和金屬材料相比，復(fù)合材料從生產(chǎn)到應(yīng)用，包括了設(shè)計(jì)，材料和工藝三部分。設(shè)計(jì)是這個(gè)過(guò)程的最基礎(chǔ)部分。復(fù)合材料的設(shè)計(jì)水平也直接決定了材料和工藝的發(fā)展空間。

而國(guó)內(nèi)三者中，設(shè)計(jì)這一環(huán)節(jié)最顯薄弱，已嚴(yán)重制約了我國(guó)先進(jìn)復(fù)合材料應(yīng)用的發(fā)展。以航空航天為核心的國(guó)防軍工部門尚且如此，其它民用部門情況尤甚。設(shè)計(jì)影響應(yīng)用的例子不勝枚舉，如風(fēng)機(jī)葉片設(shè)計(jì)，國(guó)外已大量應(yīng)用先進(jìn)復(fù)合材料，形成碳纖維應(yīng)用的大戶，但國(guó)內(nèi)進(jìn)展很慢。一個(gè)重要原因是我們的葉片多是引進(jìn)工程，沒(méi)有原始設(shè)計(jì)產(chǎn)權(quán)，對(duì)所用材料不敢做輕易更改。重新設(shè)計(jì)時(shí)連載荷都沒(méi)有，因?yàn)橐M(jìn)時(shí)人家不會(huì)詳細(xì)給出。

復(fù)合材料設(shè)計(jì)，包括計(jì)算分析，是一個(gè)專門的技術(shù)。國(guó)際上認(rèn)為培養(yǎng)一個(gè)成熟的復(fù)合材料設(shè)計(jì)師至少需要10年。國(guó)內(nèi)嚴(yán)重缺乏有經(jīng)驗(yàn)的復(fù)合材料設(shè)計(jì)人員，已普遍影響到復(fù)合材料的應(yīng)用發(fā)展。如復(fù)合材料設(shè)計(jì)中最有特色的乃是鋪層設(shè)計(jì)，但國(guó)內(nèi)很少有人真正掌握鋪層設(shè)計(jì)的原則和方法，弄不清材料許用值和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)值的來(lái)源和用法。有些人知道一點(diǎn)強(qiáng)度理論，但不知道復(fù)合材料強(qiáng)度、剛度計(jì)算的工程方法，甚至不了解國(guó)際上通行的分析和驗(yàn)證用的“積木式”(BBA-Building Block Approach)方法，很少有人具體掌握復(fù)合材料連接設(shè)計(jì)、疲勞耐久性設(shè)計(jì)、損傷容限設(shè)計(jì)、穩(wěn)定性設(shè)計(jì)、環(huán)境影響及其防護(hù)設(shè)計(jì)、修理設(shè)計(jì)等許多具體設(shè)計(jì)技術(shù)和要領(lǐng)。

設(shè)計(jì)人員發(fā)不出符合上述諸原則的設(shè)計(jì)圖紙來(lái)，試問(wèn)生產(chǎn)部門如何進(jìn)行具體的選材和制造?復(fù)合材料必用的連接設(shè)計(jì)，我們現(xiàn)有的計(jì)算方法仍是以前驗(yàn)證過(guò)的方法，已有人指出并不太準(zhǔn)確。

設(shè)計(jì)還有一個(gè)重要的問(wèn)題，即規(guī)范和手冊(cè)等軟件建設(shè)的問(wèn)題。國(guó)外十分重視有組織地制訂相應(yīng)規(guī)范，提出“開(kāi)發(fā)編制全行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，改進(jìn)最終產(chǎn)品一致性”的口號(hào)，減少風(fēng)險(xiǎn)，降低成本，促進(jìn)應(yīng)用。以各大飛機(jī)公司而言無(wú)一例外地均有自己的《復(fù)合材料設(shè)計(jì)手冊(cè)》，而我們基本沒(méi)有。至于專門用于復(fù)合材料設(shè)計(jì)分析軟件的開(kāi)發(fā)，國(guó)內(nèi)也遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于國(guó)際的水平，如Fiber SIM，Hyper Sizer等軟件的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用等。

發(fā)展碳纖維復(fù)合材料的應(yīng)用還有很多技術(shù)難題需要解決，在碳纖維復(fù)合材料設(shè)計(jì)方面我們還需要更多的投入，對(duì)于相關(guān)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)和原則也需要進(jìn)行統(tǒng)一。