مواد کامپوزیتی پیشرفته در بسیاری از زمینهها، به ویژه هوافضا، خودروسازی و انرژیهای تجدیدپذیر نفوذ کردهاند، زیرا سبک وزن هستند و به صرفهجویی در انرژی کمک میکنند. آنچه هنوز وجود ندارد، روش های پیش تولید دقیق و سریع برای بهینه سازی دوام چنین سازه های کامپوزیتی بزرگی است. بنابراین، هدف پروژه تازه راهاندازی شده توسط اتحادیه اروپا D-STANDART، توسعه روشهای مؤثر برای شبیهسازی دوام سازههای کامپوزیتی بزرگ با هر طرحی در شرایط واقعی است.
کامپوزیتهای پیشرفته نقش حیاتی در تلاشها برای دستیابی به آیندهای بدون کربن دارند و سازههایی را میسازند که هم مقاوم در برابر سایش و هم سبک و در نتیجه انرژی کارآمد هستند، برای مثال در بخشهای هوافضا و توربینهای بادی. افزایش استفاده از سازه های کامپوزیتی بزرگ نگرانی هایی را در مورد مقاومت در برابر آسیب و دوام آنها ایجاد می کند که در حال حاضر معمولاً با استفاده از تکنیک های نادقیق و زمان بر ارزیابی می شوند. سازهها در این مقیاسها بارها و تنشهای شدیدی را تجربه میکنند، بهویژه زمانی که برای استفاده کمتر از مواد ممکن بهینه شده باشند. بنابراین، ارزیابی دقیق و قابل اعتماد خستگی برای یکپارچگی طولانی مدت سازه های سبک وزن مورد نیاز برای آینده ای پایدار ضروری است.
هدف D-STANDART توسعه روش های سریع و موثر برای شبیه سازی دوام سازه های کامپوزیتی در مقیاس بزرگ با چیدمان دلخواه در شرایط واقعی (بار، محیط) است.
در حال حاضر، فقدان درک کافی از خستگی کامپوزیت معمولاً با استفاده از رویکردهای طراحی محافظه کارانه برخورد می شود تا اطمینان حاصل شود که آسیب ضربه تشخیص داده شده یا ناشناخته منجر به رشد ترک و شکست نمی شود. در حالی که این رویکرد طراحی دقیق ایمنی محصول را تضمین می کند، وزن بهینه و استفاده از مواد را کاهش نمی دهد.
در واقع، بیشتر مدلسازی خستگی کامپوزیت در طراحی مبتنی بر توسعههای فرضی مدل خستگی سازه فلزی مرکب است و بنابراین نمیتوان از آن به طور کارآمد یا مؤثر استفاده کرد.
D-STANDART به منظور بهبود عملکرد کاربرد مواد کامپوزیت به منظور کاهش وزن سازه و افزایش طول عمر و در نتیجه کاهش تاثیر بر محیط زیست، این مشکل را از سه منظر حل می کند:
با تسریع در تعیین خصوصیات خستگی کامپوزیت، نیازی به آزمایش هر نوع چیدمان به صورت جداگانه نیست، و در نهایت، با توسعه قابلیتهای مدلسازی که رفتار سازههای بزرگ را با هندسههای پیچیده و نقصهای احتمالی ساخت به نتایج آزمایش مرتبط میکند، وجود ندارد.
برای این منظور، D-STANDART روشهای آزمایش جدیدی را با استفاده از نمونههای هدف عمومی برای تعیین کمیت پارامترهای مواد که دوام کامپوزیتها را تحت بارگذاری چرخهای تعیین میکنند، توسعه خواهد داد. با استفاده از روش های تست فرکانس بالا، زمان تست بسیار کاهش می یابد. چنین آزمایشهایی با فرکانس بالا با محدود کردن وابستگی به دما به دست میآیند، بنابراین خود گرمایشی که در طول چنین آزمایشهایی رخ میدهد محاسبه میشود. توصیف مواد در مدلهای با وفاداری بالا برای شبیهسازی رشد عیب در سطوح مختلف و در مقیاسهای مختلف به عنوان تابعی از بارگذاری و نرخ چرخهای استفاده میشود.
برای اعمال این مدلها در محیط طراحی صنعتی، D-STANDART از مدلهای عامل هوش مصنوعی (AI) با استفاده از دادههای آزمایشی و دادههای آزمایش تاریخی پروژهها استفاده میکند تا به راحتی با پارامترهای مختلف طراحی و طرحبندیهای پیچیده تطبیق داده شود و در نتیجه روند توسعه و تجاریسازی آن را تسریع بخشد. اجزای پیشرفته
تایید عملکرد دوام شبیه سازی شده در بخش های هوافضا و انرژی های تجدیدپذیر به عنوان دو نمونه کاربردی از D-STANDART انتخاب شد. علاوه بر این، دایره ای بودن و پایداری از طریق ارزیابی چرخه عمر اختصاصی، هزینه یابی چرخه عمر و تجزیه و تحلیل هزینه-فایده ارزیابی خواهد شد.
D-STANDART شامل 9 شریک در چهار کشور فرانسه، آلمان، هلند و بریتانیا است. هیئت مشاوره متشکل از شش کاربر نهایی است (رولز رویس، فوکر آئرواستراچرز، لئوناردو. زیمنس گیمسا، امبرائر، کواکسپایر)، کنسرسیوم با تأیید الزامات آب، هدایت صدور گواهینامه پروژه و در نهایت حمایت از جذب نتایج پشتیبانی خواهد شد. در هماهنگی نزدیک با شورای مدلسازی مواد اروپایی (EMMC) و شورای مشخص کردن مواد اروپایی (EMCC). NLR پروژه را هماهنگ میکند و مسئول تست خستگی، اعتبارسنجی مدل خستگی کامپوزیتها و راهاندازی رشته دیجیتال است.
