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公開番号2025128923
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-03
出願番号2024025938
出願日2024-02-22
発明の名称ソリッドモデル生成システム、ソリッドモデル生成方法、及びソリッドモデル生成プログラム
出願人日本製鉄株式会社
代理人個人,個人
主分類G06F 30/23 20200101AFI20250827BHJP(計算;計数)
要約【課題】ソリッドモデルの生成の工数を削減する。
【解決手段】ソリッドモデル生成システムは、物体の3次元形状を示す第1形状データに対応する3次元有限要素モデルであるソリッドモデルをベースモデルとして取得するベースモデル取得部1と、第1形状データにおける3次元座標の変更を示す変更情報を取得する変更情報取得部2と、変更情報が示す3次元座標の変更を基に、前記ベースモデルで表される物体の表面のうち一部の対象面の節点の移動量を決定する面移動量決定部3と、面移動量決定部で決定された移動量で前記ベースモデルの前記対象面の節点を移動させたソリッドモデルである更新モデルを生成するソリッドモデル生成部4と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
物体の３次元形状を示す第１形状データに対応する３次元有限要素モデルであるソリッドモデルをベースモデルとして取得するベースモデル取得部と、
前記第１形状データにおける３次元座標の変更を示す変更情報を取得する変更情報取得部と、
前記変更情報が示す３次元座標の変更を基に、前記ベースモデルで表される物体の表面のうち一部の対象面の節点の移動量を決定する面移動量決定部と、
前記面移動量決定部で決定された移動量で前記ベースモデルの前記対象面の節点を移動させたソリッドモデルである更新モデルを生成するソリッドモデル生成部と、を備える、ソリッドモデル生成システム。
続きを表示（約 1,700 文字）【請求項２】
前記変更情報は、前記第１形状データの３次元座標と、第１形状データが示す形状とは異なる形状を示す第２形状データの３次元座標との差分を示すデータである請求項１に記載のソリッドモデル生成システム。
【請求項３】
前記第１形状データを構成する第１点群データと、前記第２形状データを構成する第２点群データとは、互いに対応する点が設定されており、
前記変更情報取得部は、前記第１点群データおよび前記第２点群データの対応する点同士を結ぶ点群移動ベクトルを生成し、
前記面移動量決定部は、前記点群移動ベクトルに基づいて、前記ベースモデルにおける前記対象面の節点の移動量である対象面節点移動ベクトルを生成する請求項２に記載のソリッドモデル生成システム。
【請求項４】
前記ソリッドモデル生成部は、前記対象面の節点の移動量に基づいて、前記ベースモデルの内部節点の移動量を決定し、当該決定した移動量で前記ベースモデルの内部節点を移動させることで前記更新モデルを生成する、請求項１～３のいずれか１項に記載のソリッドモデル生成システム。
【請求項５】
前記ソリッドモデル生成部は、前記ベースモデルの内部節点の移動量を、周囲の複数の他の節点それぞれの移動量及び前記内部節点からの距離に基づいて決定し、当該決定した移動量で前記ベースモデルの内部節点を移動させることで前記更新モデルを生成する、請求項１～３のいずれか１項に記載のソリッドモデル生成システム。
【請求項６】
前記ソリッドモデル生成部は、前記ベースモデルの内部節点の移動量を、周囲の複数の他の節点それぞれの移動量及び前記内部節点からの距離に基づいて決定し、当該決定した移動量で前記ベースモデルの内部節点を移動させる処理を、対象となる複数の内部節点について複数回繰り返し実行する、請求項５に記載のソリッドモデル生成システム。
【請求項７】
前記ソリッドモデル生成部は、前記対象面の節点の移動量によって移動する節点で形成される多面体要素が、予め決められた許容条件を満たすか否かを判定し、判定結果に応じて、前記内部節点を移動させるか否かを決定する、請求項４に記載のソリッドモデル生成システム。
【請求項８】
前記面移動量決定部は、前記対象面の節点に対応する前記第１形状データにおける３次元座標を決定し、決定した対応する３次元座標の変更に基づいて前記対象面の節点の移動量を決定する、請求項１～３のいずれか１項に記載のソリッドモデル生成システム。
【請求項９】
物体の３次元形状を示す第１形状データに対応する３次元有限要素モデルであるソリッドモデルをベースモデルとして取得するベースモデル取得処理と、
前記第１形状データにおける３次元座標の変更を示す変更情報を取得する変更情報取得処理と、
前記変更情報が示す３次元座標の変更を基に、前記ベースモデルで表される物体の表面のうち一部の対象面の節点の移動量を決定する面移動量決定処理と、
前記面移動量決定処理で決定された移動量で前記ベースモデルの前記対象面の節点を移動させたソリッドモデルである更新モデルを生成するソリッドモデル生成処理と、コンピュータに実行させる、ソリッドモデル生成プログラム。
【請求項１０】
コンピュータにより実行されるソリッドモデル生成方法であって、
物体の３次元形状を示す第１形状データに対応する３次元有限要素モデルであるソリッドモデルをベースモデルとして取得するベースモデル取得ステップと、
前記第１形状データにおける３次元座標の変更を示す変更情報を取得する変更情報取得ステップと、
前記変更情報が示す３次元座標の変更を基に、前記ベースモデルで表される物体の表面のうち一部の対象面の節点の移動量を決定する面移動量決定ステップと、
前記面移動量決定ステップで決定された移動量で前記ベースモデルの前記対象面の節点を移動させたソリッドモデルである更新モデルを生成するソリッドモデル生成ステップとを有する、ソリッドモデル生成方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンピュータにより３次元有限要素モデルであるソリッドモデルを生成する技術に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
有限要素法を用いたコンピュータによる解析は、様々な設計及び製造に貢献する。例えば、金型及び成形品の有限要素モデルを用いた成形解析は、目標形状の成形品を製造するための金型の設計及び製造の効率化に貢献する。
【０００３】
特許第５９４１３２０号公報（特許文献１）には、成形品のスプリングバックを見込んでプレス成形金型の金型形状を決定する金型形状シミュレーションシステムが開示されている。このシステムは、有限要素法を用いて、プレス成形金型の下死点における成形品の残留応力を算出し、下死点の成形品の形状と残留応力からスプリングバック後の形状を算出して表示する。
【０００４】
特許第６９４９４１５号公報（特許文献２）には、成形品の３次元のＣＡＤデータで表される面を、有限要素法を用いて、複数の有限個の要素に分割してメッシュ化することで解析前形状モデルを得ることが記載されている。解析前形状モデルに対して成形シミュレーションによるそり変形予測等の解析が実行され解析後モデルが生成される。解析後モデルは細分化され、細分化されたデータから、そり予測結果等を考慮した金型ＣＡＤモデルデータが得られる。
【０００５】
特開２００２－２１９５２３号公報（特許文献３）には、金型により被成形材料をプレス成形する際に生じる現象をコンピュータ上で有限要素法により解析するプレス成形解析方法が記載されている。金型の各部位に対応する要素は、該金型の所定曲率半径以下の所定のＲ部に対応する部位では剛体のシェル要素により形成される。Ｒ部以外の部位では弾性体のソリッド要素により形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特許第５９４１３２０号公報
特許第６９４９４１５号公報
特開２００２－２１９５２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
有限要素法を用いた解析では、例えば、金型やプレス機等を弾性体のソリッドモデルとすることでより実機に近い条件で解析を実施できる。ソリッドモデルを高品質に作成する工数はシェルモデルと比較して大きい。例えば、スプリングバックによる変形量を見越し、スプリングバック後に成形品形状が目標形状と一致するよう、金型形状を修正する見込み技術を繰り返し実施する場合などにおいては、工数の増大が課題となる。
【０００８】
そこで、本開示は、ソリッドモデルの生成の工数を削減できるソリッドモデル生成システム、方法及びプログラムを開示する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の実施形態におけるソリッドモデル生成システムは、物体の３次元形状を示す第１形状データに対応する３次元有限要素モデルであるソリッドモデルをベースモデルとして取得するベースモデル取得部と、
前記第１形状データにおける３次元座標の変更を示す変更情報を取得する変更情報取得部と、
前記変更情報が示す３次元座標の変更を基に、前記ベースモデルで表される物体の表面のうち一部の対象面の節点の移動量を決定する面移動量決定部と、
前記面移動量決定部で決定された移動量で前記ベースモデルの前記対象面の節点を移動させたソリッドモデルである更新モデルを生成するソリッドモデル生成部と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
図１は、本実施形態における金型形状データ作成システムの構成を示す図である。
図２は、図１に示すシステムの動作例を示すフローチャートである。
図３は、図２に示すＳ５～Ｓ８における詳細な処理例を示すフローチャートである。
図４は、金型形状データ及び点群移動量データの例を示す図である。
図５は、金型形状データの例を説明するための図である。
図６は、ベースモデルＢＭと修正前金型形状ＳＴＬａの金型形状データが位置合わせされた状態の一例を示す図である。
図７は、ベースモデルの１つの節点ｎ２に対応する要素面ＥＬＭ１の例を示す図である。
図８は、図７に示す要素面の点の移動量の例を示す図である。
図９は、内部節点の移動量算出の例を説明するための図である。
図１０は、内部節点の計算例を示す図である。
図１１は、他の節点に基づく内部節点の移動量算出例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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