Усъвършенстваните композитни материали навлизат в много области, особено в космическата индустрия, автомобилостроенето и възобновяемата енергия, тъй като са леки и помагат за пестене на енергия. Това, което все още липсва, са точни и бързи методи за предварително производство за оптимизиране на издръжливостта на такива големи композитни структури. Така целта на новостартиралия проект D-STANDART, финансиран от ЕС, е да разработи ефективни методи за симулиране на издръжливостта на големи композитни конструкции от всякакъв дизайн при реалистични условия.
Усъвършенстваните композити играят жизненоважна роля в усилията за постигане на неутрално по отношение на въглерода бъдеще, създавайки структури, които са едновременно устойчиви на износване и леки, и следователно енергийно ефективни, например в секторите на авиокосмическата промишленост и вятърните турбини. Увеличеното използване на големи композитни структури поражда опасения относно тяхната устойчивост на повреди и издръжливост, които в момента обикновено се оценяват с помощта на неточни и отнемащи време техники. Конструкциите в тези мащаби изпитват екстремни натоварвания и напрежения, особено когато са оптимизирани да използват възможно най-малко материал. Следователно е необходима точна и надеждна оценка на умората за дългосрочната цялост на леките конструкции, необходими за устойчиво бъдеще.
Целта на D-STANDART е да разработи бързи и ефективни методи за симулиране на издръжливостта на широкомащабни композитни конструкции с произволно подреждане при реалистични условия (натоварване, среда).
Понастоящем липсата на адекватно разбиране на композитната умора обикновено се решава с помощта на консервативни подходи за проектиране, за да се гарантира, че откритите при манипулиране или неоткритите щети от удар не водят до нарастване на пукнатини и отказ. Докато този внимателен подход към дизайна гарантира безопасността на продукта, той не позволява оптимизирано тегло и намалено използване на материали.
Всъщност по-голямата част от композитното моделиране на умората в дизайна се основава на хипотетични разширения на модела на умора на композитната метална конструкция и следователно не може да се използва ефективно или ефективно.
За да се подобри ефективността на приложение на композитни материали, за да се намали теглото на конструкцията и да се удължи продължителността на живота, като по този начин се намали въздействието върху околната среда, D-STANDART решава този проблем от три гледни точки:
Чрез ускоряване на характеризирането на композитните свойства на умора, няма нужда да се тества всеки тип подреждане поотделно и накрая, чрез разработване на възможности за моделиране, които свързват поведението на големи конструкции със сложни геометрии и потенциални производствени дефекти с резултатите от теста.
За тази цел D-STANDART ще разработи нови методи за изпитване, като използва образци с общо предназначение за правилно количествено определяне на параметрите на материала, които определят издръжливостта на композитите при циклично натоварване. Чрез използването на високочестотни методи за тестване времето за тестване ще бъде значително намалено. Такива високочестотни тестове ще бъдат постигнати чрез стесняване на температурната зависимост, като по този начин се отчете самонагряването, което възниква по време на такива тестове. Характеризирането на материала ще се използва в модели с висока прецизност, за да се симулира растеж на дефекти в различни периоди на прекъсване и в различни мащаби като функция на циклично натоварване и скорост.
За да приложи тези модели в среда на промишлен дизайн, D-STANDART ще използва модели на агенти с изкуствен интелект (AI), използвайки данни от тестове и исторически данни от тестове от проекти, за лесно адаптиране към различни параметри на дизайна и сложни оформления, като по този начин ускорява процеса на разработка и комерсиализация на усъвършенствани компоненти.
Проверката на симулираното представяне на издръжливостта в аерокосмическия и възобновяемия енергиен сектор беше избрана като два примера за приложение на D-STANDART. В допълнение, кръговратът и устойчивостта ще бъдат оценени чрез специална оценка на жизнения цикъл, оценка на разходите за жизнения цикъл и анализ на разходите и ползите.
D-STANDART включва девет партньора в четири държави: Франция, Германия, Холандия и Обединеното кралство. Консултативният съвет се състои от шест крайни потребители (Rolls Royce, Fokker Aerostructures, Leonardo. Siemens Gamesa, Embraer, Coexpair). Консорциумът ще бъде подкрепен чрез проверка на изискванията за вода, насочване на сертифицирането на проекта и в крайна сметка подпомагане на приемането на резултатите в тясно сътрудничество с Европейския съвет за моделиране на материали (EMMC) и Европейския съвет за характеризиране на материалите (EMCC). NLR ще координира проекта и ще отговаря за изпитването на умора, валидирането на модела на умора на композитите и настройката на цифровата нишка.
