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Uncertainty Quantification for Composite Structures Under Impact Loading

Descrizione del progetto

Migliori previsioni del danno da impatto contribuiranno a potenziare la progettazione dei compositi per gli aeromobili

Molte industrie, tra cui quella aerospaziale, navale e dell’ingegneria civile, stanno facendo affidamento in misura sempre più crescente su materiali compositi rinforzati con fibre di carbonio a matrice polimerica (CFRP, Carbon Fibre-Reinforced Polymer), leggeri e ad alte prestazioni, da impiegare in sostituzione di componenti metallici. I polimeri rinforzati con fibre di carbonio sono costituiti da fibre di carbonio incorporate in una matrice polimerica, le cui proprietà possono teoricamente essere adattate tramite la selezione controllata di materiali e parametri di trasformazione. Tuttavia, i polimeri rinforzati con fibre di carbonio sono suscettibili al danno da impatto e attualmente non esiste un buon metodo per prevedere con precisione meccanismi di danno complessi a causa della microstruttura eterogenea dei componenti. Il progetto CERTAINTY, finanziato dall’UE, sta sviluppando abilità di calcolo al fine di prevedere in maniera più precisa la risposta meccanica provocata dal carico dell’impatto adoperando modelli probabilistici piuttosto che deterministici. Prendendo in considerazione la variabilità dei parametri nel modello, il modello si propone di agevolare una migliore progettazione strutturale nonché di aumentare il livello di competitività dell’industria aerospaziale europea.

Obiettivo

Carbon fibre reinforced composites (CFRP) have been increasingly used in aeronautical/aerospace structures given their outstanding specific stiffness and strength. However, CFRPs exhibit weak through-thickness strength, making them susceptible to impact damage, a design driver for aerostructures. Induced impact damage may reduce the compressive strength of the structure, and the inherent complex damage mechanisms of CFRP are difficult to predict. With a better predictive capability, structural design could be faster, cost effective and lead to a lighter and more damage tolerant nal structure. In reality, experimental characterisation of these CFRPs reveals appreciable variability of material properties, attributed to a complex heterogeneous microstructure, among others. This action (CERTAINTY) aims at developing the next generation methodology for predicting the mechanical response of CFRPs under impact loading by accounting for uncertainty in material properties and harnessing this in a physically-based damage model across different scales. CERTAINTY will provide a robust computational framework by introducing probabilistic models in contrast to traditional deterministic ones, by employing: Monte Carlo and metamodel techniques when the Monte Carlo approach is not suitable. CERTAINTY will further enable the researcher to establish collaborations with leading industrial partners. Targeted training will enable the researcher to develop a research career as a world expert in the design of CFRP aerostructures quantifying uncertainties associated with damage modelling. By demonstrating how damage mechanisms vary in a CFRP under impact loading, taking fracture toughness and material parameters variability into account in the damage modelling, the researcher and the host will be at the forefront of developing the next generation methodology for designing advanced lightweight aerostructures, delivering a key differentiator for the European aerospace industry.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito di questo schema di finanziamento

Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) H2020-MSCA-IF-2019

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Coordinatore

THE QUEEN'S UNIVERSITY OF BELFAST
Contributo netto dell'UE
€ 224 933,76
Indirizzo
UNIVERSITY ROAD LANYON BUILDING
BT7 1NN BELFAST
Regno Unito
Regione
Northern Ireland Northern Ireland Belfast
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
€ 224 933,76