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Part 1:飛機結構的應力標準碳纖維復合材料廣泛應用于許多現代戰斗機，如洛克希德·馬丁F-35閃電戰斗機、歐洲戰斗機、拉斐爾和薩博鷹獅。碳纖維材料是飛機承重結構中應用最廣泛的材料之一，例如：機翼蒙皮、襟副翼、垂直穩定器、 機身和尾翼等。歐洲臺風戰斗機，約40%的結構重量是碳纖維增強復合材料（上圖1）。

2 復合材料車門有限元模型及性能分析2.1 碳纖維復合材料的替換碳纖維復合材料具有比強度、比模量和比吸能高等諸多突出優勢，還擁有良好的抗疲勞性、耐腐蝕性，零件使用壽命高[12]，有利于汽車輕量化設計，未來隨著原料成本的逐漸下降與高效制造工藝的不斷成熟，碳纖維將得到更廣泛的應用。本文選取采用纖維增強型復合材料，主要選取的材料為環氧樹脂單層板復合材料，其具體參數見表3[13]。

整體來看，考慮材料的各向異性、制造工藝的影響，可以準確的分析受力邊界和失效區域。SMC在電車電池殼體中的力學分析結構#03「 應用價值 」利用Digimat與工藝軟件、有限元仿真分析軟件的聯合仿真，實現了含有各向異性纖維的復合材料車身結構件的仿真分析。

隨著碳纖維應用范圍的不斷擴大，各領域對碳纖維需求量急速增加，制造中的廢棄邊角料和服役期滿碳纖維復材制品也隨之增長[3]。對廢棄碳纖維復合材料中的碳纖維進行回收再利用是解決碳纖維廢棄物堆積問題的最佳途徑，回收之后的再生碳纖維性能與原纖維相差無幾，回收成本卻遠遠小于生產成本[4]。回收碳纖維通常采用模壓工藝實現復材制品成型，并應用于汽車外覆蓋件等部位。

一、主要研究方向碳纖維復合材料的研究主要分為材料設計、力學性能分析、制造工藝與結構仿真、失效與壽命預測四大類： 研究方向 主要內容 1.復合材料微觀建模 單纖維-樹脂界面模型、纖維分布統計模型、多尺度本構關系；研究纖維、界面和基體的耦合機理。

摘 要 碳纖維及其復合材料因其優異的拉伸性能和輕質特性而備受關注，但是，自從它們問世以來，碳纖維及其復合材料在壓縮載荷下的較差性能一直是制約其廣泛應用的主要障礙

? 3D科學谷白皮書 技術特征NASA的這項技術是首個成功實現高溫碳纖維填充熱固性聚酰亞胺復合材料的3D打印技術。對碳纖維填充的RTM370進行選擇性激光燒結后進行后固化，以實現更高的溫度性能，從而獲得玻璃化轉變溫度為370℃的復合材料部件。 ▲NASA 通過SLS 工藝3D打印的熱固性聚酰亞胺復合材料，打印完成后需進行后固化。

摘要：本文綜述了過去十年間研究學者在提升碳纖維增強聚合物（CFRP）復合材料熱導性能方面取得的進展。

整體來看，考慮材料的各向異性、制造工藝的影響，可以準確的分析受力邊界和失效區域。SMC在電車電池殼體中的力學分析結構應用價值利用Digimat與工藝軟件、有限元仿真分析軟件的聯合仿真，實現了含有各向異性纖維的復合材料車身結構件的仿真分析。

精彩直播預告連續纖維增強復合材料（CFRP）憑借高比強、高比模、良好的工藝性與耐久性，成為輕量化結構設計的核心材料體系，在航空航天、船舶、風機等領域得到廣泛應用。然而，受制于通用 CAE 軟件的能力局限，CFRP 結構至今缺乏成熟的疲勞分析方法，使得其疲勞耐久性評估過度依賴實驗驗證，難以實現高效仿真評估。

復合材料具有各向異性的特性，即使是同一種材料，不同的鋪層設計也會導致其性能上的差異，所以研究復合材料的性能具有十分重要的意義。碳纖維復合材料(Carbon Fiber Reinforced Plastics，CFRP)可以說是目前應用最受青睞的復合材料，相比于傳統的金屬材料，其出色的疲勞性能一直是國內外專家學者的關注對象。疲勞性能是工程應用中產品可靠性研究的重要內容之一。

本研究首次制備了聚二甲基硅氧烷(PDMS)/短碳纖維(SCFs)/Al球形顆粒(PDMS/SCFs/Al)復合材料。不依賴于任何特定的儀器，利用便利的“搟餅”方法，將SCFs分別排列成水平(0?)，傾斜(45?)和垂直(90?)方向。

復合材料由基體材料和增強材料兩種組分組成，其中，碳纖維增強復合材料（Carbon Fiber Reinforced Plastic，以下簡稱CFRP）是指采用碳纖維作為增強材料的復合材料，具有比強度高，比模量高的優點，且具有較高的可設計性，是寶馬i3電動車、奧迪A8、前途K50電動車等車型主要采用的復合材料類型。

與金屬材料相比，碳纖維增強復合材料因具有較高的強度重量比和剛度重量比等特性常被用作初級結構。對于組裝結構件和飛機上輕量化混合結構的碳纖維復合材料的連接，使用的方法為機械緊固，如鉚釘等。而涉及到機械緊固，鉆孔是必不可少的。

海克斯康工業軟件Digimat復合材料多尺度分析建模平臺能夠幫助用戶完成多種復合材料復雜工程分析，強度非線性失效分析、蠕變、疲勞、沖擊（考慮應變率效應）、NVH（頻率依賴）等，支持的復合材料類型包括：連續纖維（CFRP）、長&短纖維（SFRP）、纖維編織、針刺、晶須、顆粒、片層等增強相和包括樹脂基、金屬基、碳碳和陶瓷基在內的多類基體材料。

Digimat 軟件操作界面截圖在微觀尺度表征上，Digimat-MF 模塊通過代表性體積單元（RVE）方法，能夠精確預測復合材料的局部應力 / 應變場。以碳纖維 / 環氧樹脂體系為例，該模塊展現出極高的建模精度。在工藝仿真方面，Digimat-MAP 模塊可模擬注塑、RTM 等成型工藝對最終性能的影響。