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复合材料（一）
复合材料分类 复合材料：由两种或多种不同性质的材料用物理和化学方法在宏观尺度上组成的具有新性能的材料。 从应用的角度来说，复合材料分为功能复合材料和结构复合材料两大类。 功能复合材料主要是具有特殊的功能，例如：导电复合材料、烧蚀材料、摩阻复合材料。 复合材料的种类 复合材料力学分析 复合材料的力学性能一般比金属材料复杂，主要包含不均匀、不连续、各向异性等。 对于复合材料（玻璃纤维、碳纤维复合材料、芳纶复合材料等）的优点，一般说的是比强度高、比模量高等。 复合材料力学分析方法 复合材料力学分析方法复合材料力学复合结构力学细观力学宏观力学从细观的角度研究复合材料的力学性能。
71730编辑于 2022-01-20 - 来自专栏机器人网
NASA借助机器人制造复合材料
本月26日，弗吉尼亚州汉普顿NASA兰利研究中心将迎来高级集成装配机器人ISAAC助力研究人员在复合材料方面的制造工作。 ISAAC机器人的目的在于消除兰利研究中心一些瓶颈问题。 项目经理Brian Stewart表示，兰利研究中心在理论概念发展、分析以及模仿方面有优势，但是在复合材料制造方面比较缺乏。因此需要引进一个万能、灵活的机器人配合研发工作。 美国国家航空航天局NASA传统中的复合材料制作中有三个旋转角度：0、45和90。而ISAAC机器人的机械臂与操控盘可以提供以上这些角度，还可以提供更多复杂的操作。 而且还可以切换到不同的线轴来制造规格不一样的复合材料。这些复合材料将会运用在航天航空方面。 NASA表示，ISAAC机器人不仅有利于制作更好的复合材料，还可以加快该复合材料的成型过程。 ISAAC机器人将会在航空研究任务理事会的高级复合材料项目和空间技术任务理事会的复合材料探索前期项目中展开工作。不但在风洞实验研究中建立风洞中的飞行器或其他物体比例模型，甚至会创建风洞本身。
93870发布于 2018-04-13 - 来自专栏联远智维
短纤维复合材料力学分析
细观力学分析 短纤维复合材料的特点是基体中具有短切纤维增强相，载荷传递效率低于连续纤维复合材料，相关教材中具有短纤维复合材料内应力传递的理论，并具有模量以及强度的预测方法。 采用细观力学（尺度在10纳米到毫米量级）分析复合材料力学特性具有相对成熟的理论，是否可以把细观力学和分子动力学建立联系？ Chon-Sun研究了作用力与纤维成一定角度的材料模型，得出随机走向短纤维复合材料应力传递公式，再者，近些年来有限元方法在分析应力传递方面也具有应用，得到部分有意义的解。 模量的预测 采用细观力学对复合材料的刚度进行估算的方法包括有：弹性力学的极值法、Mori-Tanaka方法、自洽方法等，并且对于单夹杂问题（长纤维、椭球型夹杂、钱币型夹杂），可以通过理论的方法得到夹杂应力随着夹杂长细比的变化规律 ，其次，Halpin和蔡对Hill自洽模型的Herman解进行简化，提出了在复合材料设计中简单易用的公式，即： 强度的预测 复合材料的损伤主要有：基体开裂、界面脱粘、分层以及纤维断裂。
50230编辑于 2022-01-20 - 来自专栏HyperAI超神经
柔性复合材料新突破！河北大学研究团队利用创新 X 射线闪烁体开发 3 种新材料
同时，HNTs 还具备良好的生物相容性、低毒性、高稳定性、亲水性、可加工性和低成本等颇具吸引力的特性，因而成为制造复合材料的理想候选材料。 研究人员还尝试用油酸 (OA) 修饰 Na5Lu9F32:Tb3+ 的表面，得到 OA@Na5Lu9F32:Tb3+ 产品，从而改善了水分散性。 含 HNTs@Na5Lu9F32:Tb3+ 的水凝胶比含 OA@Na5Lu9F32:Tb3+ 的水凝胶显示出更好的拉伸强度，甚至高于原始水凝胶。 相比之下，含 HNTs@Na5Lu9F32:Tb3+ 的水凝胶应该比基于 OA@Na5Lu9F32:Tb3+ 的类似物在 X 射线闪烁屏中有更好的应用潜力。 该研究成功拓展了X射线闪烁体材料在柔性复合材料领域的应用，也为高分子复合材料的精细化和高附加值化发展提供了有力支持。
38810编辑于 2024-05-03 - 来自专栏用户9688532的专栏
基于OptiStruct的碳纤维复合材料覆盖接头设计优化
复合材料由基体材料和增强材料两种组分组成，其中，碳纤维增强复合材料（Carbon Fiber Reinforced Plastic，以下简称CFRP）是指采用碳纤维作为增强材料的复合材料，具有比强度高， 比模量高的优点，且具有较高的可设计性，是宝马i3电动车、奥迪A8、前途K50电动车等车型主要采用的复合材料类型。 拓扑优化结果以设计区域的单元密度云图表示，如图3所示，其中红色区域单元密度为1，表示其对于接头刚度贡献量更大。 CFRP各角度铺层厚度的尺寸优化结果如表3，层合板共计10层，总厚度2.0mm。 3.3 CFRP铺层顺序的确定 根据复合材料设计原则，考虑复合材料制造工艺，确定CFRP层合板的铺层顺序。 通过对复合材料覆盖铝合金T型焊接接头的优化，可知OptiStruct软件可以很好地支持复合材料的铺层角度与铺层顺序的设计优化，结合复合材料的可设计性，可以广泛应用于各种车型的车身开发。
1.5K10编辑于 2022-05-17 - 来自专栏知识点分享
复合材料力学介绍—— 基本概念和分类
基本概念 复合材料这个概念并不新鲜，人类很早就开始使用复合材料，如古代使用的土坯砖就是由黏土和稻草（或麦秆）组成；此外，我们熟知的钢筋混凝土、胶合板等，都是复合材料。 11.png 复合材料从应用的角度大致可以分为2类： 功能复合材料，如导电、耐高温烧蚀、磨阻等； 结构复合材料，作为一种结构件，具有高比强度或比刚度，我们这个系列主要讨论的就是这类复合材料。 复合材料按照增强材料的形式，大致分为3类： 颗粒增强复合材料，包括非金属颗粒+非金属基体（如混凝土）、金属颗粒+非金属基体（如固体火箭剂）和非金属颗粒+金属基体（金属陶瓷）； 纤维增强复合材料，由于纤维比块状同样材料的强度大得多 ； 层合复合材料，通过两层或多层不同的复合材料形成。 其中，纤维增强复合材料和层合复合材料是该系列讨论的重点。 最后 本文简要介绍了复合材料的基本概念和分类，下文将主要介绍常用的纤维、基体，及其应用。
89020编辑于 2022-05-06 - 来自专栏WELSIM
定义有限元分析中复合材料的多铺层结构
现代结构分析中，常常会遇到多铺层复合材料。这些复合材料常常以板壳的整体结构形式出现，内部由多层铺层叠加而成。铺层的角度，厚度，材料都有可能不同。 WELSIM复合材料的参数输入提供了简洁的方式。本文介绍定义复合材料的步骤。1. 新建一个FEM工程。2. 添加两个材料节点，分别命名为玻璃Glass，和塑性薄膜Plastic Film。3. 输入初始密度 2.5e-6 kg/mm3, 杨氏模量100 MPa, 泊松比0.2，塑性屈服应力10MPa, 硬化参数 20MPa，硬化指数0.5。 这里定义一共3个铺层，每层的厚度分别是，1 mm, 0.5 mm, 1 mm，材料分别是玻璃，塑性胶片，和玻璃。7. 至此，多铺层板壳结构就定义完成了。可以用于后续的分析与计算。 这是复合材料分析的第一步。WELSIM可以方便快速的定义多铺层结构。此功能已经在2025R2开发版中实现，会在以后的版本中不断优化。
29000编辑于 2025-03-11 - 来自专栏仿真CAE与AI
为什么复合材料需要用有限元分析？解锁Abaqus建模与分析
什么是复合材料？它由两种或两种以上材料组合而成，通常包含纤维（如碳纤维、玻璃纤维等）和基体（如树脂、金属等）。复合材料性能优于一般材料，应用于航空航天、汽车、船舶等领域。 还可以显示复合材料厚度方向上变量的变化曲线。复合材料广泛用于制造可压碎结构，这类结构在受到冲击时能够大量吸收能量。传统的失效机理很难描述这种压碎响应的机理。 那么，如何在Abaqus中建模和分析复合材料呢？首先，建模复合材料需要确定复合材料的组成和结构。通常，复合材料由纤维和基体组成，纤维可以是碳纤维、玻璃纤维等，基体可以是树脂、金属等。 在Abaqus中，可以通过定义材料属性、多种单元、几何形状和边界条件来建立复合材料的模型。其次，分析复合材料需要考虑其各种性能，如强度、刚度、疲劳耐久性系数等。 在Abaqus中，可以通过施加加载、进行应力分析等方法来评估复合材料的性能。同时，还可以进行层合板分析、微观结构分析等，以更全面地了解复合材料的性能。
36800编辑于 2025-08-01 - 来自专栏数值分析与有限元编程
学完都发SCI了，这个abaqus的内容太赞了
，对知识进行由浅入深，层层递进，系统讲解，配合案例边讲边练，让学员能运用模拟软件针对每个技术点进行上机操作；在线学习后对学员提炼出的问题提供专业指导，从而更好地满足学员不同方面的论文及实际科研需求； 3、 采用“理论+实操”的模式，通过系统的实践教学，帮助学员掌握和运用ABAQUS复合材料建模技术开展新型复合材料研发、复合材料性能预测、先进复合材料应用以及工业化生产等各个环节，进而提高复合材料研发与应用效率 费用提供正规机打发票及盖有公章的纸质通知文件； 如需开具会议费的单位请联系招生老师要会议邀请函； 六、增值服务： 1、凡报名学员将获得本次培训书本教材及随堂电子资料； 2、价格优惠： 优惠一：2022年3月 14日前汇款可享受200元优惠（仅限前八名）； 优惠二：同一单位两人及两人以上参加可享受每人200元学费优惠； 3、学员提出的各自遇到的问题在课程结束后可以长期得到老师的解答与指导； 4、参加培训并通过考试的学员 问题3：培训时遇到疑问，怎么办？ 采用边讲边练边答疑的模式，实战跟着老师一步一步操作，过程中班级微信群实时跟踪操作结果，遇到问题及时反馈、当堂解决，让你实战不出错！
1.5K20编辑于 2022-03-14 - 来自专栏仿真CAE与AI
一次说清：Abaqus的哈辛准则
（3）三维哈辛准则三维哈辛准则是哈辛在1980年提出的，它考虑了更多的失效模式，包括剪切效应的影响。 哈辛准则与其他准则的比较哈辛准则是用于预测复合材料失效行为的一种理论，它标识的四种不同的失效模式适用于复合材料，包括拉伸纤维失效、压缩纤维失效、拉伸基体失效和压缩基体失效3。 3. 与其他复合材料失效准则的比较哈辛准则是目前区分失效模式的判据中应用最广泛的判据之一，已被Abaqus、Ansys、MSC等大型商业软件所集成。 哈辛准则的应用哈辛准则是预测复合材料失效行为的重要工具，在ABAQUS中被广泛应用于模拟复合材料的渐进损伤失效过程。 这种方法对于设计和优化复合材料结构非常重要。
25310编辑于 2026-02-05 - 来自专栏镁客网
黑科技 | 莱斯大学研制出看似柔弱，实则坚不可摧的新型复合材料
受此启发，近日，莱斯大学（RICE）纳米材料实验室的研究团队也研制出了具有同样属性的硅胶-镓复合材料，并表示未来将应用该材料的机械属性。 对此，博士后研究员Tiwary坦言道：“与用基本物质材料来搭建一个生态系统的模型相比，用复合材料来模仿自然生物的特性实在是一项十分艰难的任务。”
56360发布于 2018-05-29 - 来自专栏等离子设备的应用
等离子清洗机对 CFRP-铝合金界面粘结性能影响研究
碳纤维增强复合材料（CFRP）具有重量轻、抗拉强度高、疲劳性能好等优异性能，在航空、航天、汽车等领域中的使用比例不断提高。 复合材料在国外民用飞机运用中已经较为成熟，波音 B787 飞机及空客 A350 飞机中复合材料用量均达到 50%以上，在飞机机翼、机身、水平尾翼和垂直尾翼、机身内饰中均有大量应用。 1.当处理距离较近时，等离子体产生的带电粒子与复合材料表面接触时间较长，导致复合材料表面瞬时温度升高，从而形成溶解、孔洞等缺陷，表面树脂与胶粘剂的界面粘结性能降低，给复合材料胶接性能产生不利影响。 2.当处理距离较远时，复合材料表面附着的带电粒子减少，表面活性及处理效果降低。因此，在确定合适的等离子体处理距离后，可以适当提高处理速度，以提高等离子体处理效率。 等离子体处理可以提高 CFRP 胶接强度，改变胶接接头破坏模式，使 CFRP 基体及胶粘剂性能得到充分利用，且等离子体处理复合材料的胶接性能明显优于丙酮表面清洗。
33510编辑于 2023-09-12 - 来自专栏HyperAI超神经
材料空间「填空解谜」：MIT 利用深度学习解决无损检测难题
在 3D 情况下，研究人员利用 2×4×4 网格创建了两层微观结构（共 232 种可能的几何形状），并使用 4×4×4 网格构建了 4 层复合材料（共 264 种可能的几何形状）。 将一系列 field 图像存储在一个 16×32×32×3 的矩阵中，用作训练和测试深度学习模型的数据表示形式。相应的 3D 复合材料微观结构可视化通过 Matplotlib 库进行体积绘制。 CNN: 在获得 complete field 后，2D 和 3D 情况下皆采用了 CNN 模型，以建立从力学行为到复合材料微观结构的逆向链接。 3D 情况 在实际工程实践中，3D 复合材料微观结构通常比 2D 情况更加复杂。下图展示了 8 个预测的 field frames 与 ground truth 的对比。 图 3: 两例双层复合材料的 field frame 预测。 前 8 个帧作为输入，其余 8 个帧由深度学习模型预测。
47720编辑于 2023-08-31 - 来自专栏量子位
16个博士回河南乡村创业，已有上市计划
主搞新型复合材料，研发冬奥会火炬耐高温材料 这个博士团队的带头人为姚栋嘉，曾服役于火箭军，河南巩义人。 公开资料显示，姚栋嘉为西北工业大学材料学博士，主要从事C/C复合材料、C/SiC复合材料和SiC/SiC复合材料研究。 他们创立的「研究院」，名为河南泛锐复合材料研究院有限公司（简称泛锐研究院），于2014年10月成立，主营业务为新型材料的研发、生产、销售及技术服务。 团队所研发材料主要集中在纳米二氧化硅气凝胶复合材料、碳陶复合材料、树脂基复合材料三大类的研发应用，其产品应用领域涵盖新能源电池、新能源汽车、航空航天等领域，所申请专利超200项并多次参与国家重大专项及攻关重点项目 [1]https://www.zhihu.com/question/559733397 [2]http://ha.news.cn/news/2022-07/22/c_1128853011.htm [3]
45520编辑于 2022-12-08 - 来自专栏等离子设备的应用
等离子清洗机对 CFRP-铝合金界面粘结性能影响研究2
1.当处理距离较近时，等离子体产生的带电粒子与复合材料表面接触时间较长，导致复合材料表面瞬时温度升高，从而形成溶解、孔洞等缺陷，表面树脂与胶粘剂的界面粘结性能降低，给复合材料胶接性能产生不利影响。 2.当处理距离较远时，复合材料表面附着的带电粒子减少，表面活性及处理效果降低。因此，在确定合适的等离子体处理距离后，可以适当提高处理速度，以提高等离子体处理效率。 3.CFRP表面粗糙度分析等离子体处理距离从10mm/s降低至5mm/s 时，CFRP胶接强度有所降低，说明CFRP表面谷峰型粗糙轮廓不利于胶粘剂在其表面的结合，这是由于CFRP表面谷底的空气气泡及或及其他粘结缺陷的存在 等离子体处理前后 CFRP 表面 C1S 峰图谱胶接理论认为，胶粘剂与被胶接件之间化学键合所形成的分子间作用力（范德华力等）一般比机械互锁形成的作用力更为牢固，因此，等离子体处理对复合材料胶接性能的提升 ，其主要来源是基于等离子体中的活性粒子对复合材料表面化学基团的活化。
35430编辑于 2023-09-15 - 来自专栏脑机接口
Nature communications| 无铅双频超声植入物用于无线双相深部脑刺激
该植入物集成了两种新开发的无铅1-3型多孔压电复合材料，通过外部便携式双频换能器进行超声供电，并在临床相关频率下产生可编程的双相刺激脉冲。 2、无铅SP-1-3型压电元件的性能 无铅SP-1-3型压电元件是本研究的核心创新之一。这些元件由多孔压电复合材料制成，具有优异的电性能和生物相容性。 f SP-1-3复合材料局部SEM，可见复合材料中致密、多孔、环氧树脂部分。比例尺为500 μm。g SP-1-3复合材料的SEM图像及相应的元素映射。标尺尺寸为200 μm。 h, i致密KNNS95陶瓷(D-C)、夹层陶瓷(S-C)和SP-1-3复合材料的双极应变曲线(h)和d33-E回路(i)。j D-C、S-C和SP-1-3复合材料d33和εr的变化趋势。 图3 | f-BUI的us感应 a 电输出仿真与测量水箱实验装置示意图b模拟致密陶瓷(i)、夹层陶瓷(ii)和SP−1-3复合材料(iii)内部的压电分布。
55610编辑于 2024-06-05 - 来自专栏镁客网
中科院研究团队研制纳米水凝胶材料，以此制备出高药效pH控释农药 | 黑科技
对此，中科院合肥研究所吴正岩课题组制备了一种纳米水凝胶复合材料，并以此为载体实现对控释农药的研制。 在研究中，研究人员对凹凸棒土、海藻酸盐等天然材料进行系列物化改性、结构设计以及功能化修饰，以此实现了纳米水凝胶复合材料的研制。 接着，利用农药对于pH具有较强敏感性的特质，研究人员以纳米水凝胶复合材料为载体，通过pH来调控农药释放，达到释放与需求同步，提高利用率。 此外，纳米水凝胶复合材料可显著降低农药光解，延长药物的持效期。
43500发布于 2018-05-30 不同材料对等离子体设备的影响机制
在构成我们世界的材料王国中，金属、聚合物、陶瓷、玻璃和复合材料各具禀赋。 复合材料：协同优势的典范，但异质界面常为薄弱环节。二、等离子体：可编程的"能量刻刀"等离子体非蛮力破坏者，而是通过精准调控（气体、功率、压力、时间），针对材料特性激活四大核心响应机制：1. 3. 氧化/钝化 (Oxidation/Passivation)：惰性表面的"守护之光" 含氧等离子体与金属/陶瓷/硅表面可控反应，生成薄而致密的氧化物保护层（如Al₂O₃, SiO₂）。 三、复合材料："粘接前奏曲"等离子体技术直击复合材料核心痛点——界面强化：1.深度净化：彻底清除纤维与树脂表面的油脂、脱模剂等污染物。 3.纤维改性：提升纤维表面能，优化树脂浸润性。4.效能见证：界面结合强度提升30%以上，整体性能（强度、刚度、疲劳寿命）突破极限。关键应用：航空航天结构件（更轻更强），高性能汽车部件，风电巨型叶片。
23410编辑于 2025-08-20- 来自专栏激光熔覆
激光熔覆的分类及特点
在不锈钢、铜及铜合金、铝及铝合金等多种金属材料上实现表面改性和再制造; 另一种是以高功率半导体激光器为热源的激光熔覆技术，该方法主要用于改善特殊材料(如陶瓷、纳米材料)表面性能，如高温合金、陶瓷基复合材料等 根据用料不同激光熔覆主要分为：金属激光熔覆和复合材料激光熔覆。 金属激光熔覆 激光熔覆是通过激光熔覆材料、热源和冷却方式将材料表面均匀的覆盖于工件表面，实现其功能性的再制造过程。 复合材料激光熔覆是指采用与工件材料具有相同或相似性能的功能材料(如陶瓷、纳米材料等)，在工件表面熔覆一层与被保护表面具有相同性能的材料。 根据熔覆成分可以将复合材料激光熔覆分为：陶瓷激光熔覆和金属激光熔覆。 目前，由于陶瓷与金属材料性能的差异性，一般以金属激光熔覆为主。 采用半导体激光器对陶瓷基复合材料进行激光熔覆时，当激光功率密度较大时(一般超过200 kW/cm2)，金属基体和功能层之间的热应力会引起熔化和凝固的不均匀，导致熔覆层出现裂纹;而当功率密度较小时(一般不超过
80430编辑于 2023-03-15 - 来自专栏镁客网
技术 | 我国自主研发航空新材料，实现铝中“自生”陶瓷
目前，航空航天结构材料主要有铝合金、钛合金、纤维复合材料和高温结构材料。 在航空航天器机体结构材料的应用上，近100年来，铝合金都一直长盛不衰。 相对于铝、钢等金属结构材料，碳纤维增强树脂基复合材料具有极高的比强度和比刚度，目前是一种理想的轻质高强度航空航天结构材料。同铝合金相比，用碳纤维复合材料制造的飞机结构，减重效果可达20%～40%。 对此，王浩伟教授表示，铝很轻，但强度和硬度不高；而陶瓷的硬度比钢铁更优，因此二者相结合，制作出来铝基复合材料重量轻、硬度大、有韧性又不易断裂变形。 王浩伟教授介绍，团队最终采用了“原位自生技术”，通过熔体控制自生，陶瓷颗粒的尺寸从几十微米降低到纳米级，突破了国际传统方法外加陶瓷铝基复合材料塑性低、加工难等应用瓶颈。 据了解，因安徽省淮北市人民政府、上海交通大学、上海均瑶（集团）有限公司、安徽相邦复合材料有限公司的四方合作，纳米陶瓷铝合金的成果终落地。
81900发布于 2018-05-30
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