概念設計支援のための動作特徴モデリング

機械の概念設計階段において,その動作を可視化し,設計者を支援するためのシステムを開発した.それによって得られた知見は以下のようなものである.1.運動特徴 システムでは,対象の概略の形状と共に,その動作の特徴(運動特徴,変形特徴)を定義する.運動特徴は,機械の運動状態を表すもので,摺動や衝突などの典型的な運動を計算する.この列を与えることによって機械の動作は定義され,計算される.2.変形特徴 プラスチックなどの柔軟物体でできた機械部品の変形を効率良く計算するために,変形だけを求める解析モデルと,形状を表現するモデルを分離し,変形を線形写像で形状モデルにマッピングする方式を開発した.また解析モデルでは,柔軟部分と剛体部分が共存する問題を扱えるようにした.変形特徴の数はまだ少ないが,梁や板の変形モデルと有限要素法による汎用のモデルを開発した.3.システム試作 以上のようなアイデアに基づいてシステムを試作し,プラスチックのスナップ機構を表現する動作特徴モデルを定義し,その計算部分を開発した.それを用いて,モジュラージャックやボールペンノック機構などを例題として実験を行なった.計算は十分に効率的であり,現状でもより高速の計算機を用いれば,実時間での可視化が可能であるとの見通しを得た.また,動作特徴の列としての運動シナリオを記述する方式について実験を行なった.

機械の概念設計階段において,その動作を可視化し,設計者を支援するためのシステムを開発した.それによって得られた知見は以下のようなものである.1.運動特徴 システムでは,対象の概略の形状と共に,その動作の特徴(運動特徴,変形特徴)を定義する.運動特徴は,機械の運動状態を表すもので,摺動や衝突などの典型的な運動を計算する.この列を与えることによって機械の動作は定義され,計算される.2.変形特徴 プラスチックなどの柔軟物体でできた機械部品の変形を効率良く計算するために,変形だけを求める解析モデルと,形状を表現するモデルを分離し,変形を線形写像で形状モデルにマッピングする方式を開発した.また解析モデルでは,柔軟部分と剛体部分が共存する問題を扱えるようにした.変形特徴の数はまだ少ないが,梁や板の変形モデルと有限要素法による汎用のモデルを開発した.3.システム試作 以上のようなアイデアに基づいてシステムを試作し,プラスチックのスナップ機構を表現する動作特徴モデルを定義し,その計算部分を開発した.それを用いて,モジュラージャックやボールペンノック機構などを例題として実験を行なった.計算は十分に効率的であり,現状でもより高速の計算機を用いれば,実時間での可視化が可能であるとの見通しを得た.また,動作特徴の列としての運動シナリオを記述する方式について実験を行なった.