关键词： 复合材料   单元级损伤指标   损伤定位   自适应正则化   损伤定量  

摘要： 复合材料层合板结构应用广泛，而损伤识别对于保障结构的安全性和延长其使用寿命具有重要意义。本文引入了单元级损伤指标来描述层合板在面内与面外方向上刚度变化。针对该损伤指标，建立了两步损伤识别方法，即先通过损伤定位指标筛选损伤单元，再通过优化方法对损伤程度进行辨识，其中，损伤定量识别采用正则化方法。鉴于传统的正则化方法对各个损伤参数采用均一化的正则化参数，不利于识别结果的收敛和稳定，本文提出了基于加权系数的自适应正则化损伤识别(Adaptive regularization damage identification， ARDI)方法，能够在兼顾识别结果稳定性的同时提高识别效率。通过数值算例对所提方法的有效性进行了验证，分析了测点数量和噪声水平对识别结果的影响，将所提方法与直接法和传统正则化方法的识别结果进行了比较，发现所提方法的计算结果分散性和计算效率具有明显的优势。最后，通过一个实验工作验证了所提方法的有效性。

关键词： 红磷   水热碳   复合材料   光催化   盐酸四环素   重复利用性  

摘要： 采用简单的一步水热法将红磷和水热碳复合，得到新型红磷/水热碳复合材料，通过X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪、扫描电子显微镜、紫外-可见漫反射光谱仪、电化学工作站对复合材料的结构、微观形貌、吸光特性及电化学性能进行表征和测试，以盐酸四环素（TCH）为目标污染物，研究其光催化性能、探究其光催化机理并验证其重复利用性。结果表明：与单一的红磷和水热碳相比，红磷/水热碳复合材料具有更高的光催化性能。在可见光照射4h后，红磷/水热碳复合材料对水中TCH的降解率可达90.5%，明显高于红磷和水热碳。超氧自由基(·O2-)和羟基自由基（·OH）是降解TCH过程中的主要活性物种。此外，红磷/水热碳复合材料在重复利用中表现出较好的循环使用性，循环5次后降解效率下降3.8%，对TCH的降解效率仍可达86%以上。

关键词： 树脂基三维针刺复合材料   计算机断层扫描   增量全局数字体相关法   等效刚度   损伤演化  

摘要： 为了准确描述树脂基三维针刺复合材料细观结构对力学性能的影响，对复合材料开展了原位拉伸微观X射线计算机断层扫描实验，结合图像处理技术和细观结构重构方法，完成了孔隙、裂纹、纤维精细化结构的量化分析，得到了孔隙体积等参数的变化规律，建立了材料三维应变场。提出图像边界路径提取算法和断层扫描数据重构算法，建立了铺层有限元模型。结果表明：树脂基复合材料在拉伸载荷下不同铺层损伤演化规律不同，编织纤维层上的损伤主要集中在基体与经向纤维上；单向纤维层损伤集中于纤维束之间，损伤沿着拉伸方向的垂直方向扩展；而网胎纤维层的最大损伤点出现于针刺结构处，针刺工艺在提升层间强度的同时不可避免的会对材料性能造成影响；在拉伸载荷作用下，编织纤维层承载能力最强，拉伸应变0.09时，损伤状态参数均小于0.1。而网胎纤维层由于其较高的孔隙率，在拉伸应变为0.09时，损伤最高，损伤状态参数为0.605。

关键词： 新质生产力   新能源材料与器件   立德树人   科教融合   产教融合   专创融合   交叉融合  

摘要： 新质生产力的核心驱动力源于劳动者素质的全面提升，对劳动者的知识储备和技能水平提出了更高的要求。新能源材料与器件专业作为响应国家“碳达峰、碳中和”战略和新能源、新材料、高端装备和可持续发展等新工科需要而设置的材料类本科专业，是支撑国家新兴产业结构调整的重要抓手。然而，在新质生产力加速重构能源产业生态的背景下，新能源材料与器件专业人才培养面临知识迭代滞后、创新能力不足与产业适配性弱等问题。苏州科技大学新能源材料与器件专业结合材料类学科特点，以立德树人为根本任务，通过改革课程体系优化第一课堂，重点培养学生的学术创新能力、工程实践能力、人机协同能力重构第二课堂。此外，通过科教融合激发创新原动力、产教融合协同打造育人平台、专创融合增强创新创业能力、学科交叉融合拓宽学术视野，构建了“一中心两课堂四融合”的人才培养体系，为新能源材料与器件专业创新型人才培养提供了理论框架和实践范式，对推动教育链、人才链和产业链深度耦合具有重要参考价值。

关键词： 铺层复合材料   金属包边   胶结   鸟撞   振动特性  

摘要： 为探究金属-复合材料转子叶片前缘结构在鸟撞下的损伤状态以及金属包边和复合材料叶片之间胶合层的失效原理，分析金属和复合材料耦合情况下的损伤模式，针对含钛合金包边的碳纤维铺层复合材料转子叶片，展开含金属包边的复合材料叶片结构在不同撞击角度和撞击速度下的鸟撞瞬态响应的研究。通过高压空气炮系统，分别用两种不同撞击速度及两种撞击角度对同一片叶片进行连续撞击试验，采集叶片应变特性及试验前后振动特性，并对撞击后的叶片进行超声扫描检测内部分层损伤。同时，采用ABAQUS软件对试验全过程进行数值模拟，与试验进行对比验证。结果表明，钛合金包边在小角度鸟体撞击下能够有效提升叶片的抗冲击能力；然而，在大角度鸟撞冲击下，其无法有效吸收和分散强烈的垂直冲击，导致冲击力集中在叶片的前缘区域，并迅速传递至内部结构，叶片主体发生纵向撕裂，冲击力逐渐向叶片厚度方向传播，使纤维层发生局部分层和剥离；且随着鸟撞损伤的加大，叶片的整体刚度下降，材料的损伤（裂纹扩展、分层、纤维断裂）削弱了叶片的强度，复合材料的受力区域局部失效，固有频率降低。

关键词： 纤维增强复合材料   低压涡轮轴   代表体积元   Hashin失效准则   强度参数   动强度  

摘要： 基于适用于纤维增强复合材料的细观力学代表体积元（RVE）法和复合材料宏观失效准则，计算体积分数为40%的连续SiC纤维增强TC4基复合材料强度失效参数，并实施层合板试验进行验证。建立以实际某型号发动机低压涡轮轴为背景的轴结构有限元模型，并用连续SiC纤维增强TC4基复合材料代替原有高温合金材料，应用复合材料宏观强度准则中的Hashin失效准则，对其进行动强度计算与失效判定，总结在六种动载荷下轴结构发动机由静止到最大状态时不同的应力、位移及危险点位置，同时衡量平滑、衰减、正弦铺层的应力、位移随轴结构复合材料铺层数的变化规律，得出轴结构在这几种工况下的最佳铺层情况。

关键词： 金属/复合材料混杂结构   压溃模式   吸能机制   数值模拟   轻量化  

摘要： 本工作研究了单一铝合金管件、单一碳纤维复合材料（CFRP）管件、单一泡沫铝及其混杂管件在准静态轴向载荷下的变形吸能机制。实验结果表明，中空的铝/碳纤维混杂管件和泡沫填充的铝/碳纤维混杂管件的能量吸收分别比单一组件的能量吸收总和高2.7%和31.3%。进一步，开发了碳纤维复合材料的VUMAT子程序，在ABAQUS中建立了单一管件和混杂管件的有限元模型。数值模拟结果表明，中空的铝/碳纤维混杂管件中外部铝管的内能比单一管件提升了82.2%，内部铝管提升了16.8%，但中部碳纤维复合材料管件降低了39.4%，整体能量吸收提升仅为2.7%。泡沫填充的铝/碳纤维混杂管件中外部铝管的内能比单一管件提升了92.5%，内部铝管提升了38.8%，中部碳纤维复合材料管件提升了11.3%，泡沫铝填充物提升了57.6%，整体能量吸收提升达到31.3%。研究结果可为未来开展金属/复合材料混杂车身结构优化设计工作提供理论指导及模型支撑。

关键词： 聚氨酯   二氧化硅   二氧化钛   抗紫外   光老化   力学性能  

摘要： 聚氨基甲酸酯（PU）涂层应用广泛，但其抗紫外性能不足。通过水热法和溶胶凝胶法分别制备了二氧化硅(SiO2)和二氧化钛(TiO2)纳米颗粒，然后将这2种纳米颗粒与PU溶液共混，制备了SiO2-TiO2/PU复合涂层，并对比分析了共混后复合涂层的光老化性能变化情况。结果表明：采用水热法所制备的SiO2纳米颗粒内部无结晶区，采用溶胶凝胶法制备的TiO2纳米颗粒经煅烧后形成了规整的晶区结构，其结晶度和晶面间距分别为98.20%和0.35 nm。当SiO2与TiO2共混比例为1∶1，并且控制PU的质量分数为20%时，所制备的SiO2-TiO2/PU涂层对紫外线的吸光度和反射率最高；此时SiO2-TiO2/PU涂层在紫外光照射30 min后，断裂应力和断裂伸长率分别下降了32.69%和8.98%，明显低于其他涂层，表现出优异的抗紫外性能。

关键词： Dynamic recrystallization  

摘要： The superplastic deformation behavior of rolled TiBw/TA15 titanium matrix composites at different strain rates in the temperature range of 920 – 980 ℃ was studied from the phase transition point below 100 ℃. The results show that the rolled TiBw/TA15 titanium matrix composites exhibit good superplasticity at high temperature, and the best superplasticity at 960 ℃ and strain rate of 0.001 s–1, the elongation of the composites is as high as 569 %. At the same time, the hyperbolic sinusoidal Arrhenius constitutive equation of the composite was established, and the activation energy of the composite was obtained and the superplastic deformation mechanism was revealed. The microstructure analysis shows that under the optimal superplastic deformation condition, α phase has a significant dynamic recrystallization spheroidization, and there is no obvious cavity in the interior. © 2025 Aeronautical Manufacturing Technology Magazine Office. All rights reserved.

关键词： 玻璃纤维   麦秸秆纤维   聚乳酸   力学性能   CT扫描  

摘要： 为了研究玻璃纤维（GF）的加入对麦秸秆纤维（Wheat straw fiber）/聚乳酸（WSF/PLA）复合材料力学性能的影响，对制备的玻璃纤维增强麦秸秆纤维/聚乳酸（GFWSF/PLA）复合材料进行拉伸试验、差示扫描量热仪（DSC）分析以及Micro-CT扫描。结果表明：GF能有效传递和承受载荷，因此混杂复合材料的力学性能得到显著改善。在加入了25%质量分数的GF后，复合材料抗拉强度达到了52.4 MPa（相较于WSF/PLA复合材料提高40%以上），且在一定的范围内，复合材料的力学性能随着GF含量的增加逐渐提高。WSF与GF均可提高材料的玻璃化转变温度（Tg），相较于纯PLA的61.62 ℃，分别提高到了63.22 ℃、67.43 ℃，改善了复合材料的耐热性。WSF与GF的加入还降低了复合材料的冷结晶温度（Tcc），由纯PLA的95.03 ℃降低到了90.00 ℃，这使复合材料更容易结晶。Micro-CT可以有效提取出GF在基体中的分布特征，结合Micro-CT结果、试验结果的拟合函数及Halpin - Tsai经验公式，建立了考虑复合材料内部真实纤维分布的力学性能预测模型，实现了玻璃纤维-秸秆纤维-聚乳酸三相复合材料的力学性能预测。