节能结构部件需要更耐用的复合材料——欧盟资助新项目D-STANDART

先进的复合材料正在许多领域取得进展，特别是航空航天、汽车和可再生能源，因为它们重量轻，有助于节省能源。仍然缺少的是准确和快速的预生产方法，以优化此类大型复合结构的耐用性。因此，新启动的欧盟资助项目D-STANDART的目的是开发有效的方法，在现实条件下模拟任何设计的大型复合结构的耐用性。

先进的复合材料在实现碳中和未来的努力中发挥着至关重要的作用，使结构既耐磨又轻，因此节能，例如在航空航天和风力涡轮机部门。大型复合结构的更多使用引起了人们对其耐损坏性和耐久性的担忧，目前通常使用不精确和耗时的技术进行评估。这些尺度的结构会经历极端的载荷和应力，特别是当优化到尽可能少地使用材料时。因此，准确可靠的疲劳评估对于可持续未来所需的轻质结构的长期完整性是必要的。

D-STANDART的目标是开发快速有效的方法来模拟在现实条件下（负载、环境）具有任意铺设的大规模复合结构的耐用性。

目前，对复合材料疲劳缺乏足够的了解通常使用保守的设计方法来处理，以确保操纵检测或未检测到的撞击损害不会导致裂纹生长和故障。虽然这种谨慎的设计方法确保了产品安全，但它不允许优化重量和减少材料使用。

事实上，设计中的大多数复合材料疲劳建模都是基于复合材料金属结构疲劳模型的假设扩展，因此无法高效或有效地使用。

为了提升复合材料的应用性能，以减少结构重量并延长寿命，从而减少对环境的影响，D-STANDART从三个角度解决这个问题：

通过加快对复合材料疲劳性能的表征，无需单独测试每种类型的铺设，最后，通过开发建模能力，将具有复杂几何形状和潜在制造缺陷的大型结构的行为与测试结果联系起来。

为此，D-STANDART将开发使用通用试样的新测试方法，以正确量化确定循环载荷下复合材料耐久性的材料参数。通过使用高频测试方法，测试时间将大大缩短。这种高频测试将通过缩小温度依赖性来实现，从而考虑此类测试期间发生的自加热。材料表征将用于高保真模型，以模拟各种铺设和不同尺度的缺陷生长，作为循环加载和速率的函数。

为了在工业设计环境中应用这些模型，D-STANDART将使用人工智能（AI）代理模型，使用来自项目的测试数据和历史测试数据，以轻松适应不同的设计参数和复杂的布局，从而加快高级组件的开发和商业化进程。

选择验证航空航天和可再生能源部门的模拟耐用性性能作为D-STANDART的两个应用实例。此外，将通过专门的生命周期评估、生命周期成本计算和成本效益分析来评估循环性和可持续性。

D-STANDART涉又来目四个国家法国、德国、何兰和英国）的九个合作似伴。咨询委员会由六个最终用户 (Rolls Royce、Fokker Aerostructures、Leonardo . Siemens Gamesa、Embraer、 Coexpair)组成，将通过验证要水、指导项目的认证万法以及最终支持与欧洲材料建模理事会(EMMC)和欧洲材料表征理事会(EMCC)紧密保持一致来支持成果吸收来支持该财团。NLR将协调该项目，并负责疲劳测试、复合材料的疲劳模型验证和设置数字线程。

此文由中国复合材料工业协会翻译，文章不用于商业目的，仅供行业人士交流，引用请注明出处。