仿生层状管纤维增强复合材料

应变率刚化与增韧同步提升

仿鲸须管状微结构设计,相比传统纤维增强复合材料在高速加载下刚度和韧性同时提升。

Qi, Xinyu · Li, Y. F. · Wu, Xiaopeng · 胡宁 · 潘浩波 · 董林 · 宁慧铭 · 张作启 · Bin, Wang

Engineering Fracture Mechanics 2024

技术优势

同步刚化与增韧

管状微结构通过提高各相应力水平增强刚度和应变率刚化,同时扩大非弹性区变形提升韧性和应变率增韧,打破了传统复合材料的性能权衡。

超越传统圆柱纤维

有限元对比表明,仿鲸须复合材料比传统圆柱纤维增强复合材料具有更优异的应变率刚化和增韧效果。

机制分离建模

构建了分离弹性和非弹性区域的率相关本构模型,得到三个本构参数定量表征微结构引起的差异,为设计优化提供直接工具。

应用场景