“听材料之声,探未来之路。由中国复合材料学会推出的《复材之声》,聚焦复合材料前沿科技、产业动态和专家观点。致力于搭建一个交流平台,汇行业精英,享真知灼见,共同推动中国复合材料产业蓬勃发展!”
复合材料,是科技创新的重要基石,也是推动产业变革的关键力量。在新能源、航空航天、电子信息等领域,高性能复合材料正发挥着不可替代的作用。然而,如何突破材料性能的极限?如何实现从实验室到产业化的跨越?这些问题不仅关乎技术本身,更关乎国家科技竞争力的提升。
在万米高空与炽热气流中,航空复合材料承受着极端环境的严苛考验。如何让材料在高温、高载下“拒绝失效”?又如何将深奥的力学理论转化为学子手中的创新成果?这背后,是一场材料科学与教育理念的双重革新。
本期《复材之声》走进西北工业大学,对话航空复材结构强度专家郑锡涛教授:
破解“力热耦合”密码:30年攻坚极端工况下复合材料失效准则
“三级梯队”育人模式:从本科生到博士生,以全国创新竞赛打通理论到实践的闭环
学会的桥梁使命:如何缝合产学研“最后一公里”的裂痕?
跟随郑教授的思考,看中国航空复材如何从实验室飞向蓝天!
一、郑教授,您在航空复合材料结构强度研究中,如何解决极端工况(如高载荷/高温)下的性能失效难题?团队最具标志性的技术突破是什么?
郑教授的回答:我们研究团队主要是针对空天复合材料结构中的力学问题开展相关的研究。大家都知道空天结构呢在环境下会遇见高载或极端环境等问题,除了我们要解决在常温下的力学问题,更大的问题是要解决在极端环境下符合材料性能衰减和失效的问题。所以在这里主要的研究工作,包括复合材料在湿热等环境下性能衰减的问题,以及在极端环境下复合材料失效准则的研究。在过去的几十年间,我们团队通过多人的努力,在力热耦合方面以及损伤判据失效准则等方面都做了一定的工作。
二、郑教授,您培养的学生多次获全国创新竞赛大奖,在航空复材领域教学中,如何平衡“理论深度”与“工程实践”的关系?最重视学生的哪些能力培养?
郑教授的回答:我们团队呢打这个2009年起就开始带领学生参加全国复合材料类的创新大赛,也取得了一定的成绩。这里就像你刚说的,有两个方面的问题。一个是我们团队呢组成是由本科生、研究生和博士生这样的三级的学生构成的。实际上在我们西北工业大学航空学院在本科教育的时候,特别重视基础理论的教育,针对专业特设我们开设的相关的力学课程,这个是在本科和硕士阶段来完成。而我们更注重的一点是把我们学到的理论知识在各类的创新竞赛中得以应用,使得他们从理论到实践这样的一个过程。而且通过创新竞赛,同学们亲手亲历过一个结构的设计,他对理论知识的理解会更加深刻,也会让他们产生新的突破点,弥补我们以往理论的不足,这个我们是非常有心得的。
三、郑教授,您主持的科研项目多次实现成果转化,在航空复材领域,如何有效衔接高校基础研究与工业界工程需求?您认为当前最亟需打破的产学研壁垒是什么?
郑教授的回答:我们团队,包括我们整个西北工业大学航空学院都是以国家需求为牵引,实际我们许多科研工作都是有背景项目的支持。这里我们首先所有的问题都是来自工业部门最急迫解决的关键技术问题,因此我们团队是针对这样的问题进行一个相关的研究,先后我们在复合材料高效算法、复合材料三维编织细观结构以及多功能复合材料结构等方面结合工程的需求开展了相应的工作,也取得了相应的成果。
四、郑教授,作为学会常务理事,您认为中国航空复合材料技术从实验室到装机应用的“最后一公里”应如何打通?学会在其中能发挥哪些独特作用?
郑教授的回答:中国复合材料学会实际长期从事的就是架起学术界与工业部门的桥梁,使我们很多学者的理论研究 能够成功的应用到工业项目当中。学会在这方面利用学术会议以及专题研讨会,青年沙龙或者是联合研制项目的这样的方式,为许多学者和工业部门建立了密切的联系,包括我们现在很多国内知名的团队都是以工程项目为背景,开展相关理论研究和技术突破。我也希望学会在这个方面为更多的学者提供更广阔的平台,为我们国家的复合材料事业的蓬勃发展贡献力量。
从湿热环境下的性能衰减研究,到学生手中捧起的创新竞赛奖杯,郑锡涛教授用时间证明:航空复材的突破不仅需要攻克“力热耦合”的科学难题,更需要构建“理论-实践-传承”的人才生态。
当实验室的损伤判据化为飞行器的安全边界,当学子的三维编织设计点亮创新火花,我们看到的不仅是技术的进阶,更是一代材料人“以国家需求为牵引”的赤子初心。
正如郑教授所言:“所有研究始于工业界最急迫的问题——这是科研人的使命,更是教育者的担当。”
下期内容,敬请期待!