За последние пятнадцать лет наиболее совершенные компози­ционные материалы превратились из новинок, созданных в лабо­раториях, в обыденную промышленную продукцию, используе­мую как в несущих, так и во вспомогательных конструкциях самолетов и ракет.

Структурное конструирование является всегда итерационным процессом, начинающимся с создания конструкторских предста­влений о целесообразных путях использования новых материалов. Существует целый ряд факторов, которые должны учитываться в процессе производства: масса материала; цена материала, вклю­чающая стоимость его разработки; легкость в переработке; на­дежность и испытанность. Значимость того или иного фактора зависит от области применения материала. Уменьшение массы особенно важно при создании материалов для космической тех­ники. При использовании новых материалов в гражданском самолетостроении существенным является снижение стоимости материала и технологических проводок. Снижение массы и умень­шение размеров деталей при конструировании новых авиацион­ных систем приводит, в конечном итоге, к снижению цены на изделия.

Процесс конструирования включает выбор структуры мате­риала. Итерационный подход заключается во все более глубоком изучении свойств материалов при выборе из все меньшего числа предполагаемых структур. Конечным итогом этой операции яв­ляется начало самой конструкторской работы. В отличие от ме­таллов, композиционные материалы сами являются объектом оптимизации для использования в конкретных структурах.

Детальное конструирование и особенности методов проекти­рования, связанные с использованием композиционных материа­лов, в настоящее время находятся еще на более низком уровне проработки, чем те же вопросы для металлов, Так как компози­ционные материалы формируются из большого числа индивиду­альных слоев, каждый из которых имеет свою ориентацию, можно теоретически создать структуру с оптимальными характеристи­ками. Практически же эти характеристики определяются большим числом условий: особенностью конструкции, возможностями про-

Изводства, испытаний и эксплуатационными характеристиками. Основным является то, что от основных характеристик материала существенно зависит выбор конструкции проектируемых де­талей.

Проектирование и анализ конструкций нового типа могут быть ускорены только при использовании компьютеров. Однако все эти процессы могут быть упрощены, если используются пред­варительные конструкторские оценки.

Такой упрощенный конструкторский подход, аналогичный предварительному проектированию, является предметом обсу­ждения в данной главе и схематически показан на рис. 20.1.