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期刊信息/Journal information
复合材料科学与工程
北京玻璃钢研究设计院有限公司
复合材料科学与工程

北京玻璃钢研究设计院有限公司

薛忠民

月刊

2096-8000

fhclkxygc@163.com

010-67832027

100097

北京市海淀区板井路69号世纪金源商务中心写字楼12FB

复合材料科学与工程/Journal Composites Science and EngineeringCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>《复合材料科学与工程》创刊于1974年，主要报道国内复合材料及高性能复合材料的基础理论、原材料、成型工艺、产品设计、性能检测、 产品应用、设备等方面的研究成果以及国内外发展动态、市场信息、技术政策等。主要面向国家重点实验室、科研院所、高等院校、企事业单位等从事本专业及相关专业的的科技人员、专家、院校师生等相关人员，是国内外本行业及相关行业获得信息的主要渠道。 本刊是国内复合材料行业有相当影响力的科技类刊物，是中文核心期刊、全国建材优秀期刊、中国科技核心期刊。已被《美国化学文摘》(CA)《中国核心期刊数据库》《中国学术期刊综合评价数据库》《中国期刊全文数据库》等收录。 《复合材料科学与工程》为月刊，大16开，128页，每月28日出版，国内外公开发行。刊号：ISSN 2096-8000，CN 10-1683/TU；邮发代号：82-771。全国各地邮局均可订阅。 本刊投稿系统唯一
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    平纹编织复合材料异形结构的多尺度分析研究

    高晗尚闫
    1-6,15页
    查看更多>>摘要：针对平纹编织复合材料的异形结构，研究了在铺层方向拉伸位移加载以及力加载两种工况下，采用刚度体积平均、一致应变边界条件两种计算均匀化方法所得多尺度计算结果的差异性，并将多尺度结果与精细化结果进行了对比。此外，还研究了异形区域划分数量对多尺度计算结果的影响。结果表明，在同一多尺度模型下，两种均匀化方法的σy应力分布趋势是一致的，并且均与精细化模型结果相吻合。其中位移加载下的多尺度结果与参考结果的mises及σy应力误差最大只有 9。5%和 3。3%，并且随着异形结构分区数量的增加，其误差值逐渐减小。而力加载下的结果误差值偏大，随分区数量的增加没有减小的趋势，并且一致应变边界条件的结果整体上大于刚度体积平均的结果。并且，多尺度模型的划分方式会破坏部分结构特征，并在一定程度上影响多尺度结果。

    平纹编织复合材料异形结构计算均匀化多尺度

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    基于单元级损伤指标的复合材料层合板分步正则化损伤识别方法研究

    王昊石庆贺杨颖胡可军...
    7-15页
    查看更多>>摘要：针对复合材料层合板结构进行损伤识别，传统的损伤识别指标在描述其损伤时过于粗糙，而材料级损伤参数数量巨大难以识别，故引入了能反映层合板面内和面外损伤的单元级损伤指标。为提高损伤识别求解效率，提出了针对单元级损伤指标的两步正则化损伤识别方法。通过对复合材料层合板结构进行渐进失效分析，基于刚度退化进行单元级损伤指标与材料级损伤指标等效，构建基于组合刚度系数的单元级损伤指标，并对其进行相关性分析，为后续损伤识别提供先验信息。再用分步正则化方法对损伤参数进行定量分析，即第一步利用L2 正则化和相关性提供的先验信息提供初步的损伤识别结果，第二步在第一步的基础上利用L1 正则化方法求解损伤变量，从而获得更精细的识别结果。数值模拟和试验结果表明，所提的分步正则化方法能够有效实现复合材料层合板损伤识别，同时探究了噪声污染、模态阶次对识别结果的影响。

    损伤指标正则化损伤识别复合材料层合板

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    考虑细观随机分布的SMC/UD混杂复合材料建模与分析

    杨睿陈冠华孙士勇王俊龙...
    16-22页
    查看更多>>摘要：本文针对片状模塑料(SMC)/单向纤维(UD)构成的混杂复合材料力学性能进行研究，在细观层面采用蒙特卡洛方法随机生成纤维片，提出的抑制干涉效应的建模方法能够有效改善纤维片间的重叠率，通过敏感度分析确定了细观代表体元尺寸，对细观代表体元施加周期性边界条件以获得混杂复合材料弹性参数，模型的弹性模量预测结果和试验结果吻合良好;并进一步探讨了纤维片尺寸、体积分数以及铺层方式对混杂复合材料弹性模量的影响。结果表明:纤维片长宽比不同会导致代表体元尺寸发生变化，长宽比增加，混杂复合材料弹性模量增加;纤维片体积分数增加将导致混杂复合材料弹性模量增加;对混杂复合材料进行铺层设计，可以使其既具有SMC复合材料的可成型性，又具有与准各向同性材料相当的弹性模量。

    有限元分析周期性边界条件混杂复合材料代表体元SMC

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    基于复合材料性能退化规律的疲劳剩余刚度预测模型构建

    于欢孙鹏文孙文博邓海龙...
    23-28页
    查看更多>>摘要：针对现有复合材料剩余刚度预测模型考虑因素不全的问题，提出了一种考虑到最大应力、初始刚度、临界剩余刚度、循环周次及恒幅疲劳寿命共同作用的复合材料疲劳剩余刚度预测模型。结果表明:所提模型符合三阶段性能退化规律，可用于描述复合材料的剩余刚度退化，吻合精度高;模型在高应力区表现出比在低应力区更高的预测精度，这与高应力下数据点较为集中有关;与已有模型进行对比，本文所提模型对复合材料疲劳剩余刚度具有较高的预测精度和普适性。

    复合材料剩余刚度预测模型退化规律最大应力循环周次

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    基于BP神经网络的复合材料螺栓连接强度预测

    叶梯冯灏李果
    29-34,41页
    查看更多>>摘要：针对复合材料螺栓连接强度预测问题，设计拉伸试验并记录极限载荷。将试验变量数值化抽象为神经网络输入神经元参数，基于BP神经网络理论，建立强度预测模型。使用三组预留的试验结果验证模型的准确性，三个测试组预测误差分别为6。13%、1。63%、3。34%。调整训练组的组成并重新训练模型，结果表明，本文模型针对训练组未出现参数值有着较好的预测能力。最后建立有限元分析模型进行对比分析，结果表明，针对复合材料螺栓连接强度预测问题，相比有限元方法，神经网络方法精度相当，且具有明显的速度优势。

    复合材料螺栓连接神经网络强度预测

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    碳纤维及其复合材料温度相关热膨胀特性研究

    杨成姜鹏飞朱立平董继萍...
    35-41页
    查看更多>>摘要：依据GB/T 2572-2005 测试了-100～120℃区间内TG300 碳纤维/环氧单向纤维增强复合材料的热膨胀系数，给出单轴向复合材料纵向及横向热膨胀特性随温度的变化规律及分布特征。基于试验结果，结合有限元分析方法，通过参数反演分析获得了-100～120℃环境温度下碳纤维轴向及径向热膨胀系数，为复合材料热膨胀特性设计分析提供原材料性能数据。进一步计算单轴向及双轴向CFRP的热膨胀系数，分析温度、纤维体积分数、织物结构、工艺参数及纤维屈曲对复合材料热膨胀性能的影响，为低热膨胀复合材料结构设计优化提供理论依据。

    TG300碳纤维碳纤维复合材料热膨胀系数数值模拟反演分析

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    复合材料裙的优化设计及轴压性能研究

    张桂明祖磊宁武军张骞...
    42-50,96页
    查看更多>>摘要：针对热压罐工艺成型的ϕ150 mm固体火箭发动机壳体复合材料裙，进行了轴压试验，并通过建立引入黏性行为及三维Hashin失效准则的渐进损伤模型开展有限元分析，对复合材料裙及含裙复合材料壳体的失效模式、失效位置及轴压载荷进行了准确预测，以验证有限元模型的可靠性。以此为基础，根据复合材料裙铺层原则，建立了基于随机正态算法的铺层优化模型，对复合材料裙的铺层顺序和铺层角度进行优化，得到了满足要求的最优铺层。基于最优铺层，分析了不同搭接角度与搭接长度对载荷规律的影响，确定了最优的搭接角度和长度，并通过轴压试验对结果进行验证。结果表明:当铺层为[90/0/45/0/90/90/-45/-45/45/0]时，复合材料裙在达到材料强度极限前发生屈曲失稳，满足设计需求;随着搭接角度增大，屈曲载荷逐渐增大，而载荷增量先增大后减小;随着搭接长度的增大，屈曲载荷逐渐增大，但增量呈下降趋势，最终确定最优搭接角度为3°，最优搭接长度为 20 mm。含裙复合材料壳体轴压试验最终屈曲载荷为 29。77 kN，与仿真结果相差 6%，失效位置在复合材料裙裙尖处，与仿真结果一致。

    固体火箭发动机壳体复合材料裙结构设计铺层优化轴压性能

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    芳纶铺层-蜂窝夹芯U形前缘固化变形仿真计算模型与验证

    刘琦唐珊珊王小凯郭俊刚...
    51-58页
    查看更多>>摘要：本文采用有限元仿真和试验验证相结合的方法，对芳纶纤维-蜂窝夹芯U形前缘结构的固化变形问题进行了研究。在仿真建模中，充分考虑了树脂的固化放热、热-力耦合以及化学收缩等，建立了U形前缘的固化温度场和固化变形场计算模型。在试验制备中，采用了预先固化外蒙皮，再与蜂窝芯、胶膜、发泡胶组合，最后铺放内蒙皮并再次胶接固化的成型工艺。结果显示，仿真模型预测的构件宽侧与窄侧的固化变形量与实际吻合度较高，可为后续前缘构件的模具修型提供指导和依据。

    固化成型芳纶复合材料蜂窝夹芯U形前缘有限元计算

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    基于Lamb波空间反演对称破坏的无基线复合材料损伤定位

    戴中豪周邵萍罗志李沁霏...
    59-66,108页
    查看更多>>摘要：在复合材料的实际损伤检测过程中，基线数据难以获取且不可避免地受到操作和环境条件的影响，导致检测难度增加。通过基于Lamb波空间反演对称破坏原理的无基线方法对复合材料平板进行多损伤定位。通过交换激励接收换能器顺序，获得正-反向传播Lamb波中的直达波包，并进行信号幅值和相位的差异性分析，有效提取损伤路径。然后，采用DBSCAN和K-means聚类算法对缺陷进行定位。通过实验验证了该方法的有效性，并与传统概率成像算法进行对比分析。结果表明，相比于概率成像算法，该方法定位精度得到明显提升。此外，通过对平行阵列的优化有效解决了检测区域存在盲区的问题，并结合D-K算法实现了复合材料板单缺陷和双缺陷的定位。

    复合材料空间反演对称无基线聚类算法Lamb波

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    变泊松比蜂窝夹芯结构的吸波性能优化设计

    孙士平常梦源胡政
    67-75页
    查看更多>>摘要：采用泊松比分类六边形蜂窝构型，基于均匀化理论建立蜂窝单胞参数化有限元模型，开展了变泊松比蜂窝夹芯结构的吸波性能分析与给定反射率目标的蜂窝构型优化。计算结果表明:2～18 GHz电磁波垂直入射工况下，减小蜂窝边长和增大蜂窝高度均能有效提高结构吸波性能，使泊松比趋于零的蜂窝角度变化可提高吸波性能，存在与蜂窝几何参数匹配的最佳涂层厚度，能够获得最优吸波性能;与正泊松比常规六边形蜂窝、零泊松比半内凹六边形蜂窝和负泊松比内凹六边形蜂窝的初始方案相比，反射率为-10 dB时，三种优化蜂窝吸收带宽分别增大了 56。8%、35。2%、52。5%，而反射率为-20 dB时，三种优化蜂窝吸收带宽分别从零增大为4 GHz、2。3 GHz、0。5 GHz;三种泊松比蜂窝中，正泊松比蜂窝的优化适应潜力最好。研究结果为多功能蜂窝吸波结构的蜂窝构型设计提供了参考。

    吸波性能泊松比蜂窝构型优化设计蜂窝夹芯结构复合材料

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