特開 2024-170374 締結構造物を解析するための方法及びこれに関連するシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024170374

(43)【公開日】2024-12-10

(54)【発明の名称】締結構造物を解析するための方法及びこれに関連するシステム

(51)【国際特許分類】

   G01M 99/00 20110101AFI20241203BHJP

【ＦＩ】

G01M99/00 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】86

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2024075122

(22)【出願日】2024-05-07

(31)【優先権主張番号】18/315,082

(32)【優先日】2023-05-10

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(71)【出願人】

【識別番号】500520743

【氏名又は名称】ザ・ボーイング・カンパニー

【氏名又は名称原語表記】Ｔｈｅ Ｂｏｅｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ

(74)【代理人】

【識別番号】110002077

【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】リリー， ブライアン ダブリュ．

(72)【発明者】

【氏名】シェファー， ジョセフ ディー．

(57)【要約】      （修正有）

【課題】試験中に、妥当なコスト、スケジュール、及び精度で、必要な属性を全て正確にかつ現在進行形で測定することが、物理的に不可能であることである。
【解決手段】締結構造物を解析するための方法は、締結構造物の電子設計モデルにアクセスすることと、電子設計モデル内に少なくとも１つのセンサ要素モデルを埋め込むことと、電子設計モデルに少なくとも１つのシミュレーション荷重を印加することと、少なくとも１つのセンサ要素モデルを使用して測定パラメータをモニタし、少なくとも１つのシミュレーション荷重に基づいて、対応する選択ロケーションにおける荷重条件を検出することと、検出された荷重条件を、モニタされた測定パラメータの所定の測定閾値と比較することと、を含む。締結構造物管理システムは、コンピューティングシステムと、コンピューティングシステムと通信するように動作する記憶デバイスとを含む。
【選択図】図1

【特許請求の範囲】

【請求項1】

締結構造物（５００）を解析するための方法（１００）であって、
前記締結構造物（５００）の電子設計モデル（４００）にアクセスすること（１０２）であって、前記締結構造物（５００）が、複数のファスナ要素（５０４）によって組み立てられた少なくとも２つの構造要素（５０２）を含み、前記電子設計モデル（４００）は、各構造要素（５０２）についての構造要素パラメータ（６１０）、及び各ファスナ要素（５０４）についてのファスナパラメータ（６１２）を含み、前記構造要素パラメータ（６１０）及び前記ファスナパラメータ（６１２）は、組み立て済みの締結構造物（５００）が曝露されると予測される環境における、対応する前記構造要素（５０２）及び対応する前記ファスナ要素（５０４）の特性及び挙動を表現する、前記締結構造物（５００）の電子設計モデル（４００）にアクセスすること（１０２）と、
前記電子設計モデル（４００）内に少なくとも１つのセンサ要素モデル（４０２）を埋め込むこと（１０４）であって、各センサ要素モデル（４０２）が、前記少なくとも２つの構造要素（５０２）のうちの２つ以上の構造要素（５０２）の間の選択接合部に関連する選択ロケーションに埋め込まれ、前記少なくとも１つのセンサ要素モデル（４０２）は、前記電子設計モデル（４００）に一又は複数のシミュレーション荷重（６１６）が印加されることに応答して、前記選択ロケーションにおける測定パラメータ（６１４）をモニタするよう設定される、少なくとも１つのセンサ要素モデル（４０２）を埋め込むこと（１０４）と、
少なくとも１つのシミュレーション荷重（６１６）を、前記電子設計モデル（４００）に印加すること（１０６）と、
前記少なくとも１つのセンサ要素モデル（４０２）を使用して前記測定パラメータ（６１４）をモニタし、前記少なくとも１つのシミュレーション荷重（６１６）に基づいて、対応する前記選択ロケーションにおける荷重条件（６１８）を検出すること（１０８）と、
検出された前記荷重条件（６１８）を、モニタされた前記測定パラメータ（６１４）の所定の測定閾値（６２０）と比較すること（１１０）と、
を含む、方法（１００）。

【請求項2】

前記締結構造物（５００）が、前記複数のファスナ要素（５０４）によって組み立てられた３つ以上の構造要素（５０２）を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記締結構造物（５００）が、製品構造物、ビークル構造物、自動車両構造物、航空ビークル構造物、航空機構造物、ミサイル構造物、ロケット構造物、発射構造物、衛星構造物、橋梁構造物、及びトンネル構造物、のうちの少なくとも１つを形成する、請求項１に記載の方法。

【請求項4】

前記複数のファスナ要素（５０４）がファスナ要素（５０４）のセットを含み、前記少なくとも２つの構造要素（５０２）が、少なくとも１つの複合材構造要素と、少なくとも１つの非複合材構造要素とを含み、前記少なくとも１つの非複合材構造要素は、前記ファスナ要素（５０４）のセットによって、前記少なくとも１つの複合材構造要素のうちの一又は複数と接合される、請求項１に記載の方法。

【請求項5】

前記複数のファスナ要素（５０４）及び前記ファスナ要素（５０４）のセットは、金属ファスナ、金属ネジ、金属機械ネジ、金属ボルト、金属ピン、金属リベット、金属ナット、及び金属保持機構、のうちの少なくとも１つを含む、請求項４に記載の方法。

【請求項6】

前記少なくとも１つの複合材構造要素は、熱可塑性複合物、熱硬化性複合物、強化複合物、繊維強化複合物、炭素繊維強化複合物、強化ポリマー、繊維強化ポリマー、及び炭素繊維強化ポリマー、のうちの少なくとも１つを含む、請求項４に記載の方法。

【請求項7】

前記少なくとも１つの非複合材構造要素は、チタン、チタンベースの金属、チタン合金、Ｔｉ－６Ａｌ－４Ｖ、Ｔｉ ６－４、アルミニウム、アルミニウムベースの金属、アルミニウム合金、バナジウム、バナジウムベースの金属、及びバナジウム合金、のうちの少なくとも１つを含む、請求項４に記載の方法。

【請求項8】

前記複数のファスナ要素（５０４）が、複数のファスナ要素モデル（４０４）として、前記電子設計モデル（４００）内に表現される、請求項１に記載の方法。

【請求項9】

各ファスナ要素モデル（４０４）が、トラス要素、ビーム要素、又は殻体要素として、前記電子設計モデル（４００）内に表現される、請求項８に記載の方法。

【請求項10】

前記少なくとも２つの構造要素（５０２）が、少なくとも２つの構造要素モデル（４０６）として、前記電子設計モデル（４００）内に表現される、請求項１に記載の方法。

【請求項11】

各構造要素モデル（４０６）が、ビーム要素、殻体要素、又は固体要素として、前記電子設計モデル（４００）内に表現される、請求項１０に記載の方法。

【請求項12】

各センサ要素モデル（４０２）が、トラス要素、ビーム要素、又は殻体要素として、前記電子設計モデル（４００）内に表現される、請求項１に記載の方法。

【請求項13】

前記選択ロケーションが、前記少なくとも２つの構造要素（５０２）の選択表面ロケーション、前記少なくとも２つの構造要素（５０２）の選択内部ロケーション、前記少なくとも２つの構造要素（５０２）の間の選択間隙ロケーション、及び前記少なくとも２つの構造要素（５０２）のうちの２つ以上の構造要素（５０２）の選択重複ロケーション、のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項14】

前記少なくとも１つのシミュレーション荷重（６１６）が、シミュレーション熱荷重、シミュレーション湿度荷重、シミュレーション機械荷重、シミュレーション構造荷重、及びシミュレーション軸荷重、のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項15】

前記検出された荷重条件（６１８）が、変位条件、回転条件、剛性条件、クランプアップ条件、変形条件、及び損傷状態条件、のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項16】

前記少なくとも１つのセンサ要素モデル（４０２）が、前記検出された荷重条件（６１８）に影響を与えないゼロ剛性モデルを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項17】

前記少なくとも１つのセンサ要素モデル（４０２）が、一次元要素モデルと二次元要素モデルの少なくとも一方を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項18】

前記少なくとも１つのセンサ要素モデル（４０２）が、ひずみ測定デバイス、伸縮計、ひずみゲージ、ひずみトランスデューサ、荷重センサ、ロードセル、力センサ、ピエゾ抵抗型力センサ、トルクセンサ、トルクトランスデューサ、トルクセル、剛性センサ、及び触覚センサ、のうちの少なくとも１つを表現する、請求項１に記載の方法。

【請求項19】

前記少なくとも１つのセンサ要素モデル（４０２）が、前記複数のファスナ要素（５０４）のうちの少なくとも１つのファスナ要素モデル（４０４）に関連付けられた少なくとも１つのファスナ要素モデル（４０４）を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項20】

前記ファスナ要素モデル（４０４）が一次元要素モデルを含む、請求項１９に記載の方法。

【請求項21】

前記ファスナ要素モデル（４０４）が、前記検出された荷重条件（６１８）に影響を与える様態で前記少なくとも１つのシミュレーション荷重（６１６）に応答するように、前記組み立て済みの締結構造物（５００）が曝露されると予測される環境における実際のファスナの特性及び挙動を表現するファスナパラメータ（６１２）で較正されたモデルを含む、請求項１９に記載の方法。

【請求項22】

前記ファスナ要素モデル（４０４）が、前記検出された荷重条件（６１８）に影響を与えないゼロ剛性モデルを含む、請求項１９に記載の方法。

【請求項23】

前記検出された荷重条件（６１８）が前記所定の測定閾値（６２０）の所定の許容範囲内にある場合、前記締結構造物（５００）の前記電子設計モデル（４００）を認証すること（１１２）を更に含む、請求項１に記載の方法。

【請求項24】

前記検出された荷重条件（６２２）が前記所定の測定閾値（６２０）の所定の許容範囲内にない場合、修正された構造物の修正された設計モデルを生成するよう、前記締結構造物（５００）の前記電子設計モデル（４００）を変更すること（２０２）と、
前記修正された構造物の前記修正された設計モデルに基づいて、前記締結構造物（５００）を解析するための方法（２００）を繰り返すこと（２０４）と、
を更に含む、請求項１に記載の方法。

【請求項25】

前記電子設計モデル（４００）が、前記少なくとも２つの構造要素（５０２）のうちの一又は複数の構造要素（５０２）を変更すること、前記複数のファスナ要素（５０４）のうちの一又は複数のファスナ要素（５０４）を変更すること、前記複数のファスナ要素（５０４）に一又は複数のファスナ要素（５０４）を追加すること、及び前記複数のファスナ要素（５０４）から一又は複数のファスナ要素（５０４）を除去すること、のうちの少なくとも１つによって変更される、請求項２４に記載の方法。

【請求項26】

前記少なくとも１つのセンサ要素モデル（４０２）が、複数のセンサ要素モデル（４０２）を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項27】

前記複数のセンサ要素モデル（４０２）によって検出された前記荷重条件（６１８）に基づいて、前記締結構造物（５００）の分布荷重条件（６２２）を決定すること（３０２）と、
前記分布荷重条件（６２２）を、前記分布荷重条件（６２２）の所定の分布閾値（６２４）と比較すること（３０４）と、
を更に含む、請求項２６に記載の方法。

【請求項28】

前記分布荷重条件（６２２）が、分布変位条件、分布回転条件、分布剛性条件、分布クランプアップ条件、分布変形条件、及び分布損傷状態条件、のうちの少なくとも１つを含む、請求項２７に記載の方法。

【請求項29】

前記分布荷重条件（６２２）が前記所定の分布閾値（６２４）の所定の許容範囲内にある場合、前記締結構造物（５００）の前記電子設計モデル（４００）を認証すること（３０６）を更に含む、請求項２７に記載の方法。

【請求項30】

前記分布荷重条件（６２２）が前記所定の分布閾値（６２４）の所定の許容範囲内にない場合、修正された構造物の修正された設計モデルを生成するよう、前記締結構造物（５００）の前記電子設計モデル（４００）を変更すること（３０８）と、
前記修正された構造物の前記修正された設計モデルに基づいて、前記締結構造物（５００）を解析するための方法（３００）を繰り返すこと（３１０）と、
を更に含む、請求項２７に記載の方法。

【請求項31】

前記電子設計モデル（４００）が、前記少なくとも２つの構造要素（５０２）のうちの一又は複数の構造要素（５０２）を変更すること、前記複数のファスナ要素（５０４）のうちの一又は複数のファスナ要素（５０４）を変更すること、前記複数のファスナ要素（５０４）に一又は複数のファスナ要素（５０４）を追加すること、及び前記複数のファスナ要素（５０４）から一又は複数のファスナ要素（５０４）を除去すること、のうちの少なくとも１つによって変更される、請求項３０に記載の方法。

【請求項32】

締結構造物管理システム（６００）であって、
設計解析アプリケーションプログラム（６０４）を実行するよう設定されたコンピューティングシステム（６０２）と、
前記コンピューティングシステム（６０２）と通信するように動作する記憶デバイス（６０６）と、
を備え、
前記コンピューティングシステム（６０２）は、前記設計解析アプリケーションプログラム（６０４）を実行すると共に、
設計コンピューティングシステム（６０８）から締結構造物（５００）の電子設計モデル（４００）にアクセスすることであって、前記締結構造物（５００）が、複数のファスナ要素（５０４）によって組み立てられた少なくとも２つの構造要素（５０２）を含み、前記電子設計モデル（４００）は、各構造要素（５０２）についての構造要素パラメータ（６１０）、及び各ファスナ要素（５０４）についてのファスナパラメータ（６１２）を含み、前記構造要素パラメータ（６１０）及び前記ファスナパラメータ（６１２）は、組み立て済みの締結構造物（５００）が曝露されると予測される環境における、対応する前記構造要素（５０２）及び対応する前記ファスナ要素（５０４）の特性及び挙動を表現する、締結構造物（５００）の電子設計モデル（４００）にアクセスすることと、
前記電子設計モデル（４００）内に少なくとも１つのセンサ要素モデル（４０２）を埋め込むことであって、各センサ要素モデル（４０２）が、前記少なくとも２つの構造要素（５０２）のうちの２つ以上の構造要素（５０２）の間の選択接合部に関連する選択ロケーションに埋め込まれ、前記少なくとも１つのセンサ要素モデル（４０２）は、前記電子設計モデル（４００）に一又は複数のシミュレーション荷重（６１６）が印加されることに応答して、前記選択ロケーションにおける測定パラメータ（６１４）をモニタするよう設定される、少なくとも１つのセンサ要素モデル（４０２）を埋め込むことと、
少なくとも１つのシミュレーション荷重（６１６）を、前記電子設計モデル（４００）に印加することと、
前記少なくとも１つのセンサ要素モデル（４０２）を使用して前記測定パラメータ（６１４）をモニタし、前記少なくとも１つのシミュレーション荷重（６１６）に基づいて、対応する前記選択ロケーションにおける荷重条件（６１８）を検出することと、
検出された前記荷重条件（６１８）を、モニタされた前記測定パラメータ（６１４）の所定の測定閾値（６２０）と比較することと、
を実行するよう設定される、
締結構造物管理システム（６００）。

【請求項33】

前記締結構造物（５００）が、前記複数のファスナ要素（５０４）によって組み立てられた３つ以上の構造要素（５０２）を含む、請求項３２に記載の締結構造物管理システム。

【請求項34】

前記締結構造物（５００）が、製品構造物、ビークル構造物、自動車両構造物、航空ビークル構造物、航空機構造物、ミサイル構造物、ロケット構造物、発射構造物、衛星構造物、橋梁構造物、及びトンネル構造物、のうちの少なくとも１つを形成する、請求項３２に記載の締結構造物管理システム。

【請求項35】

前記複数のファスナ要素（５０４）がファスナ要素（５０４）のセットを含み、前記少なくとも２つの構造要素（５０２）が、少なくとも１つの複合材構造要素と、少なくとも１つの非複合材構造要素とを含み、前記少なくとも１つの非複合材構造要素は、前記ファスナ要素（５０４）のセットによって、前記少なくとも１つの複合材構造要素のうちの一又は複数と接合される、請求項３２に記載の締結構造物管理システム。

【請求項36】

前記複数のファスナ要素（５０４）及び前記ファスナ要素（５０４）のセットは、金属ファスナ、金属ネジ、金属機械ネジ、金属ボルト、金属ピン、金属リベット、金属ナット、及び金属保持機構、のうちの少なくとも１つを含む、請求項３５に記載の締結構造物管理システム。

【請求項37】

前記少なくとも１つの複合材構造要素は、熱可塑性複合物、熱硬化性複合物、強化複合物、繊維強化複合物、炭素繊維強化複合物、強化ポリマー、繊維強化ポリマー、及び炭素繊維強化ポリマー、のうちの少なくとも１つを含む、請求項３５に記載の締結構造物管理システム。

【請求項38】

前記少なくとも１つの非複合材構造要素は、チタン、チタンベースの金属、チタン合金、Ｔｉ－６Ａｌ－４Ｖ、Ｔｉ ６－４、アルミニウム、アルミニウムベースの金属、アルミニウム合金、バナジウム、バナジウムベースの金属、及びバナジウム合金、のうちの少なくとも１つを含む、請求項３５に記載の締結構造物管理システム。

【請求項39】

前記複数のファスナ要素（５０４）が、複数のファスナ要素モデル（４０４）として、前記電子設計モデル（４００）内に表現される、請求項３２に記載の締結構造物管理システム。

【請求項40】

各ファスナ要素モデル（４０４）が、トラス要素、ビーム要素、又は殻体要素として、前記電子設計モデル（４００）内に表現される、請求項３９に記載の締結構造物管理システム。

【請求項41】

前記少なくとも２つの構造要素（５０２）が、少なくとも２つの構造要素モデル（４０６）として、前記電子設計モデル（４００）内に表現される、請求項３２に記載の締結構造物管理システム。

【請求項42】

各構造要素モデル（４０６）が、ビーム要素、殻体要素、又は固体要素として、前記電子設計モデル（４００）内に表現される、請求項４１に記載の締結構造物管理システム。

【請求項43】

各センサ要素モデル（４０２）が、トラス要素、ビーム要素、又は殻体要素として、前記電子設計モデル（４００）内に表現される、請求項３２に記載の締結構造物管理システム。

【請求項44】

前記選択ロケーションが、前記少なくとも２つの構造要素（５０２）の選択表面ロケーション、前記少なくとも２つの構造要素（５０２）の選択内部ロケーション、前記少なくとも２つの構造要素（５０２）の間の選択間隙ロケーション、及び前記少なくとも２つの構造要素（５０２）のうちの２つ以上の構造要素（５０２）の選択重複ロケーション、のうちの少なくとも１つを含む、請求項３２に記載の締結構造物管理システム。

【請求項45】

前記少なくとも１つのシミュレーション荷重（６１６）が、シミュレーション熱荷重、シミュレーション湿度荷重、シミュレーション機械荷重、シミュレーション構造荷重、及びシミュレーション軸荷重、のうちの少なくとも１つを含む、請求項３２に記載の締結構造物管理システム。

【請求項46】

前記検出された荷重条件（６１８）が、変位条件、回転条件、剛性条件、クランプアップ条件、変形条件、及び損傷状態条件、のうちの少なくとも１つを含む、請求項３２に記載の締結構造物管理システム。

【請求項47】

前記少なくとも１つのセンサ要素モデル（４０２）が、前記検出された荷重条件（６１８）に影響を与えないゼロ剛性モデルを含む、請求項３２に記載の締結構造物管理システム。

【請求項48】

前記少なくとも１つのセンサ要素モデル（４０２）が、一次元要素モデルと二次元要素モデルの少なくとも一方を含む、請求項３２に記載の締結構造物管理システム。

【請求項49】

前記少なくとも１つのセンサ要素モデル（４０２）が、ひずみ測定デバイス、伸縮計、ひずみゲージ、ひずみトランスデューサ、荷重センサ、ロードセル、力センサ、ピエゾ抵抗型力センサ、トルクセンサ、トルクトランスデューサ、トルクセル、剛性センサ、及び触覚センサ、のうちの少なくとも１つを表現する、請求項３２に記載の締結構造物管理システム。

【請求項50】

前記少なくとも１つのセンサ要素モデル（４０２）が、前記複数のファスナ要素（５０４）のうちの少なくとも１つのファスナ要素モデル（４０４）に関連付けられた少なくとも１つのファスナ要素モデル（４０４）を含む、請求項３２に記載の締結構造物管理システム。

【請求項51】

前記ファスナ要素モデル（４０４）が一次元要素モデルを含む、請求項５０に記載の締結構造物管理システム。

【請求項52】

前記ファスナ要素モデル（４０４）が、前記検出された荷重条件（６１８）に影響を与える様態で前記少なくとも１つのシミュレーション荷重（６１６）に応答するように、前記組み立て済みの締結構造物（５００）が曝露されると予測される環境における実際のファスナの特性及び挙動を表現するファスナパラメータ（６１２）で較正されたモデルを含む、請求項５０に記載の締結構造物管理システム。

【請求項53】

前記ファスナ要素モデル（４０４）が、前記検出された荷重条件（６１８）に影響を与えないゼロ剛性モデルを含む、請求項５０に記載の締結構造物管理システム。

【請求項54】

前記コンピューティングシステム（６０２）は、前記設計解析アプリケーションプログラム（６０４）を実行すると共に、検出された前記荷重条件（６１８）が前記所定の測定閾値（６２０）の所定の許容範囲内にある場合、前記締結構造物（５００）の前記電子設計モデル（４００）を認証するよう設定される、請求項３２に記載の締結構造物管理システム。

【請求項55】

前記少なくとも１つのセンサ要素モデル（４０２）が、複数のセンサ要素モデル（４０２）を含む、請求項３２に記載の締結構造物管理システム。

【請求項56】

前記コンピューティングシステム（６０２）は、前記設計解析アプリケーションプログラム（６０４）を実行すると共に、
前記複数のセンサ要素モデル（４０２）によって検出された前記荷重条件（６１８）に基づいて、前記締結構造物（５００）の分布荷重条件（６２２）を決定することと、
前記分布荷重条件（６２２）を、前記分布荷重条件（６２２）の所定の分布閾値（６２４）と比較することと、
を実行するよう設定される、請求項５５に記載の締結構造物管理システム。

【請求項57】

前記分布荷重条件（６２２）が、分布変位条件、分布回転条件、分布剛性条件、分布クランプアップ条件、分布変形条件、及び分布損傷状態条件、のうちの少なくとも１つを含む、請求項５６に記載の締結構造物管理システム。

【請求項58】

前記コンピューティングシステム（６０２）は、前記設計解析アプリケーションプログラム（６０４）を実行すると共に、前記分布荷重条件（６２２）が前記所定の分布閾値（６２４）の所定の許容範囲内にある場合、前記締結構造物（５００）の前記電子設計モデル（４００）を認証するよう設定される、請求項５６に記載の締結構造物管理システム。

【請求項59】

締結構造物（５００）を解析するための解析コンピューティングシステム（７００）であって、
少なくとも１つのプロセッサ（７０２）及び関連するメモリ（７０４）と、
設計解析アプリケーションプログラム（６０４）を記憶している少なくとも１つの電子記憶デバイス（７０６）と、
前記少なくとも１つのプロセッサ（７０２）と通信するように動作し、かつ通信ネットワーク（７１０）とインターフェース接続するよう設定された、ネットワークインターフェース（７０８）と、を備え、
前記解析コンピューティングシステム（７００）は、前記少なくとも１つのプロセッサ（７０２）が前記設計解析アプリケーションプログラム（６０４）を実行するのに併せて、
設計コンピューティングシステム（６０８）から、前記ネットワークインターフェース（７０８）及び前記通信ネットワーク（７１０）を介して、締結構造物（５００）の電子設計モデル（４００）にアクセスすることであって、前記締結構造物（５００）が、複数のファスナ要素（５０４）によって組み立てられた少なくとも２つの構造要素（５０２）を含み、前記電子設計モデル（４００）は、各構造要素（５０２）についての構造要素パラメータ（６１０）、及び各ファスナ要素（５０４）についてのファスナパラメータ（６１２）を含み、前記構造要素パラメータ（６１０）及び前記ファスナパラメータ（６１２）は、組み立て済みの締結構造物（５００）が曝露されると予測される環境における、対応する前記構造要素（５０２）及び対応する前記ファスナ要素（５０４）の特性及び挙動を表現する、締結構造物（５００）の電子設計モデル（４００）にアクセスすることと、
前記電子設計モデル（４００）内に少なくとも１つのセンサ要素モデル（４０２）を埋め込むことであって、各センサ要素モデル（４０２）が、前記少なくとも２つの構造要素（５０２）のうちの２つ以上の構造要素（５０２）の間の選択接合部に関連する選択ロケーションに埋め込まれ、前記少なくとも１つのセンサ要素モデル（４０２）は、前記電子設計モデル（４００）に一又は複数のシミュレーション荷重（６１６）が印加されることに応答して、前記選択ロケーションにおける測定パラメータ（６１４）をモニタするよう設定される、少なくとも１つのセンサ要素モデル（４０２）を埋め込むことと、
少なくとも１つのシミュレーション荷重（６１６）を、前記電子設計モデル（４００）に印加することと、
前記少なくとも１つのセンサ要素モデル（４０２）を使用して前記測定パラメータ（６１４）をモニタし、前記少なくとも１つのシミュレーション荷重（６１６）に基づいて、対応する前記選択ロケーションにおける荷重条件（６１８）を検出することと、
検出された前記荷重条件（６１８）を、モニタされた前記測定パラメータ（６１４）の所定の測定閾値（６２０）と比較することと、
を実行するよう設定される、
解析コンピューティングシステム。

【請求項60】

前記少なくとも１つの電子記憶デバイス（７０６）は、前記少なくとも１つのセンサ要素モデル（４０２）と、前記少なくとも１つのセンサ要素モデル（４０２）に関連付けられた前記測定パラメータ（６１４）と、前記測定パラメータ（６１４）に関連付けられた前記所定の測定閾値（６２０）と、を記憶するよう設定される、請求項５９に記載の解析コンピューティングシステム。

【請求項61】

前記締結構造物（５００）が、前記複数のファスナ要素（５０４）によって組み立てられた３つ以上の構造要素（５０２）を含む、請求項５９に記載の解析コンピューティングシステム。

【請求項62】

前記締結構造物（５００）が、製品構造物、ビークル構造物、自動車両構造物、航空ビークル構造物、航空機構造物、ミサイル構造物、ロケット構造物、発射構造物、衛星構造物、橋梁構造物、及びトンネル構造物、のうちの少なくとも１つを形成する、請求項５９に記載の解析コンピューティングシステム。

【請求項63】

前記複数のファスナ要素（５０４）がファスナ要素（５０４）のセットを含み、前記少なくとも２つの構造要素（５０２）が、少なくとも１つの複合材構造要素と、少なくとも１つの非複合材構造要素とを含み、前記少なくとも１つの非複合材構造要素は、前記ファスナ要素（５０４）のセットによって、前記少なくとも１つの複合材構造要素のうちの一又は複数と接合される、請求項５９に記載の解析コンピューティングシステム。

【請求項64】

前記複数のファスナ要素（５０４）及び前記ファスナ要素（５０４）のセットは、金属ファスナ、金属ネジ、金属機械ネジ、金属ボルト、金属ピン、金属リベット、金属ナット、及び金属保持機構、のうちの少なくとも１つを含む、請求項６３に記載の解析コンピューティングシステム。

【請求項65】

前記少なくとも１つの複合材構造要素は、熱可塑性複合物、熱硬化性複合物、強化複合物、繊維強化複合物、炭素繊維強化複合物、強化ポリマー、繊維強化ポリマー、及び炭素繊維強化ポリマー、のうちの少なくとも１つを含む、請求項６３に記載の解析コンピューティングシステム。

【請求項66】

前記少なくとも１つの非複合材構造要素は、チタン、チタンベースの金属、チタン合金、Ｔｉ－６Ａｌ－４Ｖ、Ｔｉ ６－４、アルミニウム、アルミニウムベースの金属、アルミニウム合金、バナジウム、バナジウムベースの金属、及びバナジウム合金、のうちの少なくとも１つを含む、請求項６３に記載の解析コンピューティングシステム。

【請求項67】

前記複数のファスナ要素（５０４）が、複数のファスナ要素モデル（４０４）として、前記電子設計モデル（４００）内に表現される、請求項５９に記載の解析コンピューティングシステム。

【請求項68】

各ファスナ要素モデル（４０４）が、トラス要素、ビーム要素、又は殻体要素として、前記電子設計モデル（４００）内に表現される、請求項６７に記載の解析コンピューティングシステム。

【請求項69】

前記少なくとも２つの構造要素（５０２）が、少なくとも２つの構造要素モデル（４０６）として、前記電子設計モデル（４００）内に表現される、請求項５９に記載の解析コンピューティングシステム。

【請求項70】

各構造要素モデル（４０６）が、ビーム要素、殻体要素、又は固体要素として、前記電子設計モデル（４００）内に表現される、請求項６９に記載の解析コンピューティングシステム。

【請求項71】

各センサ要素モデル（４０２）が、トラス要素、ビーム要素、又は殻体要素として、前記電子設計モデル（４００）内に表現される、請求項５９に記載の解析コンピューティングシステム。

【請求項72】

前記選択ロケーションが、前記少なくとも２つの構造要素（５０２）の選択表面ロケーション、前記少なくとも２つの構造要素（５０２）の選択内部ロケーション、前記少なくとも２つの構造要素（５０２）の間の選択間隙ロケーション、及び前記少なくとも２つの構造要素（５０２）のうちの２つ以上の構造要素（５０２）の選択重複ロケーション、のうちの少なくとも１つを含む、請求項５９に記載の解析コンピューティングシステム。

【請求項73】

前記少なくとも１つのシミュレーション荷重（６１６）が、シミュレーション熱荷重、シミュレーション湿度荷重、シミュレーション機械荷重、シミュレーション構造荷重、及びシミュレーション軸荷重、のうちの少なくとも１つを含む、請求項５９に記載の解析コンピューティングシステム。

【請求項74】

前記検出された荷重条件（６１８）が、変位条件、回転条件、剛性条件、クランプアップ条件、変形条件、及び損傷状態条件、のうちの少なくとも１つを含む、請求項５９に記載の解析コンピューティングシステム。

【請求項75】

前記少なくとも１つのセンサ要素モデル（４０２）が、前記検出された荷重条件（６１８）に影響を与えないゼロ剛性モデルを含む、請求項５９に記載の解析コンピューティングシステム。

【請求項76】

前記少なくとも１つのセンサ要素モデル（４０２）が、一次元要素モデルと二次元要素モデルの少なくとも一方を含む、請求項５９に記載の解析コンピューティングシステム。

【請求項77】

前記少なくとも１つのセンサ要素モデル（４０２）が、ひずみ測定デバイス、伸縮計、ひずみゲージ、ひずみトランスデューサ、荷重センサ、ロードセル、力センサ、ピエゾ抵抗型力センサ、トルクセンサ、トルクトランスデューサ、トルクセル、剛性センサ、及び触覚センサ、のうちの少なくとも１つを表現する、請求項５９に記載の解析コンピューティングシステム。

【請求項78】

前記少なくとも１つのセンサ要素モデル（４０２）が、前記複数のファスナ要素（５０４）のうちの少なくとも１つのファスナ要素モデル（４０４）に関連付けられた少なくとも１つのファスナ要素モデル（４０４）を含む、請求項５９に記載の解析コンピューティングシステム。

【請求項79】

前記ファスナ要素モデル（４０４）が一次元要素モデルを含む、請求項７８に記載の解析コンピューティングシステム。

【請求項80】

前記ファスナ要素モデル（４０４）が、前記検出された荷重条件（６１８）に影響を与える様態で前記少なくとも１つのシミュレーション荷重（６１６）に応答するように、前記組み立て済みの締結構造物（５００）が曝露されると予測される環境における実際のファスナの特性及び挙動を表現するファスナパラメータ（６１２）で較正されたモデルを含む、請求項７８に記載の解析コンピューティングシステム。

【請求項81】

前記ファスナ要素モデル（４０４）が、前記検出された荷重条件（６１８）に影響を与えないゼロ剛性モデルを含む、請求項７８に記載の解析コンピューティングシステム。

【請求項82】

前記解析コンピューティングシステム（７００）は、前記少なくとも１つのプロセッサ（７０２）が前記設計解析アプリケーションプログラム（６０４）を実行するのに併せて、前記検出された荷重条件（６１８）が前記所定の測定閾値（６２０）の所定の許容範囲内にある場合、前記締結構造物（５００）の前記電子設計モデル（４００）を認証するよう設定される、請求項５９に記載の解析コンピューティングシステム。

【請求項83】

前記少なくとも１つのセンサ要素モデル（４０２）が、複数のセンサ要素モデル（４０２）を含む、請求項５９に記載の解析コンピューティングシステム。

【請求項84】

前記解析コンピューティングシステム（７００）は、前記少なくとも１つのプロセッサ（７０２）が前記設計解析アプリケーションプログラム（６０４）を実行するのに併せて、
前記複数のセンサ要素モデル（４０２）によって検出された前記荷重条件（６１８）に基づいて、前記締結構造物（５００）の分布荷重条件（６２２）を決定することと、
前記分布荷重条件（６２２）を、前記分布荷重条件（６２２）の所定の分布閾値（６２４）と比較することと、
を実行するよう設定される、請求項８３に記載の解析コンピューティングシステム。

【請求項85】

前記分布荷重条件（６２２）が、分布変位条件、分布回転条件、分布剛性条件、分布クランプアップ条件、分布変形条件、及び分布損傷状態条件、のうちの少なくとも１つを含む、請求項８４に記載の解析コンピューティングシステム。

【請求項86】

前記解析コンピューティングシステム（７００）は、前記少なくとも１つのプロセッサ（７０２）が前記設計解析アプリケーションプログラム（６０４）を実行するのに併せて、前記分布荷重条件（６２２）が前記所定の分布閾値（６２４）の所定の許容範囲内にある場合、前記締結構造物（５００）の前記電子設計モデル（４００）を認証するよう設定される、請求項８４に記載の解析コンピューティングシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

［０００１］本開示は、概して締結構造物の解析に関し、特に、設計の物理的な試験及び／又は検証と併せて、荷重条件を測定するためのシミュレーション荷重及び埋め込みセンサモデルを使用する、電子設計モデルの解析に関する。この解析は、製品構築ブロックの設計、試験、及び認証の全てのレベル、並びに製品寿命の全ての態様に適用されうる。ゆえに、解析は、下位レベルの組立品において、上位レベルの組立品において、及び最終的には最終製品（ｐｒｏｄｕｃｔ ｅｎｄ ｉｔｅｍ）において、反復されうる。解析は、航空機設計のみならず、他種のビークル及び輸送構造物に関しても応用される。様々な他種の締結構造物の設計への応用も想定される。

【背景技術】

【0002】

［０００２］締結構造物（航空機など）の設計においては、局所荷重及び荷重分布の決定に関連付けられる複数の課題が生じる。例えば、熱機械試験を受ける締結されたアセンブリにおける様々な性能特性（変位、回転、剛性、クランプアップ、損傷状態など）は、多くの困難に直面する。性能特性は、典型的には、閉鎖環境のチャンバ内での物理試験によって評価されるが、かかる試験では、本質的に、望ましい挙動の目視による物理的な測定が不明瞭／不可能である。主たる問題は、試験中に、妥当なコスト、スケジュール、及び精度で、必要な属性を全て正確にかつ現在進行形で測定することが、物理的に不可能であることである。

【0003】

［０００３］したがって、当業者は、締結構造物の設計を試験するための技法を改善するための研究開発の努力、特に、接合部品（とりわけ接合部におけるファスナ（締結具））及び／又はファスナ間の何らかの箇所の内部荷重の状態を解析的に評価するためのインシトゥの（ｉｎ－ｓｉｔｕ）技法の開発を継続している。

【発明の概要】

【0004】

［０００４］締結構造物を解析するための方法、締結構造物管理システム、締結構造物を解析するための解析コンピューティングシステムの例が開示される。以下の記載は、本開示に係る発明の主題の非限定的な例の列挙であり、これらは、特許請求されることもされないこともある。

【0005】

［０００５］一例では、締結構造物を分析するための開示されている方法は、（１）締結構造物の電子設計モデルにアクセスすることであって、締結構造物が、複数のファスナ要素によって組み立てられた少なくとも２つの構造要素を含み、電子設計モデルが、各構造要素についての構造要素パラメータ、及び各ファスナ要素についてのファスナパラメータを含み、構造要素パラメータ及びファスナパラメータが、組み立て済みの締結構造物が曝露されると予測される環境における、対応する構造要素及び対応するファスナ要素の特性及び挙動を表現する、締結構造物の電子設計モデルにアクセスすることと、（２）電子設計モデル内に少なくとも１つのセンサ要素モデルを埋め込むことであって、各センサ要素モデルが、少なくとも２つの構造要素のうちの２つ以上の構造要素の間の選択接合部に関連する選択ロケーションに埋め込まれ、少なくとも１つのセンサ要素モデルは、電子設計モデルに一又は複数のシミュレーション荷重が印加されることに応答して、選択ロケーションにおける測定パラメータをモニタするよう設定される、少なくとも１つのセンサ要素モデルを埋め込むことと、（３）電子設計モデルに少なくとも１つのシミュレーション荷重を印加することと、（４）少なくとも１つのセンサ要素モデルを使用して測定パラメータをモニタし、少なくとも１つのシミュレーション荷重に基づいて、対応する選択ロケーションにおける荷重条件を検出することと、（５）検出された荷重条件を、モニタされた測定パラメータの所定の測定閾値と比較することと、を含む。

【0006】

［０００６］一例では、締結構造物管理システムは、コンピューティングシステムと、コンピューティングシステムと通信するように動作する記憶デバイスとを含む。コンピューティングシステムは、設計解析アプリケーションプログラムを実行するよう設定される。コンピューティングシステムは、設計解析アプリケーションプログラムを実行すると共に、（１）設計コンピューティングシステムから締結構造物の電子設計モデルにアクセスすることであって、締結構造物が、複数のファスナ要素によって組み立てられた少なくとも２つの構造要素を含み、電子設計モデルが、各構造要素についての構造要素パラメータ、及び各ファスナ要素についてのファスナパラメータを含み、構造要素パラメータ及びファスナパラメータが、組み立て済みの締結構造物が曝露されると予測される環境における、対応する構造要素及び対応するファスナ要素の特性及び挙動を表現する、締結構造物の電子設計モデルにアクセスすることと、（２）電子設計モデル内に少なくとも１つのセンサ要素モデルを埋め込むことであって、各センサ要素モデルが、少なくとも２つの構造要素のうちの２つ以上の構造要素の間の選択接合部に関連する選択ロケーションに埋め込まれ、少なくとも１つのセンサ要素モデルは、電子設計モデルに一又は複数のシミュレーション荷重が印加されることに応答して、選択ロケーションにおける測定パラメータをモニタするよう設定される、少なくとも１つのセンサ要素モデルを埋め込むことと、（３）電子設計モデルに少なくとも１つのシミュレーション荷重を印加することと、（４）少なくとも１つのセンサ要素モデルを使用して測定パラメータをモニタし、少なくとも１つのシミュレーション荷重に基づいて、対応する選択ロケーションにおける荷重条件を検出することと、（５）検出された荷重条件を、モニタされた測定パラメータの所定の測定閾値と比較することと、
を実行するよう設定される。

【0007】

［０００７］一例では、締結構造物を分析するための開示されている解析コンピューティングシステムは、少なくとも１つのプロセッサ及びそれに関連するメモリと、少なくとも１つの電子記憶デバイスと、ネットワークインターフェースとを含む。少なくとも１つの電子記憶デバイスは、設計解析アプリケーションプログラムを記憶している。ネットワークインターフェースは、少なくとも１つのプロセッサと通信するように動作し、かつ、通信ネットワークとインターフェース接続するよう設定される。解析コンピューティングシステムは、少なくとも１つのプロセッサが設計解析アプリケーションプログラムを実行するのに併せて、（１）設計コンピューティングシステムから、ネットワークインターフェース及び通信ネットワークを介して、締結構造物の電子設計モデルにアクセスすることであって、締結構造物が、複数のファスナ要素によって組み立てられた少なくとも２つの構造要素を含み、電子設計モデルが、各構造要素についての構造要素パラメータ、及び各ファスナ要素についてのファスナパラメータを含み、構造要素パラメータ及びファスナパラメータが、組み立て済みの締結構造物が曝露されると予測される環境における、対応する構造要素及び対応するファスナ要素の特性及び挙動を表現する、締結構造物の電子設計モデルにアクセスすることと、（２）電子設計モデル内に少なくとも１つのセンサ要素モデルを埋め込むことであって、各センサ要素モデルが、少なくとも２つの構造要素のうちの２つ以上の構造要素の間の選択接合部に関連する選択ロケーションに埋め込まれ、少なくとも１つのセンサ要素モデルは、電子設計モデルに一又は複数のシミュレーション荷重が印加されることに応答して、選択ロケーションにおける測定パラメータをモニタするよう設定される、少なくとも１つのセンサ要素モデルを埋め込むことと、（３）電子設計モデルに少なくとも１つのシミュレーション荷重を印加することと、（４）少なくとも１つのセンサ要素モデルを使用して測定パラメータをモニタし、少なくとも１つのシミュレーション荷重に基づいて、対応する選択ロケーションにおける荷重条件を検出することと、（５）検出された荷重条件を、モニタされた測定パラメータの所定の測定閾値と比較することと、
を実行するよう設定される。

【0008】

［０００８］開示されている、締結構造物を解析するための方法、締結構造物管理システム、締結構造物を解析するための解析コンピューティングシステムのその他の例は、以下の詳細説明、添付図面、及び付随する特許請求の範囲から自明となろう。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】締結構造物を解析するための方法の一例のフロー図である。

【図2】図１と組み合わされる、締結構造物を解析するための方法の別の例のフロー図である。

【図3】図１と組み合わされる、締結構造物を解析するための方法の更に別の例のフロー図である。

【図4】電子設計モデルの一例の機能ブロック図である。

【図5】締結構造物の一例の機能ブロック図である。

【図6】締結構造物管理システムの一例の機能ブロック図である。

【図7】締結構造物を解析するための解析コンピューティングシステムの一例の機能ブロック図である。

【図8】航空機の製造・保守方法のブロック図である。

【図9】航空機の概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

［００１８］図１－図６を例として概括的に参照するに、本開示は、締結構造物５００を解析するための方法１００、２００、３００を対象としている。図１－図３において、オプションの特徴は、フロー図の破線のブロックとして示されている。図２は、図１と組み合わされて、方法２００の一例を開示する。図３は、図１と組み合わされて、方法３００のいくつかの例を開示する。図４は電子設計モデル４００の一例を開示している。図５は締結構造物５００の一例を開示している。

【0011】

［００１９］図１及び図４－図６を再度参照するに、一又は複数の例において、締結構造物５００を解析するための方法１００（図１参照）は、締結構造物５００の電子設計モデル４００がアクセスされる１０２で始まる。締結構造物５００は、複数のファスナ要素５０４によって組み立てられた少なくとも２つの構造要素５０２を含む。電子設計モデル４００は、各構造要素５０２についての構造要素パラメータ６１０、及び各ファスナ要素５０４についてのファスナパラメータ６１２を含む。構造要素パラメータ６１０及びファスナパラメータ６１２は、組み立て済みの締結構造物５００が曝露されると予測される環境における、対応する構造要素５０２及び対応するファスナ要素５０４の特性及び挙動を表現する。１０４において、少なくとも１つのセンサ要素モデル４０２が、電子設計モデル４００内に埋め込まれる。各センサ要素モデル４０２は、少なくとも２つの構造要素５０２のうちの２つ以上の構造要素５０２の間の選択接合部に関連する選択ロケーションに埋め込まれる。少なくとも１つのセンサ要素モデル４０２は、電子設計モデル４００に一又は複数のシミュレーション荷重６１６が印加されることに応答して、選択ロケーションにおける測定パラメータ６１４をモニタするよう設定される。１０６において、少なくとも１つのシミュレーション荷重６１６が、電子設計モデル４００に印加される。１０８において、少なくとも１つのセンサ要素モデル４０２を使用して測定パラメータ６１４がモニタされ、少なくとも１つのシミュレーション荷重６１６に基づいて、対応する選択ロケーションにおける荷重条件６１８が検出される。１１０において、検出された荷重条件６１８が、モニタされた測定パラメータ６１４の所定の測定閾値６２０と比較される。

【0012】

［００２０］方法１００の別の例では、締結構造物５００は、複数のファスナ要素５０４によって組み立てられた３つ以上の構造要素５０２を含む。方法１００の更に別の例では、締結構造物５００は、製品構造物、ビークル構造物、自動車両構造物、航空ビークル構造物、航空機構造物、ミサイル構造物、ロケット構造物、発射構造物、衛星構造物、橋梁構造物、トンネル構造物、又は、ひとまとめに締結された複数の部品を有する他の任意の好適な構造物、を形成する。

【0013】

［００２１］方法１００の更に別の例では、複数のファスナ要素５０４は、ファスナ要素５０４のセットを含む。この例では、少なくとも２つの構造要素５０２は、少なくとも１つの複合材構造要素と、少なくとも１つの非複合材構造要素とを含む。少なくとも１つの非複合材構造要素は、ファスナ要素５０４のセットによって、少なくとも１つの複合材構造要素のうちの一又は複数と接合される。更なる例では、複数のファスナ要素５０４及びファスナ要素５０４のセットは、金属ファスナ、金属ネジ、金属機械ネジ、金属ボルト、金属ピン、金属リベット、金属ナット、金属保持機構、又は他の任意の好適なファスナ部品を、任意の好適な組み合わせで含む。更なる別の例では、少なくとも１つの複合材構造要素は、熱可塑性複合物、熱硬化性複合物、強化複合物、繊維強化複合物、炭素繊維強化複合物、強化ポリマー、繊維強化ポリマー、炭素繊維強化ポリマー、又は他の任意の好適な複合材料を、任意の好適な組み合わせで含む。また更なる別の例では、少なくとも１つの非複合材構造要素は、チタン、チタンベースの金属、チタン合金、Ｔｉ－６Ａｌ－４Ｖ、Ｔｉ ６－４、アルミニウム、アルミニウムベースの金属、アルミニウム合金、バナジウム、バナジウムベースの金属、バナジウム合金、紙、発泡体、樹脂、金属、添加剤、又は他の任意の好適な非複合材固形材料を、任意の好適な組み合わせで含む。

【0014】

［００２２］方法１００のまた更に別の例では、複数のファスナ要素５０４は、複数のファスナ要素モデル４０４として、電子設計モデル４００内に表現される。換言すると、ファスナ要素モデルは、ソフトウェア（ＡＢＡＱＵＳ（登録商標）又はＬＳ－ＤＹＮＡなど）内に表現される、モデル化された構造要素である。ＡＢＡＱＵＳ（登録商標）は、ロードアイランド州ＪｏｈｎｓｔｏｎのＤａｓｓａｕｌｔ Ｓｙｓｔｅｍｅｓ Ｓｉｍｕｌｉａ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎの登録商標である。ＬＳ－ＤＹＮＡは、ペンシルバニア州ＣａｎｏｎｓｂｕｒｇのＡｎｓｙｓ，Ｉｎｃ．から市販されている。更なる例では、各ファスナ要素モデル４０４は、トラス（ｔｒｕｓｓ）要素、ビーム要素、殻体要素、又は他の任意の好適な定形（ｆｉｎｉｔｅ）要素の任意の好適な組み合わせとして、電子設計モデル４００内に表現される。

【0015】

［００２３］方法１００の別の例では、少なくとも２つのファスナ要素５０２は、少なくとも２つの構造要素モデル４０６として、電子設計モデル４００内に表現される。換言すると、構造要素モデルは、ソフトウェア（ＡＢＡＱＵＳ（登録商標）又はＬＳ－ＤＹＮＡなど）内に表現される、モデル化された構造要素である。更なる例では、各構造要素モデル４０６は、ビーム要素、殻体要素、固体要素、又は他の任意の好適な定形要素の任意の好適な組み合わせとして、電子設計モデル４００内に表現される。例えば、電子設計モデル４００は、構造要素モデル４０６のメッシュとして視認されうる。

【0016】

［００２４］方法１００の更に別の例では、各センサ要素モデル４０２は、トラス要素、ビーム要素、殻体要素、又は他の任意の好適な定形要素の任意の好適な組み合わせとして、電子設計モデル４００内に表現される。換言すると、センサ要素モデルは、ソフトウェア（ＡＢＡＱＵＳ（登録商標）又はＬＳ－ＤＹＮＡなど）内に表現される、モデル化された構造要素である。

【0017】

［００２５］方法１００のまた別の例では、選択ロケーションは、少なくとも２つの構造要素５０２の選択表面ロケーション、少なくとも２つの構造要素５０２の選択内部ロケーション、少なくとも２つの構造要素５０２の間の選択間隙ロケーション、少なくとも２つの構造要素５０２のうちの２つ以上の構造要素５０２の選択重複ロケーション、又は少なくとも２つの構造要素５０２に関連付けられた他の任意の好適なロケーション、を含む。

【0018】

［００２６］方法１００のまた更に別の例では、少なくとも１つのシミュレーション荷重６１６は、シミュレーション熱荷重、シミュレーション湿度（ｈｙｇｒｉｃ）荷重、シミュレーション機械荷重、シミュレーション構造荷重、シミュレーション軸荷重、又は他の任意の好適なシミュレーション荷重を、任意の好適な組み合わせで含む。シミュレーション荷重は、定数として、周期的に、静的荷重として、周辺（ａｍｂｉｅｎｔ）荷重として、高い変化率を伴って、動的に、衝撃荷重として、波状的に、又は他の任意の好適な印加技法で、印加されうる。

【0019】

［００２７］方法１００の別の例では、検出された荷重条件６１８は、変位条件、回転条件、剛性条件、クランプアップ条件、変形条件、損傷状態条件、又は他の任意の好適な検出された荷重条件を、任意の好適な組み合わせで含む。検出された荷重条件６１８の多くは、締結構造物が、別々の熱膨張特性を有する別種の構造要素を含むことに起因するものである。例えば、締結構造物は、様々な種類の複合材構造要素（熱可塑性複合物など）と、非複合材構造要素（チタンなど）とを含みうる。

【0020】

［００２８］方法１００の更に別の例では、少なくとも１つのセンサ要素モデル４０２は、検出された荷重条件６１８に影響を与えないゼロ剛性モデルを含む。方法１００の更に別の例では、少なくとも１つのセンサ要素モデル４０２は、一次元要素モデル、二次元要素モデル、又は他の任意の好適な有限要素モデルを、任意の好適な組み合わせで含む。方法１００のまた更に別の例では、少なくとも１つのセンサ要素モデル４０２は、ひずみ測定デバイス、伸縮計、ひずみゲージ、ひずみトランスデューサ、荷重センサ、ロードセル、力センサ、ピエゾ抵抗型力センサ、トルクセンサ、トルクトランスデューサ、トルクセル、剛性センサ、触覚センサ、又は他の任意の好適なセンサの任意の好適な組み合わせを表現する。

【0021】

［００２９］方法１００の別の例では、少なくとも１つのセンサ要素モデル４０２は、複数のファスナ要素５０４のうちの少なくとも１つのファスナ要素５０４に関連付けられた少なくとも１つのファスナ要素モデル４０４を含む。更なる例では、ファスナ要素モデル４０４は、一次元要素モデル、又は他の任意の好適な有限要素モデルを、任意の好適な組み合わせで含む。更に別の例では、ファスナ要素モデル４０４は、検出された荷重条件６１８に影響を与える様態で少なくとも１つのシミュレーション荷重６１６に応答するように、組み立て済みの締結構造物５００が曝露されると予測される環境における実際のファスナの特性及び挙動を表現するファスナパラメータ６１２で較正されたモデルを含む。また更に別の例では、ファスナ要素モデル４０４は、検出された荷重条件６１８に影響を与えないゼロ剛性モデルを含む。

【0022】

［００３０］更に別の例では、方法１００は、検出された荷重条件６１８が所定の測定閾値６２０の所定の許容範囲内にある場合、締結構造物５００の電子設計モデル４００を認証すること１１２も含む。

【0023】

［００３１］図１、図２、及び図４－図６を再度参照するに、一又は複数の例において、締結構造物を解析するための方法２００（図２参照）は上述の方法１００（図１参照）を含む。一例では、方法２００は方法１００の１１０から２０２へと続き、２０２において、検出された荷重条件６２２が所定の測定閾値６２０の所定の許容範囲内にない場合には、締結構造物５００の電子設計モデル４００は、修正された構造物の修正された設計モデルを生成するよう変更される。２０４において、締結構造物５００を解析するための方法２００は、方法１００の１０２に戻ることによって、修正された構造物の修正された設計モデルに基づいて繰り返される。更なる例では、電子設計モデル４００は、少なくとも２つの構造要素５０２のうちの一又は複数の構造要素５０２を変更すること、複数のファスナ要素５０４のうちの一又は複数のファスナ要素５０４を変更すること、複数のファスナ要素５０４に一又は複数のファスナ要素５０４を追加すること、複数のファスナ要素５０４から一又は複数のファスナ要素５０４を除去すること、又は電子設計モデルに他の任意の好適な変更を行うことを、任意の好適な組み合わせで実行することによって、変更される。

【0024】

［００３２］図１及び図３－図６を再度参照するに、一又は複数の例において、締結構造物を解析するための方法３００（図３参照）は上述の方法１００（図１参照）を含む。この例では、少なくとも１つのセンサ要素モデル４０２は、複数のセンサ要素モデル４０２を含む。一例では、方法３００は方法１００の１１０から３０２へと続き、３０２において、締結構造物５００の分布荷重条件６２２が、複数のセンサ要素モデル４０２によって検出された荷重条件６１８に基づいて決定される。３０４において、分布荷重条件６２２が、分布荷重条件６２２の所定の分布閾値６２４と比較される。

【0025】

［００３３］方法３００の別の例では、分布荷重条件６２２は、分布変位条件、分布回転条件、分布剛性条件、分布クランプアップ条件、分布変形条件、分布損傷状態条件、又は他の任意の好適な分布荷重条件を、任意の好適な組み合わせで含む。検出された荷重条件６１８の多くは、締結構造物が、別々の熱膨張特性を有する別種の構造要素を含むことに起因するものである。例えば、締結構造物は、様々な種類の複合材構造要素（熱可塑性複合物など）と、非複合材構造要素（チタンなど）とを含みうる。

【0026】

［００３４］更に別の例では、方法３００は、分布荷重条件６２２が所定の分布閾値６２４の所定の許容範囲内にある場合、締結構造物５００の電子設計モデル４００を認証すること３０６も含む。

【0027】

［００３５］また更に別の例では、方法３００は、分布荷重条件６２２が所定の分布閾値６２４の所定の許容範囲内にない場合、修正された構造物の修正された設計モデルを生成するよう、締結構造物５００の電子設計モデル４００を変更すること３０８も含む。３１０において、締結構造物５００を解析するための方法３００は、方法１００の１０２に戻ることによって、修正された構造物の修正された設計モデルに基づいて繰り返される。また更なる例では、電子設計モデル４００は、少なくとも２つの構造要素５０２のうちの一又は複数の構造要素５０２を変更すること、複数のファスナ要素５０４のうちの一又は複数のファスナ要素５０４を変更すること、複数のファスナ要素５０４に一又は複数のファスナ要素５０４を追加すること、複数のファスナ要素５０４から一又は複数のファスナ要素５０４を除去すること、又は電子設計モデルに他の任意の好適な変更を行うことを、任意の好適な組み合わせで実行することによって、変更される。

【0028】

［００３６］図４－図６を例として概括的に参照するに、本開示は、締結構造物管理システム６００を対象としている。図４は電子設計モデル４００の一例を開示している。図５は締結構造物５００の一例を開示している。図６は、コンピューティングシステム６０２と、コンピューティングシステム６０２にアクセス可能な設計解析アプリケーションプログラム６０４を記憶する記憶デバイス６０６とを有する、締結構造物管理システム６００を示している。

【0029】

［００３７］図４－図６を再度参照するに、一又は複数の例において、締結構造物管理システム６００は、コンピューティングシステム６０２及び記憶デバイス６０６を含む。コンピューティングシステム６０２は、設計解析アプリケーションプログラム６０４を実行するよう設定される。記憶デバイス６０６は、コンピューティングシステム６０２と通信するように動作する。コンピューティングシステム６０２は、設計解析アプリケーションプログラム６０４を実行すると共に、設計コンピューティングシステム６０８から締結構造物５００の電子設計モデル４００にアクセスするよう設定される。締結構造物５００は、複数のファスナ要素５０４によって組み立てられた少なくとも２つの構造要素５０２を含む。電子設計モデル４００は、各構造要素５０２についての構造要素パラメータ６１０、及び各ファスナ要素５０４についてのファスナパラメータ６１２を含む。構造要素パラメータ６１０及びファスナパラメータ６１２は、組み立て済みの締結構造物５００が曝露されると予測される環境における、対応する構造要素５０２及び対応するファスナ要素５０４の特性及び挙動を表現する。コンピューティングシステム６０２は、設計解析アプリケーションプログラム６０４を実行すると共に、電子設計モデル４００内に少なくとも１つのセンサ要素モデル４０２を埋め込むよう更に設定される。各センサ要素モデル４０２は、少なくとも２つの構造要素５０２のうちの２つ以上の構造要素５０２の間の選択接合部に関連する選択ロケーションに埋め込まれる。少なくとも１つのセンサ要素モデル４０２は、電子設計モデル４００に一又は複数のシミュレーション荷重６１６が印加されることに応答して、選択ロケーションにおける測定パラメータ６１４をモニタするよう設定される。

【0030】

［００３８］加えて、コンピューティングシステム６０２は、設計解析アプリケーションプログラム６０４を実行すると共に、電子設計モデル４００に少なくとも１つのシミュレーション荷重６１６を印加するよう設定される。コンピューティングシステム６０２は、設計解析アプリケーションプログラム６０４を実行すると共に、少なくとも１つのセンサ要素モデル４０２を使用して測定パラメータ６１４をモニタし、少なくとも１つのシミュレーション荷重６１６に基づいて、対応する選択ロケーションにおける荷重条件６１８を検出するよう、更に設定される。これに加えて、コンピューティングシステム６０２は、設計解析アプリケーションプログラム６０４を実行すると共に、検出された荷重条件６１８を、モニタされた測定パラメータ６１４の所定の測定閾値６２０と比較するよう、更に設定される。

【0031】

［００３９］締結構造物管理システム６００の別の例では、締結構造物５００は、複数のファスナ要素５０４によって組み立てられた３つ以上の構造要素５０２を含む。締結構造物管理システム６００の更に別の例では、締結構造物５００は、製品構造物、ビークル構造物、自動車両構造物、航空ビークル構造物、航空機構造物、ミサイル構造物、ロケット構造物、発射構造物、衛星構造物、橋梁構造物、トンネル構造物、又は、ひとまとめに締結された複数の部品を有する他の任意の好適な構造物、を形成する。

【0032】

［００４０］締結構造物管理システム６００の更に別の例では、複数のファスナ要素５０４は、ファスナ要素５０４のセットを含む。この例では、少なくとも２つの構造要素５０２は、少なくとも１つの複合材構造要素と、少なくとも１つの非複合材構造要素とを含む。少なくとも１つの非複合材構造要素は、ファスナ要素５０４のセットによって、少なくとも１つの複合材構造要素のうちの一又は複数と接合される。更なる例では、複数のファスナ要素５０４及びファスナ要素５０４のセットは、金属ファスナ、金属ネジ、金属機械ネジ、金属ボルト、金属ピン、金属リベット、金属ナット、金属保持機構、又は他の任意の好適なファスナ部品を、任意の好適な組み合わせで含む。更なる別の例では、少なくとも１つの複合材構造要素は、熱可塑性複合物、熱硬化性複合物、強化複合物、繊維強化複合物、炭素繊維強化複合物、強化ポリマー、繊維強化ポリマー、炭素繊維強化ポリマー、又は他の任意の好適な複合材料を、任意の好適な組み合わせで含む。また更なる別の例では、少なくとも１つの非複合材構造要素は、チタン、チタンベースの金属、チタン合金、Ｔｉ－６Ａｌ－４Ｖ、Ｔｉ ６－４、アルミニウム、アルミニウムベースの金属、アルミニウム合金、バナジウム、バナジウムベースの金属、バナジウム合金、紙、発泡体、樹脂、金属、添加剤、又は他の任意の好適な非複合材固形材料を、任意の好適な組み合わせで含む。

【0033】

［００４１］締結構造物管理システム６００のまた更に別の例では、複数のファスナ要素５０４は、複数のファスナ要素モデル４０４として、電子設計モデル４００内に表現される。換言すると、ファスナ要素モデルは、ソフトウェア（ＡＢＡＱＵＳ（登録商標）又はＬＳ－ＤＹＮＡなど）内に表現される、モデル化された構造要素である。更なる例では、各ファスナ要素モデル４０４は、トラス要素、ビーム要素、殻体要素、又は他の任意の好適な定形要素の任意の好適な組み合わせとして、電子設計モデル４００内に表現される。

【0034】

［００４２］締結構造物管理システム６００の別の例では、少なくとも２つの構造要素５０２は、少なくとも２つの構造要素モデル４０６として、電子設計モデル４００内に表現される。換言すると、構造要素モデルは、ソフトウェア（ＡＢＡＱＵＳ（登録商標）又はＬＳ－ＤＹＮＡなど）内に表現される、モデル化された構造要素である。更なる例では、各構造要素モデル４０６は、ビーム要素、殻体要素、固体要素、又は他の任意の好適な定形要素の任意の好適な組み合わせとして、電子設計モデル４００内に表現される。例えば、電子設計モデル４００は、構造要素モデル４０６のメッシュとして視認されうる。

【0035】

［００４３］締結構造物管理システム６００の更に別の例では、各センサ要素モデル４０２は、トラス要素、ビーム要素、殻体要素、又は他の任意の好適な定形要素の任意の好適な組み合わせとして、電子設計モデル４００内に表現される。換言すると、センサ要素モデルは、ソフトウェア（ＡＢＡＱＵＳ（登録商標）又はＬＳ－ＤＹＮＡなど）内に表現される、モデル化された構造要素である。

【0036】

［００４４］締結構造物管理システム６００のまた別の例では、選択ロケーションは、少なくとも２つの構造要素５０２の選択表面ロケーション、少なくとも２つの構造要素５０２の選択内部ロケーション、少なくとも２つの構造要素５０２の間の選択間隙ロケーション、少なくとも２つの構造要素５０２のうちの２つ以上の構造要素５０２の選択重複ロケーション、又は少なくとも２つの構造要素５０２に関連付けられた他の任意の好適なロケーション、を含む。

【0037】

［００４５］締結構造物管理システム６００のまた更に別の例では、少なくとも１つのシミュレーション荷重６１６は、シミュレーション熱荷重、シミュレーション湿度荷重、シミュレーション機械荷重、シミュレーション構造荷重、シミュレーション軸荷重、又は他の任意の好適なシミュレーション荷重を、任意の好適な組み合わせで含む。シミュレーション荷重は、定数として、周期的に、静的荷重として、周辺荷重として、高い変化率を伴って、動的に、衝撃荷重として、波状的に、又は他の任意の好適な印加技法で、印加されうる。

【0038】

［００４６］締結構造物管理システム６００の別の例では、検出された荷重条件６１８は、変位条件、回転条件、剛性条件、クランプアップ条件、変形条件、損傷状態条件、又は他の任意の好適な検出された荷重条件を、任意の好適な組み合わせで含む。検出された荷重条件６１８の多くは、締結構造物が、別々の熱膨張特性を有する別種の構造要素を含むことに起因するものである。例えば、締結構造物は、様々な種類の複合材構造要素（熱可塑性複合物など）と、非複合材構造要素（チタンなど）とを含みうる。

【0039】

［００４７］締結構造物管理システム６００の更に別の例では、少なくとも１つのセンサ要素モデル４０２は、検出された荷重条件６１８に影響を与えないゼロ剛性モデルを含む。締結構造物管理システム６００のまた別の例では、少なくとも１つのセンサ要素モデル４０２は、一次元要素モデル、二次元要素モデル、又は他の任意の好適な有限要素モデルを、任意の好適な組み合わせで含む。締結構造物管理システム６００のまた更に別の例では、少なくとも１つのセンサ要素モデル４０２は、ひずみ測定デバイス、伸縮計、ひずみゲージ、ひずみトランスデューサ、荷重センサ、ロードセル、力センサ、ピエゾ抵抗型力センサ、トルクセンサ、トルクトランスデューサ、トルクセル、剛性センサ、触覚センサ、又は他の任意の好適なセンサの任意の好適な組み合わせを表現する。

【0040】

［００４８］締結構造物管理システム６００の別の例では、少なくとも１つのセンサ要素モデル４０２は、複数のファスナ要素５０４のうちの少なくとも１つのファスナ要素５０４に関連付けられた少なくとも１つのファスナ要素モデル４０４を含む。更なる例では、ファスナ要素モデル４０４は、一次元要素モデル、又は他の任意の好適な有限要素モデルを、任意の好適な組み合わせで含む。更に別の例では、ファスナ要素モデル４０４は、検出された荷重条件６１８に影響を与える様態で少なくとも１つのシミュレーション荷重６１６に応答するように、組み立て済みの締結構造物５００が曝露されると予測される環境における実際のファスナの特性及び挙動を表現するファスナパラメータ６１２で較正されたモデルを含む。また更に別の例では、ファスナ要素モデル４０４は、検出された荷重条件６１８に影響を与えないゼロ剛性モデルを含む。

【0041】

［００４９］締結構造物管理システム６００の更に別の例では、コンピューティングシステム６０２は、設計解析アプリケーションプログラム６０４を実行すると共に、検出された荷重条件６１８が所定の測定閾値６２０の所定の許容範囲内にある場合、締結構造物５００の電子設計モデル４００を認証するよう設定される。

【0042】

［００５０］締結構造物管理システム６００の更に別の例では、少なくとも１つのセンサ要素モデル４０２は複数のセンサ要素モデル４０２を含む。更なる例では、コンピューティングシステム６０２は、設計解析アプリケーションプログラム６０４を実行すると共に、複数のセンサ要素モデル４０２によって検出された荷重条件６１８に基づいて締結構造物５００の分布荷重条件６２２を決定するよう設定される。コンピューティングシステム６０２は、分布荷重条件６２２を分布荷重条件６２２の所定の分布閾値６２４と比較するよう更に設定される。また更なる例では、分布荷重条件６２２は、分布変位条件、分布回転条件、分布剛性条件、分布クランプアップ条件、分布変形条件、分布損傷状態条件、又は他の任意の好適な分布荷重条件を、任意の好適な組み合わせで含む。分布荷重条件６２２の多くは、締結構造物が、別々の熱膨張特性を有する別種の構造要素を含むことに起因するものである。例えば、締結構造物は、様々な種類の複合材構造要素（熱可塑性複合物など）と、非複合材構造要素（チタンなど）とを含みうる。また更に別の例では、コンピューティングシステム６０２は、設計解析アプリケーションプログラム６０４を実行すると共に、分布荷重条件６２２が所定の分布閾値６２４の所定の許容範囲内にある場合、締結構造物５００の電子設計モデル４００を認証するよう設定される。

【0043】

［００５１］締結構造物管理システム６００の一又は複数の追加の例では、コンピューティングシステム６０２は、少なくとも１つのプロセッサ６２６及びそれに関連するメモリ６２８と、ユーザ入力デバイス６３０と、ユーザディスプレイデバイス６３２と、通信ネットワーク６３６を介して設計コンピューティングシステム６０８と通信するように動作するネットワークインターフェース６３４と、を更に含みうる。コンピューティングシステム６０２は、ローカルユーザコンピューティングデバイス６３８及び／又はリモートユーザコンピューティングデバイス６４０と通信するように動作しうる。記憶デバイス６０６は、少なくとも１つのアプリケーションプログラム６４２、モデル６４４、及びデータ６４６を記憶するために割り当てられた記憶領域を含みうる。

【0044】

［００５２］図４－図７を例として概括的に参照するに、本開示は、解析コンピューティングシステム７００を対象としている。図４は電子設計モデル４００の一例を開示している。図５は締結構造物５００の一例を開示している。図６は、解析コンピューティングシステム７００に実装されうるある種の構成要素を有する、締結構造物管理システム６００を示している。図７は、少なくとも１つのプロセッサ７０２と、少なくとも１つのプロセッサ７０２にアクセス可能な設計解析アプリケーションプログラム６０４を記憶している少なくとも１つの電子記憶デバイス７０６とを有する、解析コンピューティングシステム７００を示している。

【0045】

［００５３］図４－図７を再度参照するに、一又は複数の例において、解析コンピューティングシステム７００は、少なくとも１つのプロセッサ７０２及びそれに関連するメモリ７０４と、少なくとも１つの電子記憶デバイス７０６と、ネットワークインターフェース７０８とを含む。少なくとも１つの電子記憶デバイス７０６は、設計解析アプリケーションプログラム６０４を記憶している。ネットワークインターフェース７０８は、少なくとも１つのプロセッサ７０２と通信するように動作し、かつ、通信ネットワーク７１０とインターフェース接続するよう設定される。解析コンピューティングシステム７００は、少なくとも１つのプロセッサ７０２が設計解析アプリケーションプログラム６０４を実行するのに併せて、設計コンピューティングシステム６０８から、ネットワークインターフェース７０８及び通信ネットワーク７１０を介して、締結構造物５００の電子設計モデル４００にアクセスするよう設定される。締結構造物５００は、複数のファスナ要素５０４によって組み立てられた少なくとも２つの構造要素５０２を含む。電子設計モデル４００は、各構造要素５０２についての構造要素パラメータ６１０、及び各ファスナ要素５０４についてのファスナパラメータ６１２を含む。構造要素パラメータ６１０及びファスナパラメータ６１２は、組み立て済みの締結構造物５００が曝露されると予測される環境における、対応する構造要素５０２及び対応するファスナ要素５０４の特性及び挙動を表現する。解析コンピューティングシステム７００は、少なくとも１つのプロセッサ７０２が設計解析アプリケーションプログラム６０４を実行するのに併せて、少なくとも１つのセンサ要素モデル４０２を電子設計モデル４００内に埋め込むよう更に設定される。各センサ要素モデル４０２は、少なくとも２つの構造要素５０２のうちの２つ以上の構造要素５０２の間の選択接合部に関連する選択ロケーションに埋め込まれる。少なくとも１つのセンサ要素モデル４０２は、電子設計モデル４００に一又は複数のシミュレーション荷重６１６が印加されることに応答して、選択ロケーションにおける測定パラメータ６１４をモニタするよう設定される。

【0046】

［００５４］加えて、解析コンピューティングシステム７００は、少なくとも１つのプロセッサ７０２が設計解析アプリケーションプログラム６０４を実行するのに併せて、電子設計モデル４００に少なくとも１つのシミュレーション荷重６１６を印加するよう設定される。解析コンピューティングシステム７００は、少なくとも１つのプロセッサ７０２が設計解析アプリケーションプログラム６０４を実行するのに併せて、少なくとも１つのセンサ要素モデル４０２を使用して測定パラメータ６１４をモニタし、少なくとも１つのシミュレーション荷重６１６に基づいて、対応する選択ロケーションにおける荷重条件６１８を検出するよう更に設定される。これに加えて、解析コンピューティングシステム７００は、少なくとも１つのプロセッサ７０２が設計解析アプリケーションプログラム６０４を実行するのに併せて、検出された荷重条件６１８を、モニタされた測定パラメータ６１４の所定の測定閾値６２０と比較するよう設定される。

【0047】

［００５５］解析コンピューティングシステム７００の別の例では、少なくとも１つの電子記憶デバイス７０６は、少なくとも１つのセンサ要素モデル４０２と、少なくとも１つのセンサ要素モデル４０２に関連付けられた測定パラメータ６１４と、測定パラメータ６１４に関連付けられた所定の測定閾値６２０と、を記憶するよう設定される。

【0048】

［００５６］解析コンピューティングシステム７００の更に別の例では、締結構造物５００は、複数のファスナ要素５０４によって組み立てられた３つ以上の構造要素５０２を含む。解析コンピューティングシステム７００の更に別の例では、締結構造物５００は、製品構造物、ビークル構造物、自動車両構造物、航空ビークル構造物、航空機構造物、ミサイル構造物、ロケット構造物、発射構造物、衛星構造物、橋梁構造物、トンネル構造物、又は、ひとまとめに締結された複数の部品を有する他の任意の好適な構造物、を形成する。

【0049】

［００５７］解析コンピューティングシステム７００のまた更に別の例では、複数のファスナ要素５０４は、ファスナ要素５０４のセットを含む。少なくとも２つの構造要素５０２は、少なくとも１つの複合材構造要素と、少なくとも１つの非複合材構造要素とを含む。少なくとも１つの非複合材構造要素は、ファスナ要素５０４のセットによって、少なくとも１つの複合材構造要素のうちの一又は複数と接合される。更なる例では、複数のファスナ要素５０４及びファスナ要素５０４のセットは、金属ファスナ、金属ネジ、金属機械ネジ、金属ボルト、金属ピン、金属リベット、金属ナット、金属保持機構、又は他の任意の好適なファスナ部品を、任意の好適な組み合わせで含む。更に別の例では、少なくとも１つの複合材構造要素は、熱可塑性複合物、熱硬化性複合物、強化複合物、繊維強化複合物、炭素繊維強化複合物、強化ポリマー、繊維強化ポリマー、炭素繊維強化ポリマー、又は他の任意の好適な複合材料を、任意の好適な組み合わせで含む。また更に別の例では、少なくとも１つの非複合材構造要素は、チタン、チタンベースの金属、チタン合金、Ｔｉ－６Ａｌ－４Ｖ、Ｔｉ ６－４、アルミニウム、アルミニウムベースの金属、アルミニウム合金、バナジウム、バナジウムベースの金属、バナジウム合金、紙、発泡体、樹脂、金属、添加剤、又は他の任意の好適な非複合材固形材料を、任意の好適な組み合わせで含む。

【0050】

［００５８］解析コンピューティングシステム７００の別の例では、複数のファスナ要素５０４は、複数のファスナ要素モデル４０４として、電子設計モデル４００内に表現される。換言すると、ファスナ要素モデルは、ソフトウェア（ＡＢＡＱＵＳ（登録商標）又はＬＳ－ＤＹＮＡなど）内に表現される、モデル化された構造要素である。更なる例では、各ファスナ要素モデル４０４は、トラス要素、ビーム要素、殻体要素、又は他の任意の好適な定形要素の任意の好適な組み合わせとして、電子設計モデル４００内に表現される。

【0051】

［００５９］解析コンピューティングシステム７００のまた別の例では、少なくとも２つの構造要素５０２は、少なくとも２つの構造要素モデル４０６として、電子設計モデル４００内に表現される。換言すると、構造要素モデルは、ソフトウェア（ＡＢＡＱＵＳ（登録商標）又はＬＳ－ＤＹＮＡなど）内に表現される、モデル化された構造要素である。更なる例では、各構造要素モデル４０６は、ビーム要素、殻体要素、固体要素、又は他の任意の好適な定形要素の任意の好適な組み合わせとして、電子設計モデル４００内に表現される。例えば、電子設計モデル４００は、構造要素モデル４０６のメッシュとして視認されうる。

【0052】

［００６０］解析コンピューティングシステム７００の更に別の例では、各センサ要素モデル４０２は、トラス要素、ビーム要素、殻体要素、又は他の任意の好適な定形要素の任意の好適な組み合わせとして、電子設計モデル４００内に表現される。換言すると、センサ要素モデルは、ソフトウェア（ＡＢＡＱＵＳ（登録商標）又はＬＳ－ＤＹＮＡなど）内に表現される、モデル化された構造要素である。

【0053】

［００６１］解析コンピューティングシステム７００のまた更に別の例では、選択ロケーションは、少なくとも２つの構造要素５０２の選択表面ロケーション、少なくとも２つの構造要素５０２の選択内部ロケーション、少なくとも２つの構造要素５０２の間の選択間隙ロケーション、少なくとも２つの構造要素５０２のうちの２つ以上の構造要素５０２の選択重複ロケーション、又は少なくとも２つの構造要素５０２に関連付けられた他の任意の好適なロケーション、を含む。

【0054】

［００６２］解析コンピューティングシステム７００の別の例では、少なくとも１つのシミュレーション荷重６１６は、シミュレーション熱荷重、シミュレーション湿度荷重、シミュレーション機械荷重、シミュレーション構造荷重、シミュレーション軸荷重、又は他の任意の好適なシミュレーション荷重を、任意の好適な組み合わせで含む。シミュレーション荷重は、定数として、周期的に、静的荷重として、周辺荷重として、高い変化率を伴って、動的に、衝撃荷重として、波状的に、又は他の任意の好適な印加技法で、印加されうる。

【0055】

［００６３］解析コンピューティングシステム７００のまた別の例では、検出された荷重条件６１８は、変位条件、回転条件、剛性条件、クランプアップ条件、変形条件、損傷状態条件、又は他の任意の好適な検出された荷重条件を、任意の好適な組み合わせで含む。検出された荷重条件６１８の多くは、締結構造物が、別々の熱膨張特性を有する別種の構造要素を含むことに起因するものである。例えば、締結構造物は、様々な種類の複合材構造要素（熱可塑性複合物など）と、非複合材構造要素（チタンなど）とを含みうる。

【0056】

［００６４］解析コンピューティングシステム７００の更に別の例では、少なくとも１つのセンサ要素モデル４０２は、検出された荷重条件６１８に影響を与えないゼロ剛性モデルを含む。解析コンピューティングシステム７００のまた更に別の例では、少なくとも１つのセンサ要素モデル４０２は、一次元要素モデル、二次元要素モデル、又は他の任意の好適な有限要素モデルを、任意の好適な組み合わせで含む。解析コンピューティングシステム７００の別の例では、少なくとも１つのセンサ要素モデル４０２は、ひずみ測定デバイス、伸縮計、ひずみゲージ、ひずみトランスデューサ、荷重センサ、ロードセル、力センサ、ピエゾ抵抗型力センサ、トルクセンサ、トルクトランスデューサ、トルクセル、剛性センサ、触覚センサ、又は他の任意の好適なセンサの任意の好適な組み合わせを表現する。

【0057】

［００６５］解析コンピューティングシステム７００の更に別の例では、少なくとも１つのセンサ要素モデル４０２は、複数のファスナ要素５０４のうちの少なくとも１つのファスナ要素５０４に関連付けられた少なくとも１つのファスナ要素モデル４０４を含む。更なる例では、ファスナ要素モデル４０４は、一次元要素モデル、又は他の任意の好適な有限要素モデルを、任意の好適な組み合わせで含む。更に別の例では、ファスナ要素モデル４０４は、検出された荷重条件６１８に影響を与える様態で少なくとも１つのシミュレーション荷重６１６に応答するように、組み立て済みの締結構造物５００が曝露されると予測される環境における実際のファスナの特性及び挙動を表現するファスナパラメータ６１２で較正されたモデルを含む。また更に別の例では、ファスナ要素モデル４０４は、検出された荷重条件６１８に影響を与えないゼロ剛性モデルを含む。

【0058】

［００６６］解析コンピューティングシステム７００の更に別の例では、解析コンピューティングシステム７００は、少なくとも１つのプロセッサ７０２が設計解析アプリケーションプログラム６０４を実行するのに併せて、検出された荷重条件６１８が所定の測定閾値６２０の所定の許容範囲内にある場合、締結構造物５００の電子設計モデル４００を認証するよう設定される。

【0059】

［００６７］解析コンピューティングシステム７００のまた更に別の例では、少なくとも１つのセンサ要素モデル４０２は複数のセンサ要素モデル４０２を含む。更なる例では、解析コンピューティングシステム７００は、少なくとも１つのプロセッサ７０２が設計解析アプリケーションプログラム６０４を実行するのに併せて、複数のセンサ要素モデル４０２によって検出された荷重条件６１８に基づいて締結構造物５００の分布荷重条件６２２を決定するよう設定される。加えて、解析コンピューティングシステム７００は、少なくとも１つのプロセッサ７０２が設計解析アプリケーションプログラム６０４を実行するのに併せて、分布荷重条件６２２を、分布荷重条件６２２の所定の分布閾値６２４と比較するよう設定される。また更なる例では、分布荷重条件６２２は、分布変位条件、分布回転条件、分布剛性条件、分布クランプアップ条件、分布変形条件、分布損傷状態条件、又は他の任意の好適な分布荷重条件を、任意の好適な組み合わせで含む。分布荷重条件６２２の多くは、締結構造物が、別々の熱膨張特性を有する別種の構造要素を含むことに起因するものである。例えば、締結構造物は、様々な種類の複合材構造要素（熱可塑性複合物など）と、非複合材構造要素（チタンなど）とを含みうる。また更に別の例では、解析コンピューティングシステム７００は、少なくとも１つのプロセッサ７０２が設計解析アプリケーションプログラム６０４を実行するのに併せて、分布荷重条件６２２が所定の分布閾値６２４の所定の許容範囲内にある場合、締結構造物５００の電子設計モデル４００を認証するよう設定される。

【0060】

［００６８］一又は複数の更なる例では、解析コンピューティングシステム７００は、ユーザ入力デバイス７１２及びユーザディスプレイデバイス７１４も含みうる。解析コンピューティングシステム７００は、ローカルユーザコンピューティングデバイス７１６及び／又はリモートユーザコンピューティングデバイス７１８と通信するように動作しうる。少なくとも１つの電子記憶デバイス７０６は、少なくとも１つのアプリケーションプログラム６４２、モデル６４４、及びデータ６４６を記憶するために割り当てられた記憶領域を含みうる。

【0061】

［００６９］締結構造物５００を解析するための、方法１００、２００、３００、電子設計モデル４００、締結構造物管理システム６００、及び解析コンピューティングシステム７００の例は、航空機の設計及び製造に関連しうるか、又は航空機の設計及び製造の文脈で使用されうる。航空機の例を記載しているが、本書で開示している例及び原理は、航空宇宙産業及びその他の産業（自動車産業、宇宙産業、建築産業、並びにその他の設計業及び製造業など）における別の製品にも適用されうる。したがって、本書で開示している例及び原理は、航空機に加えて、様々な種類のビークルの設計及び製造における、また様々な種類の輸送構造物の設計及び構築における、締結構造物を解析するための方法にも適用されうる。

【0062】

［００７０］上記の詳細説明は添付図面に言及しているが、これらの添付図面は、本開示の説明の具体例を示している。異なる構造及び工程を有する他の例も、本開示の範囲から逸脱するものではない。同様の参照番号は、別々の図面における同じ特徴、要素、又は構成要素を表しうる。本開示全体を通じて、複数のアイテムのいずれもがそのアイテムとして個別に言及されてよく、複数のアイテムは、そのアイテムとして集合的に言及されることも、複数の類似の参照番号とともに言及されることもある。更に、本書で使用される場合、「１つの（ａ又はａｎ）」という語に後続する特徴、要素、構成要素、又はステップについて、複数の特徴、要素、構成要素、又はステップを除外することが明示的に述べられていない限り、かかる除外は行われないと理解すべきである。

【0063】

［００７１］上記では、本開示による主題の例示的かつ非網羅的な例が提供されている。かかる例は、特許請求されうるが、必ずしも特許請求されるわけではない。本書における「例（ｅｘａｍｐｌｅ）」への言及は、例と関連付けて説明している一又は複数の特徴、構造、要素、構成要素、特性、及び／又は工程ステップが、本開示による主題の少なくとも１つの態様、実施形態、及び／又は実行形態に含まれることを意味する。ゆえに、本開示全体を通じて、「一例（ｏｎｅ ｅｘａｍｐｌｅ）」、「別の例（ａｎｏｔｈｅｒ ｅｘａｍｐｌｅ）」、「一又は複数の例（ｏｎｅ ｏｒ ｍｏｒｅ ｅｘａｍｐｌｅｓ）」という表現、及び類似の文言は、同一の例を指し示しうるが、必ずしも同一の例を指し示すわけではない。更に、例のいずれか１つを特徴付ける主題は、他の例のいずれかを特徴付ける主題を含みうるが、必ず含むわけではない。更に、例のいずれか１つを特徴付ける主題は、他の例のいずれかを特徴付ける主題と組み合わされうるが、必ず組み合わされるわけではない。

【0064】

［００７２］本書で使用される場合、特定の機能を行う「よう構成／設定された（ｃｏｎｆｉｇｕｒｅｄ ｔｏ）」システム、装置、デバイス、構造、物品、要素、構成要素、又はハードウェアは、更なる改変の後にのみその特定の機能を行う可能性を有するのではなく、実際には、いかなる変更もなしにかかる特定の機能を行うことが可能なものである。換言すると、特定の機能を行う「よう構成／設定された」システム、装置、構造、物品、要素、構成要素、又はハードウェアは、その特定の機能を行うという目的のために、特に選択され、作り出され、実装され、利用され、プログラムされ、かつ／又は設計される。本書で使用される場合、「よう構成／設定され」とは、システム、装置、構造、物品、要素、構成要素、又はハードウェアが更なる改変なしに特定の機能を行うことを可能にする、システム、装置、構造、物品、要素、構成要素、又はハードウェアの特性が存在していることを意味する。この開示においては、特定の機能を行う「よう構成／設定され」ていると説明されているシステム、装置、デバイス、構造、物品、要素、構成要素、又はハードウェアは、追加的又は代替的には、その機能を行う「よう適合している（ａｄａｐｔｅｄ ｔｏ）」及び／又は「よう動作可能である（ｏｐｅｒａｔｉｖｅ ｔｏ）」とも説明されうる。

【0065】

［００７３］「第１（ｆｉｒｓｔ）」、「第２（ｓｅｃｏｎｄ）」、「第３（ｔｈｉｒｄ）」等の語は、別様に指示されない限り、本書では単に符号として使用されており、これらの語が指し示すアイテムに、順序的、位置的、又は序列的な要件を課すことは意図されていない。更に、例えば「第２」のアイテムへの言及は、例えば「第１」の若しくはより小さい数が振られたアイテム、及び／又は、例えば「第３」の若しくはより大きな数が振られたアイテムの存在を、必要とすることも排除することもない。

【0066】

［００７４］本書で使用される場合、列挙されたアイテムと共に使用される「のうちの少なくとも１つ（ａｔ ｌｅａｓｔ ｏｎｅ ｏｆ）」という表現は、列挙されたアイテムのうちの一又は複数のアイテムの種々の組み合わせが使用されてよいこと、及び、列挙された各アイテムのうちの１つだけが必要とされることもあることを意味している。例えば、「アイテムＡ、アイテムＢ、及びアイテムＣのうちの少なくとも１つ」は、「アイテムＡ」、又は「アイテムＡとアイテムＢ」を含みうるが、これに限定される訳ではない。この例は、「アイテムＡ、アイテムＢ、及びアイテムＣ」、又は「アイテムＢ及びアイテムＣ」も含みうる。他の例では、「のうちの少なくとも１つ」は、限定する訳ではないが例としては、「２つのアイテムＡ、１つのアイテムＢ、及び１０個のアイテムＣ」、「４つのアイテムＢと７つのアイテムＣ」、並びに他の好適な組み合わせでありうる。本書で使用される場合、「及び／又は（ａｎｄ／ｏｒ）」という語並びに「／」という記号は、関連して列挙されたアイテムのうちの一又は複数のあらゆる組み合わせを含む。

【0067】

［００７５］本書で使用される場合、「連結された（ｃｏｕｐｌｅｄ）」、「連結（ｃｏｕｐｌｉｎｇ）」、及び類似の語は、互いに（例えば機械的、電気的、流体的、光学的、電磁気的に）接合され、リンクされ、締結され、取り付けられ、接続され、連通し、又は別様に関連付けられた、２つ以上の要素のことを指し示す。これらの要素は、様々な例において、直接的に関連付けられても、間接的に関連付けられてもよい。一例としては、要素Ａは要素Ｂに直接的に関連付けられうる。別の例としては、要素Ａは、例えば別の要素Ｃを介して、要素Ｂに間接的に関連付けられうる。開示されている様々な要素間の全ての関連付けが必ずしも表現されているわけではないことが理解されよう。したがって、図に示されたもの以外の連結も存在しうる。

【0068】

［００７６］本書で使用される場合、「約／およそ（ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ）」という語は、規定された状態に近いが厳密に同じではなく、それでも望ましい機能を行うか又は望ましい結果を得る状態を、指し示しているか又は表している。一例としては、「約／およそ」という語は、許容可能な所定の公差又は精度の範囲内にある状態（例えば、規定された状態の１０％の範囲内にある状態）を指し示す。しかし、「約／およそ」という語は、規定された状態と厳密に同じ状態を除外するわけではない。本書で使用される場合、「実質的に（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ）」という語は、望ましい機能を行うか又は望ましい結果を得る、規定された状態と本質的に同じ状態を指し示す。

【0069】

［００７７］先に参照した図１－図３において、ブロックは、工程、ステップ、及び／又はそれらの一部を表わすことが可能であり、様々なブロックを接続する線は、工程又はその一部の任意の特定の順序又は従属関係を示唆するものではない。開示されている様々な工程間の全ての従属関係が必ずしも表わされているわけではないと理解されよう。本書に記載の開示されている方法の工程について記述している図１－図３及び関連する開示内容は、工程が実行されるシーケンスを絶対的に決定付けていると解釈すべきではない。むしろ、１つの例示的な順序が示されていても、その工程のシーケンスは、適宜改変されうると理解されたい。したがって、例示されている工程に対して改変、追加、及び／又は省略が行われてよく、ある種の工程は、異なる順序で又は同時に実行されることもある。加えて、当業者には、記述されている全ての工程を実行する必要はないことが認識されよう。

【0070】

［００７８］先に参照した図４－図７は、機能的な要素、特徴、又はその構成要素を表現していることがあり、必ずしも何らかの特定の構造を示唆するものではない。したがって、例示されている構成には、改変、追加、及び／又は省略が行われうる。加えて、当業者には、先に参照した図４－図７に記載され、図示されている全ての要素、特徴、及び／又は構成要素があらゆる例に含まれる必要はないこと、並びに、本書に記載の全ての要素、特徴、及び／又は構成要素が各実施例に必ずしも記載されるわけではないことが、認識されよう。したがって、図４－図７に記載され、図示されている要素、特徴、及び／又は構成要素の一部は、図４－図７、他の図面、及び／又は関連する開示内容に記載され、図示されているその他の特徴を含むことを必要とせずに、様々なやり方で組み合わされうるが、かかる一又は複数の組み合わせは、本書に明示的に例示されていないこともある。同様に、提示されている例に限定されない追加の特徴が、本書に図示され、記載されている特徴の一部又は全部と組み合わされることもある。先に参照した図４－図７に示している例の概略図は、明示的に記述されない限り、実施例に関する構造的制限をもたらすことを意味するものではない。むしろ、１つの例示的な構造が示されていても、その構造は適宜改変されうることを理解されたい。したがって、例示されている構造には、改変、追加、及び／又は省略が行われうる。更に、図４－図７の各々において、同様の又は少なくとも実質的に同様の目的に適う要素、特徴、及び／又は構成要素には類似の番号が付されているが、本書では、かかる要素、特徴、及び／又は構成要素について、図４－図７の各々を参照して詳述されないこともある。同様に、図４－図７の各々において全ての要素、特徴、及び／又は構成要素が付番されているわけではないが、本書では、それらに関連する参照符号が一貫して使用されうる。

【0071】

［００７９］更に、本明細書全体における、「特徴」、「利点」、又は本書で使用されている類似の文言に対する言及は、本書で開示されている例により実現されうる特徴及び利点の全てが、何らかの単一の例であるべきということ、又は何らかの単一の例におけるものであることを、示唆するものではない。むしろ、特徴及び利点に言及する文言は、一例に関連して記述されている特定の特徴、利点、又は特性が、少なくとも１つの例に含まれることを意味すると理解される。ゆえに、本開示全体を通じて使用される、「特徴」、「利点」、及び類似の文言についての記述は、同一の例に言及するものでありうるが、必ずしもそうとは限らない。

【0072】

［００８０］本書で開示している主題の例は、図８に示している航空機の製造・保守方法８００、及び図９に示している航空機９００に照らして説明されうる。一又は複数の例において、開示されている締結構造物を解析するための方法及びシステムは航空機製造に使用されうる。保守方法８００は、製造前段階において、航空機９００の仕様及び設計（ブロック８０２）と、材料調達（ブロック８０４）とを含みうる。製造段階においては、航空機９００の、コンポーネント及びサブアセンブリの製造（ブロック８０６）と、システムインテグレーション（ブロック８０８）とが行われうる。その後、航空機９００は、認可及び納品（ブロック８１０）を経て運航（ブロック８１２）に供されうる。運航期間中、航空機９００には、定期的な整備及び保守（ブロック８１４）が予定されうる。定期的な整備及び保守は、航空機９００の一又は複数のシステムの改変、再構成、改修等を含みうる。

【0073】

［０８１］保守方法８００の各プロセスは、システムインテグレータ、第三者、及び／又はオペレータ（例えば顧客）によって実行又は実施されうる。この明細書においては、システムインテグレータは、任意の数の航空機製造業者及び主要システム下請業者を含みうるがこれらに限定されず、第三者は、任意の数のベンダー、下請業者、及び供給業者を含みうるがこれらに限定されず、かつ、オペレータは、航空会社、リース会社、軍事団体、サービス機関などでありうる。

【0074】

［０８２］図９に示しているように、保守方法８００によって製造される航空機９００は、複数の高レベルシステム９０４及び内装９０６を有する機体９０２を含みうる。高レベルシステム９０４の例は、推進システム９０８、電気システム９１０、液圧システム９１２、及び環境システム９１４のうちの一又は複数を含む。任意の数の他のシステムが含まれることもある。航空宇宙産業の例を示しているが、本書で開示されている原理は、その他の産業（自動車産業など）にも適用されうる。したがって、本書で開示されている原理は、航空機９００に加えて、その他のビークル（例えば陸上ビークル、海洋ビークル、宇宙ビークル等）にも適用されうる。

【0075】

［０８３］締結構造物を解析するための開示されている方法及びシステムは、製造・保守方法８００の一又は複数の任意の段階において用いられうる。例えば、コンポーネント及びサブアセンブリの製造（ブロック８０６）に対応するコンポーネント又はサブアセンブリは、航空機９００の運航（ブロック８１２）期間中に製造されるコンポーネント又はサブアセンブリと同様のやり方で作製又は製造されうる。また、ツーリングセット（複数可）、システム（複数可）、方法（複数可）又はこれらの任意の組み合わせ、の一又は複数の例は、例えば、航空機９００の組み立てを著しく効率化するか、又は航空機９００のコストを著しく削減することによって、製造段階（ブロック８０６及びブロック８０８）において利用されうる。同様に、ツーリングセット、システム、若しくは方法を実現する一又は複数の例、又はこれらの組み合わせは、限定するわけではないが例としては、航空機９００の運航（ブロック８１２）期間中に、及び／又は、整備及び保守（ブロック８１４）において、利用されうる。

【0076】

［０８４］記載している一例の特徴、利点、及び特性は、一又は複数のその他の例において、任意の好適な様態で組み合わされうる。当業者には、本書に記載の例が、特定の例の具体的な特徴又は利点のうちの一又は複数がなくとも実践されうることが認識されよう。他の事例では、全ての例に存在するわけではない更なる特徴及び利点が、ある種の例においては認識されうる更に、締結構造物５００を解析するための、方法１００、２００、３００、締結構造物管理システム６００、及び解析コンピューティングシステム７００の様々な例について図示し、説明してきたが、当業者は、本明細書を読むことで、変形例を想起しうる。本出願は、かかる変形を含むものであり、特許請求の範囲によってのみ限定される。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【外国語明細書】