結(jié)構(gòu)體的接合位置的優(yōu)化解析方法以及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及結(jié)構(gòu)體的接合位置的優(yōu)化解析方法以及裝置，主要涉及點(diǎn)焊等點(diǎn)接 合、和激光焊接、電弧焊或者粘接點(diǎn)焊接合等連續(xù)接合的接合位置的優(yōu)化解析方法以及裝 置。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，特別是，在汽車行業(yè)中以環(huán)境問題為起因而不斷推進(jìn)車身的輕量化，在車 身的設(shè)計(jì)中基于計(jì)算機(jī)輔助工學(xué)（computer aided engineering)的解析（以下，稱為"CAE 解析"）成為不可缺少的技術(shù)。
[0003] 已知在該CAE解析中通過使用數(shù)理優(yōu)化、板厚優(yōu)化、形狀優(yōu)化、拓?fù)鋬?yōu)化等優(yōu)化技 術(shù)來謀求剛性的提高、輕量化，例如經(jīng)常用于發(fā)動機(jī)體等鑄件的結(jié)構(gòu)優(yōu)化。
[0004] 在優(yōu)化技術(shù)中，特別是拓?fù)鋬?yōu)化（topology optimization)正在受到關(guān)注。拓?fù)鋬?yōu) 化是以下方法：設(shè)置某種程度大小的設(shè)計(jì)空間，在該設(shè)計(jì)空間中組入立體要素（element)， 通過保留滿足所賦予的條件并且為所需最小限度的立體要素的部分，而設(shè)為滿足該條件的 最佳形狀。因此，拓?fù)鋬?yōu)化使用以下方法，即對形成設(shè)計(jì)空間的立體要素進(jìn)行直接約束并直 接施加載荷。
[0005] 作為與這種拓?fù)鋬?yōu)化有關(guān)的技術(shù)，在專利文獻(xiàn)1中公開了一種用于對復(fù)雜結(jié)構(gòu)體 的要素進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化的方法。
[0006] 在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0007] 專利文獻(xiàn)
[0008] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開2010-250818號公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 發(fā)明要解決的課題
[0010] 車身那樣的結(jié)構(gòu)體通過利用焊接等將多個(gè)部件接合來形成一個(gè)結(jié)構(gòu)體，已知如果 增加接合量則剛性提高。但是，從成本的觀點(diǎn)出發(fā)，期望使接合量盡可能小。
[0011] 作為用于決定部件之間的接合位置的方法，存在設(shè)定為均等間隔的方法、通過經(jīng) 驗(yàn)和直覺來設(shè)定的方法、通過應(yīng)力解析對應(yīng)力高的部分進(jìn)行追加的方法等。
[0012] 然而，在將接合位置設(shè)定為均等間隔的方法、通過經(jīng)驗(yàn)和直覺來設(shè)定焊接位置的 方法中，并非找出用于提高剛性所需的位置來設(shè)定焊接位置，因此會在不需要的位置上設(shè) 定焊接位置，從而從成本方面出發(fā)不得不說效率較差。
[0013] 另外，在通過應(yīng)力解析對應(yīng)力大的部位追加焊接位置的方法中，相對于追加前，僅 作為焊接位置而追加的部位附近的特性提高，但是其它部位的特性相對降低，在對整體進(jìn) 行評價(jià)時(shí)不能說是使焊接位置最佳。
[0014] 這樣，在以往技術(shù)中，均無法設(shè)定于用于提高特性的最佳位置。
[0015] 因此，考慮應(yīng)用專利文獻(xiàn)1所公開那樣的優(yōu)化技術(shù)，但是該文獻(xiàn)并非是公開對焊 接位置的優(yōu)化如何應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)的文獻(xiàn)，從而期望開發(fā)出這種技術(shù)。
[0016] 本發(fā)明是為了解決上述問題而完成的，目的在于提供一種接合位置的優(yōu)化技術(shù)， 能夠求出用于多個(gè)部件的接合的點(diǎn)接合或者連續(xù)接合的最佳位置，該多個(gè)部件構(gòu)成由平面 要素及/或立體要素構(gòu)成的結(jié)構(gòu)體模型。
[0017] 用于解決課題的方案
[0018] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供以下接合位置的優(yōu)化解析方法以及接合位置的優(yōu) 化解析裝置。
[0019] (1) 一種接合位置的優(yōu)化解析方法，是用于多個(gè)部件的接合的點(diǎn)接合或者連續(xù)接 合的優(yōu)化解析方法，該多個(gè)部件構(gòu)成由平面要素及/或立體要素構(gòu)成的結(jié)構(gòu)體模型，該接 合位置的優(yōu)化解析方法具有以下步驟：
[0020] 解析對象部設(shè)定步驟，設(shè)定對上述多個(gè)部件進(jìn)行接合的接合點(diǎn)或者接合部中的解 析對象部；
[0021] 固定接合設(shè)定步驟，在所設(shè)定的解析對象部中將至少一處的接合點(diǎn)或者接合部設(shè) 定為固定接合點(diǎn)或者固定接合部；
[0022] 接合候補(bǔ)設(shè)定步驟，對上述解析對象部設(shè)定成為接合點(diǎn)或者接合部的候補(bǔ)的接合 候補(bǔ)；
[0023] 解析條件設(shè)定步驟，對上述解析對象部設(shè)定解析條件；以及
[0024] 解析步驟，從上述接合候補(bǔ)中求出滿足上述解析條件的最佳的接合點(diǎn)或者接合 部。
[0025] (2) -種接合位置的優(yōu)化解析方法，是用于多個(gè)部件的接合的點(diǎn)接合或者連續(xù)接 合的優(yōu)化解析方法，該多個(gè)部件構(gòu)成由平面要素及/或立體要素構(gòu)成的結(jié)構(gòu)體模型，該接 合位置的優(yōu)化解析方法具有以下步驟：
[0026] 接合候補(bǔ)設(shè)定步驟，設(shè)定成為對上述多個(gè)部件進(jìn)行接合的接合點(diǎn)或者接合部的候 補(bǔ)的接合候補(bǔ)；
[0027] 解析對象部設(shè)定步驟，對所設(shè)定的接合候補(bǔ)設(shè)定解析對象部；
[0028] 固定接合設(shè)定步驟，在所設(shè)定的解析對象部中將至少一處的接合點(diǎn)或者接合部設(shè) 定為固定接合點(diǎn)或者固定接合部；
[0029] 解析條件設(shè)定步驟，對上述解析對象部設(shè)定解析條件；以及
[0030] 解析步驟，從上述接合候補(bǔ)中求出滿足上述解析條件的最佳的接合點(diǎn)或者接合 部。
[0031] (3) -種接合位置的優(yōu)化解析方法，是用于多個(gè)部件的接合的點(diǎn)接合或者連續(xù)接 合的優(yōu)化解析方法，該多個(gè)部件構(gòu)成由平面要素及/或立體要素構(gòu)成的結(jié)構(gòu)體模型，該接 合位置的優(yōu)化解析方法具有以下步驟：
[0032] 接合候補(bǔ)設(shè)定步驟，設(shè)定成為對上述多個(gè)部件進(jìn)行接合的接合點(diǎn)或者接合部的候 補(bǔ)的接合候補(bǔ)；
[0033] 解析對象部設(shè)定步驟，對所設(shè)定的接合候補(bǔ)設(shè)定解析對象部；
[0034] 固定接合設(shè)定步驟，在所設(shè)定的解析對象部中將至少一處的接合點(diǎn)或者接合部設(shè) 定為固定接合點(diǎn)或者固定接合部；
[0035] 接合候補(bǔ)再設(shè)定步驟，對上述解析對象部再次設(shè)定成為接合點(diǎn)或者接合部的候補(bǔ) 的接合候補(bǔ)；
[0036] 解析條件設(shè)定步驟，對上述解析對象部設(shè)定解析條件；以及
[0037] 解析步驟，從再次設(shè)定的上述接合候補(bǔ)中求出滿足上述解析條件的最佳的接合點(diǎn) 或者接合部。
[0038] (4)根據(jù)（3)所述的接合位置的優(yōu)化解析方法，其中，
[0039] 上述接合候補(bǔ)再設(shè)定步驟具有用于生成上述接合點(diǎn)或者上述接合部的接合生成 步驟，
[0040] 該接合生成步驟具有以下步驟：根據(jù)構(gòu)成部件的各平面要素的節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)來決定要 素的代表點(diǎn)的步驟；以及以上述部件的一個(gè)平面要素為基準(zhǔn)，針對其它部件的平面要素，根 據(jù)坐標(biāo)值計(jì)算各代表點(diǎn)彼此之間的點(diǎn)間距離，在能夠焊接接合的距離的平面要素之間配置 接合要素的步驟。
[0041] (5)根據(jù)⑴~⑷中任一項(xiàng)所述的接合位置的優(yōu)化解析方法，其中，在上述解析 步驟中，將離散系數(shù)設(shè)定為4以上而進(jìn)行離散化。
[0042] (6)根據(jù)（1)~（5)中任一項(xiàng)所述的接合位置的優(yōu)化解析方法，其中，在上述固定 接合設(shè)定步驟中，對所接合的多個(gè)部件進(jìn)行結(jié)構(gòu)解析，基于該結(jié)構(gòu)解析的結(jié)果來設(shè)定上述 固定接合點(diǎn)或者上述固定接合部。
[0043] (7)根據(jù)（1)~（6)中任一項(xiàng)所述的接合位置的優(yōu)化解析方法，其中，在上述固定 接合設(shè)定步驟中，以所接合的多個(gè)部件中的全部接合要素為對象而進(jìn)行基于數(shù)值解析的優(yōu) 化計(jì)算，基于該優(yōu)化計(jì)算來設(shè)定上述固定接合點(diǎn)或者上述固定接合部。
[0044] (8)根據(jù)⑴~（7)中任一項(xiàng)所述的接合位置的優(yōu)化解析方法，其中，上述接合候 補(bǔ)設(shè)定步驟具有用于生成上述接合點(diǎn)或者上述接合部的接合生成步驟，該接合生成步驟具 有以下步驟：根據(jù)構(gòu)成部件的各平面要素的節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)來決定要素的代表點(diǎn)的步驟；以及以 上述部件的一個(gè)平面要素為基準(zhǔn)，針對其它部件的平面要素，根據(jù)坐標(biāo)值計(jì)算各代表點(diǎn)彼 此之間的點(diǎn)間距離，在能夠焊接接合的距離的平面要素之間配置接合要素的步驟。
[0045] (9) 一種接合位置的優(yōu)化解析裝置，是用于多個(gè)部件的接合的點(diǎn)接合或者連續(xù)接 合的優(yōu)化解析裝置，該多個(gè)部件構(gòu)成由平面要素及/或立體要素構(gòu)成的結(jié)構(gòu)體模型，該接 合位置的優(yōu)化解析裝置具有：
[0046] 解析對象部設(shè)定部，其設(shè)定對上述多個(gè)部件進(jìn)行接合的接合點(diǎn)或者接合部中的解 析對象部；
[0047] 固定接合設(shè)定部，其在所設(shè)定的解析對象部中將至少一處的接合點(diǎn)或者接合部設(shè) 定為固定接合點(diǎn)或者固定接合部；
[0048] 接合候補(bǔ)設(shè)定部，其對上述解析對象部設(shè)定成為接合點(diǎn)或者接合部的候補(bǔ)的接合 候補(bǔ)；
[0049] 解析條件設(shè)定部，其對上述解析對象部設(shè)定解析條件；以及
[0050] 優(yōu)化解析部，其從上述接合候補(bǔ)中求出滿足上述解析條件的最佳的接合點(diǎn)或者接 合部。
[0051] (10) -種接合位置的優(yōu)化解析裝置，是用于多個(gè)部件的接合的點(diǎn)接合或者連續(xù)接 合的優(yōu)化解析裝置，該多個(gè)部件構(gòu)成由平面要素及/或立體要素構(gòu)成的結(jié)構(gòu)體模型，該接 合位置的優(yōu)化解析裝置具有：
[0052] 接合候補(bǔ)設(shè)定部，其設(shè)定成為對上述多個(gè)部件進(jìn)行接合的接合點(diǎn)或者接合部的候 補(bǔ)的接合候補(bǔ)；
[0053] 解析對象部設(shè)定部，其對所設(shè)定的接合候補(bǔ)設(shè)定解析對象部；
[0054] 固定接合設(shè)定部，其在所設(shè)定的解析對象部中將至少一處的接合點(diǎn)或者接合部設(shè) 定為固定接合點(diǎn)或者固定接合部；
[0055] 解析條件設(shè)定部，其對上述解析對象部設(shè)定解析條件；以及
[0056] 優(yōu)化解析部，其從上述接合候補(bǔ)中求出滿足上述解析條件的最佳的接合點(diǎn)或者接 合部。
[0057] (11) -種接合位置的優(yōu)化解析裝置，是用于多個(gè)部件的接合的點(diǎn)接合或者連續(xù)接 合的優(yōu)化解析裝置，該多個(gè)部件構(gòu)成由平面要素及/或立體要素構(gòu)成的結(jié)構(gòu)體模型，該接 合位置的優(yōu)化解析裝置具有：
[0058] 接合候補(bǔ)設(shè)定部，其設(shè)定成為對上述多個(gè)部件進(jìn)行接合的接合點(diǎn)或者接合部的候 補(bǔ)的接合候補(bǔ)；
[0059] 解析對象部設(shè)定部，其對所設(shè)定的接合候補(bǔ)設(shè)定解析對象部；
[0060] 固定接合設(shè)定部，其在所設(shè)定的解析對象部中將至少一處的接合點(diǎn)或者接合部設(shè) 定為固定接合點(diǎn)或者固定接合部；
[0061] 接合候補(bǔ)再設(shè)定部，其對上述解析對象部再次設(shè)定成為接合點(diǎn)或者接合部的候補(bǔ) 的接合候補(bǔ)；
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