學(xué)術(shù)之路，唯有深耕方能行穩(wěn)致遠(yuǎn)；成才之途，唯有善育才可振興邦國(guó)。為深入落實(shí)人才強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略，發(fā)掘并培育學(xué)科拔尖青年人才，激勵(lì)廣大學(xué)子潛心鉆研、銳意創(chuàng)新，中國(guó)復(fù)合材料學(xué)會(huì)設(shè)立卓越論文工程，旨在鼓勵(lì)博士、碩士研究生在復(fù)合材料領(lǐng)域開(kāi)展原創(chuàng)性、前沿性探索，為我國(guó)復(fù)合材料事業(yè)儲(chǔ)備更多具備創(chuàng)新能力與實(shí)踐精神的青年力量。

回顧2024年度卓越論文工程，一批兼具學(xué)術(shù)深度與應(yīng)用價(jià)值的優(yōu)秀成果脫穎而出，充分展現(xiàn)了當(dāng)代青年學(xué)子的科研實(shí)力與精神風(fēng)貌。

2024年度中國(guó)復(fù)合材料學(xué)會(huì)卓越論文工程入選者

（碩士學(xué)位論文）

過(guò)淳，男，中共黨員，碩士畢業(yè)于南京航空航天大學(xué)能源與動(dòng)力學(xué)院，現(xiàn)任中國(guó)船舶科學(xué)研究中心工程師。他的研究方向聚焦于船舶結(jié)構(gòu)復(fù)合材料在極端海洋環(huán)境下的損傷演化與性能劣化問(wèn)題，致力于探索機(jī)器學(xué)習(xí)方法在船舶復(fù)合材料結(jié)構(gòu)問(wèn)題中的應(yīng)用。目前，他主持基礎(chǔ)科研加強(qiáng)基金項(xiàng)目1項(xiàng)，參與重點(diǎn)項(xiàng)目1項(xiàng)、重大項(xiàng)目1項(xiàng)，已發(fā)表SCI論文5篇，獲授權(quán)發(fā)明專利2項(xiàng)、軟件著作權(quán)3項(xiàng)。

《基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)特征提取的2.5D機(jī)織復(fù)合材料力學(xué)模型研究》

隨著現(xiàn)代工業(yè)對(duì)材料性能的需求愈發(fā)復(fù)雜，2.5D機(jī)織復(fù)合材料逐漸受到關(guān)注。這類(lèi)材料具有特殊的層間角聯(lián)鎖結(jié)構(gòu)，在抗沖擊、抗分層和抗剪切載荷方面，表現(xiàn)出比傳統(tǒng)層合復(fù)合材料更優(yōu)異的力學(xué)性能。同時(shí)，與傳統(tǒng)3D機(jī)織復(fù)合材料相比，2.5D機(jī)織復(fù)合材料的制造工藝更簡(jiǎn)單，成本更低，且可設(shè)計(jì)性強(qiáng)——通過(guò)調(diào)整纖維體積含量、經(jīng)紗和緯紗密度、織物層數(shù)等機(jī)織參數(shù)，能最大程度滿足結(jié)構(gòu)與力學(xué)要求。憑借這些優(yōu)勢(shì)，2.5D機(jī)織復(fù)合材料已成為航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的理想材料。針對(duì)2.5D機(jī)織復(fù)合材料難以快速建立趨真化代表性體積單元（RVE）的問(wèn)題，本文提出一種基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)的參數(shù)化建模方法，并以此開(kāi)展材料在單軸拉壓載荷下的力學(xué)行為與失效機(jī)理研究。

（1）提出基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)的2.5D機(jī)織復(fù)合材料幾何特征參數(shù)提取方法?？紤]到材料XCT圖像中各組分灰度差異不明顯的特點(diǎn)，同時(shí)保持圖像高分辨率，構(gòu)建了OCRNet + HRNet深度學(xué)習(xí)語(yǔ)義分割模型。通過(guò)訓(xùn)練該網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)對(duì)XCT圖像中各紗線截面的精準(zhǔn)分割，并研究了數(shù)據(jù)增強(qiáng)與迭代次數(shù)對(duì)分割精度的影響。結(jié)果顯示：紗線截面分割的全局精度達(dá)86.69%，適當(dāng)提高迭代次數(shù)可顯著提升分割精度并使其趨于穩(wěn)定；原始圖像比例越高，分割精度越高，當(dāng)比例超過(guò)50%時(shí)，精度提升不明顯。此外，建立基于OpenCV圖像處理算法的幾何特征參數(shù)提取流程，對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分割后的紗線灰度圖像依次進(jìn)行二值化、中值濾波、輪廓提取和輪廓擬合操作，成功提取紗線截面的高度、寬度、面積、重心位置和偏轉(zhuǎn)角。

（2）提出并建立四枚襯經(jīng)斜紋2.5D機(jī)織復(fù)合材料的參數(shù)化體素全胞模型（VFM）和剛度模型?；赬CT圖像，對(duì)材料細(xì)觀幾何關(guān)系做出假設(shè)，提出易于推導(dǎo)與描述的紗線路徑和截面參數(shù)化表征方法。利用參數(shù)化建模軟件Texgen建立VFM，通過(guò)與實(shí)際結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)比，初步驗(yàn)證了體素全胞模型的有效性；為模型施加全胞周期性邊界條件，建立剛度模型，各工況下剛度性能預(yù)測(cè)誤差均在7%以內(nèi)，證明該模型具有可靠的預(yù)測(cè)精度。

（3）提出并建立考慮多失效模式疊加的四枚襯經(jīng)斜紋2.5D機(jī)織復(fù)合材料結(jié)構(gòu)強(qiáng)度預(yù)測(cè)模型。提取剛度模型計(jì)算結(jié)果中各單元的應(yīng)力與應(yīng)變，引入考慮溫度效應(yīng)的三維Hashin失效準(zhǔn)則和von-Mises準(zhǔn)則，分別作為紗線纖維束和基體樹(shù)脂的損傷判據(jù)，同時(shí)給出各組分的剛度退化方案和最終失效判據(jù)，建立溫度條件下考慮多重失效模式疊加的強(qiáng)度預(yù)測(cè)模型。預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比顯示：三種溫度條件下四種工況中，該模型最大誤差為7.12%，最小誤差為1.63%，平均誤差為4.68%。

選題有價(jià)值

研究有創(chuàng)新

論證有深度

成果有實(shí)效

以嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)之態(tài)探研學(xué)科前沿

以守正創(chuàng)新之心打磨優(yōu)質(zhì)成果

讓學(xué)位論文成為彰顯青年科研力量的鮮亮名片

歡迎申報(bào)2025年度中國(guó)復(fù)合材料學(xué)會(huì)卓越論文工程

原標(biāo)題：《博識(shí)新鋒丨過(guò)淳：探尋知識(shí)海洋的邊界由材料護(hù)航》

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