AnalySwift en University of Central Florida werken samen met NASA om dunlaagse composieten te ontwikkelen

Analyswift (West Jordan, Utah, VS), een aan Purdue University gelieerd softwarebedrijf dat efficiënte high-fidelity-modelleringssoftware voor composieten levert, in samenwerking met de University of Southern Florida als de belangrijkste onderzoeksinstelling, heeft een NASA Small Business Technology Transfer ontvangen contract om het ontwerp van composieten te verbeteren, inclusief dunnelaagcomposieten, zoals die nodig zijn voor ruimtevaartuigen en NASA-missies.

Dunne-laagse composieten, genoemd naar hun uitgeharde laagdiktes van minder dan 0,0025 inch, zijn gemaakt van geweven vezelmaterialen zoals koolstofvezel, grafeen en andere polymeren. Kracht komt van lichte rondingen langs de randen van de laag waardoor ze het gewicht kunnen dragen in plaats van naar achteren te buigen. Dit kenmerk maakt ze naar verluidt sterk genoeg om satellietladingen te ondersteunen, zoals zonnezeilen voor ruimtereizen op zonne-energie, of om te dienen als ondersteuning voor grote ruimtevaartuigen. Verder kunnen dunlaagse composietstructuren worden opgerold, verdicht en gedurende lange perioden opgeslagen totdat ze moeten worden ingezet.

"Thin-ply composieten bieden aanzienlijke prestatieverbeteringen ten opzichte van traditionele metalen materialen voor het bouwen van inzetbare ruimtevaartuigstructuren", zegt Kawai Kwok, een assistent-professor aan de afdeling Mechanische en Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek van UCF die het onderzoek leidt. "De extreme dunheid en de hoge limiet van de breukspanning van dunne-laags composieten resulteert in vouwkrommingen die de huidige capaciteit ver overschrijden. Ze zijn zowel volume- als massa-efficiënt en kunnen tegen lage kosten worden vervaardigd met gemakkelijk beschikbare materialen en commerciële processen.”

Kwok en zijn Structures and Materials Design Lab zullen experimentele en computationele methodologieën gebruiken die ze hebben ontwikkeld om de prestaties te karakteriseren en te modelleren van dunnelaagse composieten en polymeren die zijn ontworpen voor ruimteomgevingen bij herhaald gebruik en lange, gecomprimeerde opslagperioden.

Kwok zegt dat de experimentele gegevens, theorieën en begeleidende software die uit dit onderzoek zijn ontwikkeld, kunnen worden toegepast op gieken, zeilen, panelen, reflectoren en meer voor satellieten, evenals op lichtgewicht constructies voor landers, rovers en zonnepanelen voor NASA-missies en toekomstige vliegtuigen met compacte en verticale lanceringsmogelijkheden.

AnalySwift koos ervoor om met UCF samen te werken vanwege de uitgebreide ervaring van Kwok met het onderzoeken van dunlaagse composietmaterialen, ook voor NASA, zegt Allan Wood, president en CEO van AnalySwift. "Professor Kawai Kwok heeft met NASA samengewerkt aan dit probleem en AnalySwift is verheugd om samen te werken met UCF als onderzoeksinstelling voor dit project", zegt Wood.

AnalySwift en UCF werken ook samen met Purdue University (West Lafayette, Ind., VS), die de ontwikkeling van onderzoekscodes zal leiden en simulaties zal uitvoeren die nodig zijn voor modelverificatie en validatie onder leiding van Wenbin Yu, een professor in Purdue's School of Lucht- en ruimtevaart.

"Er zijn momenteel geen gevalideerde en betrouwbare karakteriserings- en modelleringsmethoden en -tools voor dit soort werk dat rekening houdt met dergelijke extreme omstandigheden en eerdere laadgeschiedenissen", zegt Yu. "Zonder betrouwbare voorspellings- en karakteriseringsmogelijkheden zijn vaak aanvullende tests nodig om onzekerheden in de uitvoering van het definitieve ontwerp te omzeilen, waardoor de technologische ontwikkeling en levering wordt vertraagd."

Neem voor meer informatie contact op met Robert H. Wells, Office of Research,
[email protected]