连续纤维CFRP结构

刚度提升

针对增材制造协同优化拓扑与纤维路径，有效规避间隙与重叠缺陷，取向分布切实可行，所得连续碳纤维复合材料构件刚度显著提升。

Xu, Yanan · Feng, Zhaoxuan · Yunkai, Gao · Chi, Wu · Fang, Jianguang · 孙光永 · Qiu, Na · Steven, Grant P. · Li, Qing

International Journal of Mechanical Sciences 2024

技术优势

刚度显著提升

优化设计较经验设计的刚度在所有三组样品中均有显著提高，证明协同优化拓扑与纤维路径的有效性。

避免制造缺陷

引入快速行进法确定纤维路径，从设计源头规避间隙与重叠等增材制造常见缺陷。

仿真结果可靠

基于实际打印方案重建的有限元模型能够复现实验结果，为后续设计迭代提供可信预测工具。

应用场景

• CFRP构件：用优化后连续纤维CFRP构件替代经验设计，直接提升结构刚度。
• 增材制造：利用增材制造实现拓扑与纤维路径协同优化，避免间隙重叠。
• 3D打印：通过3D打印制造连续纤维增强结构，验证优化设计的可制造性。
• 航空航天材料：为航空航天应用提供高刚度、可定制的连续纤维复材构件。