O último prêmio da Agência de Projetos de Pesquisa Avançada de Defesa dos EUA (DARPA) reúne pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), da Universidade Carnegie Mellon (CMU) e da Universidade de Lehigh (Lehigh) em Engenharia Multiobjetiva e Teste de Estruturas de Liga (METAIS). ). ) sistema. A equipe pesquisará novas ferramentas de projeto para otimização simultânea de forma e gradientes integrados em estruturas multimateriais, juntamente com novas técnicas para testar materiais prontos para uso, com foco particular na geometria de disco laminado (blisk) comumente encontrada em turbomáquinas. (incluindo motores a jato e foguetes) como um problema que constitui um exemplo desafiador.
“Este projeto pode ter um impacto significativo em uma ampla gama de tecnologias aeroespaciais. Os insights deste trabalho podem permitir motores de foguete confiáveis e reutilizáveis que impulsionarão a próxima geração de veículos de carga pesada”, disse Zachary Cordero, professor associado de Esther e Harold E. Edgerton no Departamento de Aeronáutica e Astronáutica do MIT (AeroAstro). e o principal investigador do projeto. “Este projeto combina análise mecânica clássica com tecnologia avançada de design de IA para desbloquear um reservatório plástico de ligas graduadas que permitem uma operação segura em condições anteriormente inacessíveis.”
Diferentes superfícies radiantes requerem diferentes propriedades termomecânicas e desempenho, como resistência à fluência, fadiga de baixo ciclo, alta resistência, etc. A produção em larga escala requer considerações de custo e sustentabilidade, como o fornecimento e a reciclagem de ligas no projeto.
“Atualmente, com os processos convencionais de fabricação e design, é preciso criar um material mágico, design e parâmetros de processamento para atender às restrições de 'uma parte de um material'”, disse Cordero. “As áreas desejáveis também são frequentemente díspares, o que resulta em compensações e compromissos de design ineficientes.”
Embora uma abordagem de fator único possa ser apropriada para uma área de uma peça, ela pode deixar outras áreas expostas a falhas ou pode exigir a realização de um trabalho significativo em toda a peça, quando só pode ser necessário em uma área específica. Com o rápido desenvolvimento de processos de fabricação aditiva que permitem projeto baseado em voxel e controle arquitetônico, a equipe vê oportunidades únicas para desempenho extremo em peças estruturais que agora são possíveis.
Os colaboradores de Cordero incluem Zoltan Spakovszky, T. Wilson (1953) Professor de Aeronáutica na AeroAstro; A. John Hart, professor da turma de 1922 e chefe do Departamento de Engenharia Mecânica; Faez Ahmed, professor assistente de desenvolvimento de carreira da ABS de engenharia mecânica no MIT; S. Mohadeseh Taheri-Mousavi, professor assistente de ciência e engenharia de materiais na CMU; e Natasha Vermaak, professora associada de engenharia mecânica e mecânica em Lehigh.
A experiência do grupo inclui engenharia integrada de materiais e projeto de máquinas e processos baseados em aplicações, instrumentação de precisão, metrologia, otimização topológica, modelagem profunda de manufatura, manufatura aditiva, separação de materiais, análise termoestrutural e turbomáquinas.
“É muito gratificante trabalhar com estudantes de pós-graduação e pesquisadores de pós-doutorado no programa METALS, desde o desenvolvimento de novos métodos de síntese até a construção de instrumentos experimentais que funcionam sob condições extremas”, disse Hart. “É uma oportunidade realmente única para desenvolver competências eficazes que possam sustentar programas futuros, utilizando tecnologias digitais de design e produção.”
Esta pesquisa foi financiada pela DARPA sob o contrato HR00112420303. Os pontos de vista, opiniões e/ou conclusões expressas são de responsabilidade do autor e não devem ser interpretados como representando os pontos de vista ou políticas oficiais do Departamento de Defesa ou do governo dos EUA e nenhum endosso oficial deve ser dado.
