案例分享 | Digimat助力航天3D编织材料模拟降低安全裕度，实现结构减重

本文摘要（由AI生成）：

复合材料在航天领域的应用因其优异性能而大幅增长。特别是3D织物，通过三方向增强提升了分层失效模式下的损伤容限。然而，确定满足技术指标的3D编织方案耗时且复杂。Sonaca公司采用Digimat工具，实现了3D编织部件的多尺度分析，准确预测了部件性能，降低了安全裕度和火箭连接环重量，为航天领域的发展提供了重要支持。

 1   行业背景

得益于固有的优异力学性能和低密度，在过去几十年中，复合材料在航天领域的应用比例大幅增加。对于传统2D复合材料，由于厚度方向性能较弱，人们主要关注分层导致的性能下降。基于厚度方向增加的交织纱线，3D织物可实现3方向的增强，在分层为主要失效模式的冲击载荷下，获得更好的损伤容限性能。

图1: 三维机织件的预测虚拟试验

 2   挑战 

• 随着3方向增强相的加入，可能的交织组合变得非常多，如果没有Digimat这样的仿真工具支持，确定满足热-力技术指标的3D编织方案，耗时可能会变得令人望而却步。

• 一旦编织体的力学性能得到充分表征，就需要评估真实服役条件下完整组件的性能。

• 弄清3D编织体的特性，并尝试在组件级别再现测试条件。

图2: 3D编织零件仿真

 3   解决方案

图3: Digimat中分析3D编织复合材料

 4   成果和获益

图4: 失效模式预测一致（仿真/测试）