復(fù)合材料廣泛應(yīng)用于國(guó)防裝備和高端工業(yè)裝備關(guān)鍵結(jié)構(gòu)部件的輕量化和多功能集成設(shè)計(jì)。目前,中國(guó)的輕質(zhì)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與應(yīng)用日漸成熟。該領(lǐng)域?qū)<?、北京理工大學(xué)副研究員、博士生導(dǎo)師雷紅帥及其所在團(tuán)隊(duì),一直在為國(guó)產(chǎn)磁懸浮列車提質(zhì)提速而孜孜鉆研。
雷紅帥及其所在團(tuán)隊(duì),一直從事輕質(zhì)多功能材料與結(jié)構(gòu)的力學(xué)設(shè)計(jì)方法、制造技術(shù)和性能評(píng)價(jià)相關(guān)研究。為了給國(guó)產(chǎn)磁懸浮列車提質(zhì)提速,研究團(tuán)隊(duì)開展了磁懸浮列車復(fù)合材料懸浮架結(jié)構(gòu)研制工作。“傳統(tǒng)的金屬懸浮架結(jié)構(gòu),構(gòu)型比較復(fù)雜,載荷比較多,集成化程度不是很高。當(dāng)時(shí)主要是想通過碳纖維復(fù)合材料的應(yīng)用,把懸浮架結(jié)構(gòu)的重量和綜合制造成本降下來。”
2016-2019年,雷紅帥所在團(tuán)隊(duì)和中車集團(tuán)經(jīng)過幾年努力,研制出了全碳纖維復(fù)合材料懸浮架結(jié)構(gòu),并通過相關(guān)試驗(yàn)考核,成功交付。“在滿足相同的承載條件要求下,使用復(fù)合材料可以實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的輕量化設(shè)計(jì)。但是由于懸浮架結(jié)構(gòu)本身的構(gòu)型比較復(fù)雜,由很多個(gè)模塊來組成,且有36種服役工況。如何設(shè)計(jì)與制造全復(fù)合材料懸浮架結(jié)構(gòu),整體上來講,在國(guó)際上都是一項(xiàng)非常有挑戰(zhàn)性的工作。”
雷紅帥介紹,目前中國(guó)在輕質(zhì)復(fù)合材料應(yīng)用上已日漸成熟。近十年來,復(fù)合材料也逐漸走進(jìn)了百姓的生活,比如新能源汽車的車身骨架、四門兩蓋,以及滑雪板、漁具、自行車等。他認(rèn)為,復(fù)合材料的使用在多領(lǐng)域都有著巨大的前景。
談及奮斗、談及收獲,這位青年科學(xué)家說:“對(duì)于一名科研工作者來講,看到自己的科研成果得到認(rèn)可、得到應(yīng)用的那一刻,心情是很激動(dòng)的。比如我們參與了由航天五院總體部牽頭研制的一顆超輕質(zhì)衛(wèi)星,大家一起投入了幾年的時(shí)間,解決了一些新結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和新制造技術(shù)等相關(guān)的問題,去年這顆衛(wèi)星成功發(fā)射入軌,運(yùn)行狀態(tài)良好,這一刻是我最熱血的時(shí)候。”