以下為同濟(jì)大學(xué)董國(guó)華高工對(duì)本次比賽進(jìn)行點(diǎn)評(píng)：

 

       本屆競(jìng)賽的主題是設(shè)計(jì)制作一件超輕復(fù)合材料立柱——《輕穩(wěn)之柱》，立柱的長(zhǎng)度必須大于等于780mm，柱的截面形狀不限，但截面外接圓最大直徑必須小于等于50mm，柱的設(shè)計(jì)載荷65kN。立柱的上下兩端為球座壓板，用試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行壓縮加載，當(dāng)柱的抗壓載荷達(dá)到或超過(guò)65kN前提下，以質(zhì)量最輕者勝出。“輕穩(wěn)之柱”的主要材料TC-35R(12K)碳纖維預(yù)浸料由“上緯”統(tǒng)一給定。

 

       本次49支參賽隊(duì)經(jīng)過(guò)兩天的激烈角逐，從比賽成績(jī)可知，我國(guó)大學(xué)生在復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制作的能力上有了很大的進(jìn)步。在老師的指導(dǎo)下，同學(xué)們發(fā)揮了各自的智慧和優(yōu)勢(shì)，通過(guò)解析計(jì)算、有限元分析和實(shí)驗(yàn)分析手段較好的完成了 “輕穩(wěn)之柱”的設(shè)計(jì)和制作，賽出了較高水平。譬如：獲得一等獎(jiǎng)的沈陽(yáng)航空航天大學(xué)二隊(duì)的 “輕穩(wěn)之柱”質(zhì)量只有189克，獲得二等獎(jiǎng)的同濟(jì)大學(xué)一隊(duì)和武漢理工大學(xué)一隊(duì)的作品也在210克以內(nèi)，獲得三等獎(jiǎng)的同濟(jì)大學(xué)三隊(duì)、西北工業(yè)大學(xué)隊(duì)、沈陽(yáng)航空航天大學(xué)三隊(duì)的作品質(zhì)量都控制212克～225克之間。若按復(fù)合材料的密度估算， “輕穩(wěn)之柱”的壓縮強(qiáng)度都接近或超過(guò)了400MPa，對(duì)于長(zhǎng)細(xì)比約50的薄壁管狀結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)已相當(dāng)高了。

 

       從獲獎(jiǎng)的前6支隊(duì)伍的結(jié)構(gòu)鋪層設(shè)計(jì)來(lái)看也都比較合理，他們掌握了復(fù)合材料具有各向異性和可設(shè)計(jì)性的特性，用最少的材料鋪層滿足了 “輕穩(wěn)之柱”的設(shè)計(jì)載荷要求。同時(shí)，他們的工藝制作也非常到位，如：沈航一等獎(jiǎng)的作品采用鋼軸芯模+熱壓罐工藝制作，雖然外觀有些不盡如人意，但結(jié)構(gòu)鋪層相當(dāng)致密；同濟(jì)二等獎(jiǎng)的作品采用鋼管套模+柔性袋工藝制作，不僅外觀圓整光滑，鋪層也很密實(shí)。因此，只有將結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與成型工藝完美結(jié)合起來(lái)，才能做出高質(zhì)量的復(fù)合材料產(chǎn)品。 

 

       競(jìng)賽中有些參賽隊(duì)的成績(jī)不佳，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工藝?yán)砟钌嫌行┎蛔恪Ｖ饕幸韵路矫鎲?wèn)題：

 

       1、對(duì)賽題理解不夠充分，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)鋪層設(shè)計(jì)不合理，過(guò)度考慮了柱的環(huán)向強(qiáng)度和剛度。因此，浪費(fèi)了材料，增加了結(jié)構(gòu)重量。

 

       2、只考慮整體強(qiáng)度，忽略了局部應(yīng)力集中的細(xì)節(jié)處理，導(dǎo)致端部提前失效破壞。

 

        3、有些參賽隊(duì)為了提高柱的穩(wěn)定性和極限載荷，在柱的橫截面結(jié)構(gòu)上考慮頗多，譬如：十字圓截面、圓柱面均布凹槽截面、三圓柱或四圓柱截面等等，但他們忽略了復(fù)合材料成型的工藝性和制作成本。往往復(fù)雜的結(jié)構(gòu)形狀會(huì)給產(chǎn)品的制作工藝帶來(lái)十倍成本的增加，否則工藝裝備達(dá)不到成型要求，纖維皺褶、氣泡等缺陷難以避免。

 

        4、個(gè)別參賽隊(duì)的作品固化度偏低，材料未達(dá)到應(yīng)有的強(qiáng)度，可能是預(yù)浸料使用過(guò)程中受潮或其它原因，今后要注意避免。

 

        總之，同學(xué)們?cè)诒敬?ldquo;上緯杯”《 輕穩(wěn)之柱》全國(guó)大學(xué)生復(fù)合材料設(shè)計(jì)與制作大賽中賽出了創(chuàng)新，賽出了智慧，賽出了水平，望今后取得更好的成績(jī)。

 

        鑒于本人水平有限，難免有不足之處，懇望同仁諒解。

 

        謝謝大家！