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龙图腾网获悉同济大学申请的专利含紧固件的碳纤维复合材料雷击损伤预测方法及系统获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN120724783B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-04发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202511220273.1，技术领域涉及：G06F30/23；该发明授权含紧固件的碳纤维复合材料雷击损伤预测方法及系统是由付昆昆;周雨宸;朱慧鑫设计研发完成，并于2025-08-29向国家知识产权局提交的专利申请。

本含紧固件的碳纤维复合材料雷击损伤预测方法及系统在说明书摘要公布了：本发明提供了一种含紧固件的碳纤维复合材料雷击损伤预测方法及系统，属于电数字数据处理技术领域。本发明针对含金属紧固件的碳纤维增强复合材料CFRP的雷击损伤预测提出一种有限元仿真方法。本发明通过分形接触理论量化金属紧固件与碳纤维增强复合材料CFRP孔间粗糙界面的多尺度电、热学性能，将其集成至COMSOL的电‑热‑力多场耦合框架，同步嵌入树脂热解动力学模型及热解气体压强对传热与冲击的耦合作用机制，实现了对雷击损伤状态的可靠预测与损伤机理的精确解析，为含紧固件碳纤维增强复合材料CFRP结构的雷电防护设计提供理论依据。

本发明授权含紧固件的碳纤维复合材料雷击损伤预测方法及系统在权利要求书中公布了：1.一种含紧固件的碳纤维复合材料雷击损伤预测方法，其特征在于，基于有限元仿真建模，包括以下步骤： S10，根据分形接触理论，通过表面轮廓测试、快速傅里叶变换以及线性拟合，获取碳纤维增强复合材料的分形维度D和特征长度尺度参数G； S20，碳纤维增强复合材料与紧固件界面接触时，碳纤维增强复合材料在微、纳尺度下有不同尺寸的微凸体与紧固件形成接触对，将该界面的微凸体假设为一个半球体，将该界面的紧固件假设为一个刚性平面； S30，根据分形接触理论计算碳纤维增强复合材料与紧固件界面接触的接触电导率、接触热导率以及接触过盈量后，得出所述接触电导率hE、所述接触热导率hT分别与所述接触过盈量δC的关系， 上式中，A0表示名义接触面积，RE,C表示接触电阻且，表示半球微凸体的截断面积，表示的最大值，接触对的接触电阻，表示接触对的平均电阻率，rholm表示Holm半径，所述接触对在碳纤维增强复合材料与紧固件界面接触时的分布函数为，ψ为域扩展因子，接触热通量，所述微凸体上的热通量，表示平均热导率，ΔT表示温度变化量，表示截断半径，ηT表示接触阻抗系数，微凸体的法向变形； S40，在有限元分析软件COMSOL中建立含金属紧固件的碳纤维增强复合材料的有限元模型并划分网格，随后设定边界条件、雷击电流以及材料属性并定义碳纤维增强复合材料与紧固件的接触界面为电接触和热接触； S50，根据实际结构中的配合情况确定接触界面的接触过盈量δC后，根据步骤S30中得到的接触电导率hE、接触热导率hT分别与接触过盈量δC的关系从而分别确定当前的接触电导率hE和接触热导率hT的值并将其输入所述有限元模型中； S60，通过使用麦克斯韦方程组中的高斯电荷守恒求解电场、使用欧姆定律求解电势以及计算焦耳热来开展电-热-力耦合有限元分析，从而向所述有限元模型的传热方程中引入雷击产生的焦耳热、雷击碳纤维增强复合材料的树脂基体热解过程吸收的热量以及热解气体向外渗透消耗的热量以对其进行修正并计算雷击损伤的温度场分布和机械损伤场分布从而实现雷击导致的热损伤和机械损伤的预测。

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