(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造体を解析するためのシステムを実施するための装置であって、前記装置は、プロセッサ及び実行可能な命令を記憶するメモリを含み、前記命令は、前記プロセッサによる実行を受けて、前記装置に、
複数の層で構成される被疑構造体の非破壊検査（ＮＤＩ）データを処理して、前記複数の層のうちの内部層における欠陥領域、又は前記複数の層のうちの特定の一対の隣接する層の間の界面における欠陥領域を規定するように構成されたＮＤＩプロセスモジュールと、
前記被疑構造体の公称の有限要素モデルを受信するように構成された有限要素モデル入力インターフェースであって、前記有限要素モデルは、それぞれの要素データセットを有する複数の有限要素で構成されており、前記複数の有限要素は、前記複数の層の各々についての有限要素のメッシュ、及び、前記複数の層における隣接する層の各対の間の界面における有限要素を含むものである、有限要素モデル入力インターフェースと、
前記欠陥領域を、前記複数の有限要素のうちの少なくともいくつかにマッピングすることにより、前記少なくともいくつかの有限要素を、前記内部層の前記有限要素のメッシュにおける有限要素、又は、前記特定の一対の隣接する層の間の前記界面における前記有限要素を含む欠陥有限要素として特定可能にするように構成されたマッピングモジュールと、
前記公称の有限要素モデル、及び、前記欠陥有限要素のそれぞれの要素データセットに割り当てられた修正特性値又は修正状態値から、前記被疑構造体の再構築有限要素モデルを作成するように構成された再構成モジュールと、
負荷を加えた状態において、前記再構築有限要素モデルの有限要素法（ＦＥＭ）不良解析を実行して、前記被疑構造体の残留完全性の程度を示す出力を生成するように構成されたＦＥＭ不良アナライザと、を少なくとも実現させるように構成された、装置。
【請求項２】
前記ＮＤＩプロセスモジュールは、前記ＮＤＩデータを処理して、複数の欠陥領域を規定するように構成されており、これらの欠陥領域のうちの少なくとも２つは、前記複数の層のうちの異なる層、前記複数の層における異なる対の隣接する層の間の界面、又は、前記複数の層における層及び前記複数の層における一対の隣接する層の間の界面に存在し、
前記欠陥領域をマッピングするように構成されたマッピングモジュールは、前記複数の欠陥領域をマッピングすることにより、前記複数の欠陥領域を前記欠陥有限要素として特定可能にするように構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記ＮＤＩデータは、前記被疑構造体の座標系におけるそれぞれの３次元位置を示す複数のデータ点を含み、前記ＮＤＩデータを処理するように構成された前記ＮＤＩプロセスモジュールは、
前記複数のデータ点における各データ点を、前記内部層における２次元位置、又は、前記特定の一対の隣接する層の間の前記界面における２次元位置を示す対応データ点に変換し、
前記対応データ点の外側境界を計算して、前記内部層における前記欠陥領域、又は、前記特定の一対の隣接する層の間の前記界面における前記欠陥領域の２次元境界を特定することにより、当該欠陥領域を規定するように構成されている、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記ＮＤＩデータを処理するように構成された前記ＮＤＩプロセスモジュールは、更に、前記修正特性値又は前記修正状態値を前記欠陥領域に割り当てるように構成されている、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記ＮＤＩプロセスモジュールは、前記ＮＤＩデータを処理して、複数の欠陥領域を規定するように構成されており、これらの欠陥領域のうちの少なくとも２つは、前記複数の層のうちの異なる層、前記複数の層における異なる対の隣接する層の間の界面、又は、前記複数の層における層及び前記複数の層における一対の隣接する層の間の界面に存在し、
前記ＮＤＩプロセスモジュールは、前記データ点を変換して、前記複数の欠陥領域における各欠陥領域の外側境界を計算するように構成されている、請求項３又は４に記載の装置。
【請求項６】
前記ＮＤＩデータは、前記被疑構造体の複数の非破壊検査から得られる複数のＮＤＩデータセットを含み、前記ＮＤＩデータを処理するように構成された前記ＮＤＩプロセスモジュールは、
前記複数のＮＤＩデータセットを処理して、前記内部層における複数の領域、又は前記特定の一対の隣接する層の間の界面における複数の領域を規定し、
前記複数の領域において重複する領域を統合して、前記内部層における前記欠陥領域、又は前記特定の一対の隣接する層の間の界面における前記欠陥領域を規定するように構成されている、請求項１〜５の何れかに記載の装置。
【請求項７】
前記欠陥領域をマッピングするように構成された前記マッピングモジュールは、更に、前記複数の有限要素のうち、前記欠陥領域に重複する閾値パーセンテージを少なくとも有する各々の有限要素を特定するように構成されている、請求項１〜６の何れかに記載の装置。
【請求項８】
構造体を解析する方法であって、
複数の層で構成される被疑構造体の非破壊検査（ＮＤＩ）データを処理して、前記複数の層のうちの内部層における欠陥領域、又は前記複数の層のうちの特定の一対の隣接する層の間の界面における欠陥領域を規定し、
前記被疑構造体の公称の有限要素モデルを受信し、その際、前記有限要素モデルは、それぞれの要素データセットを有する複数の有限要素で構成されており、前記複数の有限要素は、前記複数の層の各々についての有限要素のメッシュ、及び、前記複数の層における隣接する層の各対の間の界面における有限要素を含み、
前記欠陥領域を、前記複数の有限要素のうちの少なくともいくつかにマッピングすることにより、前記少なくともいくつかの有限要素を、前記内部層の前記有限要素のメッシュにおける有限要素、又は、前記特定の一対の隣接する層の間の前記界面における前記有限要素を含む欠陥有限要素として特定可能にし、
前記公称の前記有限要素モデル、及び前記欠陥有限要素のそれぞれの要素データセットに割り当てられた修正特性値又は修正状態値から、前記被疑構造体の再構築有限要素モデルを作成し、
負荷を加えた状態において、前記再構築有限要素モデルの有限要素法（ＦＥＭ）不良解析を実行して、前記被疑構造体の残留完全性の程度を示す出力を生成する、方法。
【請求項９】
前記ＮＤＩデータを処理することにより、複数の欠陥領域が規定され、これらの欠陥領域のうちの少なくとも２つは、前記複数の層のうちの異なる層、前記複数の層における異なる対の隣接する層の間の界面、又は、前記複数の層における層及び前記複数の層における一対の隣接する層の間の界面に存在し、
前記欠陥領域のマッピングに際して、前記複数の欠陥領域をマッピングすることにより、前記複数の欠陥領域を前記欠陥有限要素として特定可能にする、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記ＮＤＩデータは、前記被疑構造体の座標系におけるそれぞれの３次元位置を示す複数のデータ点を含み、前記ＮＤＩデータの処理に際して、
前記複数のデータ点における各データ点を、前記内部層における２次元位置、又は、前記特定の一対の隣接する層の間の前記界面における２次元位置を示す対応データ点に変換し、
前記対応データ点の外側境界を計算して、前記内部層における前記欠陥領域、又は、前記特定の一対の隣接する層の間の前記界面における前記欠陥領域の２次元境界を特定することにより、当該欠陥領域を規定する、請求項８又は９に記載の方法。
【請求項１１】
前記ＮＤＩデータの処理に際して、更に、前記修正特性値又は前記修正状態値を前記欠陥領域に割り当てる、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記ＮＤＩデータを処理することにより、複数の欠陥領域が規定され、これらの欠陥領域のうちの少なくとも２つは、前記複数の層のうちの異なる層、前記複数の層における異なる対の隣接する層の間の界面、又は、前記複数の層における層及び前記複数の層における一対の隣接する層の間の界面に存在し、
前記データ点の変換及び前記外側境界の計算は、前記複数の欠陥領域の各々に対して実行される、請求項１０又は１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記ＮＤＩデータは、前記被疑構造体の複数の非破壊検査から得られる複数のＮＤＩデータセットを含み、前記ＮＤＩデータの処理に際して、
前記複数のＮＤＩデータセットを処理して、前記内部層における複数の領域、又は前記特定の一対の隣接する層の間の界面における複数の領域を規定し、
前記複数の領域において重複する領域を統合して、前記内部層における前記欠陥領域、又は前記特定の一対の隣接する層の間の界面における前記欠陥領域を規定するように構成されている、請求項８〜１２の何れかに記載の方法。
【請求項１４】
前記欠陥領域のマッピングに際して、前記複数の有限要素のうち、前記欠陥領域に重複する閾値パーセンテージを少なくとも有する各々の有限要素を特定するように構成されている、請求項８〜１３の何れかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、概して、構造体の解析に関し、特に、欠陥を有するようにモデル化された構造体の進展性不良解析（progressive failure analysis）に関する。
【背景技術】
【０００２】
複合材料の使用は、機体の構築において新たな基準になりつつある。多くの複合航空機構造体は、破損や損傷などの欠陥の影響を受けやすい一体型積層体で形成されている。これらの欠陥は、工場の作業場における航空機の組み立て中、製造されたばかりの構造体に生じる場合もあるし、現地において、使用中の航空機に生じる場合もある。これは、例えば、有人又は無人の輸送機（例えば、自動車、鉄道、ウォータークラフト、航空機、宇宙船）のうちの何れかの構造体などの、様々な状況で用いられる構造体にも同様に言えることである。
【０００３】
主要な複合構造体は、特定の衝撃エネルギーレベルに基づいて、衝撃後圧縮（compression after impact: CAI）のマージンが正になるように設計されうる。しかしながら、実際には、衝撃事象は複雑であり、衝撃エネルギーが未知な場合もある。衝撃事象が発生すると、非破壊検査（nondestructive inspection: NDI）処理を実行して、構造体に発生する損傷や破損の程度を特定することができる。サービスエンジニアは、構造修理マニュアル（structural repair manual: SRM）に規定されている予め設定された許容可能な損傷限界（allowable damage limits: ADLs）に従って、上述したような損傷や破損を除去しなければならないが、超音波検査の場合には、サービスエンジニアは、Ｃスキャン画像の形態でのＮＤＩデータを利用することができる。
【０００４】
破損及び損傷を解析するための現在の技術は、衝撃による層間剥離、トポロジー変化、熱による化学的変化などの他の種類の欠陥にも適用することができる。これらの技術は、ＮＤＩデータの解釈から、破損や損傷が生じている構造体の解析に至るまで、非常に保守的な処理である。これらの非常に保守的な処理により、不必要な再加工（例えば、修理、交換）が必要になる可能性がある。したがって、これらの問題に対処するとともに、既存の手法を改良する一方で、規制上の要件に従って耐空性（airworthiness）を維持する装置及び方法を提供することが望ましい。
【発明の概要】
【０００５】
本開示の例示的な実施形態は、欠陥をマッピングしてモデル化した構造体を解析するための改良された装置、方法、及びコンピュータ可読記憶媒体に関する。いくつかの例示的な実施形態においては、被疑構造体のＮＤＩデータ（例えば、超音波の飛行時間についてのＣスキャンデータ）は、公称の構造体（欠陥のない本来の状態）にマッピングされる。次に、実際の欠陥を含む再構築有限要素モデルに対して、有限要素法（ＦＥＭ）に基づいた不良解析が行われ、構造体の残留完全性（residual integrity）の程度が示される。
【０００６】
本開示の例示的な実施形態は、様々な状況のうちの任意の状況を含む。好適な状況の一例として、衝撃による損傷に起因する層間剥離を残留強度モデル（residual strength model）に組み込むことが挙げられる。この場合、例示的な実施形態においては、従来の超音波パルスエコーデータに基づいて、多層構造体において隣接する層の間の層間剥離領域を特定するために、高度アルゴリズムが提供される。例示的な実施形態においては、公称の構造体の有限要素モデルを再構築して、実際の層間剥離が含められる。衝撃後圧縮（ＣＡＩ）試験をシミュレートして最終的な不良判断をするために、構造体の残留完全性の程度を示すＦＥＭ不良解析（例えば、進展性不良解析（progressive failure analysis：PFA））が実行されうる。これにより、再加工（例えば、修理、交換）の必要性をより正確に評価することができる。したがって、いくつかの例示的な実施形態においては、一群の複合航空機について、構造体損傷に関する評価、再加工、及びメンテナンスをリアルタイムに、且つ、状況に応じて行うことができる。
【０００７】
したがって、本開示は、限定するものではないが、以下の例示的な実施形態を含む。いくつかの例示的な実施形態においては、構造体を解析するための方法が提供される。上記方法は、複数の層で構成される被疑構造体の非破壊検査（ＮＤＩ）データを処理して、前記複数の層のうちの内部層における欠陥領域、又は前記複数の層のうちの特定の一対の隣接する層の間の界面における欠陥領域を規定することを含む。上記方法は、前記被疑構造体の公称の有限要素モデルを受信することを含む。前記有限要素モデルは、それぞれの要素データセットを有する複数の有限要素で構成されており、前記複数の有限要素は、前記複数の層の各々についての有限要素のメッシュ、及び、前記複数の層における隣接する層の各対の間の界面における有限要素を含む。上記方法は、前記欠陥領域を、前記複数の有限要素のうちの少なくともいくつかにマッピングすることにより、前記少なくともいくつかの有限要素を、前記内部層の前記有限要素のメッシュにおける有限要素、又は、前記特定の一対の隣接する層の間の前記界面における前記有限要素を含む欠陥有限要素として特定可能にすることを含む。上記方法は、前記公称の有限要素モデル、及び、前記欠陥有限要素のそれぞれの要素データセットに割り当てられた修正特性値又は修正状態値から、前記被疑構造体の再構築有限要素モデルを作成することを含む。上記方法は、負荷を加えた状態において前記再構築有限要素モデルのＦＥＭ不良解析を実行して、被疑構造体の残留完全性の程度を示す出力を生成することを含む。
【０００８】
上述もしくは後述の例示的な実施形態の何れか、又はこれらの何れかの組み合わせによる方法のいくつかの例示的な実施形態において、前記ＮＤＩデータが処理され、複数の欠陥領域が規定される。これらの欠陥領域のうちの少なくとも２つは、前記複数の層のうちの異なる層、前記複数の層における異なる対の隣接する層の間の界面、又は、前記複数の層における層及び前記複数の層における一対の隣接する層の間の界面に存在する。これらの例示的な実施形態においては、前記欠陥領域のマッピングは、前記複数の欠陥領域をマッピングすることにより、前記複数の欠陥領域を前記欠陥有限要素として特定可能にすることを含む。
【０００９】
上述もしくは後述の例示的な実施形態の何れか、又はこれらの何れかの組み合わせによる方法のいくつかの例示的な実施形態において、前記ＮＤＩデータは、前記被疑構造体の座標系におけるそれぞれの３次元位置を示す複数のデータ点を含む。これらの例示的な実施形態においては、前記ＮＤＩデータの処理は、前記複数のデータ点における各データ点を、前記内部層における２次元位置、又は、前記特定の一対の隣接する層の間の前記界面における２次元位置を示す対応データ点に変換し、前記対応データ点の外側境界を計算して、前記内部層における前記欠陥領域、又は、前記特定の一対の隣接する層の間の前記界面における前記欠陥領域の２次元境界を特定することにより、当該欠陥領域を規定することを含む。
【００１０】
上述もしくは後述の例示的な実施形態の何れか、又はこれらの何れかの組み合わせによる方法のいくつかの例示的な実施形態において、前記ＮＤＩデータの処理は、更に、前記修正特性値又は前記修正状態値を前記欠陥領域に割り当てることを含む。
【００１１】
上述もしくは後述の例示的な実施形態の何れか、又はこれらの何れかの組み合わせによる方法のいくつかの例示的な実施形態において、前記ＮＤＩデータが処理され、複数の欠陥領域が規定される。これらの欠陥領域のうちの少なくとも２つは、前記複数の層のうちの異なる層、前記複数の層における異なる対の隣接する層の間の界面、又は、前記複数の層における層及び前記複数の層における一対の隣接する層の間の界面に存在する。これらの例示的な実施形態においては、前記データ点の変換及び前記外側境界の計算は、前記複数の欠陥領域の各々に対して実行される。
【００１２】
上述もしくは後述の例示的な実施形態の何れか、又はこれらの何れかの組み合わせによる方法のいくつかの例示的な実施形態において、前記ＮＤＩデータは、前記被疑構造体の複数の非破壊検査から得られる複数のＮＤＩデータセットを含む。これらの例示的な実施形態においては、前記ＮＤＩデータの処理は、前記複数のＮＤＩデータセットを処理して、前記内部層における複数の領域、又は前記特定の一対の隣接する層の間の界面における複数の領域を規定することと、これらの複数の領域において重複する領域を統合して、前記内部層における前記欠陥領域、又は前記特定の一対の隣接する層の間の界面における前記欠陥領域を規定することと、を含む。
【００１３】
上述もしくは後述の例示的な実施形態の何れか、又はこれらの何れかの組み合わせによる方法のいくつかの例示的な実施形態において、前記欠陥領域のマッピングは、前記複数の有限要素のうち、前記欠陥領域に重複する閾値パーセンテージを少なくとも有する各々の有限要素を特定することを含む。
【００１４】
いくつかの例示的な実施形態においては、構造体を解析するためのシステム（１００）を実施するための装置が提供される。前記装置は、プロセッサ及び実行可能な命令を記憶するメモリを含み、前記命令は、前記プロセッサによる実行を受けて、前記装置に、上述の例示的な実施形態の何れか、又はこれらの何れかの組み合わせによる方法を少なくとも実行させる。これは、例えば、ＮＤＩプロセスモジュール、有限要素モデル入力インターフェース、マッピングモジュール、再構成モジュール、及び／又は、ＦＥＭ不良アナライザなどの、前記方法の工程を実行するように構成された、前記システム（１００）のサブシステムの実施を含みうる。
【００１５】
いくつかの例示的な実施形態においては、構造体を解析するためのコンピュータ可読記憶媒体が提供される。前記コンピュータ可読記憶媒体は、非一時的であって、内部にコンピュータ可読プログラムコード部分を記憶している。前記コンピュータ可読プログラム部分は、プロセッサによる実行を受けて、装置に、上述の例示的な実施形態の何れか、又はこれらの何れかの組み合わせによる方法を少なくとも実行させる。
【００１６】
本開示のこれら及び他の特徴、態様、及び利点は、以下に簡単に説明する添付の図面とともに、以下の詳細な説明を読むことによって明らかになるであろう。本開示は、本開示に記載の特徴又は要素が、本明細書で説明する特定の例示的な実施形態において明確に組み合わされているか、或いは、そのような組合せが説明されているかに関わらず、２つ、３つ、４つ、又はそれ以上のこれらの特徴又は要素の任意の組み合わせを含む。本開示は、包括的（holistically）に読まれることを意図しており、あらゆる態様及び例示的な実施形態における何れの分離可能な特徴又は要素は、本開示のコンテキストにおいて明白にそうでないと記載されていない限りは、意図した通りに、すなわち組み合わせ可能であると理解されるべきである。
【００１７】
したがって、「発明の概要」は、本開示のいくつかの態様の基本的な理解が得られるよう、いくつかの例示的な実施形態を要約する目的のためだけに提供されたものであることが理解されるであろう。したがって、上述した実施形態は単なる例であり、如何なる場合においても本開示の範囲又は思想を狭めるように解釈されるべきではない。他の例示的な実施形態、態様、及び利点は、添付図面と併せた以下の詳細な説明から理解されるであろう。これらの図面は、説明するいくつかの実施形態の原理を例として示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
本開示の例示的な実施形態に関する概括的な説明は以上のとおりである。次に、添付図面について言及する。これらの図面は、必ずしも正確な縮尺率で描かれているものではない。
【００１９】
【図１】本開示の様々な例示的な実施形態による、構造体を解析するためのシステムを示す図である。
【図２】様々な実施形態による、複数の層で構成された被疑構造体と、複数の層における隣接する層の間の界面を示す図である。
【図３Ａ−３Ｃ】様々な例示的な実施形態による、図２の被疑構造体と、当該被疑構造体に対して最上位層及び最下位層からの非破壊検査を行っている様子を示す図である。
【図４Ａ−４Ｂ】様々な例示的な実施形態による、被疑構造体の有限要素モデルにおける隣接する層の間の界面において、２つの欠陥領域が有限要素にマッピングされている様子を示す。
【図５】様々な例示的な実施形態による方法の様々な工程を示すフローチャートである。
【図６】様々な例示的な実施形態による方法の様々な工程を示すフローチャートである。
【図７】様々な例示的な実施形態による方法の様々な工程を示すフローチャートである。
【図８】いくつかの例示的な実施形態による装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本開示のいくつかの実施形態を、添付図面を参照して以下により詳しく説明する。なお、図面には、開示の実施形態のうちのいくつかが示されているが全てが示されているわけではない。実際、開示の様々な実施形態は、多くの異なる形態で実施することができ、本明細書に記載の実施形態に限定されるものと解釈されるべきではない。むしろ、これらの例示的な実施形態は、本開示が十分且つ完全なものとなるように、そして、本開示の範囲を当業者に十分に伝えるために提示するものである。例えば、特に明記しない限り、第１、第２などの文言は、特定の順序を示しているわけではない。また、例えば、本明細書において、定量的な測定、値、関係など（例えば、平面、同一平面、垂直）に言及することがある。特に明記しない限り、これらのうち、全てではないにしても１つ又は複数は、例えば、公差（engineering tolerance）などによるばらつきなどの、発生しうる許容可能なばらつきに対応するための絶対値又は近似値でありうる。全体を通して、同様の参照符号は、同様の要素を示している。
【００２１】
本開示の例示的な実施形態は、概して、構造的な有限要素解析に関し、特に、欠陥を有するようにモデル化された構造体の進展性不良解析に関する。図１は、本開示のいくつかの例示的な実施形態による、構造体を解析するためのシステム１００を示す。構造体は、１つ又は複数の層（いくつかの例において、具体的には「プライ（plies）」）で構成された複数の異なる構造体のうちの任意の構造体であり、いくつかの例においては、各層は、しばしばマトリックスと呼ばれる材料で結合された繊維を含みうる。好適な構造体の例としては、一方向性テーププライの積層複合体、層状金属構造体、金属外板又は複合外板及びコア（サンドイッチ構造体）などの複合体や積層複合体などが挙げられる。これらの構造体は、有人又は無人の輸送機（例えば、自動車、鉄道、ウォータークラフト、航空機、宇宙船）などにおいて、複数の様々な態様で利用されうる。
【００２２】
システム１００は、構造解析に関して１つ又は複数の機能又は動作を実行するための複数の異なるサブシステム（各々が独立したシステム）のうちの任意のサブシステムの各々を１つ又は複数を含みうる。図示のように、例えば、システムは、相互に接続された非破壊検査（ＮＤＩ）プロセスモジュール１０２と、有限要素モデル入力インターフェース１０４と、マッピングモジュール１０６と、再構成モジュール１０８と、有限要素法（ＦＥＭ）不良アナライザ１１０とを含む。なお、ＮＤＩプロセスモジュール、有限要素モデル入力インターフェース、マッピングモジュール、再構成モジュール、及びＦＥＭ不良解析アナライザは、システムの一部としてまとめて図示されているが、これらのうちの１つ又は複数は、他のモジュールとは関係なく別個のシステムとして機能又は動作することができる。更に、システムは、図１に図示した要素に加えて、又は、これらに代えて、１つ又は複数のサブシステムを含みうる。
【００２３】
ＮＤＩプロセスモジュール１０２は、複数の層で構成される被疑構造体のＮＤＩデータ１１２（例えば、超音波Ｃスキャンデータ）を受信するように構成されており、当該ＮＤＩデータは、被疑構造体の非破壊検査において作成されうる。被疑構造体は、好適なＮＤＩデータを作成する複数の異なる非破壊検査技術のうち任意の検査を受ける。好適な技術の例としては、超音波、磁性粒子、浸透探傷（liquid penetrant）、放射線撮影、遠隔目視検査（remote visual inspection：RVI）、フーリエ変換赤外分光分析（Fourier Transform Infrared Spectroscopy：FTIR）、渦電流試験、低コヒーレンス干渉法などが挙げられる。超音波の場合、検査によって、好適なＮＤＩデータの一例に対応するＣスキャン飛行時間データが作成される。
【００２４】
図２は、複数の層２０２で構成された被疑構造体２００と、複数の層における隣接する層の間の界面を示す。構造体は、ｎ個の層で構成されており、これに対応して、隣接する層の間にｎ−１個の界面を含む。層及び界面は、それぞれ異なる名称を付されることもあるが、一例においては、最下位層から最上位層にかけて番号を付与してもよい。また、図示のように、被疑構造体は、様々な隣接する層の間の界面において、複数の層間剥離２０４を含む。
【００２５】
再び図１を参照すると、ＮＤＩプロセスモジュール１０２は、ＮＤＩデータ１１２を処理して、複数の層のうちの内部層における欠陥領域、又は複数の層のうちの特定の一対の隣接する層の間の界面における欠陥領域を規定するように構成されている。構造体の欠陥は、複数の異なる態様のうちの何れかの態様で現れる。該当する欠陥の例としては、破損、内在する損傷及び誘発される損傷、衝撃による層間剥離及びトポロジー変化、熱による化学的変化などが挙げられる。
【００２６】
いくつかの例において、ＮＤＩデータ１１２は、被疑構造体の座標系における３次元（３Ｄ）位置（ｘ，ｙ，ｚ）を示す複数のデータ点を含む。これらの例において、ＮＤＩプロセスモジュール１０２は、複数のデータ点における各データ点を、内部層における２次元（２Ｄ）位置（ｘ，ｙ）、又は特定の一対の隣接する層の間の界面（内部層又は界面は、例えばｚ位置を反映する）における２Ｄ位置を示す対応データ点に変換する。ＮＤＩプロセスモジュールは、次に、対応データ点の外側境界（例えば、凸包（convex hull））を計算して、内部層における欠陥領域、又は特定の一対の隣接する層の間の界面における欠陥領域の２Ｄ境界を特定することにより、当該欠陥領域を定義する。いくつかの更なる例においては、ＮＤＩプロセスモジュールは、修正した特性値又は状態値を欠陥の特定領域に割り当てるように更に構成されている。
【００２７】
いくつかの例において、ＮＤＩプロセスモジュール１０２は、ＮＤＩデータ１１２を変換して複数の欠陥領域を規定するように構成されている。これらの領域は、全て同じ深さにあってもよいし、全て異なる深さにあってもよいし、一部が同じ深さにあり、その他の部分が異なる深さにあってもよい。したがって、いくつかの例においては、少なくとも２つの欠陥領域が異なる深さに存在する場合がある。すなわち、いくつかの例においては、少なくとも２つの欠陥領域が、複数の層のうちの異なる層に存在していてもよいし、複数の層において異なる対の隣接する層の間の界面に存在していてもよいし、複数の層における層及び複数の層における一対の隣接する層の間の界面に存在していてもよい。これらの例において、ＮＤＩプロセスモジュールは、データ点を変換して、複数の欠陥領域における各欠陥領域の外側境界を計算するように構成されている。
【００２８】
いくつかの例において、ＮＤＩデータ１１２は、被疑構造体の複数の非破壊検査から得られる複数のＮＤＩデータセットを含む。これらの例において、ＮＤＩプロセスモジュールは、複数のＮＤＩデータセットを処理して、内部層における複数の領域、又は特定の一対の隣接する層の間の界面における複数の領域を規定するとともに、これらの複数の領域において重複する領域を統合して、内部層における欠陥領域、又は特定の一対の隣接する層の間の界面における欠陥領域を規定するように構成されている。
【００２９】
複数の非破壊検査技術によれば、放射線又は音を用いて構造体を透過させることができ、放射線／音の反射又は透過により破損（又は、他の欠陥）と構造体の大部分とを区別することができる。しかしながら、これらの技術のいくつかによれば、放射線／音は、最初に出現する破損を透過することができず、その先に存在する破損／損傷が隠れてしまう場合がある。したがって、被疑構造体に対して非破壊検査を複数回実行すると有利である。例えば、なるべく多くの破損を容易に特定するために、被疑構造体の最上位層及び最下位層から非破壊検査を実行してもよい。
【００３０】
図３Ａは、図２の被疑構造体２００と、当該被疑構造体に対して、トランスデューサ３０２を用いて最上位層から透過性放射線／音を出射して行う非破壊検査と、これにより特定される層間剥離とを示す。図３Ｂは、同じ被疑構造体と、当該被疑構造体に対して、トランスデューサを用いて最下位層から透過性放射線／音を出射して行う非破壊検査と、これにより特定される層間剥離とを示す。図３Ｃは、図３Ａ及び図３Ｂからの情報を合わせて特定される層間剥離のパターンを示す。例示的な実施形態によると、これらの検査から得られるＮＤＩデータセットを処理して、欠陥領域を規定することができ、層又は界面における重複領域については、これらの領域を統合することにより、当該層／界面の領域を規定することができる。
【００３１】
図１に戻って、有限要素モデル入力インターフェース１０４は、被疑構造体の公称の有限要素モデル（nominal finite element model）１１４を受け取るように構成されている。有限要素モデルは、それぞれが要素データセットを有する複数の有限要素で構成される。より具体的には、複数の有限要素は、複数の層の各々についての有限要素のメッシュと、複数の層における隣接する層の各対の間の界面における有限要素とを含む。すなわち、構造体の有限要素モデルは、各々が有限要素のメッシュで表される１つ又は複数の層を含む。更に、各層を表す有限要素のメッシュに加えて、有限要素モデルは、複数の層のうちの隣接する層の各対の間において、層間界面（有限）要素を含む。いくつかの例において、各層間界面要素は、ゼロ厚有限要素である。
【００３２】
有限要素モデルの有限要素は、１つ又は複数の分離された（重複していない）成分を含み、各有限要素は、ノード点（nodal points）又はノード（nodes）と呼ばれる一組の識別点を有する。いくつかの例示的な実施形態においては、ノード点は、要素の角及び／又は端点に位置しており、要素の形状は、ノード点の形状セットの配置により規定される。
【００３３】
有限要素は、当該有限要素における構造体の特性値又は状態値を含む要素データセットを更に含む。好適な特性の例としては、残厚（residual thickness）、主曲率、弾性率、熱膨張係数などの幾何学的特性及び構造的特性が挙げられる。構造的特性は、有限要素における構造体の材料挙動を特定する。好適な状態の例としては、有限要素において、導出された応力及びひずみテンソル（derived stress and strain tensors）の成分、及び温度などの状態変数が挙げられる。
【００３４】
有限要素モデルは、複数の異なる方法で作製することができ、例えば、市販のソフトウェアツールを用いて作製してもよい。好適なソフトウェアツールの例としては、フランス、ヴェリジー・ヴィラクブレーのダッソー・システムズ社から入手可能なAbaqusが挙げられる。好適なソフトウェアツールの他の例としては、ミシガン州のトロイを拠点とするAltair Engineering社から入手可能なAltair Hypermesh、カリフォルニア州のニューポートビーチを拠点とするMSC Software社から入手可能なPATRAN;ペンシルベニア州のカノンズバーグを拠点とするANSYS社から入手可能なANSYSソフトウェアスイートなどが挙げられる。
【００３５】
マッピングモジュール１０６は、欠陥領域を、複数の有限要素のうちの少なくともいくつかにマッピングするか、或いは、欠陥領域を、複数の有限要素のうちの少なくともいくつかと関連付けることにより、これら少なくともいくつかの有限要素を欠陥有限要素として特定可能にするように構成されている。これらの欠陥有限要素は、内部層の有限要素のメッシュにおける有限要素、又は特定の一対の隣接する層の間の界面における有限要素を含む。いくつかの例において、これは、マッピングモジュールを含み、当該マッピングモジュールは、複数の有限要素のうち、欠陥領域に重複する閾値パーセンテージ（threshold percentage）を少なくとも有する複数の有限要素の各々を特定するように構成されている。また、異なる深さにおける少なくとも２つの欠陥領域を含む、複数の欠陥領域が規定されているいくつかの例においては、マッピングモジュール１０６は、複数の欠陥領域をマッピングすることにより、これらの欠陥領域を欠陥有限要素として特定可能にするように構成される。
【００３６】
図４Ａ及び４Ｂは、被疑構造体の有限要素モデルにおける隣接する層の間の界面において、２つの欠陥領域４０２が有限要素４０４にマッピングされている（これにより、欠陥有限要素として特定可能である）様子を示す。図４Ａにおいて、欠陥有限要素は、欠陥領域に重複する部分を少なくとも５０％有するものをいい、図４Ｂにおいて、欠陥有限要素は、欠陥領域に重複する部分を少なくとも４０％有するものをいう。図４Ｂに示すように、閾値パーセンテージを５０％から４０％に減らすことにより、有限要素を更に追加して欠陥有限要素として特定することができる（図４Ｂにおいて、８つの追加的な有限要素のうちの２つが参照符号４０６で明示されている）。
【００３７】
再度図１に戻って、再構成モジュール１０８は、公称の有限要素モデル１１４、及び、欠陥有限要素のそれぞれの要素データセットに割り当てられた修正特性値又は修正状態値から、被疑構造体の再構築有限要素モデル１１６を作成するように構成される。いくつかの例において、欠陥有限要素の特性値は、ＮＤＩデータ及び特定の欠陥について生成された関連する試験データに基づいている。このデータは、欠陥及びＮＤＩデータを、修正特性値と関連付けるルックアップテーブルの形態であってもよい。層間剥離の場合、例えば、欠陥有限要素には、ゼロに近い弾性特性値及び破壊エネルギー値（fracture energy values）が割り当てられる。
【００３８】
ＦＥＭ不良アナライザ１１０は、負荷を加えた状態における、再構築有限要素モデル１１６のＦＥＭ不良解析を実行するように構成されている。これに関して、再構築有限要素モデルに負荷を加えるために、当該モデルに対して境界条件が用いられる。この負荷は、特定の解析に応じて種類が異なるが、例えば、張力や圧縮などである。次に、負荷を加えた状態にある有限要素モデルに対して、ＦＥＭ不良解析が実行される。このＦＥＭ不良解析により、被疑構造体の残留完全性（residual integrity）の程度を示す出力が生成される。
【００３９】
ＦＥＭ不良アナライザ１１０は、再構築有限要素モデル１１６に対してＦＥＭ不良解析を実行するように構成されている。いくつかの例においては、層要素及び層間界面要素は、それぞれ潜在的な層不良状態及び層間不良状態（potential layer and inter-layer failure modes）を取り込む。これらの例において、ＦＥＭ不良解析の出力は、再構築有限要素モデルに負荷を加えた結果生じる潜在的な層不良状態や層間不良状態の程度を示す。これらの不良状態は、再構築有限要素モデル内における不良要素の程度を示す視覚化ツールを用いて、要素に不良があるか否かを示す出力変数を調べることにより特定することができる。
【００４０】
その動作のために、ＦＥＭ不良アナライザ１１０は、市販のソフトウェアツールを含んでもよいし、当該ツールを利用してもよい。好適なツールの例としては、Abaqus、ANSYSソフトウェアスイート（Fluent）、MSC Software社から入手可能なNASTRAN/PATRAN、カリフォルニア州のリバモアを拠点とするLivermore Software Technology Corporation (LSTC)から入手可能なLS-DYNA（登録商標）などが挙げられる。
【００４１】
図５は、本開示のいくつかの例示的な実施形態による、構造体を解析する方法５００における様々な工程を示すフローチャートである。ブロック５０２に示すように、上記方法は、複数の層で構成される被疑構造体のＮＤＩデータ１１２を処理して、複数の層のうちの内部層における欠陥領域、又は複数の層のうちの特定の一対の隣接する層の間の界面における欠陥領域を規定することを含む。
【００４２】
上記方法は、ブロック５０４に示すように、被疑構造体の公称の有限要素モデル１１４を受け取ることを含む。有限要素モデルは、それぞれの要素データセットを有する複数の有限要素で構成される。複数の有限要素は、各層の有限要素のメッシュと、複数の層における隣接する層の各対の間の界面における有限要素とを含む。
【００４３】
ブロック５０６に示すように、上記方法は、更に、複数の有限要素のうちの少なくともいくつかに対して欠陥領域をマッピングすることにより、これらを欠陥有限要素として特定可能にすることを含む。これらの欠陥有限要素は、内部層の有限要素のメッシュにおける有限要素、又は特定の一対の隣接する層の間の界面における有限要素を含む。
【００４４】
ブロック５０８に示すように、上記方法は、公称の有限要素モデル１１４、及び、欠陥有限要素のそれぞれの要素データセットに割り当てられた修正特性値又は修正状態値から、被疑構造体の再構築有限要素モデル１１６を作成することを含む。また、上記方法は、ブロック５１０に示すように、負荷を加えた状態において再構築有限要素モデルのＦＥＭ不良解析を実行して、被疑構造体の残留完全性の程度を示す出力を生成することを含む。被疑構造体の残留完全性が不十分である場合、当該構造体を再加工（例えば、修理や交換）するが、それ以外の場合には、構造体の再加工を行わず、そのままの状態にしておく。
【００４５】
図６は、本開示のいくつかの例示的な実施形態による、構造体を解析する方法６００における様々な工程を示すフローチャートである。この方法は、図５に示す方法５００をより具体的に実施したものである。ブロック６０２及び６０４に示すように、上記方法は、被疑構造体を受け取って非破壊検査を行い、ＮＤＩデータ６０６（例えば、ＮＤＩデータ１１２）を生成することを含む。ブロック６０８に示すように、上記方法は、ＮＤＩデータを処理して、複数の層のうちの内部層における欠陥領域、又は複数の層のうちの特定の一対の隣接する層の間の界面における欠陥領域が規定された処理済ＮＤＩデータ６１０を生成することを含む。
【００４６】
ブロック６１２に示すように、上記方法は、被疑構造体の公称の有限要素モデル６１４（例えば、有限要素モデル１１４）を受け取って、その有限要素のうちの少なくともいくつかに対して欠陥領域をマッピングすることにより、これらを欠陥有限要素として特定可能にすることを含む。上記方法は、ブロック６１６に示すように、公称の有限要素モデル、及び、欠陥有限要素のそれぞれの要素データセットに割り当てられた修正特性値又は修正状態値から、被疑構造体の有限要素モデルを再構築し、これにより、再構築有限要素モデル６１８（例えば、再構築有限要素モデル１１６）を作成することを含む。
【００４７】
上記方法は、ブロック６２０に示すように、負荷を加えた状態において再構築有限要素モデル６１８のＦＥＭ不良解析を行い、被疑構造体の残留完全性の程度を示す出力を生成することを含む。ブロック６２２に示すように、被疑構造体の残留完全性が十分であるか否かが判定される。ブロック６２４に示すように、被疑構造体の残留完全性が不十分である場合、構造体を再加工（例えば、修理や交換）する。
【００４８】
図７は、本開示のいくつかの例示的な実施形態による、ＮＤＩデータ６０６を処理する様々な工程６０８を示す。ブロック７０２に示すように、必要に応じて、ＮＤＩデータの処理は、被疑構造体の非破壊検査から得られるＮＤＩデータセットを変換して、全てのＮＤＩデータセットにおいて共通の座標系が基準となるようにすることを含む。ブロック７０４に示すように、３Ｄ位置を示すＮＤＩデータのデータポイントは、適切な層（例えば、内部層）における２Ｄ位置、又は、特定の一対の隣接する層の間の界面における２Ｄ位置を示す対応データ点に変換される。その後、ブロック７０６に示すように、対応データ点の外側境界を計算して、（内部）層における欠陥領域、又は特定の一対の隣接する層の間の界面における欠陥領域の２Ｄ境界を特定することにより、当該欠陥領域を規定する。次に、ブロック７０８に示すように、修正特性値又は修正状態値が、欠陥領域に割り当てられる。
【００４９】
上述した工程は、被疑構造体に対するそれぞれの非破壊検査のＮＤＩデータセットを表すＮＤＩデータ６０６の他のＮＤＩデータセットについて、繰り返し実行される。複数の非破壊検査から得られるＮＤＩデータセットにより、複数の重複した欠陥領域が規定されるいくつかの例においては、上記方法は、ブロック７１２に示すように、重複する領域を統合することを更に含む。このプロセスでは、次に、処理済ＮＤＩデータ６１０を出力する。このデータもまた、複数の層のうちの内部層における欠陥領域、又は複数の層のうちの特定の一対の隣接する層の間の界面における欠陥領域を規定している。
【００５０】
本開示の例示的な実施形態によれば、システム１００、並びに、ＮＤＩプロセスモジュール１０２、有限要素モデル入力インターフェース１０４、マッピングモジュール１０６、再構成モジュール１０８及び／又はＦＥＭ不良アナライザ１１０を含む当該システムのサブシステムは、様々な手段で実現される。システム及びそのサブシステムを実現する手段は、単独のハードウェア、又は、コンピュータ可読記憶媒体からの１つ又は複数のコンピュータプログラムの命令下のハードウェアを含みうる。いくつかの例において、１つ又は複数の装置は、本明細書において図示及び説明したシステム及びそのサブシステムとして機能するように構成されるか、或いは、これらを実現するように構成される。複数の装置を含む例においては、それぞれの装置は、例えば、有線又は無線のネットワーク等による直接的又は間接的な方法など、様々な方法で相互に接続又は通信することができる。
【００５１】
図８は、本開示のいくつかの例示的な実施形態による装置８００を示す。概して、本開示の例示的な実施形態における装置は、１つ又は複数の固定又は可搬の電子デバイスを備えてもよいし、含んでもよいし、当該デバイスにおいて実施されるものであってもよい。好適な電子デバイスの例としては、スマートフォン、タブレットコンピュータ、ノート型コンピュータ、デスクトップコンピュータ、ワークステーションコンピュータ、サーバコンピュータなどが挙げられる。装置は、例えば、メモリ８０４（例えば、記憶装置）に接続されたプロセッサ８０２（例えば、プロセッサユニット）などの、複数のコンポーネントの各々を１つ又は複数含みうる。
【００５２】
プロセッサ８０２は、概して、例えばデータ、コンピュータプログラム、及び／又は他の好適な電子情報などの情報を処理可能な任意のコンピュータハードウェアである。プロセッサは、電子回路の集合で構成されており、これらの回路のうちいくつかは、集積回路又は相互接続された複数の集積回路（より一般的には「チップ」と呼ばれることもある集積回路）としてパッケージ化されていてもよい。プロセッサは、コンピュータプログラムを実行するように構成することができ、当該コンピュータプログラムは、プロセッサに搭載して格納されたものであってもよいし、（同じ又は異なる装置の）メモリ４０４に格納されたものであってもよい。
【００５３】
プロセッサ８０２は、特定の実施形態に応じて、複数のプロセッサ、マルチコアプロセッサ、又は他の種類のプロセッサであってもよい。更に、プロセッサは、複数の異種プロセッサシステムを用いて実現することができ、当該システムにおいては、主プロセッサが、１つ又は複数の二次プロセッサと共に単一のチップ上に設けられている。他の例としては、プロセッサは、同種のプロセッサを複数個含む対称型マルチプロセッサシステムであってもよい。さらに別の例において、プロセッサは、１つ又は複数のＡＳＩＣやＦＰＧＡなどとして実現してもよいし、これを含んでもよい。したがって、プロセッサは、コンピュータプログラムを実行して１つ又は複数の機能を果たすことが可能であるが、様々な実施例のプロセッサは、コンピュータプログラムの助けなしに１つ又は複数の機能を果たすことが可能である。
【００５４】
メモリ８０４は、概して、例えば、データ、コンピュータプログラム（例えば、コンピュータ可読プログラムコード８０６）、及び／又は他の好適な情報を、一時的又は永続的に格納することができる任意のコンピュータハードウェアである。メモリは、揮発性メモリ及び／又は不揮発性メモリを含んでもよく、固定又は着脱が可能である。好適なメモリの例としては、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ハードドライブ、フラッシュメモリ、サムドライブ、着脱可能フロッピーディスク、光ディスク、磁気テープ又は上記のいずれかの組み合わせが挙げられる。光ディスクは、コンパクトディスク読出し専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、読み出し／書き込み用コンパクトディスク（ＣＤ−Ｒ／Ｗ）、ＤＶＤなどを含みうる。様々な例において、メモリは、コンピュータ可読記憶媒体と呼ばれる場合がある。コンピュータ可読記憶媒体は、情報を記憶可能な非一時的なデバイスであり、ある場所から別の場所に情報を搬送可能な一時的な電子信号などのコンピュータ可読伝送媒体と区別することができる。本明細書で説明したようなコンピュータ可読媒体は、概括的に、コンピュータ可読記憶媒体又はコンピュータ可読伝送媒体を指す場合がある。
【００５５】
メモリ８０４に加えて、プロセッサ８０２は、情報を表示、送信、及び／又は受信するための１つ又は複数のインターフェースに接続されていてもよい。インターフェースは、通信インターフェース８０８（例えば、通信ユニット）、及び／又は１つ又は複数のユーザインターフェースを含みうる。通信インターフェースは、例えば、他の（複数の）装置、（複数の）ネットワークなどに対して情報を送信及び／又は受信するように構成することができる。通信インターフェースは、物理的（有線）通信リンク及び／又は無線通信リンクによって、情報を送信及び／又は受信するように構成することができる。好適な通信インターフェースの例には、ネットワークインタフェースコントローラ（ＮＩＣ）、無線ＮＩＣ（ＷＮＩＣ）などが含まれる。
【００５６】
ユーザインターフェースは、ディスプレイ８１０、及び／又は、１つ又は複数のユーザ入力インターフェース８１２（例えば、入力／出力ユニット）を含みうる。ディスプレイは、ユーザに情報を提示又は表示するように構成されており、その好適な例には、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、発光ダイオードディスプレイ（ＬＥＤ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）などが含まれる。ユーザ入力インターフェースは、有線であっても無線であってもよく、ユーザからの情報を、処理、格納、及び／又は、表示などを行うための装置に受け渡すように構成することができる。ユーザ入力インターフェースの好適な例には、マイクロフォン、イメージ又はビデオキャプチャデバイス、キーボード又はキーパッド、ジョイスティック、タッチセンシティブ面（タッチスクリーンとは分離したもの又はタッチスクリーンに組み込まれたもの）、生体センサなどが含まれる。ユーザインターフェースは、プリンタ、スキャナなどの周辺機器と通信するための１つ又は複数のインターフェースを更に含んでもよい。
【００５７】
上述したように、プログラムコード命令が、メモリに格納されて、プロセッサにより実行されることによって、本明細書に記載したシステム、サブシステム、ツール、及び、これらの要素の機能が実行されうる。なお、任意の好適なプログラムコード命令を、コンピュータ可読記憶媒体からコンピュータ又はその他のプログラム可能な装置にロードすることによって特定の機械を作製し、当該機械が本明細書に記載した機能を実行するための手段となるようにしてもよい。これらのプログラムコードを、コンピュータ、プロセッサ、又はその他のプログラム可能な装置に対して特定の態様で機能するよう指示可能なコンピュータ可読記憶媒体に格納することによって、特定の機械又は特定の製品を作製してもよい。コンピュータ可読記憶媒体に格納された命令によって製品を作製し、当該製品を、本明細書に記載した機能を実行する手段としてもよい。プログラムコード命令を、コンピュータ可読記憶媒体から取得し、コンピュータ、プロセッサ、又は他のプログラム可能な装置にロードすることによって、コンピュータ、プロセッサ、又は他のプログラム可能な装置が、コンピュータ、プロセッサ、又は他のプログラム可能な装置で実行されるべき動作を実行するように構成することができる。
【００５８】
プログラムコード命令の取得、ロード、及び実行は、一度に１つの命令が取得、ロード、及び実行されるように順番に行ってもよい。いくつかの例示的な実施形態において、取得、ロード、及び／又は実行は、複数の命令が一度に取得、ロード、及び／又は実行されるように、並行して行ってもよい。プログラムコード命令を実行することによって、コンピュータ実施プロセスを作成し、コンピュータ、プロセッサ、又は他のプログラム可能な装置により実行される命令によって、本明細書に記載の機能を実現するための動作がもたらされるようしてもよい。
【００５９】
プロセッサによる命令の実行、又はコンピュータ可読記憶媒体への命令の格納は、指定された機能を実行するための動作の組み合わせをサポートする。このように、装置８００は、プロセッサ８０２、及び当該プロセッサに連結されたコンピュータ可読記憶媒体又はメモリ８０４を含み、プロセッサは、当該メモリに格納されたコンピュータ可読プログラムコード８０６を実行するように構成される。なお、１つ又は複数の機能、及び機能の組み合わせは、特定の機能、又は、専用ハードウェア及びプログラムコード命令を実行する専用ハードウェアベースのコンピュータシステム及び／又はプロセッサによって実施することができる。
【００６０】
更に、本開示は、以下の項による実施形態を含む。
【００６１】
付記１．構造体を解析するためのシステムを実施するための装置であって、前記装置は、プロセッサ及び実行可能な命令を記憶するメモリを含み、前記命令は、前記プロセッサによる実行を受けて、前記装置に、
複数の層で構成される被疑構造体の非破壊検査（ＮＤＩ）データを処理して、前記複数の層のうちの内部層における欠陥領域、又は前記複数の層のうちの特定の一対の隣接する層の間の界面における欠陥領域を規定するように構成されたＮＤＩモジュールと、
前記被疑構造体の公称の有限要素モデルを受信するように構成された有限要素モデル入力インターフェースであって、前記有限要素モデルは、それぞれの要素データセットを有する複数の有限要素で構成されており、前記複数の有限要素は、前記複数の層の各々についての有限要素のメッシュ、及び、前記複数の層における隣接する層の各対の間の界面における有限要素を含むものである、有限要素モデル入力インターフェースと、
前記欠陥領域を、前記複数の有限要素のうちの少なくともいくつかにマッピングすることにより、前記少なくともいくつかの有限要素を、前記内部層の前記有限要素のメッシュにおける有限要素、又は、前記特定の一対の隣接する層の間の前記界面における前記有限要素を含む欠陥有限要素として特定可能にするように構成されたマッピングモジュールと、
前記公称の有限要素モデル、及び、前記欠陥有限要素のそれぞれの要素データセットに割り当てられた修正特性値又は修正状態値から、前記被疑構造体の再構築有限要素モデルを作成するように構成された再構成モジュールと、
負荷を加えた状態において、前記再構築有限要素モデルの有限要素法（ＦＥＭ）不良解析を実行して、前記被疑構造体の残留完全性の程度を示す出力を生成するように構成されたＦＥＭ不良アナライザと、を少なくとも実現させるように構成された、装置。
【００６２】
付記２．前記ＮＤＩプロセスモジュールは、前記ＮＤＩデータを処理して、複数の欠陥領域を規定するように構成されており、これらの欠陥領域のうちの少なくとも２つは、前記複数の層のうちの異なる層、前記複数の層における異なる対の隣接する層の間の界面、又は、前記複数の層における層及び前記複数の層における一対の隣接する層の間の界面に存在し、
前記欠陥領域をマッピングするように構成されたマッピングモジュールは、前記複数の欠陥領域をマッピングすることにより、前記複数の欠陥領域を前記欠陥有限要素として特定可能にするように構成されている、付記１に記載の装置。
【００６３】
付記３．前記ＮＤＩデータは、前記被疑構造体の座標系におけるそれぞれの３次元位置を示す複数のデータ点を含み、前記ＮＤＩデータを処理するように構成された前記ＮＤＩプロセスモジュールは、
前記複数のデータ点における各データ点を、前記内部層における２次元位置、又は、前記特定の一対の隣接する層の間の前記界面における２次元位置を示す対応データ点に変換し、
前記対応データ点の外側境界を計算して、前記内部層における前記欠陥領域、又は、前記特定の一対の隣接する層の間の前記界面における前記欠陥領域の２次元境界を特定することにより、当該欠陥領域を規定するように構成されている、付記１又は２に記載の装置。
【００６４】
付記４．前記ＮＤＩデータを処理するように構成された前記ＮＤＩプロセスモジュールは、更に、前記修正特性値又は前記修正状態値を前記欠陥領域に割り当てるように構成されている、付記３に記載の装置。
【００６５】
付記５．前記ＮＤＩプロセスモジュールは、前記ＮＤＩデータを処理して、複数の欠陥領域を規定するように構成されており、これらの欠陥領域のうちの少なくとも２つは、前記複数の層のうちの異なる層、前記複数の層における異なる対の隣接する層の間の界面、又は、前記複数の層における層及び前記複数の層における一対の隣接する層の間の界面に存在し、
前記ＮＤＩプロセスモジュールは、前記データ点を変換して、前記複数の欠陥領域における各欠陥領域の外側境界を計算するように構成されている、付記３又は４に記載の装置。
【００６６】
付記６．前記ＮＤＩデータは、前記被疑構造体の複数の非破壊検査から得られる複数のＮＤＩデータセットを含み、前記ＮＤＩデータを処理するように構成された前記ＮＤＩプロセスモジュールは、
前記複数のＮＤＩデータセットを処理して、前記内部層における複数の領域、又は前記特定の一対の隣接する層の間の界面における複数の領域を規定し、
前記複数の領域において重複する領域を統合して、前記内部層における前記欠陥領域、又は前記特定の一対の隣接する層の間の界面における前記欠陥領域を規定するように構成されている、付記１〜５の何れかに記載の装置。
【００６７】
付記７．前記欠陥領域をマッピングするように構成された前記マッピングモジュールは、更に、前記複数の有限要素のうち、前記欠陥領域に重複する閾値パーセンテージを少なくとも有する各々の有限要素を特定するように構成されている、付記１〜６の何れかに記載の装置。
【００６８】
付記８．構造体を解析する方法であって、
複数の層で構成される被疑構造体の非破壊検査（ＮＤＩ）データを処理して、前記複数の層のうちの内部層における欠陥領域、又は前記複数の層のうちの特定の一対の隣接する層の間の界面における欠陥領域を規定し、
前記被疑構造体の公称の有限要素モデルを受信し、その際、前記有限要素モデルは、それぞれの要素データセットを有する複数の有限要素で構成されており、前記複数の有限要素は、前記複数の層の各々についての有限要素のメッシュ、及び、前記複数の層における隣接する層の各対の間の界面における有限要素を含み、
前記欠陥領域を、前記複数の有限要素のうちの少なくともいくつかにマッピングすることにより、前記少なくともいくつかの有限要素を、前記内部層の前記有限要素のメッシュにおける有限要素、又は、前記特定の一対の隣接する層の間の前記界面における前記有限要素を含む欠陥有限要素として特定可能にし、
前記公称の前記有限要素モデル、及び前記欠陥有限要素のそれぞれの要素データセットに割り当てられた修正特性値又は修正状態値から、前記被疑構造体の再構築有限要素モデルを作成し、
負荷を加えた状態において、前記再構築有限要素モデルの有限要素法（ＦＥＭ）不良解析を実行して、前記被疑構造体の残留完全性の程度を示す出力を生成する、方法。
【００６９】
付記９．前記ＮＤＩデータを処理することにより、複数の欠陥領域が規定され、これらの欠陥領域のうちの少なくとも２つは、前記複数の層のうちの異なる層、前記複数の層における異なる対の隣接する層の間の界面、又は、前記複数の層における層及び前記複数の層における一対の隣接する層の間の界面に存在し、
前記欠陥領域のマッピングに際して、前記複数の欠陥領域をマッピングすることにより、前記複数の欠陥領域を前記欠陥有限要素として特定可能にする、付記８に記載の方法。
【００７０】
付記１０．前記ＮＤＩデータは、前記被疑構造体の座標系におけるそれぞれの３次元位置を示す複数のデータ点を含み、前記ＮＤＩデータの処理に際して、
前記複数のデータ点における各データ点を、前記内部層における２次元位置、又は、前記特定の一対の隣接する層の間の前記界面における２次元位置を示す対応データ点に変換し、
前記対応データ点の外側境界を計算して、前記内部層における前記欠陥領域、又は、前記特定の一対の隣接する層の間の前記界面における前記欠陥領域の２次元境界を特定することにより、当該欠陥領域を規定する、付記８又は９に記載の方法。
【００７１】
付記１１．前記ＮＤＩデータの処理に際して、更に、前記修正特性値又は前記修正状態値を前記欠陥領域に割り当てる、付記１０に記載の方法。
【００７２】
付記１２．前記ＮＤＩデータを処理することにより、複数の欠陥領域が規定され、これらの欠陥領域のうちの少なくとも２つは、前記複数の層のうちの異なる層、前記複数の層における異なる対の隣接する層の間の界面、又は、前記複数の層における層及び前記複数の層における一対の隣接する層の間の界面に存在し、
前記データ点の変換及び前記外側境界の計算は、前記複数の欠陥領域の各々に対して実行される、付記１０又は１１に記載の方法。
【００７３】
付記１３．前記ＮＤＩデータは、前記被疑構造体の複数の非破壊検査から得られる複数のＮＤＩデータセットを含み、前記ＮＤＩデータの処理に際して、
前記複数のＮＤＩデータセットを処理して、前記内部層における複数の領域、又は前記特定の一対の隣接する層の間の界面における複数の領域を規定し、
前記複数の領域において重複する領域を統合して、前記内部層における前記欠陥領域、又は前記特定の一対の隣接する層の間の界面における前記欠陥領域を規定するように構成されている、付記８〜１２の何れかに記載の方法。
【００７４】
付記１４．前記欠陥領域のマッピングに際して、前記複数の有限要素のうち、前記欠陥領域に重複する閾値パーセンテージを少なくとも有する各々の有限要素を特定するように構成されている、付記８〜１３の何れかに記載の方法。
【００７５】
付記１５．構造体を解析するためのコンピュータ可読記憶媒体であって、前記コンピュータ可読記憶媒体は、非一時的であって、内部にコンピュータ可読プログラムコード部分を記憶しており、前記コンピュータ可読プログラム部分は、プロセッサによる実行を受けて、装置が、少なくとも、
複数の層で構成される被疑構造体のＮＤＩデータを処理して、前記複数の層のうちの内部層における欠陥領域、又は前記複数の層のうちの特定の一対の隣接する層の間の界面における欠陥領域を規定し、
前記被疑構造体の公称の有限要素モデルを受信し、その際、前記有限要素モデルは、それぞれの要素データセットを有する複数の有限要素で構成されており、前記複数の有限要素は、前記複数の層の各々についての有限要素のメッシュ、及び、前記複数の層における隣接する層の各対の間の界面における有限要素を含み、
前記欠陥領域を、前記複数の有限要素のうちの少なくともいくつかにマッピングすることにより、前記少なくともいくつかの有限要素を、前記内部層の前記有限要素のメッシュにおける有限要素、又は、前記特定の一対の隣接する層の間の前記界面における前記有限要素を含む欠陥有限要素として特定可能にし、
前記公称の前記有限要素モデル、及び前記欠陥有限要素のそれぞれの要素データセットに割り当てられた修正特性値又は修正状態値から、前記被疑構造体の再構築有限要素モデルを作成し、
負荷を加えた状態において、前記再構築有限要素モデルの有限要素法（ＦＥＭ）不良解析を実行して、前記被疑構造体の残留完全性の程度を示す出力を生成する、ように制御する、コンピュータ可読記憶媒。
【００７６】
付記１６．前記装置は、前記ＮＤＩデータを処理して、複数の欠陥領域を規定するように制御され、その際、これらの欠陥領域のうちの少なくとも２つは、前記複数の層のうちの異なる層、前記複数の層における異なる対の隣接する層の間の界面、又は、前記複数の層における層及び前記複数の層における一対の隣接する層の間の界面に存在し、
前記欠陥領域をマッピングするように制御される前記装置は、前記複数の欠陥領域をマッピングすることにより、前記複数の欠陥領域を前記欠陥有限要素として特定可能にするように制御される、付記１５に記載のコンピュータ可読記憶媒体。
【００７７】
付記１７．前記ＮＤＩデータは、前記被疑構造体の座標系におけるそれぞれの３次元位置を示す複数のデータ点を含み、前記ＮＤＩデータを処理するように制御される前記装置は、
前記複数のデータ点における各データ点を、前記内部層における２次元位置、又は、前記特定の一対の隣接する層の間の前記界面における２次元位置を示す対応データ点に変換し、
前記対応データ点の外側境界を計算して、前記内部層における前記欠陥領域、又は、前記特定の一対の隣接する層の間の前記界面における前記欠陥領域の２次元境界を特定することにより、当該欠陥領域を規定する、ように制御される、付記１５又は１６に記載のコンピュータ可読記憶媒体。
【００７８】
付記１８．前記ＮＤＩデータを処理するように制御される前記装置は、更に、前記修正特性値又は前記修正状態値を前記欠陥領域に割り当てるように制御される、付記１７に記載のコンピュータ可読記憶媒体。
【００７９】
付記１９．前記装置は、前記ＮＤＩデータを処理して、複数の欠陥領域を規定するように制御され、その際、これらの欠陥領域のうちの少なくとも２つは、前記複数の層のうちの異なる層、前記複数の層における異なる対の隣接する層の間の界面、又は、前記複数の層における層及び前記複数の層における一対の隣接する層の間の界面に存在し、
前記装置は、前記データ点を変換して、前記複数の欠陥領域における各欠陥領域の外側境界を計算するように制御される、付記１７又は１８に記載のコンピュータ可読記憶媒体。
【００８０】
付記２０．前記ＮＤＩデータは、前記被疑構造体の複数の非破壊検査から得られる複数のＮＤＩデータセットを含み、前記ＮＤＩデータを処理するように制御される前記装置は、
前記複数のＮＤＩデータセットを処理して、前記内部層における複数の領域、又は前記特定の一対の隣接する層の間の界面における複数の領域を規定し、
前記複数の領域において重複する領域を統合して、前記内部層における前記欠陥領域、又は前記特定の一対の隣接する層の間の界面における前記欠陥領域を規定するように制御される、付記１５〜１９の何れかに記載のコンピュータ可読記憶媒体。
【００８１】
付記２１．前記欠陥領域をマッピングするように制御される前記装置は、前記複数の有限要素のうち、前記欠陥領域に重複する閾値パーセンテージを少なくとも有する各々の有限要素を特定するように制御される、付記１５〜２０の何れかに記載のコンピュータ可読記憶媒体。
【００８２】
当業者であれば、上記の説明及び関連図面に示された教示を受けて、本明細書の記載事項に対する様々な改変及び他の実施形態を思いつくであろう。従って、本開示は、開示された特定の実施形態に限定されるべきではなく、その修正及び他の実施形態も、添付の請求の範囲に含まれることが意図されている。さらに、上述の説明及び関連図面は、特定の要素及び／又は機能の例示的組み合わせに関連させて例示的な実施形態を説明しているが、代替の実施形態においては、添付する請求の範囲から逸脱することなく、異なる要素及び／又は機能の組み合わせを用いることが可能であることを理解されたい。この点について、例えば、添付の特許請求の範囲に記載されている場合もあるように、先に明確に記載したものとは異なる要素及び／又は機能の組み合わせも考えられる。本明細書において特定の用語を用いているが、これらの用語は、包括的且つ説明的な意味でのみ用いており、本開示を限定するものではない。                                                      
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ−３Ｃ】
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【図４Ａ−４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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