(57)【要約】  本発明は、航空機・宇宙飛行体構造の主荷重構造部材の実験ツーリング分野に関し、ストリンガー位置が変更できるフレキシブルツーリング構造を提供する。当該フレキシブルツーリング構造は、フレキシブルツーリングのトップエンドフレーム（１）、フレキシブルツーリングのボトムエンドフレーム（２）、フレキシブルツーリングの横方向ストリンガー（３）、フレキシブルツーリングの縦方向ストリンガー（４）を含む。ストリンガー位置が変更できるフレキシブルツーリングの縦方向ストリンガー（４）は負荷分布状況のシミュレーション実験に使われ、縦方向ストリンガー（４）の分布角度を変えることによって、フレキシブル剛度分布のデザイン性を実現し、これによってフレキシブルツーリングの剛度分布と真の境界の剛度分布が一致するようにさせて、実験ツーリングの力伝達経路を著しく改善するとともに、ドラムシェル構造検証試験の正確性を向上させる。
2019515826.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレキシブルツーリングのトップエンドフレーム、フレキシブルツーリングのボトムエンドフレーム、フレキシブルツーリングの横方向ストリンガーとフレキシブルツーリングの縦方向ストリンガーを含み、フレキシブル横方向ストリンガーとフレキシブル縦方向ストリンガーは交互に分布し、格子型を形成し、フレキシブルツーリングの横方向ストリンガーのトップエンドはフレキシブルツーリングのトップエンドフレームから延伸し、フレキシブルツーリングの横方向ストリンガーのボトムエンドはフレキシブルツーリングのボトムエンドフレームから延伸し、
前記フレキシブルツーリングの縦方向ストリンガーの分布は、シミュレーションしようとする実験負荷の分布によって決められ、フレキシブルツーリングの縦方向ストリンガーの分布は変更が可能で、フレキシブルツーリングの縦方向ストリンガー数はシミュレーションしようとする実験負荷の分布によって決められ、
前記フレキシブルツーリングの横方向ストリンガーは、アキシャル方向に沿って均一に分布し、
前記フレキシブルツーリングの横方向ストリンガーとフレキシブルツーリングの縦方向ストリングが所在する円柱面の直径は、連結され実験しようとするセクションの直径と同じである、
ことを特徴とするストリンガー位置が変更できるフレキシブルツーリング構造。
【請求項２】
前記横方向ストリンガーと縦方向ストリンガーはいずれも矩形の断面である、
ことを特徴とする請求項１に記載のストリンガー位置が変更できるフレキシブルツーリング構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、航空機・宇宙飛行体構造の主荷重構造部材の実験ツーリングデザイン分野に関し、ストリンガー位置が変更できるフレキシブルツーリング構造を提供する。
【背景技術】
【０００２】
ロケット発射体セクションンの剛度と強度の実験検証は、構造デザインプロセスにおいて、なくてはならない一環である。実験負荷は、実験ツーリングを通じて検証しようとするロケット発射体セクション上に伝達されて来て、実験の負荷分布を形成するのに対し、ロケット発射体構造のサービス中、セクションが受ける真の負荷は、その隣接するセクションから伝達されて来て、真の負荷分布を形成する。２種類の負荷の分布が同じか否かは、検証実験の正確性に関係がある。従来の均一ツーリング形式の実験負荷の分布は通常均一であるが、設備の設置やパイプラインの敷設、放熱などの必要を満たすために、ロケット発射体構造の薄壁に補強筋を入れたセクション中に不可避的に存在する開口は、構造の対称性に影響をもたらし、このような構造の非対称性は真の負荷分布の不均一の原因となる。直径の小さいロケット発射体のセクション構造は、比較的小さな径厚比を有するため、その非対称性が弱く、真の負荷分布も比較的均一であるので、従来の均一性実験ツーリングは実験負荷の分配ニーズを満たすことができる。しかし、わが国の大型キャリア・ロケットと大型飛行機の大直径、薄壁、超軽量などデザインのニーズによって、大直径ロケット発射体は比較的大きな径厚比を有するので、構造の非対称性が著しく、構造の変形が横断面に設置条件を満たさず、従来の均一実験のツーリングはすでに実験負荷の分配のニーズを満たさなくなっている。そのため、新世代の実験ツーリングのデザインが急に必要となっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、主に我が国の大型キャリア・ロケットの実験負荷分布のシミュレーション問題を解決し、ストリンガー位置が変更できるフレキシブルツーリング構造を提供し、実験負荷分布の正確なシミュレーションの目的を達成する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
フレキシブルツーリング構造は、フレキシブルツーリングのトップエンドフレーム、フレキシブルツーリングのボトムエンドフレーム、フレキシブルツーリングの横方向ストリンガーとフレキシブルツーリングの縦方向ストリンガーを含み、トップエンド・ボトムエンドおよび横方向ストリンガーとフレキシブルストリンガーは溶接工程によって加工・製造することができ、フレキシブル横方向ストリンガーとフレキシブル縦方向ストリンガーは交互に分布し、格子型を形成し、フレキシブルツーリングの横方向ストリンガーのトップエンドはフレキシブルツーリングのトップエンドフレームから延伸し、フレキシブルツーリングの横方向ストリンガーのボトムエンドはフレキシブルツーリングのボトムエンドフレームから延伸する。
【０００５】
ここで、前記フレキシブルツーリングの縦方向ストリンガーの分布はシミュレーションしようとする実験負荷の分布によって決められ、フレキシブルツーリングの横方向ストリンガーはアキシャル方向に沿って均一に分布し、フレキシブルツーリングの縦方向ストリンガーの分布は変更が可能で、フレキシブルツーリングの縦方向ストリンガー数はシミュレーションしようとする実験負荷の分布によって決められ、フレキシブルツーリングの横方向ストリンガーとフレキシブルツーリングの縦方向ストリングが所在する円柱面の直径は連結され実験しようとするセクションの直径と同じである。
ここで、前記横方向ストリンガーと縦方向ストリンガーはいずれも矩形の断面である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明のフレキシブルツーリング構造は、検証実験に使用される均一実験ツーリング向けに負荷を均一に検証しようとするセクション上に分配することによって、検証実験負荷の分配が真でなくなり、検証実験の正確性に影響をもたらす問題につき、ストリンガーの位置が変更できるフレキシブルツーリング構造を提供した。当該構造は、最適化デザイン技術によって、縦方向ストリンガーの分布角度を変えることによって、フレキシブルツーリングの剛度分布のデザイン性を持たせ、フレキシブルツーリングの剛度分布が真の境界の剛度分布が合致するようにさせ、実験ツーリングの力伝達径路を大幅に改善するとともに、ドラムシェル構造の検証実験の正確性を向上させる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、本発明の構造を示した見取り図である。
【図２（ａ）】図２（ａ）は、本発明の実施例のフレキシブルツーリングの構造図である。
【図２（ｂ）】図２（ｂ）は、真の境界のツーリング構造図である。
【図３（ａ）】図３（ａ）は、本発明の実施例の真の境界ツーリングと従来のツーリングのアキシャル方向の位置移動指標の比較図である。
【図３（ｂ）】図３（ｂ）は、本発明の実施例の真の境界ツーリングとフレキシブルツーリングのアキシャル方向の位置移動指標の比較図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
次に、添付図と実施例を結合して本発明について詳しく説明する。
【０００９】
本発明は、アルミニウム合金材料で作られたストリンガーの位置が変更できるフレキシブルツーリング構造を利用して、実験負荷分布の正確なシミュレーションを実現する目的を達成する。
【００１０】
図１に示すように、本発明により提供されるストリンガーの位置が変更できるフレキシブルツーリング構造は、フレキシブルツーリングのトップエンドフレーム１、フレキシブルツーリングのボトムエンドフレーム２、フレキシブルツーリングの横方向ストリンガー３とフレキシブルツーリングの縦方向ストリンガー４を含み、当該フレキシブル構造は溶接工程によって加工・製造することができる。フレキシブル横方向ストリンガーとフレキシブル縦方向ストリンガーは交互に分布し、格子型を形成し、横方向ストリンガーのトップエンドはトップエンドフレームから延伸し、横方向ストリンガーのボトムエンドはボトムエンドフレームから延伸する。
【００１１】
ここで、前記縦方向ストリンガーの分布はシミュレーションしようとする実験負荷の分布によって決められ、縦方向ストリンガーの分布は変更できる。
【００１２】
ここで、前記縦方向ストリンガー数はシミュレーションしようとする実験負荷の分布によって決められる。
【００１３】
ここで、前記横方向ストリンガーはアキシャル方向に沿って分布する。
【００１４】
ここで、前記横方向ストリンガーと縦方向ストリンガーが所在する円柱面直径はそれと連結され実験しようとするセクションの直径と同じである。ここで、前記横方向ストリンガーと縦方向ストリンガーはいずれも矩形の断面である。
【００１５】
図２（ａ）と図２（ｂ）は本発明の実施例のフレキシブルツーリング構造と真の境界ツーリング構造を比較したものであり、図２（ａ）と図２（ｂ）に示すように、本発明は実施例のフレキシブルツーリング構造と真の境界構造との比較図を提供し、フレキシブルツーリング構造には検証しようとするセクション５とフレキシブルツーリング６が含まれ、真の境界構造には検証しようとするセクション５と真の境界セクション７が含まれる。検証しようとするセクションの直径は２ｍ、高さは２．４ｍ、フレキシブルツーリングの高さは０．８、縦方向ストリンガーの分布角度は[１４．６７、１６．８１、３．５４、３．３５、７．２５、３．９２、３．７０、３．１４、１６．７８]、真の境界の直径は２ｍ、高さは２．４ｍ、開口の高さは０．６ｍ、開口の幅は０．６ｍである。
【００１６】
図３（ａ）と図３（ｂ）に示すように、本発明によって提供されるフレキシブルツーリングによってシミュレーションされる負荷の分布は真の負荷分布と同じであるにの対し、従来の均一ツーリングと真の負荷分布は明かに異なっている。すなわち、本発明によるフレキシブルツーリングの剛度分布は真の境界の剛度分布と一致しており、実験ツーリングの力伝達経路を大幅に改善するとともに、ドラムシェル構造の検証実験の正確性を向上させるということを示している。
【符号の説明】
【００１７】
１−フレキシブルツーリングのトップエンドフレーム、２−フレキシブルツーリングのボトムエンドフレーム、３−フレキシブルツーリングの縦方向ストリンガー、４−フレキシブルツーリングの横方向ストリンガー、５−検証しようとするセクション、６−フレキシブルツーリング、７−真の境界セクション。
【図１】
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【図２（ａ）】
2019515826.tif 000004
【図２（ｂ）】
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【図３（ａ）】
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【図３（ｂ）】
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【国際調査報告】
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