複合材料力學 致力於複合材料力學與模擬分析領域知識創作與分享！
複合材料模擬分析真正用於指導工程設計還有多遠的路要走？看到這個問題可能很多人會想，複合材料模擬分析蓬勃發展了幾十年不是一直都在用於指導工程設計嗎？每天新發表的這方面的文章也是層出不窮。事實上，先進的複合材料理論發展了幾十年，工業界模擬水平還是有所滯後，工業界設計驗證還是以試驗為主，模擬輔助，且是主觀經驗性很強的模擬。另外，還有一部分基本概念、有限元理論和複合材料力學都欠缺的偽模擬，模擬對他們來說可能是漂亮的動畫或雲圖。
現在的模擬分析依然沒有擺脫其尷尬的處境。經典的力學發展了數百年，搞基礎理論研究的人想在複合材料力學理論方面有所創新已經很難了；而另一方面，現有的複合材料理論和分析方法缺乏全面的驗證，搞不清一種理論方法到底適用於哪種工況，其誤差究竟有多少，導致工程設計中無人敢用；再加上大量未經過驗證的研究工作紛紛發表，一看全會，一用全廢，讓很多人都覺得模擬分析是花拳繡腿，坐實了其花瓶兒的角色。
未來是數字化、智慧化的時代，先進模擬分析技術是數字化、智慧化的基礎，是以後工程設計的必備手段，隨著建模方法和分析方法的逐步完善和規範，其發揮的作用也將越來越大。現階段，仍然有很多基礎理論和驗證工作去做。但目前工業部門/科研院所和高校之間存在鴻溝，溝通不足，各有各的問題。
高校
高校側重基礎研究，解決具體的科學問題，但高校離實際需求較遠，有些研究會偏離實際應用；其次，其研究多著眼於細節，扎得深，看得也會窄，難以形成系統整體的規劃；另外，部分老師的研究內容多取決於經費來源，有什麼專案做什麼事，一旦經費沒有了，可能之前做得很好的工作都無法再延續，很可惜。
且近些年高校內卷嚴重，老師這個群體也是壓力山大，主要精力放在發論文、拉專案上，不這樣做，可能連留校的機會都沒有。這些年，與不少老師打過交道，認識的很多老師，都有各自擅長的領域，勤勤懇懇、認認真真耕耘了幾十年，學術水平很高，是十分令人尊敬和信任的。但也有少數人為了發論文、拉專案已經到了可以枉顧科學事實、背離學術道德的地步了，大包大攬、大吹特吹的現象普遍，花裡胡哨卻又不甚有用的東西亦不鮮見。具體到工作多由研究生操刀，草草應付了事，偏離工程實際，缺乏嚴謹求實。老一輩建立起來的信任在近些年出現了一些危機。隨著大量優秀的博士生、碩士生湧進工程單位，工業界整體的認識水平也在提升，越來越不好忽悠，高校群體也應該注意維護自己的形象，重新建立信任感，少數人的放任可能會影響工業界對群體的印象。
科研院所
這些單位通常更側重於型號研製工作，基礎科學問題可能梳理不清楚，且原有的設計體系根深蒂固，全面引入模擬分析去指導設計是要動搖根基的，不經過全面、詳實、嚴謹的驗證，沒有人敢擔責任。而這個驗證的過程是漫長、枯燥、難出成果的，且極有可能吃力不討好。看看WWFE就知道了，其目標也是為了讓先進的複合材料理論更好地去指導工程設計，每一屆都耗時數年，耗費巨大的精力，而這個時間內，都不知道有多少顆火箭、衛星上天了，相比之下，還是型號工作更容易出成績，所以，指望科研院所、企業這些工程單位去做這個事情也是不現實的。
總得有出路吧
今天跟體制內的一位朋友聊天也說起這個事情，頗有感觸，有些人在這個領域摸爬滾打十幾年甚至幾十年，是有情懷的，是想做一些有意義的事情的。隨著航空航天數字化程序的推進，模擬技術總是要發展的，設計手段終歸要進步的，原有的複合材料設計方法在減重空間上已經達到了極限，想進一步的實現輕量化，需要更深入地去摸清機理、發現問題、解決問題了，而不是一味的用保守的資料去覆蓋問題。要怎麼去做，怎麼去建立體系是很複雜的事情。
不管是哪一個尺度、哪一個層級的分析方法，上到元件、部件、全尺寸，下到元件、試樣甚至細觀，每一個層級、每一個尺度的模擬分析方法都要經過嚴格驗證，規範化建模方法，標的好分析方法。搞模擬的人都知道，想讓計算結果跟實驗結果對得上也是很容易的，中間有太多的引數都是可調的，將過程和方法固化、規範化、標準化才能儘可能地去減少人為主觀因素的影響，保證模擬分析結果的客觀性。這個需要航空航天系統內有明確需求的科研院所做出整體規劃，要驗證哪些材料？哪些層級？哪些尺度？哪些結構？哪些工況？要測試哪些基礎資料？要如何保證測試資料的可信度？以往的失去監控的實驗外包恐怕是不行的，基礎資料直接影響整個專案的成敗，是要異常嚴謹的。有了這些基礎資料之後，可以由高校來完成具體工況的盲測和修訂，最終確定出特定材料、特定層級（或尺度）、特定結構、特定工況下的建模及分析方法，形成標準。功在當代，利在千秋！前路漫漫，任重而道遠！
科技活動
每年國內有一些複合材料領域的科技比賽活動，比如複合材料學會舉辦的“上緯杯”、SAMPE學會舉辦的機翼、橋樑比賽，已成規模，但這幾項比賽在組織方式上還是有改進空間的，現階段對模擬分技術的發展沒有什麼促進作用，學生拿軟體隨便算一算，定性分析下，出幾個雲圖，只為了證明有計算這個環節，基礎資料不齊全，算也算不準。WWFE也有類似的問題，其實驗資料來源並不是都很嚴謹，有的是實驗資料，有的是引自參考文獻，且有些資料明顯是有問題的。
去年疫情的時候曾經策劃過一個類似於國內WWFE的事情，針對工程中的一些基礎問題，提煉成類似於比賽題目的形式，提供詳細的材料基礎資料，徵集參與人員進行盲測，最終評定各家的分析方法。但由於種種原因這個活動沒有成行，今天跟朋友又聊起這個事，覺得其實是可以繼續做下去的，如果有對這個活動感興趣的，歡迎聯絡，一起再策劃一下。
