為了進(jìn)一步推動(dòng)復(fù)合材料領(lǐng)域的科技創(chuàng)新與人才培養(yǎng)，彰顯復(fù)合材料行業(yè)杰出人物的卓越貢獻(xiàn)與精神風(fēng)貌，中國(guó)復(fù)合材料學(xué)會(huì)將正式啟動(dòng)【CSCM群星錄】活動(dòng)。

本次活動(dòng)旨在匯聚復(fù)合材料領(lǐng)域的卓越科研成果，分享復(fù)材行業(yè)科技工作者的奮斗歷程、創(chuàng)新成果與深刻洞見，激勵(lì)更多從業(yè)者投身于復(fù)合材料的研發(fā)與應(yīng)用，共同推動(dòng)行業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展，為復(fù)合材料領(lǐng)域的未來(lái)注入新的活力與動(dòng)力。

曾成均--2023年度中國(guó)復(fù)合材料學(xué)會(huì)卓越論文工程入選者

以進(jìn)取為志，以堅(jiān)韌為力

個(gè)人簡(jiǎn)介

曾成均，男，中共黨員，哈爾濱工業(yè)大學(xué)副教授，航天學(xué)院力學(xué)學(xué)科博士畢業(yè)生。主要從事智能復(fù)合材料結(jié)構(gòu)力學(xué)研究，在形狀記憶聚合物復(fù)合材料本構(gòu)理論、4D打印復(fù)合材料及力學(xué)超材料、空間展開結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及航天應(yīng)用等方面取得創(chuàng)新性研究成果。發(fā)表SCI論文30余篇，其中以第一作者/通訊作者身份在Advanced Functional Materials、International Journal of Plasticity、Engineering、Composites Part B: Engineering等期刊發(fā)表SCI論文17篇，SCI他引625次。申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專利10項(xiàng)，已授權(quán)3項(xiàng)。主持國(guó)家自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目、中國(guó)博士后科學(xué)基金面上項(xiàng)目和黑龍江省自然科學(xué)基金聯(lián)合引導(dǎo)項(xiàng)目等科研項(xiàng)目。擔(dān)任中國(guó)復(fù)合材料學(xué)會(huì)青年工作委員會(huì)委員、中國(guó)復(fù)合材料學(xué)會(huì)復(fù)合材料增材制造專業(yè)委員會(huì)委員、Progress in Natural Science: Materials International等期刊青年編委、Applied Sciences等期刊Special Issue客座編輯及Composites Part B: Engineering等期刊審稿人。入選2023年中國(guó)復(fù)合材料學(xué)會(huì)卓越論文工程和國(guó)家資助博士后研究人員計(jì)劃（B檔）。獲第二十四屆中國(guó)專利優(yōu)秀獎(jiǎng)（排名3/5）和2021年度中國(guó)高等學(xué)校十大科技進(jìn)展（排名7/10）。

科研經(jīng)歷

2017年本科畢業(yè)于哈爾濱工程大學(xué)，同年進(jìn)入哈爾濱工業(yè)大學(xué)力學(xué)學(xué)科攻讀博士學(xué)位，2022年畢業(yè)后留校，先后任助理教授和副教授。立足智能復(fù)合材料結(jié)構(gòu)力學(xué)領(lǐng)域，面向航天智能變形結(jié)構(gòu)的重大需求，以力學(xué)理論的創(chuàng)新突破為核心，開展形狀記憶聚合物復(fù)合材料、力學(xué)超材料及空間展開結(jié)構(gòu)研究，主要研究方向及成果如下：

研究方向1：熱-力耦合各向異性有限變形本構(gòu)理論

建立形狀記憶聚合物復(fù)合材料的熱-力耦合有限變形本構(gòu)模型，闡明形狀記憶聚合物在變形過程中的粘塑性屈服、應(yīng)變軟化等非線性力學(xué)機(jī)制；進(jìn)一步以結(jié)構(gòu)張量的形式將纖維的各向異性納入熱力學(xué)理論框架，建立了形狀記憶聚合物復(fù)合材料的熱-力耦合各向異性本構(gòu)模型，有效預(yù)測(cè)了纖維增強(qiáng)形狀記憶復(fù)合材料的各向異性力學(xué)行為。相關(guān)成果發(fā)表在International Journal of Plasticity等期刊。

研究方向2：4D打印復(fù)合材料及力學(xué)超材料

提出一種具有可編程載荷平臺(tái)的三維準(zhǔn)零剛度力學(xué)超材料構(gòu)建策略，通過不同準(zhǔn)零剛度單元及模塊的有序組裝，獲得具有不同平臺(tái)高度、寬度、數(shù)量的載荷-位移曲線，實(shí)現(xiàn)可按需編程調(diào)節(jié)的振動(dòng)隔離能力，在空間機(jī)械臂等裝備的隔振系統(tǒng)中具有廣泛應(yīng)用前景。相關(guān)成果發(fā)表在Advanced Functional Materials等期刊。

研究方向3：空間展開結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及應(yīng)用

提出基于形狀記憶聚合物復(fù)合材料的多級(jí)空間展開結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)可控解鎖和分級(jí)展開。參與研制形狀記憶折疊鎖定/多段伸展支撐結(jié)構(gòu)，通過了多項(xiàng)抗力學(xué)、熱學(xué)環(huán)境考核，在天問一號(hào)火星探測(cè)工程中應(yīng)用。相關(guān)成果發(fā)表在Engineering等期刊。

博士學(xué)位論文介紹

4D打印形狀記憶復(fù)合材料及其蜂窩結(jié)構(gòu)的力學(xué)行為研究

連續(xù)纖維增強(qiáng)聚合物復(fù)合材料3D打印技術(shù)的發(fā)展，正在重塑航空航天和交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域的結(jié)構(gòu)件制造模式。然而，隨著這些應(yīng)用領(lǐng)域?qū)Y(jié)構(gòu)件功能性需求的升級(jí)，傳統(tǒng)3D打印連續(xù)纖維增強(qiáng)聚合物復(fù)合材料的局限性日益凸顯。例如，在航天領(lǐng)域，空間展開結(jié)構(gòu)對(duì)材料的主動(dòng)變形能力和環(huán)境適應(yīng)性提出了更嚴(yán)苛的要求。將形狀記憶聚合物引入3D打印中，通過4D打印技術(shù)實(shí)現(xiàn)連續(xù)纖維和形狀記憶聚合物的同步沉積，有望獲得兼具高強(qiáng)度、輕量化和智能響應(yīng)特性的新型智能復(fù)合材料，為高性能智能結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與制造開辟新路徑。然而，這一新興技術(shù)的發(fā)展仍面臨挑戰(zhàn)：力學(xué)理論模型的缺失，制約了4D打印復(fù)合材料智能變形行為的精確預(yù)測(cè)與控制；匹配4D打印的輕量化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法欠缺，限制了智能結(jié)構(gòu)的承載能力與多功能性的集成。

針對(duì)上述現(xiàn)狀，本論文開展以下研究并取得成效：

（1）提出連續(xù)纖維增強(qiáng)形狀記憶聚合物復(fù)合材料的4D打印方法，構(gòu)建局部連續(xù)打印路徑規(guī)劃策略，實(shí)現(xiàn)對(duì)連續(xù)纖維體積分?jǐn)?shù)、堆疊順序和取向的精確調(diào)控。研究打印速度和噴嘴溫度等工藝參數(shù)對(duì) 4D 打印連續(xù)纖維增強(qiáng)形狀記憶復(fù)合材料力學(xué)性能的影響規(guī)律，并對(duì)其內(nèi)部孔隙分布、微觀形貌和宏觀力學(xué)性能進(jìn)行系統(tǒng)表征。

（2）基于細(xì)觀力學(xué)方法和聚合物經(jīng)典粘彈性模型，建立形狀記憶聚合物復(fù)合材料的各向異性粘彈性本構(gòu)理論。通過拓展Green函數(shù)法和修正Eshelby夾雜原理，給出了考慮孔洞等制造缺陷和纖維-基體界面微損傷的等效粘彈性剛度張量表達(dá)式，并通過編寫用戶材料子程序?qū)⑵淝度階baqus中，實(shí)現(xiàn)對(duì)4D打印形狀記憶復(fù)合材料力學(xué)性能和智能變形行為的理論模擬。

（3）引入高比性能蜂窩胞元，實(shí)現(xiàn)4D打印連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的輕量化設(shè)計(jì)，解決智能驅(qū)動(dòng)與高效承載兼容的難題。利用蜂窩狀多孔設(shè)計(jì)降低重量，同時(shí)通過沿蜂窩壁布置連續(xù)纖維增強(qiáng)力學(xué)承載能力。探究胞元幾何參數(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)抗彎/抗壓性能、能量吸收能力及形狀記憶特性的影響規(guī)律，構(gòu)建胞元構(gòu)型與宏觀力學(xué)性能之間的映射關(guān)系，建立失效機(jī)制圖，揭示4D打印形狀記憶復(fù)合材料蜂窩結(jié)構(gòu)的失效機(jī)理，為工程應(yīng)用奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

長(zhǎng)期征稿

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