JP2001354197A - 耐衝撃構造材 - Google Patents
耐衝撃構造材Info
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T50/00—Aeronautics or air transport
- Y02T50/40—Weight reduction
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- Vibration Dampers (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 航空機の実機床等の、軽量かつ高い衝撃吸収
能力を必要とする部位に適用できるように、工作容易で
かつ軽量な耐衝撃構造材を提供する。 【解決手段】 箱形断面の長尺桁１のウエブ部２に、桁
長手方向に間隔を存して、または、他の長尺桁との交差
中央部に、または、その両方に、複合材チューブ３を桁
長手方向及びウエブ板厚方向と垂直をなす方向にチュー
ブ穴軸方向が向くように配置した耐衝撃構造材であっ
て、前記複合材チューブ３の端部周壁に複数の開口を、
複合材チューブの中央部に向って複合材チューブ断面に
占める開口面積が次第に小さくなるように配設したこと
を特徴とする。
能力を必要とする部位に適用できるように、工作容易で
かつ軽量な耐衝撃構造材を提供する。 【解決手段】 箱形断面の長尺桁１のウエブ部２に、桁
長手方向に間隔を存して、または、他の長尺桁との交差
中央部に、または、その両方に、複合材チューブ３を桁
長手方向及びウエブ板厚方向と垂直をなす方向にチュー
ブ穴軸方向が向くように配置した耐衝撃構造材であっ
て、前記複合材チューブ３の端部周壁に複数の開口を、
複合材チューブの中央部に向って複合材チューブ断面に
占める開口面積が次第に小さくなるように配設したこと
を特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、航空機、自動車、
鉄道をはじめ、一般産業用の衝撃吸収能力に優れた耐衝
撃構造材に関する。
鉄道をはじめ、一般産業用の衝撃吸収能力に優れた耐衝
撃構造材に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば回転翼航空機であるヘリコプタ
は、その特性上、有視界、低高度での都市部や山間部運
用が多く、常に障害物との接触等による事故の危険をは
らんでおり、万が一墜落しても搭乗者生存性確保のため
の耐衝撃性が強く要求されている。
は、その特性上、有視界、低高度での都市部や山間部運
用が多く、常に障害物との接触等による事故の危険をは
らんでおり、万が一墜落しても搭乗者生存性確保のため
の耐衝撃性が強く要求されている。
【０００３】現在実用化されているヘリコプタにおいて
は、座席、降着装置等は不慮の接地衝撃を吸収する機構
の備わったものが実用化されているが、床構造に関して
は実運用中に遭遇しうる飛行、地上荷重等で設計される
のが一般的であり、不慮の接地衝撃吸収については考慮
されていないのが現状である。
は、座席、降着装置等は不慮の接地衝撃を吸収する機構
の備わったものが実用化されているが、床構造に関して
は実運用中に遭遇しうる飛行、地上荷重等で設計される
のが一般的であり、不慮の接地衝撃吸収については考慮
されていないのが現状である。
【０００４】航空機床構造の衝撃吸収については、従来
より研究が行われており、数々の衝撃吸収構造材が文献
（例えば、革新航空機技術開発に関する研究調査成果報
告書Ｎｏ．０１０１、１９９０年３月、社団法人 日本
航空宇宙工業会革新航空機技術開発センター）に報告さ
れている。その中で、図１７に示すようにＩ型箱形断面
の複合材長尺桁１のウエブ２の桁長手方向に一定間隔を
存して複合材チューブ３を縦向きに埋め込み成形した耐
衝撃構造材４が、最も良いエネルギ吸収能力を示してい
る。
より研究が行われており、数々の衝撃吸収構造材が文献
（例えば、革新航空機技術開発に関する研究調査成果報
告書Ｎｏ．０１０１、１９９０年３月、社団法人 日本
航空宇宙工業会革新航空機技術開発センター）に報告さ
れている。その中で、図１７に示すようにＩ型箱形断面
の複合材長尺桁１のウエブ２の桁長手方向に一定間隔を
存して複合材チューブ３を縦向きに埋め込み成形した耐
衝撃構造材４が、最も良いエネルギ吸収能力を示してい
る。
【０００５】然し乍ら上記耐衝撃構造材４は、衝撃エネ
ルギ吸収能力としては優れているが、文献（例えば、Ｆ
ＲＰ円筒のエネルギー吸収機構に関する研究、１９９５
年、第２４回ＦＲＰシンポジウム講演論文集）に報告さ
れている図１８に示すような複合材チューブ特有の衝撃
エネルギ吸収上極めて好ましい安定な順次破壊モードに
移行するまでの間に、図１９に示すような過大な初期反
力立ち上がり１３を生じ、これをヘリコプタ床構造等に
適用した場合、乗員に加速度傷害をもたらすような加速
度を生ずることから、この実用化にあたっては改良の余
地が残されている。
ルギ吸収能力としては優れているが、文献（例えば、Ｆ
ＲＰ円筒のエネルギー吸収機構に関する研究、１９９５
年、第２４回ＦＲＰシンポジウム講演論文集）に報告さ
れている図１８に示すような複合材チューブ特有の衝撃
エネルギ吸収上極めて好ましい安定な順次破壊モードに
移行するまでの間に、図１９に示すような過大な初期反
力立ち上がり１３を生じ、これをヘリコプタ床構造等に
適用した場合、乗員に加速度傷害をもたらすような加速
度を生ずることから、この実用化にあたっては改良の余
地が残されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、複合
材チューブ特有の衝撃エネルギ吸収上極めて好ましい安
定な順次破壊モードに移行するまでの間に生ずる過大な
初期反力立ち上がりを抑制し、衝撃エネルギ吸収能力の
優れた、しかも普段は通常運用荷重に対しても主要構造
部材として適用可能な、工作容易でかつ軽量な耐衝撃構
造材を提供しようとするものである。
材チューブ特有の衝撃エネルギ吸収上極めて好ましい安
定な順次破壊モードに移行するまでの間に生ずる過大な
初期反力立ち上がりを抑制し、衝撃エネルギ吸収能力の
優れた、しかも普段は通常運用荷重に対しても主要構造
部材として適用可能な、工作容易でかつ軽量な耐衝撃構
造材を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の耐衝撃構造材の１つは、箱形断面の長尺桁の
ウエブ部に、桁長手方向に間隔を存して、または、他の
長尺桁との交差中央部に、または、その両方に、複合材
チューブを桁長手方向及びウエブ板厚方向と垂直をなす
方向にチューブ穴軸方向が向くように配置した耐衝撃構
造材であって、前記複合材チューブの端部周壁に複数の
開口を、複合材チューブの中央部に向って複合材チュー
ブ断面に占める開口面積が次第に小さくなるように配設
したことを特徴とするものである。
の本発明の耐衝撃構造材の１つは、箱形断面の長尺桁の
ウエブ部に、桁長手方向に間隔を存して、または、他の
長尺桁との交差中央部に、または、その両方に、複合材
チューブを桁長手方向及びウエブ板厚方向と垂直をなす
方向にチューブ穴軸方向が向くように配置した耐衝撃構
造材であって、前記複合材チューブの端部周壁に複数の
開口を、複合材チューブの中央部に向って複合材チュー
ブ断面に占める開口面積が次第に小さくなるように配設
したことを特徴とするものである。
【０００８】上記本発明の耐衝撃構造材において、複合
材チューブは、円形、楕円形、三角形、四角形、多角形
断面、さらにはそれら大小のものを複数本束ねたものの
いずれかであることが好ましい。
材チューブは、円形、楕円形、三角形、四角形、多角形
断面、さらにはそれら大小のものを複数本束ねたものの
いずれかであることが好ましい。
【０００９】上記本発明の耐衝撃構造材において、箱形
断面の長尺桁のウエブは、薄板材で低密度コア材ととも
に複合材チューブを挾んで形成されていることが好まし
い。
断面の長尺桁のウエブは、薄板材で低密度コア材ととも
に複合材チューブを挾んで形成されていることが好まし
い。
【００１０】上記本発明の耐衝撃構造材において、複合
材チューブの端部周壁に設けられた開口の形状は、円
形、半円形、長円形、半長円形、スリット、三角形、四
角形、または多角形などの各種形状がある。
材チューブの端部周壁に設けられた開口の形状は、円
形、半円形、長円形、半長円形、スリット、三角形、四
角形、または多角形などの各種形状がある。
【００１１】上記本発明の耐衝撃構造材において、複合
材チューブの端部周壁に設けられた開口は、断面角形の
複合材チューブの場合、端部の角部に配設されているこ
ともある。
材チューブの端部周壁に設けられた開口は、断面角形の
複合材チューブの場合、端部の角部に配設されているこ
ともある。
【００１２】本発明の耐衝撃構造材の他の１つは、箱形
断面の長尺桁のウエブ部に、桁長手方向に間隔を存し
て、または、他の長尺桁との交差中央部に、または、そ
の両方に、複合材チューブを桁長手方向及びウエブ板厚
方向と垂直をなす方向にチューブ穴軸方向が向くように
配置した耐衝撃構造材であって、前記複合材チューブが
肉厚方向で複数の層に構成され、その複合材チューブの
端部層間に母材に比して強度の低いフィルム状層材を挾
んで積層していることを特徴とするものである。
断面の長尺桁のウエブ部に、桁長手方向に間隔を存し
て、または、他の長尺桁との交差中央部に、または、そ
の両方に、複合材チューブを桁長手方向及びウエブ板厚
方向と垂直をなす方向にチューブ穴軸方向が向くように
配置した耐衝撃構造材であって、前記複合材チューブが
肉厚方向で複数の層に構成され、その複合材チューブの
端部層間に母材に比して強度の低いフィルム状層材を挾
んで積層していることを特徴とするものである。
【００１３】本発明の耐衝撃構造材のさらに他の１つ
は、箱形断面の長尺桁のウエブ部に、桁長手方向に間隔
を存して、または、他の長尺桁との交差中央部に、また
は、その両方に、複合材チューブを桁長手方向及びウエ
ブ板厚方向と垂直をなす方向にチューブ穴軸方向が向く
ように配置した耐衝撃構造材であって、前記複合材チュ
ーブが肉厚方向で複数の層に構成され、その複合材チュ
ーブの端部層間にフィルム状層材を挾んで成形した後、
前記フィルム状層材を除去して端部層間に隙間を形成し
たことを特徴とするものである。
は、箱形断面の長尺桁のウエブ部に、桁長手方向に間隔
を存して、または、他の長尺桁との交差中央部に、また
は、その両方に、複合材チューブを桁長手方向及びウエ
ブ板厚方向と垂直をなす方向にチューブ穴軸方向が向く
ように配置した耐衝撃構造材であって、前記複合材チュ
ーブが肉厚方向で複数の層に構成され、その複合材チュ
ーブの端部層間にフィルム状層材を挾んで成形した後、
前記フィルム状層材を除去して端部層間に隙間を形成し
たことを特徴とするものである。
【００１４】上記他の２つの耐衝撃構造材において、箱
形断面の長尺桁のウエブは、薄板材で低密度コア材とと
もに複合材チューブを挾んで形成されていることが好ま
しい。
形断面の長尺桁のウエブは、薄板材で低密度コア材とと
もに複合材チューブを挾んで形成されていることが好ま
しい。
【００１５】上記の耐衝撃構造材において、複合材チュ
ーブの層間に挾んで積層されるフィルム状層材は、Ｘ線
を使った非破壊検査を容易にするための造影剤を含んで
いることをが好ましい。
ーブの層間に挾んで積層されるフィルム状層材は、Ｘ線
を使った非破壊検査を容易にするための造影剤を含んで
いることをが好ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明の耐衝撃構造材の実施形態
を図によって説明する。図１において、１は箱形断面の
長尺桁で、ウエブ２の桁長手方向に間隔を存して、複合
材チューブ３を桁長手方向及びウエブ２の板厚方向と直
角をなす方向にチューブ穴軸方向が向くように配置して
耐衝撃構造材４を構成している。また、図２に示すよう
に箱形断面の長尺桁１のウエブ２同士の交差点中央部
に、複合材チューブ３を桁長手方向及びウエブ２の板厚
方向と直角をなす方向にチューブ穴軸方向が向くように
配置して耐衝撃構造材４′を構成している。さらに図示
しないが、箱形断面の長尺桁１のウエブ２の桁長手方向
に間隔を存して及びウエブ２同士の交差点中央部に複合
材チューブ３を前記と同様に配置して耐衝撃構造材を構
成している。前記の箱形断面の長尺桁１は、薄板材５，
５で低密度コア材６と共に複合材チューブ３を挾んでウ
エブ２を形成している。また、前記の複合材チューブ３
は、図３のａ〜ｆに示すように端部周壁に円形，楕円
形，三角形，四角形，スリット，半円形，或いは多角形
など各種形状の複数の開口７を、複合材チューブ３の中
央部に向って複合材チューブ３の断面に占めるその開口
７の面積が次第に小さくなるように配設している。この
複合材チューブ３は図４のａ〜ｊに示すように断面が円
形，楕円形，三角形，四角形，多角形，さらにそれら大
小のものを複数束ねたものなどのものがある。そして、
断面角形の複合材チューブ３の場合、角部の端部には例
えば図５に示すように角落とし８が設けられている。
を図によって説明する。図１において、１は箱形断面の
長尺桁で、ウエブ２の桁長手方向に間隔を存して、複合
材チューブ３を桁長手方向及びウエブ２の板厚方向と直
角をなす方向にチューブ穴軸方向が向くように配置して
耐衝撃構造材４を構成している。また、図２に示すよう
に箱形断面の長尺桁１のウエブ２同士の交差点中央部
に、複合材チューブ３を桁長手方向及びウエブ２の板厚
方向と直角をなす方向にチューブ穴軸方向が向くように
配置して耐衝撃構造材４′を構成している。さらに図示
しないが、箱形断面の長尺桁１のウエブ２の桁長手方向
に間隔を存して及びウエブ２同士の交差点中央部に複合
材チューブ３を前記と同様に配置して耐衝撃構造材を構
成している。前記の箱形断面の長尺桁１は、薄板材５，
５で低密度コア材６と共に複合材チューブ３を挾んでウ
エブ２を形成している。また、前記の複合材チューブ３
は、図３のａ〜ｆに示すように端部周壁に円形，楕円
形，三角形，四角形，スリット，半円形，或いは多角形
など各種形状の複数の開口７を、複合材チューブ３の中
央部に向って複合材チューブ３の断面に占めるその開口
７の面積が次第に小さくなるように配設している。この
複合材チューブ３は図４のａ〜ｊに示すように断面が円
形，楕円形，三角形，四角形，多角形，さらにそれら大
小のものを複数束ねたものなどのものがある。そして、
断面角形の複合材チューブ３の場合、角部の端部には例
えば図５に示すように角落とし８が設けられている。
【００１７】図６に示す耐衝撃構造材９及び図７に示す
耐衝撃構造材９′における複合材チューブ３は、図１，
図２と同様に配置され、断面が図４のａ〜ｊに示すよう
に円形，楕円形，三角形，四角形，多角形，さらにはそ
れら大小のものを複数本束ねたものもあり、それら複合
材チューブ３は図８のａに示すように肉厚方向が複数の
層で構成され、その端部層間には母材に比して強度の低
いフィルム状層材１０を挾んで積層した部分１１を設け
ている。また、この端部層間のフィルム状層材１０を除
去して、図９のａに示すように端部層間に隙間１２を形
成したものもある。
耐衝撃構造材９′における複合材チューブ３は、図１，
図２と同様に配置され、断面が図４のａ〜ｊに示すよう
に円形，楕円形，三角形，四角形，多角形，さらにはそ
れら大小のものを複数本束ねたものもあり、それら複合
材チューブ３は図８のａに示すように肉厚方向が複数の
層で構成され、その端部層間には母材に比して強度の低
いフィルム状層材１０を挾んで積層した部分１１を設け
ている。また、この端部層間のフィルム状層材１０を除
去して、図９のａに示すように端部層間に隙間１２を形
成したものもある。
【００１８】前述のように図１，図２の耐衝撃構造材
４，４′は、箱形断面の長尺桁１のウエブ２の桁長手方
向に図１に示すように間隔を存して、または、図２に示
すようにウエブ２同士の交差点中央部に、もしくは、図
示しないがその両方に、桁長手方向及びウエブ２の板厚
方向と直角をなす方向にチューブ穴軸方向が向くように
配置した複合材チューブ３の端部周壁に、図３のａ〜ｆ
に示すように各種形状の複数の開口７を中央部に向って
複合材チューブ３の断面に占める開口７の面積が次第に
小さくなるように配設しており、また、断面角形の複合
材チューブ３の場合、角部の端部に図５に示すように角
落とし８が設けられているので、複合材チューブ特有の
衝撃エネルギ吸収上極めて好ましい安定な順次破壊モー
ドに移行するまでの間に生ずる過大な初期反力立ち上が
りが、複合材チューブ３の端部周壁の開口７や断面角形
の複合材チューブ３の角部の端部に設けられた角落とし
８による部分圧潰により抑制され、図１０に示すヘリコ
プタＨの床構造Ｄ等に適用した場合、優れたエネルギ吸
収特性を備えることができる。無論上記耐衝撃構造材
４，４′は、普段は通常運用荷重に対して荷重伝達を行
う軽量な主要構造部材として使用可能である。
４，４′は、箱形断面の長尺桁１のウエブ２の桁長手方
向に図１に示すように間隔を存して、または、図２に示
すようにウエブ２同士の交差点中央部に、もしくは、図
示しないがその両方に、桁長手方向及びウエブ２の板厚
方向と直角をなす方向にチューブ穴軸方向が向くように
配置した複合材チューブ３の端部周壁に、図３のａ〜ｆ
に示すように各種形状の複数の開口７を中央部に向って
複合材チューブ３の断面に占める開口７の面積が次第に
小さくなるように配設しており、また、断面角形の複合
材チューブ３の場合、角部の端部に図５に示すように角
落とし８が設けられているので、複合材チューブ特有の
衝撃エネルギ吸収上極めて好ましい安定な順次破壊モー
ドに移行するまでの間に生ずる過大な初期反力立ち上が
りが、複合材チューブ３の端部周壁の開口７や断面角形
の複合材チューブ３の角部の端部に設けられた角落とし
８による部分圧潰により抑制され、図１０に示すヘリコ
プタＨの床構造Ｄ等に適用した場合、優れたエネルギ吸
収特性を備えることができる。無論上記耐衝撃構造材
４，４′は、普段は通常運用荷重に対して荷重伝達を行
う軽量な主要構造部材として使用可能である。
【００１９】また、前述のように図６，図７の耐衝撃構
造材９，９′は、箱形断面の長尺桁１のウエブ２の桁長
手方向に図６に示すように間隔を存して、または図７に
示すようにウエブ２同士の交差点中央部に、もしくは、
図示しないがその両方に、桁長手方向及びウエブ２の板
厚方向と直角をなす方向にチューブ穴軸方向が向くよう
に配置した複合材チューブ３が、図８のａに示すように
肉厚方向が複数の層で構成され、その端部層間には母材
に比して強度の低いフィルム状層材１０を挾んで積層し
た部分１１を設け、または、この端部層間のフィルム状
層材１０を除去して図９のａに示すように端部層間に隙
間１２を形成しているので、複合材チューブ特有の衝撃
エネルギ吸収上極めて好ましい安定な順次破壊モードに
移行するまでの間に生ずる過大な初期反力立ち上がり
が、図８のｂ，図９のｂに示す端部の部分圧潰により抑
制され、図１０に示すヘリコプタＨの床構造Ｄに適用し
た場合、優れたエネルギ吸収特性を備えることができ
る。また、図８のフィルム状層材１０は造影剤を含んで
いることにより、製造検査時にフィルム状層材１０が端
部層間に挿入されていることの確認がＸ線を使った非破
壊検査により容易に判定できる。無論上記耐衝撃構造材
９，９′は、普段は通常運用荷重に対して荷重伝達を行
う軽量な主要構造部材として使用可能である。
造材９，９′は、箱形断面の長尺桁１のウエブ２の桁長
手方向に図６に示すように間隔を存して、または図７に
示すようにウエブ２同士の交差点中央部に、もしくは、
図示しないがその両方に、桁長手方向及びウエブ２の板
厚方向と直角をなす方向にチューブ穴軸方向が向くよう
に配置した複合材チューブ３が、図８のａに示すように
肉厚方向が複数の層で構成され、その端部層間には母材
に比して強度の低いフィルム状層材１０を挾んで積層し
た部分１１を設け、または、この端部層間のフィルム状
層材１０を除去して図９のａに示すように端部層間に隙
間１２を形成しているので、複合材チューブ特有の衝撃
エネルギ吸収上極めて好ましい安定な順次破壊モードに
移行するまでの間に生ずる過大な初期反力立ち上がり
が、図８のｂ，図９のｂに示す端部の部分圧潰により抑
制され、図１０に示すヘリコプタＨの床構造Ｄに適用し
た場合、優れたエネルギ吸収特性を備えることができ
る。また、図８のフィルム状層材１０は造影剤を含んで
いることにより、製造検査時にフィルム状層材１０が端
部層間に挿入されていることの確認がＸ線を使った非破
壊検査により容易に判定できる。無論上記耐衝撃構造材
９，９′は、普段は通常運用荷重に対して荷重伝達を行
う軽量な主要構造部材として使用可能である。
【００２０】本発明の耐衝撃構造材の有効性を明らかに
するために、従来例の図１７に示す耐衝撃構造材との静
的荷重−変位特性試験及び解析結果比較を図１１，図１
２に示す。この比較の際の本発明の実施例の耐衝撃構造
材は、図１３，図１４の寸法の箱形断面の長尺桁１にあ
って、矩形断面の複合材チューブ３が図１５に示すよう
に端部附近の角部に配設され、一辺が１０ｍｍの斜めに
角を切り取った角落とし８を有するものと、図１６に示
すように端部層間に厚さ０．２ｍｍ、長さ５ｍｍ，７ｍ
ｍの２枚のフィルム状層材１０を挾んで積層した部分１
１を設けたものであり、従来例の耐衝撃構造材は、矩形
断面の複合材チューブ３の端部角部に角落とし９や端部
層間にフィルム状層材１０が無いものである。
するために、従来例の図１７に示す耐衝撃構造材との静
的荷重−変位特性試験及び解析結果比較を図１１，図１
２に示す。この比較の際の本発明の実施例の耐衝撃構造
材は、図１３，図１４の寸法の箱形断面の長尺桁１にあ
って、矩形断面の複合材チューブ３が図１５に示すよう
に端部附近の角部に配設され、一辺が１０ｍｍの斜めに
角を切り取った角落とし８を有するものと、図１６に示
すように端部層間に厚さ０．２ｍｍ、長さ５ｍｍ，７ｍ
ｍの２枚のフィルム状層材１０を挾んで積層した部分１
１を設けたものであり、従来例の耐衝撃構造材は、矩形
断面の複合材チューブ３の端部角部に角落とし９や端部
層間にフィルム状層材１０が無いものである。
【００２１】図１１、図１２のグラフで明らかなように
実施例の耐衝撃構造材は、従来例の耐衝撃構造材に比
べ、図１９に示す安定な順次破壊モードに移行するまで
の間に生ずる過大な初期反力立ち上がり１３が著しく抑
制され、かつ従来例の耐衝撃構造材と同等の吸収エネル
ギーを示していることが判る。
実施例の耐衝撃構造材は、従来例の耐衝撃構造材に比
べ、図１９に示す安定な順次破壊モードに移行するまで
の間に生ずる過大な初期反力立ち上がり１３が著しく抑
制され、かつ従来例の耐衝撃構造材と同等の吸収エネル
ギーを示していることが判る。
【００２２】
【発明の効果】以上の説明で判るように本発明の耐衝撃
構造材は、複合材チューブ特有の衝撃エネルギ吸収上極
めて好ましい安定な順次破壊モードに移行するまでの間
に生ずる過大な初期反力立ち上りを、工作容易な構造で
抑制し、複合材チューブの持つ優れたエネルギ吸収能力
を引き出すことができ、無論普段は通常運用荷重に対し
て荷重伝達する軽量な主要構造部材として使用可能であ
る。従って、ヘリコプタをはじめ、軽量かつ高い衝撃吸
収能力を必要とする実機耐衝撃構造に極めて有用であ
る。
構造材は、複合材チューブ特有の衝撃エネルギ吸収上極
めて好ましい安定な順次破壊モードに移行するまでの間
に生ずる過大な初期反力立ち上りを、工作容易な構造で
抑制し、複合材チューブの持つ優れたエネルギ吸収能力
を引き出すことができ、無論普段は通常運用荷重に対し
て荷重伝達する軽量な主要構造部材として使用可能であ
る。従って、ヘリコプタをはじめ、軽量かつ高い衝撃吸
収能力を必要とする実機耐衝撃構造に極めて有用であ
る。
【図１】本発明の耐衝撃構造材の一実施形態を示す斜視
図である。
図である。
【図２】本発明の耐衝撃構造材の別の一実施形態を示す
斜視図である。
斜視図である。
【図３】ａ〜ｆは図１，図２に示される本発明の耐衝撃
構造材に配設される複合材チューブの斜視図で、その端
部周壁に配設された開口の各種形状を示す。
構造材に配設される複合材チューブの斜視図で、その端
部周壁に配設された開口の各種形状を示す。
【図４】ａ〜ｊは本発明の耐衝撃構造材に配設される複
合材チューブの各種断面形状を示す図である。
合材チューブの各種断面形状を示す図である。
【図５】角部の端部に角落としを設けた複合材チューブ
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
【図６】本発明の耐衝撃構造材の他の実施形態を示す斜
視図である。
視図である。
【図７】本発明の耐衝撃構造材のさらに他の実施形態を
示す斜視図である。
示す斜視図である。
【図８】ａは、図６，図７の耐衝撃構造材に配設される
複合材チューブの一例を示す端部破断斜視図、ｂはその
複合材チューブの端部の部分圧潰を示す図である。
複合材チューブの一例を示す端部破断斜視図、ｂはその
複合材チューブの端部の部分圧潰を示す図である。
【図９】ａは、図６，図７の耐衝撃構造材に配設される
複合材チューブの他の例を示す斜視図、ｂはその複合材
チューブの端部の部分圧潰を示す図である。
複合材チューブの他の例を示す斜視図、ｂはその複合材
チューブの端部の部分圧潰を示す図である。
【図１０】ヘリコプタの骨格構造を示す斜視図である。
【図１１】本発明の図１３の耐衝撃構造材と図１７の従
来例の耐衝撃構造材との荷重一変位特性試験及び解析結
果の比較を示すグラフである。
来例の耐衝撃構造材との荷重一変位特性試験及び解析結
果の比較を示すグラフである。
【図１２】本発明の図１４の耐衝撃構造材と図１７の従
来例の耐衝撃構造材との荷重一変位特性試験及び解析結
果の比較を示すグラフである。
来例の耐衝撃構造材との荷重一変位特性試験及び解析結
果の比較を示すグラフである。
【図１３】図１１の荷重一変位特性比較に用いた本発明
の耐衝撃構造材の寸法を示す斜視図である。
の耐衝撃構造材の寸法を示す斜視図である。
【図１４】図１２の荷重一変位特性比較に用いた本発明
の耐衝撃構造材の寸法を示す斜視図である。
の耐衝撃構造材の寸法を示す斜視図である。
【図１５】図１３の耐衝撃構造材における複合材チュー
ブの寸法を示す斜視図である。
ブの寸法を示す斜視図である。
【図１６】図１４の耐衝撃構造材における複合材チュー
ブの寸法を示す斜視図である。
ブの寸法を示す斜視図である。
【図１７】従来の耐衝撃構造材を示す斜視図である。
【図１８】複合材チューブ特有の衝撃エネルギ吸収上極
めて好ましい安定な順次破壊モードを示す図である。
めて好ましい安定な順次破壊モードを示す図である。
【図１９】複合材チューブのチューブ穴軸方向圧潰時の
一般的な荷重一変位特性を示すグラフと複合材チューブ
の圧潰進行状態を示す図である。
一般的な荷重一変位特性を示すグラフと複合材チューブ
の圧潰進行状態を示す図である。
１ 箱形断面の長尺桁 ２ ウエブ ３ 複合材チューブ ４，４′ 耐衝撃構造材 ５ 薄板材 ６ 低密度コア材 ７ 開口 ８ 角落とし ９，９′耐衝撃構造材 １０ フィルム状層材 １１ 積層した部分 １２ 隙間
Claims (9)
- 【請求項１】 箱形断面の長尺桁のウエブ部に、桁長手
方向に間隔を存して、または、他の長尺桁との交差中央
部に、または、その両方に、複合材チューブを桁長手方
向及びウエブ板厚方向と垂直をなす方向にチューブ穴軸
方向が向くように配置した耐衝撃構造材であって、前記
複合材チューブの端部周壁に複数の開口を、複合材チュ
ーブの中央部に向って複合材チューブ断面に占める開口
面積が次第に小さくなるように配設したことを特徴とす
る耐衝撃構造材。 - 【請求項２】 複合材チューブが、円形、楕円形、三角
形、四角形、多角形断面、さらにはそれら大小のものを
複数本束ねたもののいずれかであることを特徴とする請
求項１記載の耐衝撃構造材。 - 【請求項３】 箱形断面の長尺桁のウエブが、薄板材で
低密度コア材とともに複合材チューブを挾んで形成され
ていることを特徴とする請求項１または２記載の耐衝撃
構造材。 - 【請求項４】 複合材チューブの端部周壁に設けられた
開口の形状が、円形半円形、長円形、半長円形、スリッ
ト、三角形、四角形、または、多角形であることを特徴
とする請求項１〜３いずれかに記載の耐衝撃構造材。 - 【請求項５】 複合材チューブの端部周壁に設けられた
開口が、断面角形の複合材チューブの場合、端部の角部
に配設されていることを特徴とする請求項１〜４いずれ
かに記載の耐衝撃構造材。 - 【請求項６】 箱形断面の長尺桁のウエブ部に、桁長手
方向に間隔を存して、または、他の長尺桁との交差中央
部に、または、その両方に、複合材チューブを桁長手方
向及びウエブ板厚方向と垂直をなす方向にチューブ穴軸
方向が向くように配置した耐衝撃構造材であって、前記
複合材チューブが肉厚方向で複数の層に構成され、その
複合材チューブの端部層間に母材に比して強度の低いフ
ィルム状層材を挾んで積層していることを特徴とする耐
衝撃構造材。 - 【請求項７】 箱形断面の長尺桁のウエブ部に、桁長手
方向に間隔を存して、または、他の長尺桁との交差中央
部に、または、その両方に、複合材チューブを桁長手方
向及びウエブ板厚方向と垂直をなす方向にチューブ穴軸
方向が向くように配置した耐衝撃構造材であって、前記
複合材チューブが肉厚方向で複数の層に構成され、その
複合材チューブの端部層間にフィルム状層材を挾んで成
形した後、前記フィルム状層材を除去して端部層間に隙
間を形成したことを特徴とする耐衝撃構造材。 - 【請求項８】 請求項６または７記載の耐衝撃構造材に
おいて、箱形断面の長尺桁のウエブが、薄板材で低密度
コア材とともに複合材チューブを挾んで形成されている
ことを特徴とする耐衝撃構造材。 - 【請求項９】 複合材チューブの層間に挾んで積層され
るフィルム状層材が、Ｘ線を使った非破壊検査を容易に
するための造影剤を含んでいることを特徴とする請求項
６〜８いずれかに記載の耐衝撃構造材。
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|---|---|---|---|
| JP2000176532A JP3486839B2 (ja) | 2000-06-13 | 2000-06-13 | 耐衝撃構造材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000176532A JP3486839B2 (ja) | 2000-06-13 | 2000-06-13 | 耐衝撃構造材 |
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|---|---|
| JP2001354197A true JP2001354197A (ja) | 2001-12-25 |
| JP3486839B2 JP3486839B2 (ja) | 2004-01-13 |
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ID=18678250
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|---|---|---|---|
| JP2000176532A Expired - Lifetime JP3486839B2 (ja) | 2000-06-13 | 2000-06-13 | 耐衝撃構造材 |
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