SAMPE中國(guó)2020年會(huì)暨第十五屆先進(jìn)復(fù)合材料制品、原材料、工裝及工程應(yīng)用展覽會(huì)今天在“云端”開(kāi)幕，這是中國(guó)復(fù)材行業(yè)首次線上舉辦的大型綜合展會(huì)。年會(huì)以“先進(jìn)復(fù)合材料，引領(lǐng)綠色產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展”為主題。內(nèi)容集“會(huì)議、展覽、培訓(xùn)、競(jìng)賽”四位一體。本屆年會(huì)為期三天，采用線上視頻交流的方式，觀眾足不出戶通過(guò)電腦或手機(jī)就可以在線觀看年會(huì)的各項(xiàng)活動(dòng)。
經(jīng)過(guò)兩天的緊張比賽，第十二屆SAMPE 超輕復(fù)合材料機(jī)翼/橋梁學(xué)生競(jìng)賽于昨日落下帷幕。
今年由于疫情的影響，部分高校未能如期參加比賽，參賽隊(duì)伍相比往年有所減少，共有63支參賽隊(duì)克服困難，完成機(jī)翼、橋梁參賽作品的提交和測(cè)試。今年競(jìng)賽的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試環(huán)節(jié)以云端在線直播形式展現(xiàn)，試驗(yàn)加載過(guò)程和加載曲線均可以在屏幕上直觀看到，展示效果整體還是很不錯(cuò)的。
今年的競(jìng)賽依舊分為機(jī)翼預(yù)浸料成型、機(jī)翼液體成型、碳纖維橋梁和天然纖維橋梁四大類，目前四項(xiàng)比賽的成績(jī)已由SAMPE學(xué)會(huì)在競(jìng)賽微信群內(nèi)發(fā)布，正式比賽成績(jī)及排名預(yù)計(jì)將于今日在SAMPE微信公眾號(hào)發(fā)布，敬請(qǐng)關(guān)注。這里僅摘選了每項(xiàng)比賽的前三名的獲獎(jiǎng)隊(duì)伍。
競(jìng)賽結(jié)果
在獲獎(jiǎng)的隊(duì)伍中，西北工業(yè)大學(xué)、成都航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院、天津工業(yè)大學(xué)、國(guó)防科大代表隊(duì)均屬于傳統(tǒng)強(qiáng)隊(duì)(同濟(jì)大學(xué)及河南工業(yè)大學(xué)等傳統(tǒng)強(qiáng)隊(duì)今年因?yàn)橐咔樵驔](méi)有參賽)。
而今年最大的黑馬自然是王飛和王嘉雨兩位老師帶領(lǐng)的西安航空學(xué)院代表隊(duì)，該校今年在機(jī)翼預(yù)浸料成型競(jìng)賽及碳纖維橋梁競(jìng)賽中各派出了兩支參賽隊(duì)，兩支參賽隊(duì)分別獲得了機(jī)翼預(yù)浸料成型競(jìng)賽的第一名、第二名以及碳纖維橋梁競(jìng)賽第二名、第三名，值得注意的是碳纖維橋梁競(jìng)賽的第三名試驗(yàn)破壞載荷達(dá)到了18160N，載重比57.41全場(chǎng)最高，限于比賽規(guī)則，排在了第三名。
機(jī)翼液體成型比賽于2017年第一次加入該項(xiàng)賽事，目前舉行了4屆，其中有三屆冠軍都是西北工業(yè)大學(xué)航空學(xué)院鄭錫濤老師帶領(lǐng)的參賽隊(duì)，今年毫無(wú)懸念以遙遙領(lǐng)先的成績(jī)?cè)俅螉Z走冠軍。
成都航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院可謂是該項(xiàng)賽事的冠軍專業(yè)戶，近些年幾乎每年都有冠軍，并且多次作為國(guó)內(nèi)唯一的代表隊(duì)參加SAMPE超輕復(fù)合材料橋梁/機(jī)翼學(xué)生競(jìng)賽的國(guó)際比賽。今年四項(xiàng)比賽該校均派出了參賽隊(duì)，斬獲碳纖維、天然纖維橋梁兩項(xiàng)比賽的冠軍，在其他兩項(xiàng)機(jī)翼競(jìng)賽中也取得了第四名的好成績(jī)。
天津工業(yè)大學(xué)大學(xué)是今年排除參賽隊(duì)伍最多的高校，四項(xiàng)比賽共派出14支參賽隊(duì)伍，獲得三項(xiàng)季軍的優(yōu)異成績(jī)。
國(guó)防科技大學(xué)是天然纖維橋梁競(jìng)賽中的強(qiáng)隊(duì)，去年包攬?jiān)擁?xiàng)比賽的冠亞軍，今年兩支隊(duì)伍分別取得了第二名和第四名的成績(jī)。
一點(diǎn)感想
SAMPE超輕復(fù)合材料機(jī)翼/橋梁學(xué)生競(jìng)賽鍛煉的是學(xué)生在設(shè)計(jì)、建模分析、優(yōu)化及動(dòng)手制作復(fù)合材料制件的綜合能力，是一項(xiàng)非常好的活動(dòng)。在與一些參賽隊(duì)聊天的過(guò)程中了解到，很多隊(duì)伍都沒(méi)有在賽前提前做樣件的試驗(yàn)測(cè)試，而分析的結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的結(jié)果差異極大，往年的比賽中也出現(xiàn)了這種情況，大多數(shù)隊(duì)伍都是憑著感覺(jué)、經(jīng)驗(yàn)在設(shè)計(jì)，分析只是起到了錦上添花的裝飾作用。
輕質(zhì)復(fù)合材料機(jī)翼和橋梁雖然結(jié)構(gòu)尺寸小，但已具備典型承力結(jié)構(gòu)的受力特征，能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)其力學(xué)性能并不容易，能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)試驗(yàn)破壞模式及破壞載荷大致需要滿足以下的幾個(gè)方面：
（1）準(zhǔn)確的材料力學(xué)性能，這一點(diǎn)應(yīng)該有主辦方或者材料供應(yīng)商測(cè)出來(lái)，提供給各參賽隊(duì)伍作參考，這是整個(gè)比賽最基本的輸入條件，應(yīng)盡量詳實(shí)、準(zhǔn)確。
（2）準(zhǔn)確規(guī)范的建模方法，目前在復(fù)合材料建模分析方面尚沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)，建模分析同樣也是一個(gè)受各種主觀因素影響的過(guò)程，從材料本構(gòu)、網(wǎng)格尺寸、單元類型、邊界條件、加載方式、算法等等各個(gè)方面都會(huì)影響計(jì)算分析的準(zhǔn)確性。
（3）要預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)的承載能力和破壞模式，必然需要考慮各種復(fù)合材料面內(nèi)、層面強(qiáng)度理論，目前這仍然是一個(gè)研究的熱點(diǎn)問(wèn)題，沒(méi)有定論，用什么理論的都有，整體看來(lái)拉伸失效預(yù)測(cè)尚容易一些，纖維方向及基體方向壓縮失效預(yù)測(cè)仍很困難，而機(jī)翼和橋梁這種結(jié)構(gòu)受力形式還是有些復(fù)雜，給準(zhǔn)確預(yù)測(cè)失效模式和極限破壞載荷增加了難度。
（4）不同制造工藝下材料力學(xué)性能的差異。機(jī)翼比賽分為預(yù)浸料和液體成型兩組，常規(guī)的分析已預(yù)浸料鋪放為主，建模分析方法相對(duì)成熟，而RTM液體成型設(shè)計(jì)分析的難度更大。
所以想準(zhǔn)確預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)的性能目前看來(lái)還是有一定的困難，希望主辦方和各參賽隊(duì)在比賽之后能夠總結(jié)一下比賽經(jīng)驗(yàn)，組織一下專門針對(duì)競(jìng)賽的交流活動(dòng)，各個(gè)參賽隊(duì)根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果再修正一下分析方法，經(jīng)過(guò)幾輪修摸索或許就可以找到適合自己結(jié)構(gòu)的分析方法。
簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)能預(yù)測(cè)準(zhǔn)了才能去預(yù)測(cè)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，才能摸清結(jié)構(gòu)的脾氣秉性，進(jìn)而去改善設(shè)計(jì)方案。對(duì)整個(gè)復(fù)合材料行業(yè)的設(shè)計(jì)分析水平也能起到促進(jìn)作用。
SAMPE復(fù)合材料機(jī)翼/橋梁學(xué)生競(jìng)賽
SAMPE超輕復(fù)合材料機(jī)翼/橋梁學(xué)生競(jìng)賽自2009年創(chuàng)辦，競(jìng)賽旨在普及先進(jìn)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及制造工藝知識(shí)，提升在校學(xué)生設(shè)計(jì)、優(yōu)化、分析、建模及動(dòng)手制作復(fù)合材料制件的能力，為高校相關(guān)專業(yè)的學(xué)生搭建一個(gè)施展才華的國(guó)際舞臺(tái)，至今已舉辦十二屆，在國(guó)內(nèi)外業(yè)界具有極大的影響力，已逐漸成為復(fù)合材料領(lǐng)域的標(biāo)桿性競(jìng)賽項(xiàng)目。預(yù)祝明年的賽事更加精彩。
比賽圖片賞析
機(jī)翼預(yù)浸料競(jìng)賽冠軍隊(duì)（摘自朋友圈）
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