德國航空航天中心利用軟件成功進行陶瓷基復合材料裂紋預測

 

       DLR旗下位于德國斯圖加特的結構與設計研究所已成立了一支模擬仿真技術團隊，開始對陶瓷基體制備過程中重要的中間步驟——前軀體高溫裂解過程進行模擬。在該過程中，碳纖維增強復合材料（CFRP）被加熱至1600攝氏度的高溫，隨后冷卻。研究團隊嘗試分析溫度變化對材料微觀結構和相應的材料行為所產生的影響。分析結果對于未來DLR的陶瓷基復合材料部件的生產至關重要。陶瓷基復合材料主要應用于火箭噴嘴、返回地球大氣層所需的熱保護系統及其它部件。

 

       DLR陶瓷基復合材料與結構部模擬仿真項目組主管Neraj Jain表示：“MultiMech軟件能夠對微裂紋及其對整體部件的影響進行模擬。有了它，我們可以清楚地看到裂紋的擴展方向，知道裂紋將如何改變材料，并對最終的材料微觀結構產生怎樣的影響。”

 

       通過MultiMech軟件，工程師們可以改變纖維與陶瓷基體間的界面強度，并評估該參數對裂紋萌生與擴展的影響。有了這些認知，工程師們才能依據微觀結構力學對材料進行優化和調整，這是更準確地把握整體部件力學行為及斷裂行為的關鍵一步。

 

       MultiMechanics公司總裁兼首席技術官Flavio Souza表示：“DLR是全球航空航天領域先進技術研究的領導者，能夠為DLR先進陶瓷基復合材料部件的設計開發提供技術支持，我們倍感驕傲。過去十年間，我們一直致力于將先進材料的微觀結構與整體部件的使用性能、制造過程準確地聯系在一起，使用戶能夠看到多尺度建模的好處和價值。”

 

       Neraj Jain表示：“MultiMech軟件與已有的有限元分析軟件Abaqus、Ansys相結合，能夠提高生產效率，并使我們離優化陶瓷基復合材料的目標更加接近。裂紋模擬和多尺度建模的方法使我們能在未來的諸多項目中更好地把握機遇。”