近日，机械与汽车工程学院陈启森博士在复合材料领域顶级期刊《Composites Part B: Engineering》（一区Top，IF 14.2）发表题为“Gap volume element model for cross-scale analysis of mechanical behavior of composite panels with AFP-induced gaps”的研究成果，安徽工程大学为论文第一署名单位。
该研究聚焦大型自动铺放复合材料结构中的丝束间隙缺陷，提出了一种基于间隙体积元的均质化模型及顺序多尺度评估框架，成功将介观间隙特征映射到宏观结构响应中，高效评估了不同间隙分布方案对壁板承载力的影响，为自动铺放复合材料结构的快速设计迭代、可制造评价与缺陷容限分析提供了重要支撑。
间隙体积元（GVE）模型能够将自动铺丝路径规划信息直接映射至结构有限元网格中，综合考量了间隙面积、空间位置及铺放角度偏差等因素，成功构建了从制造路径到结构力学性能的跨尺度联系。验证结果表明，该模型对含三角形间隙试样力学响应的预测与实验数据高度吻合。在此基础上，本研究进一步构建了复合材料结构力学性能的快速评估框架。评估结果揭示，间隙的空间分布方式会显著影响壁板的承载能力。相比于厚度方向上间隙缺陷的重叠分布，层间交错分布方案能赋予结构更优的力学性能。
附原文链接：https://webofscience.clarivate.cn/wos/woscc/full-record/WOS:001690004900001