陆军工程师开发技术制造适应性材料

美国陆军研究实验室和马里兰大学的工程师们开发了一种技术,使复合材料在暴露于紫外光的情况下变得更强健和更强健。

 陆军工程师开发技术制造适应性材料

这种按需控制的复合行为可能使未来的多种陆军旋翼机设计新的功能,性能和维护。 

美国的Frank Gardea博士,研究工程师,说,研究的重点是如何控制分子相互作用。他说,目的是“让他们在这样一种方式,在一个小的尺寸变化,或纳米级的相互作用,可能导致观察到的变化在一个较大的规模,或宏观。” 

Bryan Glaz博士,ARL的车辆技术管理部的首席科学家说:“对这项工作的一个重要动机是希望工程新结构,从纳米尺度,使先进的旋翼机的概念,在过去已经提出,但由于当前复合材料的限制不可行。他说,这些概念所设想的最重要的能力之一是由于我们在高速飞行时做出的妥协而大大减少了维护负担。

未来陆军航空平台的减少计划维修是未来作战概念的重要技术驱动。

“增强的机械性能与潜在的重量轻的处罚,由新技术的启用,可能导致纳米复合结构,使旋翼机的概念,我们不能建立的今天,”Glaz说。 

联合工作,最近发表在先进材料界面(DOI: 10.1002 /管理。201800038),表明这些复合材料可以成为93%硬,35%一个五分钟的紫外线照射后更强。 

该技术包括将紫外光反应分子附着到诸如碳纳米管的增强剂上。然后将这些反应性增强剂嵌入聚合物中。在紫外光照射下,发生化学反应,使得增强剂与聚合物之间的相互作用增加,从而使材料变硬和增强。

研究人员说,这里所用的化学物质通常适用于各种增强/聚合物的组合,从而扩大了这种控制方法在广泛的材料体系中的应用。

这项研究表明,通过分子工程在复合材料界面上控制这些纳米复合材料的整体材料性能是可能的。这不仅是重要的基础科学,但也为构件响应优化,”钟杰皇博士说,在马里兰大学做博士后研究。 

陆军研究人员构想了这一基本方法,以“支持新的飞跃能力,以支持未来垂直提升军队现代化的优先权”,官员们说。

“在这种情况下,先进的结构的发展使飞跃陆军航空能力目前不可行由于当前材料机械性能的限制,“Glaz说。”这对于设想的未来操作环境尤其重要,这将需要延长的操作周期,而没有机会返回固定的维护基地。

一些特别有吸引力的设计选项,对应于较低的机械载荷和振动是由于目前未能在无叶片或翼结构阻尼限制。 

基于这项工作的未来结构可能有助于控制结构阻尼和低体重,可以使低维护的新型复合材料,高速旋翼机的概念,目前是不可行的(例如软面tiltrotors)。 

此外,可控的机械响应将允许开发适应潜在的机械载荷条件的自适应航空航天结构。

“美国陆军研究实验室及其合作伙伴将继续投资于新兴和士兵的启发技术使更可靠,更高效,并超越的能力,关键是对士兵使用的下一代平台的进步,”Elias Rigas说,“美国汽车应用研究部门首席 

ARL和马里兰大学之间的合作在这一方法的发展是至关重要的。 

“在我们的实验室在UMD我们已经开发了独特的碳纳米材料和化学,但直到德隆加尔迪走近我们才意识到可重构复合材料的有趣的挑战和机遇,”于皇望博士说,在马里兰大学化学与生物化学系的教授。”我们一起取得了相当显著的成就。

美国陆军研究实验室是美国陆军研究发展和工程司令部,有任务确保决定性的强者统一土地经营授权军队联合作战人员和我们的国家。部是美国陆军装备司令部的主要下属的命令。

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