tyc1286太阳成集团tyc1286太阳成集团王俊教授团队在土木工程领域国际权威期刊《Thin-Walled Structures》（中科院一区TOP期刊，IF=6.4）发表题为“Transverse impact response of GFRP tubes filled with MWCNT-reinforced syntactic foam”的研究论文。该论文第一作者及通讯作者为王俊教授，2021级硕士研究生张丹枫为学生一作，共同作者还有2023届硕士研究生张宇。

玻璃纤维复合材料（GFRP）在侧向冲击荷载作用下的吸能能力往往低于其轴向压缩下的吸能能力。如何提升GFRP管的抗侧向冲击承载力及吸能能力，对于拓展GFRP管抗冲击领域的应用具有重大意义。为了提高薄壁GFRP管的刚度并改善填充泡沫的脆性，本课题提出带肋增强GFRP管，并采用多壁碳纳米管（MWCNTs）来增韧泡沫芯材，通过侧向冲击试验和理论研究探明复合管冲击吸能机理，并提出复合管侧向冲击响应理论预测方法。研究表明，MWCNTs嵌入树脂基体中成为应力传递和分布的桥梁，能显著增强构件的吸能能力。泡沫中加入1.2 wt.%的MWCNTs可将复合管的冲击力峰值提高25％，吸能提高43％，而能量吸收率（吸收能量与冲击能量之比）达到99%，输入的冲击能量几乎完全被吸收。肋条的存在会增强管壁的局部刚度，提高GFRP空管的吸能能力，但对泡沫填充GFRP管的吸能提高不明显。结合Micro-CT和扫描电镜SEM观测，从宏观和微观分别对复合管的冲击破坏模式和吸能机理进行了分析。基于板壳理论，建立了复合管吸能预测理论模型，可准确评估每个组件和整体结构的吸能。本文还开发了从微观到细观和宏观的多尺度有限元模型来模拟复合管的侧向冲击特性。

文章在线网址：https://doi.org/10.1016/j.tws.2024.111568。

作者：王俊；审核：张涛、方海

图1 MWCNT增韧微珠泡沫填充GFRP管制作过程

(a) 未增韧复合管

(b) 增韧后的复合管

图2 复合材料管冲击后内部损伤的Micro-CT表征

图3 MWCNT增韧微珠泡沫多尺度建模过程