대형 화물 드론이 배송 임무 중 섀시에 치명적인 파손을 입었습니다. 이후 체적 메쉬와 투영된 초음파를 활용한 3D 법의학 분석 결과, 탄소 섬유 내부에 층간 분리가 발견되었습니다. 주요 원인은 자동 적층 공정 중 섬유 방향의 치명적인 오류였으며, 이는 육안으로는 보이지 않는 결함으로 부품의 구조적 무결성을 손상시켰습니다.
Ansys Composite PrepPost 및 GOM Inspect를 활용한 층간 분리 매핑 🛠️
엔지니어링 팀은 GOM Inspect를 사용하여 파손된 형상을 디지털화하고 고정밀 3D 메쉬를 생성했습니다. 이 메쉬 위에 초음파 스캔 데이터를 투영하여 층간 박리 영역을 찾아냈습니다. Ansys Composite PrepPost를 사용하여 실제 적층 모델을 재현하고 파손 전 응력 상태를 시뮬레이션했습니다. 시뮬레이션 결과, 중요한 층에서 섬유 방향이 단 5도만 벗어나도 재료의 피로 한계를 초과하는 응력 집중이 발생하여 비행 중 파손이 발생한 것으로 확인되었습니다.
침묵하는 결함에 대한 방어막으로서의 예측 시뮬레이션 🔍
이 사례는 복합 재료의 피로가 항상 가시적인 것은 아님을 보여줍니다. 내부 층간 분리는 반복 하중 하에서 성장하여 붕괴에 이르는 침묵하는 균열처럼 작용합니다. Rhino를 기하학적 모델링에, KeyShot을 손상 시각화에 통합함으로써 분석가는 복잡한 발견 사항을 효과적으로 전달할 수 있습니다. 초음파 데이터로 검증된 예측 시뮬레이션은 무인 항공기의 중요 부품 안전을 보장하는 유일한 실행 가능한 방어 수단이 됩니다.
탄소 섬유 적층물이 실험실에서 모든 표준 피로 시험을 통과했음에도 불구하고, 3D 초음파에서 감지되지 않은 파손 모드로 인해 비행 중 치명적인 파손을 겪을 수 있을까요?
(추신: 재료의 피로는 10시간 시뮬레이션 후의 당신과 같습니다.)