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匠心独运 雕琢“中国制造”

发布时间:2018-01-24| 来源:未知 |

贾振元(右二)和团队在实验室工作。 (资料图片)

大连理工大学有这样一支科研团队,他们在碳纤维增强树脂基复合材料加工领域坚持自主创新,走出了一条产学研合作的新路。1月8日,这支以大连理工大学教授贾振元为首的科研团队凭借“高性能碳纤维复合材料构件高质高效加工技术与装备”项目摘取2017年度国家技术发明奖一等奖。

直面难题

传统加工方式严重制约了碳纤维复合材料的推广应用。为此,贾振元团队研究多学科交叉融合,开辟了适应碳纤维复合材料加工的新理论体系

民航客机结构重量每降低1%,其油耗可减少3%至4%;高铁每减重1%,其能耗可减少6%至7%……

对于“一克重就是一克金”的高端装备领域来说,不管是天上飞的,还是地上跑的,只有减轻重量,才能提高结构效率、提升装备性能。

为此,一场由“减重”而引发的先进材料之争早已蔓延全球。“碳纤维复合材料作为高端装备领域减重增效的优选材料,其用量越多,表明装备性能越先进。”贾振元说。

然而,工艺技术的滞后难以支撑材料的创新运用,这让碳纤维复合材料一经亮相就遇上了不小的难题。贾振元告诉经济日报记者,传统加工只能采取手工方式,低质低效,加工构件极易出现毛刺、撕裂和分层等损伤,并且加工损伤是随机的、不可控的,达不到碳纤维复合材料构件的高性能要求,严重制约了材料的推广应用。

“从2005年到2009年,我们虽然也曾较好地解决了若干航空航天企业复合材料构件加工中遇到的难题,但是加工质量提升到一定程度就受限,原因在于工程中沿用的是传统金属等均质材料切削理论,但碳纤维复合材料的特性和结构与之完全不同,是典型的难加工材料。”团队骨干高航说。

经过反复研讨,贾振元果断提出:“必须突破传统金属等均质材料切削理论体系的束缚,开辟和建立适应碳纤维复合材料加工的新理论体系、从理论到工程同时解决问题的研究思路。”

要建立理论体系,必须在前人的基础上有所突破。实践上的难题倒逼贾振元团队在基础理论研究上开疆拓土,重新打造一番新天地。为此,团队加大材料、力学、机械等多学科交叉融合的研究力度,从碳纤维复合材料特性上和材料去除过程中彻底弄清楚加工损伤产生的原因,进而研究低损伤加工的原理和构件高性能的保证方法。


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