Последњих година беспилотне летелице (беспилотне летелице) широко се користе у разним областима, од пољопривреде, инспекције инфраструктуре, истраге катастрофа и других индустријских примена до примена у слободно време. Постоје различите врсте беспилотних летелица, али главни ток су авиони са више ротора са четири или више ротора за контролу кретања и висине. Труп с више крила мора бити и лаган како би повећао носивост и чврст за потисак. Иако је конструкција лака за производњу, морају се узети у обзир неки проблеми, попут повећања тежине због споја више дијелова и ограничења структуре каросерије због облика материјала. Како би се постигла преносивост и функционалност, идеалан је начин кориштења 3Д ЦФРП -а за производњу трупа. Оптимизацијом распореда материјала може се уклонити одређена количина непотребног материјала, а влакна се могу оријентисати да искористе предности анизотропије у односу на оптерећење. Оптимизација структуре трупа топологијом Сараднички тим је дизајнирао почетни облик горњег дела за анализу, користећи постојећи труп као основу. Иако постојећи дизајн трупа има ивице, они редизајнирају глатке, континуиране површине и одговарајуће углове промаје, узимајући у обзир обрадивост калупа. Центар је раван и може да прими антену ГПС пријемника.
Почетни модел облика за анализу. Центар је раван и може примити антену ГПС пријемника.
Постојеће тело је направљено од АБС смоле дебљине око 1,5 мм и има потпуно затворену структуру мономерне љуске у облику вреће. Из тог разлога, љуска дебљине 2 мм користи се као модел анализе за прорачун пројектног опсега. Будући да ће угљенична влакна бити постављена на равну површину око ГПС антене, ово подручје није укључено у опсег дизајна. Труп се састоји од горњег и доњег дијела трупа, који су повезани мноштвом спојева и вијака. Стање причвршћивања симулира се повезивањем елемената положаја вијака. Гранични услови и резултати оптимизације топологије
Када авион лебди у ваздуху, тело је изложено различитим силама које је тешко измерити или проценити. У овом пројекту, као модел случаја без коришћења стварних услова, тим је поправио базу на коју би се оптерећење причврстило и створио услове за шест различитих варијација оптерећења / обртног момента примењених на четири угла ротора (кућиште оптерећења). Затим се одређује облик који производи највећу крутост при шест различитих случајева оптерећења. Резултати анализе овог рада су резултати оптимизације за специфичну ситуацију модела и не могу се широко применити на стварну машину.
Редизајнирајте облик према резултатима оптимизације Узимајући у обзир свих шест случајева оптерећења, резултати оптимизације доводе до облика који је у потпуности покривен релативно уједначеним узорком мреже. Постављање више граничних услова може довести до потенцијално високих резултата. Резултати анализе су подаци о мрежи коначних елемената, који се не могу користити као ЦАД подаци. Стога се побољшани облик трупа реконструише према резултатима. Начин производње: прилагођена технологија постављања влакана (ТФП) прилагођено постављање влакана једна је од метода која се користи за израду предформи, у којој се хрпа континуираних дугих угљеничних влакана пришије на основну тканину. Иако је метода примијењена у дијеловима авиона и другим апликацијама, у Јапану готово да нема комерцијалног случаја, а будући развој пословања може се очекивати успостављањем технологије што је прије могуће. У овој студији, коришћењем ове методе, угљенична влакна су распоређена према резултатима оптимизације како би се побољшале перформансе авиона без губитка анизотропије. Пошто је предформа направљена у равној форми, предформа мора бити дизајнирана тако да облик након формирања буде раван и расклопљен, тако да се 3Д облик може реконструисати у калупу током процеса обликовања.
ВАРТМ ЦФРП калупљење ВАРТМ је технологија пресовања смоле (РТМ) у којој се калуп користи за обликовање и усисавање вакуумским притиском током импрегнације течном смолом. Предоблик се ставља у једнострани алуминијумски калуп (женски калуп на спољној површини трупа) и запечаћује материјалом за паковање. Вакуумско усисавање се користи за импрегнацију термореактивних смола, које се затим очвршћавају у аутоклаву. Због нешто веће величине предформе, влакна првог прототипа су назубљена. Да би се то исправило, у фази пројектовања другог прототипа, димензије се прилагођавају променом вредности помака између средишње равни предформе и површине трупа. Први прототип има проблема са квалитетом, укључујући недовољну импрегнацију смоле у карбонским влакнима и заостали простор и празнине у снопу карбонских влакана. У процесу вакуумског паковања, импрегнације и производње аутоклава, усвојене су следеће мере: промена процеса сечења стаклене тканине; Смањите вискозност смоле; Обртање стране калупа за подешавање предформе; Промените процес импрегнације. Резултати показују да је учинак импрегнације стаклене тканине бољи, али има више празнина на површини и унутар снопа карбонских влакана. Тренутно су потребна даља истраживања како би се побољшао квалитет обликованих делова. Тим је спровео летна испитивања на авиону и проценио његову изводљивост. Пилот је тестирао управљивост. Резултати су задовољавајући, јер је одзив током управљања бољи него код авиона са АБС смолом. Очекује се да ће комбинација оптимизације топологије и ЦФРП материјала обезбедити структурне делове високих перформанси и лагане и велике крутости. Ова студија је потврдила да се тродимензионална ЦФРП структура може формирати коришћењем ТФП предформе на телу са више крила. У будућности, акумулацијом знања о дизајну предформи и методама обликовања композитних угљеничних влакана, може се очекивати да ће се широко користити у разним производима из ваздухопловства.
