2025年9月,公司青年教师丁永峰博士在国际权威期刊《Composites Part B: Engineering》(2025年影响因子14.2,中科院材料科学及工程类一区TOP期刊)上发表了一篇题为“Micromechanical modelling of unidirectional continuous fibre-reinforced composites: A review”的学术论文。丁永峰博士是该论文的第一作者和通讯作者,tyc5997太阳集团为第一完成单位,合作者为波尔图大学P.P. Camanho教授及新加坡科技与设计大学Arlindo Silva教授。该论文的发表标志着公司在国际学术舞台上的一次重大突破,彰显了科研实力的显著提升。

复合材料作为高端智能制造装备的基本元件,被广泛应用于航空、军事、民用和汽车等行业,越来越需要极具成本效益的方法来验证和预测复合材料的机械性能,因此,从多尺度角度进行数值计算对于评估复合材料的机械行为显得至关重要。在该论文中,丁永峰博士及其团队全面分析了连续碳纤维复合材料的纤维组织建模思路及发展,系统梳理了几种典型的RVE生成策略,对其算法生成规则,适用场景,生成效率等发展及优劣进行了综合评价,如图1所示。同时对纤维的空间排布进行了统计评价,分析不同尺度下的纤维排布规律,评判微观组织的纤维排布优劣及其与真实微观组织的等效性,同时亦涵盖了作者不久前首次提出的定量分析指标:D-index(参见top期刊DOI: 10.1016/j.jmrt.2023.09.063)及其应用(参见top期刊DOI:10.1016/j.compositesa.2023.107959),如图2及表1所示。对于有缺陷的RVE微观组织生成算法亦进行了详尽探讨,更关注缺陷在组织内的排列及对材料机械性能的影响。随着人工智能和计算机算力的进一步提升,探索微观结构的数学描述与其介观(或宏观)力学响应之间的关系有望在不久的将来取得重大进展。

图1 几种典型RVE算法生成的不同FVF下的微观组织形貌

图2 图像识别流程:(a)原图(b)降噪(c)均值化(d)形状识别(e)图像重构
表1 HcM-RSM算法生成的RVE微观组织与对应的真实微观组织纤维排列随机度对比

近年来,公司高度重视科学研究,制定了一系列鼓励科学研究的措施,为高水平科学研究和高质量人才培养提供了强有力的制度保障。公司积极引导师生紧跟国际学术前沿,聚焦国家重大需求,致力于开展高质量的研究工作,不断提升公司在国际学术、政策建议和社会服务等方面的影响力。此次丁永峰博士发表的高水平学术论文,既是其个人科研工作取得的重要成果之一,也为公司未来的发展奠定了坚实的基础。(拟稿:曾庆辉 审核:刘元勇)