陕西省飞行器复合材料结构设计与应用科技工业创新中心

发布日期:2025年06月18日      点击:次  |   审核:宋文静

一、中心简介

陕西省飞行器复合材料结构设计与应用科技工业创新中心由西北工业大学牵头,联合中国兵器工业第二〇三研究所共建,聚焦飞行器复合材料结构领域的关键技术突破与工程应用。中心以学术带头人黄河源为核心,整合“航空宇航科学与技术”、“兵器科学与技术”、“材料科学与工程”等A+学科资源,围绕复合材料结构设计、多尺度分析、超材料结构等核心技术,构建了“理论研究—技术开发—工程验证—成果转化”全链条创新体系。中心现有科研用房3380平方米,仪器设备700余台/套,总价值超1亿元,形成了覆盖结构设计、性能测试、系统优化的完整硬件支撑能力。

二、主要研究方向

(1)飞行器复合材料结构设计与强度分析

聚焦复合材料连接结构(螺栓连接、混合连接等)的强度校核、疲劳寿命预测与优化设计,开发参数化建模与快速分析工具,解决复杂应力状态下的计算精度与效率问题。

(2)复合材料力学行为多尺度数值分析

建立从微观损伤机理、细观层间分析到宏观唯象表征的多尺度建模方法,实现复合材料结构全生命周期性能精准预测。

(3)承载-功能一体化超材料结构设计

开展超材料/超结构协同设计,探索轻量化、耐腐蚀、抗疲劳的多功能一体化结构在飞行器中的创新应用。

(4)中小型飞行器复合材料结构技术推广

针对小型无人机等新兴领域,研发适用于复杂环境的复合材料结构设计技术,推动复材用量提升至50%以上。

三、发展目标

(1)技术创新目标

精度与效率:实现复合材料结构设计精度≤0.5mm,分析周期缩短50%以上,试验成本降低50%以上。

性能突破:开发结构减重>40%、承受过载>30G的极端承载结构,以及耐温>400℃、速度>6Ma的高超声速复合材料部件。

应用拓展:推动复合材料在多种型号装备中的广泛、应用。

(2)平台建设目标

建成国际先进的复合材料结构设计与验证平台,承担国家级项目≥20项,申请专利≥20项,实现科研经费投入超5000万元。打造“军民融合”示范基地,与中航工业成都飞机设计研究所、沈阳飞机设计研究所等建立长期合作,促进技术成果向 “国之重器”转化。

(3)人才培养目标

培养2-3名学科领军人才、1-2名“四青”人才,建立“本-硕-博-工程博士”贯通培养体系,联合培养复合型人才超50名。

四、主要科研成果

(1)技术突破

开发“复合材料混合连接结构参数化建模软件”“钉载快速分析软件”,实现单钉/多钉、复材/金属连接结构的快速建模与精准评估,数值分析误差≤10%。提出多尺度分析技术与高效工程算法,支撑多型装备的复合材料结构设计,相关成果获陕西省科学技术进步二等奖、中国复合材料学会科学技术奖二等奖、中国航空学会自然科学二等奖等。

(2)成果应用

技术成果在中航工业成都飞机设计研究所、沈阳飞机设计研究所、第一飞机设计研究院等单位型号中稳定应用,显著提升设计效率与装备性能。

(3)知识产权

授权发明专利30余项,软件著作权10余项,形成具有自主知识产权的复合材料结构设计技术体系。

五、硬件条件

中心拥有超材料/超结构协同设计研究室、先进复合材料研究室、腐蚀与防护研究室等专业实验室,配备高低温环境平台、三维数字散斑应变测量系统、多功能真空表面涂层设备等高端仪器。依托中国兵器工业第二〇三研究所可靠性测试中心,具备综合环境试验、飞行模拟等全流程验证能力。

六、科研梯队与人才培养

中心现有成员34人,其中高级职称13人、国家级人才4人,博士学历占比82%,40岁以下青年学者占比超90%。核心成员包括黄河源(陕西省科技创新团队带头人)、李冰(国家级青年人才)、张永励(国家级青年人才)、万小朋(西工大原党委副书记)、赵美英(陕西省教学名师)等。实行“高校理论研究+院所工程实践”双导师制,设立专项培养基金,支持研究生参与型号项目攻关,累计培养博士、硕士50余人,输送多名技术骨干至航空航天领域重点单位。

七、联系方式

·中心主任:黄河源

·依托单位:西北工业大学

·地址:陕西省西安市碑林区友谊西路127号航空楼A503室

·电话:18629477205

·邮箱:huangheyaun@nwpu.edu.cn

中心定位:以国防需求为导向,以技术融合为核心,打造国内领先、国际一流的飞行器复合材料结构创新高地,为我国航空航天装备现代化提供关键技术支撑。

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