复合资料抗冲击研讨获得新进展

  北京时间2023年8月19日，西北工业大学力学与土木建筑学院王富生教授团队在《天然通讯》杂志在线宣布题为《脉冲电流下织造复合资料抗冲击损害》的研讨论文。该研讨提出了一种选用脉冲电流来改进三维正交织造复合资料抗冲击功用的办法，并体系提醒了脉冲电流对正交织造复合资料冲击损害的按捺机理。

  航空、航天和土木等工程领域中，碳纤维/环氧树脂基复合资料受到冲击载荷有可能会呈现纤维开裂、树脂损坏和分层等损害方式，下降复合资料的承载才能，对飞行器和土木工程等结构的安全带来要挟。关于进步复合资料抗冲击功用的办法多从资料改性、结构规划和制作工艺等方面考虑，如相较于层合复合资料，织造复合资料在按捺冲击损害方面具有一起优势。但是，这一些办法对改进复合资料的抗冲击功用仍存在局限性，怎么进一步进步冲击载荷下复合资料的损害容限仍是复合资料理论研讨中所面对的重要难题之一。

  针对这一难题，王富生教授团队与合作者将织造物的结构特性和碳纤维的电磁特性相结合，提出了一种下降三维正交织造复合资料冲击损害的战略。使用无线通信技能，规划搭建了落锤冲击试验机、电流源和数据收集设备等一体集成的试验渠道，完成了脉冲电流和冲击力对正交织造复合资料的协同加载。研讨依据成果得出，跟着脉冲电流峰值从0 A增加到110 A，三维正交织造复合资料板的非弹功用量和剩余变形别离减少了35.81%和47.64%。多标准多物理场建模剖析标明，载流碳纤维使得纱线束受到了横向紧缩性质的电磁膂力，有利于进步纱线的机械功用；纱线中微裂纹的构成和揉捏变形会引起碳纤维之间部分电流的从头散布，其与自场相互作用会发生抗冲击效应。根据资料-结构-功用的一体化规划思维，有用操控脉冲电流对复合资料热效应的影响，此项研讨成果可认为进步复合资料在冲击载荷下的损害容限供给新的途径。

  西北工业大学博士生李妍为该文榜首作者，西北工业大学王富生教授和黄晨光副教授为一起通讯作者，西北工业大学任建亭教授、我国电子科技集团公司第三十三研讨所王东红研讨员、西北工业大学孔杰教授、伦敦玛丽女王大学刘涛副教授、我国东方电气集团有限公司龙山君高工为一起作者。