变刚度碳纤维复合材料

通过多尺度拓扑与纤维角度协同设计，在打孔区域实现保形约束，抑制翘曲变形，兼顾轻量化与制造可行性。

Duan, Zunyi · Yi, Liu · Haoxiang, Zhang · Junling, Fan · 阎军 · 朱继宏

Composites Part B: Engineering 2026

技术优势

抑制孔边翘曲

引入人工弱单元（AWE）和多点保形约束，对孔边局部翘曲进行量化与约束，保证带孔结构的几何精度。

多尺度协同优化

同时优化宏观拓扑和微观纤维角度，在轻量化与变形控制之间取得协同效果，并通过离散纤维角度连续过滤策略保证可制造性。

应用场景

• 航空复合材料结构：在带孔壁板、整流罩等结构中抑制孔边翘曲，保持气动外形精度。
• 轻量化结构件：在有减重需求的结构件中实现材料分布与纤维角度协同优化，减轻重量而不牺牲刚度。
• 精密机械结构：在要求高几何精度的机械结构中，通过保形约束控制孔边变形，保证装配精度。
• 增材制造复合材料：采用离散纤维角度连续过滤策略，使设计可以直接用于自动铺丝或连续纤维3D打印。