D-STANDART project verlengt levensduur lichtgewicht composieten

Geavanceerde composieten winnen op veel gebieden terrein, ook in de luchtvaart- en ruimtevaart en de windenergiesector, omdat zij licht van gewicht zijn en daardoor helpen energie te besparen. Wat nog ontbreekt zijn nauwkeurige en snelle preproductiemethoden om de levensduur van dergelijke grootschalige composietstructuren te optimaliseren. Onderzoekers van de TU Delft dragen bij aan het onlangs door de EU gefinancierde project D-STANDART dat wordt geleid door het Nederlands Lucht- en Ruimtevaartcentrum Koninklijke NLR. Het doel van het project: efficiënte methoden ontwikkelen om de levensduur van grootschalige composietconstructies te modelleren, voor elk ontwerp en onder realistische omstandigheden. De Delftse onderzoekers richten zich op nieuwe testtechnieken en AI-gestuurde modellen om vermoeiing te karakteriseren.

Geavanceerde composieten spelen een belangrijke rol in het streven naar een koolstofneutrale toekomst. Ze maken namelijk voor onder meer de luchtvaart, ruimtevaart en windenergiesector, structuren mogelijk die tegelijkertijd resistent en licht zijn en daarmee dus energie-efficiënt. Deze grote composietconstructies worden steeds vaker gebruikt en dat leidt tot vragen over hun  schadetolerantie en levensduur. Deze worden op het moment meestal met niet-precieze en tijdrovende technieken beoordeeld. Constructies op deze schaal krijgen te maken met extreme belastingen en spanningen, vooral wanneer ze geoptimaliseerd zijn voor zo weinig mogelijk materiaalgebruik. Om de integriteit van deze lichtgewicht structuren voor de klimaatneutrale en duurzame toekomst op de lange termijn te kunnen garanderen, is een nauwkeurige en betrouwbare vermoeiingsbeoordeling noodzakelijk.  Daarom is het doel van D-STANDART om snelle en efficiënte methoden te ontwikkelen om de duurzaamheid van grootschalige composietconstructies met willekeurige laminaatopbouw (‘lay-ups’) onder realistische omstandigheden (belastingen, omgevingsinvloeden) te modelleren.

De onderzoekers van de faculteiten Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek en Civiele Techniek en Geowetenschappen van de TU Delft richten zich op het verminderen van de hoeveelheid tijd en moeite die nodig is om het vermoeiingsgedrag van composietconstructies te karakteriseren door middel van nieuwe testtechnieken en deze te koppelen aan AI-aangedreven modellen. Zij zullen bijvoorbeeld nieuwe testmethoden bedenken die inzicht geven in hoe het veranderen van vezeloriëntaties in een composietlaminaat de vermoeiingslevensduur beïnvloedt, de invloed van temperatuur en vochtigheid op het vermoeiingsgedrag onderzoeken en een AI-model ontwikkelen dat het vermoeiingsgedrag van een composietlaminaat kan voorspellen op basis van de structuur van het laminaat.

The D-STANDART consortium

Bij D-STANDART zijn negen partners uit vier landen betrokken (Frankrijk, Duitsland, Nederland en het Verenigd Koninkrijk). NLR coördineert het project. De andere partners zijn: Universiteit Twente, Universiteit Bristol, NCC Operations Ltd, iCOMAT Ltd, TU Delft, MSC Software (a Hexagon Company), L-up, en SE Blades Technology. De adviesraad, bestaande uit zes eindgebruikers (Rolls Royce, Fokker Aerostructures, Leonardo, Siemens Gamesa, Embraer, Coexpair), zal het consortium ondersteunen door de eisen te valideren, de aanpak van het project voor certificering te begeleiden en ten slotte de toepassing van de resultaten te ondersteunen in nauwe samenwerking met de European Materials Modelling Council (EMMC) en de European Materials Characterisation Council (EMCC).

Meer informatie

• Gebaseerd op een nieuwsbericht van Koninklijk Nederlands Lucht- en Ruimtevaartcentrum NLR. Lees het hele nieuwsbericht op hun website.
• Meer informatie op de D-STANDART website, LinkedIn pagina en op Research Gate.
• Betrokkenen van de TU Delft: John-Alan Pascoe, Boyang Chen, Vahid Yaghoubi Nasrabadi (allen faculteit Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek) en Yasmine Mosleh (van de faculteit Civiele Techniek en Geowetenschappen).