东北林大程万里、韩广萍、王栋/哈工大赵伟：基于多尺度模型的平纹编织竹纤维增强环氧树脂复合材料低速冲击行为与损伤失效机制

本文研究了平纹编织竹纤维增强环氧树脂复合材料（PWBFRE）在低速冲击（LVI）工况下的动态响应与损伤失效机制。研究背景是全球材料科学对绿色低碳、可持续发展的需求，天然纤维增强复合材料（NFRCs）因其环境友好和高性能特性备受关注。研究目的是通过多尺度建模方法，结合X射线计算机断层扫描（X-ray CT）技术，构建高保真介观尺度模型，并实现介观尺度到宏观尺度的性能传递，以准确预测PWBFRE的LVI响应和损伤失效机制。研究结果表明，在5J、7.5J和10J的冲击能量下，实验与模拟结果的峰值冲击载荷误差分别控制在8.29%、2.84%和3.70%以内，最大位移误差不超过8.3%。随着冲击能量增加，损伤模式从局部纤维拉伸和基体开裂演变为复杂的多模态协同破坏。该多尺度建模方法为NFRCs的材料设计和性能优化提供了理论基础。