位于美國弗吉尼亞州漢普頓的科利爾研究公司(Collier)宣布美國航空航天局(NASA)對復合材料船艙(CCM)進行的一系列嚴格,全面的物理測試剛剛完成。測試結果表明科利爾研究公司(Collier)的HyperSizer復合材料分析和結構優化軟件準確的預測出了復合材料船艙(CCM)在模擬飛行環境中的最佳性能。
NASA獵戶座飛船
美國航空航天局(NASA)載人登陸月球和火星星座計劃中的“獵戶座”飛行器將采用全復合材料船艙。
最近的測試結果令人非常滿意,這是載人航天器設計的里程碑。同時也預示著將會在航天器材上采用更多的輕質復合材料。
復合材料船艙(CCM)項目進行了三年,在該項目的研發過程中使用HyperSizer軟件來幫助優化設計、減輕重量及預測船艙的可制造性。復合材料船艙(CCM)是由蜂窩夾層結構和實心復合材料層壓板建造而成的。美國航空航天局工程安全中心(NESC)在蘭里(Langley)研究中心(位于美國弗吉利亞洲蘭里)對其進行了測試,通過對原材料進行研究來權衡金屬和復合材料哪一種更適合應用在航天結構中。
NASA獵戶座飛船
負責復合材料船艙(CCM)項目的經理Mike Kirsch表示:“復合材料船艙可取代金屬船艙,而且對NASA家族而言,這也是一個在復合材料項目上增長經驗的機會。我們的分析模型預測的反應非常好。目前我們獲悉了未來航天器材料取舍的更詳細的信息。”
HyperSizer軟件是一種優化結構尺寸和設計的工具。它通過有限元分析回饋的信息自動尋找解決方案從而實現重量最小化和可制造性最大化。在復合材料船艙(CCM)的整個研發過程中,HyperSizer對船艙設計和制造的決策起到了指導作用。
NASA獵戶座飛船
Kirsch說:“HyperSizer使我們了解到物理過程是如何進行的。我們可以放大結構,快速優化設計和解決方案,估算重量和可制造性。”該軟件也是一種主要的交流工具。行業和機構專家在五次技術評審中展示的分析結果就用到了這種軟件。
測試復合材料機艙的載荷時,在飛機上安裝280個線性應變儀和80個聲傳感器,用于監聽接口處纖維的斷裂狀況。這一復合材料結構成功地經受住了模擬發射失敗并打開降落傘狀態下的負荷測試。接著是最嚴格的內部壓力測試,測試要求復合材料船艙在兩倍標準大氣壓力下達到美國航空航天局(NASA)要求的兩個安全系數的標準。
盡管其它有關復合材料船艙人為損壞的測試會在2010年年初進行,但船艙通過內部壓力測試對其發展項目步入正軌來說非常重要。
科利爾研究公司(Collier)總裁兼軟件開發者Craig Collier表示“這一項目清晰地展示了HyperSizer根據船艙的精確設計及制造要求準確指導大型復合材料結構受力的能力。由于制造商尋求既安全又節約成本的取代較重材料的替代物,復合材料在新興產業的應用將會繼續擴大。HyperSizer將會是確保設計工程的完整性及最佳性能的重要工具。
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