SAMPE中國2020年會暨第十五屆先進復(fù)合材料制品、原材料、工裝及工程應(yīng)用展覽會今天在“云端”開幕，這是中國復(fù)材行業(yè)首次線上舉辦的大型綜合展會。年會以“先進復(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“會議、展覽、培訓(xùn)、競賽”四位一體。本屆年會為期三天，采用線上視頻交流的方式，觀眾足不出戶通過電腦或手機就可以在線觀看年會的各項活動。
經(jīng)過兩天的緊張比賽，第十二屆SAMPE 超輕復(fù)合材料機翼/橋梁學(xué)生競賽于昨日落下帷幕。
今年由于疫情的影響，部分高校未能如期參加比賽，參賽隊伍相比往年有所減少，共有63支參賽隊克服困難，完成機翼、橋梁參賽作品的提交和測試。今年競賽的現(xiàn)場測試環(huán)節(jié)以云端在線直播形式展現(xiàn)，試驗加載過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的。
今年的競賽依舊分為機翼預(yù)浸料成型、機翼液體成型、碳纖維橋梁和天然纖維橋梁四大類，目前四項比賽的成績已由SAMPE學(xué)會在競賽微信群內(nèi)發(fā)布，正式比賽成績及排名預(yù)計將于今日在SAMPE微信公眾號發(fā)布，敬請關(guān)注。這里僅摘選了每項比賽的前三名的獲獎隊伍。
競賽結(jié)果
在獲獎的隊伍中，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)、國防科大代表隊均屬于傳統(tǒng)強隊(同濟大學(xué)及河南工業(yè)大學(xué)等傳統(tǒng)強隊今年因為疫情原因沒有參賽)。
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，該校今年在機翼預(yù)浸料成型競賽及碳纖維橋梁競賽中各派出了兩支參賽隊，兩支參賽隊分別獲得了機翼預(yù)浸料成型競賽的第一名、第二名以及碳纖維橋梁競賽第二名、第三名，值得注意的是碳纖維橋梁競賽的第三名試驗破壞載荷達到了18160N，載重比57.41全場最高，限于比賽規(guī)則，排在了第三名。
機翼液體成型比賽于2017年第一次加入該項賽事，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，今年毫無懸念以遙遙領(lǐng)先的成績再次奪走冠軍。
成都航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院可謂是該項賽事的冠軍專業(yè)戶，近些年幾乎每年都有冠軍，并且多次作為國內(nèi)唯一的代表隊參加SAMPE超輕復(fù)合材料橋梁/機翼學(xué)生競賽的國際比賽。今年四項比賽該校均派出了參賽隊，斬獲碳纖維、天然纖維橋梁兩項比賽的冠軍，在其他兩項機翼競賽中也取得了第四名的好成績。
天津工業(yè)大學(xué)大學(xué)是今年排除參賽隊伍最多的高校，四項比賽共派出14支參賽隊伍，獲得三項季軍的優(yōu)異成績。
國防科技大學(xué)是天然纖維橋梁競賽中的強隊，去年包攬該項比賽的冠亞軍，今年兩支隊伍分別取得了第二名和第四名的成績。
一點感想
SAMPE超輕復(fù)合材料機翼/橋梁學(xué)生競賽鍛煉的是學(xué)生在設(shè)計、建模分析、優(yōu)化及動手制作復(fù)合材料制件的綜合能力，是一項非常好的活動。在與一些參賽隊聊天的過程中了解到，很多隊伍都沒有在賽前提前做樣件的試驗測試，而分析的結(jié)果與現(xiàn)場測試的結(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)隊伍都是憑著感覺、經(jīng)驗在設(shè)計，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，能準確預(yù)測其力學(xué)性能并不容易，能準確預(yù)測試驗破壞模式及破壞載荷大致需要滿足以下的幾個方面：
（1）準確的材料力學(xué)性能，這一點應(yīng)該有主辦方或者材料供應(yīng)商測出來，提供給各參賽隊伍作參考，這是整個比賽最基本的輸入條件，應(yīng)盡量詳實、準確。
（2）準確規(guī)范的建模方法，目前在復(fù)合材料建模分析方面尚沒有標準，建模分析同樣也是一個受各種主觀因素影響的過程，從材料本構(gòu)、網(wǎng)格尺寸、單元類型、邊界條件、加載方式、算法等等各個方面都會影響計算分析的準確性。
（3）要預(yù)測結(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)、層面強度理論，目前這仍然是一個研究的熱點問題，沒有定論，用什么理論的都有，整體看來拉伸失效預(yù)測尚容易一些，纖維方向及基體方向壓縮失效預(yù)測仍很困難，而機翼和橋梁這種結(jié)構(gòu)受力形式還是有些復(fù)雜，給準確預(yù)測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，建模分析方法相對成熟，而RTM液體成型設(shè)計分析的難度更大。
所以想準確預(yù)測結(jié)構(gòu)的性能目前看來還是有一定的困難，希望主辦方和各參賽隊在比賽之后能夠總結(jié)一下比賽經(jīng)驗，組織一下專門針對競賽的交流活動，各個參賽隊根據(jù)試驗結(jié)果再修正一下分析方法，經(jīng)過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。
簡單的結(jié)構(gòu)能預(yù)測準了才能去預(yù)測復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，才能摸清結(jié)構(gòu)的脾氣秉性，進而去改善設(shè)計方案。對整個復(fù)合材料行業(yè)的設(shè)計分析水平也能起到促進作用。
SAMPE復(fù)合材料機翼/橋梁學(xué)生競賽
SAMPE超輕復(fù)合材料機翼/橋梁學(xué)生競賽自2009年創(chuàng)辦，競賽旨在普及先進復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計及制造工藝知識，提升在校學(xué)生設(shè)計、優(yōu)化、分析、建模及動手制作復(fù)合材料制件的能力，為高校相關(guān)專業(yè)的學(xué)生搭建一個施展才華的國際舞臺，至今已舉辦十二屆，在國內(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)域的標桿性競賽項目。預(yù)祝明年的賽事更加精彩。
比賽圖片賞析
機翼預(yù)浸料競賽冠軍隊（摘自朋友圈）
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