專利名稱：用于預(yù)測(cè)由振動(dòng)引起的電導(dǎo)線和/或?qū)Ь€保護(hù)部件的彎曲壽命的方法和裝置、以及存儲(chǔ)程 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于預(yù)測(cè)多個(gè)電導(dǎo)線和/或它們的導(dǎo)線保護(hù)部件的彎曲壽命的方法和裝置，其中該多個(gè)電導(dǎo)線在至少兩個(gè)點(diǎn)處被夾到預(yù)定部分，該彎曲由振動(dòng)引起，并且涉及一種用于預(yù)測(cè)該彎曲壽命的程序。
背景技術(shù)：
通常，在車輛等中，多個(gè)電子設(shè)備通過多個(gè)電導(dǎo)線(常常被簡(jiǎn)單地稱為“導(dǎo)線”)相互電氣連接。這些導(dǎo)線通過絕緣鎖定帶、膠帶等捆束為單一的束，如所謂的導(dǎo)線線束，其以延伸方式配置在汽車等的預(yù)定位置處。在某些情況中，這些導(dǎo)線受到導(dǎo)線保護(hù)部件的保護(hù)，諸如配置在預(yù)定部分處的套管。在其他情況中，這些導(dǎo)線配置在車輛等的預(yù)定部分處，同時(shí)未捆束成一條線，并且/或者未受到導(dǎo)線保護(hù)部件的保護(hù)。
車輛總是處于這樣的環(huán)境中，即由于發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)等原因其總是在振動(dòng)。特別地，分布在發(fā)動(dòng)機(jī)室內(nèi)部的直接接收發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)的電導(dǎo)線重復(fù)地彎曲和形變，并且最終由于振動(dòng)而斷開。公布了其實(shí)驗(yàn)結(jié)果。就此而言，特別重要的是，準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)電導(dǎo)線和導(dǎo)線保護(hù)部件的彎曲壽命。
通常，通過重復(fù)設(shè)計(jì)、試制和疲勞試驗(yàn)，執(zhí)行電導(dǎo)線和導(dǎo)線保護(hù)部件的彎曲壽命的預(yù)測(cè)。例如，在該疲勞試驗(yàn)中，沿預(yù)想的布線路徑分布的導(dǎo)線安置在振動(dòng)基板上。通過振動(dòng)器使該振動(dòng)基板以預(yù)定的頻率和預(yù)定的幅度振動(dòng)，并且在使其振動(dòng)了特定次數(shù)的振動(dòng)時(shí)，預(yù)測(cè)導(dǎo)線的彎曲壽命。
本說明書中引用的文獻(xiàn)是非專利文獻(xiàn)1Brain Library Publishing Corp在1978年8月10日出版的B.Nasu的“Matrix Infinite Element Method”，pp7～15非專利文獻(xiàn)2Corona Corp在1993年11月10日出版的Kimihiko Yasuda的“Mode Analysis and Dynamic Design”，pp54～56另一方面，車輛的研發(fā)周期趨向于是越來越短的，而且還存在增加彎曲壽命預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性的要求。在此情況下，其中重復(fù)疲勞試驗(yàn)的相關(guān)的彎曲壽命預(yù)測(cè)方法不能令人滿意地縮短研發(fā)周期，并且不能令人滿意地滿足增加預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性的要求。

發(fā)明內(nèi)容
因此，為了應(yīng)對(duì)上文提及的問題，本發(fā)明的目的在于，提供一種用于預(yù)測(cè)電導(dǎo)線的彎曲壽命的方法和裝置，其能夠在其中發(fā)生振動(dòng)的環(huán)境中，滿足高度準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)彎曲壽命以及縮短研發(fā)周期的要求，并且提供一種存儲(chǔ)用于以該方式預(yù)測(cè)該彎曲壽命的程序的記錄介質(zhì)。
為了實(shí)現(xiàn)上文所述的目的，本發(fā)明的特征在于，其具有下列配置。
(1)一種預(yù)測(cè)由振動(dòng)引起的多個(gè)導(dǎo)線的彎曲壽命的彎曲壽命預(yù)測(cè)方法，其中該多個(gè)導(dǎo)線的每一個(gè)的至少兩個(gè)點(diǎn)是被約束的，該方法包括以下步驟預(yù)存儲(chǔ)步驟，其中預(yù)存儲(chǔ)表示大氣溫度、關(guān)于該多個(gè)導(dǎo)線的應(yīng)力、和關(guān)于該多個(gè)導(dǎo)線的彎曲壽命之間關(guān)系的每個(gè)預(yù)測(cè)函數(shù)；設(shè)置步驟，其中設(shè)置該多個(gè)導(dǎo)線、大氣溫度、該多個(gè)導(dǎo)線的預(yù)振動(dòng)形狀以及該多個(gè)導(dǎo)線的約束條件；
有限元模型形成步驟，其中通過使用有限元方法，形成該多個(gè)導(dǎo)線的有限元模型；振動(dòng)分析步驟，其中計(jì)算關(guān)于預(yù)振動(dòng)形狀的固有頻率，并且分別計(jì)算對(duì)應(yīng)于該固有頻率的有限元模型的獨(dú)立有限元中的應(yīng)力；最大應(yīng)力檢索步驟，其中對(duì)于該多個(gè)導(dǎo)線中的每一個(gè)，從振動(dòng)分析步驟中計(jì)算的應(yīng)力中檢索最大應(yīng)力；預(yù)測(cè)函數(shù)讀出步驟，其中分別讀取對(duì)應(yīng)于在設(shè)置步驟中設(shè)置的大氣溫度的預(yù)測(cè)函數(shù)；彎曲壽命預(yù)測(cè)步驟，其中在參考在預(yù)測(cè)函數(shù)讀出步驟中讀出的預(yù)測(cè)函數(shù)的情況下，獲取對(duì)應(yīng)于該多個(gè)導(dǎo)線的每一個(gè)的最大應(yīng)力的彎曲壽命，并且自該彎曲壽命獲得最短的彎曲壽命；和輸出步驟，其中輸出在彎曲壽命預(yù)測(cè)步驟中獲得的最短彎曲壽命。
(2)根據(jù)(1)的方法，其中在振動(dòng)分析步驟中，將該多個(gè)導(dǎo)線當(dāng)作是其中該多個(gè)導(dǎo)線被捆束的布線結(jié)構(gòu)，并且分別計(jì)算該多個(gè)導(dǎo)線的固有頻率。
(3)根據(jù)(1)的方法，其中該多個(gè)導(dǎo)線捆束為單一的束，并且該多個(gè)導(dǎo)線的成束被設(shè)置為設(shè)置步驟中的約束條件之一。
(4)根據(jù)(1)的方法，進(jìn)一步包括位置限定步驟，其中在導(dǎo)線上限定對(duì)應(yīng)于最短彎曲壽命的位置，輸出步驟輸出由該位置限定步驟所限定的位置。
(5)根據(jù)(1)的方法，其中在振動(dòng)分析步驟中，計(jì)算對(duì)應(yīng)于固有頻率的有限元模型的有限元的位移，該方法包括干涉部分預(yù)測(cè)步驟，其中基于所計(jì)算的位移，預(yù)測(cè)由振動(dòng)引起的該多個(gè)導(dǎo)線上的干涉部分，并且輸出步驟輸出預(yù)測(cè)的干涉部分。
(6)根據(jù)(1)的方法，其中使用表示針對(duì)總體回歸函數(shù)的下置信區(qū)間的曲線用于預(yù)測(cè)函數(shù)，其中通過使用在多個(gè)典型的大氣溫度下針對(duì)該多個(gè)導(dǎo)線獲得的應(yīng)力和有關(guān)彎曲疲勞壽命的數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)計(jì)算該總體回歸函數(shù)。
(7)一種彎曲壽命預(yù)測(cè)方法，其預(yù)測(cè)多個(gè)電導(dǎo)線和用于保護(hù)該多個(gè)導(dǎo)線防止其由振動(dòng)引起彎曲的導(dǎo)線保護(hù)部件的彎曲壽命，其中該多個(gè)導(dǎo)線的每一個(gè)的至少兩個(gè)點(diǎn)是被約束的，該方法包括以下步驟預(yù)存儲(chǔ)步驟，其中預(yù)存儲(chǔ)大氣溫度、關(guān)于該多個(gè)導(dǎo)線和該導(dǎo)線保護(hù)部件的應(yīng)力、和該多個(gè)導(dǎo)線和該導(dǎo)線保護(hù)部件的彎曲壽命之間的關(guān)系；設(shè)置步驟，其中設(shè)置該多個(gè)導(dǎo)線、該導(dǎo)線保護(hù)部件、大氣溫度、該多個(gè)導(dǎo)線和該導(dǎo)線保護(hù)部件的預(yù)振動(dòng)形狀、以及該多個(gè)導(dǎo)線和該導(dǎo)線保護(hù)部件的約束條件；有限元模型形成步驟，其中通過使用有限元方法，形成該多個(gè)導(dǎo)線和該導(dǎo)線保護(hù)部件的有限元模型；振動(dòng)分析步驟，其中計(jì)算關(guān)于該多個(gè)導(dǎo)線和該導(dǎo)線保護(hù)部件的預(yù)振動(dòng)形狀的固有頻率，并且分別計(jì)算對(duì)應(yīng)于該固有頻率的有限元模型的獨(dú)立有限元中的應(yīng)力；最大應(yīng)力檢索步驟，其中對(duì)于該多個(gè)導(dǎo)線中的每一個(gè)和該導(dǎo)線保護(hù)部件，從振動(dòng)分析步驟中計(jì)算的應(yīng)力中檢索最大應(yīng)力；預(yù)測(cè)函數(shù)讀出步驟，其中讀取對(duì)應(yīng)于在設(shè)置步驟中設(shè)置的大氣溫度的預(yù)測(cè)函數(shù)；彎曲壽命預(yù)測(cè)步驟，其中在參考在預(yù)測(cè)函數(shù)讀出步驟中讀出的預(yù)測(cè)函數(shù)的情況下，分別獲取對(duì)應(yīng)于該多個(gè)導(dǎo)線和該導(dǎo)線保護(hù)部件的最大應(yīng)力的彎曲壽命，并且自所述彎曲壽命獲得最短的彎曲壽命；和輸出步驟，其中輸出在彎曲壽命預(yù)測(cè)步驟中獲得的最短彎曲壽命。
(8)根據(jù)(7)的方法，其中在振動(dòng)分析步驟中，將該多個(gè)導(dǎo)線當(dāng)作是其中該多個(gè)導(dǎo)線被捆束的布線結(jié)構(gòu)，并且分別計(jì)算該多個(gè)導(dǎo)線的固有頻率。
(9)根據(jù)(7)的方法，其中該多個(gè)導(dǎo)線捆束為單一的束，并且該多個(gè)導(dǎo)線的成束被設(shè)置為設(shè)置步驟中的約束條件之一。
(10)根據(jù)(7)的方法，進(jìn)一步包括位置限定步驟，其中在導(dǎo)線或者導(dǎo)線保護(hù)部件上限定對(duì)應(yīng)于最短彎曲壽命的位置，輸出步驟輸出由該位置限定步驟所限定的位置。
(11)根據(jù)(7)的方法，其中在振動(dòng)分析步驟中，計(jì)算對(duì)應(yīng)于固有頻率的有限元模型的有限元的位移，該方法包括干涉部分預(yù)測(cè)步驟，其中基于所計(jì)算的位移，預(yù)測(cè)由振動(dòng)引起的該多個(gè)導(dǎo)線或者導(dǎo)線保護(hù)部件上的干涉部分，并且輸出步驟輸出預(yù)測(cè)的干涉部分。
(12)根據(jù)(7)的方法，其中使用表示針對(duì)總體回歸函數(shù)的下置信區(qū)間的曲線用于預(yù)測(cè)函數(shù)，其中通過使用在多個(gè)典型的大氣溫度下針對(duì)該多個(gè)導(dǎo)線和導(dǎo)線保護(hù)部件獲得的應(yīng)力和有關(guān)彎曲疲勞壽命的數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)計(jì)算該總體回歸函數(shù)。
(13)一種用于預(yù)測(cè)由振動(dòng)引起的多個(gè)導(dǎo)線的彎曲壽命的彎曲壽命預(yù)測(cè)設(shè)備，其中該多個(gè)導(dǎo)線的每一個(gè)的至少兩個(gè)點(diǎn)是被約束的，該設(shè)備包括預(yù)存儲(chǔ)單元，用于預(yù)存儲(chǔ)表示大氣溫度、關(guān)于該多個(gè)導(dǎo)線的應(yīng)力、和關(guān)于該多個(gè)導(dǎo)線的彎曲壽命之間關(guān)系的每個(gè)預(yù)測(cè)函數(shù)；設(shè)置單元，用于設(shè)置該多個(gè)導(dǎo)線、大氣溫度、該多個(gè)導(dǎo)線的預(yù)振動(dòng)形狀以及該多個(gè)導(dǎo)線的約束條件；有限元模型形成單元，用于通過使用有限元方法形成該多個(gè)導(dǎo)線的有限元模型；振動(dòng)分析單元，用于計(jì)算關(guān)于預(yù)振動(dòng)形狀的固有頻率，并且分別計(jì)算對(duì)應(yīng)于該固有頻率的有限元模型的獨(dú)立有限元中的應(yīng)力；最大應(yīng)力檢索單元，用于針對(duì)該多個(gè)導(dǎo)線中的每一個(gè)，從振動(dòng)分析單元中計(jì)算的應(yīng)力中檢索最大應(yīng)力；預(yù)測(cè)函數(shù)讀出單元，用于分別讀取對(duì)應(yīng)于在設(shè)置單元中設(shè)置的大氣溫度的預(yù)測(cè)函數(shù)；彎曲壽命預(yù)測(cè)單元，用于在參考在預(yù)測(cè)函數(shù)讀出單元中讀出的預(yù)測(cè)函數(shù)的情況下，獲取對(duì)應(yīng)于該多個(gè)導(dǎo)線的每一個(gè)的最大應(yīng)力的彎曲壽命，并且自該彎曲壽命獲得最短的彎曲壽命；和輸出單元，用于輸出在彎曲壽命預(yù)測(cè)單元中獲得的最短彎曲壽命。
(14)根據(jù)(13)的設(shè)備，其中振動(dòng)分析單元計(jì)算對(duì)應(yīng)于固有頻率的有限元模型的有限元的位移，該設(shè)備包括干涉部分預(yù)測(cè)單元，其用于基于所計(jì)算的位移，預(yù)測(cè)由振動(dòng)引起的該多個(gè)導(dǎo)線或者導(dǎo)線保護(hù)部件上的干涉部分，并且輸出單元輸出預(yù)測(cè)的干涉部分。
(15)一種計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)，其存儲(chǔ)用于預(yù)測(cè)由振動(dòng)引起的該多個(gè)導(dǎo)線彎曲壽命的程序，其中該多個(gè)導(dǎo)線的每一個(gè)的至少兩個(gè)點(diǎn)是被約束的，該程序使計(jì)算機(jī)用作預(yù)存儲(chǔ)單元，用于預(yù)存儲(chǔ)表示大氣溫度、關(guān)于該多個(gè)導(dǎo)線的應(yīng)力、和關(guān)于該多個(gè)導(dǎo)線的彎曲壽命之間關(guān)系的每個(gè)預(yù)測(cè)函數(shù)；設(shè)置單元，用于設(shè)置該多個(gè)導(dǎo)線、大氣溫度、該多個(gè)導(dǎo)線的預(yù)振動(dòng)形狀以及該多個(gè)導(dǎo)線的約束條件；有限元模型形成單元，用于通過使用有限元方法形成該多個(gè)導(dǎo)線的有限元模型；振動(dòng)分析單元，用于計(jì)算關(guān)于預(yù)振動(dòng)形狀的固有頻率，并且分別計(jì)算對(duì)應(yīng)于該固有頻率的有限元模型的獨(dú)立有限元中的應(yīng)力；
最大應(yīng)力檢索單元，用于針對(duì)該多個(gè)導(dǎo)線中的每一個(gè)，從振動(dòng)分析單元中計(jì)算的應(yīng)力中檢索最大應(yīng)力；預(yù)測(cè)函數(shù)讀出單元，用于分別讀取對(duì)應(yīng)于在設(shè)置單元中設(shè)置的大氣溫度的預(yù)測(cè)函數(shù)；彎曲壽命預(yù)測(cè)單元，用于在參考在預(yù)測(cè)函數(shù)讀出單元中讀出的預(yù)測(cè)函數(shù)的情況下，獲取對(duì)應(yīng)于該多個(gè)導(dǎo)線的每一個(gè)的最大應(yīng)力的彎曲壽命，并且自該彎曲壽命獲得最短的彎曲壽命；和輸出單元，用于輸出在彎曲壽命預(yù)測(cè)單元中獲得的最短彎曲壽命。


圖1是示出了本發(fā)明的基本配置的框圖。
圖2A是示出了本發(fā)明中處理的電導(dǎo)線在離散化時(shí)的圖示。圖2B是示出了圖2A所示的離散化電導(dǎo)線的梁元素和節(jié)點(diǎn)的圖示。
圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)建的硬件配置的框圖。
圖4A和4B是示出了存儲(chǔ)在圖3中的存儲(chǔ)設(shè)備中的彎曲壽命數(shù)據(jù)的圖示。
圖5是示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的主處理過程的流程圖。
圖6是示出了圖5所示的振動(dòng)分析處理過程的流程圖。
圖7A、7B和7C分別是示出了第一、第二和第三振動(dòng)模式中的電導(dǎo)線的預(yù)測(cè)形狀的圖示。
用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最佳模式現(xiàn)將通過參考附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。首先將通過參考圖2A和2B描述在實(shí)施例中使用的前提、理論和基礎(chǔ)公式。圖2A是示出了本發(fā)明中處理的處于離散化狀態(tài)的電導(dǎo)線的圖示。圖2B是示出了圖2A所示的離散電導(dǎo)線的梁元素和節(jié)點(diǎn)的圖示。
在本發(fā)明中，基于下列假設(shè)，利用了有限元方法；(1)電導(dǎo)線包括塑料部件。
(2)電導(dǎo)線是相互串聯(lián)連接的梁元素的集合。
(3)在每個(gè)梁元素中保持線性。
(4)電導(dǎo)線的截面是圓形的。
下一步，使該電導(dǎo)線1離散化。具體地，如圖2A中所示，電導(dǎo)線1劃分(離散化)為多個(gè)梁元素C1、C2、C3、...。換言之，電導(dǎo)線1被當(dāng)作有限數(shù)目的相互串聯(lián)連接的梁元素的集合。
因此，電導(dǎo)線1可被認(rèn)為是梁元素C1、C2、C3、...的集合，這些梁元素C1、C2、C3、...在節(jié)點(diǎn)N1、N2、N3、...處相互串聯(lián)連接，如圖2B中所示。所需關(guān)于該梁元素的屬性是，例如，長(zhǎng)度“1”(參看圖2A)、截面積A(參看圖2A)、面積慣性矩、面積極慣性矩、密度、縱向彈性模數(shù)、橫向彈性模數(shù)等等。這些屬性可以通過測(cè)量或者計(jì)算事先獲得。優(yōu)選的是，該屬性形成為數(shù)據(jù)庫(kù)，并且可以隨意地獲取。在該申請(qǐng)文件中，長(zhǎng)度和截面積被設(shè)置為幾何屬性，而面積慣性矩、面積極慣性矩、縱向彈性模數(shù)和橫向彈性模數(shù)被設(shè)置為材料屬性。
如公知的，胡克定律(Hook’s Law)通過在結(jié)構(gòu)彈性范圍內(nèi)的靜力，保持該結(jié)構(gòu)的位移，使之不發(fā)生振動(dòng)。同樣地，胡克定律還保持梁元素C1、C2、C3、...，如已知的。在相鄰的梁元素C1、C2、C3、...之間，滿足了位移連續(xù)性和力平衡的條件。通過利用這些事實(shí)，連接這些梁元素C1、C2、C3、...，并且所導(dǎo)致的離散體(電導(dǎo)線)由下列表達(dá)式(1)表示。
{x}＝{F} (1)在上面的表達(dá)式中，[K]是全域剛度矩陣，其由獨(dú)立的梁元素的剛度矩陣組合而成。為了簡(jiǎn)單地描述，全域剛度矩陣[K]的內(nèi)容類似于屬性的集合。這些值是事先設(shè)定的。{x}是節(jié)點(diǎn)位移向量(或者簡(jiǎn)單地是位移向量)，并且是所有節(jié)點(diǎn)的位移分量的陣列。節(jié)點(diǎn)位移向量{x}的分量包括預(yù)置向量(諸如約束點(diǎn))以及未知量。{F}是凈外力向量，并且是所有節(jié)點(diǎn)處的外力分量的陣列。
這樣，形成了離散導(dǎo)線的有限元模型，其分為任選的有限數(shù)目的梁元素。對(duì)于有限元模型的形成，可以應(yīng)用一種技術(shù)，其與本專利申請(qǐng)的申請(qǐng)人在2002年9月25日提交的日本專利申請(qǐng)No.2002-279503中公開的技術(shù)類似。例如，在上文所述的非專利文獻(xiàn)中，描述了通用的矩陣有限元方法。
在本發(fā)明中，為了預(yù)測(cè)由振動(dòng)引起的電導(dǎo)線的彎曲壽命，有必要獲得固有頻率、位移、應(yīng)力等等。下面將簡(jiǎn)短地描述用于獲得固有頻率、位移、應(yīng)力等的理論和計(jì)算公式，同時(shí)建立了表達(dá)式(1)。
為了動(dòng)態(tài)地處理導(dǎo)線用于預(yù)測(cè)其彎曲壽命，慣性力[M]{x”}添加到由表達(dá)式(1)表示的靜平衡的表達(dá)式中的負(fù)荷項(xiàng)中，并且考慮到阻尼[C]{x’}，則我們有[M]{x”}+[C]{x’}+[K]{x}＝{F(t)} (2)其中[M]慣性矩陣[C]阻尼系數(shù)矩陣{x’}位移向量{x}的一階導(dǎo)數(shù){x”}位移向量的二階導(dǎo)數(shù){x}在自由振動(dòng)狀態(tài)中，如果外力＝0(在表達(dá)式(2)中，{F(t)}＝0)，并且不存在阻尼(在表達(dá)式(2)中，[C]{x’}＝0)，則導(dǎo)線的每個(gè)點(diǎn)在固定的頻率處以簡(jiǎn)單的諧振運(yùn)動(dòng)的方式振蕩。在將下列表達(dá)式(3)代換到表達(dá)式(2)中時(shí)，{x}＝{x0}sinωt(3)則我們有[M]({x0}sinωt)”+[K]({x0}sinωt)＝0(-ω2[M]+[K])singωt＝0([K]-ω2[M]}{x}＝0 (4)
由表達(dá)式(4)，可以獲得固有頻率ω和位移向量{x}，作為本征向量。即使在位移向量{x}乘以固定數(shù)值時(shí)，表達(dá)式(4)仍有效。所以位移向量{x}是相對(duì)位移。因此，獲得自位移向量{x}的應(yīng)力也是相對(duì)值。獲得自表達(dá)式(4)的絕對(duì)值僅是固有頻率ω。為了計(jì)算實(shí)際位移和應(yīng)力，有必要輸入實(shí)際振動(dòng)的負(fù)荷條件。
為了動(dòng)態(tài)地處理導(dǎo)線用于其彎曲壽命預(yù)測(cè)，如果取決于時(shí)間的負(fù)荷{F(t)}輸入到表達(dá)式(2)，則基本上可以計(jì)算關(guān)于每個(gè)單位時(shí)間的每個(gè)位移和應(yīng)力。在其中通過向表達(dá)式(2)輸入取決于時(shí)間的負(fù)荷{F(t)}來求解該方程的情況中，在伴隨有周期性振動(dòng)的現(xiàn)象中，用于復(fù)制振動(dòng)的分析時(shí)間是長(zhǎng)的，并且因此用于輸出分析結(jié)果的時(shí)間是特別長(zhǎng)的。為了避免此問題，通常的實(shí)踐是通過傅立葉(Fourier)變換將該表達(dá)式從時(shí)域轉(zhuǎn)換到頻域。當(dāng)在頻域中進(jìn)行表達(dá)式計(jì)算時(shí)，即，在進(jìn)行頻響分析時(shí)，取決于頻率的負(fù)荷輸入到表達(dá)式，用于計(jì)算每個(gè)頻率處的位移和應(yīng)力。對(duì)于取決于頻率的負(fù)荷，施加到作為彎曲壽命預(yù)測(cè)對(duì)象的導(dǎo)線線束或者導(dǎo)線保護(hù)部件上的約束點(diǎn)的力被設(shè)置在任選的值，該力參與到發(fā)動(dòng)機(jī)、車輛車體等等的預(yù)期振動(dòng)中。隨后，通過逆傅立葉變換，使該表達(dá)式從頻域返回到時(shí)域，由此減小了計(jì)算量。該技術(shù)是公知的，并且因此這里將不再給出其進(jìn)一步的描述。
通過利用迄今為止描述的理論和計(jì)算公式，可以計(jì)算固有頻率、位移和應(yīng)力，其將在下文中得到描述。例如，在非專利文獻(xiàn)2中也描述了如上文所述的通用的本征值分析。
在本發(fā)明中，還執(zhí)行了包括例如作為導(dǎo)線保護(hù)部件的套管的多個(gè)電導(dǎo)線的振動(dòng)分析。為了將有限元方法應(yīng)用到導(dǎo)線保護(hù)部件，該導(dǎo)線保護(hù)部件分為多個(gè)三角形有限元，并且獲得了這些有限元處的應(yīng)力。在包括該有限元的有限元模型形成之后，通過與電導(dǎo)線的情況相似的方式，執(zhí)行該導(dǎo)線保護(hù)部件的振動(dòng)分析。
下面將描述根據(jù)本發(fā)明構(gòu)建的用于實(shí)現(xiàn)處理過程的硬件配置。圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)建的硬件配置的框圖。圖4A和4B是示出了存儲(chǔ)在圖3中的存儲(chǔ)設(shè)備中的彎曲壽命數(shù)據(jù)的圖示。
如圖3所示，在本發(fā)明中，例如，使用個(gè)人計(jì)算機(jī)，其具有由微計(jì)算機(jī)51、輸入設(shè)備52、顯示設(shè)備53、打印設(shè)備54、存儲(chǔ)設(shè)備55、通信接口56和讀/寫設(shè)備57構(gòu)成的基本配置。微計(jì)算機(jī)51包括CPU(中央處理單元)51a、用于存儲(chǔ)引導(dǎo)程序和其他程序的ROM 51b和用于臨時(shí)存儲(chǔ)多種處理結(jié)果的RAM 51c。輸入設(shè)備52是鍵盤、計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)等；顯示設(shè)備53是用于顯示處理結(jié)果的LCD、CRT等；而打印設(shè)備54是用于打印處理結(jié)果的打印機(jī)。
存儲(chǔ)設(shè)備55是，例如，硬盤驅(qū)動(dòng)器，而通信接口56是，例如，調(diào)制解調(diào)器板，用于借助于互聯(lián)網(wǎng)、LAN線等同外部設(shè)備通信。讀/寫設(shè)備57讀取存儲(chǔ)在記錄介質(zhì)59中的根據(jù)本發(fā)明構(gòu)建的彎曲壽命預(yù)測(cè)程序59a，并且將結(jié)果文件55c寫入到記錄介質(zhì)59中。這些組成部件通過內(nèi)部總線58互連。
在存儲(chǔ)設(shè)備55中，至少存儲(chǔ)了設(shè)置數(shù)據(jù)文件55a、彎曲壽命數(shù)據(jù)文件55b和結(jié)果文件55c。設(shè)置數(shù)據(jù)文件55a包含為預(yù)測(cè)彎曲壽命而預(yù)置的數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)表示電導(dǎo)線和導(dǎo)線保護(hù)部件的類型、大氣溫度、預(yù)振動(dòng)形狀、約束條件等，其在下文描述的步驟S1中進(jìn)行設(shè)置。該設(shè)置數(shù)據(jù)文件55a包含障礙物2的位置信息，諸如預(yù)估的支撐物和電子零件(參看圖7)。
彎曲壽命數(shù)據(jù)文件55b是預(yù)測(cè)函數(shù)y1、y2和y3的集合，其是使用電導(dǎo)線55a1和55a2以及導(dǎo)線保護(hù)部件(例如，套管)55a3上的應(yīng)力和彎曲疲勞次數(shù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算得到的，這些數(shù)據(jù)是在不同的大氣溫度下采集的，例如，-40℃、0℃和25℃。
對(duì)于通過已知回歸分析獲得的總體回歸函數(shù)y21，曲線y22表示上置信區(qū)間，而曲線y23表示下置信區(qū)間，如圖4B所示。對(duì)于預(yù)測(cè)函數(shù)，使用了這些曲線y22和y23中的曲線y23。置信區(qū)間是，例如，95％。該預(yù)測(cè)函數(shù)是在這樣的條件下獲得的，即電導(dǎo)線和套管安置在不同的大氣溫度下。因此，在更加嚴(yán)格的統(tǒng)計(jì)計(jì)算條件下預(yù)測(cè)了彎曲壽命。顯然，考慮到了關(guān)于預(yù)測(cè)函數(shù)的給定的統(tǒng)計(jì)可靠性，并且預(yù)測(cè)函數(shù)的計(jì)算過程是簡(jiǎn)單的。結(jié)果，在不添加復(fù)雜的處理過程的情況下，嚴(yán)格地預(yù)測(cè)了彎曲壽命。這有利于進(jìn)一步提高質(zhì)量并改善布線路徑方案。順便提到，使用總體回歸函數(shù)，可以獲得彎曲疲勞次數(shù)。
結(jié)果文件55c包含有限元中的離散導(dǎo)線和離散套管的全部應(yīng)力，其通過每個(gè)固有頻率進(jìn)行記錄。結(jié)果文件55c以文本格式存儲(chǔ)，并且可以隨意地輸出。存儲(chǔ)設(shè)備55對(duì)應(yīng)于權(quán)利要求中說明的預(yù)測(cè)函數(shù)存儲(chǔ)裝置。
通過該配置，微計(jì)算機(jī)51安裝了彎曲壽命預(yù)測(cè)程序59a，其通過讀/寫設(shè)備57讀入到存儲(chǔ)設(shè)備55中。在開機(jī)之后，微計(jì)算機(jī)51根據(jù)存儲(chǔ)在ROM 51b中的引導(dǎo)程序激活，并且開始彎曲壽命預(yù)測(cè)程序59a。根據(jù)彎曲壽命預(yù)測(cè)程序59a，微計(jì)算機(jī)51預(yù)測(cè)由振動(dòng)引起的電導(dǎo)線和/或?qū)Ь€保護(hù)部件的彎曲壽命，促使顯示設(shè)備53和打印設(shè)備54顯示和打印預(yù)測(cè)結(jié)果，并且將該結(jié)果存儲(chǔ)到存儲(chǔ)設(shè)備55中。彎曲壽命預(yù)測(cè)程序59a可以安裝到具有相同配置的另一臺(tái)個(gè)人計(jì)算機(jī)中，并且在安裝之后，使該計(jì)算機(jī)作為彎曲壽命預(yù)測(cè)設(shè)備而對(duì)其進(jìn)行操作。彎曲壽命預(yù)測(cè)程序59a可以通過通信線路提供，諸如互聯(lián)網(wǎng)、LAN等，而非通過記錄介質(zhì)59提供。
現(xiàn)將使用圖7A～7C的解釋性圖示和圖5和6的流程圖，描述根據(jù)本發(fā)明的本實(shí)施例的處理過程。圖5是示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的主處理過程的流程圖。圖6是示出了圖5所示的振動(dòng)分析處理過程的流程圖。圖7A、7B和7C分別是示出了第一、第二和第三振動(dòng)模式中的電導(dǎo)線的預(yù)測(cè)形狀的圖示。
如圖5所示，在步驟S1中設(shè)置所需用于預(yù)測(cè)的數(shù)據(jù)。具體地，待設(shè)置的項(xiàng)至少是彎曲壽命有待預(yù)測(cè)的多個(gè)電導(dǎo)線(確切地是電導(dǎo)線的類型)、導(dǎo)線保護(hù)部件(有時(shí)候不需要)、大氣溫度、關(guān)于每個(gè)導(dǎo)線的預(yù)振動(dòng)形狀和關(guān)于每個(gè)電導(dǎo)線的約束條件。為了設(shè)置這些必要的項(xiàng)，在顯示設(shè)備53上出現(xiàn)了輸入屏幕(未示出)，并且通過使用輸入設(shè)備52，將必要的項(xiàng)登入到輸入屏幕。
電導(dǎo)線的類型是彎曲壽命有待預(yù)測(cè)的電導(dǎo)線的類型。對(duì)于電導(dǎo)線，幾何屬性和材料屬性同電導(dǎo)線的類型相關(guān)聯(lián)。具體地，幾何屬性包括關(guān)于每個(gè)導(dǎo)線的長(zhǎng)度和截面的信息。材料屬性是面積慣性矩、面積極慣性矩、密度、縱向彈性模數(shù)和橫向彈性模數(shù)。這些資料可以通過，例如，事先進(jìn)行試驗(yàn)而獲得。這些屬性關(guān)系到表達(dá)式(1)的剛度矩陣[K]中的有限元。大氣溫度是在執(zhí)行彎曲壽命預(yù)測(cè)時(shí)的電導(dǎo)線和/或?qū)Ь€保護(hù)部件周圍的溫度，其典型地是-40℃、0℃和25℃。
預(yù)振動(dòng)形狀是電導(dǎo)線等在靜態(tài)下的形狀，如圖7A中的參考數(shù)字1a所標(biāo)出的。在說明中，進(jìn)行了線性簡(jiǎn)化并將其示出。預(yù)振動(dòng)形狀1a可以通過使用輸入設(shè)備52人工地登入，或者還可以使用在彎曲壽命預(yù)測(cè)之前事先形成的預(yù)振動(dòng)形狀。優(yōu)選地，事先計(jì)算滿足給定的約束條件和電導(dǎo)線的最小彎曲半徑的該預(yù)振動(dòng)形狀，并且其用于預(yù)振動(dòng)形狀1a。
對(duì)于約束條件，設(shè)置完全約束、旋轉(zhuǎn)約束和完全釋放的信息，其對(duì)應(yīng)于關(guān)于圖7A中的節(jié)點(diǎn)n1～n5的坐標(biāo)信息。節(jié)點(diǎn)n1～n5是電導(dǎo)線被劃分成的有限元的連接點(diǎn)。某些該節(jié)點(diǎn)在位置上分別對(duì)應(yīng)于約束部件(諸如連接器和夾具)所處的部分。在該情況中，通過約束部件，在完全或者旋轉(zhuǎn)約束條件下安置節(jié)點(diǎn)n1和n5，同時(shí)在完全釋放條件下安置剩余的節(jié)點(diǎn)n2～n4。此處設(shè)置的值關(guān)系到表達(dá)式(1)中的位移向量{x}中的有限元的值。
在某些情況中，通過絕緣鎖定帶、膠帶等，將形成導(dǎo)線線束的多個(gè)電導(dǎo)線捆束為單一的束，并且在其他的情況中，這些電導(dǎo)線未被捆束。在其中電導(dǎo)線捆束在一起的情況中，導(dǎo)線成束被設(shè)置為約束條件。在設(shè)置導(dǎo)線成束的約束條件時(shí)，優(yōu)選的是，針對(duì)同絕緣鎖定帶或膠帶相接觸的電導(dǎo)線的處理區(qū)別于針對(duì)位于前一種電導(dǎo)線內(nèi)側(cè)面上的那些電導(dǎo)線的處理。通過這樣的操作，可以更加準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)導(dǎo)線的彎曲壽命，這是因?yàn)閷?duì)成束的電導(dǎo)線和未成束的電導(dǎo)線進(jìn)行單獨(dú)地處理。
在某些情況中，這些電導(dǎo)線穿過諸如套管的導(dǎo)線保護(hù)部件，而在其他的情況中，在不使用導(dǎo)線保護(hù)部件的情況下布置或者分布該電導(dǎo)線。使用穿過導(dǎo)線保護(hù)部件的多個(gè)電導(dǎo)線，由此如上文所述，在某些情況中，這些導(dǎo)線一起捆束為單一的束，而在其他的情況中，未捆束這些導(dǎo)線。在其中使用了導(dǎo)線保護(hù)部件的情況中，有待設(shè)置適用于導(dǎo)線保護(hù)部件的約束條件。迄今為止描述的步驟S1對(duì)應(yīng)于權(quán)利要求中的“設(shè)置步驟”和“設(shè)置單元”。
下一步，在步驟S2中，形成電導(dǎo)線和/或?qū)Ь€保護(hù)部件的有限元模型。通過將導(dǎo)線保護(hù)部件分為多個(gè)矩形有限元，形成了導(dǎo)線保護(hù)部件的有限元模型。電導(dǎo)線的有限元模型被形成為使得電導(dǎo)線分為多個(gè)梁元素。步驟S2對(duì)應(yīng)于權(quán)利要求中的有限元模型形成步驟和有限元模型形成裝置。
下一步，在步驟S3中，針對(duì)每個(gè)有限元，執(zhí)行振動(dòng)分析處理。具體地，在步驟S301中，基于這樣的假設(shè)，即作為多個(gè)電導(dǎo)線的束的導(dǎo)線線束作為對(duì)象發(fā)生振動(dòng)，表達(dá)式(4)應(yīng)用到該導(dǎo)線線束，用以計(jì)算該導(dǎo)線線束的固有頻率。在該情況中，計(jì)算作為剛度矩陣[K]的獨(dú)立元素的幾何屬性和材料屬性，該計(jì)算基于這樣的假設(shè)，即這些屬性是組成每個(gè)電導(dǎo)線和/或?qū)Ь€保護(hù)部件的幾何屬性和材料屬性的結(jié)果。對(duì)于固有頻率，如圖7A～7C所示，計(jì)算對(duì)應(yīng)于例如，第一、第二和第三振動(dòng)模式的該固有頻率值。有待計(jì)算的振動(dòng)模式的數(shù)目和固有頻率不限于所說明的情況。例如，第一、第二和第三振動(dòng)模式被設(shè)置為默認(rèn)值、并且可以通過使用輸入設(shè)備52而被改變。
在固有頻率計(jì)算之后，執(zhí)行步驟S302和S303，其中固有頻率應(yīng)用到通過對(duì)表達(dá)式(2)進(jìn)行傅立葉變換而獲得的表達(dá)式，如上文所述，由此針對(duì)每個(gè)電導(dǎo)線和/或?qū)Ь€保護(hù)部件，計(jì)算所有有限元的位移和應(yīng)力。在該情況中，并入了關(guān)于電導(dǎo)線是否捆束為單一束的信息、以及關(guān)于是否存在特定的一個(gè)或者多個(gè)電導(dǎo)線與絕緣鎖定帶或膠帶相接觸的信息(其是在步驟S1中被設(shè)置為約束條件)，作為牽涉表達(dá)式(2)中全部的慣性矩陣[M]、阻尼系數(shù)矩陣[C]和外力{F(t)}中的信息。
在步驟S304中，關(guān)于每次每個(gè)固有頻率而計(jì)算的位移和應(yīng)力與作為彎曲壽命預(yù)測(cè)對(duì)象的每個(gè)電導(dǎo)線和/或?qū)Ь€保護(hù)部件的位置(有限元)信息相關(guān)聯(lián)，并且將其寫入到結(jié)果文件中。這些步驟S3、S301～S304對(duì)應(yīng)于權(quán)利要求中的振動(dòng)分析步驟和振動(dòng)分析單元。
隨后，在步驟S4中，對(duì)于彎曲壽命預(yù)測(cè)中的每個(gè)電導(dǎo)線和/或?qū)Ь€保護(hù)部件，從結(jié)果文件中記錄的那些應(yīng)力檢索最大應(yīng)力。在步驟S5中，讀出針對(duì)彎曲壽命預(yù)測(cè)中的電導(dǎo)線和/或?qū)Ь€保護(hù)部件的預(yù)測(cè)函數(shù)。具體地，自存儲(chǔ)在存儲(chǔ)設(shè)備55中的彎曲壽命數(shù)據(jù)文件55b讀出針對(duì)彎曲壽命預(yù)測(cè)中的電導(dǎo)線和/或?qū)Ь€保護(hù)部件的如步驟S1中所設(shè)置的大氣溫度的預(yù)測(cè)函數(shù)。步驟S4對(duì)應(yīng)于權(quán)利要求中的最大應(yīng)力檢索步驟和最大應(yīng)力檢索元素，而步驟S5對(duì)應(yīng)于權(quán)利要求中的預(yù)測(cè)函數(shù)讀出步驟和預(yù)測(cè)函數(shù)讀出單元。
在下一步驟S6中，在參考在步驟S5中讀出的預(yù)測(cè)函數(shù)的情況下，獲取了對(duì)應(yīng)于每個(gè)電導(dǎo)線和/或每個(gè)導(dǎo)線保護(hù)部件最大應(yīng)力(其是在步驟S4中獲得的)的每個(gè)彎曲壽命。由這些彎曲壽命，獲得了最短彎曲壽命。該最短彎曲壽命可以是，例如，自圖4中的彎曲壽命函數(shù)獲得的彎曲疲勞次數(shù)，或者可以是基于彎曲疲勞次數(shù)和對(duì)應(yīng)于前者的固有頻率而計(jì)算的疲勞時(shí)間。步驟S6對(duì)應(yīng)于權(quán)利要求中的彎曲壽命預(yù)測(cè)步驟和彎曲壽命預(yù)測(cè)單元。
在步驟S7中，對(duì)應(yīng)于最短彎曲壽命的位置由其有限元限定。在確定其中導(dǎo)線可能斷開的導(dǎo)線部分的位置時(shí)，該位置限定是有用的。在步驟S8中，在步驟S7中限定的位置和在步驟S6中預(yù)測(cè)的彎曲壽命輸出到顯示設(shè)備53。由于除了彎曲壽命以外，還輸出導(dǎo)線保護(hù)部件和/或電導(dǎo)線上的對(duì)應(yīng)于最短彎曲壽命的位置，因此確保了更加準(zhǔn)確的彎曲壽命預(yù)測(cè)。步驟S7對(duì)應(yīng)于權(quán)利要求中的位置限定步驟和位置限定裝置，而步驟S8對(duì)應(yīng)于權(quán)利要求中的輸出步驟和輸出單元。
可以采用下列過程在步驟S9中，預(yù)測(cè)干涉部分，并且在步驟S10中，輸出預(yù)測(cè)的干涉部分。具體地，如步驟S304中所描述的，針對(duì)每個(gè)固有頻率計(jì)算的應(yīng)力以這樣的狀態(tài)存儲(chǔ)在結(jié)果文件中，即這些應(yīng)力同電導(dǎo)線和/或?qū)Ь€保護(hù)部件的位置(有限元)的信息相關(guān)聯(lián)。因此，由該結(jié)果文件可以生成關(guān)于每個(gè)振動(dòng)模式的預(yù)測(cè)形狀，如圖7A中的1a1、圖7B中的1a2和圖7C中的1a3所標(biāo)出的。如上文所述，障礙物2的位置信息存儲(chǔ)在存儲(chǔ)設(shè)備55中。因此，如果該位置信息包含有關(guān)于每個(gè)振動(dòng)模式的預(yù)測(cè)形狀，則可以看到存在電導(dǎo)線將干涉障礙物2的可能性(參看圖7C)。相反地，有可能預(yù)測(cè)將干涉障礙物2的電導(dǎo)線部分。步驟S9對(duì)應(yīng)于權(quán)利要求中的干涉部分預(yù)測(cè)步驟。
如果在步驟S11中判斷存在輸出結(jié)果文件的命令，則在步驟S12中，結(jié)果文件55c的內(nèi)容以文本的格式輸出。該輸出內(nèi)容可以由顯示設(shè)備53顯示，或者通過打印設(shè)備54打印在紙上。而且，可以通過輸入設(shè)備52指定待輸出的內(nèi)容。如果不需要內(nèi)容輸出，則可以結(jié)束處理步驟序列(步驟S11中的N)。
因此，本發(fā)明的實(shí)施例成功地提供了一種用于預(yù)測(cè)電導(dǎo)線等的彎曲壽命的方法和裝置，其能夠更加準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)導(dǎo)線的彎曲壽命，并且可以令人滿意地滿足在其中發(fā)生振動(dòng)的環(huán)境中提高預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性的要求，并且提供了一種用于通過該方法預(yù)測(cè)彎曲壽命的程序。特別地，由于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)引起的電導(dǎo)線的斷開壽命可以在短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行預(yù)測(cè)，并且不必執(zhí)行疲勞試驗(yàn)。這是非常有利的效果。而且，同樣令人滿意的是，彎曲壽命是在嚴(yán)格的條件下預(yù)測(cè)的。因此，該實(shí)施例有利于進(jìn)一步提高質(zhì)量并且改善布線路徑方案。
應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不限于上文提及的實(shí)施例。例如，導(dǎo)線保護(hù)部件不限于套管。而且，本發(fā)明不限于汽車內(nèi)部，而是可以應(yīng)用到工廠中發(fā)生振動(dòng)的情況。
根據(jù)本發(fā)明，設(shè)置了多個(gè)電導(dǎo)線、大氣溫度、多個(gè)電導(dǎo)線的預(yù)振動(dòng)形狀和多個(gè)電導(dǎo)線的約束條件，并且形成了多個(gè)電導(dǎo)線的有限元模型。計(jì)算關(guān)于多個(gè)電導(dǎo)線預(yù)振動(dòng)形狀的固有頻率和對(duì)應(yīng)于該固有頻率的有限元模型的獨(dú)立有限元中的應(yīng)力，并且自關(guān)于每個(gè)電導(dǎo)線的算得的應(yīng)力，檢索最大應(yīng)力。讀出所設(shè)置的對(duì)應(yīng)于多個(gè)電導(dǎo)線和大氣溫度的預(yù)測(cè)函數(shù)。在參考所讀出的預(yù)測(cè)函數(shù)的情況下，獲取對(duì)應(yīng)于每個(gè)電導(dǎo)線的最大應(yīng)力的彎曲壽命，并且自該彎曲壽命獲得最短彎曲壽命，并且將其輸出。因此，在不執(zhí)行疲勞試驗(yàn)的情況下，可以準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)多個(gè)電導(dǎo)線的彎曲壽命。結(jié)果，提供了一種彎曲壽命預(yù)測(cè)方法，其可以滿足縮短研發(fā)周期和提高預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性的要求。
根據(jù)本發(fā)明，設(shè)置了多個(gè)電導(dǎo)線和導(dǎo)線保護(hù)部件、大氣溫度、多個(gè)電導(dǎo)線的預(yù)振動(dòng)形狀和多個(gè)電導(dǎo)線的約束條件，并且形成了多個(gè)電導(dǎo)線的有限元模型。計(jì)算關(guān)于多個(gè)電導(dǎo)線的預(yù)振動(dòng)形狀的固有頻率，并且計(jì)算對(duì)應(yīng)于該固有頻率的有限元模型的獨(dú)立有限元中的應(yīng)力，并且自關(guān)于每個(gè)電導(dǎo)線的算得的應(yīng)力，檢索最大應(yīng)力。讀出所設(shè)置的對(duì)應(yīng)于多個(gè)電導(dǎo)線和大氣溫度的預(yù)測(cè)函數(shù)。在參考所讀出的預(yù)測(cè)函數(shù)的情況下，獲取對(duì)應(yīng)于每個(gè)電導(dǎo)線的最大應(yīng)力的彎曲壽命，并且自該彎曲壽命獲得最短彎曲壽命，并且將其輸出。因此，在不執(zhí)行疲勞試驗(yàn)的情況下，可以準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)包括導(dǎo)線保護(hù)部件的多個(gè)電導(dǎo)線的彎曲壽命。結(jié)果，提供了一種彎曲壽命預(yù)測(cè)方法，其可以充分地滿足縮短研發(fā)周期的要求。
根據(jù)本發(fā)明，多個(gè)電導(dǎo)線被當(dāng)作具有多個(gè)電導(dǎo)線的束的類似導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)，并且計(jì)算該多個(gè)電導(dǎo)線的固有頻率。該特征導(dǎo)致了計(jì)算量的減少。實(shí)現(xiàn)了所消耗的用于彎曲壽命預(yù)測(cè)時(shí)間的進(jìn)一步縮短。
根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)多個(gè)電導(dǎo)線捆束為單一的束時(shí)，并且多個(gè)電導(dǎo)線的成束在設(shè)置步驟中被設(shè)置為一個(gè)約束條件。這確保了更加準(zhǔn)確的彎曲壽命預(yù)測(cè)。實(shí)際上，在某些情況中，多個(gè)電導(dǎo)線捆束為單一的束，而在其他情況中，它們未被捆束。盡管這些情況清楚地相互區(qū)別，但是仍可以預(yù)測(cè)彎曲壽命。
根據(jù)本發(fā)明，連同彎曲壽命一起，通過位置限定步驟，還在導(dǎo)線保護(hù)部件或者電導(dǎo)線上限定了對(duì)應(yīng)于最短彎曲壽命的位置，并且將其輸出。該特征確保了彎曲壽命的更加準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)。
根據(jù)本發(fā)明，還預(yù)測(cè)在每個(gè)導(dǎo)線保護(hù)部件或者每個(gè)電導(dǎo)線上的由振動(dòng)引起的干涉部分。因此，通過該特征，通過導(dǎo)線的接觸，可以設(shè)計(jì)出避免導(dǎo)線斷開的最優(yōu)化布線路徑。
根據(jù)本發(fā)明，表示針對(duì)總體回歸函數(shù)的下置信區(qū)間的曲線用于該預(yù)測(cè)函數(shù)，其中使用在多個(gè)典型的大氣溫度下關(guān)于導(dǎo)線保護(hù)部件和電導(dǎo)線的應(yīng)力和彎曲疲勞次數(shù)的數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)計(jì)算該總體回歸函數(shù)。因此，彎曲壽命是在嚴(yán)格的統(tǒng)計(jì)條件下預(yù)測(cè)的。顯然，考慮到了關(guān)于預(yù)測(cè)函數(shù)的給定的統(tǒng)計(jì)可靠性，并且預(yù)測(cè)函數(shù)的計(jì)算過程是簡(jiǎn)單的。結(jié)果，在不添加復(fù)雜的處理過程的前提下，嚴(yán)格地預(yù)測(cè)了彎曲壽命。這有利于進(jìn)一步提高質(zhì)量并改善布線路徑方案。
權(quán)利要求
1.一種預(yù)測(cè)由振動(dòng)引起的多個(gè)導(dǎo)線的彎曲壽命的彎曲壽命預(yù)測(cè)方法，其中該多個(gè)導(dǎo)線的每一個(gè)的至少兩個(gè)點(diǎn)是被約束的，該方法包括以下步驟預(yù)存儲(chǔ)步驟，其中預(yù)存儲(chǔ)表示大氣溫度、關(guān)于該多個(gè)導(dǎo)線的應(yīng)力、和關(guān)于該多個(gè)導(dǎo)線的彎曲壽命之間關(guān)系的每個(gè)預(yù)測(cè)函數(shù)；設(shè)置步驟，其中設(shè)置該多個(gè)導(dǎo)線、大氣溫度、該多個(gè)導(dǎo)線的預(yù)振動(dòng)形狀和該多個(gè)導(dǎo)線的約束條件；有限元模型形成步驟，其中通過使用有限元方法，形成該多個(gè)導(dǎo)線的有限元模型；振動(dòng)分析步驟，其中計(jì)算關(guān)于預(yù)振動(dòng)形狀的固有頻率，并且分別計(jì)算對(duì)應(yīng)于該固有頻率的有限元模型的獨(dú)立有限元中的應(yīng)力；最大應(yīng)力檢索步驟，其中對(duì)于該多個(gè)導(dǎo)線中的每一個(gè)，從振動(dòng)分析步驟中計(jì)算的應(yīng)力中檢索最大應(yīng)力；預(yù)測(cè)函數(shù)讀出步驟，其中分別讀取對(duì)應(yīng)于在設(shè)置步驟中設(shè)置的大氣溫度的預(yù)測(cè)函數(shù)；彎曲壽命預(yù)測(cè)步驟，其中在參考在預(yù)測(cè)函數(shù)讀出步驟中讀出的預(yù)測(cè)函數(shù)的情況下，獲取對(duì)應(yīng)于該多個(gè)導(dǎo)線的每一個(gè)的最大應(yīng)力的彎曲壽命，并且自該彎曲壽命獲得最短的彎曲壽命；和輸出步驟，其中輸出在彎曲壽命預(yù)測(cè)步驟中獲得的最短彎曲壽命。
2.權(quán)利要求1的方法，其中在振動(dòng)分析步驟中，將該多個(gè)導(dǎo)線當(dāng)作是其中該多個(gè)導(dǎo)線被捆束的布線結(jié)構(gòu)，并且分別計(jì)算該多個(gè)導(dǎo)線的固有頻率。
3.權(quán)利要求1的方法，其中該多個(gè)導(dǎo)線捆束為單一的束，并且該多個(gè)導(dǎo)線的成束被設(shè)置為設(shè)置步驟中的約束條件之一。
4.權(quán)利要求1的方法，進(jìn)一步包括位置限定步驟，其中在導(dǎo)線上限定對(duì)應(yīng)于最短彎曲壽命的位置，輸出步驟輸出由該位置限定步驟所限定的位置。
5.權(quán)利要求1的方法，其中在振動(dòng)分析步驟中，計(jì)算對(duì)應(yīng)于固有頻率的有限元模型的有限元的位移，該方法包括干涉部分預(yù)測(cè)步驟，其中基于所計(jì)算的位移，預(yù)測(cè)由振動(dòng)引起的該多個(gè)導(dǎo)線上的干涉部分，并且輸出步驟輸出預(yù)測(cè)的干涉部分。
6.權(quán)利要求1的方法，其中使用表示針對(duì)總體回歸函數(shù)的下置信區(qū)間的曲線用于預(yù)測(cè)函數(shù)，其中通過使用在多個(gè)典型的大氣溫度下針對(duì)該多個(gè)導(dǎo)線獲得的應(yīng)力和有關(guān)彎曲疲勞壽命的數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)計(jì)算該總體回歸函數(shù)。
7.一種彎曲壽命預(yù)測(cè)方法，其預(yù)測(cè)多個(gè)電導(dǎo)線和用于保護(hù)該多個(gè)導(dǎo)線防止其由振動(dòng)引起彎曲的導(dǎo)線保護(hù)部件的彎曲壽命，其中該多個(gè)導(dǎo)線的每一個(gè)的至少兩個(gè)點(diǎn)是被約束的，該方法包括以下步驟預(yù)存儲(chǔ)步驟，其中預(yù)存儲(chǔ)大氣溫度、關(guān)于該多個(gè)導(dǎo)線和該導(dǎo)線保護(hù)部件的應(yīng)力、和關(guān)于該多個(gè)導(dǎo)線和該導(dǎo)線保護(hù)部件的彎曲壽命之間的關(guān)系；設(shè)置步驟，其中設(shè)置該多個(gè)導(dǎo)線、該導(dǎo)線保護(hù)部件、大氣溫度、該多個(gè)導(dǎo)線和該導(dǎo)線保護(hù)部件的預(yù)振動(dòng)形狀、以及該多個(gè)導(dǎo)線和該導(dǎo)線保護(hù)部件的約束條件；有限元模型形成步驟，其中通過使用有限元方法，形成該多個(gè)導(dǎo)線和該導(dǎo)線保護(hù)部件的有限元模型；振動(dòng)分析步驟，其中計(jì)算關(guān)于該多個(gè)導(dǎo)線和該導(dǎo)線保護(hù)部件的預(yù)振動(dòng)形狀的固有頻率，并且分別計(jì)算對(duì)應(yīng)于該固有頻率的有限元模型的獨(dú)立有限元中的應(yīng)力；最大應(yīng)力檢索步驟，其中對(duì)于該多個(gè)導(dǎo)線中的每一個(gè)和該導(dǎo)線保護(hù)部件，從振動(dòng)分析步驟中計(jì)算的應(yīng)力中檢索最大應(yīng)力；預(yù)測(cè)函數(shù)讀出步驟，其中讀取對(duì)應(yīng)于在設(shè)置步驟中設(shè)置的大氣溫度的預(yù)測(cè)函數(shù)；彎曲壽命預(yù)測(cè)步驟，其中在參考在預(yù)測(cè)函數(shù)讀出步驟中讀出的預(yù)測(cè)函數(shù)的情況下，分別獲取對(duì)應(yīng)于該多個(gè)導(dǎo)線和該導(dǎo)線保護(hù)部件的最大應(yīng)力的彎曲壽命，并且自所述彎曲壽命獲得最短的彎曲壽命；和輸出步驟，其中輸出在彎曲壽命預(yù)測(cè)步驟中獲得的最短彎曲壽命。
8.權(quán)利要求7的方法，其中在振動(dòng)分析步驟中，將該多個(gè)導(dǎo)線當(dāng)作是其中該多個(gè)導(dǎo)線被捆束的布線結(jié)構(gòu)，并且分別計(jì)算該多個(gè)導(dǎo)線的固有頻率。
9.權(quán)利要求7的方法，其中該多個(gè)導(dǎo)線捆束為單一的束，并且該多個(gè)導(dǎo)線的成束被設(shè)置為設(shè)置步驟中的約束條件之一。
10.權(quán)利要求7的方法，進(jìn)一步包括位置限定步驟，其中在該導(dǎo)線或者該導(dǎo)線保護(hù)部件上限定對(duì)應(yīng)于最短彎曲壽命的位置，輸出步驟輸出由該位置限定步驟所限定的位置。
11.權(quán)利要求7的方法，其中在振動(dòng)分析步驟中，計(jì)算對(duì)應(yīng)于固有頻率的有限元模型的有限元的位移，該方法包括干涉部分預(yù)測(cè)步驟，其中基于所計(jì)算的位移，預(yù)測(cè)由振動(dòng)引起的該多個(gè)導(dǎo)線或者該導(dǎo)線保護(hù)部件上的干涉部分，并且輸出步驟輸出預(yù)測(cè)的干涉部分。
12.權(quán)利要求7的方法，其中使用表示針對(duì)總體回歸函數(shù)的下置信區(qū)間的曲線用于預(yù)測(cè)函數(shù)，其中使用在多個(gè)典型的大氣溫度下針對(duì)該多個(gè)導(dǎo)線和該導(dǎo)線保護(hù)部件獲得的應(yīng)力和有關(guān)彎曲疲勞壽命的數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)計(jì)算該總體回歸函數(shù)。
13.一種用于預(yù)測(cè)由振動(dòng)引起的多個(gè)導(dǎo)線的彎曲壽命的彎曲壽命預(yù)測(cè)設(shè)備，其中該多個(gè)導(dǎo)線的每一個(gè)的至少兩個(gè)點(diǎn)是被約束的，該設(shè)備包括預(yù)存儲(chǔ)單元，用于預(yù)存儲(chǔ)表示大氣溫度、關(guān)于該多個(gè)導(dǎo)線的應(yīng)力、和關(guān)于該多個(gè)導(dǎo)線的彎曲壽命之間關(guān)系的每個(gè)預(yù)測(cè)函數(shù)；設(shè)置單元，用于設(shè)置該多個(gè)導(dǎo)線、大氣溫度、該多個(gè)導(dǎo)線的預(yù)振動(dòng)形狀以及該多個(gè)導(dǎo)線的約束條件；有限元模型形成單元，用于通過使用有限元方法形成該多個(gè)導(dǎo)線的有限元模型；振動(dòng)分析單元，用于計(jì)算關(guān)于預(yù)振動(dòng)形狀的固有頻率，并且分別計(jì)算對(duì)應(yīng)于該固有頻率的有限元模型的獨(dú)立有限元中的應(yīng)力；最大應(yīng)力檢索單元，用于針對(duì)該多個(gè)導(dǎo)線中的每一個(gè)，從振動(dòng)分析單元中計(jì)算的應(yīng)力中檢索最大應(yīng)力；預(yù)測(cè)函數(shù)讀出單元，用于分別讀取對(duì)應(yīng)于在設(shè)置單元中設(shè)置的大氣溫度的預(yù)測(cè)函數(shù)；彎曲壽命預(yù)測(cè)單元，用于在參考在預(yù)測(cè)函數(shù)讀出單元中讀出的預(yù)測(cè)函數(shù)的情況下，獲取對(duì)應(yīng)于該多個(gè)導(dǎo)線的每一個(gè)的最大應(yīng)力的彎曲壽命，并且自該彎曲壽命獲得最短的彎曲壽命；和輸出單元，用于輸出在彎曲壽命預(yù)測(cè)單元中獲得的最短彎曲壽命。
14.權(quán)利要求13的設(shè)備，其中振動(dòng)分析單元計(jì)算對(duì)應(yīng)于固有頻率的有限元模型的有限元的位移，該設(shè)備包括干涉部分預(yù)測(cè)單元，其用于基于所計(jì)算的位移，預(yù)測(cè)由振動(dòng)引起的該多個(gè)導(dǎo)線或者導(dǎo)線保護(hù)部件上的干涉部分，并且輸出單元輸出預(yù)測(cè)的干涉部分。
15.一種計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)，其存儲(chǔ)用于預(yù)測(cè)由振動(dòng)引起的該多個(gè)導(dǎo)線彎曲壽命的程序，其中該多個(gè)導(dǎo)線的每一個(gè)的至少兩個(gè)點(diǎn)是被約束的，該程序使計(jì)算機(jī)用作預(yù)存儲(chǔ)單元，用于預(yù)存儲(chǔ)表示大氣溫度、關(guān)于該多個(gè)導(dǎo)線的應(yīng)力、和關(guān)于該多個(gè)導(dǎo)線的彎曲壽命之間關(guān)系的每個(gè)預(yù)測(cè)函數(shù)；設(shè)置單元，用于設(shè)置該多個(gè)導(dǎo)線、大氣溫度、該多個(gè)導(dǎo)線的預(yù)振動(dòng)形狀以及該多個(gè)導(dǎo)線的約束條件；有限元模型形成單元，用于通過使用有限元方法形成該多個(gè)導(dǎo)線的有限元模型；振動(dòng)分析單元，用于計(jì)算關(guān)于預(yù)振動(dòng)形狀的固有頻率，并且分別計(jì)算對(duì)應(yīng)于該固有頻率的有限元模型的獨(dú)立有限元中的應(yīng)力；最大應(yīng)力檢索單元，用于針對(duì)該多個(gè)導(dǎo)線中的每一個(gè)，從振動(dòng)分析單元中計(jì)算的應(yīng)力中檢索最大應(yīng)力；預(yù)測(cè)函數(shù)讀出單元，用于分別讀取對(duì)應(yīng)于在設(shè)置單元中設(shè)置的大氣溫度的預(yù)測(cè)函數(shù)；彎曲壽命預(yù)測(cè)單元，用于在參考在預(yù)測(cè)函數(shù)讀出單元中讀出的預(yù)測(cè)函數(shù)的情況下，獲取對(duì)應(yīng)于該多個(gè)導(dǎo)線的每一個(gè)的最大應(yīng)力的彎曲壽命，并且自該彎曲壽命獲得最短的彎曲壽命；和輸出單元，用于輸出在彎曲壽命預(yù)測(cè)單元中獲得的最短彎曲壽命。
全文摘要
在用于預(yù)測(cè)導(dǎo)線彎曲壽命的方法中，設(shè)置了導(dǎo)線、溫度、預(yù)振動(dòng)形狀和約束條件，并且使用有限元方法形成電導(dǎo)線的有限元模型。計(jì)算關(guān)于預(yù)振動(dòng)形狀的固有頻率，并且計(jì)算對(duì)應(yīng)于該固有頻率的有限元模型的獨(dú)立有限元中的應(yīng)力，并且檢索最大應(yīng)力。讀出所設(shè)置的對(duì)應(yīng)于多個(gè)電導(dǎo)線和大氣溫度的預(yù)測(cè)函數(shù)。在參考所讀出的預(yù)測(cè)函數(shù)的情況下，獲取對(duì)應(yīng)于每個(gè)電導(dǎo)線的最大應(yīng)力的彎曲壽命，并且自該彎曲壽命獲得最短彎曲壽命，并且將其輸出。
文檔編號(hào)G06F17/50GK1717687SQ20038010418
公開日2006年1月4日 申請(qǐng)日期2003年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月28日
發(fā)明者飯盛康生 申請(qǐng)人:矢崎總業(yè)株式會(huì)社