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JPH11283050A - Method for generating finite element data and device therefor - Google Patents

Method for generating finite element data and device therefor

Info

Publication number
JPH11283050A
JPH11283050A JP10087277A JP8727798A JPH11283050A JP H11283050 A JPH11283050 A JP H11283050A JP 10087277 A JP10087277 A JP 10087277A JP 8727798 A JP8727798 A JP 8727798A JP H11283050 A JPH11283050 A JP H11283050A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
analyzed
dimensional
finite element
rectangular
elements
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10087277A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuhiro Shiraki
康博 白木
Shinji Tanabe
信二 田邉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP10087277A priority Critical patent/JPH11283050A/en
Publication of JPH11283050A publication Critical patent/JPH11283050A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To relieve the burden of a data input and a data generating parameter input by an operator, to reduce a boundary shape error and to reduce a calculation load by preferentially giving a node number from a direction with less rectangular element dividing numbers in a two-dimensional coordinate axis. SOLUTION: A space area 9 including a body to be an object 8 is processed by division and cut into small cubes. The material numbers of three-dimensional elements which are processed by division are set in the material numbers of blocks including the three-dimensional elements. In this case, two-dimensional cross sections are piled from the one with a smaller Z-coordinate at every plane and three-dimensional element division is generated so that the order of the element numbers and the node numbers becomes the order of size from the one with the small Z-coordinate. At this time, the max. value of difference in the node numbers in the elements of the respective two-dimensional cross sections becomes the number of the nodes of the two-dimensional cross sections before piling. Then, the numbers of the respective nodes are changed into numbering from a direction with the smaller number of division concerning the respective X-axis, Y-axis and Z-axis directions.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、複雑な構造を有す
る対象物体の有限要素法解析において有限要素データを
効率的に作成し、計算負荷が小さく、計算精度を改善で
きる有限要素データの作成方法およびその装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for efficiently generating finite element data in a finite element analysis of a target object having a complicated structure, thereby reducing the calculation load and improving the calculation accuracy. And its device.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に有限要素法を用いた解析プログラ
ムにおける演算回数は、一つの要素を構成する各節点の
節点番号(一般に入力順に付与される)の最大差(これ
を最大節点番号差と称する)に関係しており、節点番号
の並べ方は直接演算時間に影響を与え、計算負荷の増大
にもつながる問題点を有している。しかし、該解析プロ
グラムの入力データ(これを有限要素データと称する)
は、主に節点情報、要素情報、解析情報から構成されて
おり、対象物体が複雑化すればするほどデータの数が膨
大なものとなる。そのため、データ作成者は、従来、節
点情報の並べ方までは考慮せず、任意の順序で節点情報
を作成し入力していた。あるいは、これを考慮していた
としても節点情報が多量なため、どうしても最適に配列
することは難しいという問題があった。
2. Description of the Related Art Generally, the number of operations in an analysis program using the finite element method is based on the maximum difference between node numbers (generally assigned in the input order) of each node constituting one element (this is referred to as a maximum node number difference). ), The method of arranging the node numbers directly affects the operation time, and has a problem that the calculation load increases. However, the input data of the analysis program (this is called finite element data)
Is mainly composed of node information, element information, and analysis information. As the target object becomes more complicated, the number of data becomes enormous. Therefore, the data creator has conventionally created and input the node information in an arbitrary order without considering how to arrange the node information. Alternatively, even if this is taken into consideration, there is a problem that it is difficult to optimally arrange the nodes due to the large amount of node information.

【0003】このような問題点を解決するための手段と
して特開平8−30658号公報には、有限要素データ
作成装置が開示されており、解析対象物体データの入力
作業自体を簡便化すること、有限要素データの並び替え
を行い有限要素解析プログラムの計算負荷削減を図って
いる。
[0003] As means for solving such problems, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-30658 discloses a finite element data creation device, which simplifies the input operation itself of object data to be analyzed. The finite element data is rearranged to reduce the calculation load of the finite element analysis program.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記特
開平8−30658号公報の手法では、対象物体および
空間領域を格子状にしか要素分割できないために、3軸
(X,Y,Z軸)に平行でない面を有する三角柱などの
対象物体を要素分割するためには、対象物体と空間領域
の境界面付近の有限要素データを作成することが困難で
あり、さらに境界面付近の形状近似を高精度にすること
が困難であるという問題点があった。
However, according to the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-30658, since the target object and the space area can be divided into elements only in a grid pattern, the object is divided into three axes (X, Y, and Z axes). In order to divide a target object such as a triangular prism with non-parallel surfaces into elements, it is difficult to create finite element data near the boundary between the target object and the space area. There was a problem that it was difficult to make.

【0005】本発明の目的は、操作者のデータ入力およ
び有限要素データ作成用パラメータ入力の負担が少な
く、これらの入力にもとづいて解析対象物体の境界形状
の誤差が少なく、計算負荷の少ない有限要素法データを
自動的に作成することができる有限要素データの作成方
法およびその装置を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to reduce the burden on the operator for inputting data and inputting parameters for generating finite element data, and based on these inputs, reduce errors in the boundary shape of the object to be analyzed and reduce the computational load. An object of the present invention is to provide a method and an apparatus for creating finite element data that can automatically create legal data.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明の第1の方法に係
る有限要素データの作成方法は、有限要素法による解析
対象物体の二次元有限要素データの作成方法において、
解析対象物体を含む二次元領域を設定する工程と、前記
二次元領域を、指定された分割数に従って複数の長方形
要素に格子分割する工程と、前記長方形要素の指定され
た方向の辺であって、解析対象物体の輪郭線が貫通する
辺の両端の節点のうち、輪郭線に近い方の節点を輪郭線
に一致させるように前記指定された方向に平行移動する
工程と、二次元の座標軸のうち、前記長方形要素の分割
数の少ない方向から優先的に節点番号を付ける工程とを
備えたものである。
A method for creating finite element data according to a first method of the present invention is a method for creating two-dimensional finite element data of an object to be analyzed by a finite element method.
Setting a two-dimensional region including the object to be analyzed; dividing the two-dimensional region into a plurality of rectangular elements according to a specified number of divisions; and defining sides of the rectangular element in a specified direction. Of the nodes at both ends of the side through which the contour of the object to be analyzed penetrates, a step of translating in the specified direction so as to match the node closer to the contour to the contour; and A step of giving a node number with priority from the direction in which the number of divisions of the rectangular element is small.

【0007】本発明の第2の方法に係る有限要素データ
の作成方法は、有限要素法による解析対象物体の三次元
有限要素データの作成方法において、解析対象物体を含
む三次元領域を設定する工程と、前記三次元領域を、指
定された分割数に従って複数の直方体要素に格子分割す
る工程と、前記三次元領域の指定された方向の二次元断
面において、前記直方体要素の断面の長方形要素の指定
された方向の辺であって、解析対象物体の輪郭線が貫通
する辺の両端の節点のうち、輪郭線に近い方の節点を輪
郭線に一致させるように前記指定された方向に平行移動
する工程と、三次元の座標軸のうち、前記直方体要素の
分割数の少ない方向から優先的に節点番号を付ける工程
とを備えたものである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for generating finite element data, comprising the steps of: setting a three-dimensional region including the object to be analyzed in the method for generating three-dimensional finite element data of the object to be analyzed by the finite element method. Dividing the three-dimensional area into a plurality of rectangular parallelepiped elements according to a specified number of divisions; and specifying a rectangular element of a cross-section of the rectangular parallelepiped element in a two-dimensional cross section of the three-dimensional area in a specified direction. Among the nodes at both ends of the side through which the contour of the object to be analyzed penetrates in the specified direction, the node closer to the contour is translated in the specified direction so as to match the contour with the contour. And a step of giving a node number preferentially from a direction in which the number of divisions of the rectangular parallelepiped element is small among the three-dimensional coordinate axes.

【0008】本発明の第3の方法に係る有限要素データ
の作成方法は、有限要素法による解析対象物体の二次元
有限要素データの作成方法において、解析対象物体を含
む二次元領域を設定する工程と、前記二次元領域を、指
定された分割数に従って複数の長方形要素に格子分割す
る工程と、前記長方形要素のうち、解析対象物体に含ま
れる面積が50%以上のものを解析対象物体とみなす工
程と、二次元の座標軸のうち、前記長方形要素の分割数
の少ない方向から優先的に節点番号を付ける工程とを備
えたものである。
[0008] A method for creating finite element data according to a third method of the present invention is a method for creating two-dimensional finite element data of an object to be analyzed by the finite element method, wherein a step of setting a two-dimensional area including the object to be analyzed is performed. Dividing the two-dimensional region into a plurality of rectangular elements in accordance with a designated number of divisions, and, among the rectangular elements, those having an area included in the object to be analyzed of 50% or more are regarded as objects to be analyzed. And a step of giving a node number preferentially from a direction in which the number of divisions of the rectangular element is small among the two-dimensional coordinate axes.

【0009】本発明の第4の方法に係る有限要素データ
の作成方法は、有限要素法による解析対象物体の三次元
有限要素データの作成方法において、解析対象物体を含
む三次元領域を設定する工程と、前記三次元領域を、指
定された分割数に従って複数の直方体要素に格子分割す
る工程と、前記直方体要素のうち、解析対象物体に含ま
れる面積が50%以上のものを解析対象物体とみなす工
程と、三次元の座標軸のうち、前記直方体要素の分割数
の少ない方向から優先的に節点番号を付ける工程とを備
えたものである。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method of generating finite element data, comprising the steps of: setting a three-dimensional region including the object to be analyzed in the method of generating three-dimensional finite element data of the object to be analyzed by the finite element method. Dividing the three-dimensional area into a plurality of rectangular parallelepiped elements in accordance with a designated number of divisions; and, among the rectangular parallelepiped elements, those having an area included in the object to be analyzed of 50% or more are regarded as objects to be analyzed. And a step of giving a node number preferentially from a direction in which the number of divisions of the rectangular parallelepiped element is small among the three-dimensional coordinate axes.

【0010】本発明の第5の方法に係る有限要素データ
の作成方法は、有限要素法による解析対象物体の二次元
有限要素データの作成方法において、解析対象物体を含
む二次元領域を設定する工程と、前記二次元領域を、指
定された分割数に従って複数の長方形要素に格子分割す
る工程と、前記長方形要素のうち、その節点が解析対象
物体に2個以上含まれるものを解析対象物体とみなす工
程と、二次元の座標軸のうち、前記長方形要素の分割数
の少ない方向から優先的に節点番号を付ける工程とを備
えたものである。
In a fifth aspect of the present invention, a method for generating finite element data includes the step of setting a two-dimensional region including an object to be analyzed in the method for generating two-dimensional finite element data of an object to be analyzed by a finite element method. Dividing the two-dimensional region into a plurality of rectangular elements according to a specified number of divisions in a grid, and, among the rectangular elements, those whose nodes are included in two or more analysis target objects are regarded as analysis target objects. And a step of giving a node number preferentially from a direction in which the number of divisions of the rectangular element is small among the two-dimensional coordinate axes.

【0011】本発明の第6の方法に係る有限要素データ
の作成方法は、有限要素法による解析対象物体の三次元
有限要素データの作成方法において、解析対象物体を含
む三次元領域を設定する工程と、前記三次元領域を、指
定された分割数に従って複数の直方体要素に格子分割す
る工程と、前記直方体要素のうち、その節点が解析対象
物体に4個以上含まれるものを解析対象物体とみなす工
程と、三次元の座標軸のうち、前記直方体要素の分割数
の少ない方向から優先的に節点番号を付ける工程とを備
えたものである。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a method of generating three-dimensional finite element data of an object to be analyzed by the finite element method, wherein a three-dimensional region including the object to be analyzed is set. Dividing the three-dimensional region into a plurality of rectangular parallelepiped elements according to a designated number of divisions; and, among the rectangular parallelepiped elements, those whose nodes are included in the object to be analyzed four or more, are regarded as the object to be analyzed. And a step of giving a node number preferentially from a direction in which the number of divisions of the rectangular parallelepiped element is small among the three-dimensional coordinate axes.

【0012】本発明の第1の構成に係る有限要素データ
の作成装置は、有限要素法による解析対象物体の二次元
有限要素データを作成する装置において、解析対象物体
を含む二次元領域を設定する手段と、前記二次元領域
を、指定された分割数に従って複数の長方形要素に格子
分割する手段と、前記長方形要素の指定された方向の辺
であって、解析対象物体の輪郭線が貫通する辺の両端の
節点のうち、輪郭線に近い方の節点を輪郭線に一致させ
るように前記指定された方向に平行移動する手段と、二
次元の座標軸のうち、前記長方形要素の分割数の少ない
方向から優先的に節点番号を付ける手段とを備えたもの
である。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an apparatus for creating finite element data, the apparatus for creating two-dimensional finite element data of an object to be analyzed by a finite element method, wherein a two-dimensional region including the object to be analyzed is set. Means, means for grid-dividing the two-dimensional area into a plurality of rectangular elements according to a specified number of divisions, and sides in the specified direction of the rectangular elements, through which the contour of the object to be analyzed penetrates Means for translating in parallel to the specified direction so that a node closer to the contour line among the nodes at both ends of the rectangle coincides with the contour line, and a direction in which the number of divisions of the rectangular element is smaller among the two-dimensional coordinate axes. And means for assigning a node number with priority to

【0013】本発明の第2の構成に係る有限要素データ
の作成装置は、有限要素法による解析対象物体の三次元
有限要素データを作成する装置において、解析対象物体
を含む三次元領域を設定する手段と、前記三次元領域
を、指定された分割数に従って複数の直方体要素に格子
分割する手段と、前記三次元領域の指定された方向の二
次元断面において、前記直方体要素の断面の長方形要素
の指定された方向の辺であって、解析対象物体の輪郭線
が貫通する辺の両端の節点のうち、輪郭線に近い方の節
点を輪郭線に一致させるように前記指定された方向に平
行移動する手段と、三次元の座標軸のうち、前記直方体
要素の分割数の少ない方向から優先的に節点番号を付け
る手段とを備えたものである。
A finite element data creation device according to a second configuration of the present invention is a device for creating three-dimensional finite element data of an object to be analyzed by a finite element method, wherein a three-dimensional region including the object to be analyzed is set. Means, means for grid-dividing the three-dimensional area into a plurality of rectangular parallelepiped elements in accordance with a specified number of divisions, and, in a two-dimensional cross section in a specified direction of the three-dimensional area, a rectangular element having a cross section of the rectangular parallelepiped element Of the sides in the specified direction, of the nodes at both ends of the side through which the contour of the object to be analyzed penetrates, translate in the specified direction so that the node closest to the contour matches the contour. And a means for preferentially assigning a node number from a direction in which the number of divisions of the rectangular parallelepiped element is small among the three-dimensional coordinate axes.

【0014】本発明の第3の構成に係る有限要素データ
の作成装置は、有限要素法による解析対象物体の二次元
有限要素データを作成する装置において、解析対象物体
を含む二次元領域を設定する手段と、前記二次元領域
を、指定された分割数に従って複数の長方形要素に格子
分割する手段と、前記長方形要素のうち、解析対象物体
に含まれる面積が50%以上のものを解析対象物体とみ
なす手段と、二次元の座標軸のうち、前記長方形要素の
分割数の少ない方向から優先的に節点番号を付ける手段
とを備えたものである。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a finite element data creating apparatus for creating a two-dimensional finite element data of an object to be analyzed by a finite element method, wherein the two-dimensional area including the object to be analyzed is set. Means, means for grid-dividing the two-dimensional area into a plurality of rectangular elements according to a specified number of divisions, and, among the rectangular elements, those having an area included in the object to be analyzed of 50% or more are regarded as objects to be analyzed. And a means for preferentially assigning a node number from a direction of a smaller number of divisions of the rectangular element among the two-dimensional coordinate axes.

【0015】本発明の第4の構成に係る有限要素データ
の作成装置は、有限要素法による解析対象物体の三次元
有限要素データを作成する装置において、解析対象物体
を含む三次元領域を設定する手段と、前記三次元領域
を、指定された分割数に従って複数の直方体要素に格子
分割する手段と、前記直方体要素のうち、解析対象物体
に含まれる面積が50%以上のものを解析対象物体とみ
なす手段と、三次元の座標軸のうち、前記直方体要素の
分割数の少ない方向から優先的に節点番号を付ける手段
とを備えたものである。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an apparatus for generating three-dimensional finite element data of an object to be analyzed by a finite element method, wherein the three-dimensional area including the object to be analyzed is set. Means, means for grid-dividing the three-dimensional region into a plurality of rectangular parallelepiped elements according to a specified number of divisions, and, among the rectangular parallelepiped elements, those having an area included in the object to be analyzed of 50% or more are defined as objects to be analyzed. And a means for preferentially assigning node numbers to directions of the three-dimensional coordinate axes in which the number of divisions of the rectangular parallelepiped element is small.

【0016】本発明の第5の構成に係る有限要素データ
の作成装置は、有限要素法による解析対象物体の二次元
有限要素データを作成する装置において、解析対象物体
を含む二次元領域を設定する手段と、前記二次元領域
を、指定された分割数に従って複数の長方形要素に格子
分割する手段と、前記長方形要素のうち、その節点が解
析対象物体に2個以上含まれるものを解析対象物体とみ
なす手段と、二次元の座標軸のうち、前記長方形要素の
分割数の少ない方向から優先的に節点番号を付ける手段
とを備えたものである。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an apparatus for creating finite element data, the apparatus for creating two-dimensional finite element data of an object to be analyzed by a finite element method, wherein a two-dimensional region including the object to be analyzed is set. Means, means for grid-dividing the two-dimensional area into a plurality of rectangular elements according to a specified number of divisions, and, among the rectangular elements, those whose nodes are included in the object to be analyzed two or more as the object to be analyzed. And a means for preferentially assigning a node number from a direction of a smaller number of divisions of the rectangular element among the two-dimensional coordinate axes.

【0017】本発明の第6の構成に係る有限要素データ
の作成装置は、有限要素法による解析対象物体の三次元
有限要素データを作成する装置において、解析対象物体
を含む三次元領域を設定する手段と、前記三次元領域
を、指定された分割数に従って複数の直方体要素に格子
分割する手段と、前記直方体要素のうち、その節点が解
析対象物体に4個以上含まれるものを解析対象物体とみ
なす手段と、三次元の座標軸のうち、前記直方体要素の
分割数の少ない方向から優先的に節点番号を付ける手段
とを備えたものである。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an apparatus for generating finite element data, the apparatus for generating three-dimensional finite element data of an object to be analyzed by the finite element method, wherein a three-dimensional region including the object to be analyzed is set. Means, means for grid-dividing the three-dimensional area into a plurality of rectangular parallelepiped elements in accordance with a specified number of divisions, and among the rectangular parallelepiped elements, those whose nodes are included in the object to be analyzed by four or more. And a means for preferentially assigning node numbers to directions of the three-dimensional coordinate axes in which the number of divisions of the rectangular parallelepiped element is small.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】実施の形態1.図1は本発明の実
施に使用する装置のブロック図である。図1において、
1はキーボード、マウス、スキャナーなどを備えた入力
装置である。2は、CPUであり、プログラムに従い、
後述する有限要素データの作成および加工を行い、バス
7に接続された各構成要素を制御する。3は、CRTな
どの表示装置であり、データ入力作業時および入力情報
の確認などに使用する。4は、プログラムメモリであ
り、CPU2上で動作する制御プログラムを格納するメ
モリである。5は、データメモリであり、各種処理で生
じたデータを格納する。6は、作成された有限要素モデ
ルのデータを保存するための外部記憶装置である。ま
た、要素分割の対象となるデータや処理プログラムをこ
の外部記憶装置6から読み出すようにしてもよい。7
は、CPU2の制御の対象とする構成要素を指示するア
ドレス信号、各構成要素を制御するためのコントロール
信号、各構成機器相互間でやりとりされるデータの転送
を行うためのバスである。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiment 1 FIG. 1 is a block diagram of an apparatus used for implementing the present invention. In FIG.
An input device 1 includes a keyboard, a mouse, a scanner, and the like. 2 is a CPU, according to a program,
It creates and processes finite element data, which will be described later, and controls each component connected to the bus 7. Reference numeral 3 denotes a display device such as a CRT, which is used at the time of data input work and confirmation of input information. Reference numeral 4 denotes a program memory, which is a memory for storing a control program operating on the CPU 2. Reference numeral 5 denotes a data memory for storing data generated in various processes. Reference numeral 6 denotes an external storage device for storing data of the created finite element model. Further, data or a processing program to be subjected to element division may be read from the external storage device 6. 7
Is a bus for transferring an address signal indicating a component to be controlled by the CPU 2, a control signal for controlling each component, and data exchanged between components.

【0019】次に前記実施の形態1の動作を図2〜図1
2を参照しながら説明する。三次元有限要素データの作
成において、長方形要素に平行でない対象物体の輪郭線
付近の長方形要素を対象物体の形状に一致するように長
方形要素を構成する節点を対象物体の輪郭線に向かって
平行移動する方法について説明する。図2は本方法の処
理手順を示すフローチャートである。ここでは、図3に
示すような三角柱の対象物体8について説明する。電磁
界解析では対象物体だけでなく、その周りの空間領域9
についても要素分割する必要がある。
Next, the operation of the first embodiment will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to FIG. When creating three-dimensional finite element data, translate the rectangular elements near the contour of the target object that are not parallel to the rectangular element to the contour of the target object so that the nodes that make up the rectangular element match the shape of the target object A method for performing the above will be described. FIG. 2 is a flowchart showing a processing procedure of the present method. Here, a triangular prism target object 8 as shown in FIG. 3 will be described. In the electromagnetic field analysis, not only the target object but also the spatial region 9 around it
Also needs to be divided into elements.

【0020】まず、操作者が最も複雑な二次元断面を選
択する。複雑な二次元断面を選択する基準として、断面
上で物性値の異なる物体が多いこと、物体の凹凸が多い
ことが挙げられる。図3の最も複雑な断面は対象物体を
含むX−Y平面である。図4(a)は操作者が作成した
断面の説明図である。
First, the operator selects the most complicated two-dimensional section. As criteria for selecting a complicated two-dimensional cross section, there are many objects having different physical property values on the cross section, and there are many irregularities on the object. The most complicated cross section in FIG. 3 is the XY plane including the target object. FIG. 4A is an explanatory diagram of a cross section created by an operator.

【0021】<ステップS1〜ステップS2>操作者
が、図4(a)のような断面図を用いて、装置に対して
(b)に示す頂点座標テーブル、(c)に示すブロック毎の
材料番号、構成頂点番号テーブルを入力する。
<Steps S1 and S2> The operator uses the sectional view as shown in FIG.
The vertex coordinate table shown in (b), the material number for each block shown in (c), and the constituent vertex number table are input.

【0022】<ステップS3>装置上で自動的に、対象
物体の輪郭線のうちX、Y、Z軸に平行な線分を延長
し、ブロックの細分化を行う。図5は細分化したブロッ
クの説明図である。
<Step S3> Lines parallel to the X, Y, and Z axes of the contour of the target object are automatically extended on the apparatus, and the block is subdivided. FIG. 5 is an explanatory diagram of a subdivided block.

【0023】<ステップS4〜ステップS5>操作者が
装置に対してX,Y方向の分割数をそれぞれ入力する。
このとき、格子状に分割した線分はX軸、Y軸に平行な
ブロックの境界線を必ず含むようにする。図6(a)
は、操作者が図5の頂点番号7−11間、11−1間、
1−10間、10−2間の分割数を入力し、長方形要素
を用いた格子状の要素に分割した状態の説明図である。
長方形要素は節点で構成していると考えて、節点座標お
よび長方形要素の材料番号、長方形要素を構成している
構成節点番号を装置に記憶する(図6(b)、
(c))。
<Steps S4 to S5> The operator inputs the number of divisions in the X and Y directions to the apparatus.
At this time, the line segment divided into the lattice shape always includes the boundary of the block parallel to the X axis and the Y axis. FIG. 6 (a)
Indicates that the operator is between vertex numbers 7-11, 11-1 in FIG.
It is an explanatory view of a state where the number of divisions between 1-10 and 10-2 is input and divided into lattice-like elements using rectangular elements.
Assuming that the rectangular element is composed of nodes, the coordinates of the node, the material number of the rectangular element, and the number of the composing node constituting the rectangular element are stored in the device (FIG. 6B,
(C)).

【0024】<ステップS6>以下の処理を装置が自動
的に行う。 (1)対象物体8に少しでも含まれる長方形要素の材料
番号を対象物体8の材料番号とする。 (2)残りの長方形要素の材料番号を空間領域9の材料
番号とする。図7はこの操作のイメージであり、●で示
した要素が対象物体8を示し、○で示した要素が空間領
域9を構成する。 (3)XまたはY軸に平行でない対象物体の輪郭線が貫
通する要素番号および輪郭線と長方形要素の辺の交点を
装置に記憶する。 (4)(3)で記憶した長方形要素において、対象物体
8の輪郭線と交わる線分の両端の構成節点のうち、輪郭
線との交点と距離が短い構成節点の座標を輪郭線との交
点に平行移動する。この平行移動する方向は、X、Y方
向の内、長方形要素と輪郭線との交点の数が少ない方向
とする(図8)。 (5)対象物体8に含まれない構成節点が2つ以上ある
長方形要素の材料番号を空間領域9の材料番号に変更す
る(図9)。 (6)対象物体8の輪郭線が横切る長方形要素を対象物
体8の輪郭線を1辺とする2つの三角形要素に分割す
る。 (7)三角形要素のなかで、構成節点のすべてが対象物
体8に含まれない要素の材料番号を空間領域9の材料番
号に変更する(図10)。
<Step S6> The apparatus automatically performs the following processing. (1) The material number of the rectangular element included in the target object 8 at all is set as the material number of the target object 8. (2) The material numbers of the remaining rectangular elements are used as the material numbers of the space area 9. FIG. 7 is an image of this operation, in which the element indicated by ● represents the target object 8 and the element indicated by ○ constitutes the space area 9. (3) The device stores the element number through which the contour of the target object that is not parallel to the X or Y axis penetrates and the intersection of the contour and the side of the rectangular element in the device. (4) In the rectangular elements stored in (3), among the constituent nodes at both ends of the line segment intersecting with the contour of the target object 8, the coordinates of the constituent nodes whose distance to the intersection with the contour is short and the intersection with the contour are determined. Translate to The direction of the parallel movement is a direction in which the number of intersections between the rectangular element and the contour is small in the X and Y directions (FIG. 8). (5) The material number of the rectangular element having two or more constituent nodes not included in the target object 8 is changed to the material number of the space area 9 (FIG. 9). (6) The rectangular element that is traversed by the outline of the target object 8 is divided into two triangular elements each having the outline of the target object 8 as one side. (7) Among the triangular elements, the material numbers of the elements whose constituent nodes are not all included in the target object 8 are changed to the material numbers of the space area 9 (FIG. 10).

【0025】<ステップS7>次に、装置に対して高さ
(Z)方向のブロックの頂点座標、材料番号、ブロック
毎の分割数の入力処理を行う。
<Step S7> Next, the apparatus is subjected to input processing of the vertex coordinates of the block in the height (Z) direction, the material number, and the number of divisions for each block.

【0026】<ステップS8>以下の作業を装置が自動
的に行う。 (1)対象物体8を含む空間領域9をサイの目切りに分
割処理を行う。なお、二次元要素が長方形の場合には高
さ(Z)方向に積み上げられた三次元要素は直方体とな
り、二次元要素が三角形の場合には三次元要素は三角柱
となる。 (2)分割された三次元要素の材料番号を三次元要素が
含まれるブロックの材料番号に設定する。図11(a)
は三次元分割後の要素分割図のY=66.6〜73.3
の断面のX−Z平面であり、要素内の(A)、(B)は
各要素の材料番号である。図11(b)、(c)は、デ
ータメモリ5上に一時格納する。
<Step S8> The apparatus automatically performs the following operations. (1) The spatial area 9 including the target object 8 is divided into dice. When the two-dimensional element is a rectangle, the three-dimensional elements stacked in the height (Z) direction become a rectangular parallelepiped, and when the two-dimensional element is a triangle, the three-dimensional element becomes a triangular prism. (2) The material number of the divided three-dimensional element is set to the material number of a block including the three-dimensional element. FIG. 11 (a)
Is Y = 66.6 to 73.3 in the element division diagram after the three-dimensional division.
Is an XZ plane of the cross section of (a), (A) and (B) in the element are the material numbers of each element. FIGS. 11B and 11C temporarily store the data in the data memory 5.

【0027】このとき、Z座標の小さい方から二次元断
面を平面毎に積み上げて三次元要素分割を作成するの
で、要素番号および節点番号の順番はZ座標の小さい順
から大きい順になる。このとき、それぞれの二次元断面
内の要素での節点番号の差の最大値(これを「最大節点
番号差」と称する)はほぼ積み上げる前の二次元断面の
節点数となる。例えば、図11での最大節点番号差は1
83である。図11(b)、(c)に相当するデータを
作成して、外部記憶装置6に記憶する。
At this time, two-dimensional sections are stacked for each plane from the smaller Z coordinate to create a three-dimensional element division. Therefore, the order of element numbers and node numbers is from the smallest Z coordinate to the largest. At this time, the maximum value of the difference between the node numbers of the elements in each of the two-dimensional cross sections (this is referred to as “maximum node number difference”) is substantially equal to the number of nodes of the two-dimensional cross section before being stacked. For example, the maximum node number difference in FIG.
83. Data corresponding to FIGS. 11B and 11C is created and stored in the external storage device 6.

【0028】<ステップS9>各節点の番号を、X軸、
Y軸、Z軸の各方向について分割数の少ない方向からの
(これを「分割数小順」と称する)番号づけに変更す
る。図12(a)、(b)はZ軸、X軸、Y軸の順番に
節点番号を番号付けした例であり、最大節点番号差は1
18となる。ステップS9の操作により、ステップS8
に比べて最大節点番号差が183から118に減少す
る。
<Step S9> The number of each node is set on the X axis,
For each of the Y-axis and Z-axis directions, the numbering is changed from the direction in which the number of divisions is small (this is called “small order of division number”). 12A and 12B are examples in which the node numbers are numbered in the order of the Z axis, the X axis, and the Y axis, and the maximum node number difference is 1
It becomes 18. By the operation in step S9, step S8
, The maximum node number difference decreases from 183 to 118.

【0029】以上説明したように、この実施の形態によ
れば、操作者のデータ入力および有限要素法データ作成
用パラメータ入力の負担が少なく、これらの入力にもと
づいて解析対象物体の境界形状の誤差が小さく、計算負
荷の少ない有限要素法データが自動的に作成できる。特
に、この実施の形態においては、座標軸に平行でない対
象物体の境界に一致した計算モデルを作成するので、境
界形状に起因する誤差は極めて小さい。
As described above, according to this embodiment, the burden on the operator for inputting data and inputting parameters for finite element method data creation is small, and errors in the boundary shape of the object to be analyzed are based on these inputs. And the finite element method data with a small calculation load can be automatically created. In particular, in this embodiment, since a calculation model that matches the boundary of the target object that is not parallel to the coordinate axis is created, an error due to the boundary shape is extremely small.

【0030】実施の形態2.図13の二次元有限要素デ
ータの作成において、長方形要素に平行でない対象物体
の輪郭線付近の長方形要素を対象物体の形状に一致する
ように長方形要素を構成する節点を移動する手段を用い
る方法について説明する。図において、10は対象物
体、11は空間領域である。
Embodiment 2 FIG. In the creation of the two-dimensional finite element data of FIG. 13, a method using a means for moving nodes constituting a rectangular element so that a rectangular element near the contour of the target object that is not parallel to the rectangular element matches the shape of the target object explain. In the figure, 10 is a target object, and 11 is a space area.

【0031】図2に示したステップS1からステップS
6までを実施の形態1と同様に実行する。参照する図は
図4から図10までである。次にステップ9にて、各節
点の番号づけをX軸、Y軸の各方向について分割数小順
に変更する。図10の場合には、節点番号付けがY軸、
X軸の順番となっているが、これがX軸、Y軸の順番に
変更されて、最大節点番号差が15から13に減少す
る。
Steps S1 to S1 shown in FIG.
6 are performed in the same manner as in the first embodiment. FIGS. 4 to 10 are referred to. Next, in step 9, the numbering of each node is changed in the X-axis and Y-axis directions in ascending order of the division number. In the case of FIG. 10, the node numbering is Y axis,
The order of the X axis is changed to the order of the X axis and the Y axis, and the maximum node number difference decreases from 15 to 13.

【0032】実施の形態3.図13の二次元有限要素デ
ータの作成において、長方形要素で格子分割して、長方
形要素に平行でない対象物体の輪郭線付近の長方形要素
の面積が50%以上対象物体に含まれるときにその要素
が対象物体と判別する手段を用いる方法について説明す
る。図14は本方法の処理手順を示すフローチャートで
ある。
Embodiment 3 FIG. In the creation of the two-dimensional finite element data of FIG. 13, when the area of the rectangular element near the contour of the target object that is not parallel to the rectangular element is included in the target object by 50% or more, the element is divided into grids by the rectangular element. A method using a means for determining a target object will be described. FIG. 14 is a flowchart showing the processing procedure of this method.

【0033】まず、ステップS1からステップS5まで
操作する。ステップS1からステップS5まで操作は図
2のフローチャートと同じである。ステップS11で
は、長方形要素のうちその面積が、対象物体に50%以
上含まれる長方形要素の材料番号を対象物体の材料番号
と設定する(図15)。ステップS12では、各節点の
番号づけをX軸、Y軸の各方向について分割数小順に変
更する。図15の場合には、X軸、Y軸の順番に節点番
号を番号付けし、最大節点番号差は13となる。この実
施の形態のステップ11において、長方形要素の重心が
対象物体に含まれるときに、その要素が対象物体である
と判定してもよい。
First, steps S1 to S5 are performed. The operation from step S1 to step S5 is the same as the flowchart in FIG. In step S11, the material number of the rectangular element whose area is included in the target object by 50% or more of the rectangular element is set as the material number of the target object (FIG. 15). In step S12, the numbering of the nodes is changed in the X-axis and Y-axis directions in ascending order of the number of divisions. In the case of FIG. 15, the node numbers are numbered in the order of the X axis and the Y axis, and the maximum node number difference is 13. In step 11 of this embodiment, when the center of gravity of the rectangular element is included in the target object, the element may be determined to be the target object.

【0034】以上説明したように、この実施の形態によ
れば、操作者のデータ入力およびデータ作成用パラメー
タ入力の負担が少なく、これらの入力にもとづいて解析
対象物体の境界形状の誤差が小さく、計算負荷の少ない
有限要素法データが自動的に作成できる。
As described above, according to this embodiment, the burden on the operator for inputting data and inputting parameters for data creation is small, and based on these inputs, errors in the boundary shape of the object to be analyzed are small. Finite element method data with low calculation load can be created automatically.

【0035】実施の形態4.図3の三次元有限要素デー
タの作成において、直方体要素で格子分割して、直方体
要素に平行でない対象物体の境界面付近の直方体要素の
体積が50%以上対象物体に含まれるときにその要素が
対象物体と判別する手段を用いる方法について説明す
る。
Embodiment 4 FIG. In the creation of the three-dimensional finite element data of FIG. 3, when the volume of the rectangular parallelepiped element near the boundary surface of the target object that is not parallel to the rectangular parallelepiped element is included in the target object by 50% or more, the element is divided into grids by the rectangular parallelepiped element. A method using a means for determining a target object will be described.

【0036】この場合には実施の形態3に示した図14
のステップS1からステップS5、ステップS11、ス
テップ12を二次元から三次元に拡張するだけで、容易
に実施することができる。この実施の形態のステップ1
1において、直方体要素の重心が対象物体に含まれると
きに、その要素が対象物体であると判定してもよい。
In this case, FIG.
Steps S1 to S5, S11, and S12 can be easily performed simply by extending them from two-dimensional to three-dimensional. Step 1 of this embodiment
In 1, when the center of gravity of a rectangular parallelepiped element is included in the target object, the element may be determined to be the target object.

【0037】実施の形態5.図13の二次元有限要素デ
ータの作成において、長方形要素で格子分割して、長方
形要素に平行でない対象物体の輪郭線付近の長方形要素
の構成節点が対象物体に2つ以上含まれるときにその要
素が対象物体と見なして採用する手段を用いる方法につ
いて説明する。図14は本方法の処理手順を示すフロー
チャートである。
Embodiment 5 In the creation of the two-dimensional finite element data of FIG. 13, when the target object includes two or more constituent nodes of the rectangular element near the contour of the target object that is not parallel to the rectangular element, A method of using a means adopted as a target object will be described. FIG. 14 is a flowchart showing the processing procedure of this method.

【0038】まず、ステップS1からステップS5まで
操作する。ステップS1からステップS5まで操作は実
施の形態3.と同じである。ステップS11では、長方
形要素のうちその構成節点が対象物体に2つ以上含まれ
るときにその要素の材料番号を対象物体の材料番号と設
定する(図15)。実施の形態3と判定する手段は異な
るが、同様な結果が得られる。ステップS12では、実
施の形態3と同様に各節点の番号づけをX軸、Y軸の各
方向について分割数小順に変更する。図15の場合に
は、X軸、Y軸の順番に節点番号を番号付けし、最大節
点番号差は13となる。
First, the operation from step S1 to step S5 is performed. The operation from step S1 to step S5 is the same as in the third embodiment. Is the same as In step S11, when two or more constituent nodes of the rectangular element are included in the target object, the material number of the element is set as the material number of the target object (FIG. 15). Although the determination means is different from that of the third embodiment, similar results are obtained. In step S12, the numbering of each node is changed in the X-axis and Y-axis directions in ascending order of the number of divisions as in the third embodiment. In the case of FIG. 15, the node numbers are numbered in the order of the X axis and the Y axis, and the maximum node number difference is 13.

【0039】以上説明したように、この実施の形態によ
れば、操作者のデータ入力およびデータ作成用パラメー
タ入力の負担が少なく、これらの入力にもとづいて解析
対象物体の境界形状の誤差が小さく、計算負荷の少ない
有限要素法データが自動的に作成できる。
As described above, according to this embodiment, the burden on the operator for inputting data and inputting data creation parameters is small, and errors in the boundary shape of the object to be analyzed are small based on these inputs. Finite element method data with low calculation load can be created automatically.

【0040】実施の形態6.図3の三次元有限要素デー
タの作成において、直方体要素で格子分割して、直方体
要素に平行でない対象物体の輪郭線付近の直方体要素の
構成節点が対象物体に4つ以上含まれるときにその要素
が対象物体と見なして採用する手段を用いる方法につい
て説明する。
Embodiment 6 FIG. In the creation of the three-dimensional finite element data of FIG. 3, when the target object includes four or more constituent nodes of a rectangular parallelepiped element near the contour of the target object that is not parallel to the rectangular parallelepiped element, A method of using a means adopted as a target object will be described.

【0041】この場合には実施の形態5に示した図14
のステップS1からステップS5、ステップS11、ス
テップ12を二次元から三次元に拡張するだけで、容易
に実施することができる。
In this case, FIG. 14 shown in Embodiment 5
Steps S1 to S5, S11, and S12 can be easily performed simply by extending them from two-dimensional to three-dimensional.

【0042】実施の形態7.なお、前記実施の形態1は
対象物体がZ軸に平行な場合であるが、この発明はZ軸
に平行でない場合にも適用が可能である。図16のよう
なZ方向に大きさが異なる三角形断面を有する対象物に
ついて説明する。図17(a)は対象物体の上部の面、
(b)は対象物体の下部の面であり、この2種類の面に
ついて、図2のステップS1〜ステップS8まで実行す
る。ステップ4では図17(a)と(b)の分割数入力
の値を一致させる。ステップ5で、三次元要素のZ方向
に平行でない辺の座標値を計算するときには、対象物体
の上部の面(a)と下部の面(b)の座標から線形的に
近似する。ステップ9の番号付けについては、不整形で
あっても同様な手順で実行できる。
Embodiment 7 Although the first embodiment is a case where the target object is parallel to the Z axis, the present invention can be applied to a case where the target object is not parallel to the Z axis. An object having a triangular cross section having different sizes in the Z direction as shown in FIG. 16 will be described. FIG. 17A shows the upper surface of the target object,
(B) is a lower surface of the target object, and steps S1 to S8 in FIG. 2 are executed for these two types of surfaces. In step 4, the values of the division number inputs in FIGS. 17A and 17B are made to match. In step 5, when calculating the coordinate values of the sides of the three-dimensional element that are not parallel to the Z direction, the coordinates are linearly approximated from the coordinates of the upper surface (a) and the lower surface (b) of the target object. The numbering in step 9 can be performed in a similar procedure even if it is irregular.

【0043】実施の形態8.なお、実施の形態1および
実施の形態2に含まれない高さ(Z)方向に対象物体の
形状が一様でない場合にも適用できる。図18のような
対象物体について説明する。図19(a)〜(c)に示
すように対象物体の二次元断面を高さ(Z)方向で異な
る断面を考慮できるようにブロックを(A),(B)の
ように2つに分けておき、図2のステップ1〜ステップ
9まで実行する。
Embodiment 8 FIG. The present invention can be applied to a case where the shape of the target object is not uniform in the height (Z) direction, which is not included in the first and second embodiments. The target object as shown in FIG. 18 will be described. As shown in FIGS. 19A to 19C, the block is divided into two as shown in FIGS. 19A and 19B so that different cross sections in the height (Z) direction can be considered. Steps 1 to 9 in FIG. 2 are executed in advance.

【0044】[0044]

【発明の効果】以上のように、本発明の第1の方法およ
び構成による有限要素データの作成方法およびその装置
によれば、有限要素法による解析対象物体の二次元有限
要素データを作成するものにおいて、解析対象物体を含
む二次元領域を設定し、前記二次元領域を、指定された
分割数に従って複数の長方形要素に格子分割し、前記長
方形要素の指定された方向の辺であって、解析対象物体
の輪郭線が貫通する辺の両端の節点のうち、輪郭線に近
い方の節点を輪郭線に一致させるように前記指定された
方向に平行移動し、二次元の座標軸のうち、前記長方形
要素の分割数の少ない方向から優先的に節点番号を付け
るものであるので、操作者のデータ入力およびデータ作
成用パラメータ入力の負担が少なく、これらの入力にも
とづいて解析対象物体の境界形状の誤差が極めて小さ
く、計算負荷の少ない有限要素法データが自動的に作成
できる。
As described above, according to the method and apparatus for generating finite element data by the first method and configuration of the present invention, two-dimensional finite element data of an object to be analyzed is generated by the finite element method. Setting a two-dimensional region including the object to be analyzed, dividing the two-dimensional region into a plurality of rectangular elements according to a specified number of divisions, and analyzing the sides of the rectangular elements in a specified direction, Of the nodes at both ends of the side through which the contour of the target object penetrates, translate in the specified direction so that the node closer to the contour matches the contour, and move the rectangle out of the two-dimensional coordinate axes. Since node numbers are assigned with priority from the direction in which the number of element divisions is small, the burden on the operator for inputting data and inputting data creation parameters is small, and the analysis target is based on these inputs. Body error is very small border shape, less computationally intensive FEM data can be automatically created.

【0045】本発明の第2の方法および構成による有限
要素データの作成方法およびその装置は、有限要素法に
よる解析対象物体の三次元有限要素データを作成するも
のにおいて、解析対象物体を含む三次元領域を設定し、
前記三次元領域を、指定された分割数に従って複数の直
方体要素に格子分割し、前記三次元領域の指定された方
向の二次元断面において、前記直方体要素の断面の長方
形要素の指定された方向の辺であって、解析対象物体の
輪郭線が貫通する辺の両端の節点のうち、輪郭線に近い
方の節点を輪郭線に一致させるように前記指定された方
向に平行移動し、三次元の座標軸のうち、前記直方体要
素の分割数の少ない方向から優先的に節点番号を付ける
ものであるので、操作者のデータ入力およびデータ作成
用パラメータ入力の負担が少なく、これらの入力にもと
づいて解析対象物体の境界形状の誤差が極めて小さく、
計算負荷の少ない有限要素法データが自動的に作成でき
る。
A method and apparatus for creating finite element data according to the second method and configuration of the present invention is for creating three-dimensional finite element data of an object to be analyzed by a finite element method. Set the area,
The three-dimensional area is lattice-divided into a plurality of rectangular parallelepiped elements according to a specified number of divisions, and in a two-dimensional cross section in a specified direction of the three-dimensional area, a rectangular element in a cross section of the rectangular parallelepiped element in a specified direction Of the nodes at both ends of the side through which the contour of the object to be analyzed penetrates, the node is moved in parallel in the designated direction so that the node closer to the contour matches the contour, and the three-dimensional Since the node numbers are preferentially assigned to the coordinate axes in the direction in which the number of divisions of the rectangular parallelepiped element is small, the burden on the operator for inputting data and inputting data creation parameters is small, and the analysis target is based on these inputs. The error of the boundary shape of the object is extremely small,
Finite element method data with low calculation load can be created automatically.

【0046】本発明の第3の方法および構成による有限
要素データの作成方法およびその装置は、有限要素法に
よる解析対象物体の二次元有限要素データを作成するも
のにおいて、解析対象物体を含む二次元領域を設定し、
前記二次元領域を、指定された分割数に従って複数の長
方形要素に格子分割し、前記長方形要素のうち、解析対
象物体に含まれる面積が50%以上のものを解析対象物
体とみなし、二次元の座標軸のうち、前記長方形要素の
分割数の少ない方向から優先的に節点番号を付けるもの
であるので、操作者のデータ入力およびデータ作成用パ
ラメータ入力の負担が少なく、これらの入力にもとづい
て解析対象物体の境界形状の誤差が小さく、計算負荷の
少ない有限要素法データが自動的に作成できる。
A method and an apparatus for creating finite element data according to the third method and configuration of the present invention are for creating two-dimensional finite element data of an object to be analyzed by a finite element method. Set the area,
The two-dimensional area is grid-divided into a plurality of rectangular elements according to a specified number of divisions, and among the rectangular elements, those having an area included in the object to be analyzed of 50% or more are regarded as objects to be analyzed, Since the node numbers are preferentially assigned to the coordinate axes from the direction in which the number of divisions of the rectangular element is small, the burden on the operator for inputting data and inputting data creation parameters is small, and the analysis target is based on these inputs. The finite element method data with a small calculation load and small errors in the boundary shape of the object can be automatically created.

【0047】本発明の第4の方法および構成による有限
要素データの作成方法およびその装置は、有限要素法に
よる解析対象物体の三次元有限要素データを作成するも
のにおいて、解析対象物体を含む三次元領域を設定し、
前記三次元領域を、指定された分割数に従って複数の直
方体要素に格子分割し、前記直方体要素のうち、解析対
象物体に含まれる面積が50%以上のものを解析対象物
体とみなし、三次元の座標軸のうち、前記直方体要素の
分割数の少ない方向から優先的に節点番号を付けるもの
であるので、操作者のデータ入力およびデータ作成用パ
ラメータ入力の負担が少なく、これらの入力にもとづい
て解析対象物体の境界形状の誤差が小さく、計算負荷の
少ない有限要素法データが自動的に作成できる。
A method and an apparatus for creating finite element data according to a fourth method and configuration of the present invention are for creating three-dimensional finite element data of an object to be analyzed by a finite element method. Set the area,
The three-dimensional area is divided into a plurality of rectangular parallelepiped elements according to a designated number of divisions, and among the rectangular parallelepiped elements, those having an area included in the object to be analyzed of 50% or more are regarded as the object to be analyzed. Since the node numbers are preferentially assigned to the coordinate axes in the direction in which the number of divisions of the rectangular parallelepiped element is small, the burden on the operator for inputting data and inputting data creation parameters is small, and the analysis target is based on these inputs. The finite element method data with a small calculation load and small errors in the boundary shape of the object can be automatically created.

【0048】本発明の第5の方法および構成による有限
要素データの作成方法およびその装置は、有限要素法に
よる解析対象物体の二次元有限要素データを作成するも
のにおいて、解析対象物体を含む二次元領域を設定し、
前記二次元領域を、指定された分割数に従って複数の長
方形要素に格子分割し、前記長方形要素のうち、その節
点が解析対象物体に2個以上含まれるものを解析対象物
体とみなし、二次元の座標軸のうち、前記長方形要素の
分割数の少ない方向から優先的に節点番号を付けるもの
であるので、操作者のデータ入力およびデータ作成用パ
ラメータ入力の負担が少なく、これらの入力にもとづい
て解析対象物体の境界形状の誤差が小さく、計算負荷の
少ない有限要素法データが自動的に作成できる。
A method and apparatus for creating finite element data according to the fifth method and configuration of the present invention is for creating two-dimensional finite element data of an object to be analyzed by the finite element method. Set the area,
The two-dimensional area is grid-divided into a plurality of rectangular elements according to a specified number of divisions, and among the rectangular elements, those whose nodes are included in the object to be analyzed two or more are regarded as objects to be analyzed, Since the node numbers are preferentially assigned to the coordinate axes from the direction in which the number of divisions of the rectangular element is small, the burden on the operator for inputting data and inputting data creation parameters is small, and the analysis target is based on these inputs. The finite element method data with a small calculation load and small errors in the boundary shape of the object can be automatically created.

【0049】本発明の第6の方法および構成による有限
要素データの作成方法およびその装置は、有限要素法に
よる解析対象物体の三次元有限要素データを作成するも
のにおいて、解析対象物体を含む三次元領域を設定し、
前記三次元領域を、指定された分割数に従って複数の直
方体要素に格子分割し、前記直方体要素のうち、その節
点が解析対象物体に4個以上含まれるものを解析対象物
体とみなし、三次元の座標軸のうち、前記直方体要素の
分割数の少ない方向から優先的に節点番号を付けるもの
であるので、操作者のデータ入力およびデータ作成用パ
ラメータ入力の負担が少なく、これらの入力にもとづい
て解析対象物体の境界形状の誤差が小さく、計算負荷の
少ない有限要素法データが自動的に作成できる。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a method and apparatus for creating finite element data according to the sixth method and configuration, wherein three-dimensional finite element data of an object to be analyzed is created by a finite element method. Set the area,
The three-dimensional area is grid-divided into a plurality of rectangular parallelepiped elements according to a specified number of divisions, and among the rectangular parallelepiped elements, those whose nodes are included in the object to be analyzed four or more are regarded as objects to be analyzed, and three-dimensional Since the node numbers are preferentially assigned to the coordinate axes in the direction in which the number of divisions of the rectangular parallelepiped element is small, the burden on the operator for inputting data and inputting data creation parameters is small, and the analysis target is based on these inputs. The finite element method data with a small calculation load and small errors in the boundary shape of the object can be automatically created.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の実施の形態1の構成を示すブロック
図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a first embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の実施の形態1の動作シーケンスを示
す動作フローチャートである。
FIG. 2 is an operation flowchart showing an operation sequence according to the first embodiment of the present invention.

【図3】 本発明の実施の形態1に使用される対象物体
と空間領域の説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram of a target object and a spatial region used in the first embodiment of the present invention.

【図4】 本発明の実施の形態1に入力される対象物体
データの説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram of target object data input to the first embodiment of the present invention.

【図5】 本発明の実施の形態1の要素分割の中間状態
を示す説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an intermediate state of element division according to the first embodiment of the present invention.

【図6】 本発明の実施の形態1の要素分割の中間状態
を示す説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating an intermediate state of element division according to the first embodiment of the present invention.

【図7】 本発明の実施の形態1において要素の材料番
号を決めるための説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram for determining a material number of an element in the first embodiment of the present invention.

【図8】 本発明の実施の形態1において節点座標の移
動を説明する図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating movement of node coordinates according to the first embodiment of the present invention.

【図9】 本発明の実施の形態1において要素の材料番
号を決めるための説明図である。
FIG. 9 is an explanatory diagram for determining a material number of an element in the first embodiment of the present invention.

【図10】 本発明の実施の形態1において要素分割と
要素の材料番号を決めるための説明図である。
FIG. 10 is an explanatory diagram for determining element division and element numbers of elements in Embodiment 1 of the present invention.

【図11】 本発明の実施の形態1において、三次元要
素分割を説明する図である。
FIG. 11 is a diagram illustrating three-dimensional element division in the first embodiment of the present invention.

【図12】 本発明の実施の形態1において、節点並べ
換え後の情報格納テーブルの説明図である。
FIG. 12 is an explanatory diagram of an information storage table after node rearrangement in the first embodiment of the present invention.

【図13】 本発明の実施の形態2に使用される対象物
体と空間領域の説明図である。
FIG. 13 is an explanatory diagram of a target object and a spatial region used in Embodiment 2 of the present invention.

【図14】 本発明の実施の形態3の動作シーケンスを
示す動作フローチャートである。
FIG. 14 is an operation flowchart showing an operation sequence according to the third embodiment of the present invention.

【図15】 本発明の実施の形態3において要素の材料
番号を決めるための説明図である。
FIG. 15 is an explanatory diagram for determining a material number of an element in the third embodiment of the present invention.

【図16】 本発明の実施の形態7に使用される対象物
体と空間領域の説明図である。
FIG. 16 is an explanatory diagram of a target object and a spatial region used in Embodiment 7 of the present invention.

【図17】 本発明の実施の形態7に使用される入力デ
ータを説明する図である。
FIG. 17 is a diagram illustrating input data used in the seventh embodiment of the present invention.

【図18】 本発明の実施の形態8に使用される対象物
体と空間領域の説明図である。
FIG. 18 is an explanatory diagram of a target object and a spatial region used in Embodiment 8 of the present invention.

【図19】 本発明の実施の形態8に使用される入力デ
ータを説明する図である。
FIG. 19 is a diagram illustrating input data used in the eighth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 入力部、2 CPU、3 出力部、4 プログラム
メモリ、5 データメモリ、6 外部記憶装置、7 バ
ス、8、10 対象物体、9、11 空間領域。
1 input unit, 2 CPU, 3 output unit, 4 program memory, 5 data memory, 6 external storage device, 7 bus, 8, 10 target object, 9, 11 space area.

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 有限要素法による解析対象物体の二次元
有限要素データの作成方法において、解析対象物体を含
む二次元領域を設定する工程と、前記二次元領域を、指
定された分割数に従って複数の長方形要素に格子分割す
る工程と、前記長方形要素の指定された方向の辺であっ
て、解析対象物体の輪郭線が貫通する辺の両端の節点の
うち、輪郭線に近い方の節点を輪郭線に一致させるよう
に前記指定された方向に平行移動する工程と、二次元の
座標軸のうち、前記長方形要素の分割数の少ない方向か
ら優先的に節点番号を付ける工程とを備えた有限要素デ
ータの作成方法。
1. A method for creating two-dimensional finite element data of an object to be analyzed by a finite element method, comprising the steps of: setting a two-dimensional area including the object to be analyzed; Grid-dividing into rectangular elements, and, among the nodes in both sides of the rectangular element in the designated direction and through which the outline of the object to be analyzed penetrates, the nodes closer to the outline are contoured. Finite element data comprising a step of translating in the designated direction so as to match a line, and a step of giving a node number preferentially from a direction in which the number of divisions of the rectangular element is smaller among two-dimensional coordinate axes. How to create
【請求項2】 有限要素法による解析対象物体の三次元
有限要素データの作成方法において、解析対象物体を含
む三次元領域を設定する工程と、前記三次元領域を、指
定された分割数に従って複数の直方体要素に格子分割す
る工程と、前記三次元領域の指定された方向の二次元断
面において、前記直方体要素の断面の長方形要素の指定
された方向の辺であって、解析対象物体の輪郭線が貫通
する辺の両端の節点のうち、輪郭線に近い方の節点を輪
郭線に一致させるように前記指定された方向に平行移動
する工程と、三次元の座標軸のうち、前記直方体要素の
分割数の少ない方向から優先的に節点番号を付ける工程
とを備えた有限要素データの作成方法。
2. A method for creating three-dimensional finite element data of an object to be analyzed by a finite element method, comprising the steps of: setting a three-dimensional area including the object to be analyzed; Grid dividing into rectangular parallelepiped elements, and, in a two-dimensional cross section in a specified direction of the three-dimensional region, a side in a specified direction of a rectangular element of a cross section of the rectangular parallelepiped element, and a contour line of an object to be analyzed. Among the nodes at both ends of the side penetrating through, a step of translating in the specified direction so that a node closer to the contour line coincides with the contour line, and dividing the rectangular parallelepiped element among the three-dimensional coordinate axes A method for creating finite element data, comprising: a step of giving a node number preferentially from a small number of directions.
【請求項3】 有限要素法による解析対象物体の二次元
有限要素データの作成方法において、解析対象物体を含
む二次元領域を設定する工程と、前記二次元領域を、指
定された分割数に従って複数の長方形要素に格子分割す
る工程と、前記長方形要素のうち、解析対象物体に含ま
れる面積が50%以上のものを解析対象物体とみなす工
程と、二次元の座標軸のうち、前記長方形要素の分割数
の少ない方向から優先的に節点番号を付ける工程とを備
えた有限要素データの作成方法。
3. A method for creating two-dimensional finite element data of an object to be analyzed by a finite element method, comprising the steps of: setting a two-dimensional region including the object to be analyzed; Dividing the rectangular element into lattice elements, of which the area included in the object to be analyzed is 50% or more as the object to be analyzed, dividing the rectangular element among the two-dimensional coordinate axes A method for creating finite element data, comprising: a step of giving a node number preferentially from a small number of directions.
【請求項4】 有限要素法による解析対象物体の三次元
有限要素データの作成方法において、解析対象物体を含
む三次元領域を設定する工程と、前記三次元領域を、指
定された分割数に従って複数の直方体要素に格子分割す
る工程と、前記直方体要素のうち、解析対象物体に含ま
れる面積が50%以上のものを解析対象物体とみなす工
程と、三次元の座標軸のうち、前記直方体要素の分割数
の少ない方向から優先的に節点番号を付ける工程とを備
えた有限要素データの作成方法。
4. A method for creating three-dimensional finite element data of an object to be analyzed by a finite element method, comprising the steps of: setting a three-dimensional region including the object to be analyzed; Dividing the rectangular parallelepiped elements into grid elements; determining, among the rectangular parallelepiped elements, those having an area included in the analysis target object of 50% or more as the analysis target objects; and dividing the rectangular parallelepiped elements among the three-dimensional coordinate axes. A method for creating finite element data, comprising: a step of giving a node number preferentially from a small number of directions.
【請求項5】 有限要素法による解析対象物体の二次元
有限要素データの作成方法において、解析対象物体を含
む二次元領域を設定する工程と、前記二次元領域を、指
定された分割数に従って複数の長方形要素に格子分割す
る工程と、前記長方形要素のうち、その節点が解析対象
物体に2個以上含まれるものを解析対象物体とみなす工
程と、二次元の座標軸のうち、前記長方形要素の分割数
の少ない方向から優先的に節点番号を付ける工程とを備
えた有限要素データの作成方法。
5. A method for creating two-dimensional finite element data of an object to be analyzed by a finite element method, comprising the steps of: setting a two-dimensional region including the object to be analyzed; Grid-dividing into rectangular elements; and, among the rectangular elements, a step in which two or more nodes of the rectangular elements are included in the object to be analyzed as an object to be analyzed. A method for creating finite element data, comprising: a step of giving a node number preferentially from a small number of directions.
【請求項6】 有限要素法による解析対象物体の三次元
有限要素データの作成方法において、解析対象物体を含
む三次元領域を設定する工程と、前記三次元領域を、指
定された分割数に従って複数の直方体要素に格子分割す
る工程と、前記直方体要素のうち、その節点が解析対象
物体に4個以上含まれるものを解析対象物体とみなす工
程と、三次元の座標軸のうち、前記直方体要素の分割数
の少ない方向から優先的に節点番号を付ける工程とを備
えた有限要素データの作成方法。
6. A method for creating three-dimensional finite element data of an object to be analyzed by a finite element method, comprising the steps of: setting a three-dimensional area including the object to be analyzed; Dividing the rectangular parallelepiped elements into grid elements, and, among the rectangular parallelepiped elements, those whose nodes are included in the object to be analyzed four or more, as an object to be analyzed, and dividing the rectangular parallelepiped elements among the three-dimensional coordinate axes. A method for creating finite element data, comprising: a step of giving a node number preferentially from a small number of directions.
【請求項7】 有限要素法による解析対象物体の二次元
有限要素データを作成する装置において、解析対象物体
を含む二次元領域を設定する手段と、前記二次元領域
を、指定された分割数に従って複数の長方形要素に格子
分割する手段と、前記長方形要素の指定された方向の辺
であって、解析対象物体の輪郭線が貫通する辺の両端の
節点のうち、輪郭線に近い方の節点を輪郭線に一致させ
るように前記指定された方向に平行移動する手段と、二
次元の座標軸のうち、前記長方形要素の分割数の少ない
方向から優先的に節点番号を付ける手段とを備えた有限
要素データの作成装置。
7. An apparatus for creating two-dimensional finite element data of an object to be analyzed by a finite element method, comprising: means for setting a two-dimensional area including the object to be analyzed; Means for grid-dividing into a plurality of rectangular elements, and, among the nodes in the specified direction of the rectangular elements, the nodes nearer to the outline among the nodes at both ends of the side through which the outline of the object to be analyzed passes. A finite element comprising: means for moving in parallel to the specified direction so as to match the contour line; and means for giving priority to the node numbers in the two-dimensional coordinate axes from the direction in which the number of divisions of the rectangular element is small. Data creation device.
【請求項8】 有限要素法による解析対象物体の三次元
有限要素データを作成する装置において、解析対象物体
を含む三次元領域を設定する手段と、前記三次元領域
を、指定された分割数に従って複数の直方体要素に格子
分割する手段と、前記三次元領域の指定された方向の二
次元断面において、前記直方体要素の断面の長方形要素
の指定された方向の辺であって、解析対象物体の輪郭線
が貫通する辺の両端の節点のうち、輪郭線に近い方の節
点を輪郭線に一致させるように前記指定された方向に平
行移動する手段と、三次元の座標軸のうち、前記直方体
要素の分割数の少ない方向から優先的に節点番号を付け
る手段とを備えた有限要素データの作成装置。
8. An apparatus for creating three-dimensional finite element data of an object to be analyzed by a finite element method, comprising: means for setting a three-dimensional area including the object to be analyzed; Means for grid-dividing into a plurality of rectangular parallelepiped elements, and, in a two-dimensional cross section in a specified direction of the three-dimensional region, a side in a specified direction of a rectangular element of a cross section of the rectangular parallelepiped element, Of the nodes at both ends of the side through which the line penetrates, means for translating in the specified direction so that the node closer to the contour line coincides with the contour line, and of the three-dimensional coordinate axes, Means for preferentially assigning node numbers from the direction in which the number of divisions is small.
【請求項9】 有限要素法による解析対象物体の二次元
有限要素データを作成する装置において、解析対象物体
を含む二次元領域を設定する手段と、前記二次元領域
を、指定された分割数に従って複数の長方形要素に格子
分割する手段と、前記長方形要素のうち、解析対象物体
に含まれる面積が50%以上のものを解析対象物体とみ
なす手段と、二次元の座標軸のうち、前記長方形要素の
分割数の少ない方向から優先的に節点番号を付ける手段
とを備えた有限要素データの作成装置。
9. An apparatus for creating two-dimensional finite element data of an object to be analyzed by a finite element method, comprising: means for setting a two-dimensional area including the object to be analyzed; Means for dividing the rectangular element into a plurality of rectangular elements; means for regarding the rectangular element whose area included in the object to be analyzed is 50% or more as the object to be analyzed; Means for preferentially assigning node numbers from the direction in which the number of divisions is small.
【請求項10】 有限要素法による解析対象物体の三次
元有限要素データを作成する装置において、解析対象物
体を含む三次元領域を設定する手段と、前記三次元領域
を、指定された分割数に従って複数の直方体要素に格子
分割する手段と、前記直方体要素のうち、解析対象物体
に含まれる面積が50%以上のものを解析対象物体とみ
なす手段と、三次元の座標軸のうち、前記直方体要素の
分割数の少ない方向から優先的に節点番号を付ける手段
とを備えた有限要素データの作成装置。
10. An apparatus for creating three-dimensional finite element data of an object to be analyzed by a finite element method, comprising: means for setting a three-dimensional region including the object to be analyzed; Means for dividing the grid into a plurality of rectangular parallelepiped elements; means for considering, among the rectangular parallelepiped elements, those having an area included in the object to be analyzed of 50% or more as the object to be analyzed; Means for preferentially assigning node numbers from the direction in which the number of divisions is small.
【請求項11】 有限要素法による解析対象物体の二次
元有限要素データを作成する装置において、解析対象物
体を含む二次元領域を設定する手段と、前記二次元領域
を、指定された分割数に従って複数の長方形要素に格子
分割する手段と、前記長方形要素のうち、その節点が解
析対象物体に2個以上含まれるものを解析対象物体とみ
なす手段と、二次元の座標軸のうち、前記長方形要素の
分割数の少ない方向から優先的に節点番号を付ける手段
とを備えた有限要素データの作成装置。
11. An apparatus for creating two-dimensional finite element data of an object to be analyzed by a finite element method, comprising: means for setting a two-dimensional area including the object to be analyzed; Means for grid-dividing into a plurality of rectangular elements, means for considering, as the object to be analyzed, those whose nodes are included in the object to be analyzed among the rectangular elements, two or more of the two-dimensional coordinate axes Means for preferentially assigning node numbers from the direction in which the number of divisions is small.
【請求項12】 有限要素法による解析対象物体の三次
元有限要素データを作成する装置において、解析対象物
体を含む三次元領域を設定する手段と、前記三次元領域
を、指定された分割数に従って複数の直方体要素に格子
分割する手段と、前記直方体要素のうち、その節点が解
析対象物体に4個以上含まれるものを解析対象物体とみ
なす手段と、三次元の座標軸のうち、前記直方体要素の
分割数の少ない方向から優先的に節点番号を付ける手段
とを備えた有限要素データの作成装置。
12. An apparatus for creating three-dimensional finite element data of an object to be analyzed by a finite element method, comprising: means for setting a three-dimensional region including the object to be analyzed; Means for grid-dividing into a plurality of rectangular parallelepiped elements; means for considering, among the rectangular parallelepiped elements, four or more nodes of which are included in the object to be analyzed as the object to be analyzed; and three-dimensional coordinate axes, Means for preferentially assigning node numbers from the direction in which the number of divisions is small.
JP10087277A 1998-03-31 1998-03-31 Method for generating finite element data and device therefor Pending JPH11283050A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012185733A (en) * 2011-03-07 2012-09-27 Sumitomo Rubber Ind Ltd Method for creating finite element model of filler blending rubber

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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