Technische Universiteit Delft

Promotie: Composieten

door M&C

Promotie van Mevrouw Ir. A.W. Blom: "Structural Performance of Fiber-Placed, Variable-Stiffness Composite Conical and Cylindrical Shells"


01 november 2010 | 15:00 uur
plaats: Aula TU Delft

Mevrouw Ir. A.W. Blom | ingenieur luchtvaart en ruimtevaart, Nederland promotor | Prof.dr. Z. Gürdal LR

Structurele prestaties van fiber-placed, variabele-stijfheidscomposiete conische en cilindrische schalen

Luchtvaart- en ruimtevaartconstructies worden tegenwoordig steeds vaker van vezelversterkte composieten gemaakt, met als doel gewicht te besparen en tegelijkertijd de veiligheid, duurzaamheid en prestaties te verbeteren. Een belangrijk voordeel van vezelversterkte composieten ten opzichte van aluminium is dat de sterkte- en stijfheidseigenschappen afhankelijk zijn van de richting waarin de vezels zijn gelegd. Meerdere lagen met verschillende vezelhoeken worden gebruikt om de sterkte en stijfheid van een laminaat te optimaliseren. Tot op heden worden vooral lagen met vezelhoeken van 0, 90 en ±45 graden toegepast. In dit promotieonderzoek wordt de vezelhoek binnen een enkele laag continu gevarieerd, waardoor de sterkte- en stijfheidseigenschappen een functie van de locatie worden. Deze laminaten,
âvariabele-stijfheidslaminatenâ genoemd, kunnen worden geoptimaliseerd om belastingspaden te veranderen en zo gewicht te besparen. Deze onconventionele manier van ontwerpen is mogelijk door het gebruik van âfiber placementâ, een geautomatiseerd productieproces voor het neerleggen van de vezels. Het onderzoek heeft zich gericht op het ontwerp van variabele-stijfheidslaminaten voor kegel- en cilindervormen. Optimalisatie van de vezelhoekvariatie resulteerde in een verbetering van de laagste eigenfrequentie van kegelvormige schalen tot 30 procent bij hetzelfde gewicht, en een verbetering in kniklast van een cilinder in buiging van 18 procent. Er zijn twee referentie cilinders en één cilinder met gestuurde vezels gebouwd door middel van fiber placement. Daarna zijn de eigenfrequenties van de cilinders gemeten en zijn ze op buiging getest om de eindige elementen modellen te valideren. De resultaten van beide experimenten kwamen goed overeen met de voorspelde waarden.
Dit onderzoek, dat samen met Fokker Aerostructures en Boeing is uitgevoerd, toont aan dat âvariabele-stijfheidscomposietenâ de potentie hebben om luchtvaart- en ruimtevaartconstructies nóg lichter te maken.

Meer informatie?
Voor inzage in proefschriften van de promovendi kunt kijken in de TU Delft Repository op: repository.tudelft.nl. TU Delft Repository is de digitale vindplaats van openbare publicaties van de TU Delft. Proefschriften zullen binnen een paar weken na de desbetreffende promotie in de Repository te vinden zijn.