连续纤维路径规划方法

屈曲载荷近翻倍

该方法将离散纤维取向场转化为可3D打印的连续纤维路径，在开孔层合板上实现了接近理想变刚度设计的屈曲性能。

Siyuan, Wu · Rui, Zou · Zhang, Shuai · 陈滨琦 · 严尧

Composite Structures 2026

参数信息

归一化临界屈曲载荷

1.9

性能下降

15 %

技术优势

无需人工调整

算法自动从离散取向场构建连续路径，省去设计人员对每根纤维的检查与修改。

直接用于多轴打印

生成的路径满足重叠、曲率和连续性约束，可直接驱动多轴3D打印设备。

性能接近理想

归一化临界屈曲载荷仅比无制造约束的理想牵引转向设计低约15%，几乎媲美理论最优。

应用场景

• 复合材料3D打印：直接生成可打印的连续纤维路径，无需人工规避重叠与曲率限制。
• 连续纤维增材制造：路径规划兼容多轴打印约束，可实现真正的变刚度连续纤维增材制造。
• 碳纤维复合材料结构：用于碳纤维复合材料结构的路径优化，提升开孔层合板抗屈曲能力。
• 航空航天复合材料：开孔层合板是航空航天常见结构，本方法为其提供高屈曲性能的路径方案。
• 结构优化设计：将理想的离散优化结果转化为实际可打印路径，打通结构优化到制造。