飛機(jī)零組件材料選用和替代管理程序研究

李紅蕊，種煜

（中航西安飛機(jī)工業(yè)集團(tuán)股份有限公司西飛設(shè)計(jì)院，西安710089）

0 引 言

材料選用和替代是飛機(jī)零組件設(shè)計(jì)工作中的重要技術(shù)基礎(chǔ)內(nèi)容之一。材料選用技術(shù)貫穿于整個(gè)設(shè)計(jì)階段，用于指導(dǎo)設(shè)計(jì)人員解決飛機(jī)零組件設(shè)計(jì)過(guò)程中哪些材料可選和如何選取材料的問(wèn)題，是確保材料設(shè)計(jì)工作有效開(kāi)展的基礎(chǔ)。材料替代技術(shù)主要出現(xiàn)在生產(chǎn)階段，用于解決零組件生產(chǎn)過(guò)程中哪些材料可等效替代和如何替代的問(wèn)題，是技術(shù)人員處理代料問(wèn)題必須掌握的知識(shí)技能。開(kāi)展這兩項(xiàng)技術(shù)工作研究對(duì)于零組件設(shè)計(jì)中材料應(yīng)用技術(shù)和管理能力的有效提升至關(guān)重要。

長(zhǎng)期以來(lái)，設(shè)計(jì)人員在開(kāi)展飛機(jī)零組件設(shè)計(jì)工作時(shí)對(duì)于材料的選擇主要參考舊圖樣，多數(shù)情況下都是直接照搬舊圖樣中選用的材料，對(duì)于材料本身的特性和用途缺乏足夠認(rèn)識(shí)和考慮，行業(yè)內(nèi)雖已有不少供設(shè)計(jì)人員直接使用的技術(shù)資料，但卻缺乏有效的材料選用和替代技術(shù)管理體系，導(dǎo)致設(shè)計(jì)人員日常工作中除了采取“沿用”或者繼續(xù)“仿制”的對(duì)策以外，基本沒(méi)有其他更有效的技術(shù)手段。近年來(lái)隨著新研型號(hào)的不斷推進(jìn)，此種對(duì)策已經(jīng)極大地限制了設(shè)計(jì)水平的提高和新研型號(hào)技術(shù)水平的發(fā)展，并成為制約航空產(chǎn)品向設(shè)計(jì)能力進(jìn)一步提升的主要短板之一。因此，為了有效提升零組件設(shè)計(jì)中材料應(yīng)用技術(shù)和管理能力，現(xiàn)急需對(duì)材料信息標(biāo)準(zhǔn)化及材料管理架構(gòu)進(jìn)行研究，通過(guò)建立統(tǒng)一的材料選用和替代技術(shù)管理程序，運(yùn)用先進(jìn)的質(zhì)量管理方法，不斷優(yōu)化材料選用和材料替代工作，確保新研型號(hào)設(shè)計(jì)工作快速推進(jìn)。

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者在不同領(lǐng)域的材料管理、選用和替代方面，已進(jìn)行了大量的研究。國(guó)外M.F.Ashby 等對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域的材料選擇程序進(jìn)行了研究，開(kāi)發(fā)并實(shí)現(xiàn)了一種新型“四步走”的材料選擇程序，即分析材料需求—篩選出候選材料—對(duì)候選材料進(jìn)行排序—確定最佳材料，并展望了此方法在機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用。國(guó)內(nèi)，王一龍?zhí)岢鰧?duì)飛機(jī)產(chǎn)品建立專門(mén)的航空材料以及材料標(biāo)準(zhǔn)并實(shí)行單獨(dú)管理，對(duì)于航空制造行業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展意義重大；藍(lán)元沛等提出，科學(xué)、合理選材的實(shí)施需要科學(xué)的選材方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，工程領(lǐng)域選材方法的制定對(duì)于設(shè)計(jì)人員正確選材至關(guān)重要；材料替代方面，王程成對(duì)航空材料“嚴(yán)格落實(shí)代用料質(zhì)量控制”問(wèn)題進(jìn)行了深入探討，提出詳細(xì)代料原則和規(guī)定的制定，對(duì)于保證裝機(jī)材料的質(zhì)量極為重要；張日洪提出，替代料的管理對(duì)于制造業(yè)控制材料采購(gòu)成本、制造成本、訂單及時(shí)交付、控制原材料庫(kù)存資金流動(dòng)等方面意義重大，只有建立替代料管理程序才能從根本上解決企業(yè)內(nèi)部難題。

綜合上述研究來(lái)看，國(guó)內(nèi)外雖已有不少研究者對(duì)不同領(lǐng)域的材料管理、選用和替代程序進(jìn)行了研究，但大多僅論述了企業(yè)內(nèi)現(xiàn)有材料管理制度的滯后性以及材料管控程序的建立對(duì)于各領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)工作的重要性，針對(duì)實(shí)際設(shè)計(jì)生產(chǎn)使用的材料技術(shù)管理程序并沒(méi)有提出具體有效的解決方案。

本文從對(duì)飛機(jī)零組件設(shè)計(jì)中材料應(yīng)用現(xiàn)狀的分析入手，制定一套切實(shí)可行的適用于飛機(jī)零組件設(shè)計(jì)的材料選用和替代技術(shù)管理程序，并以某型機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)密封材料的選材為例，驗(yàn)證程序的有效性。

1 材料選用和替代技術(shù)

材料選用工作貫穿于整個(gè)設(shè)計(jì)階段，從設(shè)計(jì)人員提出所需材料的選用需求開(kāi)始，歷經(jīng)概念設(shè)計(jì)、初步設(shè)計(jì)及詳細(xì)設(shè)計(jì)三個(gè)階段，到最終形成產(chǎn)品規(guī)范。材料替代工作則主要出現(xiàn)在飛機(jī)試飛與批生產(chǎn)階段，由零件生產(chǎn)部門(mén)在生產(chǎn)急需或設(shè)計(jì)圖樣中所選材料不可得時(shí)提出。對(duì)于靜強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度等試驗(yàn)機(jī)或試驗(yàn)件，原則上不辦理代料，如因某些特殊原因確需辦理代料的，應(yīng)使用性能相同或性能稍低的材料進(jìn)行替代。為了做好材料選用和替代工作，首先從了解設(shè)計(jì)階段的材料選用需求以及生產(chǎn)階段的材料替代需求入手，必須按順序解決好以下三方面的技術(shù)問(wèn)題，研究思路如圖1 所示。

圖1 研究思路Fig.1 The perspectives of the research

（1）解決流程問(wèn)題：建立統(tǒng)一的材料管控流程。

（2）解決哪些材料可選和如何選取應(yīng)用問(wèn)題：制定材料優(yōu)選目錄，建立材料選用管理程序。

（3）解決哪些材料可互相等效替代和如何替代問(wèn)題：制定材料等效替代目錄，建立材料替代管理程序。

1.1 建立材料管控流程

由于飛機(jī)產(chǎn)品所用到的材料品種和材料標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量巨大，零組件設(shè)計(jì)中材料牌號(hào)、狀態(tài)、規(guī)格、材料標(biāo)準(zhǔn)的選擇以及圖樣材料信息標(biāo)注甚至材料的術(shù)語(yǔ)、定義、數(shù)據(jù)等都需要設(shè)計(jì)人員達(dá)成共識(shí)。如果對(duì)飛機(jī)設(shè)計(jì)中所用的材料以及材料標(biāo)準(zhǔn)缺少必要的管理，飛機(jī)所用材料及材料標(biāo)準(zhǔn)必然處于無(wú)序化狀態(tài)，飛機(jī)研制和生產(chǎn)進(jìn)度必然受到很大程度的制約。因此，在飛機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)源頭建立一套統(tǒng)一的材料管控流程，對(duì)型號(hào)的順利研制以及持續(xù)發(fā)展意義重大。

眾所周知，材料技術(shù)人員是材料管控體系制度的制定者，零件設(shè)計(jì)人員是材料管控體系制度的執(zhí)行者。要建立完整可行的材料管控體系，首先應(yīng)從捕獲材料選用的需求開(kāi)始。那么如何捕獲材料的選用需求，從而確保零件設(shè)計(jì)人員得到正確合理的材料信息，或許只能讓材料技術(shù)人員與零件設(shè)計(jì)人員從技術(shù)層面實(shí)現(xiàn)有效對(duì)接，除此可能別無(wú)他法。根據(jù)多年來(lái)在飛機(jī)上的材料設(shè)計(jì)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，可以采用的實(shí)施方案如圖2 所示。

圖2 實(shí)施方案Fig.2 The process of the implementation

從圖2 可以看出：策劃（P）和實(shí)施（D）階段是確保零件設(shè)計(jì)人員得到正確合理材料信息的關(guān)鍵所在。只有回答了P、D 階段材料技術(shù)人員與零件設(shè)計(jì)人員的“WHAT、WHY、HOW”三個(gè)問(wèn)題，即“哪些材料允許選用、為什么要選用某個(gè)（些）材料、如何選擇和替代材料”，才能制定出符合零件設(shè)計(jì)人員使用需求的材料優(yōu)選清單、材料等效替代清單以及材料選用替代管理控制程序文件。同時(shí)，為了保證文件體系的先進(jìn)性與適用性，還應(yīng)在后續(xù)的檢查（C）和改進(jìn)（A）階段中，隨時(shí)根據(jù)設(shè)計(jì)及生產(chǎn)需要對(duì)材料選用、替代管理和應(yīng)用技術(shù)文件體系進(jìn)行審查和改進(jìn)，只有這樣，這套材料管控體系才算具備了相應(yīng)的設(shè)計(jì)應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)。

根據(jù)對(duì)眾多材料及其標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)格、應(yīng)用特點(diǎn)的分析、總結(jié)和歸納，同時(shí)借鑒國(guó)外相關(guān)公司某些技術(shù)的設(shè)計(jì)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，完整的材料管控流程如圖3 所示，其中所有工作都以確保設(shè)計(jì)人員正確選材為目標(biāo)。

圖3 材料管控流程Fig.3 The procedure of material management

（1）制定材料選用/替代控制程序和要求

在開(kāi)展飛機(jī)主產(chǎn)品材料選用及替代工作之前，零組件設(shè)計(jì)人員必須首先了解材料選用和替代技術(shù)的工作流程，并嚴(yán)格按照該流程來(lái)進(jìn)行選材。這項(xiàng)技術(shù)內(nèi)容的制定一般由材料技術(shù)人員依據(jù)多年來(lái)飛機(jī)設(shè)計(jì)中有關(guān)材料的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)來(lái)完成，具體內(nèi)容將在2.2 和2.3 中展開(kāi)闡述。

（2）建立材料優(yōu)選目錄和材料等效替代目錄

在制定了材料選用/替代控制程序和要求的基礎(chǔ)上，還需參考國(guó)內(nèi)航空用材料的生產(chǎn)和供應(yīng)現(xiàn)狀，并結(jié)合行業(yè)內(nèi)目前在材料的采購(gòu)、加工工藝以及實(shí)際庫(kù)存等方面的實(shí)際情況，制定材料優(yōu)選目錄和材料等效替代目錄，以規(guī)范飛機(jī)設(shè)計(jì)中材料的選用/替代要求和范圍，為零組件設(shè)計(jì)人員提供材料選用/替代方面的技術(shù)支持。

（3）建立新材料選用管理流程

對(duì)于首次在飛機(jī)型號(hào)中擬選用的新研和新選材料，還需建立新材料管理流程進(jìn)行管控。應(yīng)按下述步驟鑒定合格后才可將其轉(zhuǎn)為正常原材料管理：設(shè)計(jì)人員提出新材料選用需求；技術(shù)人員制定新材料技術(shù)規(guī)范；組織實(shí)施新選材料技術(shù)鑒定；采購(gòu)新材料并進(jìn)行入廠驗(yàn)收；合格后納入材料優(yōu)選目錄，轉(zhuǎn)為正常原材料管理。

（4）建立材料設(shè)計(jì)選用指南

除上述要求外，還需制定設(shè)計(jì)選用指南。選用指南是規(guī)定產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)遵循的技術(shù)準(zhǔn)則、方法和基本要求的一類(lèi)知識(shí)手冊(cè)，對(duì)于缺乏經(jīng)驗(yàn)的年輕設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)，通過(guò)材料設(shè)計(jì)選用指南，能很快掌握這項(xiàng)基礎(chǔ)技術(shù)的設(shè)計(jì)應(yīng)用，從而優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程中“認(rèn)識(shí)—實(shí)踐—再認(rèn)識(shí)”的摸索過(guò)程，自主設(shè)計(jì)能力肯定會(huì)大幅提高。

（5）對(duì)材料標(biāo)準(zhǔn)/規(guī)范的有效性進(jìn)行管理

對(duì)生產(chǎn)部門(mén)而言，近年來(lái)供貨渠道多變，材料標(biāo)準(zhǔn)來(lái)源眾多并且內(nèi)容差別較大，因此需要對(duì)飛機(jī)設(shè)計(jì)圖樣及文件中用到的材料標(biāo)準(zhǔn)/規(guī)范的有效性進(jìn)行規(guī)范管理，如建立材料現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)目錄，規(guī)定這些材料標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)行版次信息以及在實(shí)際生產(chǎn)中的使用要求，以避免造成生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)材料使用混亂、零件返修、報(bào)廢等問(wèn)題。

（6）圖樣的材料標(biāo)準(zhǔn)審簽

對(duì)于所有的設(shè)計(jì)圖樣和文件，如果其中標(biāo)注有材料標(biāo)識(shí)，則這些設(shè)計(jì)圖樣和文件在其正式發(fā)放前，都應(yīng)該提交材料主管單位進(jìn)行材料標(biāo)準(zhǔn)化審查，審簽人員應(yīng)對(duì)圖樣中選用的材料是否滿足各類(lèi)文件要求以及所選材料的材料標(biāo)識(shí)是否正確完整進(jìn)行審核并簽署，并且所給處理意見(jiàn)應(yīng)滿足相關(guān)文件的規(guī)定。

1.2 制定材料選用管理程序

解決了流程問(wèn)題之后，下一步需要解決哪些材料可選和如何選取應(yīng)用的問(wèn)題。長(zhǎng)期以來(lái)，飛機(jī)持續(xù)走仿制的運(yùn)行模式使得設(shè)計(jì)階段中材料及材料標(biāo)準(zhǔn)選用管理的重要性沒(méi)有凸現(xiàn)出來(lái)，以至于設(shè)計(jì)工作中缺乏大批相對(duì)完善和實(shí)用的材料及材料標(biāo)準(zhǔn)選用管理技術(shù)文件。因此在開(kāi)展飛機(jī)材料的設(shè)計(jì)工作之初優(yōu)先制定材料選用管理程序，對(duì)于材料管控體系的建立和飛機(jī)產(chǎn)品向設(shè)計(jì)能力的提升顯得尤為重要。經(jīng)過(guò)對(duì)當(dāng)前設(shè)計(jì)工作中的選材程序進(jìn)行總結(jié)和分析，同時(shí)參考相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)的先進(jìn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，材料選用管理程序流程如圖4所示。

圖4 材料選用管理程序Fig.4 The procedure of material selection management

（1）材料選用需求提出

零組件設(shè)計(jì)所需材料的選用需求通常由零組件設(shè)計(jì)人員提出。材料選用需求的提出應(yīng)充分考慮零組件的所有與使用材料相關(guān)的設(shè)計(jì)要求，并力求這些所有的相關(guān)設(shè)計(jì)要求都能被滿足。零組件設(shè)計(jì)要求中與使用材料相關(guān)的設(shè)計(jì)要求通常主要包括但并不限于以下內(nèi)容：功能要求；載荷要求（包括動(dòng)載荷、靜載荷以及沖擊載荷）；可靠性要求；使用環(huán)境要求；維修性要求；經(jīng)濟(jì)性要求；使用壽命要求；外形尺寸和重量要求；加工和制造要求；質(zhì)量檢查要求。

（2）候選材料確定

在確定候選材料之前，零組件設(shè)計(jì)人員必須首先明確零組件設(shè)計(jì)要求中與使用材料相關(guān)的設(shè)計(jì)要求的具體指標(biāo)或數(shù)據(jù)范圍，并盡可能將其轉(zhuǎn)化為對(duì)相關(guān)材料使用特征信息（如材料種類(lèi)、品種、牌號(hào)或材料名稱、供應(yīng)狀態(tài)、規(guī)格、顏色、材料規(guī)范/標(biāo)準(zhǔn)等）的需求，即制定材料優(yōu)選目錄，候選材料的確定必須以這些使用特征為依據(jù)。

（3）篩選候選材料

對(duì)于同一個(gè)零件，當(dāng)有多個(gè)候選材料滿足設(shè)計(jì)需要時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)在保證材料采購(gòu)渠道暢通，不影響生產(chǎn)任務(wù)的前提下優(yōu)先選擇經(jīng)濟(jì)性最好的材料。材料的經(jīng)濟(jì)性一般應(yīng)著重考慮以下4 方面的因素：材料的價(jià)格因素；材料加工成本或生產(chǎn)技術(shù)成本；材料的庫(kù)存現(xiàn)狀；材料的維修以及處置成本等。

（4）確定材料標(biāo)識(shí)及其標(biāo)注要求

在設(shè)計(jì)圖紙中，材料標(biāo)識(shí)通常由其主要材料信息組成，一般包括材料名稱、牌號(hào)、規(guī)格、材料標(biāo)準(zhǔn)等，各個(gè)信息之間采用“-”來(lái)連接，如：聚四氟乙烯板-δ1.5-GJB 3026，對(duì)于確定選用的材料，零組件設(shè)計(jì)人員應(yīng)按以下原則來(lái)確定該材料的材料標(biāo)識(shí)：滿足具體的設(shè)計(jì)要求；滿足具體材料的基本采購(gòu)要求；符合規(guī)定的材料規(guī)范/標(biāo)準(zhǔn)或材料主管單位確定的材料信息；一個(gè)材料標(biāo)識(shí)對(duì)應(yīng)唯一的一個(gè)材料。

而對(duì)于所有正式發(fā)出的設(shè)計(jì)圖樣和文件，不允許標(biāo)注不完整、不準(zhǔn)確以及材料信息隨意簡(jiǎn)化或者隨意組合的材料標(biāo)識(shí)。材料標(biāo)識(shí)的標(biāo)注位置應(yīng)盡可能固定和統(tǒng)一，應(yīng)以清楚準(zhǔn)確表達(dá)所用材料的材料標(biāo)識(shí)為前提，必要時(shí)可在文件適當(dāng)位置將該文件采用的所有材料的標(biāo)識(shí)以列表的形式匯總給出，以確保生產(chǎn)部門(mén)能快速準(zhǔn)確獲取到這些材料標(biāo)識(shí)的相關(guān)規(guī)定。

（5）確定其他相關(guān)設(shè)計(jì)要求

其他相關(guān)設(shè)計(jì)要求主要包括零件的制造、加工、成形、表面處理、熱處理、無(wú)損檢查以及裝配要求（裝配要求僅適用于裝配件）等。為了確保零組件后續(xù)的順利生產(chǎn)、加工、裝配和使用，零組件設(shè)計(jì)人員還應(yīng)根據(jù)具體的設(shè)計(jì)需求并結(jié)合相關(guān)工藝要求對(duì)該零組件的其他設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)進(jìn)行確定，并在規(guī)定位置給出所確定的設(shè)計(jì)要求。

（6）材料標(biāo)識(shí)的審查

材料主管單位技術(shù)人員應(yīng)對(duì)圖樣中選用的材料是否滿足各類(lèi)文件要求，以及所選材料的材料標(biāo)識(shí)是否正確完整進(jìn)行審核并簽字確認(rèn)。

1.3 制定材料替代管理程序

理論上來(lái)說(shuō)，零件設(shè)計(jì)人員只要遵循上述材料選用管理的程序要求，就能高質(zhì)量完成圖樣中的材料選材工作。但是在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，由于渠道、質(zhì)量或者其他不可抗力因素，導(dǎo)致所選材料不可得或生產(chǎn)急需時(shí)頻繁提出材料替代問(wèn)題。因此為了避免延誤生產(chǎn)進(jìn)度，保證生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)狀況的有序進(jìn)行，還需對(duì)材料替代問(wèn)題發(fā)生后的處理過(guò)程進(jìn)行總結(jié)和分析，制定材料替代管理程序，如圖5 所示。

圖5 材料替代管理程序Fig.5 The procedure of material substituting management

（1）材料替代問(wèn)題的提出和接收

材料替代問(wèn)題一般由零件生產(chǎn)部門(mén)提出，僅當(dāng)設(shè)計(jì)圖樣中規(guī)定的材料不可得或者生產(chǎn)急需的情況下才允許提出。設(shè)計(jì)人員通過(guò)判斷替代材料各方面性能指標(biāo)是否均能滿足（或不降低）零件的所有設(shè)計(jì)要求并不影響產(chǎn)品使用功能的實(shí)現(xiàn)來(lái)決定是否接收生產(chǎn)部門(mén)提出的材料替代問(wèn)題。

（2）代料單的接收

零件設(shè)計(jì)人員應(yīng)負(fù)責(zé)接收生產(chǎn)部門(mén)提出的自己負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)零件的“代料單”，并應(yīng)按權(quán)限處理該“代料單”所提的問(wèn)題。

（3）替代可行性分析或評(píng)估

替代可行性分析或評(píng)估可結(jié)合具體零件的所有相關(guān)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行。如果替代可行性分析或評(píng)估結(jié)果滿足所有相關(guān)設(shè)計(jì)要求，則允許替代，否則不允許替代。

（4）簽署和批準(zhǔn)

在簽署處理結(jié)論為允許替代的代料單時(shí)，應(yīng)先提交材料專業(yè)技術(shù)人員會(huì)簽，以確保采用替代材料的材料標(biāo)識(shí)正確完整和措施可行，并且所給處理意見(jiàn)應(yīng)滿足相關(guān)文件的規(guī)定。材料專業(yè)技術(shù)人員通過(guò)后還需提請(qǐng)用戶代表批準(zhǔn)，用戶代表同意則允許代料，用戶代表不同意，材料代料單立即作廢。對(duì)于民用飛機(jī)，按照主制造商要求，應(yīng)報(bào)適航工程委任代表會(huì)簽。

2 實(shí)例驗(yàn)證

為驗(yàn)證材料選用和替代管理程序在飛機(jī)設(shè)計(jì)與生產(chǎn)中的實(shí)際實(shí)施效果，本程序在某型軍用飛機(jī)上進(jìn)行應(yīng)用。

2.1 材料選用程序

在進(jìn)行某型機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)密封材料的選材工作時(shí)，零件設(shè)計(jì)人員采用新型材料選用程序替代傳統(tǒng)的直接參考舊圖樣中材料的做法，材料選用程序如圖6 所示。

圖6 某型機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)密封材料選用程序Fig.6 The selection procedure of sealing materials of a certain aircraft structure

（1）對(duì)機(jī)體結(jié)構(gòu)密封材料的選用需求進(jìn)行分析：因機(jī)體結(jié)構(gòu)具有電磁脈沖防護(hù)能力，需采取針對(duì)性電磁脈沖防護(hù)措施，在針對(duì)艙門(mén)、口蓋、縫隙及孔等典型結(jié)構(gòu)的防護(hù)方法中，需選用導(dǎo)電密封劑。

（2）結(jié)合該需求，零件設(shè)計(jì)人員在對(duì)應(yīng)飛機(jī)型號(hào)的選材目錄中篩選確定兩種候選材料：HM315A導(dǎo)電有機(jī)硅密封劑和HM1776 導(dǎo)電聚硫代醚密封劑。

（3）對(duì)兩種候選材料的主要性能及用途進(jìn)行分析對(duì)比，發(fā)現(xiàn)HM315A 導(dǎo)電有機(jī)硅密封劑適合用于金屬導(dǎo)電材料接口縫內(nèi)的電連接密封，而HM1776 導(dǎo)電聚硫代醚密封劑更適合用于復(fù)合材料整體油箱以及電子設(shè)備艙的密封，飛機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)大多采用強(qiáng)度很高的金屬材料，因此選定HM315A 導(dǎo)電有機(jī)硅密封劑用于機(jī)體結(jié)構(gòu)的密封。

（4）確定HM315A 的材料標(biāo)識(shí)，完成圖樣的發(fā)放。

2.2 材料替代管理程序

材料替代管理程序的實(shí)施保證生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)狀況的有序運(yùn)行。例如在制造某型機(jī)電氣系統(tǒng)使用的導(dǎo)電墊片時(shí)，設(shè)計(jì)圖樣中所選T3 銅合金材料庫(kù)存緊缺，零件供應(yīng)部門(mén)按照材料替代管理程序開(kāi)展材料替代工作，具體工作流程如圖7 所示。

圖7 某型機(jī)電氣系統(tǒng)導(dǎo)電墊片材料替代程序Fig.7 The substituting procedure of conductive gasket in the electrical system of a certain aircraft

（1）零件供應(yīng)部門(mén)結(jié)合庫(kù)存情況，查閱相關(guān)圖樣或文件，提出“用T2 銅合金代替T3 銅合金材料”的代料申請(qǐng)。

（2）設(shè)計(jì)人員在收到代料申請(qǐng)后，對(duì)T2 和T3銅合金材料的各方面性能指標(biāo)進(jìn)行分析對(duì)比，判斷出“T2 銅合金均能滿足導(dǎo)電墊片的所有設(shè)計(jì)要求”，同意接收生產(chǎn)部門(mén)提出的“代料單”。

（3）設(shè)計(jì)人員對(duì)代料問(wèn)題進(jìn)行替代可行性及評(píng)估，給出“允許使用T2 銅合金代替T3 銅合金”的最終意見(jiàn)。

（4）零件供應(yīng)部門(mén)在收到回復(fù)的代料單后，選用T2 銅合金完成導(dǎo)電墊片的生產(chǎn)。

綜上所述，材料選用和替代管理程序的制定是確保材料管控體系有效運(yùn)行的最佳策略，只有將這兩項(xiàng)技術(shù)基礎(chǔ)的應(yīng)用都落到實(shí)處，飛機(jī)產(chǎn)品的研制能力才能真正提升，企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展才能得到根本保證。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文從對(duì)飛機(jī)零組件設(shè)計(jì)中材料應(yīng)用現(xiàn)狀的分析入手，指出了目前設(shè)計(jì)人員在材料應(yīng)用工作中存在的問(wèn)題，給出了今后開(kāi)展材料選用和替代工作應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注的技術(shù)內(nèi)容以及應(yīng)該遵循的工作流程，制定了切實(shí)可行的材料選用和替代技術(shù)管理程序，并對(duì)所提出程序的與時(shí)俱進(jìn)性和所建立數(shù)據(jù)庫(kù)的管理提出了建議。此項(xiàng)工作的開(kāi)展將對(duì)于指導(dǎo)設(shè)計(jì)人員正確選材起到關(guān)鍵作用，并且對(duì)于解決今后新型號(hào)飛機(jī)材料設(shè)計(jì)及生產(chǎn)過(guò)程中的實(shí)際問(wèn)題以及提升整個(gè)航空制造企業(yè)的產(chǎn)品正向設(shè)計(jì)能力大為有益。

但結(jié)合目前航空企業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展戰(zhàn)略要求來(lái)看，僅制定材料選用和替代技術(shù)管理程序還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，今后可在此基礎(chǔ)上繼續(xù)開(kāi)展適應(yīng)于三維數(shù)字化設(shè)計(jì)的材料數(shù)字化管理和應(yīng)用技術(shù)的研究，包括基于材料選擇器的研發(fā)和材料數(shù)據(jù)庫(kù)軟件的建立，為飛機(jī)零組件的材料設(shè)計(jì)工作提供強(qiáng)有力的技術(shù)支持。