全球工程领域著名科技机构Advances in Engineering专题报道本实验室最新研究成果
顾伯洪、孙宝忠教授课题组发表在Composite Structures的学术论文“Electrical current conduction and temperature distribution of 3D carbon fiber woven composites under fault currents”被全球工程领域著名科技媒体机构“Advances in Engineering”（简称AIE）遴选为关键科学文章，并以“Current paths and thermal fields in 3D woven carbon composites”为题进行了重点报道。博士生李笑宇为第一作者，孙宝忠教授为通讯作者。
航空航天领域大力推进碳纤维增强复合材料与机载电力系统集成，实现嵌入式系统的开发，从而削减重型电缆线束用量，充分发挥复合材料的轻质高强特性。电气故障条件下，故障电流将流经复合材料进入电流回路：整体电阻较高时会导致难以检测的低故障电流；焦耳热效应会引发热损伤，造成复合材料力学性能劣化。因此，开展碳纤维复合材料在故障电流下电热响应规律的系统性研究具备重要工程价值。
相较传统二维层合复合材料，三维机织复合材料存在沿厚度方向贯穿的纱线系统，在航空发动机叶片、起落架等关键零部件具备广阔应用前景。该交织结构可显著提升损伤容限，但同时形成复杂的多通道电热传导网络。局部单点注入的电流无法沿单一纱线定向传输，可由纱线间接触界面分流，完成电流重分布；不同组分纱线、交织结构共同调控焦耳热产生与热传导过程，其温度场演化机制有待深入阐释。
针对上述问题，李笑宇博士、方娟博士、顾伯洪教授和孙宝忠教授采用试验表征与有限元数值仿真相结合的研究手段，系统分析三维碳纤维机织复合材料在故障电流加载下的电流传导机制与温度场演变规律。研究制备三维正交、三维角联锁两类复合材料，复现单点局部电流注入的故障电流加载状态，完成试样电阻与表面温度场测试；同时基于细观结构构建电热耦合有限元模型，探究内部电势、电流密度、热流密度分布特征，量化各组分纱线及接触界面对电热响应的贡献占比，揭示交织结构对故障电流传导与温度场演化的调控作用机制。相关研究成果以“Electrical current conduction and temperature distribution of 3D carbon fiber woven composites under fault currents”为题发表在学术期刊Composite Structures上。
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AIE报道链接：https://advanceseng.com/current-paths-and-thermal-fields-in-3d-woven-carbon-composites/
论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0263822325008621