近日，在2024年度中国科协“青年人才托举工程”中，我院载运工具运用工程专业博士刘天伟（导师：白江波副教授）的博士学位论文《可展开复合材料圆柱壳折叠性能研究》入选2024年度中国航空学会博士学位论文托举工程。
近年来，可变形复合材料结构已成为航空航天领域的研究热点之一。可展开复合材料圆柱壳是可变形结构的基本元件，对变构型功能和力学性能影响显著。在航天领域，可展开复合材料结构发射前能紧凑收纳，提高运载效率；入轨后，可按预定程序展开形成大型空间结构，有效解决了大尺寸结构需求与运载工具容量有限之间的矛盾。在航空领域，基于可展开复合材料圆柱壳的变体机翼可根据不同飞行工况进行形态调整和优化，提升飞行器综合效能。
本论文聚焦于可展开复合材料圆柱壳在典型折叠模式下的大变形力学性能，通过构建高精度理论模型，系统地预测并分析了其变形机制与性能变化规律。具体创新点包括：
(1) 基于欧拉-伯努利梁模型和能量原理，建立了预测可展开复合材料圆柱壳轴向压缩和弯曲折叠性能的理论模型，有效提升了三阶段非线性载荷-位移曲线的预测精度。
(2) 基于阿基米德螺旋线方程和能量原理，提出了预测可展开复合材料圆柱壳卷曲折叠性能的理论模型，对正反卷曲折叠性能均可进行准确预测。
(3) 针对超长双稳态可展开复合材料圆柱壳折叠问题，提出了两种预测其双稳态性能的理论模型，能够准确预测多圈卷曲稳态构型与力学特性。
作者介绍
刘天伟，男，于2024年6月获北京航空航天大学载运工具运用工程专业博士学位，研究方向为面向空天应用的可变形结构设计，博士期间以第一作者(16)/学生一作(2)发表Q1区SCI论文18篇，谷歌学术h因子11，引用300余次，获北京市优秀毕业生、国家奖学金、CSC国家留学基金、校长奖学金、交通之星单项奖学金等荣誉奖励30余项。现为北航卓越百人博士后，博士期间导师为白江波副教授。
