２０２３年８月第４１卷第４期西北工业大学学报ＪｏｕｒｎａｌｏｆＮｏｒｔｈｗｅｓｔｅｒｎＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＡｕｇ．Ｖｏｌ．４１２０２３Ｎｏ．４ｈｔｔｐｓ：／／ｄｏｉ．ｏｒｇ／１０．１０５１／ｊｎｗｐｕ／２０２３４１４０６６１收稿日期：２０２２⁃０９⁃２７基金项目：国家自然科学基金（５２０３５０１１，５１９７５４７２）资助作者简介：胡文龙（１９９９—），西北工业大学博士研究生，主要从事复合材料多尺度力学计算研究。通信作者：程晖（１９８４—），西北工业大学教授，主要从事飞机装配变形、ＣＦＲＰ结构装配损伤机理及工艺优化方法研究。ｅ⁃ｍａｉｌ：ｃｈｅｎｇｈｕｉ＠ｎｗｐｕ．ｅｄｕ．ｃｎ基于分形插值的复合材料孔壁微观表面重构方法胡文龙１，罗喜东２，杨语１，骆彬１，程晖１（１．西北工业大学机电学院，陕西西安７１００７２；２．中航工业陕西飞机工业（集团）有限公司，陕西汉中７２３０９９）摘要：碳纤维增强复合材料（ＣＦＲＰ）层合板连接结构的孔壁形貌是决定其服役性能的关键因素之一，但受到材料纤维方向角的作用，其孔壁的原始微观表面形貌复杂且难以表征。提出了一种利用分形插值进行孔壁微观表面重构的方法，利用提取的少量数据点，分形插值重构出高精度的等效微观表面，从而有效表征复合材料连接表面。利用实验测量的方法，进行微观表面几何特征提取；基于分形插值数学模型，运用改进的自仿射分形插值算法，对原始实测表面进行分形插值重构；结合几何模型和有限元模型，验证了分形插值重构表面的几何与力学有效性。结果表明：当采样间隔选取３～５时，分形插值方法的几何误差与力学性能误差均小于１０％，可以有效表征原始复合材料连接表面。关键词：复合材料；孔壁；微观表面；自仿射；分形插值；逆向重构中图分类号：Ｖ２６０．１文献标志码：Ａ文章编号：１０００⁃２７５８（２０２３）０４⁃０６６１⁃０９碳纤维增强复合材料机械连接的可靠性高，承载能力强，是主承力结构的重要连接手段［１⁃２］。孔壁作为材料断口和连接表面，是连接件上的应力集中部位和薄弱环节。孔壁表面形貌在微观层面是粗糙的，具有接触的不均匀性，虽然结构尺寸较小，但在很大程度上影响着机械系统的性能及机器的服役寿命等［３⁃５］。此外，由于复合材料各向异性和纤维束导向结构，加工形成的孔壁表面几何形貌具有不确定性，表面几何形貌特征复杂且伴随着大量断崖式突降区域和...
