复合材料加筋壁板制造成本的快速估算模型

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1、复合材料加筋壁板制造成本的快速估算模型术吕毅1，张伟2(1．西安航空学院飞行器学院，西安710077；2．西北工业大学无人机特种技术重点实验室，西安710072)【摘要】为了能够在设计阶段早期对复合材料加筋壁板制造成本进行快速估算，提出了一种以结构设计重量为主要驱动因素的制造成本估算模型。该模型的关键是考虑了诸如材料成本比重系数、制造工艺系数、蒙皮形状系数、筋条形状系数、材料利用率系数等合理取值。以某验证试验的试验件制造成本估算为例，估算成本与实际制造成本的偏差为10．8％，说明了采用该方法对复合材料加筋壁板制造成本进行快速估

2、算的结果是可以为设计人员提供决策依据的。关键词：复合材料；加筋壁板；结构设计重量；制造成本；快速估算模型FastEstimationModelofManufacturingCostofCompositesStiffenedPanelLOYi’，ZHANGWei2(1．SchoolofAerocraftEngineering，Xi’anAeronauticalUniversity,Xi’an710077，China；2．KeyLaboratoryofScienceandTechnologyonUAV,NorthwesternPo

3、lytechnicaiUniversity,Xi’an710072，China)IABSTRACTlInordertoquicklyestimatethemanufacturingcostofcompositesstiffenedpanelintheearlystageofde-sign，amanufacturingcostestimationmodelbasedontheweightofdesignedstructureisproposedinthispaper．Thekeyofthemodelisthatconsidere

4、dthereasonablevalueofmaterialcostratiocoefficient，manufacturingprocesscoefficient，skinshapecoefficient，stiffenershapecoefficient，materialutilizationratiocoefficientare，eta1．Inacasestudyonthecostesti-marionofavalidatedtestpart，thedeviationbetweentheestimatedcostandac

5、tualmanufacturingcostis10．8％，theresultsshowthatthecurrentmodelCanbeusedtoestimatethemanufacturingcostofcompositesstiffenedpanel，whichcanpro—videthebasisfordecisionmaking．Keywords：Composites；Stiffenedpanel；Weightofdesignedstructure；Manufacturingcost；Fastestimationmod

6、elDoI：10．16080／j．issnl671—833x．2017．06．084在飞机上采用以碳纤维复合材料为代表的先进复合材料可以大幅度减轻机体结构重量、提高飞机的综合性能，复合材料在飞机结构中所占比重也已成为衡量飞机先进性的重要指标Ⅲ。然而，长期居高不下的生产制造成本仍然是扩大其应用的主要经济障碍伫】。设计早期的成本估算有助于复合材料结构产品性能与成本的权衡131。由于复合材料结构制造成本在很大程度上由设计方案决定¨l，而先进复合材料的制造技术种类繁多，技术的先进程度差别大【6】，因此在飞机设计阶段早期，建立一个统一快

7、速的方法来估算复合材料结构制造成本显得非常必要。·基金项目：陕西省自然科学基金项目(2016JQl043)；西安航空学院校级科研基金项目(2016KYll01)。84航空翻造技术·2017年第6期目前，有关复合材料制造成本估算模型通常可以分为两大类：参数成本模型(ParametricCostModels，PCM)和制造工艺成本模型(ManufacturingProcessCostModels，MPCM)[710PCM使用前提是找出影响成本的重要驱动因素；MPCM使用前提是熟悉成本发生过程，即基于对制造过程的准确理解将其标准化。

8、由于国内现阶段复合材料制造业管理水平不高，数据可靠性差【8l，各制造厂商技术水平差异大，在设计早期，用MPCM对制造成本进行估算是非常困难的。而很多研究工作都已证明采用PCM能够较好用于产品的概念设计阶段f9。1“。本文以飞机复合材料结构中最常见的薄壁类构件复合材料加筋壁板为