一项有助于加快钓竿、卫星和手机电子产品设计的创新将帮助美国海军节省数百万美元的成本和停机时间，同时延长直升机的使用寿命。
普渡大学附属商业软件供应商AnalySwift LLC从海军获得了一项24万美元的小企业创新研究计划拨款。(美国海军图片)
普渡大学附属商业软件供应商AnalySwift LLC从海军获得了一项24万美元的小企业创新研究计划拨款。SBIR奖将帮助该公司进一步开发SwiftComp软件和技术，提供高效、高保真的复合材料建模。
“我们很高兴能与美国海军合作，帮助应对这一挑战，”analywift总裁兼首席执行官艾伦·伍德说。“海军将能够使用所得到的软件技术，将直升机的预期寿命与实际使用寿命适当调整，减少重新设计中的停机时间，最终节省资金。”
伍德说，该软件将有助于满足海军和其他旋翼机相关人员的需求。该具体项目旨在改进软件，更好地预测由复合材料制成的柔性梁的耐久性，复合材料是由两种或两种以上不同材料制成的材料，当组合在一起时，它们比单独的材料更强、更轻或具有其他优势。欧洲杯足球竞彩
直升机柔性梁是连接桨叶和轮毂的关键部件。由复合材料制成的柔性梁由于其复杂性，包括其锥形和弯曲性质以及复杂的微结构，尤其难以设计和分析。
虽然NAVAIR通过分析确定的耐久性政策通常要求分析显示四倍所需的使用寿命，但事实是，测试显示实际寿命远远低于所需的使用寿命和分析预测。这种预期寿命和测试寿命之间的差异耗费了重新设计的时间和金钱，努力跨越数年，耗资数百万美元。
解决这些缺点的方法包括改变层数以及相对于中性轴的层数下降的位置，以提高使用寿命。由于缺乏对柔性梁疲劳失效所涉及的物理理解，使得重新设计不能基于比最初用于清除失效部件更精确的分析方法或理解。
相反，用于表明失效部件有足够寿命的相同分析在新设计的部件上重复使用——历史上几乎没有成功。这种分析是不充分的，因为它们是数百层的复杂复合结构，通常是混合材料，扭曲和锥形的几何形状。欧洲杯足球竞彩此外，加载环境，虽然理解，是同样复杂的轴向，弯曲和扭转载荷。这种加载导致了多轴应力，再加上挠性梁的几何形状，使得确定铺层水平的应力/应变成为首要任务，但往往被忽略。
“我们的具体项目旨在为使用用户定义元素的复合柔性梁提供高效高保真工具集，显著提高耐久性预测能力。”Wood说。“该方案的成功将为有效而准确的复合材料挠性梁耐久性分析提供一个实用的解决方案。”
除了对弯曲和锥形复合材料结构(如复合材料挠性梁)进行更好的强度和耐久性分析，该项目旨在实现:
- 大大减少了用于设计和重新设计复杂复合结构的时间和成本。
- 对理解复合材料挠性梁的厚度下降和其他缺陷的影响的实验有更深刻的指导。
- 更明确的内部特征和缺陷建模，容易处理混合材料和直接纳入新的材料模型。欧洲杯足球竞彩
尽管直接的商业应用是海军使用的复合材料挠性梁的耐久性分析，但这项拟议的工作将有许多其他潜在的商业应用:
- 复合材料直升机旋翼叶片，通常是锥形的，沿跨方向有厚度下降。
- 复合材料风力机叶片截面变化显著。
- 用于航空航天、汽车和运动领域的具有非均匀截面特征的复杂复合结构。
- 厚度级应力和耐久性预测是关键的复合材料结构。
这项技术是由普渡大学工程学院航空航天学教授于文斌开发的。
该软件还被授权给世界各地的公司和大学，包括那些在卫星和移动电话组件(包括印刷电路板)上使用该软件的公司和大学。
“SwiftComp软件的优势之一是能够对具有复杂微结构的结构进行高效的高保真多尺度建模。”Yu说。“SwiftComp以材料和结构的基本构件的细节作为输入，然后输出宏观分析所需的结构性能。欧洲杯足球竞彩它可以用于组合梁、板和壳，以及三维结构，用于微观力学和结构建模。该项目将有助于进一步扩大SwiftComp在旋翼飞机和其他弯曲或锥形结构的复合材料方面的应用，以及对耐久性的清晰理解至关重要的应用。”
该公司从普渡科技商业化研究基金会办公室获得了这项技术的许可。该办公室最近搬进了基金会的创新与协作汇聚中心，该中心位于探索公园区，毗邻普渡大学校园。
资料来源：http://www.analyswift.com/