位于美国弗吉尼亚州汉普顿的科利尔研究公司(Collier)宣布美国航空航天局(NASA)对复合材料船舱(CCM)进行的一系列严格,全面的物理测试刚刚完成。测试结果表明科利尔研究公司(Collier)的HyperSizer复合材料分析和结构优化软件准确的预测出了复合材料船舱(CCM)在模拟飞行环境中的最佳性能。
NASA猎户座飞船
美国航空航天局(NASA)载人登陆月球和火星星座计划中的“猎户座”飞行器将采用全复合材料船舱。
最近的测试结果令人非常满意,这是载人航天器设计的里程碑。同时也预示着将会在航天器材上采用更多的轻质复合材料。
复合材料船舱(CCM)项目进行了三年,在该项目的研发过程中使用HyperSizer软件来帮助优化设计、减轻重量及预测船舱的可制造性。复合材料船舱(CCM)是由蜂窝夹层结构和实心复合材料层压板建造而成的。美国航空航天局工程安全中心(NESC)在兰里(Langley)研究中心(位于美国弗吉利亚洲兰里)对其进行了测试,通过对原材料进行研究来权衡金属和复合材料哪一种更适合应用在航天结构中。
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负责复合材料船舱(CCM)项目的经理Mike Kirsch表示:“复合材料船舱可取代金属船舱,而且对NASA家族而言,这也是一个在复合材料项目上增长经验的机会。我们的分析模型预测的反应非常好。目前我们获悉了未来航天器材料取舍的更详细的信息。”
HyperSizer软件是一种优化结构尺寸和设计的工具。它通过有限元分析回馈的信息自动寻找解决方案从而实现重量最小化和可制造性最大化。在复合材料船舱(CCM)的整个研发过程中,HyperSizer对船舱设计和制造的决策起到了指导作用。
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Kirsch说:“HyperSizer使我们了解到物理过程是如何进行的。我们可以放大结构,快速优化设计和解决方案,估算重量和可制造性。”该软件也是一种主要的交流工具。行业和机构专家在五次技术评审中展示的分析结果就用到了这种软件。
测试复合材料机舱的载荷时,在飞机上安装280个线性应变仪和80个声传感器,用于监听接口处纤维的断裂状况。这一复合材料结构成功地经受住了模拟发射失败并打开降落伞状态下的负荷测试。接着是最严格的内部压力测试,测试要求复合材料船舱在两倍标准大气压力下达到美国航空航天局(NASA)要求的两个安全系数的标准。
尽管其它有关复合材料船舱人为损坏的测试会在2010年年初进行,但船舱通过内部压力测试对其发展项目步入正轨来说非常重要。
科利尔研究公司(Collier)总裁兼软件开发者Craig Collier表示“这一项目清晰地展示了HyperSizer根据船舱的精确设计及制造要求准确指导大型复合材料结构受力的能力。由于制造商寻求既安全又节约成本的取代较重材料的替代物,复合材料在新兴产业的应用将会继续扩大。HyperSizer将会是确保设计工程的完整性及最佳性能的重要工具。
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