亞天頓(廊坊)復合材料科技有限公司
YTD langfang Composite materials
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普渡大學附屬的商業軟件提供商AnalySwift LLC已從海軍獲得24萬美元的小型企業創新研究計劃撥款。SBIR獎將幫助該公司進一步開發SwiftComp嗎軟件,此技術可為復合材料提供高效,高保真度的建模。
AnalySwift總裁兼席執行官Allan Wood表示:“我們很高興與美國海軍合作,以幫助應對這一挑戰。海軍將能夠使用由此產生的軟件技術,使直升機的預期壽命與實際使用壽命保持一致,減少重新設計的停機時間,并終節省資金?!?/span>
Wood說,該軟件將有助于滿足海軍和旋翼機相關人員的需求。該特定項目旨在推進軟件,以更好地預測由復合材料制成的柔性梁的耐用性,復合材料是由兩種或更多種不同材料制成的材料,這些材料組合起來比單獨使用的材料更堅固,輕便或具有其他優勢。
此圖顯示了在組合載荷下具有逐漸變細的矩形截面的逼真的復合柔性梁。
直升飛機柔性梁是將槳葉與輪轂連接的關鍵組件。由復合材料制成的柔性梁由于其復雜性(包括其錐形和彎曲特性以及復雜的微結構)而特別難以設計和分析。
通過分析確定的NAVAIR耐久性理念通常要求分析顯示的使用壽命是所需使用壽命的四倍,但現實情況是,測試顯示的實際使用壽命遠低于要求的使用壽命以及經過分析預測的壽命。預測壽命和測試壽命之間的這種差異已經花費了多年的努力和數百萬美元來重新設計。
解決這些缺點的嘗試包括改變簾布層的布局以及簾布滴相對于中性軸的位置以改善壽命。由于缺乏對彎曲梁疲勞失效所涉及的物理知識的理解,使得重新設計不能基于比原來用于清除失效部分的更精確的分析方法或理解。
然而,同樣的分析曾經表明,失效零件具有足夠的壽命,但可以在新設計的零件上重復使用-歷史上幾乎沒有成功。這種分析是不充分的,因為它們是具有數百層的復雜復合結構,通常是混合材料,并且具有扭曲和錐形的幾何形狀。另外,雖然理解了載荷環境,但軸向,彎曲和扭轉載荷同樣復雜。這種載荷導致多軸應力,結合彎曲梁的幾何形狀,使確定應力應變層的重要性放在位,但往往被忽略。
“我們的特定項目旨在為用戶使用自定義元素的復合柔性梁提供高效,高保真的工具集,并顯著改善其耐久性預測能力?!蔽榈抡f?!霸撎嶙h的成功將為復合柔性梁的高效而準確的耐久性分析提供實用的解決方案?!?/span>
除了更好地分析彎曲和錐形復合結構(例如復合柔性梁)的強度和耐久性外,該項目還旨在:
大大減少了設計和重新設計復雜復合結構所需的時間和成本。
在理解復合材料柔性梁的層板脫落和其他缺陷的影響方面,為實驗提供了更具洞察力的指導。
·對內部特征和缺陷進行更明確的建模,輕松處理混合材料并直接合并新材料模型。
盡管直接的商業應用是海軍使用的復合撓性梁的耐久性分析,但提議的工作將具有許多其他潛在的商業應用:
復合直升機旋翼槳葉,通常是漸縮的,并且沿翼展方向具有層狀落差。
·截面變化明顯的復合風輪機葉片。
·復雜的復合結構,具有不均勻的截面,用于航空航天、汽車和體育。
·厚復合材料結構的多層應力和耐久性預測是至關重要的。
該技術由普渡大學工程學院的航空與航天學的Wenbin Yu教授開發。該軟件還被授權給各地的公司和大學,包括那些將其用于衛星和移動電話組件(包括印刷電路板)的公司和大學。
Yu說:”SwiftComp軟件的優點之一是能夠對具有復雜微觀結構的結構進行高效的高保真多尺度建模?!薄?/span>SwiftComp將材料和結構的基本構件的細節作為輸入,然后輸出宏觀分析所需的結構特性。它可以用于復合梁,板和殼以及3D結構,用于微機械和結構建模。
“該項目將有助于進一步擴大SwiftComp的應用范圍,甚至進一步應用于旋翼飛機和其他具有彎曲或漸縮結構的應用以及對耐用性有至關重要的應用的復合材料?!?/span>
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