国内航空复合材料工程化应用相关问题探讨

摘要：现今，我国航空复合材料工程化水平与国外的差距较大，其主要表现在研究不充分、质量不达标，在生产管理中没有考虑到成本，文章就国内航空复合材料工程化应用中的问题进行了分析研究，并且提出了相应的建议。

关键词：航空复合材料；工程化应用；生产管理

中图分类号：V257 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）06-0019-02

由于我国在航空材料工程化应用中，基础研究不充分、产品质量波动大、没有考虑到生产管理中的成本，导致了与国外的差距较大，要通过复合材料的技术研究与工程应用，来解决技术问题，建立健全鼓励制度、提高设备的质量、提高设备控制精度，利用先进的技术手段来解决工艺问题，提高我国航空复合材料工程化应用的效率。

1 国内外航空复合材料的研究应用现状

1.1 国外航空符合材料的研究发展

随着科技的不断发展，社会的不断进步，复合材料在航空事业中的应用逐步广泛，从最初仅仅应用在飞行器结构上，到现今应用到军机与民机的建造中，复合材料对机机体的构造十分重要，在西方国家，对于复合材料的研究十分重视，西方国家对复合材料进行了深入的研究，提高复合材料的技术水平，降低成本，进过长时间的探索，取得了大量的成果，使复合材料在飞机上得到了大量的应用。西方发达国家中各大航空公司进行复合材料的研究，将研究成果不断的应用到飞机制造上，提高了飞机的性能。欧美发达国家经过不断的探究，形成了自己完整的设计体系，对各个阶段的复合材料的研究也都设计了相应的指导性文件，这些文件为智能材料的研究提供了理论指导。各个飞机公司也都形成了自己的设计手册，经过不断的研究，不断的对设计手册进行完善，并且在复合材料的应用上有着自己的规范，以确保复合材料的良好使用。

1.2 国内航空复合材料的研究发展

国内对于航空复合材料的研究起步比较晚，虽然取得了相应的成果，在一些军用飞机上都有应用，一些航空公司经过不断的研究，设计出了很多方案与应用技术，并且不断的进行改进优化，为复合材料的工程化应用奠定了基础，而且研究的复合材料已经成功的应用在我国的大型民航飞机上。我国经过对复合材料的不断研究实践，先后出台了很多设计手册，建立了相对完整的技术标准。虽然我国的复合材料的研究取得了相应的成果，但是由于起步比较晚，受到一些限制，比如：设计构思比较保守，研制成本比较高，复合材料的工程化应用水平很低，所以我国必须要加强复合材料的研究，增强工程化应用。

2 我国复合材料工程化存在的主要问题

2.1 技术问题

在我国，对于复合材料的研究，在工程化应用中主要存在的问题有三点：（1）设计制造分离，由于设计的标准较高，加之我国的研制受到很多条件的限制，所以研制的结果会与设计的结果有所偏离，达不到预期的效果，而且在设计阶段的专业人员也比较少，很容易忽视一些细节性的问题，最终可能引发较大的质量问题。而且，在制造中遇到的问题，技术人员没有立即反馈给设计人员，会导致在下一次设计时依旧出现此类问题；（2）相关的缺陷原理认识不足，技术储备少，预测研制的周期短是现今复合材料设计应用中的普遍问题，在对复合材料的设计阶段的实验不充足，投入不够，导致了在最后投入应用时，发现了存在的问题，最终产生大量的质量问题；（3）过程波动无法全面彻底的解决，复合材料的原材料、加工过程以及外部的配套等因素会影响到产品的质量，如果不能从整体上进行问题的解决，就无法保证产品的质量。

2.2 标准与规范

在我国对于复合材料制造的相关规定也不够完善，在制造中，缺少可以参考的规范，使得设计与制造带有很大的盲目性，无法很迅速的决定制造的具体步骤，没有相应的经验可以借鉴，导致了制造的效率很低，而且产品的质量也无法达到保证。我国没有相应的质量控制规范以及成本控制规范，无法很好的将成本控制在最低水平，并且在批量生产中产品的质量无法得到保证，难以对生产中的不定性因素进行处理，这样导致了复合材料的质量很低，报废率很高。

2.3 成本问题

复合材料的工程化应用成本会很高，成本除了原材料的成本还有加工的成本以及一些设备的成本，一些制造复合材料的设备耗能很大、投资很高，并且辅助材料的费用也很高，加工的周期很长，这些因素最终会导致复合材料的制造成本非常高。另外，在加工过程中，受技术条件的影响，技术条件落后，也会导致成本过高。一种工艺方案只能适合一种材料结构，如果材料结构发生改变，就只能重新设计工艺方案，这样会很消耗人力与物力。并且在制造过程中，对质量的控制很差，会导致产品的报废率很高，增加了成本，对已成型的产品进行维护也会消耗很大的成本。

3 国内复合材料的相关建议

3.1 技术方面

复合材料在生产中会发生制造结果与设计结果不相符的现象，在设计与制造中没有进行充分的考虑，没有考虑材料的结构，缺少结构模具、材料体系以及工艺参数相关的试验。这主要是因为缺乏关键技术的研究，在设计时，设计方案不合理，缺乏科学性，没有将设计与制造相结合去制定设计方案，并且没有对复合材料进行相应的工程化研究，导致了设计方案与制造结果不相符，有偏离。根据此问题，相关机构要建立研究平台，对复合材料的结构、性能以及应用进行研究，并且要对复合材料的设计、制造与检测进行试验，对结果进行判断、评估。

3.2 标准方面

要建立完整的复合材料研究与工程化应用的规范，规范在材料标准的制定上一定要统一，制定一定要科学，从而减少风险，并降低成本。要制定关于复合材料的结构强度规范，建立数据库，加强材料与设计许可值的确定方法。在复合材料的规范中，要明确的规定出材料的性能以及工艺制造要求，这样，生产制造人员可以根据规范进行材料的生产加工，避免一些错误的操作。另外，要建立模具设计制造规范，根据模具的成本与使用的防错方法进行设计。

3.3 制造成本方面

对于复合材料的制造成本，包括：原材料成本、制造设备的成本以及加工中的成本，所以在进行材料选择时，尽量采用少的材料品种，增强材料的使用率，实现一材多用，这样可以减少材料的投资，同时也提高了材料的利用率，辅助材料可以用一些价格低质量高的材料，对辅助材料进行重复利用可以有效的降低成本。在设备方面，要在技术成熟度、产品特征以及生产计划方面进行考虑，从而降低设备的成本。在人员方面，可以增强对操作人员的培训，增强其操作能力，以减少工时的方式来减少成本投入，在加工方面，可以提高加工技术，或者是缩短加工工时来减少成本。

4 结语

在现今，我国航空复合材料工程化应用水准较国外来说，虽然有些差距，但是国家正在加大研究力度，经过不断的探索，不断的完善加工技术，来提高复合材料在航空事业中的工程化应用。

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作者简介：李新明（1992―），男，湖北人，大连理工大学学生。