JPS63252725A - 高次曲面複合材の素材形状決定方法 - Google Patents
高次曲面複合材の素材形状決定方法Info
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- JPS63252725A JPS63252725A JP62087485A JP8748587A JPS63252725A JP S63252725 A JPS63252725 A JP S63252725A JP 62087485 A JP62087485 A JP 62087485A JP 8748587 A JP8748587 A JP 8748587A JP S63252725 A JPS63252725 A JP S63252725A
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- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 54
- 239000003733 fiber-reinforced composite Substances 0.000 claims description 20
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 7
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 4
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
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- Treatment Of Fiber Materials (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は例えば、二次曲面等の高次曲面を持つ繊維強化
複合材製品の素材等の切出し寸法と形状を決定するため
に用いる高次曲面複合材の素材形状決定方法に関するも
のである。
複合材製品の素材等の切出し寸法と形状を決定するため
に用いる高次曲面複合材の素材形状決定方法に関するも
のである。
二次曲面等の立体的な曲面を有する製品をシート状の素
材より成形する場合、その成形後の形状を展開した形状
と寸法を予め知って、素材より該展開形状・寸法性を切
出す必要がある。しかしながら、繊維強化複合材を考え
てみると、この素材は繊維を織ったものをベースにして
いるために、第６図に示すように平行四辺形的な変形が
可能で伸縮の自由度があることから、通常の展開による
手法は適用できても無駄が多く、従って、二次曲面を持
つ繊維強化複合材製品を製作する場合、その製品に用い
る素材の寸法と形状の決定方法はこれまで有効な手法が
なかった。
材より成形する場合、その成形後の形状を展開した形状
と寸法を予め知って、素材より該展開形状・寸法性を切
出す必要がある。しかしながら、繊維強化複合材を考え
てみると、この素材は繊維を織ったものをベースにして
いるために、第６図に示すように平行四辺形的な変形が
可能で伸縮の自由度があることから、通常の展開による
手法は適用できても無駄が多く、従って、二次曲面を持
つ繊維強化複合材製品を製作する場合、その製品に用い
る素材の寸法と形状の決定方法はこれまで有効な手法が
なかった。
そのため、所定曲面を模擬した型を製作してから、これ
を用いて試験的に素材を成形し、無用な周囲部分を切除
してから、この成形品を展開し、形状と寸法を決定する
か、または、第５図に示すように素材１を予め十分な余
裕を持たして切出し、これを個々に成形して製品２を形
成し、不用部分の素材３を切除すると言った手法か採ら
れていた。
を用いて試験的に素材を成形し、無用な周囲部分を切除
してから、この成形品を展開し、形状と寸法を決定する
か、または、第５図に示すように素材１を予め十分な余
裕を持たして切出し、これを個々に成形して製品２を形
成し、不用部分の素材３を切除すると言った手法か採ら
れていた。
このように従来においては、高次曲面を有する繊維強化
複合材製品の素材形状と寸法を決定する良い方法がなか
ったため、模擬的に製品を製作してからこれを展開して
決定したり、或いは十分に余裕を持たせた大きさの素材
を使用して形成後に不用部分を切除し、製品を製作して
いる。そのため、前者では模擬製品の製作の分、また、
後者では余裕を持たせ過ぎる分、素材に無駄が生じ、製
品コストの上昇を招く他、廃棄物の処理の問題も生ずる
。
複合材製品の素材形状と寸法を決定する良い方法がなか
ったため、模擬的に製品を製作してからこれを展開して
決定したり、或いは十分に余裕を持たせた大きさの素材
を使用して形成後に不用部分を切除し、製品を製作して
いる。そのため、前者では模擬製品の製作の分、また、
後者では余裕を持たせ過ぎる分、素材に無駄が生じ、製
品コストの上昇を招く他、廃棄物の処理の問題も生ずる
。
そこで、この発明の目的とするところは、素材に無駄が
生ぜず、しかも、手軽に高次曲面製品用の素材の切出し
を行うことが出来るようにした高次曲面複合材の素材形
状決定方法を提供することにある。
生ぜず、しかも、手軽に高次曲面製品用の素材の切出し
を行うことが出来るようにした高次曲面複合材の素材形
状決定方法を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明は次のようにする。す
なわち、得るべき所定寸法・形状の高次曲面上に基準線
を定義し、この基準線を基準に上記曲面上に一定辺長の
等辺長四辺形を順次密接して設定した後、これら設定し
た四辺形を直角四角形に展開してから平面上に写して必
要な繊維強化複合材の素材の寸法と形状を決定する。
なわち、得るべき所定寸法・形状の高次曲面上に基準線
を定義し、この基準線を基準に上記曲面上に一定辺長の
等辺長四辺形を順次密接して設定した後、これら設定し
た四辺形を直角四角形に展開してから平面上に写して必
要な繊維強化複合材の素材の寸法と形状を決定する。
このような本発明方法は、先ず初めに得るべき所定寸法
・形状の高次曲面上に基準線を定義する。
・形状の高次曲面上に基準線を定義する。
そして、この基準線を基準に上記曲面上に一定辺長の等
辺長四辺形を順次密接して設定する。その後、これら設
定した四辺形を直角四角形に展開してから平面上に写し
て必要な繊維強化複合材の素材の寸法と形状を決定する
。
辺長四辺形を順次密接して設定する。その後、これら設
定した四辺形を直角四角形に展開してから平面上に写し
て必要な繊維強化複合材の素材の寸法と形状を決定する
。
二次曲面等の立体的な曲面を有する製品をシート状の素
材より成形する場合、その成形後の形状を展開した形状
と寸法を予め知って、素材より該展開形状・寸法分を切
出す必要があるが、繊維強化複合材を考えてみると、こ
の素材は繊維を織ったものをベースにしているために、
平行四辺形的な変形が可能で伸縮の自由度があることか
ら、通常の展開による手法は適用できても無駄が多く、
従って、二次曲面を持つ繊維強化複合材製品を製作する
場合、その製品に用いる素材の寸法と形状の決定方法は
これまで有効な手法がなかった。しかし、ここでは上述
のように、繊維強化複合材の′持つ平行四辺形的な変形
が可能と言う特徴を利用して、対象とする高次曲面上に
基準線を基準にした一定辺長の等辺長四辺形を互いに密
接して多数描き、これら等辺長四辺形を直角四辺形に変
形してから素材に転写して必要な形状と寸法を決定する
とともに、この決定した形状と寸法に合せて素材を切出
し、成形することで、高次曲面を有する所要の繊維強化
複合材製品を素材の無駄部分を最小限にして得ることが
出来るようになる。
材より成形する場合、その成形後の形状を展開した形状
と寸法を予め知って、素材より該展開形状・寸法分を切
出す必要があるが、繊維強化複合材を考えてみると、こ
の素材は繊維を織ったものをベースにしているために、
平行四辺形的な変形が可能で伸縮の自由度があることか
ら、通常の展開による手法は適用できても無駄が多く、
従って、二次曲面を持つ繊維強化複合材製品を製作する
場合、その製品に用いる素材の寸法と形状の決定方法は
これまで有効な手法がなかった。しかし、ここでは上述
のように、繊維強化複合材の′持つ平行四辺形的な変形
が可能と言う特徴を利用して、対象とする高次曲面上に
基準線を基準にした一定辺長の等辺長四辺形を互いに密
接して多数描き、これら等辺長四辺形を直角四辺形に変
形してから素材に転写して必要な形状と寸法を決定する
とともに、この決定した形状と寸法に合せて素材を切出
し、成形することで、高次曲面を有する所要の繊維強化
複合材製品を素材の無駄部分を最小限にして得ることが
出来るようになる。
このように本発明によれば、繊維強化複合材の持つ平行
四辺形的な変形が可能と言う特徴を十分に利用して必要
な素材切出し形状および寸法を決定することが可能にな
るので、素材の無駄が少なくなり、コストダウンを図る
ことが出来るとともに、廃棄物も大幅に少なくできると
言った特徴の得られる高次曲面複合材の素材形状決定方
法を提供できる。
四辺形的な変形が可能と言う特徴を十分に利用して必要
な素材切出し形状および寸法を決定することが可能にな
るので、素材の無駄が少なくなり、コストダウンを図る
ことが出来るとともに、廃棄物も大幅に少なくできると
言った特徴の得られる高次曲面複合材の素材形状決定方
法を提供できる。
以下、本発明の一実施例について図面を参照し＝ ５−
て説明する。
ここでは、得るべき高次曲面として１７８球面を取り上
げて考えてみる。
げて考えてみる。
先ず初めに、第２図に示すように、上述のような得るべ
き所定寸法・形状の高次曲面１１上に基準した２本の線
である。次にこの基準線Ａ、Ｂを基準に上記曲面１１上
に一定辺長の等辺長四辺形を順次密接して設定する。
き所定寸法・形状の高次曲面１１上に基準した２本の線
である。次にこの基準線Ａ、Ｂを基準に上記曲面１１上
に一定辺長の等辺長四辺形を順次密接して設定する。
ここで等辺長四辺形とは第４図に示す如く、所定の曲面
上の３点ａ、ｂ、ｃがら ａｃ （−ａｂ） ＝ｃｄ＝ｂｄ （＝）；定数）とな
るような曲面上の点ｄの座標を求めることである。
上の３点ａ、ｂ、ｃがら ａｃ （−ａｂ） ＝ｃｄ＝ｂｄ （＝）；定数）とな
るような曲面上の点ｄの座標を求めることである。
これは、数学的には次のように表現される。
一般にｘ＋ Ｖ＋ Ｚ座標系において、有限面積を
持つ高次曲面はｕ、ｖをパラメータとして下式で表現す
ることが出来る。
持つ高次曲面はｕ、ｖをパラメータとして下式で表現す
ることが出来る。
Ａ１１．Ｂｌｊ、Ｃ１ｊ は定数
（複雑でない曲面では、ｍ、 ｎは５程度の値で十分
に近似できる）点ａ、 ｂ、 ｃ、 ｄに対応す
るパラメータを（ｕ、、ｖａ）、 （ｕｂ、ｖｂ）。
に近似できる）点ａ、 ｂ、 ｃ、 ｄに対応す
るパラメータを（ｕ、、ｖａ）、 （ｕｂ、ｖｂ）。
（ＬＩＣ，ＶＣ） 、 （ｕｄ、ｖ６ ）とすると、
上記式（４）、（５）はｕｄ、ｖｄを未知数とする高次
２元連立方程式であるので、ｕｄ、ｖｄを求めることが
出来る。このようにして求めたｘ （ｕｄ、ｖｄ）、ｙ
（ｕｄ、ｖｄ）、ｚ （ｕｄ。
上記式（４）、（５）はｕｄ、ｖｄを未知数とする高次
２元連立方程式であるので、ｕｄ、ｖｄを求めることが
出来る。このようにして求めたｘ （ｕｄ、ｖｄ）、ｙ
（ｕｄ、ｖｄ）、ｚ （ｕｄ。
ｖｄ）が点ｄの座標である。
このようにして基準線Ａ、Ｂを基準に上記曲面１、１−
１：に一定辺長の等辺長四辺形を順次密接して設定した
ならば、次にこれら設定した四辺形を直角四角形に展開
する。その次にこの直角四角形に展開たものを平面上に
写して必要な繊維強化複合材の素材の寸法と形状を決定
する。これが第３図である。
１：に一定辺長の等辺長四辺形を順次密接して設定した
ならば、次にこれら設定した四辺形を直角四角形に展開
する。その次にこの直角四角形に展開たものを平面上に
写して必要な繊維強化複合材の素材の寸法と形状を決定
する。これが第３図である。
このような本発明方法は実際にはコンピュータを用いて
求めることになるが、その手順をフローチャートで示す
と第１図の如きである。
求めることになるが、その手順をフローチャートで示す
と第１図の如きである。
先ず初めに得るべき所定寸法・形状の高次曲面を定義す
る（ｓｌ）。次にこの高次曲面上に基準線Ａ、Ｂを定義
する（ｓ２）。そして、ｓｌで定義した定数Ａ ｉｊ、
Ｂ ｉｊ、 Ｃｊｊをコンピュータのメモリに取
込ませる（ｓ３）。次に基準線Ａ、Ｂを基準に上記曲面
上に一定辺長の等辺長四辺形を順次密接して設定する。
る（ｓｌ）。次にこの高次曲面上に基準線Ａ、Ｂを定義
する（ｓ２）。そして、ｓｌで定義した定数Ａ ｉｊ、
Ｂ ｉｊ、 Ｃｊｊをコンピュータのメモリに取
込ませる（ｓ３）。次に基準線Ａ、Ｂを基準に上記曲面
上に一定辺長の等辺長四辺形を順次密接して設定する。
これは基準線Ａ、Ｂの交点Ｃから新たな点ｄを式（４）
、（５）より計算し、更に新たな点ｄ″、ｄ”・・・を
求めて行くことによって得る（ｓ３．ｓ４．ｓ５）。こ
のようにして設定曲面上のｄを全て求めると、次にこれ
ら設定した四辺形を第３図に示すように直角四角形に展
開してから平面上に写して必要な繊維強化複合材の素材
の寸法と形状を決定する（ｓｌ）。
、（５）より計算し、更に新たな点ｄ″、ｄ”・・・を
求めて行くことによって得る（ｓ３．ｓ４．ｓ５）。こ
のようにして設定曲面上のｄを全て求めると、次にこれ
ら設定した四辺形を第３図に示すように直角四角形に展
開してから平面上に写して必要な繊維強化複合材の素材
の寸法と形状を決定する（ｓｌ）。
このような本発明方法は、先ず初めに得るべき所定寸法
・形状の高次曲面上に基準線を定義し、この基準線を基
準に」二記曲面上に一定辺長の等辺長四辺形を順次密接
して設定した後、これら設定した四辺形を直角四角形に
展開してから平面上に写して必要な繊維強化複合材の素
材の寸法と形状を決定するものである。／１． ＋
−、二次曲面等、高次曲面状の立体的な曲面を有する製
品をシート状の素材より成形する場合、その成形後の形
状を展開した形状と寸法を予め知って、素材より該展開
形状・寸法分を切出す必要かあるか、繊＝ ９− 維強化複合材を考えてみると、この素材は繊維を織った
ものをベースにしているために、平行四辺形的な変形が
可能で伸縮の自由度があることから、通常の展開による
手法は適用できても無駄が多く、従って、従来において
は高次曲面を持つ繊維強化複合材製品を製作する場合、
その製品に用いる素Ｈの寸法と形状の決定方法に有効な
手法かなかった。しかし、ここでは」二連のように、繊
維強化複合材の持つ平行四辺形的な変形か可能と言う特
徴を利用して、対象とする高次曲面上に基準線を基準に
した一定辺長の等辺長四辺形を互いに密接して多数描き
、これら等辺長四辺形を直角四辺形に変形してから素材
に転写して必要な形状と寸法を決定するとともに、この
決定した形状と寸法に合せて素材を切出し、成形するの
で、高次曲面を有する所要の繊維強化複合材製品を素材
の無駄部分を最小限にして得ることか出来るようになる
。また、コンピュータにより算出決定することか出来る
ので、素材の寸法、形状の決定が容易となる。
・形状の高次曲面上に基準線を定義し、この基準線を基
準に」二記曲面上に一定辺長の等辺長四辺形を順次密接
して設定した後、これら設定した四辺形を直角四角形に
展開してから平面上に写して必要な繊維強化複合材の素
材の寸法と形状を決定するものである。／１． ＋
−、二次曲面等、高次曲面状の立体的な曲面を有する製
品をシート状の素材より成形する場合、その成形後の形
状を展開した形状と寸法を予め知って、素材より該展開
形状・寸法分を切出す必要かあるか、繊＝ ９− 維強化複合材を考えてみると、この素材は繊維を織った
ものをベースにしているために、平行四辺形的な変形が
可能で伸縮の自由度があることから、通常の展開による
手法は適用できても無駄が多く、従って、従来において
は高次曲面を持つ繊維強化複合材製品を製作する場合、
その製品に用いる素Ｈの寸法と形状の決定方法に有効な
手法かなかった。しかし、ここでは」二連のように、繊
維強化複合材の持つ平行四辺形的な変形か可能と言う特
徴を利用して、対象とする高次曲面上に基準線を基準に
した一定辺長の等辺長四辺形を互いに密接して多数描き
、これら等辺長四辺形を直角四辺形に変形してから素材
に転写して必要な形状と寸法を決定するとともに、この
決定した形状と寸法に合せて素材を切出し、成形するの
で、高次曲面を有する所要の繊維強化複合材製品を素材
の無駄部分を最小限にして得ることか出来るようになる
。また、コンピュータにより算出決定することか出来る
ので、素材の寸法、形状の決定が容易となる。
以上、詳述したように本発明によれば、繊維強化複合材
による高次曲面成形品を製造するに当って、素材の歩留
りが向上し、コストダウンを図ることが可能になる他、
廃棄物が大幅に減少するので廃棄物の処理の問題も軽減
されるなどの特徴を有する高次曲面複合材の素材形状決
定方法を提供することが出来る。
による高次曲面成形品を製造するに当って、素材の歩留
りが向上し、コストダウンを図ることが可能になる他、
廃棄物が大幅に減少するので廃棄物の処理の問題も軽減
されるなどの特徴を有する高次曲面複合材の素材形状決
定方法を提供することが出来る。
第１図は本発明方法の手順を説明するためのフローチャ
ート、第２図乃至第４図は本発明の説明をするための図
、第５図及び第６図は従来技術を説明するための図であ
る。 １・・・素材、２・・・製品となる素材、３・・・廃棄
される素材。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第１図
ート、第２図乃至第４図は本発明の説明をするための図
、第５図及び第６図は従来技術を説明するための図であ
る。 １・・・素材、２・・・製品となる素材、３・・・廃棄
される素材。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第１図
Claims (1)
- 得るべき所定寸法・形状の高次曲面上に基準線を定義し
、この基準線を基準に上記曲面上に一定辺長の等辺長四
辺形を順次密接して設定した後、これら設定した四辺形
を直角四角形に展開してから平面上に写して必要な繊維
強化複合材の素材の寸法と形状を決定することを特徴と
する高次曲面複合材の素材形状決定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62087485A JPS63252725A (ja) | 1987-04-09 | 1987-04-09 | 高次曲面複合材の素材形状決定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62087485A JPS63252725A (ja) | 1987-04-09 | 1987-04-09 | 高次曲面複合材の素材形状決定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63252725A true JPS63252725A (ja) | 1988-10-19 |
Family
ID=13916249
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62087485A Pending JPS63252725A (ja) | 1987-04-09 | 1987-04-09 | 高次曲面複合材の素材形状決定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63252725A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100958907B1 (ko) | 2008-05-22 | 2010-05-19 | 현대삼호중공업 주식회사 | 선박용 외판의 3차원 곡면 확인용 입체형 템플레이트의제작방법 |
| KR20120134845A (ko) * | 2011-06-03 | 2012-12-12 | 현대중공업 주식회사 | 선박의 데크 하우스 브리지 윙 |
| CN106995037A (zh) * | 2017-04-14 | 2017-08-01 | 上海外高桥造船有限公司 | 船体曲面外板纵骨的排布方法 |
-
1987
- 1987-04-09 JP JP62087485A patent/JPS63252725A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100958907B1 (ko) | 2008-05-22 | 2010-05-19 | 현대삼호중공업 주식회사 | 선박용 외판의 3차원 곡면 확인용 입체형 템플레이트의제작방법 |
| KR20120134845A (ko) * | 2011-06-03 | 2012-12-12 | 현대중공업 주식회사 | 선박의 데크 하우스 브리지 윙 |
| CN106995037A (zh) * | 2017-04-14 | 2017-08-01 | 上海外高桥造船有限公司 | 船体曲面外板纵骨的排布方法 |
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