题 目：复合材料夹芯结构关键力学问题
报告人：熊健 哈尔滨工业大学
时间：2024年4月25日星期四下午13:30
地点：上海大学延长校区力学所200学术报告厅
专家简介
熊健，哈尔滨工业大学航天学院复合材料与结构研究所教授、博士生导师、洪堡学者，国家级重点实验室副主任，教育部重大人才工程（青年学者）。超轻与高强度一直是航空航天结构发展的重大挑战。熊健教授团队致力于碳纤维复合材料夹芯结构的高强度设计方法与力学性能研究: 设计出比强度优异的新型复合材料点阵/褶皱芯材；大幅度提升新型复合材料夹芯结构面芯界面性能；构建了新型复合材料夹芯结构的力学性能理论模型。发表SCI论文95篇，近五年以第一/通讯在固体力学或复合材料顶级期刊JMPS、IJSS和CSTE等发表SCI论文45篇。近五年SCI他引2554次，受到美英欧德日俄澳韩印中等32位院士及空客/NASA引用。被美国Atluri院士评价为填补力学性能选材图空白，被Shukla院士等写入20本英文书籍。授权发明专利24项，用于设计航天装备的点阵机翼和机身防热结构，成功应用于“祝融号”火星车定向天线，其性能指标被航天单位评价为达到国际领先水平。
摘要信息
复合材料夹芯结构作为一种先进的轻量化结构，提升结构载荷质量效率一直是研究领域的重点。该结构由面板、芯材和面芯界面三个核心元素构成。其中，面板负责承受由弯矩引起的面内拉压应力和面内剪应力，其设计与成型技术已经成熟。芯材，作为夹芯结构的支柱，一直是研究的重点，主要作用是承受由横向力产生的剪应力，并为整体结构提供稳定性。面芯界面层，作为连接面板与芯材的关键部分，其性能直接关乎夹芯结构的承载能力、耐久性和稳定性。报告内容针对夹芯结构设计的两大关键点—芯材和面芯界面，开展了系统深入的介绍，主要包括以下三个方面内容：
1、芯材高比强度设计：成功研发出新型碳纤维复合材料点阵/褶皱夹芯结构，最大程度发挥了连续纤维增强的潜力，在低密度条件下该结构具有优异的比强度性能；
2、面芯界面性能增强设计：构建了复合材料夹芯结构面芯脱粘的力学模型，提出了碳纤维复合材料点阵/蜂窝夹芯结构面芯的“面-面”粘接方法，大幅度提升复合材料夹芯结构面芯界面粘接性能；
3、力学性能理论模型：构建了新型碳纤维复合材料夹芯结构的力学性能理论预报模型，绘制了三维失效机制图，系统揭示了芯子单胞拓扑构型与典型宏观静态力学性能之间的关系，实现了阻尼多功能夹芯结构振动响应的高效控制。
