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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。
71430编辑于 2022-01-20 - 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。
50130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， 与各向同性材料的尺寸优化不同，复合材料的尺寸优化除了上述位移边界条件以外，还需要考虑复合材料的设计原则与制造工艺。 根据复合材料设计原则，碳纤维的铺层角度与铺层顺序应当满足均一性、均衡性、对称性的要求，在尺寸优化中需要增加如下的复合材料制造约束： （1）均一性，要求各种角度的铺层均匀。 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。
1.4K10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。
88220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. 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。
28100编辑于 2025-03-11 - 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。”
56060发布于 2018-05-29 - 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。
35500编辑于 2025-08-01 - 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。
33010编辑于 2023-09-12 - 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
近年来，复合材料 (composite material) 这个词用得多了起来。那么什么是复合材料呢？简单说，复合材料是由两种或多种不同的的材料组合而成的材料。 复合材料中各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。 复合材料由于其性能优于普通材料，所以复合材料的应用日益广泛，而有限元仿真是研究材料力学性能的重要手段。 、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。 在国内外重要杂志发表论文二十余篇，曾先后主持和参与完成国家专项、国家自然科学基金、省基金项目二十余项；拥有20余年复合材料结构有限元数值模拟经验，在复合材料有限元力学分析设计、复合材料断裂和损伤过程的数值模拟和实验研究等方面具有深厚的造诣
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
ABAQUS哈辛（Hashin）准则哈辛准则是一种用于模拟复合材料失效的理论模型，它考虑了复合材料中纤维和基体的交互作用。在ABAQUS中，有两种哈辛准则是常用的，分别是二维哈辛准则和三维哈辛准则。 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。 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。
21610编辑于 2026-02-05 - 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。 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。
38110编辑于 2024-05-03 - 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 2D 情况下，研究人员创建了对称的 8×8 网格，用于构建复合材料的几何形状（共 232 种可能的几何形状）。 随后，随机生成了 1,000 种不同的复合材料微观结构用于单轴拉伸测试 (uniaxial tensile test)。 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。 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。
47120编辑于 2023-08-31 - 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。
43200发布于 2018-05-30 - 来自专栏量子位
16个博士回河南乡村创业，已有上市计划
目前，研究团队不仅吸纳了16位博士，还有硕士百余人，且据消息称，该团队研究制作的复合材料目前在热管理和轻量化领域已经成为全国的领头羊。 看完上述信息，不少网友在评论区为他们的精神点赞。 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
44320编辑于 2022-12-08 - 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
79430编辑于 2023-03-15 - 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。 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。
35130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。 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。与传统的铅基压电材料相比，这些无铅材料不仅消除了潜在的生物安全风险，还在声电耦合效率方面表现出色。 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。
54210编辑于 2024-06-05 - 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。
81600发布于 2018-05-30 - 来自专栏仿真CAE与AI
Abaqus 刚度退化怎么做？一文掌握损伤建模
材料刚度退化是描述结构因损伤累积导致力学性能衰减的关键过程，广泛应用于金属塑性变形、复合材料失效等场景。 （二）复合材料针对纤维增强材料的各向异性与复杂损伤模式，内置模型支持渐进损伤模拟。 （三）Cohesive单元辅助适用于界面损伤（如复合材料分层），通过Cohesive单元结合牵引-分离定律，定义法向与剪切方向曲线，界面位移达标后牵引应力下降，等效实现局部刚度退化，无需定义整体材料损伤 适用于复合材料多模式损伤、金属疲劳衰减等场景，可提升仿真精度。
22710编辑于 2026-02-25
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