結構體的接合位置的優化解析方法以及裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及結構體的接合位置的優化解析方法以及裝置，主要涉及點焊等點接 合、和激光焊接、電弧焊或者粘接點焊接合等連續接合的接合位置的優化解析方法以及裝 置。
【背景技術】
[0002] 近年來，特別是，在汽車行業中以環境問題為起因而不斷推進車身的輕量化，在車 身的設計中基于計算機輔助工學（computer aided engineering)的解析（以下，稱為"CAE 解析"）成為不可缺少的技術。
[0003] 已知在該CAE解析中通過使用數理優化、板厚優化、形狀優化、拓撲優化等優化技 術來謀求剛性的提高、輕量化，例如經常用于發動機體等鑄件的結構優化。
[0004] 在優化技術中，特別是拓撲優化（topology optimization)正在受到關注。拓撲優 化是以下方法：設置某種程度大小的設計空間，在該設計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，而設為滿足該條件的 最佳形狀。因此，拓撲優化使用以下方法，即對形成設計空間的立體要素進行直接約束并直 接施加載荷。
[0005] 作為與這種拓撲優化有關的技術，在專利文獻1中公開了一種用于對復雜結構體 的要素進行拓撲優化的方法。
[0006] 在先技術文獻
[0007] 專利文獻
[0008] 專利文獻1 :日本特開2010-250818號公報
【發明內容】
[0009] 發明要解決的課題
[0010] 車身那樣的結構體通過利用焊接等將多個部件接合來形成一個結構體，已知如果 增加接合量則剛性提高。但是，從成本的觀點出發，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，存在設定為均等間隔的方法、通過經 驗和直覺來設定的方法、通過應力解析對應力高的部分進行追加的方法等。
[0012] 然而，在將接合位置設定為均等間隔的方法、通過經驗和直覺來設定焊接位置的 方法中，并非找出用于提高剛性所需的位置來設定焊接位置，因此會在不需要的位置上設 定焊接位置，從而從成本方面出發不得不說效率較差。
[0013] 另外，在通過應力解析對應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 行評價時不能說是使焊接位置最佳。
[0014] 這樣，在以往技術中，均無法設定于用于提高特性的最佳位置。
[0015] 因此，考慮應用專利文獻1所公開那樣的優化技術，但是該文獻并非是公開對焊 接位置的優化如何應用優化技術的文獻，從而期望開發出這種技術。
[0016] 本發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化技術， 能夠求出用于多個部件的接合的點接合或者連續接合的最佳位置，該多個部件構成由平面 要素及/或立體要素構成的結構體模型。
[0017] 用于解決課題的方案
[0018] 為了達到上述目的，本發明提供以下接合位置的優化解析方法以及接合位置的優 化解析裝置。
[0019] (1) 一種接合位置的優化解析方法，是用于多個部件的接合的點接合或者連續接 合的優化解析方法，該多個部件構成由平面要素及/或立體要素構成的結構體模型，該接 合位置的優化解析方法具有以下步驟：
[0020] 解析對象部設定步驟，設定對上述多個部件進行接合的接合點或者接合部中的解 析對象部；
[0021] 固定接合設定步驟，在所設定的解析對象部中將至少一處的接合點或者接合部設 定為固定接合點或者固定接合部；
[0022] 接合候補設定步驟，對上述解析對象部設定成為接合點或者接合部的候補的接合 候補；
[0023] 解析條件設定步驟，對上述解析對象部設定解析條件；以及
[0024] 解析步驟，從上述接合候補中求出滿足上述解析條件的最佳的接合點或者接合 部。
[0025] (2) -種接合位置的優化解析方法，是用于多個部件的接合的點接合或者連續接 合的優化解析方法，該多個部件構成由平面要素及/或立體要素構成的結構體模型，該接 合位置的優化解析方法具有以下步驟：
[0026] 接合候補設定步驟，設定成為對上述多個部件進行接合的接合點或者接合部的候 補的接合候補；
[0027] 解析對象部設定步驟，對所設定的接合候補設定解析對象部；
[0028] 固定接合設定步驟，在所設定的解析對象部中將至少一處的接合點或者接合部設 定為固定接合點或者固定接合部；
[0029] 解析條件設定步驟，對上述解析對象部設定解析條件；以及
[0030] 解析步驟，從上述接合候補中求出滿足上述解析條件的最佳的接合點或者接合 部。
[0031] (3) -種接合位置的優化解析方法，是用于多個部件的接合的點接合或者連續接 合的優化解析方法，該多個部件構成由平面要素及/或立體要素構成的結構體模型，該接 合位置的優化解析方法具有以下步驟：
[0032] 接合候補設定步驟，設定成為對上述多個部件進行接合的接合點或者接合部的候 補的接合候補；
[0033] 解析對象部設定步驟，對所設定的接合候補設定解析對象部；
[0034] 固定接合設定步驟，在所設定的解析對象部中將至少一處的接合點或者接合部設 定為固定接合點或者固定接合部；
[0035] 接合候補再設定步驟，對上述解析對象部再次設定成為接合點或者接合部的候補 的接合候補；
[0036] 解析條件設定步驟，對上述解析對象部設定解析條件；以及
[0037] 解析步驟，從再次設定的上述接合候補中求出滿足上述解析條件的最佳的接合點 或者接合部。
[0038] (4)根據（3)所述的接合位置的優化解析方法，其中，
[0039] 上述接合候補再設定步驟具有用于生成上述接合點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：根據構成部件的各平面要素的節點坐標來決定要 素的代表點的步驟；以及以上述部件的一個平面要素為基準，針對其它部件的平面要素，根 據坐標值計算各代表點彼此之間的點間距離，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⑴~⑷中任一項所述的接合位置的優化解析方法，其中，在上述解析 步驟中，將離散系數設定為4以上而進行離散化。
[0042] (6)根據（1)~（5)中任一項所述的接合位置的優化解析方法，其中，在上述固定 接合設定步驟中，對所接合的多個部件進行結構解析，基于該結構解析的結果來設定上述 固定接合點或者上述固定接合部。
[0043] (7)根據（1)~（6)中任一項所述的接合位置的優化解析方法，其中，在上述固定 接合設定步驟中，以所接合的多個部件中的全部接合要素為對象而進行基于數值解析的優 化計算，基于該優化計算來設定上述固定接合點或者上述固定接合部。
[0044] (8)根據⑴~（7)中任一項所述的接合位置的優化解析方法，其中，上述接合候 補設定步驟具有用于生成上述接合點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：根據構成部件的各平面要素的節點坐標來決定要素的代表點的步驟；以及以 上述部件的一個平面要素為基準，針對其它部件的平面要素，根據坐標值計算各代表點彼 此之間的點間距離，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) 一種接合位置的優化解析裝置，是用于多個部件的接合的點接合或者連續接 合的優化解析裝置，該多個部件構成由平面要素及/或立體要素構成的結構體模型，該接 合位置的優化解析裝置具有：
[0046] 解析對象部設定部，其設定對上述多個部件進行接合的接合點或者接合部中的解 析對象部；
[0047] 固定接合設定部，其在所設定的解析對象部中將至少一處的接合點或者接合部設 定為固定接合點或者固定接合部；
[0048] 接合候補設定部，其對上述解析對象部設定成為接合點或者接合部的候補的接合 候補；
[0049] 解析條件設定部，其對上述解析對象部設定解析條件；以及
[0050] 優化解析部，其從上述接合候補中求出滿足上述解析條件的最佳的接合點或者接 合部。
[0051] (10) -種接合位置的優化解析裝置，是用于多個部件的接合的點接合或者連續接 合的優化解析裝置，該多個部件構成由平面要素及/或立體要素構成的結構體模型，該接 合位置的優化解析裝置具有：
[0052] 接合候補設定部，其設定成為對上述多個部件進行接合的接合點或者接合部的候 補的接合候補；
[0053] 解析對象部設定部，其對所設定的接合候補設定解析對象部；
[0054] 固定接合設定部，其在所設定的解析對象部中將至少一處的接合點或者接合部設 定為固定接合點或者固定接合部；
[0055] 解析條件設定部，其對上述解析對象部設定解析條件；以及
[0056] 優化解析部，其從上述接合候補中求出滿足上述解析條件的最佳的接合點或者接 合部。
[0057] (11) -種接合位置的優化解析裝置，是用于多個部件的接合的點接合或者連續接 合的優化解析裝置，該多個部件構成由平面要素及/或立體要素構成的結構體模型，該接 合位置的優化解析裝置具有：
[0058] 接合候補設定部，其設定成為對上述多個部件進行接合的接合點或者接合部的候 補的接合候補；
[0059] 解析對象部設定部，其對所設定的接合候補設定解析對象部；
[0060] 固定接合設定部，其在所設定的解析對象部中將至少一處的接合點或者接合部設 定為固定接合點或者固定接合部；
[0061] 接合候補再設定部，其對上述解析對象部再次設定成為接合點或者接合部的候補 的接合候補；
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