纤维复合材料因其优越的工程性能广泛应用于航空航天、汽车制造、体育用品等领域。在设计制造以及应用领域都在不断追求能够精准高效的预测复合材料力学性能。然而纤维复合材料因其独特的组成结构呈现出不均匀且各向异性的典型力学特性，利用数学模型描述其力学特性，尤其是在考虑到其力学非线性和失效特性时，是一个重大的挑战。本院程春老师开发了一种非线性多尺度均匀化模型用以对长纤维复合材料进行均匀化处理。此模型能够精准高效地预测单向碳纤维复合材料在准静态载荷下的非线性力学特性及失效特性。在建模过程中，通过微观仿真确定碳纤维复合材料在剪切时树脂材料表现出的均匀塑性与非剪切时（拉伸和压缩）的差异性，从而提出“树脂基体非对称平均塑性”的概念。该均匀化模型利用应力模式系数对剪切和非剪切（拉伸和压缩）进行区分，从而对此非对称性进行了综合考虑。除此之外，均匀化模型还考虑了纤维-树脂分离失效和断裂失效特性等多种非线性行为。此项研究首次利用多尺度均匀化模型模拟出长纤维复合材料的非线性行为，为能够在构件尺度上精准高效的模拟长纤维复合材料的非线性力学特性创造了条件。

相关研究以题为“Non-linear mean-field modelling of UD composite laminates accounting for average asymmetric plasticity of the matrix, debonding and progressive failure”发表在国际著名复合材料力学期刊《Composites Part B: Engineering》上（IF 9.078），我院程春博士为第一作者及通讯作者，我院为第一及通讯作者单位。德国帕德博恩大学及浙江科技大学参与了该项工作。