Lianyungang Zhongfu Lianzhong Composites Group Co., Ltd.
+86-518-80307662

Bahan komposit yang lebih tahan lama diperlukan untuk komponen struktur yang cekap tenaga - Kesatuan Eropah membiayai projek baharu D-STANDART

Feb 02, 2023

Bahan komposit termaju semakin meluas dalam banyak bidang, terutamanya aeroangkasa, automotif dan tenaga boleh diperbaharui, kerana ia ringan dan membantu menjimatkan tenaga. Apa yang masih hilang ialah kaedah pra-pengeluaran yang tepat dan pantas untuk mengoptimumkan ketahanan struktur komposit besar tersebut. Oleh itu, matlamat projek D-STANDART yang dibiayai EU yang baru dilancarkan adalah untuk membangunkan kaedah yang berkesan untuk mensimulasikan ketahanan struktur komposit besar bagi sebarang reka bentuk di bawah keadaan realistik.

Komposit termaju memainkan peranan penting dalam usaha untuk mencapai masa depan neutral karbon, menjadikan struktur yang tahan haus dan ringan, dan oleh itu cekap tenaga, contohnya dalam sektor aeroangkasa dan turbin angin. Peningkatan penggunaan struktur komposit besar menimbulkan kebimbangan tentang rintangan kerosakan dan ketahanannya, yang pada masa ini biasanya dinilai menggunakan teknik yang tidak tepat dan memakan masa. Struktur pada skala ini mengalami beban dan tegasan yang melampau, terutamanya apabila dioptimumkan untuk menggunakan bahan sesedikit mungkin. Oleh itu, penilaian keletihan yang tepat dan boleh dipercayai adalah perlu untuk integriti jangka panjang struktur ringan yang diperlukan untuk masa depan yang mampan.

Matlamat D-STANDART adalah untuk membangunkan kaedah yang pantas dan berkesan untuk mensimulasikan ketahanan struktur komposit berskala besar dengan susun atur sewenang-wenangnya di bawah keadaan realistik (beban, persekitaran).

Pada masa ini, kekurangan pemahaman yang mencukupi tentang kelesuan komposit biasanya ditangani menggunakan pendekatan reka bentuk konservatif untuk memastikan kerosakan impak yang dikesan manipulasi atau tidak dapat dikesan tidak membawa kepada pertumbuhan retak dan kegagalan. Walaupun pendekatan reka bentuk yang teliti ini memastikan keselamatan produk, ia tidak membenarkan berat yang dioptimumkan dan mengurangkan penggunaan bahan.

Malah, kebanyakan pemodelan lesu komposit dalam reka bentuk adalah berdasarkan sambungan hipotesis model lesu struktur logam komposit dan oleh itu tidak boleh digunakan dengan cekap atau berkesan.

Untuk meningkatkan prestasi aplikasi bahan komposit untuk mengurangkan berat struktur dan memanjangkan jangka hayat, sekali gus mengurangkan kesan terhadap alam sekitar, D-STANDART menyelesaikan masalah ini dari tiga perspektif:

Dengan mempercepatkan pencirian sifat kelesuan komposit, tidak perlu menguji setiap jenis susun atur secara individu, dan akhirnya, dengan membangunkan keupayaan pemodelan yang menghubungkan kelakuan struktur besar dengan geometri kompleks dan kecacatan pembuatan yang berpotensi untuk menguji keputusan.

Untuk tujuan ini, D-STANDART akan membangunkan kaedah ujian baharu menggunakan spesimen tujuan am untuk mengukur dengan betul parameter bahan yang menentukan ketahanan komposit di bawah pemuatan kitaran. Dengan menggunakan kaedah ujian frekuensi tinggi, masa ujian akan dikurangkan dengan banyak. Ujian frekuensi tinggi sedemikian akan dicapai dengan mengecilkan pergantungan suhu, dengan itu mengambil kira pemanasan sendiri yang berlaku semasa ujian tersebut. Pencirian bahan akan digunakan dalam model ketelitian tinggi untuk mensimulasikan pertumbuhan kecacatan dalam pelbagai persinggahan dan pada skala yang berbeza sebagai fungsi pemuatan dan kadar kitaran.

Untuk menggunakan model ini dalam persekitaran reka bentuk perindustrian, D-STANDART akan menggunakan model ejen kecerdasan buatan (AI) menggunakan data ujian dan data ujian sejarah daripada projek untuk menyesuaikan dengan mudah kepada parameter reka bentuk yang berbeza dan susun atur yang kompleks, dengan itu mempercepatkan proses pembangunan dan pengkomersilan komponen lanjutan.

Pengesahan prestasi ketahanan simulasi dalam sektor aeroangkasa dan tenaga boleh diperbaharui telah dipilih sebagai dua contoh aplikasi D-STANDART. Di samping itu, pekeliling dan kemampanan akan dinilai melalui penilaian kitaran hayat khusus, pengkosan kitaran hayat dan analisis kos-faedah.

D-STANDART melibatkan sembilan rakan kongsi di empat negara: Perancis, Jerman, Belanda dan United Kingdom. Lembaga Penasihat terdiri daripada enam pengguna akhir (Rolls Royce, Fokker Aerostructures, Leonardo. Siemens Gamesa, Embraer, Coexpair), Konsortium akan disokong dengan mengesahkan keperluan untuk air, membimbing pensijilan projek dan akhirnya menyokong pengambilan keputusan dalam penjajaran rapat dengan Majlis Pemodelan Bahan Eropah (EMMC) dan Majlis Pencirian Bahan Eropah (EMCC). NLR akan menyelaraskan projek dan bertanggungjawab untuk ujian keletihan, pengesahan model keletihan bagi komposit, dan menyediakan benang digital.