普渡大學(xué)復(fù)合材料設(shè)計(jì)與制造中心（cdmHUB）主辦的全球著名復(fù)合材料專家高端網(wǎng)絡(luò)講壇第十六講時(shí)間為美國(guó)東部時(shí)間2022年1月27日（星期四）上午11：00（北京時(shí)間晚上12：00）開(kāi)講。這次世界著名專家高端網(wǎng)絡(luò)講壇的嘉賓都是世界復(fù)合材料領(lǐng)域的著名專家，他們努力將自己最好的研究成果分享給大家，每一講內(nèi)容都十分精彩，值得期待。歡迎大家積極參與。

為幫助國(guó)內(nèi)復(fù)合材料同仁了解這次高端講壇的內(nèi)容，分享過(guò)去50年來(lái)世界復(fù)合材料發(fā)展的海量信息，中國(guó)復(fù)合材料學(xué)會(huì)將跟蹤報(bào)道本次高端講壇，提前預(yù)告高端講壇時(shí)間，簡(jiǎn)要介紹講壇內(nèi)容與嘉賓。請(qǐng)感興趣的同仁通過(guò)網(wǎng)絡(luò)講壇網(wǎng)址提前注冊(cè)報(bào)名。

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演講題目
基于光纖傳感器的CFRP結(jié)構(gòu)質(zhì)量安全的成型過(guò)程監(jiān)測(cè) 

演講嘉賓

Nobuo Takeda博士，日本運(yùn)輸安全委員會(huì)(JTSB)主席和東京大學(xué)名譽(yù)教授 

演講內(nèi)容摘要

雖然碳纖維增強(qiáng)聚合物基(CFRP)復(fù)合材料被廣泛用于許多航空航天結(jié)構(gòu)中，如波音787和空客350，但下一代單通道商用客機(jī)對(duì)低成本和高生產(chǎn)效率的CFRP仍有很大的需求。CFRP和輕質(zhì)金屬之間的競(jìng)爭(zhēng)也日益激烈，而確保產(chǎn)品質(zhì)量的方法是CFRP在這類應(yīng)用中的關(guān)鍵技術(shù)。

高精度的成型過(guò)程模擬軟件是保證CFRP結(jié)構(gòu)質(zhì)量的有效工具，但需要合適的成型過(guò)程的材料特性參數(shù)。我們一直在開(kāi)發(fā)基于光纖傳感器的成型過(guò)程監(jiān)測(cè)方法，以獲得傳統(tǒng)材料表征方法無(wú)法獲取的成型過(guò)程的材料特性參數(shù)。我們已經(jīng)成功地將這些數(shù)據(jù)輸入到過(guò)程模擬軟件中，以期更好地預(yù)測(cè)CFRP結(jié)構(gòu)，從而減少批量生產(chǎn)新CFRP結(jié)構(gòu)應(yīng)用開(kāi)發(fā)時(shí)的試錯(cuò)次數(shù)。

本次演講包括作者近期發(fā)表論文中的以下研究項(xiàng)目。

完全集成內(nèi)部應(yīng)變測(cè)量的復(fù)合材料固化模擬[1]:在復(fù)合材料層合板中嵌入光纖布拉格光柵(FBG)應(yīng)變傳感器，并通過(guò)嵌入的FBG傳感器的原位測(cè)量同時(shí)確定用于模擬的兩個(gè)關(guān)鍵參數(shù)，即固化過(guò)程中的復(fù)合材料收縮應(yīng)變和剛度變化。此外，利用固化過(guò)程中的內(nèi)部應(yīng)變變化對(duì)這一模擬進(jìn)行了驗(yàn)證。

彎曲復(fù)合材料中成型工藝過(guò)程引起的應(yīng)變和變形[2]:我們制造了L形CFRP結(jié)構(gòu)，并在制造過(guò)程中監(jiān)測(cè)內(nèi)部應(yīng)變(面外法向應(yīng)變和剪切應(yīng)變)狀態(tài)。隨著固化的進(jìn)行，復(fù)合材料的變形從以剪切變形為主變化為彎曲變形為主。而且還特別對(duì)厚度效應(yīng)進(jìn)行了詳細(xì)研究，以此展現(xiàn)成型過(guò)程引起應(yīng)變監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)。

復(fù)合材料T形接頭中心三角區(qū)中的固化引起的應(yīng)變和失效[3]:采用三種不同取向?qū)娱g增韌層的中心三角區(qū)域結(jié)構(gòu)，并研究了三角區(qū)域應(yīng)變分布與失效模式之間的關(guān)系。在實(shí)驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上進(jìn)行有限元分析，并提出了成型過(guò)程引起三角區(qū)域失效的失效判據(jù)。

參考文獻(xiàn)
[1] S. Minakuchi, S. Niwa, K. Takagaki, N. Takeda, “Composite cure simulation scheme fully integrating internal strain measurement,” Composites Part A, Vol. 84, pp. 53–63 (2016)
[2] K. Takagaki, S. Minakuchi, N. Takeda, “Process-induced strain and distortion in curved composites. Part I: Development of fiber-optic strain monitoring technique and analytical methods” Composites Part A, 103, 236-251 (2017)
[3] S. Hisada, S. Minakuchi, N. Takeda, “Cure-induced strain and failure in deltoid of composite T-joints,” Composites Part A, 141, 106210 (2021）

Nobuo Takeda博士簡(jiǎn)介

Nobuo Takeda博士是日本運(yùn)輸安全委員會(huì)(JTSB)主席和東京大學(xué)名譽(yù)教授。他的研究領(lǐng)域包括復(fù)合材料的實(shí)驗(yàn)微觀力學(xué)和智能復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)(SHM)與成型過(guò)程/生命周期監(jiān)測(cè)(LCM)。他主導(dǎo)了幾個(gè)主要基于光纖傳感器的航空航天復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)健康和成型過(guò)程監(jiān)測(cè)的日本國(guó)家項(xiàng)目。他曾任國(guó)際復(fù)合材料委員會(huì)主席(ICCM，2015-2016 年)和國(guó)際航空疲勞委員會(huì)日本代表(ICAF，2009-2017年）。他是《Composites Part A》的亞洲編輯。他是ICCM世界會(huì)士和SAMPE會(huì)士。

他在東京大學(xué)獲得了工程學(xué)學(xué)士和碩士學(xué)位（航空學(xué)），并在佛羅里達(dá)大學(xué)獲得了博士學(xué)位（工程力學(xué)）。之后他還獲得了東京大學(xué)工程學(xué)博士學(xué)位（航空學(xué)）。他在日本原子能研究所（JAERI）和九州大學(xué)工作后，自 1988年起任教于東京大學(xué)。他在2013-2015年擔(dān)任前沿科學(xué)研究院院長(zhǎng)，在2015-2017年任東京大學(xué)副校長(zhǎng)。