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评估复合材料的冲击损伤并降低成本的新方法

   日期:2021-10-11     来源:复材模压网    浏览:220    评论:0    
核心提示:德国宇航中心复合材料轻量化与自适应系统研究所已经开发了一个用于对碳纤维复合材料件的冲击损伤和波浪进行评估的方案。
       德国宇航中心复合材料轻量化与自适应系统研究所已经开发了一个用于对碳纤维复合材料件的冲击损伤和波浪进行评估的方案。

 

在飞机结构上,这种损坏发生在飞机的运行过程中,例如由于石头、冰雹或鸟类的撞击以及工具的坠落。波浪是在制造过程中由材料中的异物、重叠或空隙或所选择的制造技术造成的。不管是什么原因,纤维复合材料结构中个别的、通常几乎不可见的缺陷对承重能力有负面影响。经验表明,这两种类型的缺陷都会累积,而波浪和冲击损伤之间的相互作用在很大程度上仍未被加以研究。

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因此,在设计中为制造设定了非常保守的假设和高公差及质量要求。制造过程中的维修和废品会额外增加部件的成本。在德国宇航中心这个方案的帮助下,数值和实验材料和部件的鉴定工作可以减少。因此,可以重新评估制造过程中的公差和质量要求,并且可以减少由于不必要的投诉过程、返工和废品而导致的量产阶段和批量生产的成本。使用一个标准目录,将波浪和冲击损伤的相关缺陷参数结合起来,进行整体评估。

 

这一概念的基础是由广泛的 '缺陷的影响'测试活动创建的,其中,德国宇航中心的科学家们首先对波状缺陷及其原因进行了实验、数值和理论研究,然后对波状和冲击损伤之间复杂的相互作用行为进行了研究。研究人员采用的189个样本都是按照空客的标准测试的,构成了得出有意义的物理关联的基础,特别是关于损伤的相互作用。

 

在这些实验研究的基础上,制定了单独和有效评估相互作用的波浪和冲击损伤的方案。方案由两部分组成。第一部分包括定义案例鉴别标准,借助这些标准可以减少方法中的保守性。第二部分涉及损害评估。德国宇航中心的专家表示:'由于相互作用的缺陷造成的总减少系数是由波浪和冲击损伤的单个系数乘以得出的'。

 

图片说明:用新的方案可以有效地评估由异物引起的纤维波浪(来源:德国宇航中心纤维复合轻量化与自适应系统研究所)


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标签: 复合材料
 
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