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博识新锋丨董博成:为复材轻质夹芯结构建立动力学模型,为每一次人生振动找到属于自己的模态。
来源: 时间: 2026-03-20 浏览: 316

学术之路,唯深耕方致远;成才之途,唯善育方兴邦。为深入落实人才强国战略,发掘培育学科拔尖青年人才,激励广大学子笃学精研、锐意创新,中国复合材料学会设立卓越论文工程,旨在激励博士/硕士研究生在复合材料领域开展原创性、前沿性探索,为我国复合材料事业储备更多具有创新能力和实践精神的青年力量。

回顾2024年度卓越论文工程涌现出一批兼具学术深度与应用价值的优秀成果,充分展现了当代青年学子的科研实力与风采。

2024年度中国复合材料学会卓越论文工程入选者

(硕士学位论文)

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董博成,男,中共党员,硕士毕业于东北大学,现于哈尔滨工业大学航天学院力学系攻读博士学位,主要研究方向包括结构动力学、非线性振动、复合材料力学等。在International Journal of Mechanical Sciences、Composite Structures、Thin-Walled Structures、Nonlinear Dynamics、Aerospace Science and Technology等国内外期刊发表论文十余篇、软件著作五项,参与授权发明专利三项。担任Thin-Walled Structures、Nonlinear Dynamics、Aerospace Science and Technology等学术期刊独立审稿人。曾获博士研究生国家奖学金(2024)、硕士研究生国家奖学金(2022)、黑龙江省三好学生(2025)华为博士生奖学金(2025)、辽宁省普通高等学校优秀毕业生(2023)、沈阳市优秀研究生(2022)等荣誉奖项;入选中国科协青年科技人才培育工程博士生专项计划(2025);主持黑龙江省自然科学基金在读博士研究生项目一项(2026)和哈尔滨工业大学点子基金项目一项(2025)。

带有蜂窝夹芯的先进复材圆柱壳非线性振动特性建模与分析研究

蜂窝夹芯圆柱壳结构凭借其优越的轻量化性能、可设计性以及出色的力学性能与承载能力,广泛应用于海洋、土木、航空航天等工程领域的关键承载构件中,如航空发动机机匣、火箭外壳、燃料罐、飞机机身、潜艇艏部、压力容器、卫星整流罩及舰艇舱体等。然而,这类结构常常服役在复杂的载荷工况和恶劣的环境下,容易产生振动响应超标、动应力超限、界面分层损伤、性能退化、疲劳失效、甚至引发灾难性的安全事故。因此,准确地预测和评估该类结构的动力学行为具有重要意义。此外,为在轻量化基础上实现结构的环境适应性与力学性能多功能集成,纤维增强复合材料、石墨烯、碳纳米管功能梯度复合材料等先进复合材料在蜂窝夹芯结构中的应用作为关键途径正展现出巨大的应用潜力。基于此,本文以带有各类蜂窝芯子的先进复材圆柱壳为研究对象,建立了考虑线性振动特性、几何大变形效应及振幅依赖性的非线性振动模型,并发展相应求解技术。在此基础上,系统分析关键参数对结构振动特性的影响规律,提出提升结构动力学性能的设计建议,为相关工程应用提供理论支撑。

(1) 提出了一种由功能梯度纤维增强复材蒙皮和六角蜂窝夹芯构成的先进复材圆柱壳结构。开展蜂窝夹芯复材圆柱壳线性振动建模与分析,建立了带有功能梯度材料蒙皮和六角蜂窝夹芯的复材圆柱壳动力学解析模型,实现了结构在弹性边界条件下的自由振动特性和基础谐波激励下的强迫振动响应求解,并明确了各因素对结构振动特性的影响规律。

(2) 开发了一种由纤维/石墨烯/聚合物三相混杂复材蒙皮和六角蜂窝夹芯构成的蜂窝夹芯三相混杂先进复材圆柱壳结构。开展考虑几何大变形的蜂窝夹芯复材圆柱壳非线性振动建模与分析研究,提出了带有功能梯度三相混杂蒙皮和六角蜂窝夹芯的复材圆柱壳几何非线性振动解析模型,实现了结构在主共振,超谐波和次谐波共振下的振动响应求解,并揭示了相关因素对结构几何非线性振动行为的影响规律。

(3) 设计了一种由纤维增强复材蒙皮和泡沫填充-空心格栅蜂窝夹芯构成的泡沫填充-全复材格栅蜂窝夹芯圆柱壳结构。开展考虑振幅依赖性的蜂窝夹芯复材圆柱壳非线性振动建模与分析研究,开发了一套制备泡沫填充-全复材空心格栅蜂窝夹芯圆柱壳试件的工艺方法,并搭建了一套振动测试系统,创建了泡沫填充-全复材空心格栅蜂窝夹芯圆柱壳的材料非线性动力学解析模型,并给出了基于测试数据的建模方法与求解技术。

选题有价值

研究有创新

论证有深度

成果有实效

以严谨治学之态探研学科前沿

以守正创新之心打磨优质成果

让学位论文成为彰显青年科研力量的鲜亮名片

欢迎申报2025年度中国复合材料学会卓越论文工程

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