[发明专利]用于分析包括组成部件的结构的修复的装置和方法

说明书

提供了一种用于分析包括组成部件的结构的修复的装置和方法，通过识别结构的具有共同的材料特性和几何约束的组成部件，并且基于此为也具有共同的材料特性和几何约束的组成部件确定通用修复部件。从未损坏结构的负载模型中提取并且在负载重新分配模型中在组成部件的损坏部分或缺陷部分处重新分配一组负载。该组重新分配的负载指示在外部负载下由通用修复部件引起的加载。该装置然后使用重新分配的负载来执行分析以确定通用维修部件的安全限度，并且在其中安全限度为正的情况下，将通用修复部件的材料特性和几何约束输出至用于生产该通用修复部件的制造系统。

技术领域

本公开大体上涉及结构的分析，且具体地，涉及用于修复结构的通用部件的确定和分析。

背景技术

各种应用中的复合材料结构可需要在整个时间内进行修复。例如，采用复合材料机身的飞机可在服务条件下经历对修复工作的局部化需求。当飞机上的修复区域相对较小时，修复可涉及其中将复合材料补片结合在蒙皮的修复区域上的结合技术。然而，这些结合技术可导致板层堆积得超出正常蒙皮厚度，从而改变蒙皮的横截面轮廓。结合的修复也可产生难以在可重复的基础上控制的其他变化。此外，结合技术可不适合修复较大区域，诸如机身蒙皮中的较大区域。飞机机身上的较大区域的修复可涉及切除机身的整个区段，并且连同外蒙皮一起更换内部纵梁和/或框架构件的部分。这种类型的大面积修复可需要大量的工程分析，以便精确地确定应切掉的机身的修复区域周围的区域。然后可需要进一步的工程技术来设计所需的修复部件。此外，修复的工程技术和分析可需要知道和访问各种工程工具，每种工程工具可具有唯一的用户界面、数据库、可视化功能和操作系统。因此，复合材料机身的大面积修复可能是耗时的、劳动密集型的并需要多名专业人员的参与。

因此，可希望具有考虑到至少一些上述问题以及可能的其他问题的系统和方法。

发明内容

本公开的实例实施方案针对一种用于分析包括组成部件的结构的修复的改进的系统、方法和计算机可读存储介质。具体地，该系统可组合多个分析工具的输出，以便以时间有效的方式为通用修复部件提供证实数据。该系统可快速地分析通用修复部件对于结构内的不同类型部件的适用性和相应的修复方法，并且从而为包括复杂几何形状的修复部件提供预先分析的解决方案。

在一些实例实施方案中，提供了一种用于分析包括组成部件的结构的修复的方法。该方法可包括识别结构的具有共同材料特性和共同几何约束、并且从该结构的堆叠设计中识别的多个组成部件。该方法也可包括为具有共同的材料特性和共同的几何约束的多个部件确定通用修复部件。

对于多个部件的组成部件，该方法也可包括从结构的负载模型中提取一组负载。负载模型表示未损坏状态下的结构。该方法也可包括使用负载重新分配模型来重新分配该组提取的负载，在该负载重新分配模型中，组成部件的损坏部分或缺陷部分的表示被通用修复部件的表示替代或与之耦合。因此，该组提取的负载为一组重新分配的负载，该组重新分配的负载指示在向负载模型施加的外部负载下由通用修复部件引起的加载。

该方法也可包括使用该组重新分配的负载来执行分析，以在该组提取的负载下为通用修复部件确定安全限度。在其中安全限度为正的至少一种情况下，该方法也可包括将至少一种情况的通用修复部件的材料特性和几何约束输出至用于生产该通用修复部件的制造系统，该通用修复部件适用于修复组成部件。

在前述或任何后续实例实施方案的方法的一些实例实施方案或其任何组合中，确定通用修复部件包括确定多个通用修复部件，每个通用修复部件具有共同的材料特性和共同的几何约束，该通用修复部件为多个通用修复部件中的用户选择的通用修复部件。

在任何前述或任何后续实例实施方案的方法的一些实例实施方案或其任何组合中，确定通用修复部件包括确定适合于用通用修复部件替代组成部件的损坏部分或缺陷部分的栓接或结合修复。