NIAR为美国空军开发先进复合材料

美国国家航空科学研究所(NIAR)于2020年11月从美国空军研究实验室(AFRL)获得了另一笔总价值1370万美元的合同,继续开展“可负担、可持续性发展的复合材料建模”(MASC)研究计划。

MASC计划的第一阶段是2019年5月授予的2350万美元合同,主要目的是开发认证体系,为自动化制造的先进材料和结构概念铺平道路,而新一轮资金投入将使研究人员能够进一步研究材料的损伤失效行为,并鉴定和表征对美国国防工业具有战略重要性的材料系统,其中包括使用自动化工艺制造的陶瓷基复合材料,以及压缩泡沫热塑性复合材料和注塑成型复合材料。

NIAR的航空航天系统先进技术实验室(ATLAS)通过与AFRL研究人员、国防技术承包商和相关大学合作,共同领导了MASC计划。该计划将利用自动化技术、机器学习和人工智能算法,增强用于制造下一代先进集成复合材料机身结构的工具。

ATLAS主任Waruna Seneviratne表示,MASC计划的目标与ATLAS的使命非常契合——致力于创造跨多学科的制造环境和工程教育计划,为未来工厂的工程师和教育工作者做好准备。科研人员在开发对美国国防部和航空航天工业具有战略重要性的技术的同时,有望实现上述目标。

在该计划开展的第一年,ATLAS已经雇用了50多名工程专业学生。在ATLAS的工作为学生带来了很多宝贵经验,使学生们为在工程环境中工作做好了准备。ATLAS能够为学生提供机会,将在课堂上学到的知识应用于实践,创建和设计复合材料。

新一轮的资金投入将使NIAR研究人员能够开发技术来优化数字孪生数据,用于分析材料损坏和缺陷,并使用高保真分析技术自动开展分析维修过程。研究人员将开发适合数字孪生概念的机器学习算法,以便对每个零件的缺陷图谱进行交叉检查,识别各种零部件样式和应用模式,并进行工艺优化。这些数据信息可用于提高零件质量、工具设计和制造速度。

通过该计划,研究人员将利用通过MASC开发的先进技术,制造全尺度的原型件,并评估与传统制造技术相比零部件的可承受性、可生产性和可维护性。