普渡大学复合材料设计与制造中心（cdmHUB）主办的全球著名复合材料专家高端网络讲坛第十六讲时间为美国东部时间2022年1月27日（星期四）上午11：00（北京时间晚上12：00）开讲。这次世界著名专家高端网络讲坛的嘉宾都是世界复合材料领域的著名专家，他们努力将自己最好的研究成果分享给大家，每一讲内容都十分精彩，值得期待。欢迎大家积极参与。

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演讲题目
基于光纤传感器的CFRP结构质量安全的成型过程监测 

演讲嘉宾

Nobuo Takeda博士，日本运输安全委员会(JTSB)主席和东京大学名誉教授 

演讲内容摘要

虽然碳纤维增强聚合物基(CFRP)复合材料被广泛用于许多航空航天结构中，如波音787和空客350，但下一代单通道商用客机对低成本和高生产效率的CFRP仍有很大的需求。CFRP和轻质金属之间的竞争也日益激烈，而确保产品质量的方法是CFRP在这类应用中的关键技术。

高精度的成型过程模拟软件是保证CFRP结构质量的有效工具，但需要合适的成型过程的材料特性参数。我们一直在开发基于光纤传感器的成型过程监测方法，以获得传统材料表征方法无法获取的成型过程的材料特性参数。我们已经成功地将这些数据输入到过程模拟软件中，以期更好地预测CFRP结构，从而减少批量生产新CFRP结构应用开发时的试错次数。

本次演讲包括作者近期发表论文中的以下研究项目。

完全集成内部应变测量的复合材料固化模拟[1]:在复合材料层合板中嵌入光纤布拉格光栅(FBG)应变传感器，并通过嵌入的FBG传感器的原位测量同时确定用于模拟的两个关键参数，即固化过程中的复合材料收缩应变和刚度变化。此外，利用固化过程中的内部应变变化对这一模拟进行了验证。

弯曲复合材料中成型工艺过程引起的应变和变形[2]:我们制造了L形CFRP结构，并在制造过程中监测内部应变(面外法向应变和剪切应变)状态。随着固化的进行，复合材料的变形从以剪切变形为主变化为弯曲变形为主。而且还特别对厚度效应进行了详细研究，以此展现成型过程引起应变监测系统的优点。

复合材料T形接头中心三角区中的固化引起的应变和失效[3]:采用三种不同取向层间增韧层的中心三角区域结构，并研究了三角区域应变分布与失效模式之间的关系。在实验研究的基础上进行有限元分析，并提出了成型过程引起三角区域失效的失效判据。

参考文献
[1] S. Minakuchi, S. Niwa, K. Takagaki, N. Takeda, “Composite cure simulation scheme fully integrating internal strain measurement,” Composites Part A, Vol. 84, pp. 53–63 (2016)
[2] K. Takagaki, S. Minakuchi, N. Takeda, “Process-induced strain and distortion in curved composites. Part I: Development of fiber-optic strain monitoring technique and analytical methods” Composites Part A, 103, 236-251 (2017)
[3] S. Hisada, S. Minakuchi, N. Takeda, “Cure-induced strain and failure in deltoid of composite T-joints,” Composites Part A, 141, 106210 (2021）

Nobuo Takeda博士简介

Nobuo Takeda博士是日本运输安全委员会(JTSB)主席和东京大学名誉教授。他的研究领域包括复合材料的实验微观力学和智能复合材料的结构健康监测(SHM)与成型过程/生命周期监测(LCM)。他主导了几个主要基于光纤传感器的航空航天复合材料结构的结构健康和成型过程监测的日本国家项目。他曾任国际复合材料委员会主席(ICCM，2015-2016 年)和国际航空疲劳委员会日本代表(ICAF，2009-2017年）。他是《Composites Part A》的亚洲编辑。他是ICCM世界会士和SAMPE会士。

他在东京大学获得了工程学学士和硕士学位（航空学），并在佛罗里达大学获得了博士学位（工程力学）。之后他还获得了东京大学工程学博士学位（航空学）。他在日本原子能研究所（JAERI）和九州大学工作后，自 1988年起任教于东京大学。他在2013-2015年担任前沿科学研究院院长，在2015-2017年任东京大学副校长。