KR101943678B1

KR101943678B1 - 플라이 적층과 수지를 구비하는 복합재 부품의 기하학적 모델링

Info

Publication number: KR101943678B1
Application number: KR1020147007608A
Authority: KR
Inventors: 토마스 에이. 그랜다인; 메튜 에스. 패터슨
Original assignee: 더 보잉 컴파니
Priority date: 2011-10-23
Filing date: 2012-09-20
Publication date: 2019-01-29
Also published as: JP6089036B2; WO2013062697A1; CN103890764A; CA2846084A1; CN103890764B; US20130103359A1; EP2748735A1; KR20140083997A; JP2015504543A; CA2846084C; US8892406B2

Abstract

플라이 적층과 수지를 구비하는 복합재 부품이 모델링된다. 상기 모델링은 상기 적층(110)의 서로 다른 플라이들 사이에 부드러운 경사면을 근사화하기 위하여 상기 적층(110)의 표상화(130)에 관하여 콘볼류션을 수행하는 것을 포함한다.

Description

플라이 적층과 수지를 구비하는 복합재 부품의 기하학적 모델링{GEOMETRIC MODELING OF A COMPOSITE PART INCLUDING A PLY-STACK UP AND RESIN}

본 발명은 일반적으로 복합재 구조물에 대한 것으로, 특히, 플라이 적층과 수지를 구비하는 복합재 부품의 기하학적 모델링에 대한 것이다.

복합재료는 고강성, 고강도 및 경량성으로 인해 항공 산업에 매력적인 재료이다. 스킨(skin)이나 스티프너(stiffener)와 같은 복합재 구조물은 맨드렐(mandrel) 위에 수지 주입된 탄소 섬유 테이프나 직물의 플라이(plies)를 적층하고, 상기 플라이 적층 위에 기밀성 외피(air-tight envelope)를 형성한 다음 상기 적층(stack-up)을 경화함으로써 구성될 수 있다.

항공기에 있어서 자체 중량을 감소시키는 것은 대단히 바람직한데, 이러한 중량 감소는 항공기를 운영하는 비용을 줄여주기 때문이다. 복합재 항공기 부품의 중량은 필요한 곳에 복합 재료를 사용함으로써 감소시킬 수 있다. 스킨은 외부 플라이로부터 형성될 수 있다. 상기 스킨 위의 패드 적층(pad-ups)은, 보강재(fasteners)가 설치되거나 추가 보강이 필요한 위치에 두께를 증가시키는 데 사용될 수 있다. 복합재 동체와 같은 복합 구조물에 있어서, 상기 스킨은, 강성이나 크기를 위해 임의의 영역에 걸쳐 다양한 정도로 패드 적층되는 전반적인 공칭 두께(nominal thickness)를 갖는다.

플라이 적층은 계단이나 단차와 같은 기하학적 구조를 가질 수 있다. 경화시키기 전에, 플라이 적층(ply stack-up)의 모서리는 날카롭다. 경화시키는 과정 중에, 예비 함침된 수지가 상기 적층을 통과하여 흘러서, 계단 형태로 된 상기 모서리를 경사지게 하는 경사면을 형성하고, 상기 경사면은 하나의 플라이에서 다음 플라이로 변이된다. 동체와 같은 복잡한 구조물은 수 만개의 모서리를 가질 수도 있다.

항공 산업에서는, 복합재 부품들의 기하학적인 구조를 모델링하는 것이 유용하다. 기하학적인 모델링은 복합재 부품에 대한 재료의 속성(예를 들어, 스트레스, 스트레인(strain), 및 변위)을 결정하고, 테이프를 적층하는 순서를 생성하고, 자동화된 NC 부품 프로그램을 생성하는 데 사용될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 플라이 적층과 수지를 구비하는 복합재 부품이 모델링된다. 상기 모델링은 상기 적층의 다른 플라이들 사이에 상기 적층을 표상(representation)함에 있어서 평활화된 부드러운 경사면으로 근사화하기 위해 콘볼류션(convolution)을 실행하는 것을 포함한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 장치는 플라이 적층과 수지를 구비하는 복합재 부품을 모델링하기 위해 프로그램된 컴퓨터를 포함한다. 상기 모델링은 상기 적층의 다른 플라이들 사이에 상기 적층을 표상(representation)함에 있어서 평활화된 부드러운 경사면으로 근사화하기 위하여 콘볼류션(convolution)을 실행하는 것을 포함한다.

여기에 보인 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 아티클(article)은, 컴퓨터로 플라이 적층과 수지를 구비하는 복합재 부품을 모델링할 수 있게 하기 위한 데이터로 프로그램된 비일시적인 컴퓨터 메모리를 포함한다. 상기 모델링은 상기 적층의 다른 플라이들 사이에 상기 적층을 표상(representation)함에 있어서 부드러운 경사면으로 근사화하기 위하여 콘볼류션(convolution)을 실행하는 것을 포함한다.

본 발명의 하나의 실시예는 플라이 적층과 수지를 구비하는 복합재 부품을 모델링하는 방법에 대한 것이다. 상기 방법은 상기 적층의 다른 플라이들 사이에 상기 적층을 표상(representation)함에 있어서 평활화된 부드러운 경사면으로 근사화하기 위하여 콘볼류션(convolution)을 실행하기 위해 컴퓨터를 사용하는 단계를 포함한다.

하나의 실시예에서, 상기 방법은 또한 상기 콘볼류션 전에 상기 적층의 표상을 윤곽화하는(contouring) 단계를 포함한다.

하나의 변형례에 있어서, 상기 방법은 또한 상기 콘볼류션 후에 상기 적층의 표상을 윤곽화하는(contouring) 단계를 포함한다.

상기 방법의 다른 실시예에서, 상기 적층의 표상화는 순서적으로 모델링되는 표면으로 윤곽화된다.

상기 방법의 다른 실시예에서, 상기 적층의 표상화의 상부 플라이는 상기 적층의 몰드 라인 플라이(mold line ply)에 상응한다.

상기 방법의 다른 변형례에서, 상기 적층의 표상의 상부 플라이는 상기 적층의 중간 플라이에 상응한다.

상기 방법의 다른 실시예에서, 상기 적층의 표상은 상기 적층의 정의 표면(defining surface) 위에 이산된 지점(discrete points)에서 상기 적층의 두께를 확인하여 준다.

상기 방법의 다른 실시예에서, 상기 적층의 표상은 수천 개의 모서리를 확인하여 준다.

상기 방법의 다른 변형례에서, 상기 콘볼류션은 체적을 보존하는 커널(kernel)로 수행된다.

상기 방법의 다른 실시예에서, 상기 콘볼류션은 B-스플라인 콘볼류션 커널(B-spline convolution kernel)로 수행된다.

상기 방법의 다른 실시예에서, 상기 커널의 중심으로부터 매듭(knots)의 거리는 상기 적층의 모서리로부터 수지가 어떻게 흐르는지에 상응하게 된다.

상기 방법의 다른 실시예에서, 상기 콘볼류션은 다음 식으로 수행된다.

여기서 Z는 2D 플라이 적층의 수직 성분을 정의하는 분절 상수 함수이고, M은 매듭과 순서로 정의되는 B-스플라인 콘볼류션 커널(B-spline convolution kernel)이다.

상기 방법의 다른 실시예에서, 상기 콘볼류션은 상기 수지의 특성에 따라 선택된 커널로 수행된다.

상기 방법의 다른 실시예에서, 상기 부품은 상업적인 항공기의 동체 부품이다.

상기 방법의 다른 실시예에서, 상기 방법은 복합재 부품을 위한 테이프 적층을 위한 최단거리인 측지선을 정의하기 위하여 상기 콘볼류션의 결과를 사용하는 단계를 포함한다.

상기 방법의 다른 실시예에서, 상기 방법은 복합재 부품을 위한 툴 측면(tool side surface)을 개발하기 위하여 상기 콘볼류션의 결과를 사용하는 단계를 포함한다.

상기 방법의 다른 실시예에서, 상기 방법은 복합재 부품의 평면 패턴화(flat patterning)를 위하여 상기 콘볼류션의 결과를 사용하는 단계를 포함한다.

본 발명의 또 다른 실시예는 플라이 적층과 수지를 포함하는 복합재 부품을 모델링하기 위하여 프로그램된 컴퓨터를 구비하는 장치에 대한 것이다. 상기 모델링은 상기 적층의 다른 플라이들 사이에 부드러운 경사면을 근사화하기 위하여 상기 적층의 표상에서 스플라인 콘볼류션을 수행하는 단계를 포함한다.

상기 장치의 하나의 실시예에서, 상기 콘볼류션은 상기 적층의 모서리로부터 어떻게 수지가 흐르는지 나타내는 매듭 구조를 갖는 B-스플라인 콘볼류션 커널로 실행된다.

본 발명의 장치의 다른 실시예는 플라이 적층과 수지를 구비하는 복합재 부품을 컴퓨터로 모델링하기 위한 데이터로 프로그램된 비일시적인 컴퓨터 메모리를 구비하는 아티클에 대한 것이다. 상기 모델링은 상기 적층의 다른 플라이들 사이에 평활화된 부드러운 경사면을 근사화하기 위하여 상기 적층의 표상에서 스플라인 콘볼류션을 수행하는 단계를 포함한다.

여기서 "실시예", "변형례" 및 "다른"이라는 용어는 서로 대체하거나 바꾸어 사용할 수 있는 용어이다.

이러한 특징들이나 기능은 여러가지 실시예에서 독립적으로 달성될 수 있고, 다른 실시예에 결합되어 달성될 수도 있다. 또 실시예의 자세한 사항은 아래의 설명과 첨부도면을 참조하여 설명될 것이다.

도 1은 플라이 적층을 나타낸다.
도 2a 내지 도 2c는 플라이 적층과 수지를 구비하는 복합재 부품을 모델링하는 방법을 나타낸다.
도 3a 내지 도 3d는 플라이 적층과 수지를 구비하는 복합재 부품을 모델링하는 방법을 나타낸다.
도 4는 제1 플라이로부터 제2 플라이로의 수지 경사면을 나타내는 도면이다.
도 5는 부품의 제조를 개선하기 위하여 복합재 부품의 모델을 사용하는 방법을 나타낸다.
도 6은 플라이 적층과 수지를 포함하는 복합재 부품을 모델링하기 위한 장치를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 모델링될 수 있는 부품을 포함하는 항공기를 나타낸다.

도 1을 참조하면, 도 1은 경화되기 전의 플라이 적층(110)을 나타낸다. 상기 적층(110)은 수지 주입된 섬유의 다수의 플라이(예컨대 10 내 100 플라이)를 구비한다. 상기 섬유는 테이프 또는 직물로 적용될 수 있다. 상기 플라이는 외부 표면에 대해 수직으로 적층될 수 있다. 상기 적층(110)은 계단과 같은 기하학적 구조를 가진다. 상기 적층(110)의 경화되기 전 모서리는 날카롭다.

복합재 항공기 부품의 설계에 있어서, 상기 적층(110)은 외부(예컨대 항공기) 표면으로부터 내부 표면으로 향하도록 설계될 수 있다. 상기 적층(110)은 반대 방향으로 (항공기 표면은 마지막으로 적층된다) 조립된다. 외부 몰드 라인(즉, 항공기의 외부 표면)을 수반하는 부품을 위하여, 상기 부품들은 외부 몰드 라인으로부터 안쪽으로 내부 몰드 라인을 향해 설계될 수 있다. 제조를 위해서는, 그 반대도 가능한데, 특히 플라이들이 내부 몰드 라인으로부터 바깥쪽으로 적층되는 항공기 동체와 같은 대형 구조물에 대해서는 그러하다. 도 1에서 화살표들은 모든 항공기 부품에 대하여 항상 맞는 것은 아니다(예를 들어, 윙 스킨은 외부 몰드 라인으로부터 안쪽으로 내부 몰드 라인을 향해 설계되고 적층된다). 그러나, 상기 화살표는 외부 몰드 라인이 디자인 표면이 되고 내부 몰드 라인이 툴 표면이 될 수 있다는 것을 나타내기 위한 것이다.

이제 도 2a를 참조하면, 적층과 수지를 구비하는 복합재 부품을 모델링하는 방법을 나타낸다. 블록(210)에서, 플라이 적층의 분산된 표상화(discrete representation)("분산 보정(discrete correction)")이 접근된다. 상기 분산 보정은 그 정의 표면(즉 내부 또는 외부 표면) 위의 어느 점에서라도 상기 플라이 적층의 두께를 특정한다. 동체와 같은 복합 구조물은 수 만개의 모서리를 구비한다. 어떤 실시예에서는, 상기 분산 보정은 부분별로 상수 함수일 수 있다.

상기 분산 보정은 상기 부품의 공학적 정의로부터 유도될 수 있다. 상기 공학적 정의(engineering difinition)는 구멍, 트림 위치(trim locations), 및 부품의 공학적 모서리와 같은 윤곽이나 특징부를 포함하는 표면 구조를 정의할 수 있다. 상기 공학적 정의는 또한 플라이 드롭(ply drops), 플라이 경계(ply boundaries), 적층 순서 및 각 플라이 내의 섬유 배향도 특정한다. 상기 공학적 정의는 복합재 부품을 위한 재료 특성을 정의할 수 있다. 정의 표면의 아주 많은 지점에서 플라이를 카운트함으로써 적층의 분산 표상화(discrete representation)를 생성할 수 있도록 소프트웨어가 설계될 수 있다.

불록(220)에서는, 상기 적층의 분산 표상화에 관해 콘볼류션이 수행된다. 상기 콘볼류션은 상기 적층의 다른 플라이들 사이의 모서리를 "부드럽게" 하고(soften) 평활화된 부드러운 경사면으로 근사화(approximate)한다. 이러한 부드러운 경사면들은 경화 후에 수지를 표시한다. (경화 도중에, 미리 함침된 수지가 상기 적층을 통하여 흐르면서 상기 모서리를 거치는 경사면을 형성하여 하나의 플라이에서 다음 플라이로 천이된다.) 상기 콘볼류션의 결과는 경화된 적층의 실험적인 근사치(approximation)이다.

실제에서는, 적층이 경화되기 전에 윤곽화될(contoured) 것이다. 예를 들어, 툴링 표면이 만곡되어 있으면, 상기 적층은 툴링 표면의 만곡을 따라 윤곽을 이룰 것이다.

도 2b와 도 2c는 상기 실험적인 근사치가 윤곽화되는 두 가지 방법을 나타낸다. 상기 윤곽화는 콘볼류선 후에(도 2b) 또는 콘볼류선 전에(도 2c) 수행된다. 윤곽화는 표면 모델(surface model)에 의하여 수행될 수 있다. 일부 실시예에서는, 상기 표면 모델이 툴 표면 (즉, 플라이가 적층되는 표면)을 나타내고, 이는 경화된 부품에 윤곽을 부여하게 된다. 다른 실시예에서는, 상기 표면 모델은 다른 부품(복합부품이 부착될 표면)이나, 외부 몰드라인 또는 다른 예정된 표면과 맞물리는 표면(mating surface)을 나타낸다.

일부 실시예에서는, 표면이 스플라인(spline)으로 모델링될 수 있다. 다른 실시예에서는, 표면이 원뿔, 구, 평면 또는 이들의 조합과 같은 원시적인 구조로 모델링될 수 있다.

다른 실시예에서는, 상기 표면은 순서대로 모델링될 수 있다. 예를 들어, 표면이 도메인(domain) 위로 매핑되고(mapped), 여기서 상기 도메인의 다른 위치가 다른 방식으로 매핑된다. 예를 들어, 상기 표면은 상기 도메인의 일부분 위로 스플라인 또는 원시적인 구조(예컨대, 원통의 부분)로 매핑되고, 상기 표면은 상기 도메인(예컨대 부재의 모서리에서)의 나머지 부분 위로 규정된 반경을 갖는 필렛(fillet)으로 매핑된다. 도 2b를 참조하면, 분산 보정이 콘볼류선 후에 윤곽화되는 제1 방법을 나타낸다. 블록(250)에서는, 상기 적층의 다른 플라이들 사이에 평활화된 부드러운 경사면을 근사화하기 위하여 상기 적층의 분산 표상화에 관해 콘볼류션이 실행된다.

블록(260)에서는, 상기 콘볼류션에 의해 만들어진 실험적인 근사치가 상기 표면 모델에 더해진다. 상기 실험적인 근사치는 다음 식으로 상기 표면 모델에 더해진다.

여기서 (u,v)는 유닛 스케어(unit square)에서 어느 지점의 위치를 나타내고;

S(u,v)는 상기 표면 모델에 따라 윤곽화되는 실험적 근사치를 나타내고;

T(u,v)는 상기 유닛 스케어에서 점(u,v)들이 상기 표면 위의 점(T(u,v))들로 매핑될 수 있도록 유닛 스케어로부터 3차원 공간으로 매핑될 수 있는 표면 모델을 나타내고;

Z(u,v)는 분산 보정을 나타내고;

는 상기 분산 보정의 콘볼류션을 나타내고;

N(u,v)는 표면 노르말(surface normal)이다.

도 2c를 참조하면, 콘볼류션 전에 상기 실험적 근사치가 윤곽화되는 제2의 방법을 나타낸다. 블록(280)에서, 상기 플라이 적층의 분산 표상화는 상기 표면 모델과 결합된다. 그리하여 상기 분산 보정이 윤곽화된다.

블록(290)에서는, 윤곽화된 보정에 대하여 콘볼류션이 실행된다.

상기 콘볼류션은 상기 표면 모델에 적용되는 것이 아니고 보정에 대해서만 적용된다. 고온고압기에서 부품의 경화 동안에, 예를 들면, 툴링 표면은 적용된 열이나 온도에 의해 변경되지 않는다.

도 3a 내지 3d는 도 2c의 방법을 나타낸다. 윤곽화된 기저면(310, 예를 들면, 툴링 표면)이 도 3a에 나타나 있고, 2차원 적층(320)이 3 개의 플라이를 구비하고 도 3b에 나타나 있다. 윤곽화된 상기 기저면(310) 위에 상기 적층(320)의 결합된 표상화(130)가 도 3c에 나타나 있다. 이런 결합된 표상화(130)에서, 상기 적층(320)은 상기 기저면(310) 위에 위치하고, 상기 적층(320)의 모서리들은 날카롭게 되어 있다. 상기 적층(320)은 상기 기저면(310)의 윤곽을 따른다.

도 3d는 윤곽화된 분산 보정에 관해 콘볼류션으로부터 도출되는 근사화(340, approximation)를 나타낸다. 수지 경사면들이 제3 플라이로부터 제2 플라이로 형성되고, 제2 플라이로부터 제1 플라이로, 그리고 제1 플라이로부터 상기 기저면(310)으로 형성된다.

도 4는 제1 플라이(420)로부터 제2 플라이(430)로 천이하는 수지 경사면(410)을 나타낸다.

상기 콘볼류션은 커널로 수행된다. 단지 하나의 실시예로서, 상기 콘볼류tus은 B-스플라인 콘볼류션 커널(B-spline convolution kernel)로 수행될 수 있다. 상기 B-스플라인 커널은 그 매듭(knot)과 순서(order)에 의해 정의된다. 상기 콘볼류션은 다음 식으로 수행된다.

여기서, Z는 2 차원 플라이 적층의 정규 요소(normal component)를 정의하는 부분 상수 함수(constant function)이고, M은 매듭과 순서로 정의되는 B-스플라인이다.

상기 커널을 설계함에 있어서, 매듭 구조물이 구성되고, 순서가 선택된다. 상기 순서는 부드러운 평활화(smoothing)의 분량을 결정한다. 상기 매듭 구조물과 순서는 상기 커널의 계수를 정한다. 상기 매듭 구조물은 수지 이동의 모델링에 영향을 준다. 개략적으로 말하자면, 매듭이 커널의 중심으로부터 더 멀리 위치할 수록, 표상화되는 흐름이 더 많아진다.

일부 실시예에서는, 상기 커널은 체적-보존형일 수 있다. 체적 보존형 커널은 전체 도메인에 걸쳐 일체로 통합되는 커널이다. 커널이 콘볼류션 오퍼레이터(convolution operator)를 통해 적용될 때, 본래 목적의 상기 인테그럴(integral)은 변경되지 않는다. 콘볼류션의 경우에, 이것은 복합재 부품의 체적이 변하지 않는다는 것을 의미한다.

그러나, 상기 커널은 체적 보존인 것에 한정되지는 않는다. 체적 보존이 아닌 커널을 사용하면 경화 동안에 재료의 압축이 일어나는 상태를 모델링할 수 있게 한다.

일부 실시예에서는, 커널의 선택이 가능하고, 콘볼류션이 수지의 특성에 따라 선택되는 커널로 수행된다. 예를 들어, 제1 형태의 수지에 상응하는 제1 커널과, 더 자유로이 흘러 더 긴 경사면을 형성하기 쉬운 다른 형태의 수지에 상응하는 제2 커널 사이에서 선택이 이루어질 수 있다. 상기 서로 다른 커널은 다른 매듭 구조물에 의하여 구분될 수 있고, 또는 다른 형태의 커널이 사용될 수도 있다. 다른 형태의 커널의 예로는 가우스 분포와 확률 밀도 함수가 포함된다. 그러나, 상기 B-스플라인 콘볼류션 커널이 이들 다른 커널 보다 빠르고, 상기 B-스플라인 콘볼류션 커널이 공간 내에서 조밀하므로 다른 수지 흐름을 모델링하는 데 적합하다.

도 5를 참조하면, 여기서의 모델링(블록 510)은 복합재 제조 과정을 향상시키기는 데 유리하게 사용될 수 있다. 제1 실시예로서, 상기 모델링은 툴 측부 표면(tool side surfaces, 블록 520)을 개량하는 데 사용될 수 있다. 외부 표면으로부터 시작하여, 툴 측부 표면이 얻어질 때까지 플라이들이 계속적으로 부가되고 평탄화된다. 이들 툴 측부 표면들은 몰드를 기계가공하는 데 사용될 수 있다.

제2 실시예로서, 적층의 중간층을 모델링하는 것은 평평한 패턴(블록 530)을 개량하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 실험적 근사치가, 플라이가 상기 수지 경사면을 넘어 연장하는 것으로 밝힌다면, 그 플라이는 단축될 수 있다. 만일 실험적 근사치가, 플라이가 너무 짧은 것으로 밝힌다면, 그 플라이는 연장될 수 있다.

제3 실시예로서, 상기 모델링은 중량계산의 불확실성을 감소시키는 데 사용될 수 있다. 상기 모델링은 수지의 양, (플라이 중량에 영향을 주는) 플라이의 길이와 두께, 무게 중심 및 관성 모멘트 등에 대한 불확실성을 감소시킬 수 있다.

제4 실시예로서, 상기 모델링은 테이프 적층 순서(블록 550)을 추정하는 데 사용될 수 있다. 상기 모델링은 부드러운 표면을 제공하고, 그 위로 최단 기선(geodesics)이 상당히 정확하게 계산될 수 있다. 이런 최단 기선은, 테이프 적층 헤드(tape laying head) 의 순서와 방향 및 조종을 포함하여, 테이프 적층 공정을 향상시키는 계산의 기초를 형성하게 된다.

여기에 설명된 방법은, 복합재 부품의 최종 표면을 모델링하는 데 한정되지 않는다. 어떤 실시예에서는, 여기에서의 방법이 중간 또는 부분적인 플라이 적층의 모델링을 하기 위하여 사용될 수 있다. 중간 플라이의 위치는 수리 계획을 제공하는 데에, 그리고 불균일한 플라이 적층을 위한 질량 특성 계산(mass property calculations)을 수행하는 데에 유용하고, 이 둘 다는 경화된 부분 플라이 적층을 위한 모델링을 요구한다. 중간 플라이는 이 중간 플라이 위에 모든 플라이를 단순히 생략함으로써 모델링될 수 있다.

이제 도 6을 참조하면, 프로세서(620)와, 비일시적 기계 판독 메모리(630)를 구비하는 장치(610)를 도시한다. 일부 실시예에서는, 상기 장치(610)는 컴퓨터가 될 수 있다. 프로그램(640)이 상기 메모리(630)에 저장된다. 상기 프로그램(640)은, 상기 장치(610)에서 실행될 때, 여기서 설명된 바와 같이, 하나 이상의 복합재 부품을 모델링하는 것을 수행한다.

도 7을 참조하면, 복합재 비행기(700)의 실시예를 나타낸다. 상기 비행기(700)는 여기서 설명된 방법예 따라 모델링될 수 있는 요소들이나 부품을 구비한다. 상기 요소들은, 이에 한정되지는 않지만, 동체(710), 날개 조립체(720), 보조익(730) 및 랜딩 기어 조립체(740)를 포함할 수 있다.

Claims

플라이 적층(110)과 수지를 구비하는 복합재 부품을 모델링하는 방법으로서,
상기 적층(110)의 서로 다른 플라이들 사이에 부드러운 경사면을 근사화하기 위하여 상기 적층(110)의 표상화(130)에 관하여 콘볼류션을 수행하기 위하여 컴퓨터(610)를 사용하는 단계를 포함하고,
상기 콘볼류션은 상기 수지의 특성에 따라 선택되는 커널로 수행되는, 복합재 부품을 모델링하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 콘볼류션을 수행하기에 앞서서, 상기 적층(110)의 표상화(130)를 윤곽으로 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 복합재 부품을 모델링하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 콘볼류션을 수행하고 난 후에, 상기 적층(110)의 표상화(130)를 윤곽으로 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 복합재 부품을 모델링하는 방법.
제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 콘볼류션을 수행하고 난 후에, 상기 적층(110)의 표상화(130)를 윤곽으로 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 복합재 부품을 모델링하는 방법.
제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 표상화(130)의 상부 플라이는 상기 적층(110)의 중간 플라이에 상응하게 되어 있는, 복합재 부품을 모델링하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 표상화(130)는 상기 적층(110)의 정의 표면 위의 분산된 지점들에서 상기 적층(110)의 두께를 결정하게 되는, 복합재 부품을 모델링하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 커널은 체적이 보존되는(volume-conserving), 복합재 부품을 모델링하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 커널은 B-스플라인 콘볼류션 커널인, 복합재 부품을 모델링하는 방법.
제8항에 있어서,
상기 콘볼류션은 다음 식으로 수행되고,

여기서, Z는 2 차원 플라이 적층(320)의 정규 요소(normal component)를 정의하는 부분 상수 함수(constant function)이고, M은 매듭과 순서로 정의되는 상기 B-스플라인 콘볼류션 커널인, 복합재 부품을 모델링하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 복합재 부품을 위한 테이프 적층을 위한 최단 기선을 정의하기 위하여 상기 콘볼류션의 결과를 사용하는 단계를 포함하는, 복합재 부품을 모델링하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 복합재 부품을 위한 툴 측부 표면(520)을 개량하기 위하여 상기 콘볼류션의 결과를 사용하는 단계를 포함하는, 복합재 부품을 모델링하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 복합재 부품의 평평한 패턴화(530)를 위하여 상기 콘볼류션의 결과를 사용하는 단계를 포함하는, 복합재 부품을 모델링하는 방법.
플라이 적층(110)과 수지를 구비하는 복합재 부품을 모델링하기 위하여 프로그램된 컴퓨터를 포함하는 장치로서,
상기 모델링은 상기 적층(110)의 서로 다른 플라이들 사이에 부드러운 경사면을 근사화하기 위하여 상기 적층(110)의 표상화(130)에 관하여 콘볼류션을 수행하는 것을 포함하고,
상기 콘볼류션은 상기 수지의 특성에 따라 선택되는 커널로 수행되는, 복합재 부품을 모델링하기 위한 장치.
제13항에 있어서,
상기 커널은 상기 수지가 상기 적층(110)의 모서리로부터 어떻게 흘르는지 표상하는 매듭 구조물을 갖는 B-스플라인 콘볼류션 커널인, 복합재 부품을 모델링하기 위한 장치.
플라이 적층(110)과 수지를 구비하는 복합재 부품을 컴퓨터(610)로 모델링할 수 있도록 하기 위한 데이터로 프로그램된 컴퓨터로 판독 가능한 비일시적 컴퓨터 메모리로서,
상기 모델링은 상기 적층(110)의 서로 다른 플라이들 사이에 부드러운 경사면을 근사화하기 위하여 상기 적층(110)의 표상화(130)에 관하여 콘볼류션을 수행하는 것을 포함하고,
상기 콘볼류션은 상기 수지의 특성에 따라 선택되는 커널로 수행되는, 데이터로 프로그램된 컴퓨터로 판독 가능한 비일시적 컴퓨터 메모리.