该文提出了一个系统的方法来估算碳/环氧复合材料制造工艺的工艺时间,并针对热压釜工艺建立了工艺成本估算模型即技术成本模型;同时,以孔隙作为特征微结构,以材料强度为产品特征性能,由于不同的工艺控制变量将导致材料的微结构和力学性能发生很大变化,同时不同的工艺控制变量也将导致工艺成本的显著差别,基于这种考虑,本文以复合材料的性能、成本平衡为目标,进行了工艺参数、微结构、力学性能和工艺成本的集成分析,确定了工艺操作变量的合理范围,提出了工艺成本-性能平衡指数的概念,为科学地优化复合材料工艺设计、降低工艺成本奠定了基础.具体地讲,本文从以下几个方面进行了研究:1.研究了复合材料制造工艺时间的理论估算方法,建立了以一阶速度反应式为基础的基于工艺的估算模型,该模型反映了制件设计尺寸变量对工艺时间的影响,该模型客观并可从物理角度进行解释、容易进行修改或更新;提出了一个普遍的和定量的方法,即信息理论和微分几何的方法来表征制件形状复杂性对工艺时间的影响,并把复杂性作为一个相对独立的项并入一阶模型,共同反映制件尺寸和复杂性对工艺时间的影响;将所建立的方法针对几种典型形状的制件进行了应用分析,计算了其复杂性信息含量.2.建立了针对热压釜工艺的工艺成本估算模型,并确定了工艺成本的组成和计算方法,研究了固化时间估算的标度模型,并对模具成本的估算进行了初步探讨;针对具体构件,对所建立的工艺成本估算模型进行了系统地应用分析,包括尺寸效应分析、复杂性效应分析和批量效应分析,对设计者在设计和成本之间进行选择提供了理论指导.3.探讨了热压釜工艺中孔隙形成和生长的机理模型,包括气泡的形成、气泡的平衡条件以及由扩散控制的气泡生长,对模型的输入参数和变量进行了具体分析.4.建立了超声衰减系数与层间剪切强度、弯曲强度和拉伸强度的关系,得到了层合板性能下降的临界孔隙率值;建立了工艺参数与孔隙率和层合板的层间剪切强度、弯曲强度和拉伸强度的定量分析关系;提出了工艺成本-性能平衡指数的概念,并分析了不同工艺参数情况下工艺成本和力学性能的平衡选择关系,为以后针对不同材料体系和不同工艺技术的工艺成本和性能研究奠定了基础.