IMAV 2018, Forschungskonferenzen, RMIT Melbourne, 19.11.2018
IMAV (International Micro Air Vehicle) Konferenzen sind eine Gelegenheit für Universitäten und Forschungszentren, ihre Arbeiten in verschiedenen Bereichen zu präsentieren. Liste der Artikel über : http://www.imavs.org/imav2018-proceedings/]
Das Team Cigogne von INSA Strasbourg nahm dieses Jahr an dieser zehnten Ausgabe in Australien teil :
Unter den etwa fünfzig Konferenzen konzentrierte sich die von der INSA vorgeschlagene auf die Modellierung eines Zweistoff-Verbundwerkstoffs, genannt Sandwich-Verbundstoff. Dieses leichte und widerstandsfähige Material wird häufig für biegebeanspruchte Konstruktionen wie z.B. Flugzeugböden oder Drohnenflügel eingesetzt. Dieses Verbundsandwich besteht aus einem zentralen Kern aus PVC-Schaum und zwei Carbonschichten :
Diagramm des untersuchten Sandwich-Verbundwerkstoffs
Während der Entwurfsphase eines Projekts ist es notwendig, numerische Simulationen an diesem Material durchzuführen.
Doch wie modelliert man ein mehrschichtiges und hochanisotropes Material?
Diese Frage haben wir uns bei der Entwicklung der ELCOD-Langzeitdrohne gestellt, die bei INSA entwickelt wird. Tatsächlich wird ein großer Teil der Struktur der letzten Drohne aus einem Sandwich-Verbund aus Kohlenstoff/PVC-Schaumstoff bestehen.
Da die Drohne groß ist und die Struktur während des Fluges hohen Belastungen ausgesetzt ist, ist es wichtig, numerische Simulationen durchzuführen, um die Struktur und Materialauswahl zu validieren:
Verbundwerkstoff-Sandwich-Drohnenflügel
Die vollständige Antwort auf dieses Problem im Rahmen des ELCOD Projekts findet sich in dem auf diesen Konferenzen vorgestellten wissenschaftlichen Beitrag unter dem Titel: Carbon fibre/PVC foam sandwich composite modeling for MAVs & long range drones structures.
Der Zweck dieser Forschungsarbeit, die während eines IEPT im Maschinenbau begonnen wurde, ist es, einen Weg zu finden, die Eigenschaften eines Materials unter Berücksichtigung des mehrschichtigen und anisotropen Aspekts umzusetzen. Für diese, verwenden wir eine 6×6 Matrix kann als eine Verallgemeinerung der Hook’s Gesetz in die drei Richtungen des Raumes und unter Berücksichtigung der verschiedenen Schichten des Sandwichs. Diese Matrix unterscheidet auch das Zug- und Biegeverhalten des Verbundes. Nachdem die Geometrie in CREO erstellt wurde, mit der Verhaltensmatrix als Materialdaten, wollten wir noch weiter gehen und die Übereinstimmung dieses Modells mit der Realität überprüfen. Deshalb haben wir einen experimentellen Drohnenflügel und seinen digitalen Klon entwickelt. Ziel ist es, experimentelle und numerische Ergebnisse an einer vereinfachten Flügelgeometrie zu vergleichen:
Experimenteller Vergleich /
der Verformung und Belastung eines Drohnenflügels
Der Artikel beschreibt die verschiedenen Phasen der Arbeit, von Zugversuchen an Proben bis hin zu den Ergebnissen experimenteller und numerischer Vergleiche. Ein letzter Teil schlägt vor, die Studien fortzusetzen, um das digitale Modell zu vervollständigen, um ein realitätsnäheres und damit zuverlässigeres Modell zu erhalten.
Die Ergebnisse dieser Arbeit wurden im November 2018 in Melbourne vorgestellt:
Präsentation der Forschungsarbeit durch Martin Lefebvre[Absolvent Maschinenbau 2018].
Präsentation von Martin Lefebvre über die Forschungsarbeiten unserer Kollegen von ICPEES und In’Air Solutions zum Design eines meteorologischen On-Board-Sensors (Erstautor des Artikels: Christina Andrikopoulou, ICPEES).
Danksagungen :
Dieses Projekt wird durch das europäische ELCOD-Projekt unterstützt. Das ELCOD-Projekt wurde im Rahmen des INTERREG V Oberrhein/Superior Rhine Programms durchgeführt und vom Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) und den Finanzpartnern der Region Grand Est in Frankreich sowie der Regionen Baden-Württemberg und Rheinland-Pfalz unterstützt.
INSA de Strasbourg, ICPEES, In’Air Solutions, Hochschule Offenburg