復合材料計算機輔助設計大有可為

    計算機輔助設計在結構設計中應用很普遍, 但在材料設計方面應用較少, 近來已逐漸開始這方面的實踐。計算機模擬在材料設計中有很大作用, 主要模擬材料結構與性能之間的關系, 也可模擬工藝與性能之間的關系。以顆粒或晶須, 短纖維增強復合材料為例, 分散相、基體與界面層的物理性能模量和強度、熱性能熱膨脹系數與熱導系數和分散相的幾何性狀長細比、大小、分布等參數都對復合材料宏觀性能有影響。利用計算機,
建立合理模型, 可根據這些參數預測材料宏觀行為, 如等效模量、屈服應力、破壞強度、破壞概率、裂紋擴展路徑、溫度應力等, 于是, 可以評價各參數對材料性能的影響。在日本, 材料工作者對功能梯度材料（Functional Graded Materials）進行模擬, 以尋求熱應力小的界面材料梯度。這對材料設計師理性地選擇材料組分與成型工藝大有裨益, 避免以往材料研制中的“ 炒菜”式的盲目性。
    當然, 這里存在很大的困難, 主要是我們對復合之后各組分材料的性能不能準確了解。一般來說, 組分材料在復合后由于禍合效應所致, 力學性能都發生變化, 我們只知道它們復合前的性能很難準確獲悉復合后的情況。再者, 界面層包括梯度材料的性能更是重要的然而, 界面層的性能至今仍不能準確測定。所以, 目前計算機輔助設計還處于試驗階段, 必須與微觀和宏觀力學試驗相結合才能對材料設計師提供可靠信息。此外, 關于材料微結構與殘余應力對材料強度與斷裂性能有大的影響, 這是不爭的事實但是, 現在尚缺乏定量化的分析, 對此認識大多停留在定性上或概念上。因此, 我們應該建立合理的計算模型,對不同微結構和殘余應力進行分析, 并結合SEM的在位觀測, 加深對此機理的認識, 將材料設計提高到理性層次。這里, 計算機輔助設計是大有可為的?，F在已建立了材料設計“ 專家系統” 和“ 數據庫”