AnalySwift et l'Université de Floride centrale travaillent avec la NASA pour développer des composites à couche mince

Analyswift (West Jordan, Utah, États-Unis), une société de logiciels affiliée à l'Université Purdue qui fournit un logiciel de modélisation haute fidélité efficace pour les composites, en collaboration avec l'Université de Floride du Sud en tant que principal institut de recherche, a reçu un transfert de technologie pour les petites entreprises de la NASA. contrat pour améliorer la conception des composites, y compris les composites à couche mince, tels que ceux nécessaires aux missions spatiales et de la NASA.

Les composites à couche mince, nommés pour leur épaisseur de couche durcie inférieure à 0,0025 pouce, sont fabriqués à partir de matériaux en fibres tissées tels que la fibre de carbone, le graphène et d'autres polymères. La force vient de légères courbes le long des bords du pli qui leur permettent de supporter le poids plutôt que de se plier vers l'arrière. Cet attribut les rendrait suffisamment solides pour supporter des charges utiles de satellites, telles que des voiles solaires pour les voyages spatiaux à énergie solaire, ou servir de supports pour les grands engins spatiaux. De plus, les structures composites à couche mince peuvent être enroulées, compactées et stockées pendant de longues périodes jusqu'à ce qu'elles soient déployées.

"Les composites à couche mince offrent des gains de performances significatifs par rapport aux matériaux métalliques traditionnels pour la construction de structures d'engins spatiaux déployables", explique Kawai Kwok, professeur adjoint au département de génie mécanique et aérospatial de l'UCF qui dirige la recherche. « L'extrême finesse et la limite de déformation à rupture élevée des composites à couche mince entraînent des courbures de pliage qui dépassent de loin la capacité actuelle. Ils sont à la fois efficaces en termes de volume et de masse et peuvent être fabriqués à faible coût avec des matériaux et des procédés commerciaux facilement disponibles. »

Kwok et son laboratoire de conception de structures et de matériaux utiliseront des méthodologies expérimentales et informatiques qu'ils ont développées pour caractériser et modéliser les performances des composites et polymères à couche mince conçus pour les environnements spatiaux soumis à une utilisation répétée et à de longues périodes de stockage compressées.

Kwok dit que les données expérimentales, les théories et les logiciels d'accompagnement développés à partir de cette recherche pourraient être appliqués aux perches, voiles, panneaux, réflecteurs et plus encore pour les satellites, ainsi qu'aux structures légères pour les atterrisseurs, les rovers et les panneaux solaires pour les missions de la NASA et les futurs avions avec des capacités de lancement compactes et verticales.

AnalySwift a choisi de travailler avec UCF en raison de la vaste expérience de Kwok dans la recherche de matériaux composites à couche mince, y compris pour la NASA, a déclaré Allan Wood, président et PDG d'AnalySwift. "Le professeur Kawai Kwok a collaboré avec la NASA sur ce problème, et AnalySwift est ravi de s'associer à l'UCF en tant qu'institution de recherche sur ce projet", a déclaré Wood.

AnalySwift et l'UCF sont également en partenariat avec l'Université Purdue (West Lafayette, Indiana, États-Unis), qui dirigera le développement du code de recherche, ainsi que l'exécution des simulations nécessaires à la vérification et à la validation du modèle sous la direction de Wenbin Yu, professeur à la Purdue's School of Aéronautique et astronautique.

« Il n'existe actuellement aucune méthode ni aucun outil de caractérisation et de modélisation validés et fiables pour ce type de travail qui prend en compte des conditions aussi extrêmes et des historiques de chargement passés », a déclaré Yu. « Sans capacités de prédiction et de caractérisation fiables, des tests supplémentaires sont souvent nécessaires pour contourner toute incertitude dans les performances de la conception finale, ce qui ralentit par conséquent le développement et la livraison de la technologie. »

Pour plus d'informations, contactez Robert H. Wells, Bureau de la recherche,
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