Komposiittiliitosten vika-analyysi Cranfieldin yliopistolla
Cranfieldillä on maailmanlaajuinen maine inspiroivasta opetuksesta ja tutkimuksesta, teollisen mittakaavan laitteistoista ja erinomaisista yhteyksistä teollisuuteen sekä kauppaan. Cranfieldin tehtävänä on muuttaa tieto nerokkaiksi ratkaisuiksi tieteen, teknologian ja johtamisen alalla, minkä ansiosta se on maailman käytännöllisimpien ja huippuluokan hankkeiden eturintamassa.
Cranfield keskittyy tutkimuksensa soveltamiseen aina ainutlaatuisesta matkustamojen evakuointitutkimuksesta elämän löytämiseen Marsista, kilparatojen pakkaspeitteestä päästöttömiin autoihin. On selvää, että yliopiston intohimo osaamisalueita kohtaan – ilmailu- ja avaruusala, autoteollisuus, puolustus, energia, ympäristö, terveydenhuolto, johtaminen, valmistus ja turvallisuus – tekee siitä ainutlaatuisen paikan sekä opiskelijoille että yrityskumppaneille. Heidän tavoitteenaan on muuttaa kaikki tietonsa käytännön sovelluksiksi.
TECHNIAn asiantuntijat ovat ylpeitä siitä, että he ymmärtävät ja tuntevat käytännössä uusimmat teolliset prosessit, tekniikat sekä huippuluokan suunnittelu-, kehitys- ja valmistusmenetelmät. He tekevät tämän ylläpitämällä vahvoja yhteyksiä johtaviin tutkimusyliopistoihin, mikä avaa oven joihinkin maailman parhaista suunnittelu- ja insinööritieteellisistä tutkimuslaitoksista.
Asiakkaamme toimivat usein korkean teknologian tai maailmanluokan ympäristöissä. Heitä pyydetään usein tuottamaan tuotteita käyttäen materiaaleja ja valmistusprosesseja, jotka ovat tyypillisesti innovatiivisia, mutta eivät välttämättä ole ainutlaatuisia heidän toimialalleen kilpailuedun säilyttämiseksi.
Tukiessaan asiakkaitamme TECHNIAn asiantuntijat soveltavat säännöllisesti rinnakkaista tietämystä ja kokemusta samankaltaisilta toimialoilta, mutta kun tarvitaan innovaatioita ja uutta tutkimusta, he ottavat mielellään haasteen vastaan. Jos uutta tutkivaa tutkimusta tarvitaan, TECHNIA on iloinen voidessaan kääntyä sellaisen laitoksen puoleen kuten Cranfieldin yliopiston puoleen, joka on tunnettu asiantuntemuksestaan, laitoksistaan ja huippuosaamisestaan tutkimuksessa, säilyttääkseen ansaitun maineensa teollisen muotoilun konsultoinnin eturintamassa.
Komposiittirakenneanalyysit
Asiantuntijamme ovat useiden asiakasohjelmien aikana joutuneet ratkaisemaan erilaisia komposiittirakenteiden ongelmia. Ilmailu- ja avaruusteollisuudessa, jossa komposiitit ovat nousemassa ensisijaiseksi materiaaliksi, suunnittelun optimointi lujuuden ja painon suhteen on ratkaisevan tärkeää. Yksi komposiittipaneelien suunnittelun tärkeimmistä tekijöistä on kuorman siirtyminen komposiittipaneeleihin ja niiden väliin. Nämä suunnittelun alueet ovat usein rakenteen heikoimpia kohtia, ja niitä usein vahvistetaan lisäämällä massaa.
Perinteisissä liitosten vahvistamismenetelmissä käytetään toissijaisia rakenneosia, kuten alumiinitukia tai esivalmistettuja laminaatteja. Nämä elementit liimataan ja niitataan sitten paneeleihin, mikä lisää suunnittelun massarasitusta. Esivalmistetut paneelit työstetään tyypillisesti siten, että syntyy liitos, jota kutsutaan Castelloinniksi. Näiden liitosten käyttöä tarkasteltaessa kävi ilmi, että liitosten vaikutusten ja vikojen määrittämiseksi sekä veto- että taivutuskuormituksessa oli tehty vain vähän suunnittelun optimointitutkimusta sekä tehokkaan ja tuloksellisen suunnittelun edellyttämää tietämystä ei ollut olemassa.
Komposiittisuunnittelun asiantuntemuksen kehittäminen
TECHNIAn asiantuntijat ovat aina halukkaita hankkimaan uutta tietoa ja kehittämään palveluitamme tutkimuksen avulla varmistaen, että pysymme uusimpien teknologioiden ja valmistuskehityksen eturintamassa. Näin varmistamme, että tuemme asiakkaitamme jatkossakin kriittisten suunnitteluongelmien ratkaisemisessa ja rakennamme kilpailuetua hyödyntämällä ainutlaatuista tutkimusta. TECHNIAn insinöörit ottivat tämän kriittisen tutkimuselementin osaksi suunnitteluratkaisua. Aloimme työskennellä Cranfieldin yliopiston kanssa liitosmenetelmän tutkimiseksi, jotta voimme tarjota joukon suunnittelusääntöjä, joita voitaisiin käyttää kuormankantokyvyn optimointiin ja samalla mahdollisimman alhaisen painon saavuttamiseen.
Cranfieldin yliopiston asiantuntijaresursseja pyydettiin tutkimaan seuraavaa:
- Lopullisen Abaqus-elementtimenetelmämallin luominen Castellointi-liitoksen jäljittelemiseksi, joka toistaa liitoksen kattavien testitulosten avulla.
- Määrittään valmistuksen välysten ja vaihtelun vaikutus, esim. valmistajat haluavat mahdollisimman suuren välyksen kokoonpanon helpottamiseksi.
- Asettaa fyysinen koko ja muotoilu castellaatioliitokselle, jako / päätyjen välys jne.
- Määritetään, onko suunnittelusääntöjä muutettava paneelin paksuuden vaihdellessa.
Komposiittien käytön edistäminen ilmailu- ja avaruusalalla
Tämän ainutlaatuisen tutkimuksen lopputuloksena on ollut seuraavia hyötyjä:
- Sen avulla TECHNIA pystyi laatimaan alustavia suunnitelmia luottaen siihen, että liitokset täyttävät kuormitusvaatimukset.
- Mahdollisti erilaisten mallien optimoinnin, jotka minimoivat painon ja täyttivät silti kuormituskapasiteetit.
- Määritti valmistuksen välyksen ja vaihtelun vaikutuksen.
Tämän projektin loppuun saattaminen on ollut palkitseva kokemus, joka on vauhdittanut komposiittisuunnittelun kehitystä.
”Olemme nauttineet yhteistyöstä Cranfieldin yliopiston tutkijoiden kanssa. Meidän on kyettävä tarjoamaan asiakkaillemme parasta mahdollista palvelua, jos he haluavat jatkaa johtajina omalla toimialallaan. Yhteytemme johtaviin tutkimuslaitoksiin, kuten Cranfieldin yliopiston laitoksiin, ovat välttämättömiä, jotta säilytämme etulyöntiasemamme ja kykymme tarjota maailmanluokan palveluita.”
Darren Cairns, TECHNIAn suunnittelukonsultointi- ja PLM-liiketoiminnasta vastaava johtaja.
”Päivittäinen työympäristömme on läheisessä synergiassa Cranfieldin yliopiston innovaatio-, tutkimus- ja akateemisen toiminnan kanssa”, Darren Cairns lisää . ”Heidän tulevaisuuteen suuntautunut lähestymistapansa nykypäivän vaativimpiin suunnittelu- ja valmistuskysymyksiin vastaa tarkasti omaamme, mikä tekee heistä ihanteellisen kumppanin tämäntyyppiseen työhön.”
Yhteistyökumppanuus ei ole ollut menestys ainoastaan tässä nimenomaisessa projektissa, vaan se on myös avannut uomion vastaavanlaiselle työlle, jota voidaan soveltaa muillakin toimialoilla, joilla on samanlaisia ratkaistavia ongelmia. Cranfieldille rajojen rikkomisen hyödyt houkuttelevat edelleen lahjakkaita opiskelijoita ja lisää teollisuuskumppanuusprojekteja.
