使用式(2)所示的评价值E_i，能够从各部件间的位置信息中除去刚体的平移、旋转运动的成分，因此能够除去与分析的目的无关的噪音。

接着，处理前进至步骤S11。即，评价值计算部13为，如果在评价点中存在未处理的评价点，则返回到步骤S1，对下一个评价点进行处理。如果在评价点中不存在未处理的评价点，则结束步骤S1到S11的循环、即结束处理。

图4是对图3的步骤S6、即式(2)中的“j是满足F0_i，j≤α的j”进行说明的图。图4是包括构成构造体的部件A1以及部件B1的截面。在部件A1设置有评价点a1到a7，在部件B1设置有评价点b1到b6。图4是对计算评价对象即评价点a4的评价值时的情况进行说明的图。虚线所示的圆C是以评价点a4为中心的半径α的球的截面。半径α的球(圆C)相当于评价区域，处于半径α的球(圆C)的内部的点成为在计算评价值E_i时使用的评价点。此时，评价值计算部13对于属于评价点a4所属的部件以外的部件(在图4中，为部件B1)的评价点(在图4中，为评价点b1到b6)中、距离F0_i，j为α以下的评价点b3、b4，对式(2)的右边(即，用距离F1_i，j与距离F0_i，j之差除以距离F0_i，j而得到的值的绝对值的平均值)进行运算，由此计算出评价值E_i。

另外，阈值α的值是与对象部件、有限元素法的网格、设计的阶段等相应的变量。阈值α可以预先设定，也可以由操作构造体设计支援装置10的操作人员设定。阈值α的值优选成为与能够进行构造的变更的大小相应的值。评价值计算部13也可以预先存储与能够进行构造的变更的大小相应的阈值α，当操作人员指定能够进行构造的变更的大小时，根据该存储来决定与操作人员所指定的大小相应的阈值α。另外，在以下说明的实施例中，将阈值(评价区域的球的半径)α设为100mm。

另外，评价区域优选成为能够进行构造变更的范围。因此，可以指定球、六面体等几何学的范围，也可以仅选择多个部件并仅将该部件间作为评价区域。此外，也可以是上述情况的组合。但是，为了确保进入评价区域的分析点的数量，优选比具有相对于分析点间的距离为大概4倍以上的直径的球更大。此外，由于根据设计的阶段而能够取得的构造变更的大小不同，因此可以认为通过使评价区域的大小与其相匹配，由此能够在各种设计阶段灵活运用。

此外，通过式(2)来计算评价值E_i，但并不限定于此。例如，作为距离，也可以使用确定的轴向的距离。此外，例如，也可以通过以下的式(3)、式(4)来计算。

[数式3]

[数式4]

在式(3)中，对各点间的评价值进行乘方(m次方)。由此，能够期待能够取得更强调了弱部的值。在式(4)中，对各点间的评价值乘以使用了变形前的距离、距离变化的修正系数。由此，能够期待能够更准确地探索构造上的弱部。

此外，在计算评价值E_i时，设为“j是满足F0_i，j≤α的j”，但是也可以代替该情况，而使用“评价点j是属于预先决定的部件的评价点j”这样的条件。此外，可以使用满足“j是满足F0_i，j≤α的j”以及“评价点j是属于预先决定的部件的评价点j”这两个条件这样的条件，也可以使用满足两个条件中的任一个这样的条件。并且，在这些条件中，预先决定的部件可以为一个也可以为多个，可以按照每个对象的评价点i来预先决定，也可以按照每个对象的评价点i所属的部件来预先决定。

另外，在以下的实施例中，对于满足条件的全部的评价点j进行计算，但是也可以限定评价点j的数量而进行计算。例如，可以考虑根据评价点附近的有限元素法的网格的粗细来限定评价点j的数量。此外，也可以根据评价点附近的有限元素法的网格的粗细来改变评价区域的大小、形状。

如此，构造体设计支援装置10计算出评价点的评价值，该评价值表示该评价点所属的部件和与该评价点所属的部件不同的部件之间的位置关系在第1状态与第2状态之间的变化的大小。

由此，检测出在状态改变时、与周边的部件之间的位置关系改变的部件。在状态改变时、与周边的部件之间的位置关系改变的部件，被推测为与周边的部件之间的接合较弱，由于接合较弱、因此会降低构造体的刚性。因此，通过强化该接合，能够期待构造体的刚性提高。此外，能够通过增加点焊或者追加接合较小的钢板来进行接合的强化，因此与增加板厚等的部件的强化相比，所增加的重量较少的情况较多。因此，能够更容易地检测出适合于在抑制构造体的重量增加的同时提高刚性的部分。

此外，在本实施方式中，也可以进一步进行以下的处理。

在求出评价值E_i时，对于对象的评价点i和其他部件的评价点j，对从第1状态向第2状态的变化率dF_i，j(j＝1～n)进行累积，而提取多个评价点j(j＝1～n)中、dF_i，j成为最大的评价点m。然后，确定以第1状态下的评价点i为起点的情况下的评价点m的方向，并将由该方向以及变化率dF_i，m的大小构成的矢量作为评价值。这些评价全部都在图1的评价值计算部中进行。在图3的流程图中，与步骤S10中的评价值E_i的计算同时进行。作为评价值求出的矢量，是表示相对于包含评价点i的部件、使构造体的刚性降低的部件存在于哪个方向的指标。使评价显示部14显示该结果。

即，评价显示部14具有显示作为评价值的矢量的功能。另外，评价显示部14也可以具有显示对象的部件名的功能等。

由此，能够更精确地确定在状态改变时、与周边的部件之间的位置关系改变的部件。在状态改变时、与周边的部件之间的位置关系改变的部件，与周边的部件之间的接合较弱，由于接合较弱，因此存在会降低构造体的刚性的可能性。因此，通过强化该接合，能够期待构造体的刚性进一步提高。此外，能够通过增加点焊或者追加接合较小的部件来进行接合的强化，因此与增加板厚等的部件的强化相比，所增加的重量较少的情况较多。因此，能够容易地检测出适合于在抑制构造体的重量增加的同时进一步提高刚性的部分。

此外，在本实施方式中，在提取了多个评价点j(j＝1～n)中、dF_i，j成为最大的评价点m之后，确定以第1状态下的评价点i为起点的情况下的评价点m的方向、以及以第2状态下的评价点i为起点的情况下的评价点m的方向。并且，求出评价点m相对于第1状态下的评价点i的方向、与评价点m相对于第2状态下的评价点i的方向的差分。根据该差分求出的方向，是从第1状态变化为第2状态时、包含评价点m的部件相对于包含评价点i的部件的位移方向。使评价显示部14显示该结果。

通过确定该位移方向，能够决定使用加强件对包含评价点i的部件与包含评价点m的部件进行接合时的最佳方法。在使用加强件对两个部件进行加强的情况下，需要将加强件与各部件进行接合。此时，只要以各部件与加强件的接合面的长度方向、与从第1状态变化为第2状态时的包含评价点m的部件相对于包含评价点i的部件的位移方向平行的方式，选择加强件的接合方式即可。也可以使评价显示部14同时显示该结果。

具体而言，如图20A所示，存在相互平行地配置的一对板状的部件，在从第1状态变化为第2状态的情况下，上侧的部件的位移方向为图中箭头A所示的方向。在该情况下，为了通过板状的加强件对这两个部件进行加强，例如可以考虑如图20B所示那样以加强件100与各部件的接合部的长度方向与位移方向A平行的方式进行接合的方法、以及如图20C所示那样以加强件100与各部件的接合部的长度方向与位移方向A正交的方式进行接合的方法。图20B以及图20C均例示出将加强件的宽度方向端部与板状的部件进行对焊的情况。在该情况下，如图20B所示，以加强件100与各部件的接合部(焊接部)的长度方向与位移方向A平行的方式进行接合，在提高包含两个部件的构造体的刚性方面是有效的。

此外，通过将实施本评价方法、求出对策部位、向对策部位实施对策这样的工序反复实施，由此能够设计更良好的构造。通过反复实施，由此在初始阶段未被传递载荷的部位也开始工作，能够发现隐藏的应当实施对策的部位。

此外，能够基于某个阶段的评价来对部件进行追加/变更，并将追加/变更部件之前的构造体与追加/变更部件之后的构造体进行比较而进行评价。例如，能够在前后对最佳粘结材料、最佳板厚、是否对其他部件没有不良影响等进行比较。通过反复实施进行比较的工序，由此能够设计更良好的构造。

图23是表示本实施例的反复评价的流程的流程图。首先，在步骤S21中，实施图3的步骤S1～S11的工序。由此，确定该时刻的对策部位。

接着，在步骤S22中，实施刚性提高对策。作为刚性提高对策，可以考虑板厚变更、与其他部件的结合强化等。优选实施与其他部件的结合的强化。更优选为通过以下的实施例3或者实施例4的方法来实施。

接着，在步骤S23中，实施循环继续判定。循环继续判定根据基于对策的“刚性值的提高量/质量的上升量”来进行判定即可。在“刚性值的提高量/质量的上升量”成为某个阈值以下时，判定为退出循环(反复评价的结束)。此外，也可以为，在刚性值成为阈值以上时、基于对策的刚性值的提高量成为阈值以下时，判定为退出循环(反复评价的结束)。在未判定为退出循环的情况下，返回到步骤S21，并再次确定对策部位。

也可以构成为，构造体设计支援装置10自动地进行以上说明了的本实施例的各步骤。

(实施例1)

在实施例1中，表示通过构造体设计支援装置10对图5到图7所示的构造体A进行分析的例子。图5、图6是构造体A的外观图，图7是构造体A的截面P的截面图。构造体A为，对于将冲压成截面为帽型的板厚1mm且相同形状的钢板A11、A12沿长度方向(X轴向)排列而成的部件，将与钢板A11、A12为相同宽度而长度为2/3的钢板A21、22、23作为背板，点焊(图7的M1、M2等)于钢板A11、A12的端缘的部分。

在本实施例中，第1状态是未对构造体A施加任何载荷的非载荷状态，第2状态是施加有围绕构造体A的长度方向的轴的扭转力矩的状态。图8是对第2状态进行说明的图。如图8所示，在第2状态下，对钢板A11侧的一端施加1000Nmm的扭转力矩，将钢板A12侧的一端固定。

图9、图10是作为比较例而通过浓淡来描绘处于第2状态时的应变能密度的图。应变能密度越大则越浓。可知，应变能密度集中于钢板A22与钢板A11或者钢板A12的点焊中、接近钢板A11与钢板A12的接缝的部位。

另一方面，图11、图12是表示构造体设计支援装置10的显示例的图。图11、图12的显示例是构造体设计支援装置10对第1状态为非载荷状态、第2状态为图8所示的载荷状态时的构造体A进行分析并进行显示时的显示例。如图11、12所示，钢板A11、A12相互相接的部分的评价值E_i成为较大的值。

图13是表示对图11、图12中的部分PA、PB、PC、PD分别实施了以下那样的对策时的刚性提高率的表。在部分PA的情况下，进行在帽型的上表面追加将钢板A11与钢板A12接合的钢板的对策。在部分PB的情况下，进行追加四处进行点焊的部位的对策。在部分PC的情况下，进行追加将钢板A21与钢板A22接合的钢板、以及将钢板A22与钢板A23接合的钢板的对策。并且，在部分PD的情况下，进行使钢板A22的板厚成为2倍的对策。

对于部分PA、PB的对策，是对图11、图12中构造体设计支援装置10的评价值E_i成为较大的值的部分的接合进行强化的对策。另一方面，对于部分PC的对策，是对于部分PA的对策的比较例，是对作为构造与部分PA相似、但评价值E_i未成为特别大的值的部分的接合进行强化的对策。此外，对于部分PC的对策是现有的对策方法，对图9、图10所示的应变能密度特别大的部分实施对策。

如图13所示，在对于部分PA、PB的对策中，刚性提高率分别为11.7倍、4.8倍，可知刚性大幅度提高。另一方面，在作为比较例的对于部分PC的对策中，刚性提高率为1.0倍，可知并未产生效果。此外，在作为现有的对策方法的对于部分PD的对策中，刚性提高率为3.8倍，虽然刚性提高，但是并未获得对于部分PA、PB的对策那种程度的效果。

如此，通过对构造体设计支援装置10的评价值E_i成为较大的值的部分与周边的部件的接合进行强化，由此能够高效地提高刚性。此外，在对于部分PA的对策中，仅对部分PA追加钢板，因此所增加的重量较小。并且，在对于部分PB的对策中，仅增加四处点焊，因此所增加的重量非常小。因而，构造体设计支援装置10能够更容易地检测出适合于在抑制构造体的重量增加的同时提高刚性的部分。

(实施例2)

在实施例2中，表示通过构造体设计支援装置10对作为构造体的一例的车身进行分析的例子。在本实施例中，第1状态是未对车身B实施任何载荷的非载荷状态。第2状态是假定转弯时的载荷状态。在图14中表示实施例2的第2状态。本实施例的第2状态，是对前支柱施加围绕车长方向的轴的扭转、将后减震器架固定的状态。

图15是作为比较例而通过浓淡描绘了处于第2状态时的应变能密度的图。应变能密度越大则越浓。应变能密度集中于A柱、以及C柱的一部分。

图16是表示构造体设计支援装置10的显示例的图。图16的显示例，是构造体设计支援装置10对第1状态为非载荷状态、第2状态为图14所示的载荷状态时的车身B进行分析并进行显示时的显示例。如图16所示，在C柱中，在比在图15中应变能密度较大的部分更靠后部、评价值E_i成为较大的值。

图17是表示基于应变能密度采取了对策时的效果的图表。图18是表示基于构造体设计支援装置10的分析结果采取了使板厚成为2倍的对策时的效果的图表。在图17中，横轴是从应变能密度较高的一方起的顺序。在图18中，横轴是从评价值E_i较高的一方起的顺序。效果是通过将该顺序的部分的板厚成为2倍时的刚性的提高量(％)除以由于使板厚成为2倍而增加的质量(kg)而得到的值(％/kg)。

与对于本实施例的比较例即图17相比，在图18中，在较多的顺序中得到更大的效果。

并且，图19是表示基于构造体设计支援装置10的分析结果采取了对接合进行强化的对策时的效果的图表。在图19中，横轴是从评价值E_i较高的一方起的顺序。效果是通过将对该顺序的部分的接合进行强化时的刚性的提高量(％)除以由于对接合进行强化而增加的质量(kg)所得到的值(％/kg)。当将图19与图17进行比较时，在几乎全部的顺序中都得到更大的效果。尤其是，在顺序的第一位得到大约3倍的效果，在顺序的第二位得到大约2倍的效果。

如此，通过对构造体设计支援装置10的评价值E_i成为较大的值的部分进行强化，由此能够高效地提高刚性。并且，通过将评价值E_i成为较大的值的部分的强化的方法设为接合的强化，由此能够更加高效地提高刚性。即，构造体设计支援装置10能够更加容易地检测出适合于在抑制构造体的重量增加的同时提高刚性的部分。

(实施例3)

在实施例3中，与实施例2相同，表示通过构造体设计支援装置10对作为构造体的一例的车身进行分析的例子。在本实施例中，在实施例2中使用评价值E_i的评价的基础上，提取在E_i的计算中所使用的变化率dF_i，j(j＝1～n)中、dF_i，j成为最大的评价点m，并确定以评价点i为起点的情况下的评价点m的方向。然后，采取如下对策：提取位于该评价点m所存在的方向的部件，通过板厚1mm、宽度20mm的钢板将该部件与包含评价点i的部件进行结合。在图21中表示其结果。图21是表示基于构造体设计支援装置10的分析结果采取了对策时的效果的图表。在将表示本实施例的结果的图21与表示实施例2的结果的图19进行比较的情况下，可知在本实施例中，在较多的顺序中能够得到更大的效果。尤其是，在顺序的第3位以及第9位得到大约2倍的效果，在顺序的第8位以及第15位得到大约3倍的效果，在顺序的第2位以及第16位得到大约4倍的效果。

(实施例4)

在实施例4中，与实施例2相同，表示通过构造体设计支援装置10对作为构造体的一例的车身进行分析的例子。在本实施例中，在实施例2中使用评价值E_i的评价的基础上，提取在E_i的计算中所使用的变化率dF_i，j(j＝1～n)中、dF_i，j成为最大的评价点m，并确定以评价点i为起点的情况下的评价点m的方向。然后，在施加载荷的前后，确定包含评价点m的部件相对于包含评价点i的部件的相对位移方向。然后，在通过板厚1mm、宽度20mm的钢板将包含评价点m的部件与包含评价点i的部件进行结合时，以各部件与钢板的接合部的长度方向与之前确定的位移方向平行的方式进行接合。在图22中表示其结果。图22是表示基于构造体设计支援装置10的分析结果采取了对策时的效果的图表。

在将表示本实施例的结果的图22与表示实施例2的结果的图19进行比较的情况下，可知在本实施例中，在较多的顺序中能够得到更大的效果。尤其是，在顺序的第3位、第11位以及第13位得到大约2倍的效果，在顺序的第8位、第9位以及第15位得到大约3倍的效果，在顺序的第19位得到大约4倍的效果，在顺序的第12位以及第16位得到大约4倍的效果。

此外，在将表示本实施例的结果的图22与表示实施例3的结果的图21进行比较的情况下，也可知在本实施例中，在较多的顺序中能够获得更大的效果。尤其是，在顺序的第11位以及第13位得到大约2倍的效果，在顺序的第19位得到大约4倍的效果。

此外，也可以通过将用于实现图1的构造体设计支援装置10的功能的程序记录于计算机能够读取的记录介质，而使计算机系统读入该记录介质所记录的程序并执行，由此实现构造体设计支援装置10。另外，此处所述的“计算机系统”包含OS、周边设备等硬件。

此外，如果是利用WWW系统的情况，则“计算机系统”还包含主页提供环境(或者显示环境)。

此外，“计算机能够读取的记录介质”是指软盘、光磁盘、ROM、CD-ROM等移动式介质、内置于计算机系统的硬盘等存储装置。并且，“计算机能够读取的记录介质”还包含如经由互联网等网络、电话线等通信线发送程序的情况下的通信线那样、在短时间内动态地保持程序的介质，以及如成为该情况下的服务器、客户端的计算机系统内部的易失性存储器那样、在一定时间保持程序的介质。此外，上述程序可以用于实现上述功能的一部分，也可以通过与已经记录于计算机系统的程序的组合来实现上述功能。

以上，参照附图对本发明的实施方式进行了详细叙述，但是具体构成并不限定于该实施方式，也包含不脱离本发明的主旨的范围的设计变更等。

产业上的可利用性

本发明的各方式能够广泛应用于在各种构造体的设计阶段用于进行构造体的评价、分析的构造体设计支援装置、构造体设计支援方法、程序以及记录介质。通过本发明的各方式，能够实现能够不依赖于设计者的尝试而容易地进行构造体的设计阶段的构造分析的构造体设计支援装置、构造体设计支援方法、程序以及记录介质。此外，根据本发明的各方式，在构造体的设计阶段的构造分析中，能够实现能够不依赖于设计者的尝试地除去与分析的目的无关的噪音的构造体设计支援装置、构造体设计支援方法、程序以及记录介质。

符号的说明

10 构造体设计支援装置

11 评价点信息取得部

12 评价点信息存储部

13 评价点计算部

14 评价结果显示部