本研究的首要目标是探讨天然纤维复合材料在航空结构中的应用潜力,尤其是直升机结构。将使用亚麻纤维复合材料作为环氧预浸料的各种实证研究来实现这一目标。进行并评估结构力学分析试验,包括拉伸、弯曲、冲击和碰撞试验。在有限元法框架内进一步开发和应用现有材料模型,研究超轻型直升机的尾翼和机舱门在高度生物基混合设计中的机械性能。元素、子组件和组件级别的迭代验证支持零件的混合和开发。拉伸试验表明,亚麻纤维复合材料的应力-应变行为呈非线性,被描述为双线性。这一发现以失效准则的形式纳入设计中。此外,将织物编织的结构机械性能与连续单向纤维复合材料进行了比较。编织亚麻复合材料的机械性能低于预期,单向增强层压板的应用被认为是更好的选择。对最终制造的部件也进行了实证分析,同时验证了它们的模拟和派生的材料模型。其他研究涉及亚麻纤维复合材料的吸湿性,以及对无损检测方法的适用性。亚麻广为宣传的优越的阻尼性能也可以得到验证。关于使用天然纤维复合材料的动机,通过比较生产和报废时所体现的能量与使用寿命内与质量相关的排放,评估了设计部件的生态效率。可以看出,节省原材料生产可以弥补小幅额外的质量损失,并且仍然可以带来整体有益的生态效率。总之,与传统纤维复合材料相比,分析了亚麻纤维复合材料的几种特性。研究结果和确定的趋势为进一步详细调查研究和为航空及相关行业的应用提出建议提供了基础。
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