一、科技成果

碳纤维复合材料具有优异的比强度和比刚度，与玻璃纤维复合材料混合，已应用于高速船体结构，复合材料帽型加筋板是其典型的结构形式之一。复合材料设计与结构设计一直处于分离的“双轨”状态，为提升船用复合材料结构的极限强度，掌握复合材料与结构一体化设计方法，发展船用碳玻混合复合材料结构。突破的主要关键技术如下：

（1）基于多尺度方法，建立了细观材料与宏观结构的尺度关联，探究细观参数对宏观加筋板极限强度的影响及碳玻层内混杂和层间混杂的力学性能差异，通过对比分析获得了更优结构形式。采用建立的微-细-宏观力学模型，改善复合材料细观参数，提高了宏观加筋板极限强度。通过调整TC33纱线间距和纱线截面积、WR纱线截面积、混杂方式，设计的复合材料帽型加筋结构具有更优极限强度。通过多方案对比寻优，在满足规范要求的前提下实现了材料与结构一体化设计。

复合材料与结构一体化设计方法流程图

（2）开展碳玻混合复合材料板低速冲击试验及仿真，探究了复合材料层合板在冲击载荷下的损伤机理，确定了碳纤维-玻璃纤维复合材料最优混杂比范围及铺层次序。研究耐撞性能随着混杂比提高的变化趋势，对比分析了不同种类以及混杂比复合材料的失效形式及失效机理。

碳玻混合复合材料板冲击损伤图

二、负责人及联系方式

刘斌 13476219630