共形蜂窝加筋CFRC

应力降幅过半

针对曲面薄壁结构提出的拓扑优化与纤维路径规划一体化设计，使加筋结构相比传统蜂窝和加筋基准应力大幅降低。

晨杨 · 敬石开 · 76732287 · Zihao, Wang · 73887166 · 76732290 · Jinlong, Zhang · Zhiping, Ling · 76732289 · Ruixiong, Zhang · Wei, Li · 肖登宝

Materials and Design 2025

参数信息

最大应力降幅（相对孤立蜂窝）

57.3 %

最大应力降幅（相对孤立加筋）

44.5 %

技术优势

应力集中显著缓解

通过共形映射拓扑优化与高阶插值保证格栅界面几何连续性，避免了孤立蜂窝和加筋构型产生的应力集中。

曲面纤维分布更优

针对曲面薄壁结构专门规划的纤维轨迹，轮廓法能够获得比传统方法更高的纤维体积分数，提升承载效率。

制造缺陷可量化

利用μCT对增材制造CFRC构件进行缺陷表征，量化孔隙空间分布，为工艺优化提供依据。

应用场景

• 航空航天结构：用于制造轻质高承载的机身、机翼等曲面薄壁结构。
• 轻量化部件：通过拓扑优化去除冗余材料，实现减重不减强度。
• 3D打印复合材料：提供可行的连续纤维增材制造路径规划与缺陷检测方法。