JP7650168B2 - Composite structure, manufacturing method for composite structure, and design method for reinforcing member - Google Patents
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Description
本発明は、複合構造体、複合構造体の製造方法、および補強部材の設計方法に関する。 The present invention relates to a composite structure, a manufacturing method for a composite structure, and a design method for a reinforcing member.
自動車の車体構造において、複数の部材の結合部に剛性を向上させるための補強構造が配置されている構造がある(例えば、特許文献1参照)。特許文献1には、センターピラーの下部とサイドシルとの結合部に、補強構造として機能する垂直板が配置されている。この垂直板が車体の前後・上下・斜め方向の荷重に対して変形を抑制することにより、特許文献1に記載された車体構造では、結合剛性の高い結合構造が実現されている。
In the body structure of an automobile, there is a structure in which a reinforcing structure is arranged at the joint between multiple components to improve rigidity (see, for example, Patent Document 1). In
しかしながら、特許文献1に記載された車体構造では、垂直板が平板形状であるため、モーメント入力に対する剛性向上には、断面二次モーメントを高めることについて効果が限定的である。そのため、垂直板の重心位置近くの補強では不利になる。さらに、垂直板は結合部の内部に埋め込まれる必要があるため、構造設計が容易ではなく、かつ、車体構造の製造コストが増加する。また、隔壁のない部分での車幅方向の断面崩れに対する補強が十分でない。なお、このような課題は、自動車の車体構造にかかわらず、複数の構造を組み合わせた複合構造体全般に共通する課題であった。
However, in the body structure described in
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、複合構造体において、軽量化及び高剛性化を図ると共に、構造設計を容易にすることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and aims to reduce the weight and increase the rigidity of composite structures while facilitating structural design.
本発明は、上述の課題の少なくとも一つを解決するためになされたものであり、以下の形態として実現できる。複合構造体であって、互いに結合された複数のフレームを有する被補強構造と、前記被補強構造の外壁面に対して、選択的に取り付けられた補強部材であって、互いに直交する3軸のいずれかに平行な軸に沿って延びる1つ以上の棒状部材から成る補強部材と、を備え、前記1つ以上の棒状部材のうちの少なくとも一部は、複数の前記フレームの結合部から、前記結合部に延びる各前記フレームの端部のうち、少なくとも一部の端部まで繋がっており、前記複数のフレームの少なくとも一部は、前記外壁面に対して内側に凹むように形成された溝部であって、前記3軸のいずれかに平行な軸に沿って延び、かつ、半円形状の横断面を有する溝部を備え、前記棒状部材は、前記溝部の少なくとも一部を充填するように配置され、前記棒状部材の少なくとも一部の横断面は、前記溝部の横断面と同じ直径を有する円または半円である、複合構造体。そのほか、本発明は、以下の形態としても実現可能である。 The present invention has been made to solve at least one of the above problems, and can be realized in the following form: A composite structure comprising a reinforced structure having a plurality of frames connected to each other, and a reinforcing member selectively attached to an outer wall surface of the reinforced structure, the reinforcing member being made of one or more rod-shaped members extending along an axis parallel to any of three mutually perpendicular axes, at least a portion of the one or more rod-shaped members being connected from a joint portion of the plurality of frames to at least a portion of the ends of each of the frames extending to the joint portion, at least a portion of the plurality of frames being provided with a groove portion formed to be recessed inwardly with respect to the outer wall surface , the groove portion extending along an axis parallel to any of the three axes and having a semicircular cross section, the rod-shaped members being arranged to fill at least a portion of the groove portion, and the cross section of at least a portion of the rod-shaped members being a circle or semicircle having the same diameter as the cross section of the groove portion. The present invention can also be realized in the following form.
(1)本発明の一形態によれば、複合構造体が提供される。この複合構造体は、互いに結合された複数のフレームを有する被補強構造と、前記被補強構造の壁面の外側に対して、選択的に取り付けられた1つ以上の補強部材と、を備え、前記1つ以上の補強部材のうちの少なくとも一部は、複数の前記フレームの結合部から、前記結合部に延びる各前記フレームの端部のうち、少なくとも一部の端部まで繋がっている。 (1) According to one aspect of the present invention, a composite structure is provided. The composite structure includes a reinforced structure having a plurality of frames connected to one another, and one or more reinforcing members selectively attached to the outside of a wall surface of the reinforced structure, and at least a portion of the one or more reinforcing members is connected from a joint between the plurality of frames to at least a portion of the ends of each of the frames that extend to the joint.
この構成によれば、少なくとも一部の補強部材は、結合部から離れたフレームの端部から結合部までを連続的に補強している。そのため、結合部のみが局所的に補強されている補強部材と比較して、不連続部での剛性低下を抑制することができるため、複合構造体の高剛性化を図ることができる。また、補強部材は、単に結合部から端部へと延びた簡単な形状であるため、補強部材の質量増加を抑制することができ、複合構造体の高剛性化と軽量化の両立を図ることができる。さらに、補強部材は、被補強構造の壁面の外側に対して選択的に取り付けられるため、剛性が異なる複数バリエーションの複合構造体を容易に得ることができ、構造設計を容易かつ短時間化できる。これらの結果、複合構造体において、軽量化及び高剛性化を図ると共に、構造設計を容易にできる。 According to this configuration, at least some of the reinforcing members continuously reinforce the area from the end of the frame away from the joint to the joint. Therefore, compared to a reinforcing member that locally reinforces only the joint, it is possible to suppress a decrease in rigidity at discontinuous areas, and therefore it is possible to increase the rigidity of the composite structure. In addition, since the reinforcing members have a simple shape that simply extends from the joint to the end, it is possible to suppress an increase in mass of the reinforcing members, and it is possible to achieve both high rigidity and light weight of the composite structure. Furthermore, since the reinforcing members are selectively attached to the outside of the wall surface of the reinforced structure, it is possible to easily obtain multiple variations of composite structures with different rigidities, and structural design can be simplified and shortened. As a result, it is possible to achieve lighter weight and higher rigidity in the composite structure, and to facilitate structural design.
(2)上記態様の複合構造体は、前記複数のフレームの少なくとも一部は、前記壁面に対して内側に凹むように形成された溝部を有し、前記補強部材は、前記溝部の少なくとも一部を充填するように配置されていてもよい。
本構成の複合構造体では、フレームに形成された溝部に補強部材が充填されているため、溝部が形成されていない被補強構造よりも、被補強構造に補強部材を取り付けやすい。
(2) In the composite structure of the above aspect, at least a portion of the multiple frames may have a groove portion formed so as to be recessed inward relative to the wall surface, and the reinforcing member may be arranged so as to fill at least a portion of the groove portion.
In the composite structure of this configuration, the reinforcing member is filled in the groove formed in the frame, so that it is easier to attach the reinforcing member to the reinforced structure than to a reinforced structure that does not have a groove formed therein.
(3)本発明の他の一形態によれば、複合構造体の製造方法が提供される。この製造方法は、互いに結合された複数のフレームを有する被補強構造を配置する配置工程と、前記被補強構造の壁面の外側に対して、1つ以上の補強部材を選択的に取り付ける取付工程と、
を備える。
本構成によれば、取付工程において、被補強構造の壁面の外側に対して1つ以上の補強部材を選択的に取り付ける。このため、被補強構造に対して付加される力成分に応じて、補強部材の数や、補強部材の形状を変更することにより、剛性が異なる複数バリエーションの複合構造体を容易に得ることができ、構造設計を容易かつ短時間化できる。
(3) According to another aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a composite structure, the method including: arranging a reinforced structure having a plurality of frames joined to each other; and selectively attaching one or more reinforcing members to an outer side of a wall surface of the reinforced structure;
Equipped with.
According to this configuration, in the attachment step, one or more reinforcing members are selectively attached to the outer side of the wall surface of the reinforced structure. Therefore, by changing the number and shape of the reinforcing members according to the force components applied to the reinforced structure, it is possible to easily obtain a plurality of composite structures with different rigidities, and the structural design can be simplified and shortened in time.
(4)上記態様の製造方法は、前記取付工程では、前記1つ以上の補強部材のうちの少なくとも一部に、複数の前記フレームの結合部から、前記結合部に延びる各前記フレームの端部のうち、少なくとも一部の端部まで繋がっている補強部材を用いてもよい。
この構成によれば、少なくとも一部の補強部材は、フレームの端部から結合部までを連続的に補強している。そのため、結合部のみが局所的に補強されている補強部材と比較して、不連続部での剛性低下が抑制されている。また、連続的に補強している補強部材は、単に結合部から端部へと延びた簡単な形状であるため、補強部材の質量増加を抑制することができ、複合構造体の高剛性化と軽量化の両立を図ることができる。
(4) In the manufacturing method of the above aspect, in the installation process, a reinforcing member that is connected from a joint portion of a plurality of the frames to at least a portion of the ends of each of the frames extending from the joint portion may be used as at least a portion of the one or more reinforcing members.
According to this configuration, at least some of the reinforcing members continuously reinforce the frame from the end to the joint. Therefore, compared to a reinforcing member that locally reinforces only the joint, the decrease in rigidity at the discontinuous portion is suppressed. In addition, since the reinforcing member that continuously reinforces has a simple shape that simply extends from the joint to the end, it is possible to suppress the increase in mass of the reinforcing member, and it is possible to achieve both high rigidity and light weight of the composite structure.
(5)上記態様の製造方法は、さらに、前記取付工程において使用される前記1つ以上の補強部材の形状をそれぞれ決定する設計工程を備え、前記設計工程では、当該補強部材が配置される前記結合部に作用する力成分を算出し、前記補強部材の形状を、算出された前記力成分に応じた形状としてもよい。
複数のフレームが結合された被補強構造では、結合部がフレームの一端を形成する場合がある。この場合に、フレームの他端に力やモーメントが加わると、結合部に最も大きな力が加わる。本構成では、最も大きな力が加わる結合部の力成分に応じて補強部材の形状が決定されるため、複合構造体の剛性を効率的に高めることができる。
(5) The manufacturing method of the above aspect may further include a design process for determining the shape of each of the one or more reinforcing members used in the installation process, and in the design process, a force component acting on the joint at which the reinforcing member is placed may be calculated, and the shape of the reinforcing member may be determined in accordance with the calculated force component.
In a reinforced structure in which multiple frames are joined together, the joint may form one end of the frame. In this case, when a force or moment is applied to the other end of the frame, the joint receives the largest force. In this configuration, the shape of the reinforcing member is determined according to the force component of the joint where the largest force is applied, so that the rigidity of the composite structure can be efficiently increased.
(6)上記態様の製造方法は、前記設計工程では、前記力成分を、前記結合部に延びる各前記フレームの端部に対して6自由度の荷重を独立に付加した場合の前記結合部への負荷を用いて算出してもよい。
本構成では、フレームの端部における各軸回りのモーメントに対する剛性向上のための各フレームの断面二次モーメントの向上も踏まえて補強部材の形状が決定される。補強部材は、被補強構造の壁面の外側に選択的に取り付けられた、少なくとも一部の補強部材により構成される。そのため、本構成の製造方法で製造された複合構造体は、断面二次モーメント的に有利であり、軽量で高剛性化される。また、各端部に対して6自由度の荷重を付加する解析は、従来の解析方法を流用することにより、自動的に行われる。そのため、短期間で補強部材を設計した上で、被補強構造に対して後から補強部材を取り付けることができる。
(6) In the manufacturing method of the above aspect, in the design process, the force components may be calculated using the load on the joint when a six-degree-of-freedom load is independently applied to the end of each of the frames extending to the joint.
In this configuration, the shape of the reinforcing member is determined taking into consideration the improvement of the second moment of area of each frame to improve the rigidity against moments around each axis at the end of the frame. The reinforcing member is composed of at least a part of the reinforcing member selectively attached to the outside of the wall surface of the reinforced structure. Therefore, the composite structure manufactured by the manufacturing method of this configuration is advantageous in terms of the second moment of area, and is lightweight and highly rigid. In addition, the analysis of applying a six-degree-of-freedom load to each end is performed automatically by utilizing a conventional analysis method. Therefore, the reinforcing member can be designed in a short period of time and then attached to the reinforced structure later.
(7)上記態様の製造方法は、さらに、前記複数のフレームの少なくとも一部について、前記壁面に対して内側に凹む溝部を形成する溝部形成工程を備え、前記取付工程では、前記溝部形成工程によって形成された前記溝部の少なくとも一部を充填するように、前記補強部材を配置してもよい。
本構成では、フレームに形成された溝部に補強部材が充填されているため、溝部が形成されていない被補強構造よりも、被補強構造に補強部材を取り付けやすい。
(7) The manufacturing method of the above aspect may further include a groove forming process for forming grooves that are recessed inwardly relative to the wall surface for at least a portion of the plurality of frames, and in the mounting process, the reinforcing member may be positioned so as to fill at least a portion of the grooves formed by the groove forming process.
In this configuration, since the reinforcing member is filled in the groove formed in the frame, it is easier to attach the reinforcing member to the reinforced structure than to a reinforced structure in which no groove is formed.
(8)本発明の他の一形態によれば、補強部材の設計方法が提供される。この設計方法は、互いに結合された複数のフレームを有する被補強構造のうち、前記複数のフレームの複数の端部を抽出する端部抽出工程と、前記端部抽出工程において抽出された複数の端部のうちの、1つの入力端部以外の他の端部を固定した状態で、前記入力版部に6自由度の荷重を独立に付加する荷重付加工程と、前記複数の端部のそれぞれに対して前記荷重付加工程を行い、全ての荷重付加工程の結果に応じて、前記被補強構造壁面の外側に取り付けられる前記補強部材の形状を決定する決定工程と、を情報処理装置により実行させる。
本構成によれば、補強部材が取り付けられる被補強構造に対して付加される力成分に応じて、補強部材の数や、補強部材の形状を変更することにより、剛性が異なる複数バリエーションの複合構造体を容易に得ることができ、構造設計を容易かつ短時間化できる。
(8) According to another aspect of the present invention, there is provided a method for designing a reinforcing member, the design method including an information processing device that executes an end extraction step of extracting end portions of a plurality of frames of a reinforced structure having a plurality of frames connected to each other, a load application step of independently applying a load with six degrees of freedom to the input plate portion while fixing end portions other than one input end portion among the plurality of ends extracted in the end extraction step, and a determination step of performing the load application step on each of the plurality of ends and determining a shape of the reinforcing member to be attached to the outside of a wall surface of the reinforced structure according to the results of all the load application steps.
According to this configuration, by changing the number and shape of the reinforcing members depending on the force components applied to the reinforced structure to which the reinforcing members are attached, it is possible to easily obtain multiple variations of composite structures with different rigidity, making structural design easier and shorter.
なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、複合構造体、構造体、複合構造体の製造方法、複合構造体の設計方法およびこれら装置を実行するためのコンピュータプログラム、このコンピュータプログラムを配布するためのサーバ装置、コンピュータプログラムを記憶した一時的でない記憶媒体等の形態で実現することができる。 The present invention can be realized in various forms, for example, in the form of a composite structure, a structure, a method for manufacturing a composite structure, a method for designing a composite structure, and a computer program for executing these devices, a server device for distributing this computer program, a non-transitory storage medium on which a computer program is stored, etc.
<実施形態>
1.複合構造体の形状:
図1は、本発明の実施形態としての複合構造体100の概略斜視図である。図1に示されるように、複合構造体100は、2つの略直方体のフレームが結合されたシェル(被補強構造)10と、シェル10の壁面の外側に取り付けられた補強部材20と、を備えている。すなわち、複合構造体100は、シェル10と、シェル10の剛性を向上させるために取り付けられた補強部材20とを合わせた構造体である。本実施形態の複合構造体100では、シェル10の壁面に対して補強部材20が後から選択的に取り付けられることにより、補強部材20の変更で効率的に複合構造体100の剛性が向上する。
<Embodiment>
1. Shape of the composite structure:
Fig. 1 is a schematic perspective view of a composite structure 100 according to an embodiment of the present invention. As shown in Fig. 1, the composite structure 100 includes a shell (reinforced structure) 10 formed by joining two substantially rectangular parallelepiped frames together, and a reinforcing member 20 attached to the outside of a wall surface of the
図2は、シェル10の概略斜視図である。図3は、補強部材20の概略斜視図である。図2に示されるように、シェル10は、フランジ部11Fを有する略直方体形状の第1フレーム11と、第1フレーム11に対して結合部CNで結合される直方体形状の第2フレーム16と、を備えている。すなわち、シェル10では、2つのフレーム11,16が結合されている。図2に示されるように、第1フレーム11は、長手軸(後述するX軸)に沿って延びる直方体形状の本体部11Bに対してフランジ部11Fが付加された形状を有する。本実施形態の第1フレーム11および第2フレーム16は、同じ金属製の材料で形成されている。
Figure 2 is a schematic perspective view of the
本実施形態では、図1ないし図3に示される直交座標系CSが定義されている。直交座標系CSは、図1ないし図3に示されるように、第1フレームの長手軸がX軸として定義され、Y軸およびZ軸は、本体部11Bの各面と平行な軸として設定されている。なお、直交座標系CSは、図4以降に示される直交座標系CSと対応している。直交座標系CSを用いて、フランジ部11Fは、本体部11Bに対してZ軸正方向側およびZ軸負方向側に延出している平板であると換言できる。
In this embodiment, an orthogonal coordinate system CS is defined as shown in Figs. 1 to 3. As shown in Figs. 1 to 3, the orthogonal coordinate system CS defines the longitudinal axis of the first frame as the X-axis, and the Y-axis and Z-axis are set as axes parallel to each surface of the
第2フレーム16は、Z軸に平行な長手軸に沿って延びた直方体形状を有している。第2フレーム16は、結合部CNにおいて溶接により、第1フレーム11の本体部11BにおけるZ軸正方向側のXY平面に結合されている。
The
図3に示される補強部材20は、シェル10の壁面の外側に対して、複数の棒状部材の組み合わせにより形成されている。例えば、補強部材20に含まれる一要素の棒状部材21は、図3に示されるように、結合部CNから、第1フレーム11のX軸正方向側の端部まで延びている。換言すると、棒状部材21は、結合部CNからフレーム11の端部まで繋がっている。本実施形態では、複数の棒状部材の組み合わせは、シェル10に作用する力成分から選択的に決定されている。棒状部材は、第1フレーム11および第2フレーム16を成型するための金型とは別の金型により、シェル10の壁面に接合される。
The reinforcing member 20 shown in FIG. 3 is formed by combining multiple rod-shaped members against the outside of the wall surface of the
2.補強部材の設計方法:
補強部材20の形状は、複合構造体100への入力に対して剛性を最大化するトポロジー最適化の設計方法により決定される。本実施形態では、PC(Personal Computer)等の情報処理装置を用いたFEM解析により、シェル10における結合部CNに作用する力成分が算出される。後述する図4に示される複数の梁要素20Sを補強部材候補として張り巡らし、トポロジー最適化手法により、この与えられた負荷条件下で剛性に寄与する梁要素20Sは寄与度に応じて太くなり、剛性に寄与しない梁要素20Sは細くなり消滅する。複数の負荷条件を考慮する場合は、全ての条件を同時に満たす補強部材20の構成がトポロジー最適化手法により求められる。
2. Reinforcement member design method:
The shape of the reinforcing member 20 is determined by a topology optimization design method that maximizes the rigidity of the composite structure 100 in response to an input. In this embodiment, a force component acting on the joint CN in the
図4は、シェル10に対する解析条件の説明図である。図4には、シェル10に対して設定された、3つの端部P1~P3と、補強部材20の一要素としての候補である複数の梁要素20Sと、が示されている。端部P1~P3は、結合部CNに延びるフレーム11,16の端部と言い換えることができる。補強部材20の設計方法では、初めに、フレーム11,16の端部P1~P3が抽出される。
Figure 4 is an explanatory diagram of the analysis conditions for the
端部P1は、第2フレーム16のうち、長手方向のZ軸方向に沿って結合部CNとは反対側(Z軸正方向側)のXY平面の重心位置に設定されている。端部P2は、第1フレーム11のうち、長手方向のX軸に沿って一方の端部であるX軸正方向側のYZ平面の重心位置に設定されている。端部P3は、第1フレーム11において端部P2の反対側の位置、すなわち、長手方向のX軸に沿って他方の端部であるX軸負方向側のYZ平面の重心位置に設定されている。複数の梁要素20Sのそれぞれは、X軸と、Y軸と、Z軸とのいずれかの軸に平行な棒状の要素として設定されている。なお、複数の梁要素20Sについては、図4に示される要素に限定されず、変形可能である。
The end P1 is set at the center of gravity of the XY plane on the opposite side (Z-axis positive side) of the joint CN along the Z-axis direction of the longitudinal direction of the
補強部材20の設計方法では、一例として、抽出された3つの端部P1~P3のうちの2つの端部(例えば端部P2,P3)を固定した状態で、残りの1つの端部(例えば端部P1)に対して6自由度の荷重を付加する。 As an example of a method for designing the reinforcing member 20, two of the three extracted ends P1 to P3 (e.g., ends P2 and P3) are fixed, and a six-degree-of-freedom load is applied to the remaining end (e.g., end P1).
図5ないし図10は、補強部材20の単独負荷に対する形状についての説明図である。図5ないし図10のそれぞれには、端部P2,P3を固定した状態で、端部(入力端部)P1に対して6自由度の荷重をそれぞれ独立に付加した場合に、解析条件から決定される補強部材20の仮形状20FX,20FY,20FZ,20MX,20MY,20MZと、シェル10とが示されている。
5 to 10 are explanatory diagrams of the shape of the reinforcing member 20 under a single load. Each of Fig. 5 to 10 shows provisional shapes 20 FX , 20 FY , 20 FZ , 20 MX , 20 MY , and 20 MZ of the reinforcing member 20 determined from the analysis conditions and the
図5には、端部P1に対してX軸正方向側に作用する力FXが加わった場合に、解析により最適化された補強部材20の仮形状20FXが示されている。図5に示されるように、仮形状20FXは、断面の面積が異なる複数の梁要素20Sの集合により形成されている。例えば、領域AR1に示されるように、X軸に平行な梁要素と、Y軸に平行な梁要素とが交差することにより、仮形状20FXはシェル10の剛性を向上させている。図6には、端部P1に対してY軸正方向側に作用する力FYが加わった場合に、解析により最適化された補強部材20の仮形状20FYが示されている。図7には、端部P1に対してZ軸正方向側に作用する力FZが加わった場合に、解析により最適化された補強部材20の仮形状20FZが示されている。
FIG. 5 shows a provisional shape 20 FX of the reinforcing member 20 optimized by analysis when a force FX acting on the end P1 in the positive direction of the X-axis is applied. As shown in FIG. 5, the provisional shape 20 FX is formed by a collection of a plurality of
図8には、端部P1に対してX軸回りに作用するモーメントMXが加わった場合に、解析により最適化された補強部材20の仮形状20MXが示されている。図8に示される仮形状20MXは、図5ないし図7に示された仮形状20FX,20FY,20FZと同じように、断面の面積が異なる複数の梁要素20Sの集合により形成されている。図9には、端部P1に対してY軸回りに作用するモーメントMYが加わった場合に、解析により最適化された補強部材20の仮形状20MYが示されている。図10には、端部P1に対してZ軸回りに作用するモーメントMZが加わった場合に、解析により最適化された補強部材20の仮形状20MZが示されている。6自由度の力成分に応じて決定された仮形状20FX,20FY,20FZ,20MX,20MY,20MZから、補強部材20(図3)の形状が決定される。
FIG. 8 shows a provisional shape 20 MX of the reinforcing member 20 optimized by analysis when a moment MX acting on the end P1 around the X-axis is applied. The provisional shape 20 MX shown in FIG. 8 is formed by a collection of a plurality of
図11は、シェル10に補強部材20を補強する方法の説明図である。図11には、シェル10の一部と、シェル10に取り付けられる補強部材20の一要素である梁要素20Sとの概略断面図が示されている。本実施形態では、シェル10の平板状の外側の壁面に、成形型DIにより断面が半円の棒状部材が接合される。そのため、本実施形態の複合構造体100では、同一の成形型DIを用いて、シェル10の外壁に選択的に梁要素20Sが形成される。
Figure 11 is an explanatory diagram of a method for reinforcing the
図12は、本実施形態の補強部材20の設計方法のフローチャートである。図12に示されるように、補強部材20の設計フローでは、初めに、互いに結合されたフレーム11,16のうちの端部P1~P3を抽出する抽出工程(端部抽出工程)が行われる(ステップS21)。次に、抽出された複数の端部P1~P3のうちから1つの端部P1が入力端部として選択される(ステップS22)。1つの端部P1である入力端部以外の他の端部P2,P3が固定された状態で、端部P1に6自由度の荷重を独立に付加する荷重付加工程が行われる(ステップS23)。荷重付加工程では、結果としての補強部材の仮形状が決定する。
Figure 12 is a flowchart of the design method of the reinforcing member 20 of this embodiment. As shown in Figure 12, the design flow of the reinforcing member 20 first involves an extraction process (end extraction process) in which ends P1 to P3 of the
荷重付加工程が行われると、補強部材20の形状を決定する決定工程が行われ(ステップS24)、設計フローが終了する。決定工程では、端部P1に対しての荷重付加工程で得られた結果としての6つの補強部材の仮形状を用いて、補強部材20の形状が決定する。 After the load application process is performed, a determination process is performed to determine the shape of the reinforcing member 20 (step S24), and the design flow ends. In the determination process, the shape of the reinforcing member 20 is determined using the provisional shapes of the six reinforcing members obtained as a result of the load application process for the end P1.
3.複合構造体の製造方法:
図13は、本実施形態における複合構造体100の設計方法のフローチャートである。図13に示される製造フローでは、初めに、シェル10が配置される配置工程が行われる(ステップS1)。次に、補強部材20の形状を決定するための解析を行う設計工程が行われる(ステップS2)。設計工程では、図12に示される補強部材20の設計フローが行われる。具体的には、設計工程では、PC等の情報処理装置を用いたFEM解析により、結合部CNに作用する力成分が算出される。算出された力成分に応じて選択的に梁要素20Sが形成された補強部材20の形状が決定する。本実施形態の設計工程では、当該力成分は、結合部CNまで延びる第2フレーム16の端部P1に対して6自由度の荷重が付加された場合の結合部CNへの負荷を用いて算出される。
3. Manufacturing method of the composite structure:
FIG. 13 is a flowchart of a design method for the composite structure 100 in this embodiment. In the manufacturing flow shown in FIG. 13, first, a placement process in which the
決定された形状に応じて、シェル10の壁面の外側に対して補強部材20を取り付ける取付工程が行われる(ステップS3)。取付工程では、図11に示されるように、成形型DIを用いて補強部材20を構成する複数の梁要素20Sが、シェル10の壁面の外側に選択的に取り付けられる。取付工程が行われると、製造フローは終了する。
An attachment process is performed to attach the reinforcing member 20 to the outside of the wall surface of the
4.複合構造体の強度評価:
図14および図15は、複合構造体100の強度評価についての説明図である。図14には、複合構造体100における端部P2,P3が固定された状態で、端部P1に6自由度の荷重を付加させた場合の複合構造体100の変位量(mm)が示されている。また、図14には、比較のために、複合構造体100と同じ質量にした場合の比較例のシェル10zの変位量が示されている。具体的には、複合構造体100の質量は、4.2290kgのシェル10の質量と、6.6692kgの補強部材20の質量との合計である。比較例のシェル10zの質量は、シェル10の板厚を2.577倍に増やした10.8980kgである。すなわち、図14には、ほぼ同等の質量の複合構造体100と比較例のシェル10zとの変位量との強度評価が示されている。また、図14には、複合構造体100の変位量を、比較例のシェル10zの変位量で除した変位の比が表されている。図15には、図14における6自由度の荷重の付加に対応する変位の比が棒グラフにより表されている。なお、6自由度の荷重に対応する各変位量は、複合構造体100の中で最も変化した部分の最大変位量を表している。
4. Strength evaluation of composite structures:
14 and 15 are explanatory diagrams for the strength evaluation of the composite structure 100. FIG. 14 shows the displacement (mm) of the composite structure 100 when a load with six degrees of freedom is applied to the end P1 with the ends P2 and P3 of the composite structure 100 fixed. Also, FIG. 14 shows the displacement of a comparative shell 10z having the same mass as the composite structure 100 for comparison. Specifically, the mass of the composite structure 100 is the sum of the mass of the
図14に示されるように、端部P2,P3が固定された状態で、端部P1にX軸正方向に1N(ニュートン)の力成分を作用させた場合の複合構造体100の変位量は、8.65×10-5mmである。一方で、比較例のシェル10zの変位量は、1.17×10-4mmであり、複合構造体100の変位量よりも大きい。この場合の変位の比は、図14および図15に示されるように、0.739(73.9%)である。同じように、端部P1にFY=1N,FZ=1NおよびモーメントMX=1N・mm,MY=1N・mm,MZ=1N・mmが作用した場合の複合構造体100の変位量は、いずれも比較例のシェル10zの変位量よりも小さい。特に、端部P1にFY=1N,FZ=1Nが作用した場合には、複合構造体100の変位量は、比較例のシェル10zの変位量のおよそ半分である。すなわち、同質量であっても、複合構造体100の剛性の方が、比較例のシェル10zの剛性よりも高い。 As shown in FIG. 14, when a force component of 1 N (Newton) is applied to the end P1 in the positive direction of the X-axis with the ends P2 and P3 fixed, the displacement of the composite structure 100 is 8.65×10 −5 mm. On the other hand, the displacement of the shell 10z of the comparative example is 1.17×10 −4 mm, which is larger than the displacement of the composite structure 100. The displacement ratio in this case is 0.739 (73.9%), as shown in FIG. 14 and FIG. 15. Similarly, when FY=1 N, FZ=1 N and moments MX=1 N·mm, MY=1 N·mm, and MZ=1 N·mm are applied to the end P1, the displacement of the composite structure 100 is smaller than the displacement of the shell 10z of the comparative example. In particular, when FY=1 N, FZ=1 N are applied to the end P1, the displacement of the composite structure 100 is approximately half of the displacement of the shell 10z of the comparative example. In other words, even if the masses are the same, the rigidity of the composite structure 100 is higher than the rigidity of the shell 10z of the comparative example.
5.効果:
以上説明したように、本実施形態の複合構造体100では、シェル10の壁面の外側に対して、選択的に補強部材20が取り付けられている。図3に示されるように、補強部材20に含まれる一要素の棒状部材21は、結合部CNからフレーム11の端部まで繋がっている。すなわち、棒状部材21は結合部CNから離れたフレーム11の端部から結合部CNまでを連続的に補強している。そのため、結合部CNのみが局所的に補強されている補強部材と比較して、本実施形態の複合構造体100では、棒状部材の不連続部での剛性低下が抑制されている。また、棒状部材21は、単に結合部CNから端部へと延びた簡単な形状であるため、補強部材20の質量増加を抑制でき、複合構造体100の高剛性化と軽量化との両立を図ることができる。さらに、補強部材20は、シェル10の壁面の外側に対して選択的に取り付けられているため、剛性が異なる複数バリエーションの複合構造体100を容易に得ることができ、複合構造体100の構造設計を容易かつ短時間化できる。これらの結果、複合構造体100において、軽量化および高剛性化を図ると共に、構造設計を容易にできる。
5. Effects:
As described above, in the composite structure 100 of this embodiment, the reinforcing member 20 is selectively attached to the outside of the wall surface of the
また、本実施形態の複合構造体100の製造方法では、配置されたシェル10の壁面の外側に対して、選択的に補強部材20が取り付けられている。このため、シェル10に対して付加される力成分に応じて、補強部材20の梁要素20Sの数や、補強部材20の形状を変更することにより、剛性が異なる複数バリエーションの複合構造体100を容易に得ることができ、複合構造体100の構造設計を容易かつ短時間化できる。
In addition, in the manufacturing method of the composite structure 100 of this embodiment, the reinforcing member 20 is selectively attached to the outside of the wall surface of the arranged
また、本実施形態の複合構造体100の製造方法では、補強部材20の形状を決定するための解析を行う設計工程が行われる(図13のステップS2)。設計工程では結合部CNに作用する力成分が算出され、算出された力成分に応じて補強部材20の形状が決定する。複数のフレーム11,16が結合されたシェル10では、結合部CNがフレームの一端を形成する場合がある。この場合に、フレームの他端に力やモーメントが加わると、結合部CNに最も大きな力が加わる。本実施形態の製造方法では、最も大きな力が加わる結合部CNの力成分に応じて補強部材20の形状が決定されるため、複合構造体100の剛性を効率的に高めることができる。
In addition, in the manufacturing method of the composite structure 100 of this embodiment, a design process is carried out in which an analysis is performed to determine the shape of the reinforcing member 20 (step S2 in FIG. 13). In the design process, the force components acting on the joint CN are calculated, and the shape of the reinforcing member 20 is determined according to the calculated force components. In a
<上記実施形態の変形例>
本発明は上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
<Modifications of the above embodiment>
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be embodied in various forms without departing from the spirit and scope of the invention. For example, the following modifications are also possible.
<変形例1>
上記実施形態では、互いに結合された複数のフレーム11,16を有するシェル10と、シェル10の壁面の外側に対して選択的に取り付けられた補強部材20と、を備える複合構造体100について説明したが、複合構造体100の各構成については種々変形可能である。例えば、フレームとは、上記実施形態のフレーム11,16のような長手軸に沿う略直方体形状を有していなくてもよく、単に球形状の部材でもよく、平板形状の部材であってもよい。フレームとは、結合部CNにおいて他のフレーム(部材)と結合される部材のことを言い、フレームの形状や材質については変形可能である。上記実施形態の補強部材20の形状は、一例であり、1つの接合された部材として構成されずに、分割された複数の補強部材により構成されていてもよい。補強部材20の材料は、フレーム11,16と同じであってもよいし、異なる樹脂等の材質であってもよい。
<
In the above embodiment, the composite structure 100 including the
上記実施形態において設定された直交座標系CSは、一例であり、結合部CNにより結合されるフレームの数や形状に応じて自由に設定されてもよい。設定された直交座標系CSの各軸に応じて、フレーム11,16の位置関係は変化する。
The Cartesian coordinate system CS set in the above embodiment is just an example, and may be set freely depending on the number and shape of the frames to be joined by the joining part CN. The positional relationship between the
<変形例2>
図16ないし図18は、変形例の複合構造体についての説明図である。図16には、変形例の複合構造体が備える第2フレーム16aの一部が示されている。図16の概略斜視図に示されるように、変形例のシェル10aが有する第2フレーム16aには、壁面に対して内側に凹むように形成された溝部CHが形成されている。図16に示されるように、溝部CHの断面は半円形状であり、溝部CHは、X軸またはZ軸に沿って延びている。
<Modification 2>
16 to 18 are explanatory diagrams of a composite structure of a modified example. FIG. 16 shows a part of a
図17には、第2フレーム16aに形成された溝部CHに、補強部材20aの一要素である梁要素20Saが取り付けられた状態の概略断面図が示されている。変形例では、第2フレーム16aの溝部CHに、成形型により断面が円形状の棒状部材が接合される。一方で、図18には、第2フレーム16aに形成された溝部CHに、充填剤16inが充填された状態の概略断面図が示されている。図18に示されるように、変形例では、第2フレーム16aの溝部CHを埋めるように、半円形状の断面を有する充填剤16inが充填されることにより、シェル10aの一部を構成する第2フレーム16aが形成されている。なお、設計工程により算出される力成分に応じて、第2フレーム16aにおいて、梁要素20Saと充填剤16inとのいずれも取り付けられずに、溝部CHのまま残る部分があってもよい。
Figure 17 shows a schematic cross-sectional view of a state in which a beam element 20Sa, which is one element of the reinforcing
以上説明したように、変形例の複合構造体では、第2フレーム16aの壁面に凹むように形成された溝部CHに補強部材20の梁要素20Saが選択的に取り付けられる。そのため、変形例の複合構造体では、溝部CHが形成されていない第2フレーム16よりも、溝部CHが形成された第2フレーム16aに梁要素20Saを取り付けやすくなる。
As described above, in the modified composite structure, the beam element 20Sa of the reinforcing member 20 is selectively attached to the groove CH formed in the wall surface of the
溝部CHの形状および形成位置については変形可能である。例えば、溝部CHの形状は、矩形状であってもよい。溝部CHが形成される位置は、例えば、結合部CN付近のみに形成されて、端部P1~P3付近に形成されていなくてもよい。形成される位置に応じて、溝部CHの断面の形状や断面の大きさが異なっていてもよい。また、溝部CHに充填される充填剤16inは、位置に応じて異なっていてもよく、第2フレーム16aと異なる材質(例えば樹脂材)であってもよい。図17に示される充填剤16inを、第2フレーム16aの一部ではなく、補強部材20aの一部として取り扱ってもよい。
The shape and the position where the groove CH is formed can be changed. For example, the shape of the groove CH may be rectangular. The position where the groove CH is formed may be, for example, only near the joint CN, and not near the ends P1 to P3. The cross-sectional shape and cross-sectional size of the groove CH may differ depending on the position where it is formed. Furthermore, the filler 16in filled in the groove CH may differ depending on the position, and may be a different material (for example, a resin material) from that of the
<変形例3>
図19は、変形例の複合構造体の製造方法のフローチャートである。変形例の製造フローでは、初めに、略直方体形状の第1フレーム11および第2フレーム16a(図16)を作製するフレーム作製工程(溝部形成工程)が行われる(ステップS11)。フレーム11,16aは、成形型により成形されて作製される。成形時に第2フレーム16aには、所定の溝部CHが形成される。作製された第1フレーム11と第2フレーム16aとの結合部CNを溶接により結合する結合工程が行われる(ステップS12)。第1フレーム11と第2フレーム16aとが結合されたシェル10aを配置する配置工程が行われる(ステップS13)。
<Modification 3>
19 is a flow chart of a manufacturing method of a composite structure of the modified example. In the manufacturing flow of the modified example, first, a frame manufacturing process (groove forming process) is performed to manufacture a
次に、補強部材20aの形状を決定するための設計工程が行われる(ステップS14)。設計工程では、FEM解析により、溝部CHの形状も加味されて結合部CNに作用する力成分が算出され、梁要素20Saが形成された補強部材20aの形状が決定する。決定された形状に応じて、シェル10aの壁面の外側に対して補強部材20aを取り付ける取付工程が行われる(ステップS15)。
Next, a design process is carried out to determine the shape of the reinforcing
上記実施形態および変形例の製造フローは、シェル10,10aを配置する工程と、補強部材20,20aをシェル10,10aの壁面に取り付ける取り付け工程と、を備える範囲で変形可能である。例えば、上記実施形態の製造フロー(図13)は、設計工程を備えてなくてもよい。設計工程では、端部P1~P3に6自由度の荷重が付加された解析ではなく、周知技術の解析方法が用いられてもよい。また、変形例の製造フローにおいて溝部CHを形成する溝部形成工程は、補強部材20aが取り付けられる前に実行されればよい。そのため、配置工程後にフレーム11,16aの所定の位置に切削加工により溝部CHが形成されてもよい。また、設計工程後に、溝部形成工程と取り付け工程とが行われてもよい。
The manufacturing flow of the above embodiment and modified example can be modified to the extent that it includes a process of arranging the
<変形例4>
図20は、変形例の補強部材の設計方法のフローチャートである。図20に示される補強部材20の設計フローでは、上記実施形態の設計フロー(図12)と異なり、端部P1~P3のそれぞれを入力端部として選択して補強部材の形状を決定する点が異なる。図20に示されるように、変形例の補強部材の設計フローでは、端部P1~P3を抽出する抽出工程が行われる(ステップS21)。次に、抽出された複数の端部P1~P3のうちから1つの端部P1が入力端部として選択され(ステップS22)、端部P2,P3が固定された状態で、端部P1に対して荷重付加工程が行われる(ステップS23)。荷重付加工程では、端部P1が入力端部である場合の補強部材の仮形状が決定する。
<Modification 4>
FIG. 20 is a flowchart of a design method of a reinforcing member of a modified example. The design flow of the reinforcing member 20 shown in FIG. 20 is different from the design flow of the above embodiment (FIG. 12) in that each of the ends P1 to P3 is selected as an input end to determine the shape of the reinforcing member. As shown in FIG. 20, in the design flow of the reinforcing member of the modified example, an extraction step is performed to extract the ends P1 to P3 (step S21). Next, one end P1 is selected as an input end from among the extracted multiple ends P1 to P3 (step S22), and a load application step is performed on the end P1 with the ends P2 and P3 fixed (step S23). In the load application step, a provisional shape of the reinforcing member when the end P1 is the input end is determined.
ステップS23の処理が行われると、入力端部として選択されていない端部があるか否かが判定される(ステップS231)。選択されていない端部P2,P3が有ると判定された場合には(ステップS231:YES)、選択されていない端部P2,P3のうちから新たな入力端部P2が選択され(ステップS232)、ステップS23以降の処理が繰り返される。全ての端部P1~P3のそれぞれが入力端部として選択済みである場合には(ステップS231:NO)、補強部材の形状を決定する決定工程が行われ(ステップS24)、設計フローが終了する。決定工程では、端部P1~P3のそれぞれに対しての荷重付加工程で得られた結果としての3つの補強部材の仮形状を用いて、補強部材20の形状が決定する。 When the process of step S23 is performed, it is determined whether there are any ends that have not been selected as input ends (step S231). If it is determined that there are unselected ends P2 and P3 (step S231: YES), a new input end P2 is selected from the unselected ends P2 and P3 (step S232), and the process from step S23 onwards is repeated. If all ends P1 to P3 have been selected as input ends (step S231: NO), a determination process is performed to determine the shape of the reinforcing member (step S24), and the design flow ends. In the determination process, the shape of the reinforcing member 20 is determined using the provisional shapes of the three reinforcing members obtained as a result of the load application process for each of the ends P1 to P3.
また、変形例の複合構造体100の製造方法では、補強部材の形状を決定するために算出される力成分は、結合部CNまで延びる各フレーム11,16の端部P1に対して6自由度の荷重が付加された場合の結合部CNへの負荷を用いて算出される。すなわち、この変形例の製造方法では、端部P1における各軸回りのモーメントに対する剛性向上のための各フレーム11,16の断面二次モーメントの向上も踏まえて補強部材の形状が決定される。補強部材は、シェル10の壁面の外側に選択的に取り付けられた複数の棒状部材21により構成されるため、断面二次モーメント的に有利であり、複合構造体100を軽量で高剛性化できる。また、各端部P1~P3に対して6自由度の荷重を付加するFEM解析は、従来の解析方法を流用することにより、自動的に行われる。そのため、短期間で補強部材を設計した上で、シェル10に対して後から補強部材を取り付けることができる。
In addition, in the manufacturing method of the composite structure 100 of the modified example, the force components calculated to determine the shape of the reinforcing member are calculated using the load on the joint CN when a six-degree-of-freedom load is applied to the end P1 of each
また、変形例の補強部材の設計方法では、結合部CNにより結合しているフレーム11,16の端部P1~P3を抽出する抽出工程が行われる(図20のステップS21)。抽出された3つの端部P1~P3のうちの2つの端部(例えば端部P2,P3)を固定した状態で、残りの1つの端部(例えば端部P1)に対して6自由度の荷重を付加する荷重付加工程が行われる(ステップS23)。このため、補強部材が取り付けられるシェル10に対して付加される力成分に応じて、補強部材の梁要素20Sの数や、補強部材の形状を変更することにより、剛性が異なる複数バリエーションの複合構造体100を容易に得ることができる。また、この変形例の設計方法を用いて製造される複合構造体100の構造設計を容易かつ短時間化できる。
In addition, in the design method of the reinforcing member of the modified example, an extraction step is performed to extract the ends P1 to P3 of the
以上、実施形態、変形例に基づき本態様について説明してきたが、上記した態様の実施の形態は、本態様の理解を容易にするためのものであり、本態様を限定するものではない。本態様は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本態様にはその等価物が含まれる。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することができる。 Although this aspect has been described above based on the embodiment and modified examples, the embodiment of the above-mentioned aspect is intended to facilitate understanding of this aspect and does not limit this aspect. This aspect may be modified or improved without departing from the spirit and scope of the claims, and equivalents are included in this aspect. Furthermore, if a technical feature is not described as essential in this specification, it may be deleted as appropriate.
10,10a,10z…シェル
11…第1フレーム
11B…本体部
11F…フランジ部
16,16a…第2フレーム
16in…充填剤
20,20a…補強部材
20FX,20FY,20FZ,20MX,20MY,20MZ…補強部材の仮形状
20S,20Sa…梁要素
21…棒状部材
100…複合構造体
AR1…領域
CH…溝部
CN…結合部
CS…直交座標系
DI…成形型
FX,FY,FZ…力
MX,MY,MZ…モーメント
P1~P3…端部(入力端部)
10, 10a, 10z...
Claims (8)
互いに結合された複数のフレームを有する被補強構造と、
前記被補強構造の外壁面に対して、選択的に取り付けられた補強部材であって、互いに直交する3軸のいずれかに平行な軸に沿って延びる1つ以上の棒状部材から成る補強部材と、
を備え、
前記1つ以上の棒状部材のうちの少なくとも一部は、複数の前記フレームの結合部から、前記結合部に延びる各前記フレームの端部のうち、少なくとも一部の端部まで繋がっており、
前記複数のフレームの少なくとも一部は、前記外壁面に対して内側に凹むように形成された溝部であって、前記3軸のいずれかに平行な軸に沿って延び、かつ、半円形状の横断面を有する溝部を備え、
前記棒状部材は、前記溝部の少なくとも一部を充填するように配置され、
前記棒状部材の少なくとも一部の横断面は、前記溝部の横断面と同じ直径を有する円または半円である、複合構造体。 1. A composite structure comprising:
a reinforced structure having a plurality of frames joined together;
A reinforcing member selectively attached to the outer wall surface of the reinforced structure, the reinforcing member being made of one or more rod-shaped members extending along an axis parallel to any one of three mutually orthogonal axes;
Equipped with
At least a portion of the one or more rod-shaped members is connected from a joint portion of the plurality of frames to at least a portion of ends of each of the frames that extend to the joint portion,
At least a portion of the plurality of frames includes a groove portion formed to be recessed inward with respect to the outer wall surface , the groove portion extending along an axis parallel to any one of the three axes and having a semicircular cross section,
The rod-shaped member is disposed so as to fill at least a portion of the groove,
A composite structure, wherein a cross section of at least a portion of the bar-shaped member is a circle or semicircle having the same diameter as the cross section of the groove.
前記補強部材は、互いに直交する2軸のそれぞれに平行な軸に沿って延びる2つ以上の棒状部材から成り、The reinforcing member is composed of two or more rod-shaped members extending along axes parallel to two axes perpendicular to each other,
前記溝部は、前記3軸のうちの少なくとも2軸のそれぞれに沿って平行に延びる、複合構造体。A composite structure, wherein the grooves extend parallel along each of at least two of the three axes.
前記1つ以上の棒状部材は、同じ形状を有する、複合構造体。 3. The composite structure according to claim 1 or 2 ,
A composite structure, wherein the one or more rod-shaped members have the same shape.
互いに結合された複数のフレームを有する被補強構造を配置する配置工程と、
前記複数のフレームの少なくとも一部について、前記被補強構造の外壁面に対して内側に凹む溝部であって、互いに直交する3軸のいずれかに平行な軸に沿って延び、かつ、半円形状の横断面を有する溝部を形成する溝部形成工程と、
前記外壁面に形成された前記溝部に対して、前記3軸のいずれかに平行な軸に沿って延びる1つ以上の棒状部材から成る補強部材を選択的に取り付ける取付工程と、
を備え、
前記取付工程では、
前記1つ以上の棒状部材のうちの少なくとも一部を、複数の前記フレームの結合部から、前記結合部に延びる各前記フレームの端部のうち、少なくとも一部の端部まで繋がらせ、
前記溝部の少なくとも一部を充填するように前記棒状部材を配置し、
前記棒状部材の少なくとも一部の横断面は、前記溝部の横断面と同じ直径を有する円または半円である、製造方法。 A method for manufacturing a composite structure, comprising the steps of:
a placement step of placing a reinforced structure having a plurality of frames joined together;
a groove forming step of forming grooves in at least some of the frames, the grooves being recessed inwardly with respect to an outer wall surface of the reinforced structure, the grooves extending along an axis parallel to any one of three mutually orthogonal axes and having a semicircular cross section;
a mounting step of selectively mounting a reinforcing member, which is made of one or more rod-shaped members extending along an axis parallel to any one of the three axes, to the groove portion formed on the outer wall surface ;
Equipped with
In the mounting step,
At least a portion of the one or more rod-shaped members is connected from a joint portion of the plurality of frames to at least a portion of ends of each of the frames that extend to the joint portion;
The rod-shaped member is disposed so as to fill at least a portion of the groove;
A manufacturing method in which a cross section of at least a portion of the rod-shaped member is a circle or semicircle having the same diameter as the cross section of the groove portion.
前記溝部は、互いに直交する2軸のそれぞれに平行な軸に沿って延び、The groove portion extends along an axis parallel to each of two axes perpendicular to each other,
前記補強部材は、前記3軸のうちの少なくとも2軸のそれぞれに沿って平行に延びる2つ以上の棒状部材から成る、製造方法。A manufacturing method in which the reinforcing member is made of two or more rod-shaped members extending parallel along at least two of the three axes.
前記1つ以上の棒状部材は、同じ形状を有する、製造方法。 The method according to claim 4 or 5 ,
The method of manufacturing, wherein the one or more rod-shaped members have the same shape.
前記取付工程において使用される前記1つ以上の棒状部材の形状をそれぞれ決定する設計工程を備え、
前記設計工程では、当該棒状部材が配置される前記結合部に作用する力成分を算出し、
前記棒状部材の形状を、算出された前記力成分に応じた形状とする、製造方法。 The method according to any one of claims 4 to 6, further comprising:
a design step of determining a shape of each of the one or more rod-shaped members used in the mounting step,
In the design step, a force component acting on the joint where the rod-shaped member is disposed is calculated,
The manufacturing method includes forming the rod-shaped member into a shape corresponding to the calculated force component.
前記設計工程では、前記力成分を、前記結合部に延びる各前記フレームの端部に対して、前記3軸に沿う方向の3自由度および前記3軸回りの3自由度との計6自由度の荷重を独立に付加した場合の前記結合部への負荷を用いて算出する、製造方法。 The method according to claim 7 , further comprising the steps of:
A manufacturing method in which, in the design process, the force components are calculated using the load on the joint when loads with a total of six degrees of freedom, including three degrees of freedom in directions along the three axes and three degrees of freedom around the three axes, are applied independently to the ends of each of the frames extending to the joint.
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