專利名稱：最優(yōu)形狀設(shè)計方法和設(shè)計系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及最優(yōu)形狀設(shè)計方法和設(shè)計系統(tǒng)，用于設(shè)計減震包裝中所用減震材料的最優(yōu)形狀。
背景技術(shù)：
常規(guī)情況下，在減震包裝中所用減震材料的最優(yōu)形狀設(shè)計中，根據(jù)板狀減震材料的減震性能數(shù)據(jù)，使確定的減震厚度和受壓面積滿足機(jī)械設(shè)計條件。形成了滿足機(jī)械設(shè)計條件的減震材料形狀后，決定可塑性并計算加工成本。在獲得所述機(jī)械設(shè)計條件下的最優(yōu)形狀之前，設(shè)計要經(jīng)過反復(fù)修改。
參考常規(guī)的結(jié)構(gòu)最優(yōu)方法，已公開的日本專利申請(JP-A)9-44551號(專利文檔1)公開了一種方法，將包裝產(chǎn)品所用多種減震材料的若干CAD(計算機(jī)輔助設(shè)計)數(shù)據(jù)事先存儲在庫組中，根據(jù)目標(biāo)減震部件，通過從所存儲的若干CAD數(shù)據(jù)中適當(dāng)?shù)剡x擇CAD數(shù)據(jù)來設(shè)計減震部件。
JP-A 2002-7487號(專利文檔2)公開了一種方法，檢測減震材料體積的最小值，以便根據(jù)在減震材料體積為最小體積時剛度最大的減震材料形狀，確定結(jié)構(gòu)的最優(yōu)形狀。以減震材料體積的最小值，內(nèi)容物的最大減速度滿足設(shè)計限度。
JP-A 2002-331035號(專利文檔3)公開了一種方法，設(shè)定的參數(shù)包括客戶組件的需求，比如最大重量、最短壽命、最低可靠性、最低強(qiáng)度、耐久性、最低環(huán)境運行條件、對參考的適應(yīng)值以及設(shè)計目標(biāo)的成本。
JP-A 2001-297118號(專利文檔4)公開了一種方法，通過輸入最優(yōu)面積獲得減震材料的最優(yōu)形狀，并且能夠在短時間內(nèi)使減震材料形狀具有通過增加/減少筋肋或者說凸飾造成的拓?fù)?狀態(tài)和形態(tài))改變。
JP-A 3-224063號(專利文檔5)公開了一種方法，通過輸入減震材料設(shè)計需求、早先階段形狀、可應(yīng)用的設(shè)計參數(shù)范圍以及邊界條件，設(shè)計出滿足設(shè)計需求的最優(yōu)模型。
專利文檔1JP-A 9-44551號專利文檔2JP-A 2002-7487號專利文檔3JP-A 2002-331035號專利文檔4JP-A 2001-297118號專利文檔5JP-A 3-224063號發(fā)明內(nèi)容不過，在以上的常規(guī)實例中，由于為了減少設(shè)計修改的次數(shù)，需要設(shè)計者的猜測和經(jīng)驗，因此難以實現(xiàn)設(shè)計自動化。另外，因為在確定了滿足機(jī)械設(shè)計條件的減震厚度和受壓面積之后才證實其他評價項目，所以存在著最終設(shè)計結(jié)果難得變?yōu)檎嬲顑?yōu)解決方案的問題。
鑒于以上問題，本發(fā)明的目的是提供最優(yōu)形狀設(shè)計方法，考慮到可塑性和加工成本的決策，能夠容易勝任地設(shè)計減震包裝中所用減震材料的最優(yōu)形狀；以及使用所述最優(yōu)形狀設(shè)計方法的最優(yōu)形狀設(shè)計系統(tǒng)。
為了實現(xiàn)以上目的，根據(jù)本發(fā)明之最優(yōu)形狀設(shè)計方法的典型結(jié)構(gòu)的特征在于，在關(guān)于被定義為減震材料CAD數(shù)據(jù)的減震材料形狀，檢測力學(xué)響應(yīng)量的同時，檢測被定義為CAD數(shù)據(jù)的所述減震材料形狀的加工決策，所述減震材料CAD數(shù)據(jù)根據(jù)減震包裝中所用的所述減震材料的設(shè)計數(shù)據(jù)而產(chǎn)生，所述力學(xué)響應(yīng)量至少包括墜落沖擊中內(nèi)容物產(chǎn)生的最大減速度和最大位移以及減震材料長期使用中產(chǎn)生的蠕變位移其中之一；檢測所述減震材料CAD數(shù)據(jù)、所述力學(xué)響應(yīng)量和所述加工決策之間的相關(guān)關(guān)系；在檢測到根據(jù)所述相關(guān)關(guān)系，所述力學(xué)響應(yīng)量滿足所述減震材料設(shè)計條件且可加工的所述減震材料的最優(yōu)形狀之前，一直改變所述減震材料CAD數(shù)據(jù)；以及根據(jù)所述改變的減震材料CAD數(shù)據(jù)，更新所述減震材料CAD數(shù)據(jù)、所述力學(xué)響應(yīng)量和所述加工決策之間的所述相關(guān)關(guān)系，檢測到根據(jù)已更新的相關(guān)關(guān)系，所述力學(xué)響應(yīng)量滿足所述減震材料設(shè)計條件，且可加工的所述減震材料的最優(yōu)形狀。
根據(jù)本發(fā)明之最優(yōu)形狀設(shè)計系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)的特征在于包括，輸入裝置，用于輸入減震包裝中所用減震材料的設(shè)計數(shù)據(jù)；CAD裝置，用于根據(jù)由所述輸入裝置輸入的減震材料設(shè)計數(shù)據(jù)，定義減震材料形狀；力學(xué)響應(yīng)量計算裝置，對由所述CAD裝置定義的所述減震材料形狀檢測力學(xué)響應(yīng)量，所述力學(xué)響應(yīng)量至少包括內(nèi)容物產(chǎn)生的最大減速度和最大位移以及所述減震材料長期使用中產(chǎn)生的蠕變位移其中之一；加工決策檢測裝置，對由所述CAD裝置定義的所述減震材料形狀檢測加工決策；最優(yōu)化控制裝置，用于檢測由所述CAD裝置定義的所述減震材料CAD數(shù)據(jù)、由所述力學(xué)響應(yīng)量計算裝置檢測的所述力學(xué)響應(yīng)量和由所述加工決策檢測裝置檢測的所述加工決策信息之間的相關(guān)關(guān)系，在檢測到根據(jù)所述相關(guān)關(guān)系，所述力學(xué)響應(yīng)量滿足所述減震材料設(shè)計條件且可加工的所述減震材料的最優(yōu)形狀之前，，一直改變所述減震材料CAD數(shù)據(jù)，根據(jù)改變的所述減震材料CAD數(shù)據(jù)，更新所述減震材料CAD數(shù)據(jù)、所述力學(xué)響應(yīng)量和所述加工決策之間的相關(guān)關(guān)系，檢測到根據(jù)已更新的相關(guān)關(guān)系，所述力學(xué)響應(yīng)量滿足所述減震材料設(shè)計條件，且可加工的所述減震材料的最優(yōu)形狀；顯示裝置，用于輸出和顯示由所述最優(yōu)化控制裝置檢測的所述減震材料最優(yōu)形狀。
根據(jù)本發(fā)明的最優(yōu)形狀設(shè)計方法，檢測根據(jù)減震包裝中所用減震材料設(shè)計數(shù)據(jù)產(chǎn)生的減震材料CAD數(shù)據(jù)、關(guān)于被定義為減震材料CAD數(shù)據(jù)的減震材料形狀的包括墜落沖擊中內(nèi)容物產(chǎn)生的最大減速度和最大位移以及減震材料長期使用中產(chǎn)生的蠕變位移其中之一的所述力學(xué)響應(yīng)量和所述加工決策之間的相關(guān)關(guān)系，在根據(jù)所述相關(guān)關(guān)系檢測到所述力學(xué)響應(yīng)量滿足減震材料設(shè)計條件并且減震材料可加工的所述減震材料最優(yōu)形狀之前，一直改變所述減震材料CAD數(shù)據(jù)，根據(jù)改變的減震材料CAD數(shù)據(jù)更新所述減震材料CAD數(shù)據(jù)、所述力學(xué)響應(yīng)量和所述加工決策之間的所述相關(guān)關(guān)系，檢測根據(jù)已更新的相關(guān)關(guān)系，所述力學(xué)響應(yīng)量滿足減震材料設(shè)計條件，且可加工的所述減震材料的最優(yōu)形狀。所以能夠容易勝任地設(shè)計減震材料的最優(yōu)形狀。
根據(jù)本發(fā)明的最優(yōu)形狀設(shè)計系統(tǒng)，檢測根據(jù)所述輸入裝置輸入的減震材料設(shè)計數(shù)據(jù)由所述CAD裝置定義的CAD數(shù)據(jù)、關(guān)于由所述CAD裝置定義的減震材料形狀，由所述力學(xué)響應(yīng)量計算裝置算出的包括墜落沖擊中內(nèi)容物產(chǎn)生的最大減速度和最大位移以及減震材料長期使用中產(chǎn)生的蠕變位移其中之一的所述力學(xué)響應(yīng)量和由所述加工決策檢測裝置檢測的所述加工決策信息之間的相關(guān)關(guān)系，在檢測到根據(jù)所述相關(guān)關(guān)系關(guān)系，所述力學(xué)響應(yīng)量滿足減震材料設(shè)計條件，且可加工的所述減震材料最優(yōu)形狀之前，一直改變所述減震材料CAD數(shù)據(jù)，根據(jù)改變的減震材料CAD數(shù)據(jù)更新所述減震材料CAD數(shù)據(jù)、所述力學(xué)響應(yīng)量和所述加工決策之間的所述相關(guān)關(guān)系，檢測根據(jù)已更新的相關(guān)關(guān)系，所述力學(xué)響應(yīng)量滿足減震材料設(shè)計條件，且可加工的所述減震材料的最優(yōu)形狀。所以能夠容易勝任地設(shè)計減震材料的最優(yōu)形狀。
本發(fā)明具有如上所述的結(jié)構(gòu)和措施，所以考慮到可塑性和加工成本的決策，能夠容易勝任地設(shè)計減震包裝中所用減震材料的最優(yōu)形狀。
圖1是框圖，顯示了根據(jù)本發(fā)明之最優(yōu)形狀設(shè)計系統(tǒng)的示意結(jié)構(gòu)；圖2是流程圖，顯示了最優(yōu)形狀檢測中的過程實例；圖3是根據(jù)CAD數(shù)據(jù)繪制的圖，顯示了內(nèi)容物和包裝所述內(nèi)容物所用減震材料的早期設(shè)計階段實例；圖4顯示了減震材料的CAD數(shù)據(jù)、力學(xué)響應(yīng)量、加工決策和加工成本之間的相關(guān)關(guān)系；圖5是根據(jù)CAD數(shù)據(jù)繪制的圖，顯示了確定最優(yōu)形狀的過程中不滿足設(shè)計條件的減震材料形狀實例；
圖6是根據(jù)CAD數(shù)據(jù)繪制的圖，顯示了減震材料最優(yōu)形狀的實例；圖7是根據(jù)CAD數(shù)據(jù)繪制的圖，顯示了減震材料的另一個早期設(shè)計階段形狀。
附圖標(biāo)記的說明1 輸入設(shè)備2 運算處理設(shè)備2a 最優(yōu)化控制單元2b CAD單元2c 力學(xué)響應(yīng)量計算單元2d 加工決策檢測單元2e 成本計算單元3 顯示設(shè)備4 減震材料4a 孔4b 縫5 內(nèi)容物M、M1至M8以及Mopt CAD數(shù)據(jù)具體實施方式
下面將參考附圖，具體地介紹根據(jù)本發(fā)明的最優(yōu)形狀設(shè)計和設(shè)計系統(tǒng)的若干實施例。
在圖1中，號碼1表示輸入設(shè)備，它是輸入裝置，用于輸入設(shè)計減震材料4所需的設(shè)計數(shù)據(jù)。減震材料4是設(shè)計目標(biāo)，而且包裝所用的減震材料4是以壓模加工的物品。輸入設(shè)備1能夠以個人電腦等配備的鍵盤或鼠標(biāo)或者通過通信線路比如因特網(wǎng)輸入設(shè)計數(shù)據(jù)。
號碼2表示運算處理設(shè)備，它執(zhí)行運算操作，根據(jù)從輸入設(shè)備1輸入的設(shè)計數(shù)據(jù)，計算減震材料4的最優(yōu)形狀。號碼3表示顯示設(shè)備，比如CRT(布勞恩管)或打印機(jī)，它是顯示裝置，用于輸出和顯示由運算處理設(shè)備2算出的、減震材料4的最優(yōu)形狀。顯示設(shè)備3也具有讀取功能，讀取數(shù)據(jù)庫、文件等中存儲的設(shè)計結(jié)果，以便輸出和顯示所述設(shè)計結(jié)果。
運算處理設(shè)備2包括最優(yōu)化控制單元2a、CAD單元2b、力學(xué)響應(yīng)量計算單元2c、加工決策檢測單元2d、成本計算單元2e等。最優(yōu)化控制單元2a是最優(yōu)化控制裝置，用于控制運算處理單元中執(zhí)行的運算操作，以便檢測減震材料4的最優(yōu)形狀。CAD單元2b是CAD裝置，用于根據(jù)由輸入設(shè)備1輸入的、減震材料4的設(shè)計數(shù)據(jù)，定義減震材料4的減震材料形狀。力學(xué)響應(yīng)量計算單元2c是力學(xué)響應(yīng)量計算裝置，用于檢測力學(xué)響應(yīng)量，對于CAD單元2b定義的、減震材料4的減震材料形狀，包括墜落沖擊中內(nèi)容物5產(chǎn)生的最大減速度和最大位移以及減震材料4長期使用中產(chǎn)生的蠕變位移其中之一。加工決策檢測單元2d是加工決策檢測裝置，對于CAD單元2b定義的、減震材料4的減震材料形狀，用于檢測加工決策。成本計算單元2e是成本計算裝置，對于CAD單元2b定義的、減震材料4的減震材料形狀，用于檢測加工成本。
正如后面參考圖4的介紹，最優(yōu)化控制單元2a檢測CAD單元2b根據(jù)減震材料4的設(shè)計數(shù)據(jù)產(chǎn)生的CAD數(shù)據(jù)、力學(xué)響應(yīng)量計算單元2c檢測的力學(xué)響應(yīng)量、加工決策檢測單元2d檢測的加工決策信息和成本計算單元2e檢測的加工成本信息之間的相關(guān)關(guān)系。最優(yōu)化控制單元2a改變減震材料4的CAD數(shù)據(jù)，直至根據(jù)相關(guān)關(guān)系檢測到減震材料4的最優(yōu)形狀。以減震材料4的最優(yōu)形狀，減震材料4是可加工的，力學(xué)響應(yīng)量滿足減震材料4的設(shè)計數(shù)據(jù)，并且以減震材料4實現(xiàn)了最低加工成本。最優(yōu)化控制單元2a根據(jù)改變的CAD數(shù)據(jù)、力學(xué)響應(yīng)量計算單元2c新檢測的力學(xué)響應(yīng)量、加工決策檢測單元2d再次檢測的加工決策信息和成本計算單元2e新檢測的加工成本信息，更新先前的相關(guān)關(guān)系。最優(yōu)化控制單元2a根據(jù)更新的相關(guān)關(guān)系，對減震材料4的最優(yōu)形狀檢測進(jìn)行最優(yōu)化運算操作。以減震材料4的最優(yōu)形狀，力學(xué)響應(yīng)量滿足減震材料4的設(shè)計數(shù)據(jù)，減震材料4是可加工的，并且以減震材料4實現(xiàn)了最低加工成本。
在本實施例中，加工決策檢測單元2d檢測減震材料4是不是可加工的，使得從壓模中取出減震材料4時，橫斷面的橫斷面形狀外周被垂直于圖3、圖5、圖6和圖7所示抽取方向a的多個平面劃分后，從抽取方向a投影時，外周并不彼此交叉。
在本實施例中，參考由力學(xué)響應(yīng)量計算單元2c檢測的力學(xué)響應(yīng)量，力學(xué)響應(yīng)量計算單元2c設(shè)定為檢測墜落沖擊中由減震材料4所包裝的內(nèi)容物5產(chǎn)生的最大減速度和最大位移以及減震材料4長期使用中產(chǎn)生的蠕變位移其中之一。
然后將參考圖2，介紹過程實例，根據(jù)本發(fā)明的最優(yōu)形狀設(shè)計方法檢測減震材料4的最優(yōu)形狀。在步驟S1中，通過輸入設(shè)備1的鍵盤或者通過通信線路比如因特網(wǎng)輸入設(shè)計目標(biāo)減震材料4的設(shè)計數(shù)據(jù)。
例如，在設(shè)計減震包裝減震材料4的最優(yōu)形狀的情況下，作為設(shè)計數(shù)據(jù)，輸入內(nèi)容物5的形狀、重量、墜落高度、墜落方向和設(shè)計限度(例如，力學(xué)響應(yīng)量限度，比如內(nèi)容物5產(chǎn)生的最大減速度，內(nèi)容物5的最大位移以判斷內(nèi)容物5是否落出底部或減震材料4，以及減震材料4的蠕變位移以判斷長期使用中減震材料4產(chǎn)生的永久應(yīng)變)以及箱體內(nèi)外所用材料和減震材料4的機(jī)械性質(zhì)值(例如，應(yīng)力、減震厚度和最大減速度、最大瞬時應(yīng)變以及蠕變應(yīng)變)。需要時也輸入外箱比如瓦楞板箱的尺寸、內(nèi)容物5在外箱中所處的位置等作為設(shè)計條件。
對于外箱和減震材料4所用材料的機(jī)械性質(zhì)值，準(zhǔn)備了存儲著機(jī)械性質(zhì)值多種數(shù)據(jù)的存儲設(shè)備或者數(shù)據(jù)庫文件，根據(jù)所用的材料，通過從存儲設(shè)備或者數(shù)據(jù)庫和文件搜索機(jī)械性質(zhì)值，就可以使用這些機(jī)械性質(zhì)值。
輸入了以上的設(shè)計數(shù)據(jù)后，流程進(jìn)至圖2的步驟S2，在運算處理設(shè)備2中使用CAD單元2b產(chǎn)生例如圖3所示的CAD數(shù)據(jù)M1作為減震材料4的早期設(shè)計階段形狀。這時，形狀數(shù)據(jù)(例如，筋肋或孔的尺寸、角度及有無)定義為設(shè)計參數(shù)。
可以為先前設(shè)計箱體從數(shù)據(jù)庫選擇CAD數(shù)據(jù)M并用作早期設(shè)計階段的形狀，而不是采用新產(chǎn)生早期設(shè)計階段形狀的方法。在這種情況下，選擇圖3和圖7所示數(shù)據(jù)庫中存儲的減震材料4的多個不同的早期設(shè)計階段形狀，減震材料4的所述多個選定的早期設(shè)計階段形狀以及每個早期設(shè)計階段形狀中包括的形狀數(shù)據(jù)可以定義為設(shè)計參數(shù)。
然后，流程進(jìn)至步驟S3、步驟S4和步驟S5，在步驟S3、步驟S4和步驟S5中，分別對步驟S1中輸入的設(shè)計數(shù)據(jù)和步驟S2中定義的CAD數(shù)據(jù)M進(jìn)行以下處理。
在步驟S3中，力學(xué)響應(yīng)量計算單元2c對步驟S2中定義的CAD數(shù)據(jù)M計算力學(xué)響應(yīng)量。計算力學(xué)響應(yīng)量用于對比設(shè)計限度與內(nèi)容物5產(chǎn)生的最大減速度等。
在力學(xué)響應(yīng)量的計算中，當(dāng)場適當(dāng)?shù)剌斎霚p震材料4所用材料的機(jī)械性質(zhì)值對應(yīng)的力學(xué)響應(yīng)量，或者以搜索引擎從系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中先前存儲的機(jī)械性質(zhì)值中搜索減震材料4所用材料對應(yīng)的力學(xué)響應(yīng)量而輸入力學(xué)響應(yīng)量，或者在減震材料4所用材料的力學(xué)響應(yīng)量由關(guān)系表達(dá)式表示時，由關(guān)系表達(dá)式計算力學(xué)響應(yīng)量。
另一方面，在步驟S4中，加工決策檢測單元2d通過檢測在以壓模加工減震材料4時，在步驟S2定義的CAD數(shù)據(jù)M中是否恰當(dāng)?shù)靥峁┝嗣撃Ｋ玫某槿∑露榷鴻z測加工決策。
在可塑性檢測中，可以使用一種程序，檢查減震材料4橫斷面的橫斷面面積被垂直于抽取方向a的多個平面劃分后，是否沿抽取方向a逐漸減小，同時橫斷面的外周或內(nèi)周中任何一個是否與另一個外周或內(nèi)周交叉，也可以通過應(yīng)用某些CAD軟件(例如Solid Works；SolidWorks公司生產(chǎn)的商品名)配備的抽取坡度確認(rèn)功能而進(jìn)行所述檢測。
在步驟S5中，成本計算單元2e對步驟S2定義的CAD數(shù)據(jù)M計算加工成本。例如，在珠狀泡沫壓模產(chǎn)品用作減震材料4的情況下，材料使用量對應(yīng)的CAD數(shù)據(jù)M的體積乘以材料單位成本的數(shù)值被用作材料成本，壓模機(jī)等的運行成本被用作處理成本，因此算出了加工成本。
在擠壓泡沫壓模產(chǎn)品用作減震材料4的情況下，材料使用量對應(yīng)的CAD數(shù)據(jù)M的體積乘以材料單位成本的數(shù)值被用作材料成本，切割成本、熱粘合成本、脫模成本等被用作處理成本，就算出了加工成本。
然后，流程進(jìn)至步驟S6。例如，使用步驟S3、步驟S4和步驟S5中算出的力學(xué)響應(yīng)量、加工決策信息和加工成本信息，繪制出圖3所示CAD數(shù)據(jù)M1的設(shè)計參數(shù)、力學(xué)響應(yīng)量、加工決策和加工成本之間的相關(guān)關(guān)系，如圖4所示。根據(jù)所述相關(guān)關(guān)系確定減震材料4的最優(yōu)形狀。以所述最優(yōu)形狀，減震材料4是可加工的，力學(xué)響應(yīng)量滿足減震材料4的設(shè)計限度——設(shè)計目標(biāo)，并且加工成本最低。
在確定減震材料4的最優(yōu)形狀——設(shè)計目標(biāo)的過程中，如果設(shè)計條件未滿足，如圖4和圖5所示的CAD數(shù)據(jù)M2(因為力學(xué)響應(yīng)量超過設(shè)計限度而無法進(jìn)行加工)，或者存在著能夠進(jìn)一步降低加工成本的減震材料形狀，流程就從步驟S6返回步驟S2，直至確定了最優(yōu)形狀。如圖4所示，改變CAD數(shù)據(jù)M，以便更新力學(xué)響應(yīng)量、加工決策和加工成本之間的相關(guān)關(guān)系，最終確定最優(yōu)形狀。
在圖4顯示的狀態(tài)中，最優(yōu)化開始于圖3所示的CAD數(shù)據(jù)M1，CAD數(shù)據(jù)M1依次改變?yōu)镃AD數(shù)據(jù)M2、M3、...M8，例如在第9次最優(yōu)化中獲得了圖6所示減震材料4最優(yōu)形狀的CAD數(shù)據(jù)Mopt。為了確定減震材料4的最優(yōu)形狀——設(shè)計目標(biāo)，對最優(yōu)化控制單元2a應(yīng)用了通用最優(yōu)化程序，比如iSight(商品名，由Engineous Software公司生產(chǎn))。
圖7是根據(jù)CAD數(shù)據(jù)繪制的圖，顯示了減震材料的另一個早期設(shè)計階段形狀。在圖7中，號碼4a表示減震材料4的四個角落形成的孔，號碼4b表示從孔4a向減震材料4的開口部位延伸的縫。因此，如圖3和圖7所示，選擇數(shù)據(jù)庫中存儲的減震材料4的多個早期設(shè)計階段形狀，減震材料4的所述選定的早期設(shè)計階段形狀以及早期設(shè)計階段形狀中包括的形狀數(shù)據(jù)可以定義為設(shè)計參數(shù)。
在本實施例中，由于將CAD數(shù)據(jù)M用作設(shè)計參數(shù)，在確定最優(yōu)形狀時，方便了繪圖和機(jī)器加工NC數(shù)據(jù)的工作。
另外，除了力學(xué)響應(yīng)量以外，在最優(yōu)條件中也加入了加工決策和加工成本，所以能夠獲得生產(chǎn)率高的最優(yōu)形狀，包括處理特征和經(jīng)濟(jì)效益。
工業(yè)適用性例如，本發(fā)明能夠用于設(shè)計方法和設(shè)計系統(tǒng)，對減震包裝中所用的減震材料設(shè)計最優(yōu)形狀。
雖然已經(jīng)以單一的優(yōu)選實施例介紹了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會理解，本發(fā)明能夠以附帶的權(quán)利要求書的實質(zhì)和范圍之內(nèi)的修改實施。
權(quán)利要求
1.一種最優(yōu)形狀設(shè)計方法，其特征在于，在關(guān)于被定義為減震材料CAD數(shù)據(jù)的減震材料形狀，檢測力學(xué)響應(yīng)量的同時，檢測被定義為CAD數(shù)據(jù)的所述減震材料形狀的加工決策，所述減震材料CAD數(shù)據(jù)根據(jù)減震包裝中所用的所述減震材料的設(shè)計數(shù)據(jù)而產(chǎn)生，所述力學(xué)響應(yīng)量至少包括墜落沖擊中內(nèi)容物產(chǎn)生的最大減速度和最大位移以及所述減震材料長期使用中產(chǎn)生的蠕變位移其中之一；檢測所述減震材料CAD數(shù)據(jù)、所述力學(xué)響應(yīng)量和所述加工決策之間的相關(guān)關(guān)系；在檢測到根據(jù)所述相關(guān)關(guān)系，所述力學(xué)響應(yīng)量滿足所述減震材料設(shè)計條件，且可加工的所述減震材料的最優(yōu)形狀之前，一直改變所述減震材料CAD數(shù)據(jù)；以及根據(jù)改變的所述減震材料CAD數(shù)據(jù)，更新所述減震材料CAD數(shù)據(jù)、所述力學(xué)響應(yīng)量和所述加工決策之間的相關(guān)關(guān)系，檢測到根據(jù)已更新的相關(guān)關(guān)系，所述力學(xué)響應(yīng)量滿足所述減震材料設(shè)計條件，且可加工的所述減震材料的最優(yōu)形狀。
2.一種最優(yōu)形狀設(shè)計方法，其特征在于，關(guān)于被定義為減震材料CAD數(shù)據(jù)的減震材料形狀，檢測力學(xué)響應(yīng)量的同時，檢測被定義為CAD數(shù)據(jù)的所述減震材料形狀的加工決策，并且關(guān)于被定義為CAD數(shù)據(jù)的所述減震材料形狀檢測加工成本，所述減震材料CAD數(shù)據(jù)根據(jù)減震包裝中所用的所述減震材料的設(shè)計數(shù)據(jù)而產(chǎn)生，所述力學(xué)響應(yīng)量至少包括墜落沖擊中內(nèi)容物產(chǎn)生的最大減速度和最大位移以及所述減震材料長期使用中產(chǎn)生的蠕變位移其中之一；檢測所述減震材料CAD數(shù)據(jù)、所述力學(xué)響應(yīng)量、所述加工決策和所述加工成本之間的相關(guān)關(guān)系；在檢測到根據(jù)所述相關(guān)關(guān)系，所述力學(xué)響應(yīng)量滿足所述減震材料設(shè)計條件、可加工且加工成本最低的所述減震材料的最優(yōu)形狀之前，一直改變所述減震材料CAD數(shù)據(jù)；以及根據(jù)所述改變的減震材料CAD數(shù)據(jù)，更新所述減震材料CAD數(shù)據(jù)、所述力學(xué)響應(yīng)量、所述加工決策和所述加工成本之間的所述相關(guān)關(guān)系，檢測到根據(jù)已更新的相關(guān)關(guān)系，所述力學(xué)響應(yīng)量滿足所述減震材料設(shè)計條件的、可加工且加工成本最低的所述減震材料的最優(yōu)形狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的最優(yōu)形狀設(shè)計方法，其特征在于，所述減震材料是使用壓模加工的物品，通過所述物品與壓模彼此分離時，各橫斷面的橫斷面形狀外周被垂直于抽取方向的多個平面分割后，從抽取方向投影時并不彼此交叉來檢測加工決策。
4.一種最優(yōu)形狀設(shè)計系統(tǒng)，其特征在于包括輸入裝置，用于輸入減震包裝中所用減震材料的設(shè)計數(shù)據(jù)；CAD裝置，用于根據(jù)由所述輸入裝置輸入的減震材料設(shè)計數(shù)據(jù)，定義減震材料形狀；力學(xué)響應(yīng)量計算裝置，對由所述CAD裝置定義的所述減震材料形狀檢測力學(xué)響應(yīng)量，所述力學(xué)響應(yīng)量至少包括內(nèi)容物產(chǎn)生的最大減速度和最大位移以及所述減震材料長期使用中產(chǎn)生的蠕變位移其中之一；加工決策檢測裝置，對由所述CAD裝置定義的所述減震材料形狀檢測加工決策；最優(yōu)化控制裝置，用于檢測由所述CAD裝置定義的所述減震材料CAD數(shù)據(jù)、由所述力學(xué)響應(yīng)量計算裝置檢測的力學(xué)響應(yīng)量和由所述加工決策檢測裝置檢測的加工決策信息之間的相關(guān)關(guān)系，在檢測到根據(jù)所述相關(guān)關(guān)系，所述力學(xué)響應(yīng)量滿足所述減震材料設(shè)計條件，且可加工的所述減震材料的最優(yōu)形狀之前，不斷地改變所述減震材料CAD數(shù)據(jù)，根據(jù)改變的所述減震材料CAD數(shù)據(jù)，更新所述減震材料CAD數(shù)據(jù)、所述力學(xué)響應(yīng)量和所述加工決策之間的相關(guān)關(guān)系，檢測到根據(jù)已更新的相關(guān)關(guān)系，所述力學(xué)響應(yīng)量滿足所述減震材料設(shè)計條件，且可加工的所述減震材料的最優(yōu)形狀；顯示裝置，用于輸出和顯示由所述最優(yōu)化控制裝置檢測的所述減震材料最優(yōu)形狀。
5.一種最優(yōu)形狀設(shè)計系統(tǒng)，其特征在于包括輸入裝置，用于輸入減震包裝中所用減震材料的設(shè)計數(shù)據(jù)；CAD裝置，用于根據(jù)由所述輸入裝置輸入的減震材料設(shè)計數(shù)據(jù)，定義減震材料形狀；力學(xué)響應(yīng)量計算裝置，對由所述CAD裝置定義的所述減震材料形狀檢測力學(xué)響應(yīng)量，所述力學(xué)響應(yīng)量至少包括內(nèi)容物產(chǎn)生的最大減速度和最大位移以及所述減震材料長期使用中產(chǎn)生的蠕變位移其中之一；加工決策檢測裝置，對由所述CAD裝置定義的所述減震材料形狀檢測加工決策；成本計算裝置，對由所述CAD裝置定義的所述減震材料形狀檢測加工成本；最優(yōu)化控制裝置，用于檢測由所述CAD裝置定義的所述減震材料CAD數(shù)據(jù)、由所述力學(xué)響應(yīng)量計算裝置檢測的所述力學(xué)響應(yīng)量、由所述加工決策檢測裝置檢測的加工決策信息和由所述成本計算裝置檢測的加工成本信息之間的相關(guān)關(guān)系，在檢測到根據(jù)所述相關(guān)關(guān)系，所述力學(xué)響應(yīng)量滿足所述減震材料設(shè)計條件、可加工且加工成本最低的所述減震材料的最優(yōu)形狀之前，不斷地改變所述減震材料CAD數(shù)據(jù)，根據(jù)改變的所述減震材料CAD數(shù)據(jù)，更新所述減震材料CAD數(shù)據(jù)、所述力學(xué)響應(yīng)量、所述加工決策和所述加工成本之間的相關(guān)關(guān)系，檢測到根據(jù)已更新的相關(guān)關(guān)系、所述力學(xué)響應(yīng)量滿足所述減震材料設(shè)計條件、可加工且加工成本最低的所述減震材料的最優(yōu)形狀；顯示裝置，用于輸出和顯示由所述最優(yōu)化控制裝置檢測的所述減震材料最優(yōu)形狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5的最優(yōu)形狀設(shè)計系統(tǒng)，其特征在于，所述減震材料是使用壓模加工的物品，通過所述物品與壓模彼此分離時，各橫斷面的橫斷面形狀外周被垂直于抽取方向的多個平面分割后，從抽取方向投影時并不彼此交叉來檢測加工決策。
全文摘要
本發(fā)明的目的是能夠提供最優(yōu)形狀設(shè)計方法，能夠容易勝任地設(shè)計減震包裝中所用減震材料的最優(yōu)形狀；以及使用所述最優(yōu)形狀設(shè)計方法的最優(yōu)形狀設(shè)計系統(tǒng)。所述最優(yōu)形狀設(shè)計系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的特征在于提供了最優(yōu)化控制單元2a。所述最優(yōu)化控制單元2a檢測由CAD單元2b所定義減震材料4的CAD數(shù)據(jù)M、由力學(xué)響應(yīng)量計算單元2c所檢測的力學(xué)響應(yīng)量、由加工決策檢測單元2d檢測加工決策信息和由成本計算單元2e檢測的加工成本信息之間的相關(guān)關(guān)系。然后，在根據(jù)所述相關(guān)關(guān)系檢測到所述減震材料4的最優(yōu)形狀之前，所述最優(yōu)化控制單元2a更新所述減震材料4的CAD數(shù)據(jù)M。以所述最優(yōu)形狀，所述力學(xué)響應(yīng)量滿足所述減震材料4的設(shè)計條件，所述減震材料4可加工，并且獲得了最低加工成本。然后，所述最優(yōu)化控制單元2a根據(jù)改變的CAD數(shù)據(jù)M更新所述相關(guān)關(guān)系，所述最優(yōu)化控制單元2a根據(jù)更新的相關(guān)關(guān)系檢測減震材料4的最優(yōu)形狀。
文檔編號G06F17/50GK1829993SQ20048002147
公開日2006年9月6日 申請日期2004年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月24日
發(fā)明者佐佐木貴德, 山本敏治, 深澤義人 申請人:旭化成生活制品株式會社