DLR旗下位于德國(guó)斯圖加特的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)研究所已成立了一支模擬仿真技術(shù)團(tuán)隊(duì)，開始對(duì)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(jìn)行模擬。在該過程中，碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（CFRP）被加熱至1600攝氏度的高溫，隨后冷卻。研究團(tuán)隊(duì)嘗試分析溫度變化對(duì)材料微觀結(jié)構(gòu)和相應(yīng)的材料行為所產(chǎn)生的影響。分析結(jié)果對(duì)于未來DLR的陶瓷基復(fù)合材料部件的生產(chǎn)至關(guān)重要。陶瓷基復(fù)合材料主要應(yīng)用于火箭噴嘴、返回地球大氣層所需的熱保護(hù)系統(tǒng)及其它部件。

 

       DLR陶瓷基復(fù)合材料與結(jié)構(gòu)部模擬仿真項(xiàng)目組主管Neraj Jain表示：“MultiMech軟件能夠?qū)ξ⒘鸭y及其對(duì)整體部件的影響進(jìn)行模擬。有了它，我們可以清楚地看到裂紋的擴(kuò)展方向，知道裂紋將如何改變材料，并對(duì)最終的材料微觀結(jié)構(gòu)產(chǎn)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(qiáng)度，并評(píng)估該參數(shù)對(duì)裂紋萌生與擴(kuò)展的影響。有了這些認(rèn)知，工程師們才能依據(jù)微觀結(jié)構(gòu)力學(xué)對(duì)材料進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整，這是更準(zhǔn)確地把握整體部件力學(xué)行為及斷裂行為的關(guān)鍵一步。

 

       MultiMechanics公司總裁兼首席技術(shù)官Flavio Souza表示：“DLR是全球航空航天領(lǐng)域先進(jìn)技術(shù)研究的領(lǐng)導(dǎo)者，能夠?yàn)镈LR先進(jìn)陶瓷基復(fù)合材料部件的設(shè)計(jì)開發(fā)提供技術(shù)支持，我們倍感驕傲。過去十年間，我們一直致力于將先進(jìn)材料的微觀結(jié)構(gòu)與整體部件的使用性能、制造過程準(zhǔn)確地聯(lián)系在一起，使用戶能夠看到多尺度建模的好處和價(jià)值。”

 

       Neraj Jain表示：“MultiMech軟件與已有的有限元分析軟件Abaqus、Ansys相結(jié)合，能夠提高生產(chǎn)效率，并使我們離優(yōu)化陶瓷基復(fù)合材料的目標(biāo)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(xiàng)目中更好地把握機(jī)遇。”