專利名稱：分析模型生成程序、設(shè)備、方法及利用該方法制造設(shè)備的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及由通過(guò)對(duì)物體的三維幾何形狀進(jìn)行建模所獲得的三維幾何 模型生成用于分析物體的分析模型的技術(shù)。
背景技術(shù)：
最近，三維CAD (計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì))系統(tǒng)已經(jīng)被廣泛用于設(shè)計(jì)包括多 個(gè)部件的設(shè)備。三維CAD被用于各種裝置中，例如集成電路、機(jī)械、車 輛、建筑等。隨著計(jì)算機(jī)性能的提高，三維CAD系統(tǒng)可以生成更復(fù)雜的 三維幾何模型。在下面的描述中，三維幾何模型被簡(jiǎn)稱為"幾何模型"。 目前，其性能足以處理與最終產(chǎn)品的形狀同樣詳細(xì)的幾何模型的計(jì)算機(jī)已 經(jīng)被普及。因此，在許多情況下，設(shè)計(jì)模型與實(shí)際產(chǎn)品模型同樣詳細(xì)。另一方面，對(duì)于由對(duì)設(shè)備施加外力導(dǎo)致的變形和設(shè)備的強(qiáng)度的力學(xué)分 析一般也可以由計(jì)算機(jī)來(lái)進(jìn)行。許多正被廣泛使用的計(jì)算機(jī)的性能足以處理詳細(xì)的具體幾何模型，但 是不足以采用該詳細(xì)的具體幾何模型作為分析模型來(lái)進(jìn)行數(shù)值分析。因 此，通常在用于設(shè)計(jì)的幾何模型之外生成用于分析的分析模型，并且以有 限元方法利用分析模型進(jìn)行數(shù)值分析。例如， 一種設(shè)備具有柜單元結(jié)構(gòu)，該柜單元結(jié)構(gòu)包括金屬梁、頂板和 底板。柜單元結(jié)構(gòu)是骨架框架，并且在其內(nèi)部空間存儲(chǔ)各種部件。最終產(chǎn) 品可以存儲(chǔ)各種部件，但是重要的是，對(duì)該柜單元結(jié)構(gòu)進(jìn)行力學(xué)分析。在該柜單元結(jié)構(gòu)中，通常使用諸如螺釘、螺栓、鉚釘、焊接等之類的 緊固手段來(lái)緊固諸如梁、頂板、底板等之類的板狀金屬部件。最近，針對(duì) 金屬板的詳細(xì)幾何形狀所定義的具體兒何模型(包括緊固件在內(nèi))常常利 用三維CAD系統(tǒng)來(lái)生成。但是，這樣的幾何模型是如此具體，使得將其 用作分析模型時(shí)，需要大量的計(jì)算機(jī)資源來(lái)進(jìn)行分析。用作分析模型時(shí)，需要大量的計(jì)算機(jī)資源來(lái)進(jìn)行分析。例如，當(dāng)在緊固操作中使用螺釘或者螺栓時(shí)，自然存在螺孔。當(dāng)以有 限元方法進(jìn)行分析處理時(shí)，沿著孔的輪廓存在多個(gè)網(wǎng)格的節(jié)點(diǎn)，并且這些 節(jié)點(diǎn)必須與網(wǎng)格的其它節(jié)點(diǎn)耦合。結(jié)果，直接或者間接地增加了節(jié)點(diǎn)的數(shù) 量，并且需要大量的計(jì)算機(jī)資源來(lái)進(jìn)行分析。因此，考慮到當(dāng)前投入市場(chǎng) 的計(jì)算機(jī)的性能，采用詳細(xì)的具體幾何模型作為分析模型是不切實(shí)際的。因此，通常通過(guò)簡(jiǎn)化具體的幾何模型來(lái)生成分析模型。為了簡(jiǎn)化模 型，首先在盡可能地省略裝配件的情況下生成基本結(jié)構(gòu)。特別是涉及諸如 板狀金屬件的薄板時(shí)，通常將由三維CAD系統(tǒng)生成的立體模型用作為面 模型的殼模型來(lái)代替。在殼模型中，通過(guò)螺釘、螺栓、鉚釘?shù)鹊木o固部分 通過(guò)利用例如橫梁元件連接點(diǎn)，來(lái)用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接代替。下面參考圖1A和1B簡(jiǎn)單描述殼模型。圖1A是示出了由螺栓緊固123和124緊固的兩個(gè)板121和122的立 體圖。圖1A示出了由三維CAD系統(tǒng)生成的幾何模型。如圖1A所示，由 三維CAD系統(tǒng)生成的幾何模型是立體模型，板121和122中的每一個(gè)被示為具有一定厚度的幾何形狀。另一方面，圖1B示出了對(duì)應(yīng)于圖1A的殼模型。在圖1A和1B中， 板121對(duì)應(yīng)于面125，板122對(duì)應(yīng)于面126，螺栓緊固123對(duì)應(yīng)于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連 接127，螺栓緊固124對(duì)應(yīng)于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接128。如圖1B所示，具有一定厚度的三維幾何形狀的板121和122被殼模 型中的作為在厚度方向上被壓縮的平面的面125和126代替。面125和 126被稱為中位表面。通過(guò)螺栓、鉚釘、焊接等的緊固用通過(guò)將面125上 的點(diǎn)與面126上的點(diǎn)連接得到的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接來(lái)代替。在圖1B所示的實(shí)例 中，兩點(diǎn)的螺栓緊固123和124由兩點(diǎn)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接127和128代替。但 是，例如，通過(guò)膠粘劑的緊固可以由n點(diǎn)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接來(lái)代替。在專利文件1和2中描述了使用殼模型的實(shí)例。在專利文件1中描述的分析模型生成設(shè)備(分析模型預(yù)備設(shè)備)自動(dòng) 地從幾何模型檢索緊固部分(接合部分)。在檢索操作中，確定緊固件的 位置和緊固件的類型，諸如螺釘、螺桿、鉚釘、焊接等。然后，作為檢索結(jié)果獲得的緊固部分被突出，并且允許用戶確認(rèn)該確定結(jié)果是否正確。因 此，分析模型生成設(shè)備參考接合模型預(yù)備目標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)，并且針對(duì)其位置和 類型已經(jīng)被確定的緊固部分，對(duì)殼模型中的緊固部分進(jìn)行建模。專利文件2描述了如下方法，該方法將用于每一層的單層模型進(jìn)行層 疊，對(duì)該模型進(jìn)行分析以分析多層印刷電路板。[專利文件1]已公布的日本專利申請(qǐng)No. 2001-265836 [專利文件2]已公布的日本專利申請(qǐng)No. 2006-91939由幾何模型生成用于分析的殼模型需要如下步驟。(1) 從具有大量信息的立體模型提取基本結(jié)構(gòu)的步驟。例如，從如 圖1A所示的幾何模型提取板121和122作為基本結(jié)構(gòu)的步驟。(2) 用殼模型代替立體模型的步驟。例如，用面125和126代替板 121和122的步驟。(3) 適當(dāng)?shù)卮婢o固部分的步驟。例如，用兩點(diǎn)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接127 和128代替螺栓緊固123和124的步驟。這些步驟常常需要手工操作。尤其是，上述的步驟(3)需要人來(lái)進(jìn) 行確定。但是，因?yàn)樵S多設(shè)備包括200-300點(diǎn)的緊固部分，所以存在大量 操作步驟。此外，難以正確地表達(dá)固定部分的剛性(即，剛度)，并且不 存在確定的對(duì)緊固部分建模的方法。因此，分析的精度是不均的。雖然用于減小代替操作的影響的方法已經(jīng)被研究，但是上述步驟 (2)中所述的代替操作影響分析精度。另一方面，如果幾何模型本身被用作分析模型以避免上述問(wèn)題，則網(wǎng) 格劃分在該幾何模型上進(jìn)行。因此，網(wǎng)格的數(shù)量和構(gòu)造該網(wǎng)格的節(jié)點(diǎn)的數(shù) 量變得很大，分析需要大量的計(jì)算機(jī)資源。首先，此問(wèn)題是由用于圖1A所示的螺栓緊固123和124的螺栓和螺 母需要大量的小的網(wǎng)格所引起的。其次，此問(wèn)題是由沿著螺栓通過(guò)其穿過(guò)板121和122的孔的輪廓設(shè)置 的網(wǎng)格的某些節(jié)點(diǎn)引起的。于是，包括這些節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)格徑向地設(shè)置在孔的 周緣上。如果沒有孔，板121和122就是長(zhǎng)方體形的。因此，它們可以由 粗分網(wǎng)格適當(dāng)?shù)亟?，并且?21和122的頂表面和底表面上的節(jié)點(diǎn)的數(shù)量很低。但是，用于螺栓的孔的直徑與板121和122的尺寸相比通常小得多，并且沿著小孔的周緣存在多個(gè)節(jié)點(diǎn)。因此，如果沿著孔的輪廓設(shè)置節(jié) 點(diǎn)，則網(wǎng)格被緊密地沿徑向設(shè)置在孔的周緣上，并且緊密布置的網(wǎng)格直接或者間接增加了板121和122的頂表面和底表面上的必需的節(jié)點(diǎn)的數(shù)量。 發(fā)明內(nèi)容所公開的實(shí)施例已經(jīng)被開發(fā)來(lái)解決上述問(wèn)題。實(shí)施例的目標(biāo)是，當(dāng)由 三維幾何模型生成分析模型時(shí)，更有效地利用該三維幾何模型，并減少用 戶的繁重操作。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的分析模型生成程序命令計(jì)算機(jī)通過(guò)處理包括多 個(gè)部件的設(shè)備的三維幾何模型生成分析模型。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提 供了一種存儲(chǔ)分析模型生成程序的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。分析模型生成程序命令計(jì)算機(jī)進(jìn)行輸入步驟，所述輸入步驟接收所述三維幾何模型作為輸入，并且將所述三維幾何模型存儲(chǔ)在第一從存儲(chǔ)單元中；緊固部分提取步驟，所述緊固部分提取步驟參考存儲(chǔ)關(guān)于所述部件 之間的緊固的屬性信息的第二存儲(chǔ)單元，并且基于所述屬性信息和所述三 維幾何模提取第一部件和第二部件在此被緊固的緊固部分；劃分步驟，所 述劃分步驟在所述三維幾何模型中將所述第一部件和所述第二部件中的每 一個(gè)劃分為緊鄰所述緊固部分的第一幾何體和一個(gè)或多個(gè)對(duì)應(yīng)于所述第一 幾何體之外的部分的第二幾何體；以及等價(jià)性能值賦值步驟，所述等價(jià)性能值賦值步驟對(duì)于通過(guò)劃分所述第一部件獲得的所述第一幾何體和通過(guò)劃 分所述第二部件獲得的所述第一幾何體中的每一個(gè)，參考存儲(chǔ)根據(jù)所述屬 性信息的參數(shù)和根據(jù)所述部件的材料的性能值的第三存儲(chǔ)單元，基于存儲(chǔ) 在所述第三存儲(chǔ)單元中的所述參數(shù)和所述性能值來(lái)計(jì)算等價(jià)性能值以作為 反映緊固的性能值，并且將所述等價(jià)性能值賦值給所述第一幾何體。因此，根據(jù)該分析模型生成程序，可以自動(dòng)地賦值適當(dāng)?shù)牡葍r(jià)性能 值，而不用用戶確定各個(gè)緊固部分。此外，優(yōu)選的是，所述分析模型生成程序還命令所述計(jì)算機(jī)進(jìn)行刪除 步驟，其中，在所述緊固部分包括用于緊固所述第一部件和所述第一部件的第三部件時(shí)，所述刪除步驟從所述三維幾何模型刪除所述第三部件。還優(yōu)選的是，所述分析模型生成程序還命令所述計(jì)算機(jī)進(jìn)行填充步 驟，其中，當(dāng)所述第一部件和所述第二部件中的至少一個(gè)具有孔，并且所 述第一部件和所述第二部件通過(guò)將所述第三部件裝配在所述孔中而被緊固 時(shí)，所述填充步驟在所述三維幾何模型中對(duì)所述孔進(jìn)行填充操作。通過(guò)上述的刪除步驟和填充步驟，可以獲得其幾何形狀被簡(jiǎn)化的三維 幾何模型，作為分析模型。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的分析模型生成設(shè)備是進(jìn)行如下操作的設(shè)備， 所述操作類似于上述分析模型生成程序的通過(guò)命令計(jì)算機(jī)進(jìn)行的操作。根 據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的分析模型生成方法是分析模型生成程序命令計(jì)算機(jī) 進(jìn)行所述操作的方法。制造包括多個(gè)部件的設(shè)備的方法可以包括所述分析模型生成方法。 由本發(fā)明的實(shí)施例獲得的分析模型不是面模型，而是三維幾何模型。 因此，包括在原始的三維幾何模型中的三維信息可以被有效地用于分析。 此外，因?yàn)槿缟纤鲇捎?jì)算機(jī)進(jìn)行該過(guò)程，所以可以減少用戶的手工操 作。


圖1A和1B是殼模型的說(shuō)明圖；圖2A-2E是示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的由幾何模型生成分析模型的方法的要點(diǎn)的說(shuō)明圖；圖3示出了由三維CAD系統(tǒng)生成的具體幾何模型的實(shí)例； 圖4是示出了分析模型生成設(shè)備的功能的框圖； 圖5是由幾何模型生成分析模型的過(guò)程的流程圖； 圖6是劃分過(guò)程的流程圖；圖7A和7B是添加到圖3的放大部分的候選區(qū)域的視圖；圖8A是圖7B的剖視圖；圖8B是圖7B的側(cè)視圖；圖9是候選區(qū)域的余邊的說(shuō)明圖；圖IO示出了緊固系數(shù)定義表的實(shí)例；圖11示出了關(guān)于螺栓緊固的尺寸系數(shù)定義表的實(shí)例；圖12示出了角焊系數(shù)定義表的實(shí)例；圖13是關(guān)于當(dāng)進(jìn)行角焊時(shí)所需的自變量的說(shuō)明圖；圖14示出了存儲(chǔ)各種性能值的材料和性能值對(duì)應(yīng)表的實(shí)例;圖15是包括分析模型的生成的產(chǎn)生步驟的流程圖；圖16A和16B是使用L形金屬固定件的緊固實(shí)例的說(shuō)明圖;圖17A和17B是使用螺釘?shù)木o固實(shí)例的說(shuō)明圖；以及 圖18是執(zhí)行程序的計(jì)算機(jī)的框圖。
具體實(shí)施方式
下面參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例方式。為了便于理解下面的描述，假設(shè)了下面的兩點(diǎn)。該假設(shè)并不是意在限 制分析方法或者分析模型的類型。 分析模型是用于進(jìn)行力學(xué)分析的模型。 網(wǎng)格劃分在所生成的分析模型的幾何性質(zhì)上進(jìn)行，以通過(guò)有限元方 法進(jìn)行分析。圖2A-2E是示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的由幾何模型生成分析模型 的方法的要點(diǎn)的說(shuō)明圖。圖2A是輸入幾何模型的立體圖。圖2B是圖2A 所示模型的剖視圖。圖2E是輸出分析模型的立體圖。圖2D是圖2E所示 模型的剖視圖。圖2C是類似于圖2B和圖2D的剖視圖，并示出了從圖2B 到圖2D的過(guò)程的進(jìn)程。在圖2A所示的幾何模型中，板1和2由螺栓緊固3和4緊固。為了 方便參考，x、 y和z軸被示于右側(cè)。為了易于解釋，假設(shè)板1和2是長(zhǎng)方 體形的，該長(zhǎng)方體的每一條邊平行于x、 y或z軸，板1和2的厚度方向是 z軸方向。圖2B是圖2A所示的幾何模型的沿平行于yz平面的平面所取的剖視 圖。在圖2A-2E中，螺栓緊固3和4的結(jié)構(gòu)是相同的。圖2B是對(duì)應(yīng)于螺 栓緊固3的部分的剖視圖。如圖2B所示，螺栓緊固3是指使用采用螺栓5和螺母6的緊固方式。任何合適的材料可以用于板1和2、螺栓6和螺母6。如圖2A和2B所示，即使對(duì)于諸如螺栓5和螺母6之類的小的部件， 也進(jìn)行了幾何模型的建模。自然地，板1和2中的被螺栓5穿透的孔也被 建模。因此，如果幾何模型被用作分析模型，則如上所述，在分析中需要 大量的計(jì)算機(jī)資源。因此，在本發(fā)明的實(shí)施方式中，圖2A和2B所示的幾何模型不被用作 分析模型，而是進(jìn)行由圖2B獲得圖2C的過(guò)程和由圖2C獲得圖2D的過(guò) 程。由圖2B獲得圖2C的過(guò)程是簡(jiǎn)化幾何模型并且消除增加網(wǎng)格和節(jié)點(diǎn)的 數(shù)量的原因的過(guò)程。由圖2C獲得圖2D的過(guò)程是提供分析所必需的信息的 過(guò)程。實(shí)際上，圖2C可以通過(guò)如下操作獲得將螺栓5和螺母6從圖2B刪 除并且填充板1和2中的螺栓5通過(guò)其穿透板1和2的孔。圖2C示出了板 1和2之間的接觸表面7。板1和2在接觸表面7上彼此接觸。假定接觸表 面7在y軸方向上的范圍為yl Sy多2。就是說(shuō)，假定板2的最左的y坐 標(biāo)為yl，并且板l的最右的y坐標(biāo)為y2。在此情況下，板1和2在此被緊 固的緊固部分8包括板l和2上的由yl Sy多2表示的整個(gè)范圍。在圖2C 中，因?yàn)閹缀涡再|(zhì)較圖2B被進(jìn)一步簡(jiǎn)化，所以當(dāng)在圖2C所示的幾何模型 上進(jìn)行網(wǎng)格劃分時(shí)，網(wǎng)格和節(jié)點(diǎn)的數(shù)量低于圖2B所示的幾何模型上的網(wǎng) 格劃分中的網(wǎng)格和節(jié)點(diǎn)數(shù)量。在圖2B中，板l和2利用螺栓5和螺母6來(lái)緊固，但是緊固多個(gè)部件的方法不限于此。例如，當(dāng)部件通過(guò)焊接緊固時(shí)，幾何模型可以不反映焊接引起的基體 金屬的幾何形狀的細(xì)微變化和填料金屬的幾何形狀，或者當(dāng)部件通過(guò)膠粘 劑緊固時(shí)，當(dāng)生成幾何模型時(shí)，可以忽略膠粘劑的厚度。在此情況下，可 以認(rèn)為由三維CAD系統(tǒng)生成的幾何模型已經(jīng)進(jìn)入了圖2C所示的狀態(tài)。因 此，在這樣的情況下，由圖2B獲得圖2C的過(guò)程被省略。另外，可能存在如下情況填料金屬的大體幾何形狀被建模成通過(guò)焊 接的緊固的幾何模型，例如圖3所示的焊接32。在此情況下，由圖2B獲取圖2C的過(guò)程可以變成僅僅是刪除部件的過(guò)程。就是說(shuō)，填料金屬的幾 何形狀被從幾何模型刪除，但是過(guò)程變成不進(jìn)行填充過(guò)程的過(guò)程，因?yàn)樵?本不存在孔(這與使用螺栓5的緊固方式不同)?；氐綀D2C所示的實(shí)例，圖2C示出的所獲得的幾何模型與表示沒有孔的板的下表面上的一部分與沒有孔的另一板的上表面上的一部分之間的接觸的幾何模型相同。另一方面，因?yàn)榘?和2實(shí)際上在緊固部分8由螺栓 緊固3和4緊固，所以分析模型必須反映該緊固方式。圖2D和2E示出了 反映了圖2C中的緊固方式的分析模型。實(shí)際上，板1被分成兩個(gè)幾何體，即板10和11，板2被分成兩個(gè)幾 何體，即板21和22，板11被賦予與原板1的性能值不同的性能值，板21 被賦予與原板2的性能值不同的性能值，并且在板10和11之間、板20和 21之間、以及板11和21之間設(shè)定適當(dāng)?shù)募s束條件，從而由圖2C獲取圖 2D的分析模型。用于將板1分成板10和11的劃分表面12是由y二yl表示的平面，用 于將板2分成板20和21的劃分表面22是由y=y2表示的平面。雖然接觸 表面9實(shí)際上是與接觸表面7相同的表面，但是標(biāo)號(hào)7用于表示板1和2 之間的接觸，而標(biāo)號(hào)9用于表示板11和21之間的接觸。圖2D用斜線示出了不同于原本的板1和2的性能值的性能值被賦予 板11和21。 一般來(lái)說(shuō)，由緊固和裝配多個(gè)部件制造的裝置的緊固部分的 強(qiáng)度低于集成的一件式裝置。因此，對(duì)應(yīng)于低強(qiáng)度的性能值被賦予板11 和12。上述的約束條件實(shí)際上是如下的約束條件。 板10和11在劃分表面12上彼此接觸，并且彼此不分離或者接觸位 置不發(fā)生位移。就是說(shuō)，任何外力都不能阻止板10和11在劃分表面12上 的接觸狀態(tài)。 類似地，板20和21在劃分表面22上彼此接觸，并且彼此不分離或 者接觸位置不發(fā)生位移。 類似地，板11和21在接觸表面9上彼此接觸，并且彼此不分離或者接觸位置不發(fā)生位移。這些約束條件規(guī)定了實(shí)際上對(duì)應(yīng)于一個(gè)板1的板10和11兩個(gè)幾何體，實(shí)際上對(duì)應(yīng)于一個(gè)板2的板20和21兩個(gè)幾何體，以及板1和2之間 的緊固。微觀上，上述約束條件不能反映實(shí)際的變形或者位移。但是，如果從 宏觀上考慮整個(gè)分析對(duì)象，則將相應(yīng)的合適的性能值賦值給板11和21可 以在施加到緊固部分8的力使得緊固部分8的位移或者變形超出允許值時(shí) 分析該力的強(qiáng)度的情況下，得到高的精度。例如，當(dāng)在分離板1和2的方向上施加大的力時(shí)，板1和2在接觸表 面7處變形，并且板l和2之間的接觸不能被維持在范圍yl Sy 的部 分中。就是說(shuō)，實(shí)際上，板11和21之間的約束條件不能保持。然而，雖然在上述約束條件下進(jìn)行分析，但是如果將適當(dāng)?shù)男阅苤蒂x 值給板11和21，當(dāng)施加力時(shí)，肯定發(fā)生變形。例如，在沿分離板1和2 的方向施加力的情況下進(jìn)行分析時(shí)，板11和21變形，板IO在劃分表面 12處變形，或者板20在劃分表面22處變形。因此，通過(guò)將適當(dāng)?shù)男阅苤?分別賦值給板11和21，預(yù)期在分析模型中當(dāng)變形超出允許值時(shí)的力的強(qiáng) 度基本等于在真實(shí)情況下板1和2變形或者位移超出允許值時(shí)的力的強(qiáng) 度。因此，可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)等確定適當(dāng)?shù)男阅苤档馁x值。如上所述所生成的分析模型具有如下特點(diǎn)。首先，分析模型是具有如圖2E所示的三維幾何形狀的模型。因此， 與使用殼模型的情形不同，不存在由用平面代替三維幾何體所導(dǎo)致的對(duì)分 析精度的影響。第二，分析模型的幾何形狀比圖2A所示的原幾何模型更簡(jiǎn)單。因 此，為了通過(guò)執(zhí)行網(wǎng)格劃分以有限元方法進(jìn)行分析，圖2E所示的模型較 之圖2A所示的模型需要更少量的計(jì)算機(jī)資源。第三，通過(guò)將合適的性能值賦予板11和21，簡(jiǎn)化的兒何形狀對(duì)分析 精度的影響的水平可以被抑制到不發(fā)生實(shí)際問(wèn)題的程度。此外，如果事先 生成了用于確定適當(dāng)?shù)男阅苤档膸?kù)，則性能值可以被自動(dòng)賦值，由此減小 了使用者的工作量，并且任何用戶可以生成相同的分析模型。圖3示出了由三維CAD系統(tǒng)生成的詳細(xì)的幾何模型的實(shí)例。因?yàn)閹缀文Ｐ褪窃敿?xì)的，所以圖3可以示出待分析的確切結(jié)構(gòu)。圖3右側(cè)所示的柜單元結(jié)構(gòu)30是基本長(zhǎng)方體形的結(jié)構(gòu)。柜單元結(jié)構(gòu)30用于各種用途，例如，其被多個(gè)板分隔，每一個(gè)分隔空間存儲(chǔ)機(jī)械部 件。柜單元結(jié)構(gòu)30包括垂直柱、水平梁、和用于安裝頂板和底板的框 架。在圖3所示的實(shí)例中，假定柱和梁都由金屬板制成。圖3的左側(cè)部分示出了柜單元結(jié)構(gòu)30的放大部分，并且柜單元結(jié)構(gòu) 30的構(gòu)件由螺栓緊固31、焊接32、鉚釘緊固33等互連。圖3所示的焊接 32是角焊，并且由三角柱幾何形狀示出。這不是填料金屬的正確幾何形 狀，而是表示焊接位置和長(zhǎng)度的方便幾何形狀。圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的分析模型生成設(shè)備40的功能 構(gòu)造的框圖。圖4還示出了作為到分析模型生成設(shè)備40的輸入的幾何模 型50，作為從分析模型生成設(shè)備40的輸出的分析模型53，分析模型生成 設(shè)備40使用的緊固部件位置和屬性DB (DB是數(shù)據(jù)庫(kù)的縮寫)51，以及 分析模型生成設(shè)備40使用的緊固部件等價(jià)性能值庫(kù)52。分析模型生成設(shè)備40包括幾何模型接收單元41，用于接收作為輸 入的由三維CAD系統(tǒng)所生成的詳細(xì)幾何模型50;緊固部分提取單元42， 用于基于幾何模型50提取緊固部分；部件刪除單元43，用于從幾何模型 50刪除諸如圖2B所示的螺栓5和螺母6之類的部件；填充單元44，用于 填充由部件刪除操作形成的孔；劃分單元45，用于劃分包括在緊固部分中 的部件中的每一個(gè)；以及等價(jià)性能值替換單元49，用于將性能值賦予經(jīng)劃 分的幾何體。例如，圖2A-2C所示的板1和2是包括在緊固部分中的部件 的實(shí)例，并且劃分單元45將板1劃分為圖2D和2E所示的板10和11，并 且將板2劃分為圖2D和2E所示的板20和21 。等價(jià)性能值替換單元49將 性能值賦予板11和21，作為劃分后的幾何體。在由等價(jià)性能值替換單元 49進(jìn)行的過(guò)程中處理的數(shù)據(jù)被從分析模型生成設(shè)備40輸出，作為分析模 型53。劃分單元45包括候選區(qū)域設(shè)定單元46，用于對(duì)每一個(gè)緊固部分設(shè) 定對(duì)應(yīng)于該緊固部分的候選區(qū)域；候選區(qū)域耦合單元47，用于在多個(gè)候選 區(qū)域滿足預(yù)定條件時(shí)，將其合并成一個(gè)候選區(qū)域；以及劃分執(zhí)行單元48，用于通過(guò)將候選區(qū)域的表面在其上橫穿部件的表面作為劃分表面，將該部 件劃分成多個(gè)幾何體。在圖4中，箭頭從三個(gè)單元，即緊固部分提取單元42，部件刪除單元43和填充單元44，中的每一個(gè)指向劃分單元45。更確切的，三個(gè)箭頭被 指向劃分單元45的候選區(qū)域設(shè)定單元46。這三個(gè)箭頭對(duì)應(yīng)于可以根據(jù)緊 固類型而被省略的過(guò)程。例如，通過(guò)膠粘劑或焊接的緊固部分可以不被反 映作為幾何模型中的幾何體。在此情況下，既不需要?jiǎng)h除部件，也不需要 填充孔。因此，這對(duì)應(yīng)于從緊固部分提取單元42指向劃分單元45的箭 頭。反映圖3所示的諸如焊接32的幾何模型中的填料金屬的幾何體的通 過(guò)角焊的緊固部分僅僅需要?jiǎng)h除填料金屬的幾何體，而不需要填充。因 此，這對(duì)應(yīng)于從部件刪除單元43指向劃分單元45的箭頭。通過(guò)螺栓、螺 釘和鉚釘?shù)木o固部分需要?jiǎng)h除部件和填充孔兩個(gè)操作，由此對(duì)應(yīng)于從填充 單元44指向劃分單元45的箭頭。圖4所示的分析模型生成設(shè)備40的每一個(gè)構(gòu)件是功能塊。功能塊可 以由專用硬件電路實(shí)現(xiàn)，以可以由軟件實(shí)現(xiàn)。在軟件的情況下，緊固部件 位置和屬性DB 51和緊固部件等價(jià)性能值庫(kù)52可以被存儲(chǔ)在實(shí)現(xiàn)分析模 型生成設(shè)備40的計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)設(shè)備中，并且可以被存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)通過(guò)互 聯(lián)網(wǎng)可訪問(wèn)的存儲(chǔ)設(shè)備中。接著，參考圖5和6描述由分析模型生成設(shè)備40執(zhí)行的過(guò)程。圖5是 分析模型生成設(shè)備40由幾何模型50生成分析模型53的過(guò)程的流程圖，圖 6是該生成過(guò)程中的劃分過(guò)程的流程圖。在步驟SIOI，幾何模型接收單元41接收幾何模型50，將其存儲(chǔ)在存 儲(chǔ)器中，并且控制操作進(jìn)行到步驟S102。幾何模型50是由三維CAD系統(tǒng) 生成的詳細(xì)的幾何模型。實(shí)際實(shí)例是圖3。存儲(chǔ)器的實(shí)例是圖18所示的 RAM 103。在布置S102中，緊固部分提取單元42參考緊固部件位置和屬性DB 51從由幾何模型接收單元41接收的幾何模型50提取緊固部分。緊固部分 提取單元42將經(jīng)提取的結(jié)果作為緊固部分?jǐn)?shù)據(jù)54存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，用于 后面的處理。存儲(chǔ)器的實(shí)例是圖18所示的RAM103。緊固部件位置和屬性DB 51存儲(chǔ)緊固部件的位置和屬性。"緊固部 件"不僅包括諸如螺栓、螺母、鉚釘?shù)鹊牟考?，還包括諸如點(diǎn)焊、角焊等 的焊接。包括焊接的"緊固部件"可以不被反映為幾何模型50中的幾何體。例如，點(diǎn)焊不被表示為幾何模型50中的幾何體，并且存在僅僅是焊接的位置和屬性被存儲(chǔ)作為數(shù)據(jù)的可能性。緊固部分提取單元42參考緊固部件位置和屬性DB 51獲取關(guān)于幾何 模型50中包括的緊固部件的位置和屬性的信息。步驟S102中所用的屬性 的實(shí)例是緊固部件的幾何形狀、尺寸、類型、材料等。例如，參考緊固部件位置和屬性DB51，緊固部分提取單元42獲取關(guān) 于使用螺栓的位置、螺栓的直徑和長(zhǎng)度、使用螺栓的方向等的信息。類似 地，緊固部分提取單元42還獲取關(guān)于螺母的信息。結(jié)果，緊固部分提取 單元42可以提取緊固部分。例如，當(dāng)幾何模型50是圖2A所示的模型時(shí)，在步驟S102中，緊固 部分提取單元42從緊固部件位置和屬性DB 51獲取關(guān)于圖2B所示的螺栓 5和螺母6的信息。然后，緊固部分提取單元42根據(jù)所獲取的信息和幾何 模型50中包括的裝配信息識(shí)別出以下內(nèi)容。 螺栓5穿透螺母6中通孔。就是說(shuō)，使用螺栓5和螺母6的組合。 板1的一部分和板2的一部分被置于螺栓5和螺母6之間。 螺栓5的頭部與板1的頂表面接觸。 螺母6接觸板2的底表面。 板1和2在接觸表面7上彼此接觸。 在板1和2中的每一個(gè)中存在通孔，并且通孔的位置與螺栓5的位 置相匹配?；谏鲜龅恼J(rèn)知，緊固部分提取單元42提取緊固部分8。確定提取的 區(qū)域作為緊固部分8的方法取決于本發(fā)明的實(shí)施方式。例如，在圖2B所示的實(shí)例的情況下，緊固部分8可以是滿足包括作 為緊固部件的螺栓5和螺母6、包括從板2的底表面到板1的頂表面的范 圍的z坐標(biāo)、以及包括接觸表面7的范圍的x坐標(biāo)和y坐標(biāo)這些條件的區(qū) 域中的最小球體區(qū)域。另外，緊固部分8可以是滿足上述條件的區(qū)域中的最小長(zhǎng)方體區(qū)域。另外，緊固部分8可以是被設(shè)為較之上述的最小區(qū)域?qū)?預(yù)定的余邊的區(qū)域。就是說(shuō)，緊固部分?jǐn)?shù)據(jù)54的實(shí)際格式和被提取作為緊固部分的區(qū)域的實(shí)際幾何形狀和范圍可以在步驟S103到S105的過(guò)程 中，由步驟S102中存儲(chǔ)的緊固部分?jǐn)?shù)據(jù)54，根據(jù)實(shí)施例來(lái)任意地確定， 只要可以獲得必要的信息就行。在存儲(chǔ)緊固部分?jǐn)?shù)據(jù)54之后，將控制進(jìn)行到步驟S103。 在步驟S103,將被從包括在步驟S102所提取的緊固部分中的部件中 刪除的部件被部件刪除單元43從幾何模型50中刪除。經(jīng)過(guò)刪除之后的幾 何模型由標(biāo)號(hào)"50b"表示，但是沒有示于附圖中。具體地，待刪除部件 作為緊固部件被存儲(chǔ)在緊固部件位置和屬性DB 51中。換句話說(shuō)，待刪除 部件是構(gòu)造被分析的結(jié)構(gòu)的部件中的基本構(gòu)件(諸如柱、梁等)之外的部 件，并且是用于緊固基本構(gòu)件的較小部件。也可以存在單獨(dú)使用的緊固部件，諸如螺釘，以兩個(gè)部件的組合使用 的緊固部件，諸如螺栓和螺母，以三個(gè)部件的組合使用的緊固部件，諸如 螺栓、螺母和墊圈。在許多情況下，在步驟S103中，組合使用的多個(gè)緊 固部件全部被刪除。但是，在圖16A和16B所示的實(shí)施例中，L形金屬固 定件77a和螺栓78a和79a組合使用，但是L形金屬固定件77a不被刪 除。另一方面，包括在固定部分中的部件中的不被刪除部件是構(gòu)造被分析 結(jié)構(gòu)的基本構(gòu)件。例如，圖2B所示的緊固部分8包括板1和2。但是，因 為板1和2是基本構(gòu)件，所以板1和2的包括在緊固部分8中的部分不從 幾何模型50中刪除。在一個(gè)實(shí)施例中，沒有被反映為幾何體的諸如悍接 的緊固部件可以被刪除，但是在另一個(gè)實(shí)施例中，這些部件可以不被刪 除。在圖5中，箭頭表示在步驟S103中，緊固部分?jǐn)?shù)據(jù)54和緊固部件位 置和屬性DB51被參考。例如，在與圖3所示的柜單元結(jié)構(gòu)30相關(guān)的幾何模型50的情形中， 在步驟103中，用于螺栓緊固31的圖3中沒有示出的螺栓和螺母、由三角 柱幾何體表示的焊接32、以及用于鉚釘緊固33的鉚釘被刪除。在對(duì)于在步驟S102中提取的所有緊固部分刪除所有待刪除的部件之后，將控制進(jìn)行到步驟S104。在步驟S104中，填充單元44填充在步驟S103中刪除部件之后在幾 何模型50b中留下的孔。在步驟S104中，填充單元44參考緊固部分?jǐn)?shù)據(jù) 54和緊固部件位置和屬性DB51兩者，圖5使用箭頭示出了此操作。在步驟S104中填充的孔僅僅是步驟S103中刪除的部件被裝配在其中 的孔。例如，對(duì)于與圖7A和7B所示的梁35相對(duì)應(yīng)的圖3所示的水平方 向的梁，存在具有與緊固無(wú)關(guān)的孔的部件。與緊固無(wú)關(guān)的孔不被填充。因此，填充單元44參考緊固部分?jǐn)?shù)據(jù)54和緊固部件位置和屬性DB 51，以判定幾何模型50b中包括的孔中的正被考慮的孔是否是步驟S103 中刪除的部件被裝配在其中的孔。填充單元44僅僅填充基于該判定將被 填充的孔。填充孔的過(guò)程在幾何模型50b上進(jìn)行。在下面的描述中，經(jīng)過(guò) 填充過(guò)程之后的幾何模型由標(biāo)號(hào)"50c"表示，但是沒有示于附圖中。幾 何模型50c對(duì)應(yīng)于圖2C所示的模型。當(dāng)所有待填充的孔都被完全填充時(shí)，將控制進(jìn)行到步驟S105。步驟S105中的劃分過(guò)程由劃分單元45在幾何模型50c上進(jìn)行的過(guò) 程。下面參考圖2C到2E所示的實(shí)例描述了該過(guò)程的要點(diǎn)，作為用于將板 1劃分成板10和11和將板2劃分成板20和21的劃分過(guò)程。在圖2A到 2E中，為了更易于描述，幾何模型50較簡(jiǎn)單。因此，在圖2D所示的實(shí) 例中，劃分單元45在表示y 二 yl的平面上劃分板1，并且在表示y = y2 的平面上劃分板2。基于表示yl Sy豸2的范圍(此范圍對(duì)應(yīng)于接觸表面 7)的邊界進(jìn)行此劃分過(guò)程。就是說(shuō)，表示y 二 yl的平面是包括劃分表面 12的平面，表示y 二y2的平面是包括劃分表面22的平面。但是，具有諸如圖3所示的柜單元結(jié)構(gòu)30的復(fù)雜幾何形狀的幾何模 型50被實(shí)際輸入到分析模型生成設(shè)備40。然后，在步驟105中，進(jìn)行較 圖2D所示的實(shí)例的更復(fù)雜的過(guò)程。圖6是劃分過(guò)程的細(xì)節(jié)的流程圖。作為實(shí)例，參考通過(guò)放大圖3的一 部分獲得的圖7A和7B、作為圖7B的剖視圖的圖8A和作為圖7B的側(cè)視 圖的圖8B，描述圖6所示的過(guò)程。圖7A和7B通過(guò)將候選區(qū)域61到63添加到圖3所示的螺栓緊固31 的一部分的放大視圖而獲得。如圖7A所示，柱34和梁35由兩個(gè)緊固部 分38和39緊固。螺栓36和沒有示于附圖中的螺母被用于緊固部分38， 并且螺栓37和沒有示于附圖中的螺母被用于緊固部分39。為了便于參考，圖7A和7B示出了x、 y禾Qz軸。如圖3所示，柜單 元結(jié)構(gòu)30具有大致長(zhǎng)方體的幾何形狀，并且該長(zhǎng)方體的每一條邊平行于 x、 y或者z軸。此外，如圖7A和7B所示，柱34的縱向平行于z軸，梁 35的縱向平行于x軸。梁35的幾何形狀不是平面形狀的。如圖8A所示， 沿平行于yz平面的平面所取的梁35的截面四個(gè)彎曲部分。在彎曲部分上 方和下方分別存在緊固部分38和39?；氐綀D6，在步驟S201中，候選區(qū)域設(shè)定單元46參考緊固部分?jǐn)?shù)據(jù) 54，并且在沒有示于附圖中的幾何模型50c上設(shè)置候選區(qū)域。在本發(fā)明的 此實(shí)施方式中，候選區(qū)域的幾何形狀是長(zhǎng)方體形，并且因?yàn)殚L(zhǎng)方體是六面 體，所以候選區(qū)域也被稱為六面體區(qū)域。在圖2D所示的實(shí)例中，在對(duì)應(yīng)于劃分表面12和22的y = yl的位置 和y = y2的位置處進(jìn)行劃分。如下所述，劃分位置由三維區(qū)域的多個(gè)表 面確定。該區(qū)域的這些表面是該區(qū)域的內(nèi)部區(qū)域和外部區(qū)域之間的邊界， 該邊界確定劃分位置和劃分表面。在步驟S201中設(shè)定的候選區(qū)域是該區(qū) 域的候選。在本發(fā)明的此實(shí)施方式中，候選區(qū)域設(shè)定單元46首先在步驟S201中 參考緊固部分?jǐn)?shù)據(jù)54識(shí)別緊固部分的位置，并且設(shè)定包括被識(shí)別出的緊 固部分在內(nèi)的長(zhǎng)方體區(qū)域作為候選區(qū)域。長(zhǎng)方體的每一條邊平行于x、 yz車由。如上所述，根據(jù)實(shí)施方式，存在各種實(shí)際的緊固部分幾何形狀。例 如，當(dāng)緊固部分在步驟S102中以表示xl Sx 12; yl《y ^2; zl《z S z2的長(zhǎng)方體被提取時(shí)，緊固部分的被提取的長(zhǎng)方體本身可以在步驟S201 中被設(shè)為候選區(qū)域。圖7A示出了對(duì)應(yīng)于緊固部分38的候選區(qū)域61和對(duì)應(yīng)于緊固部分39 的候選區(qū)域62。候選區(qū)域61包括柱34和梁35之間的接觸表面附近的部分。對(duì)于候選區(qū)域62同樣如此。雖然圖7A示出了螺栓36和37兩者，但 是它們是為了方便描述而被示出，并且螺栓36和37已經(jīng)被從幾何模型 50c刪除，并且不存在于步驟S201中的幾何模型50c中。在圖7A中，候選區(qū)域61和62在x、 y和z方向上具有相同的余邊。 例如，因?yàn)樵趚方向存在余邊，所以候選區(qū)域61的左端在柱34的左端的 左側(cè)。候選區(qū)域不必需要余邊，并且緊固部分的區(qū)域可以與候選區(qū)域精確匹 配。但是，對(duì)于候選區(qū)域設(shè)置余邊具有優(yōu)點(diǎn)。圖9是候選區(qū)域的余邊的說(shuō) 明圖。圖9是以任何方法在緊固部分73將板71緊固到板72的實(shí)例的頂視 圖。在圖9中，板71和72的厚度方向是z方向，z軸的正側(cè)是頂表面?zhèn)取?在圖9中，緊固部分73具有長(zhǎng)方體形的幾何形狀，并且緊固部分73的x 坐標(biāo)和y坐標(biāo)的范圍與板71和72的接觸表面的范圍相同，并且緊固部分 73的z坐標(biāo)的范圍是從板71的底表面到板72的頂表面的范圍。在此實(shí)例中，假定沒有對(duì)候選區(qū)域設(shè)置余邊。就是說(shuō)，假定緊固部分 73的區(qū)域被用作候選區(qū)域。然后，在后面所述的步驟S204中，板71和72分別被候選區(qū)域的表 面劃分。結(jié)果，當(dāng)頂視圖如圖9所示時(shí)，經(jīng)過(guò)劃分之后的板71的幾何形 狀為對(duì)應(yīng)于緊固部分73的處于右側(cè)的矩形和左側(cè)的剩余部分，就是說(shuō)， 凹入的八邊形。與圖9所示的作為板71的幾何形狀的矩形相比，凹入八 邊形具有更復(fù)雜的幾何形狀。如后面所述的細(xì)節(jié)，性能值被賦予經(jīng)過(guò)劃分后的幾何體，并且利用其 中進(jìn)行了賦值的模型作為分析模型，進(jìn)行分析。因此，當(dāng)劃分使得幾何形 狀變復(fù)雜時(shí)，分析所需的計(jì)算機(jī)資源也因?yàn)閺?fù)雜的幾何形狀而增加。另一 方面，本發(fā)明的本實(shí)施方式的本來(lái)目標(biāo)是通過(guò)簡(jiǎn)化的幾何形狀減小分析所 需的計(jì)算機(jī)資源，同時(shí)保持三維幾何形狀的特性而不用面模型代替三維立 體模型。因此，理想的是，與劃分之前的幾何形狀相比，劃分之后使得幾 何形狀變復(fù)雜的程度可以被抑制。用于上述目的的方法之一是為候選區(qū)域設(shè)置余邊。在圖9所示的實(shí)例中，在X軸方向上，寬度為t的余邊被設(shè)置在緊固部分73的兩側(cè)。板71的y軸方向上的長(zhǎng)度與板72不同。因此，y軸上的余邊基于在y軸方向上 更長(zhǎng)的板71，并且從板71的兩端設(shè)置寬度為t的余邊。在圖9所示的實(shí)例中，四個(gè)余邊的寬度為t，但是它們可以是彼此不 同的。余邊的寬度的合適值取決于本發(fā)明的實(shí)施方式。如果余邊的寬度太 大，則性能值賦值目標(biāo)物包括遠(yuǎn)離緊固部分的部分，由此不能獲得合適的 分析結(jié)果。另一方面，如果余邊的寬度太小，則劃分之后的幾何形狀可能 是不簡(jiǎn)單的。就是說(shuō)，理想的是，根據(jù)被分析的設(shè)備的尺寸或者用于該設(shè) 備的部件的幾何形狀確定合適的余邊值，并且利用該值確定候選區(qū)域的范 圍?；氐絽⒖紙D6的描述，如果候選區(qū)域設(shè)定單元46已經(jīng)在步驟S201中 在存儲(chǔ)在緊固部分?jǐn)?shù)據(jù)54中存儲(chǔ)的所有緊固部分上完全地設(shè)定了候選區(qū) 域，則將控制進(jìn)行到步驟S202。步驟S202和S203中的過(guò)程形成了循環(huán)，并且這些過(guò)程被重復(fù)執(zhí)行， 直到在步驟S202中的判定為"否"。在步驟S202中，候選區(qū)域耦合單元47判定是否仍然存在彼此靠近并 且可以合并的一組候選區(qū)域。如果該組候選區(qū)域仍然存在，則判定為 "是"，并且將控制進(jìn)行到步驟S203。如果沒有，則判定為"否"，并且 將控制進(jìn)行到步驟S204。雖然根據(jù)各種實(shí)施方式存在各種對(duì)步驟S202中的判定的實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)， 但是當(dāng)如下兩個(gè)條件存在一組彼此靠近的候選區(qū)域和該組候選區(qū)域可以 被合并，都被滿足時(shí)，判定為"是"。下面描述了由兩個(gè)候選區(qū)域組成的 組的實(shí)例，但是由在步驟S202和S203中的過(guò)程中可以使用由三個(gè)或者更 多個(gè)候選區(qū)域組成的組。在步驟S202中，候選區(qū)域耦合單元47從所有候選區(qū)域中選擇兩個(gè)候 選區(qū)域，并且判定這兩個(gè)候選區(qū)域是否彼此靠近。例如，候選區(qū)域耦合單 元47可以計(jì)算兩個(gè)候選區(qū)域的中心點(diǎn)之間的距離，即兩個(gè)長(zhǎng)方體的中心 點(diǎn)之間的距離，作為兩個(gè)候選區(qū)域之間的距離，并且如果該距離等于或者 小于預(yù)定閾值，則可以判定"兩個(gè)候選區(qū)域彼此靠近"。當(dāng)兩個(gè)候選區(qū)域彼此接觸時(shí)，并且當(dāng)其的至少一部分彼此交疊時(shí)，候 選區(qū)域耦合單元47可以判定兩個(gè)候選區(qū)域彼此靠近。另外，候選區(qū)域耦 合單元47可以基于如下計(jì)算進(jìn)行判定。首先，假定一個(gè)候選區(qū)域的X坐標(biāo)的范圍由xl Sx ^c2表示，并且另一個(gè)候選區(qū)域的x坐標(biāo)的范圍由x3 S x《x4表示。候選區(qū)域耦合單元47通過(guò)如下的方程(1-1)至(1-3)計(jì)算 兩個(gè)候選區(qū)域的x軸方向上的距離Ax。方程(1-1)對(duì)應(yīng)于在x軸方向上存 在交疊的情形，方程(1-2)和(1-3)對(duì)應(yīng)于在x軸方向上不存在交疊的 情形。(l-l)Ax二0 (當(dāng)x3&2，或者xl&4時(shí)) (1-2) Ax二x3 — x2 (當(dāng)x2〈x3時(shí)) (1-3) Ax = xl - x4 (當(dāng)x4<xl時(shí))此外，候選區(qū)域耦合單元47類似地計(jì)算兩個(gè)候選區(qū)域的y軸方向上 的差A(yù)y，以及z軸方向上的差A(yù)z。如果(Ax+Ay+Az)等于或者小于預(yù)定 的正閾值t，則候選區(qū)域耦合單元47判定兩個(gè)候選區(qū)域彼此靠近。如果 (Ax+Ay+Az)大于t，則候選區(qū)域耦合單元47判定兩個(gè)候選區(qū)域彼此不 靠近。例如，在圖7A中，候選區(qū)域61和62具有相同的x和y坐標(biāo)范圍， 所以方程Ax = Ay =0成立。作為候選區(qū)域61的下端和候選區(qū)域62的上 端之間的距離Az等于或者小于閾值t。因此，可以判定候選區(qū)域61和62 彼此靠近。當(dāng)有一組兩個(gè)候選區(qū)域被認(rèn)為是彼此靠近時(shí)，候選區(qū)域耦合單元47 接著判定兩個(gè)候選區(qū)域是否可以被合并。判定標(biāo)準(zhǔn)取決于本發(fā)明的實(shí)施方 式。例如，如果兩個(gè)候選區(qū)域包括共同的部件，則候選區(qū)域耦合單元47 可以判定兩個(gè)候選區(qū)域可以被合并，如果它們不包括共同的部件，則候選 區(qū)域耦合單元47可以判定兩個(gè)候選區(qū)域不可以被合并。在圖7A所示的實(shí)例中，候選區(qū)域61包括柱34和梁35，并且候選區(qū) 域62也包括柱34和梁35。雖然在圖7A中示出，但是請(qǐng)注意，螺栓36和 螺栓37已經(jīng)被從幾何模型50c刪除，并且在步驟S202中幾何模型50c中不存在螺栓36和螺栓37。因此，兩個(gè)部件，即柱34和梁35在候選區(qū)域 61和62之間是共同的，并且候選區(qū)域耦合單元47判定候選區(qū)域61和62 可以被彼此合并。存在其它判定候選區(qū)域是否可以被合并的標(biāo)準(zhǔn)。例如，假定一個(gè)候選 區(qū)域包括L個(gè)部件，其中L^1，另一個(gè)候選區(qū)域包括M個(gè)部件，其中M >1，并且在兩個(gè)候選區(qū)域之間上述部件中的N個(gè)部件(其中N >0)是共 同的。這是，標(biāo)準(zhǔn)可以是如果N/(L+M)等于或者大于預(yù)定閾值，則候選區(qū) 域可以被合并。如果在步驟S202中判定為"是"，則候選區(qū)域耦合單元47合并該組 中的候選區(qū)域，并且在步驟S203中用一個(gè)候選區(qū)域代替它們。例如，圖7A中的候選區(qū)域61和62的組被合并，并且用圖7B所示的 候選區(qū)域63代替。候選區(qū)域63是包括候選區(qū)域61和62在內(nèi)的長(zhǎng)方體中 最小的長(zhǎng)方體。在圖7A和7B中，因?yàn)槠涿恳粋€(gè)條邊平行于x、 y或者z 軸的長(zhǎng)方體被用作候選區(qū)域，所以計(jì)算在步驟S203中的合并之后的候選 區(qū)域非常簡(jiǎn)單。在步驟S203中合并候選區(qū)域之后，將控制返回到步驟S202。如果在步驟S202中判定為"否"，則進(jìn)行步驟S204中的過(guò)程。在步 驟S204中，劃分執(zhí)行單元48在候選區(qū)域的表面上劃分橫穿該表面的部 件。在幾何模型50c上，對(duì)于所有候選區(qū)域的所有表面進(jìn)行該過(guò)程。例如，因?yàn)閳D7B所示的候選區(qū)域63是長(zhǎng)方體形的，所以其是六面體 型的并且具有六個(gè)表面。因?yàn)?，?duì)于候選區(qū)域63的六個(gè)表面中的每一 個(gè)，劃分執(zhí)行單元48確定橫穿該表面的部件，并且在該表面上劃分該部 件。在圖7B中，平行于xy平面的兩個(gè)平面被稱為頂表面和底表面，平行 于xz平面的兩個(gè)平面被稱為前表面和后表面，平行于yz平面的兩個(gè)平面 被稱為左側(cè)表面和右側(cè)表面。然后，在圖7B中，柱34穿過(guò)頂表面和底表 面，沒有部件穿過(guò)前表面和后表面，沒有部件穿過(guò)左側(cè)表面，梁35穿過(guò) 右側(cè)表面。因此，劃分執(zhí)行單元48通過(guò)頂表面和底表面劃分柱34，并且 通過(guò)右側(cè)表面劃分梁35。圖8A通過(guò)側(cè)視圖示出了由平行于yz平面的平面進(jìn)行劃分的情形。圖8B通過(guò)從y軸方向觀察的側(cè)視圖示出了進(jìn)行劃分的情形。因?yàn)橹?4由候 選區(qū)域63的頂表面和底表面劃分，所以在劃分之后生成三個(gè)幾何體。三 個(gè)幾何體以從頂部向下的次序在圖8A中被示為柱64， 65和66。梁35被 候選區(qū)域63的右側(cè)表面劃分，并且在劃分之后具有兩個(gè)幾何體。兩個(gè)幾 何體在圖8B中以從右的次序被示為梁67和68。步驟S204可以被視作如上所述劃分原幾何體的過(guò)程，但是也可以被 視為用多個(gè)劃分之后的幾何體代替原幾何體并且重新組裝所述多個(gè)幾何體 的過(guò)程。合并候選區(qū)域、然后進(jìn)行劃分過(guò)程的原因與為候選區(qū)域設(shè)置余邊的原 因相同。通過(guò)劃分過(guò)程簡(jiǎn)化劃分之后的幾何形狀，可以減少分析所需的計(jì) 算機(jī)資源量。例如，要不是將圖7A所示的候選區(qū)域61和62合并，那么 柱34被劃分成五個(gè)幾何體，梁35被劃分成三個(gè)幾何體，并且該三個(gè)幾何 體具有復(fù)雜的形狀。另一方面，當(dāng)基于圖7B所示的經(jīng)合并的候選區(qū)域63 進(jìn)行劃分時(shí)，可以抑制劃分之后的幾何體的數(shù)量，并且劃分之后的幾何形 狀不那么復(fù)雜。如果對(duì)于所有的候選區(qū)域進(jìn)行上述的劃分，圖6所示的過(guò)程，即圖5 所示的步驟S105終止，并且將控制進(jìn)行到圖5所示的步驟S106。圖6所 示的過(guò)程之后的幾何模型由標(biāo)號(hào)"50d"表示，但是沒有在附圖中示出。在步驟S106中，等價(jià)性能值替換單元49參考緊固部件位置和屬性 DB 51和緊固部件等價(jià)性能值庫(kù)52，并且執(zhí)行替換幾何模型50d的性能值 的過(guò)程，并且輸出作為該過(guò)程的結(jié)果獲得的分析模型53。就是說(shuō)，在由步 驟S105中的劃分過(guò)程獲得的幾何體中，等價(jià)性能值替換單元49對(duì)于在劃分中使用的候選區(qū)域內(nèi)的幾何體中的每一個(gè)進(jìn)行性能值替換過(guò)程。例如，在圖8A和8B所示的實(shí)例中，在劃分之后獲得的幾何體包括柱 64、 65和66以及梁67和68。在這些幾何體中，候選區(qū)域63內(nèi)的幾何體 是柱65和梁68。因此，其性能值在步驟S106中被替換的對(duì)象物僅僅是柱 65和梁68，并且這兩個(gè)幾何體由圖8A和8B中由相應(yīng)的圖案加以區(qū)分。 在劃分之后的幾何體中，對(duì)應(yīng)于劃分中所用的候選區(qū)域63的外部的柱64 和66繼承了劃分之前的原始的柱34的性能值，并且類似地，梁67繼承了梁35的性能值。如圖2D所示并且如上所述，步驟S106中的過(guò)程是賦予反映實(shí)際緊固 的性能值的過(guò)程。就是說(shuō)，在步驟S106中，性能值被賦值，通過(guò)反映其 中存在螺釘、螺栓、鉚釘和螺孔的實(shí)際緊固部分的性能，使得幾何體(其 通過(guò)劃分過(guò)程獲得并且處于沒有實(shí)際存在的螺釘、螺栓、鉚釘和螺孔的狀 態(tài))的性能值可以等價(jià)于實(shí)際緊固部分的性能。因此，所賦的性能值也可 以稱作"等價(jià)性能值"。賦值等價(jià)性能值是另一性能值代替原始性能值。例如，在圖2D中， 板11反映了緊固部分8的性能，因?yàn)榘?1中替換將原始的板1的性能值 用另一個(gè)性能值替換。另一方面，候選區(qū)域的外部，即作為緊固部分8的 外部的幾何體的板10繼承了板1原本的性能值，并且不是其性能值將被 替換的對(duì)象物。下面參考圖10-14描述步驟S106中的步驟的實(shí)例。圖10-12，以及圖 14示出了包括在緊固部件等價(jià)性能值庫(kù)52中的表的實(shí)例，并且圖13是用于補(bǔ)充說(shuō)明的說(shuō)明圖。在步驟S106中，等價(jià)性能值替換單元49計(jì)算所有被處理的幾何體的 將被賦值的等價(jià)性能值，并且用計(jì)算出的等價(jià)性能值代替原始賦予的性能 值。除了與剛度相關(guān)的楊氏模量和泊松比之外，表示性能的參數(shù)的實(shí)例還 可以是質(zhì)量密度、熱膨脹系數(shù)、振動(dòng)阻尼因子等。根據(jù)材料，可以考慮楊 氏模量的各向異性。在步驟S106中，等價(jià)性能值替換單元49對(duì)于多個(gè)常 數(shù)計(jì)算相應(yīng)的等價(jià)性能值。根據(jù)各種材料，這些材料可以是具體的值。圖14例如示出了鋁的楊 氏模量為71 GPa。步驟S106中的等價(jià)性能值計(jì)算可以由下面的方程(2-1)至(2-m)以公式表示。<formula>formula see original document page 27</formula>方程(2-1)至(2-m)的含義如下所述。
m表示被計(jì)算的參數(shù)的類型的數(shù)量。例如，當(dāng)在分析中僅僅需要楊 氏模量和泊松比時(shí)，m=2。當(dāng)在分析中，圖14所不的所有四種類型的參數(shù) 都被需要時(shí)，m=4。-下標(biāo)q、 f和p對(duì)應(yīng)于表示性能的參數(shù)的類型。例如，下標(biāo)l表示楊 氏模量，下標(biāo)2表示泊松比。
q!到qm表示被計(jì)算的等價(jià)性能值。，p,到Pm表示原始性能值。這些值被存儲(chǔ)在提供給緊固部件等價(jià)性能 值庫(kù)52的圖14所示的表中。例如，當(dāng)下標(biāo)l表示楊氏模量，并且其等價(jià) 性能值被計(jì)算的部件是鋁時(shí)，Pl = 71 GPa。*&到f:n是不同的函數(shù)。對(duì)于各個(gè)函數(shù)，自變量的數(shù)量可以不同。例如，當(dāng)下標(biāo)1表示楊氏模量時(shí)，fl是如下的函數(shù)，該函數(shù)用于定義基于諸如圖2A所示的板1的部件的原始楊氏模量p,和其它的一個(gè)或者多個(gè)自變 量(c ， c12，...)，計(jì)算楊氏模量值q!的方法，其中楊氏模量值q!將被 賦予例如圖2D所示的板11,作為反映緊固的楊氏模量。這些函數(shù)被定義 在例如緊固部件等價(jià)性能值庫(kù)52中，并且可以由等價(jià)性能值替換單元49 調(diào)用。 作為函數(shù)fj的第(k+l)個(gè)自變量的Cjk是表示緊固屬性的自變量。 例如，當(dāng)其等價(jià)性能值qj被計(jì)算的幾何體是圖2D所示的板11時(shí)，板11 對(duì)應(yīng)于圖2A所示的螺栓緊固3和4的緊固，并且自變量Cjk表示該緊固的 屬性。例如，在本發(fā)明的實(shí)施方式中，表示緊固類型是螺栓緊固的值可以 被賦值為Cj"表示存在兩點(diǎn)螺栓緊固3和4的值可以被賦值為Cj2，并且對(duì) 應(yīng)于螺栓5的幾何形狀的值可以被賦值為Cj3。通過(guò)由等價(jià)性能值替換單元 49參考緊固部件位置和屬性DB 51和緊固部件等價(jià)性能值庫(kù)52獲得c化的 值。在下面的描述中，假定下標(biāo)1表示楊氏模量，并且利用關(guān)于楊氏模量 的等價(jià)性能值的計(jì)算作為實(shí)例，世界描述函數(shù)&和自變量clk。圖IO示出了緊固系數(shù)定義表的實(shí)例。在圖10中，左欄表示記錄號(hào)， 中間欄表示緊固類型，右欄表示緊固系數(shù)。緊固系數(shù)被用作自變量cu。例如，圖2D所示的板11對(duì)應(yīng)于由螺栓緊固3和4緊固的部分。因此，為了計(jì)算板11的等價(jià)性能值，等價(jià)性能值替換單元49參考緊固部件 位置和屬性DB51，獲取螺栓5的直徑，并且基于該直徑檢索與螺栓緊固 相關(guān)的尺寸系數(shù)定義表。結(jié)果，例如，如果螺栓5的直徑小于3 mm，則 等價(jià)性能值替換單元49獲取等于1的值，作為尺寸系數(shù)。因?yàn)榫o固部分8包括兩個(gè)螺栓緊固3和4，所以等價(jià)性能值替換單元 49獲取等于2的值作為自變量c13。關(guān)于鉚釘緊固，圖11所示的相似格式的尺寸系數(shù)定義表被提供給緊 固部件等價(jià)性能值庫(kù)52。圖12示出了角焊系數(shù)定義表的實(shí)例。在表12中，左欄表示記錄號(hào)， 中間欄表示角焊的存在/不存在，右欄表示焊接系數(shù)。焊接系數(shù)被用作自變量Ci4。角焊可以與諸如螺桿緊固、鉚釘緊固、點(diǎn)焊等的另一種緊固方法一起使用，也可以單獨(dú)使用。等價(jià)性能值替換單元49參考緊固部件位置和屬 性DB 51，獲取關(guān)于角焊是否用于與其等價(jià)性能值被計(jì)算的幾何體相對(duì)應(yīng) 的緊固部分的信息，并且根據(jù)所獲取的信息檢索角焊系數(shù)定義表。結(jié)果， 如果使用了角焊，則等價(jià)性能值替換單元49獲取等于5的焊接系數(shù)。如 果沒有使用角焊，則等價(jià)性能值替換單元49獲取等于1的焊接系數(shù)。圖13是當(dāng)使用角焊時(shí)還需要的自變量的說(shuō)明圖。 一個(gè)是用作自變量C,5的焊接長(zhǎng)度，另一個(gè)是用作自變量d6的接觸邊長(zhǎng)。圖13是示出了如圖9所示的情形的板71和72的緊固的頂視圖。在圖 13中，板71和72之間的接觸表面是被粗體虛線包圍的部分。長(zhǎng)方形接觸 表面具有如圖13所示的水平邊長(zhǎng)"a"，以及垂直邊長(zhǎng)"b"。在圖13 中，如雙線所示，從端部到端部沿著長(zhǎng)度為a的兩條邊進(jìn)行角焊。在此實(shí)例中，焊接長(zhǎng)度為a + a=2a。因?yàn)榻佑|邊長(zhǎng)被定義為接觸表 面的周長(zhǎng)，所以其通過(guò)a+b+a+b-2(a+b)來(lái)計(jì)算。通常，具有n個(gè)角的多邊形接觸表面中的通過(guò)角焊處理的邊數(shù)是任意 確定的。例如，在圖2A中，角焊可以在板1的右端與板2的頂表面接觸 的部分上和在板2的左端與板1的底表面接觸的部分上進(jìn)行，由此緊固部近些年來(lái)有關(guān)垂直通孔的研究R益引起人們重視的原因在于，隨著特征尺寸的減少，金 屬線網(wǎng)的電阻在不斷增大，而其中增長(zhǎng)速度最快的就是垂直通孔。在特征尺寸為90納米的芯 片中， 一個(gè)垂直通孔的電阻值可以相當(dāng)于IOO微米的金屬線。垂直通孔的電阻值在整個(gè)多層線網(wǎng)占據(jù)的比重越來(lái)越大，這對(duì)芯片設(shè)計(jì)的各個(gè)階段都提出了新的挑戰(zhàn)。特別地，這一現(xiàn)象對(duì)多層供電網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)具有尤其重要的影響。附圖1中顯示的是一種 應(yīng)用廣泛的供電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。在網(wǎng)絡(luò)中，同一層的金屬線都是相互平行，而相鄰層的金屬線相互垂直， 一般情況下，高層的金屬線具有較大的寬度(width)同時(shí)相鄰金屬線間的間距(pitch) 也相對(duì)較大。在這種多層的供電網(wǎng)絡(luò)中，自然需要通孔來(lái)實(shí)現(xiàn)不同層間金屬線的互連。如附 圖1所示，為了不占用額外的布線資源，對(duì)信號(hào)線的布線造成影響，通孔一般都設(shè)置在相鄰 層間金屬線的交叉點(diǎn)(intersection)上。垂直通孔電阻值的增加必然也會(huì)帶來(lái)供電網(wǎng)絡(luò)上電壓降的增大。解決這一問(wèn)題的基本方 法就是增加垂直通孔的數(shù)目，如附圖1所示，在有些金屬線交叉點(diǎn)處就放置了多個(gè)通孔。當(dāng) 然，放置太多的垂直通孔也會(huì)造成制造成本的增加，并且受幾何尺寸等因素影響，在各個(gè)交 叉點(diǎn)處可以放置的通孔個(gè)數(shù)也有最大值限制。這樣，隨之而來(lái)的一個(gè)問(wèn)題就是如何更好地在交叉點(diǎn)處配置通孔的數(shù)目。最簡(jiǎn)單的方法 自然是在同一層的交叉點(diǎn)處分配相同數(shù)目的通孔，但是很顯然，對(duì)大多數(shù)電路來(lái)講這種方法 并不是一個(gè)最佳的方法。與線寬優(yōu)化類似，優(yōu)化配置通孔的問(wèn)題也可以抽象為一個(gè)有約束的 數(shù)學(xué)優(yōu)化問(wèn)題。但是由于各個(gè)交叉點(diǎn)處只能配置整數(shù)個(gè)通孔，該問(wèn)題是一個(gè)離散的數(shù)學(xué)優(yōu)化 問(wèn)題，因此，直接用數(shù)學(xué)規(guī)劃的方法求解將非常困難。到目前為止，尚沒有提出一種成熟的 方法解決這個(gè)問(wèn)題。發(fā)明內(nèi)容針對(duì)目前尚沒有一種能對(duì)多層供電網(wǎng)絡(luò)中的垂直通孔進(jìn)行優(yōu)化配置以降低網(wǎng)絡(luò)中電壓波 動(dòng)的方法的現(xiàn)狀，本發(fā)明提出了一種快速高效的優(yōu)化配置垂直通孔的啟發(fā)式方法。其特征在于該方法是一種以靈敏度信息作為指導(dǎo)，采用循環(huán)累加的方式實(shí)現(xiàn)多層供電 網(wǎng)絡(luò)中垂直通孔的優(yōu)化配置的啟發(fā)式方法，優(yōu)化的目標(biāo)是更加合理地配置各個(gè)金屬線交叉點(diǎn) 處垂直通孔的數(shù)目，以消除多層供電網(wǎng)絡(luò)最底層節(jié)點(diǎn)中電壓降超過(guò)規(guī)定最大允許值的違規(guī)節(jié) 點(diǎn)，減少最底層節(jié)點(diǎn)的最大電壓降。該方法是在計(jì)算機(jī)中依次按以下歩驟實(shí)現(xiàn)的-(5-1) Fw = Lw/Lc W其中LW:焊接長(zhǎng)度 LC:接觸邊長(zhǎng) W:焊接系數(shù) (當(dāng)進(jìn)行角焊時(shí))(5-2) Fw = W(當(dāng)沒有進(jìn)行角焊時(shí))方程(3-1)的緊固系數(shù)Fs被示于圖10中，并且方程(4-1)的尺寸 系數(shù)D被示于圖11中，方程(5-1)和方程(5-2)的焊接系數(shù)W被示于 圖12中。方程(4-1)中的"數(shù)量"Nl是自變量c13，并且表示其等價(jià)性 能值將被計(jì)算的候選區(qū)域中包括的螺栓緊固或者鉚釘緊固的數(shù)量。例如， 圖2A示出了包括兩個(gè)螺栓緊固3和4的緊固部分8，并且對(duì)于包括緊固部 分8的候選區(qū)域計(jì)算等價(jià)性能值。因此，"數(shù)量"Nl為2。類似地，在圖 7B中，因?yàn)楹蜻x區(qū)域63包括螺栓36和37，所以"數(shù)量"Nl為2。例如，假定圖2A所示的板l是鋁，螺栓5的直徑為3mm或者更小， 并且沒有進(jìn)行角焊，則板11的楊氏模量的等價(jià)性能值為0.3(1 2)1 71 [GPa]。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，可以存在僅僅通過(guò)角焊的緊固。在此情況 下，由下面的方程(3-2)所表示的函數(shù)可以被定義為緊固部件等價(jià)性能值 庫(kù)52中的函數(shù)&。在方程(3-2)中，a為常數(shù)，并且角焊系數(shù)Fw由方程 (5-1)定義。(3畫2) Ye = o;' Fw Yo根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，可以僅僅通過(guò)點(diǎn)焊緊固，以及僅僅通過(guò)點(diǎn)焊 和角焊的組合緊固。在此情況下，由方程(3-1)定義的函數(shù)(其中幾何形狀系數(shù)G由下面的方程(4-2)定義)可以被定義為緊固部件等價(jià)性能值庫(kù)52中的函數(shù)ft。因?yàn)楹附狱c(diǎn)的尺寸是基本不變的，所以幾何形狀系數(shù)G 由方程(4-2)中的常數(shù)/3定義幾何形狀系數(shù)G。(4隱2) G = /3 N2其中N2:點(diǎn)焊點(diǎn)的數(shù)量上述是在步驟S106中的賦值等價(jià)性能值的實(shí)例。如參考圖2D所述， 在賦值等價(jià)性能值之后，設(shè)定關(guān)于劃分過(guò)程之后的幾何體之間的關(guān)系的約 束條件。存在兩類約束條件。第一類約束條件是在候選區(qū)域的表面上劃分 的幾何體之間在劃分表面上保持接觸而沒有相對(duì)位移的約束條件。第二類 約束條件是在通過(guò)劃分兩個(gè)彼此緊固的原始部件所獲得的并且被包括在候 選區(qū)域內(nèi)的幾何體之間在由原始的緊固限定的接觸表面上保持接觸而沒有 相對(duì)位移的約束條件。例如，在圖8A和8B所示的實(shí)例中，第一類約束條件是保持柱64和 65之間的接觸而不發(fā)生位移、保持柱65和66之間的接觸而不發(fā)生位移、 以及保持梁67和68之間的接觸而不發(fā)生位移的約束條件。第二類約束條 件是保持柱65和梁68之間的接觸而不發(fā)生位移的約束條件。針對(duì)幾何模 型50d設(shè)置這些約束條件。因此，作為對(duì)幾何模型50d進(jìn)行步驟S106中的過(guò)程的結(jié)果，獲得分 析模型53。分析模型53具有較之幾何模型50被簡(jiǎn)化的幾何形狀，但是具 有三維幾何形狀。在步驟S106中，分析模型生成設(shè)備40輸出分析模型 53，并且圖5中的過(guò)程結(jié)束。參照?qǐng)D5和6的分析模型53的生成具有如下效果。首先，因?yàn)閹缀醪恍枰脩舻氖止げ僮骱团卸?，所以大大地縮短了生 成時(shí)間。在使用一定的幾何模型的實(shí)驗(yàn)實(shí)例中，除了用戶進(jìn)行確認(rèn)或選 擇，所有過(guò)程都不是自動(dòng)進(jìn)行的。盡管進(jìn)行這樣的用戶操作，可以在較之 常規(guī)方法中生成殼模型所需的更短的時(shí)間段內(nèi)生成分析模型。此外，因?yàn)榉治瞿Ｐ?3的幾何形狀被簡(jiǎn)化，所以在分析中所需的計(jì)算機(jī)資源量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于在分析中使用幾何模型50的情形。因此，可以分析常規(guī)不能分析的設(shè)備。就是說(shuō)，通常存在不能被分析 的設(shè)備，其原因是，在生成分析模型時(shí)所需的手工操作太多、對(duì)分析模型 的過(guò)分復(fù)雜的幾何形狀進(jìn)行分析的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、或者由于分析模型的過(guò)分復(fù) 雜的幾何形狀而需要巨大的計(jì)算機(jī)資源。例如，雖然包括數(shù)百個(gè)緊固部分 的設(shè)備是常用的，但是該設(shè)備不能按常規(guī)方式進(jìn)行分析。因此，只能生產(chǎn) 實(shí)際的設(shè)備并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。但是，本發(fā)明的實(shí)施方式使得在可行的時(shí)間段內(nèi) 可以對(duì)設(shè)備的至少一部分進(jìn)行分析。此外，緊固部件等價(jià)性能值庫(kù)52的內(nèi)容可以預(yù)先基于實(shí)驗(yàn)等被適當(dāng)?shù)卮_定。因此，任何用戶，不管其專業(yè)技能或知識(shí)怎樣，都可以生成分析 模型，可以減小分析精度的誤差。圖15是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的包括分析模型的生成的制造過(guò)程的流程圖。在步驟S301，產(chǎn)品被設(shè)計(jì)，并且在三維CAD系統(tǒng)中生成詳細(xì)的幾何 模型。在步驟S301之后進(jìn)行步驟S302。步驟S302對(duì)應(yīng)于圖5。就是說(shuō)，在 步驟S301中生成的幾何模型對(duì)應(yīng)于圖4所示的幾何模型50，其被用作到 圖4中所示的分析模型生成設(shè)備40的輸入，并且分析模型53被輸出。然后，控制進(jìn)行到步驟S303，并且由分析模型53生成分析用數(shù)據(jù)。 例如，當(dāng)以有限元方法進(jìn)行力學(xué)分析時(shí)，在分析模型53上進(jìn)行網(wǎng)格劃 分。然后，控制進(jìn)行到步驟S304，基于在步驟S303中生成的數(shù)據(jù)進(jìn)行分 析。在步驟S305中判定分析結(jié)果是否存在問(wèn)題。例如，如果在力學(xué)分析 之后確定產(chǎn)品的緊固部分或者產(chǎn)品的其它部分不滿足強(qiáng)度的所要求的規(guī) 格，則步驟S305中的判定為"是"，這是因?yàn)楫a(chǎn)品不滿足所要求的規(guī) 格。如果判定產(chǎn)品滿足所要求的規(guī)格，則步驟S305中的判定為"否"。 當(dāng)判定為"是"時(shí)，控制被返回到步驟S301,并且重新進(jìn)行設(shè)計(jì)。如果判 定為"否"，則控制進(jìn)行到步驟S306。在步驟S306中，基于當(dāng)前的幾何模型制造產(chǎn)品。為了正確，在步驟S306中，實(shí)際設(shè)備被生產(chǎn)以用于實(shí)驗(yàn)，對(duì)實(shí)際設(shè)備進(jìn)行強(qiáng)度測(cè)試，并且如 果強(qiáng)度測(cè)試的結(jié)果沒有檢測(cè)到問(wèn)題，則開始銷售產(chǎn)品的制造。如果存在任何問(wèn)題，則必須返回到步驟S301中的設(shè)計(jì)過(guò)程。在圖15中，這些步驟被 省略。在圖緊固部件位置和屬性DB 51中，步驟S301到步驟S304中的過(guò)程 由計(jì)算機(jī)執(zhí)行。同一計(jì)算機(jī)可以執(zhí)行步驟S301到步驟S304中的全部步 驟，也可以由不同的計(jì)算機(jī)分別執(zhí)行各個(gè)步驟。圖16A、 16B、 17A和17B示出了以其它方法進(jìn)行緊固的實(shí)例。上述 的生成分析模型的方法可以適用于各種緊固方法。圖16A和16B示出了利用兩個(gè)L形金屬固定件緊固板75和76的實(shí) 例。任何材料可以用于板75和76。為了便于參考，圖16A和16B示出了 坐標(biāo)軸。圖16A是立體圖，圖16B是平行于yz平面的由)^A表示的平面 所取的剖視圖。在圖16A中，板75和76具有長(zhǎng)方形表面。板75被垂直設(shè)置，并且 其厚度方向是y軸方向。板76被水平設(shè)置，并且其厚度方向是z軸方向。 y軸的正側(cè)此后被稱為"前側(cè)"，y軸的負(fù)側(cè)此后被稱為"后側(cè)"。因 此，板76的最后側(cè)接觸板75。板75和76在x軸方向上的長(zhǎng)度相等，并 且在x軸方向上的兩端上被緊固。在下面的描述中，x軸方向上的兩端此 后被稱為最左端和最右端。更確切的，板75和76不被直接緊固，而是通過(guò)L形金屬固定件77a 和77b間接緊固。在最左端處的L形金屬固定件77a接觸兩個(gè)板75和 76。板75和L形金屬固定件77a利用螺栓78a緊固。板76和L形金屬固 定件77a利用螺栓79a緊固。類似地，在最右端處的L形金屬固定件77b 接觸兩個(gè)板75和76。板75和L形金屬固定件77b利用螺栓78b緊固。板 76和L形金屬固定件77b利用螺栓7%緊固。對(duì)于該結(jié)構(gòu)，例如，在圖5所示的步驟S102中，對(duì)應(yīng)于四個(gè)螺栓的 四個(gè)緊固部分被提取。并且圖16A所示的四個(gè)螺栓和與四個(gè)螺栓對(duì)應(yīng)的在 附圖中沒有示出的四個(gè)螺母在步驟S103中被刪除。然后，在步驟S104 中，與四個(gè)螺栓對(duì)應(yīng)的孔被填充。就是說(shuō)，板75和76和L形金屬固定件77a和77b中的孔被填充。在步驟S105的劃分過(guò)程中，例如，可以進(jìn)行圖 16B所示的劃分。圖16B是由"x=A"表不的并且橫穿L形金屬固定件77a的平面所取 的圖16A的剖視圖。在該剖視圖中，板75被劃分成作為對(duì)應(yīng)于與L形金 屬固定件77a的接觸表面和與板76的接觸表面的部分的板81，以及作為 L形金屬固定件77a的上方的部分的板80。板76被劃分成作為對(duì)應(yīng)于與L 形金屬固定件77a的接觸表面的部分的板83，以及作為板83的前方的部 分的板82。 L形金屬固定件77a沒有被劃分。例如，在步驟S102中，可以僅僅將板75的其z坐標(biāo)范圍跨越和與L 形金屬固定件77a的接觸表面相同的范圍的部分提取，作為緊固部分，但 是圖16B所示的劃分結(jié)果是通過(guò)設(shè)置大于緊固部分的候選區(qū)域而獲得的。 然后，在圖5所示的步驟S106中，將等價(jià)性能值賦值給板81和83，以及 L形金屬固定件77a。對(duì)于右側(cè)的緊固部分，以類似方式進(jìn)行劃分過(guò)程并且以類似方式賦值 等價(jià)性能值。當(dāng)板75和76的x軸方向的長(zhǎng)度較短時(shí)，在圖6所示的步驟 S203中，對(duì)應(yīng)于右側(cè)和左側(cè)緊固部分的候選區(qū)域可以被合并成一個(gè)候選區(qū) 域。圖17A和17B示出了利用管91的外螺紋和管92的內(nèi)螺紋緊固管91 和92的實(shí)例。利用上述的緊固方式，兩根短管91和92被接合成一根長(zhǎng) 管。圖17A是與管92的內(nèi)螺紋配合的管91的外螺紋的剖視圖。圖17B對(duì) 應(yīng)于由幾何模型50生成的分析模型53，并且以與圖17A類似的方式表示 為剖視圖。例如，在某一三維CAD系統(tǒng)中，壟和溝的幾何形狀可以不被表示出 來(lái)。在此情況下，在幾何模型50中，壟和溝之間的表面可以表示為管91 和92之間的表面。在此情況下，在圖5所示的步驟S102中，外螺紋和內(nèi)螺紋彼此配合 的部分被提取作為緊固部分，并且在步驟S103和S104中沒有被刪除或者 被填充的對(duì)象物。因此，在步驟S103和S104中沒有進(jìn)行具體的處理。在 對(duì)應(yīng)于圖6的步驟S105中，管91被劃分成管93和94兩個(gè)幾何體，并且管92被劃分成管95和96兩個(gè)幾何體。在步驟S106,等價(jià)性能值被賦予 對(duì)應(yīng)于緊固部分的管94和96中的每一個(gè)。在圖17B中，等價(jià)性能值被賦 給其的部分由斜線表示。在此情況下，假定計(jì)算等價(jià)性能值的方法基于壟 的數(shù)量、螺距、導(dǎo)程、幾何形狀、材料等中的至少之一定義在緊固部件等 價(jià)性能值庫(kù)52中。另外，可能存在表示出壟和溝的幾何形狀的三維CAD系統(tǒng)。在此情 況下，分析模型生成設(shè)備40可以例如進(jìn)行如下過(guò)程將對(duì)應(yīng)于圖7B所示 的管94和96的表面的壟和溝之間的光滑表面設(shè)定為幾何模型50上的管 91和92的表面，來(lái)代替圖5所示的步驟S103和S104。結(jié)果，管91和92 之間的在設(shè)定表面上的接觸被建模。此后，通過(guò)以類似方式進(jìn)行步驟S105 和S106中的過(guò)程，可以獲得圖17B所示的分析模型53。通過(guò)圖18所示的普通計(jì)算機(jī)可以根據(jù)本發(fā)明的上述實(shí)施方式生成分 析模型。圖18所示的計(jì)算機(jī)對(duì)應(yīng)于圖4所示的分析模型生成設(shè)備40。圖 15所示的步驟S301, S303，以及S304中的過(guò)程也可以由類似的計(jì)算機(jī)執(zhí) 行。圖18所示的計(jì)算機(jī)包括CPU (中央處理單元)101， ROM (只讀存 儲(chǔ)器)102， RAM (隨機(jī)訪問(wèn)存儲(chǔ)器)103，輸入設(shè)備104，輸出設(shè)備 105，存儲(chǔ)設(shè)備106，便攜式存儲(chǔ)介質(zhì)110的驅(qū)動(dòng)設(shè)備107，以及通信接口 108，并且這些構(gòu)件都經(jīng)由總線109連接。圖18所示的計(jì)算機(jī)通過(guò)通信接口 108連接到網(wǎng)絡(luò)111。網(wǎng)絡(luò)lll可以 任意的網(wǎng)絡(luò)，諸如LAN (局域網(wǎng))、因特網(wǎng)等。緊固部件等價(jià)性能值庫(kù) 52可以是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)111連接的庫(kù)113。輸入設(shè)備104是諸如鼠標(biāo)等的點(diǎn)選設(shè)備和/或鍵盤。輸出設(shè)備105是顯 示設(shè)備，諸如液晶顯示器。輸出設(shè)備105可以根據(jù)用戶指令顯示幾何模型 50和分析模型53，允許用戶可視地對(duì)其進(jìn)行確認(rèn)。存儲(chǔ)設(shè)備106可以是磁盤設(shè)備，諸如硬盤驅(qū)動(dòng)器?？梢允褂闷渌愋?的存儲(chǔ)設(shè)備作為存儲(chǔ)設(shè)備106。存儲(chǔ)設(shè)備106或者ROM 102存儲(chǔ)用于實(shí)現(xiàn)參考本發(fā)明的實(shí)施方式所 示的操作的程序。CPU101執(zhí)行該程序，由此進(jìn)行圖5和6所示的過(guò)程。存儲(chǔ)設(shè)備106可以存儲(chǔ)緊固部件位置和屬性DB 51和/或緊固部件等價(jià) 性能值庫(kù)52。在此情況下，例如，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)lll和通信接口 108從庫(kù)113 下載最新的數(shù)據(jù)，并且存儲(chǔ)設(shè)備106的內(nèi)容可以被更新。
已經(jīng)被生成的幾何模型50的數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)設(shè)備106中，并且在 圖5所示的步驟S101中被讀入RAM103。
上述的程序可以由程序供應(yīng)商112通過(guò)網(wǎng)絡(luò)111和通信接口 108提 供，可以例如存儲(chǔ)在存儲(chǔ)設(shè)備106中，并且由CPU 101執(zhí)行。便攜式存儲(chǔ) 介質(zhì)110可以存儲(chǔ)該程序，便攜式存儲(chǔ)介質(zhì)110可以被設(shè)置在驅(qū)動(dòng)設(shè)備 107中，并且在所存儲(chǔ)的程序被加載到RAM 103中之后，所存儲(chǔ)的程序可 以由CPU 101執(zhí)行。便攜式存儲(chǔ)介質(zhì)110可以是具有諸如CD (壓縮 盤)、DVD (數(shù)字多功能盤)等的光盤、磁光盤、軟盤等的格式的各種存 儲(chǔ)介質(zhì)。
此外，幾何模型50、緊固部件位置和屬性DB51和緊固部件等價(jià)性能 值庫(kù)52可以被存儲(chǔ)在便攜式存儲(chǔ)介質(zhì)IIO中。便攜式存儲(chǔ)介質(zhì)110可以被 設(shè)置在驅(qū)動(dòng)設(shè)備107中，存儲(chǔ)在便攜式存儲(chǔ)介質(zhì)110中的數(shù)據(jù)可以被拷貝 到存儲(chǔ)設(shè)備106中，并且用于圖5和6所示的過(guò)程。
本發(fā)明不限于本發(fā)明的上述實(shí)施方式，而是可以進(jìn)行變化。下面描述 了一些實(shí)例。
在圖5所示的流程圖中，過(guò)程以如下次序進(jìn)行在步驟S102中所有 緊固部分被提取，在步驟S103中刪除所有待刪除的部件，然后在步驟 S104中填充所有待填充的孔。然而，可以改變處理次序。例如，如果一個(gè) 固定部分被提取，則針對(duì)該緊固部分進(jìn)行部件刪除和孔填充，然后提取下 一個(gè)緊固部分。
可以添加用戶確認(rèn)和/或選擇步驟的過(guò)程。例如，步驟S102中的過(guò)程 可以被修改，使得用戶可以確認(rèn)緊固部分是否被正確地提取。另外，緊固 部件等價(jià)性能值庫(kù)52可以被構(gòu)造成使得計(jì)算等價(jià)性能值的方法可以從多 個(gè)方法中進(jìn)行選擇，從而用戶可以在步驟S106中選定其。另外，步驟 S202中的過(guò)程可以被修改，使得一組可以合并的候選區(qū)域被呈現(xiàn)給用戶， 可以允許用戶選擇候選區(qū)域是否應(yīng)該被合并。另一方面，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，步驟S103和S104中的過(guò)程可以 被省略。例如，在其中已經(jīng)預(yù)先知道所有緊固部分由焊接緊固的情況下的 本發(fā)明的實(shí)施方式中，步驟S104可以被省略。在此情況下，如果預(yù)先知 道使用不反映焊接幾何形狀的幾何模型50，則步驟S103也可以被省略。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，計(jì)算等價(jià)性能值的實(shí)際方法可以改變。就是 說(shuō)，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，緊固部件等價(jià)性能值庫(kù)52的實(shí)際內(nèi)容可以 改變。例如，在上述的方程(3-1)到(5-2)中，僅僅使用了乘法和除法， 但是可以通過(guò)包括加法、減法和其它計(jì)算的方程計(jì)算等價(jià)性能值。就是 說(shuō)，在上述的方程(2-1)到(2-m)中，函數(shù)f, fm的實(shí)際定義可以是任 意的。根據(jù)函數(shù)f, fm的實(shí)際定義，將被存儲(chǔ)在緊固部件等價(jià)性能值庫(kù)52中 的數(shù)據(jù)被確定。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，可能需要圖10到圖12所示 的表中的僅僅一部分。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式中，還可能需要圖10 到圖12之外的表。此外，例如，基于螺栓的直徑在圖11中定義了尺寸系 數(shù)，但是尺寸系數(shù)可以基于螺栓直徑和長(zhǎng)度的組合來(lái)定義。類似地，在圖 10中，可以基于緊固類型和緊固部件的材料的組合來(lái)定義緊固系數(shù)。此 外，緊固部件等價(jià)性能值庫(kù)52中的數(shù)據(jù)格式是可選的，并且數(shù)據(jù)可以以 不同于諸如圖IO到圖12以及圖14的表格式的其它格式被存儲(chǔ)。S卩，概括 地說(shuō)，緊固部件等價(jià)性能值庫(kù)52基于可以從緊固部件位置和屬性DB 51 獲得的指示緊固部件的屬性的諸如類型、尺寸、幾何形狀、材料等之類的 項(xiàng)目中的一項(xiàng)或多項(xiàng)，定義計(jì)算等價(jià)性能值所需的一個(gè)或者多個(gè)參數(shù)的 值，并且存儲(chǔ)該值。圖10到圖12所示的值是為了便于說(shuō)明而被示出，并且不是意在指明 優(yōu)選值。理想的是，存儲(chǔ)在緊固部件等價(jià)性能值庫(kù)52中的實(shí)際值通過(guò)實(shí) 驗(yàn)等被適當(dāng)?shù)卮_定。此外，根據(jù)函數(shù)A fm的定義，存在各種優(yōu)選值。例 如，可以是如下情形用于計(jì)算楊氏模量的等價(jià)性能值④的函數(shù)&和用于 計(jì)算泊松比的等價(jià)性能值的q2的函數(shù)&具有"緊固系數(shù)"作為自變量。在 此情況下，作為函數(shù)&的自變量的緊固系數(shù)和作為函數(shù)f2的自變量的緊固系數(shù)可以以相同的方法定義，或者可以在不同的表中分別定義。在本發(fā)明的上述實(shí)施方式中，函數(shù)& ^被定義在緊固部件等價(jià)性能值庫(kù)52中，并且等價(jià)性能值替換單元49調(diào)用這些函數(shù)。但是，根據(jù)本發(fā) 明的實(shí)施方式，緊固部件等價(jià)性能值庫(kù)52可以僅僅保存圖10到圖12以及 圖14所示的數(shù)據(jù)，并且函數(shù)的定義可以被并入用于實(shí)現(xiàn)等價(jià)性能值替換 單元49的功能的程序中?？梢源嬖诟鞣N其分析模型用上述操作生成的對(duì)象物，并且還可以存在 各種用于包括在對(duì)象物中的緊固部分的方法和對(duì)象物的材料。例如，圖14 僅僅示出了鋁和鋼作為材料，但是根據(jù)本發(fā)明的上述實(shí)施方式的生成分析 模型的方法可以處理各種材料，諸如金屬、木材、合成樹脂、天然樹脂、 玻璃等。例如，當(dāng)木材或者合成樹脂用作設(shè)備的材料時(shí)，可以存在使用膠粘劑 的緊固。在此情況下，緊固部件等價(jià)性能值庫(kù)52基于膠粘劑的類型、被 粘接的部件的材料、膠粘劑涂覆面積和接觸表面的面積之間的比等中的至 少一項(xiàng)或者多項(xiàng)，定義計(jì)算等價(jià)性能值的方法。此外，在木材被用作設(shè)備 材料的情況下，可以使用釘子進(jìn)行緊固。在此情況下，緊固部件等價(jià)性能 值庫(kù)52基于釘子的幾何形狀、尺寸、材料等中的至少一項(xiàng)，定義計(jì)算等 價(jià)性能值的方法。此外，本發(fā)明的上述實(shí)施方式可以適用于除上述的實(shí)例之外的諸如使 用銷、楔的緊固的其它緊固方式。此外，本發(fā)明的實(shí)施方式可以適用的設(shè) 備可以是各種設(shè)備，諸如電子設(shè)備、機(jī)械、工具、車輛、各種殼體(即， 各種底盤)、家具、建筑物等。在上面的實(shí)例中，進(jìn)行如圖6所示的合并候選區(qū)域的過(guò)程，但是候選 區(qū)域的合并不是必要的。此外，參考長(zhǎng)方體被用于簡(jiǎn)化步驟S203和S204 中的過(guò)程的情形描述了候選區(qū)域的幾何形狀，但是候選區(qū)域可以使用任何 幾何形狀。
權(quán)利要求
1.一種存儲(chǔ)分析模型生成程序的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述程序用于命令計(jì)算機(jī)通過(guò)處理包括多個(gè)部件的設(shè)備的三維幾何模型生成分析模型，所述程序包括輸入步驟，所述輸入步驟接收所述三維幾何模型作為輸入，并且將所述三維幾何模型存儲(chǔ)在第一從存儲(chǔ)單元中；緊固部分提取步驟，所述緊固部分提取步驟參考存儲(chǔ)關(guān)于所述部件之間的緊固的屬性信息的第二存儲(chǔ)單元，并且基于所述屬性信息和所述三維幾何模提取第一部件和第二部件在此被緊固的緊固部分；劃分步驟，所述劃分步驟在所述三維幾何模型中將所述第一部件和所述第二部件中的每一個(gè)劃分為緊鄰所述緊固部分的第一幾何體和一個(gè)或多個(gè)對(duì)應(yīng)于所述第一幾何體之外的部分的第二幾何體；以及等價(jià)性能值賦值步驟，所述等價(jià)性能值賦值步驟對(duì)于通過(guò)劃分所述第一部件獲得的所述第一幾何體和通過(guò)劃分所述第二部件獲得的所述第一幾何體中的每一個(gè)，參考存儲(chǔ)根據(jù)所述屬性信息的參數(shù)和根據(jù)所述部件的材料的性能值的第三存儲(chǔ)單元，基于存儲(chǔ)在所述第三存儲(chǔ)單元中的所述參數(shù)和所述性能值來(lái)計(jì)算等價(jià)性能值以作為反映緊固的性能值，并且將所述等價(jià)性能值賦值給所述第一幾何體。
2. 如權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)介質(zhì)，其中所述分析模型生成程序還命令所述計(jì)算機(jī)進(jìn)行刪除步驟，其中，在所 述緊固部分包括用于緊固所述第一部件和所述第一部件的第三部件時(shí)，所 述刪除步驟從所述三維幾何模型刪除所述第三部件。
3. 如權(quán)利要求2所述的存儲(chǔ)介質(zhì)，其中所述分析模型生成程序還命令所述計(jì)算機(jī)進(jìn)行填充步驟，其中，當(dāng)所 述第一部件和所述第二部件中的至少一個(gè)具有孔，并且所述第一部件和所 述第二部件通過(guò)將所述第三部件裝配在所述孔中而被緊固時(shí)，所述填充步 驟在所述三維幾何模型中對(duì)所述孔進(jìn)行填充操作。
4. 如權(quán)利要求2所述的存儲(chǔ)介質(zhì)，其中所述第三部件是螺栓、鉚釘、釘子、銷、點(diǎn)焊以及角焊中的任意一種。
5. 如權(quán)利要求2所述的存儲(chǔ)介質(zhì)，其中當(dāng)所述緊固部件包括所述第三部件，并且當(dāng)所述緊固部件還包括與所 述第三部件一起用于緊固的第四部件時(shí)，所述分析模型生成程序還命令所 述計(jì)算機(jī)在所述刪除步驟中從所述三維幾何模型刪除所述第四部件。
6. 如權(quán)利要求5所述的存儲(chǔ)介質(zhì)，其中 所述第四部件是螺母或墊圈。
7. 如權(quán)利要求2所述的存儲(chǔ)介質(zhì)，其中關(guān)于使用所述第三部件的緊固的所述屬性信息包括所述第三部件的類 型、材料、尺寸、幾何形狀以及對(duì)應(yīng)于一個(gè)固定部分的第三部件的數(shù)量中 的至少項(xiàng)。
8. 如權(quán)利要求7所述的存儲(chǔ)介質(zhì)，其中所述第三部件的類型包括螺栓、鉚釘、釘子、銷、點(diǎn)焊、角焊、膠粘 劑和螺釘中的至少一種。
9. 如權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)介質(zhì)，其中當(dāng)所述第一固件和所述第二部件由角焊緊固時(shí)，利用角焊的長(zhǎng)度、所 述第一部件和所述第二部件通過(guò)角焊接觸的接觸表面的面積以及所述接觸 表面的周長(zhǎng)中的至少一項(xiàng)計(jì)算所述等價(jià)性能值。
10. 如權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)介質(zhì)，其中 所述分析模型生成程序還命令所述計(jì)算機(jī)進(jìn)行設(shè)定第一約束條件的第一約束條件設(shè)定步驟，所述第一約束條件為在 劃分所述第一和第二幾何體的劃分表面上保持所述第一幾何體和所述第二 幾何體之間的接觸，而不發(fā)生相對(duì)位移；以及設(shè)定第二約束條件的第二約束條件設(shè)定步驟，所述第二約束條件為在 通過(guò)劃分所述第一部件獲得的所述第一幾何體和通過(guò)劃分所述第二部件獲 得的所述第一幾何體之間在各個(gè)表面上保持接觸，而在所述表面上不發(fā)生 相對(duì)位移。
11. 如權(quán)利要求l所述的存儲(chǔ)介質(zhì)，其中所述性能值包括楊氏模量、泊松比、質(zhì)量密度、熱膨脹系數(shù)以及振動(dòng) 阻尼因子中的至少一種。
12. 如權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)介質(zhì)，其中在所述劃分步驟中，劃分所述第一幾何體和所述第二幾何體的劃分表 面是平面。
13. 如權(quán)利要求12所述的存儲(chǔ)介質(zhì)，其中當(dāng)存在對(duì)應(yīng)于一個(gè)部件的多個(gè)第二幾何體，或者在所述劃分步驟中多 個(gè)部件被劃分時(shí)，所有劃分表面之間的關(guān)系是平行或者垂直的。
14. 如權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)介質(zhì)，其中所述劃分步驟包括候選區(qū)域設(shè)定步驟，所述候選區(qū)域設(shè)定步驟對(duì)應(yīng)于所述緊固部分，設(shè) 定候選區(qū)域作為如下三維區(qū)域的候選，所述三維區(qū)域具有用于確定劃分表面的表面，所述劃分表面用于所述第一幾何體和所述第二幾何體的劃分； 候選區(qū)域合并步驟，當(dāng)多個(gè)候選區(qū)域滿足預(yù)定條件時(shí)，所述候選區(qū)域合并步驟通過(guò)合并所述多個(gè)候選區(qū)域，設(shè)定包括所述多個(gè)候選區(qū)域的一個(gè)新的候選區(qū)域；以及劃分執(zhí)行步驟，所述劃分執(zhí)行步驟確定所述候選區(qū)域的橫穿所述部件的表面作為所述第一幾何體和所述第二幾何體之間的劃分表面，并且通過(guò)劃分表面進(jìn)行劃分。
15. 如權(quán)利要求14所述的存儲(chǔ)介質(zhì)，其中所有候選區(qū)域是長(zhǎng)方體空間；以及所述長(zhǎng)方體的所有邊平行于作為對(duì)于所述三維幾何模型預(yù)定的坐標(biāo)軸 的x軸、y軸和z軸之一。
16. 如權(quán)利要求14所述的存儲(chǔ)介質(zhì)，其中所述候選區(qū)域合并步驟中的條件是基于所述多個(gè)候選區(qū)域之間的距離 和所述多個(gè)候選區(qū)域中共同包括的部件的數(shù)量中的至少之一來(lái)確定的。
17. —種分析模型生成設(shè)備，其通過(guò)處理包括多個(gè)部件的設(shè)備的三維 幾何模型生成分析模型，所述分析模型生成設(shè)備包括接收單元，所述接收單元接收所述三維幾何模型作為輸入，并且將所述三維幾何模型存儲(chǔ)在第一從存儲(chǔ)單元中；緊固部分提取單元，所述緊固部分提取單元參考存儲(chǔ)關(guān)于所述部件之 間的緊固的屬性信息的第二存儲(chǔ)單元，并且基于所述屬性信息和所述三維 幾何模提取第一部件和第二部件在此被緊固的緊固部分；劃分單元，所述劃分單元在所述三維幾何模型中將所述第一部件和所 述第二部件中的每一個(gè)劃分為緊鄰所述緊固部分的第一幾何體和一個(gè)或多 個(gè)對(duì)應(yīng)于所述第一幾何體之外的部分的第二幾何體；以及等價(jià)性能值賦值單元，所述等價(jià)性能值賦值單元對(duì)于通過(guò)劃分所述第 一部件獲得的所述第一幾何體和通過(guò)劃分所述第二部件獲得的所述第一幾 何體中的每一個(gè)進(jìn)行操作，其中，所述操作包括參考存儲(chǔ)根據(jù)所述屬性 信息的參數(shù)和根據(jù)所述部件的材料的性能值的第三存儲(chǔ)單元，基于存儲(chǔ)在 所述第三存儲(chǔ)單元中的所述參數(shù)和所述性能值來(lái)計(jì)算等價(jià)性能值以作為反 映緊固的性能值，并且將所述等價(jià)性能值賦值給所述第一幾何體。
18. —種通過(guò)計(jì)算機(jī)的分析模型生成方法，用于通過(guò)處理包括多個(gè)部 件的設(shè)備的三維幾何模型生成分析模型，所述方法包括輸入步驟，所述輸入步驟接收所述三維幾何模型作為輸入，并且將所 述三維幾何模型存儲(chǔ)在第一從存儲(chǔ)單元中；緊固部分提取步驟，所述緊固部分提取步驟參考存儲(chǔ)關(guān)于所述部件之 間的緊固的屬性信息的第二存儲(chǔ)單元，并且基于所述屬性信息和所述三維 幾何模提取第一部件和第二部件在此被緊固的緊固部分；劃分步驟，所述劃分步驟在所述三維幾何模型中將所述第一部件和所 述第二部件中的每一個(gè)劃分為緊鄰所述緊固部分的第一幾何體和一個(gè)或多 個(gè)對(duì)應(yīng)于所述第一幾何體之外的部分的第二幾何體；以及等價(jià)性能值賦值步驟，所述等價(jià)性能值賦值步驟對(duì)于通過(guò)劃分所述第 一部件獲得的所述第一幾何體和通過(guò)劃分所述第二部件獲得的所述第一幾 何體中的每一個(gè)，參考存儲(chǔ)根據(jù)所述屬性信息的參數(shù)和根據(jù)所述部件的材 料的性能值的第三存儲(chǔ)單元，基于存儲(chǔ)在所述第三存儲(chǔ)單元中的所述參數(shù) 和所述性能值來(lái)計(jì)算等價(jià)性能值以作為反映緊固的性能值，并且將所述等 價(jià)性能值賦值給所述第一幾何體。
19.一種用于具有多個(gè)部件的設(shè)備的制造方法，包括根據(jù)權(quán)利要求18的計(jì)算機(jī)的分析模型生成步驟，所述分析模型生成 步驟接收所述設(shè)備的三維幾何模型，并且通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求18所述的分析模型生成方法處理所述三維幾何模型，生成分析模型；分析步驟，所述分析步驟利用所述分析模型進(jìn)行分析；以及 制造步驟，所述制造步驟在完成所述分析之后基于所述三維幾何模型制造所述設(shè)備。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種存儲(chǔ)在存儲(chǔ)介質(zhì)中的程序，其命令計(jì)算機(jī)進(jìn)行以下步驟接收三維幾何模型；參考存儲(chǔ)關(guān)于所述部件之間的緊固的屬性信息；基于所述屬性信息和所述三維幾何模提取第一部件和第二部件在此被緊固的緊固部分；在所述三維幾何模型中將所述第一部件和所述第二部件中的每一個(gè)劃分為緊鄰所述緊固部分的第一幾何體和一個(gè)或多個(gè)對(duì)應(yīng)于所述第一幾何體之外的部分的第二幾何體；以及對(duì)于通過(guò)劃分所述第一部件和第二部件獲得的所述第一幾何體的每一個(gè)，參考根據(jù)所述屬性信息的參數(shù)和根據(jù)所述部件的材料的性能值，基于所述參數(shù)和所述性能值來(lái)計(jì)算等價(jià)性能值以作為反映緊固的性能值，并且將所述等價(jià)性能值賦值給所述第一幾何體。
文檔編號(hào)G06F17/50GK101221593SQ20071030220
公開日2008年7月16日 申請(qǐng)日期2007年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月10日
發(fā)明者浦木靖司 申請(qǐng)人:富士通株式會(huì)社