美國(guó)宇航局（NASA）已將價(jià)值799954美元的第二階段小型企業(yè)技術(shù)轉(zhuǎn)讓（STTR）合同授予普渡大學(xué)下屬的商業(yè)軟件提供商美國(guó)AnalySwift公司。該公司將開(kāi)發(fā)先進(jìn)可定制復(fù)合材料設(shè)計(jì)工具（DATC），并在2年合同結(jié)束時(shí)正式推出。
AnalySwift公司總裁兼首席執(zhí)行官艾倫·伍德（Allan Wood）表示，材料仿真能力的進(jìn)步并不能完全跟上制造技術(shù)的進(jìn)步。DATC將顯著提高NASA對(duì)先進(jìn)可定制復(fù)合材料航空航天結(jié)構(gòu)件的設(shè)計(jì)和分析能力。
伍德表示，DATC將用于設(shè)計(jì)下一代航空航天結(jié)構(gòu)件，例如混合/翼身融合機(jī)體、太空運(yùn)載火箭、太空中轉(zhuǎn)站和其他有效載荷的連接配件。這些由先進(jìn)可定制復(fù)合材料制成的結(jié)構(gòu)件將減輕整體重量并具有更好的增強(qiáng)性能。
傳統(tǒng)復(fù)合材料由基體和平直纖維增強(qiáng)體固化形成，使得預(yù)測(cè)其性能變得更加簡(jiǎn)單。伍德表示，先進(jìn)的可定制復(fù)合材料并不局限于直線型纖維增強(qiáng)體。
可定制的復(fù)合材料包括絲束牽引類復(fù)合材料，其中纖維沿著曲線路徑而不是傳統(tǒng)的直線路徑進(jìn)行鋪設(shè)；還包括可變厚度復(fù)合材料，其中各層鋪放厚度不同，可以用連續(xù)纖維或短纖維進(jìn)行局部增強(qiáng)。盡管結(jié)構(gòu)復(fù)雜性的增加使得準(zhǔn)確預(yù)測(cè)其性能變得更加困難，但這種定制能力仍然可以促使結(jié)構(gòu)重量的大幅減輕或承載能力顯著提高。
此外，擁有針對(duì)這些材料的仿真工具將避免工程師不得不依賴昂貴且耗時(shí)的物理實(shí)驗(yàn)，而不是通過(guò)虛擬測(cè)試和設(shè)計(jì)來(lái)補(bǔ)充它們。
AnalySwift公司將集成多種工具來(lái)創(chuàng)建DATC。DATC將基于基因組結(jié)構(gòu)機(jī)制（MSG）及其由普渡大學(xué)開(kāi)發(fā)的配套代碼SwiftComp，還將包括第三方結(jié)構(gòu)求解器工具、通用優(yōu)化器和機(jī)器學(xué)習(xí)包。這些工具將被集成到一個(gè)統(tǒng)一且直觀的設(shè)計(jì)框架中。
普渡大學(xué)航空航天學(xué)院教授于文斌（音譯）是DATC開(kāi)發(fā)的主要研究員。AnalySwift公司的Su Tian和德克薩斯大學(xué)阿靈頓分校的Xin Liu教授是共同研究開(kāi)發(fā)人員。
AnalySwift公司預(yù)計(jì)將在2024年12月第二階段項(xiàng)目結(jié)束時(shí)完成DATC。公司計(jì)劃向NASA的工程師和其他對(duì)此產(chǎn)品感興趣的人發(fā)布DATC。工程師可以利用DATC為對(duì)國(guó)家安全、環(huán)境、交通、經(jīng)濟(jì)等至關(guān)重要的系統(tǒng)創(chuàng)建創(chuàng)新的輕量化材料解決方案。除了NASA外，其他相關(guān)政府機(jī)構(gòu)和行業(yè)也將受益于使用DATC來(lái)設(shè)計(jì)更好的工程系統(tǒng)，減少實(shí)驗(yàn)和調(diào)整工作，從而降低工程時(shí)間和成本。
2022年，AnalySwift公司從NASA獲得了兩份第一階段STTR合同，一份為期1年、價(jià)值12萬(wàn)美元的合同和一份為期13個(gè)月、價(jià)值15.6萬(wàn)美元的合同。該公司通過(guò)普渡大學(xué)研究基金會(huì)技術(shù)商業(yè)化辦公室，普渡大學(xué)授予知識(shí)產(chǎn)權(quán)許可。這項(xiàng)工作還得到了Elevate Ventures和印第安納經(jīng)濟(jì)發(fā)展公司的支持。
