(整理)复合材料学思考题
复合材料力学课后答案
复合材料力学课后答案复合材料是由两种或两种以上的材料组合而成的材料,它们的组合可以发挥出各自材料的优点,同时弥补各自材料的缺点。
复合材料力学作为复合材料的一门重要学科,研究复合材料的力学性能和行为,对于工程设计和材料应用具有重要意义。
下面是一些关于复合材料力学的课后答案,希望能够帮助大家更好地理解和掌握这一学科。
1. 什么是复合材料的弹性模量?复合材料的弹性模量是指在弹性阶段内,应力与应变之间的比值。
对于各向同性的复合材料,其弹性模量可以通过Hooke定律来计算,即弹性模量E等于应力σ与应变ε的比值。
对于各向异性的复合材料,其弹性模量需要考虑不同方向上的应力和应变,可以通过各向异性弹性模量矩阵来计算。
2. 复合材料的弯曲强度受哪些因素影响?复合材料的弯曲强度受到很多因素的影响,主要包括纤维的类型和体积分数、基体的类型和性能、纤维和基体之间的界面结合情况、复合材料的制备工艺等。
其中,纤维的类型和体积分数对复合材料的弯曲强度影响较大,纤维的强度和刚度越高,体积分数越大,复合材料的弯曲强度也会相应增加。
3. 复合材料的疲劳行为有什么特点?复合材料的疲劳行为与金属材料有所不同,主要表现在以下几个方面,首先,复合材料的疲劳寿命较短,一般情况下比金属材料要短;其次,复合材料的疲劳裂纹扩展速度较快,裂纹扩展路径也较为复杂;最后,复合材料的疲劳性能受到温度、湿度等环境因素的影响较大,需要进行综合考虑。
4. 复合材料的层合板在受力时会出现哪些失效模式?复合材料的层合板在受力时可能会出现多种失效模式,主要包括纤维拉断、剪切破坏、压缩破坏、剪切压缩破坏等。
这些失效模式的出现与复合材料的层合板结构、受力方向、载荷类型等有关,需要根据具体情况进行分析和判断。
5. 复合材料的界面结合对其性能有何影响?复合材料的界面结合对其性能有着重要影响,良好的界面结合可以提高复合材料的强度、刚度和耐久性,同时也能有效防止裂纹扩展和层间剥离等失效现象的发生。
复合材料原理第二版课后答案
复合材料原理第二版课后答案复合材料原理第二版课后答案第一章:绪论1.什么是复合材料?复合材料是由两种或两种以上的材料组成的各司其职、相互补充的一种材料。
2.复合材料的特点有哪些?复合材料具有强度高、刚度大、重量轻、抗腐蚀性强、无疲劳断裂、易成型等特点。
3.复合材料的分类有哪些?按矩阵分类有无机复合材料和有机复合材料;按增强材料分类有无定向增强和定向增强。
第二章:基础知识1.复合材料的加工方式有哪些?常用的复合材料加工方式有手工层压法、自动层压法(RTM、RTM-L、VARTM等)、注塑法、卷制法、旋转成型法等。
2.复合材料中的力学基础知识有哪些?复合材料中的力学基础知识包括应力、应变、应力应变关系、拉伸和压缩、剪切和弯曲等。
3.复合材料中的热力学基础知识有哪些?复合材料中的热力学基础知识包括热膨胀、热导率、热扩散系数等。
第三章:复合材料的基本组成1.复合材料的基本组成是什么?复合材料的基本组成是增强材料和矩阵材料。
2.复合材料的增强材料有哪些?复合材料的增强材料主要有碳纤维、玻璃纤维、聚合物纤维、金属纤维等。
3.复合材料的矩阵材料有哪些?复合材料的矩阵材料主要有四类,即金属基矩阵材料、有机高分子基矩阵材料、无机非金属基矩阵材料、无机金属基矩阵材料。
第四章:复合材料的制备过程1.复合材料的制备过程有哪些?复合材料的制备过程一般包括预处理、增强体制备、矩阵制备、复合成型和后处理等步骤。
2.复合材料的预处理有哪些?复合材料的预处理包括增强体表面处理、矩阵材料预处理、增强体和矩阵的匹配等。
3.如何选择复合材料的制备方法?选择复合材料的制备方法需要考虑到其应用环境和性能要求。
第五章:复合材料的性能和应用1.复合材料的性能有哪些?复合材料的性能包括机械性能、物理性能、化学性能等。
2.复合材料的应用领域有哪些?复合材料的应用领域包括航空航天、轨道交通、建筑结构、汽车制造、石油化工等领域。
3.复合材料的未来发展趋势是什么?未来复合材料的发展趋势是多材料复合、纳米复合、生物仿生等方向的综合发展。
复合材料复习总结
120114班聚合物基复合材料复习总结(初)出品人:黄程程你们复习的时候可以把重点记在空白处n(*叁VW *)n,欢迎补充UD:unidirectional 单向性的Quasi-isotropic准各向同性的Cure固化precure预固化stiffness 刚度strength 强度toughness韧性ILSS层间剪切强度CTE 热膨胀系数(coefficient of thermal expansion)carbon fiber 碳纤维VGCF 气相生长碳纤维(vapor-phase growth)SNCB气相生长纳米碳纤维CNT碳纳米管(carbon nanotube)sizing 上浆Torayca日本东丽台塑Tairyfil 三菱树脂DialeadPCF:沥青基碳纤维(pitched-based carbon fiber)Glass fiber玻璃纤维C-GF:耐化学腐蚀玻璃纤维A-GF:普通玻纤D-GF:低介玻纤,雷达罩材料E-GF:电工用玻纤(碱金属含量<1%)S-GF高强M-GF高模AF:芳纶纤维(Aramid fiber)「「丁人:聚对苯二甲酰对苯二胺poly-p-phenylene terephthamide对位芳酰胺纤维Kevlar) PMIA:间位芳酰胺纤维(代表Nomex)DuPont杜邦Boron Fiber 硼纤维Alumina Fiber氧化铝纤维Basalt Fiber玄武岩纤维UHMWPE Fiber(ultrahigh molecular weight polyethylene超高分子量聚乙烯纤维8”1:双马来酰亚胺树脂curing agent固化剂PEEK:聚醚醚酮树脂PEK:聚醚酮树脂PES:聚醚砜树脂PEI:聚醚酰亚胺树脂PPS:聚苯硫醚树脂Epoxy resin 环氧树脂Unsaturated polyester resin丁£丁人:三乙烯四胺(triethylene tetramine)DDS:二氨基二苯基砜(diaminodiphenyl sulfone);DDM 二氨基二苯基甲烷Vinyl ester resin:乙烯基环氧树脂Phenolic resin 酚醛树脂RTM: (resin transfer molding)树脂传递模塑CAI:压缩后冲击强度Individual tows:单向带laminate 层压板Multiaxielmultiply fabric 多轴向织物或者Non-crimp fabric :NCF无皱褶织物Prepreg 预浸料unidirectional prepreg 单向预浸料Pot life 适用期(树脂)workinglife(纤维)Shelf life储存期Resin flowability 树脂流动度Lay Up铺贴Gel time凝胶时间Tack粘性drape铺覆性resin content树脂含量Fiber areal density 纤维面密度volatile content 挥发分含量Separation film 分离膜Honeycomb sandwich construction 蜂窝夹心结构Infrared spectroscopy 红外光谱ATL: Automated tape-laying自动铺带法(CATL曲面铺带;FATL平面铺带)AFP:纤维自动铺放技术Automated fiber placementPultrusion拉挤成型OoA:非热压罐成型工艺out of autoclaveAllowables 许用值design Allowables 设计许用值Robustness 鲁棒性BVID目视勉强可检ISO国际标准ASTM美国标准HB中国航空标准JC中国建筑材料工业部标准FTIR-ATR傅里叶变换衰减全反射红外光谱法1.碳纤维PAN 一般采用湿法纺丝?因为干纺生产的纤维中溶剂不易洗净,在预氧化及碳化的过程将会由于残留溶剂的挥发或者分解而造成纤维粘结,产生缺陷。
【VIP专享】复合材料思考题
复合材料1.根据复合材料的定义,试举一种以金属、陶瓷或高分子为基体的复合材料,并说明其特性。
用经过选择的、含一定数量比的两种或两种以上的组分(或称组元),通过人工复合、组成多相、三维结合且各相之间有明显界面的、具有特殊性能的材料。
2.在给定基体材料和增强材料的前提下,如何才能获得优异性能的复合材料,试举一例说明。
3.复合材料制备方法的选择要遵循哪些原则?增强材料损伤小、分布可控、发挥性能优势、性能/价格比低4.弥散强化是如何实现的?弥散颗粒对位错的钉扎5.根据连续纤维增强原理,说明采用哪些措施可以获得性能优异的连续纤维增强复合材料?优异的纤维性能、足够的纤维体积分数、与整体结构配合的纤维排列、良好的界面结合、基体具有良好的塑性、基体性能均匀。
6.如何使短纤维有序排列?排列成预制件、逐层铺设等。
7.短纤维增强复合材料的优势和不足分别有哪些?成本较低、制备相对容易;不足:纤维分布难以控制,复合材料的界面结合有待加强,相关增强机理有待完善。
8.混杂增强希望达到的目的是什么?试举例分析。
充分利用不同增强体的性能优势,获得比单一复合更加优异的综合性能。
9.试分析长纤维与颗粒混杂增强的优势和不足。
优势:获得良好单向性能的同时,获得良好的基体性能。
不足:长纤维的制备成本高,颗粒增强使成型难度更大。
10.复合材料的界面在复合材料中能发挥怎样的作用?传递应力、阻断裂纹、不连续效应、散射和吸收、诱导效应11.复合材料的界面粘结机理有哪些?请举出一种加以说明。
机械作用理论、静电作用理论、界面反应理论、浸润理论、可变形层理论、约束层理论12.聚合物基复合材料的界面有哪些特点?聚合物基复合材料的界面往往含有改性层且界面层的模量一般低于增强材料的模量。
13.避免金属基复合材料界面过度化学反应的措施有哪些?增强材料处理(氧化、涂层)、基体材料合金化、改进制备工艺(避免液态、降低温度)。
14.你认为铜-铝复合材料的界面结合存在哪些问题,如何加以解决?界面金属间化合物、氧化,复合温度控制、气体保护等。
昆工-金属基复合材料思考题2
第四章增强体1. 增强体主要分为几类?作为金属基复合材料的增强体应具有哪些特性?答:增强体应具有能明显提高金属基体某种所需特性的性能,如高的比强度、比模量、高导热性、耐热性、耐磨性、低膨胀性。
2. 比较碳纤维、硼纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维及金属纤维的性能特点,分析它们作为铝合金的增强纤维可能出现的问题。
答:碳纤维具有密度小,弹性模量和强度高,线膨胀系数小,热导率高,耐热性好,抗氧化性较差,耐低温性好,在液氮温度下也不脆化。
有一定的导电性。
石墨化后导电性增强。
与铝的润湿性较差。
耐酸碱腐蚀及耐油、抗辐射、吸收有毒气体。
硼纤维具有优异的力学性能。
虽然价格很高,但性能稳定,偏差小,是信赖性很高的一种纤维。
与碳纤维等相比,硼纤维直径较粗、强度也高不能采用像碳纤维那样的成形方法。
另外,此类纤维不适宜用于曲率半径小的部分和非常薄的板。
与金属润湿性好,反应性低而且纤维粗,易与金属复合。
易于沿纤维的纵向开裂,价格昂贵可能会出现不润湿的情况碳化硅纤维的性能:高强度、高模量;高温性能好、耐磨性能好;耐腐蚀性能好;化学稳定性能好、金属反应性小、润湿性好。
氧化铝纤维的性能:氧化铝纤维的抗拉强度最高可达3.2GPa 、拉伸模量达420GPa;氧化铝纤维高温抗氧化性能好。
金属纤维通常熔点高、模量高、性能稳定3. 为什么纤维必须进行表面处理,用什么方法进行表面处理?答:纤维表面没有亲和性,玻璃之间纤维几乎没有渗透现象,所以使用前必须用化学处理剂对纤维表面进行适当的预处理,即让一种多分子层薄膜覆盖在纤维表面上,这样不仅能提纤维间的粘接性能,而且能保护纤维表面,使之不直接与环境接触,从而提高制品的各种物理力学性能。
常用的表面处理方法有以下几种: (1)溶剂清洗法 (2)机械处理 (3)化学处理4. 对于高温金属基复合材料,应该用什么基体与什么纤维?答:高性能发动机则要求复合材料不仅有高比强度、比模量性能外,还要求复合材料具有优良的耐高温性能,能在高温、氧化性气氛中正常工作,需选用钛基、镍基合金以及金属间化合物做基体材料。
昆工-金属基复合材料思考题1
金属基复合材料思考题材料073 李荣华200710204326第一章1. 什么是“复合思想”,复合思想是怎样形成的,又是怎样发展的?答:定义:复合材料是由两种和两种以上的材料通过先进的材料制备技术组合而成的一种多相材料。
复合材料的含义:(1)复合材料的组分是人们有意选择和设计的。
(2)复合材料必须是人工制造的。
(3)复合材料必须由两种和两种以上化学及物理性质不同的材料组成。
(4)复合材料既保持各组分材料性能的优点,又具有单一组元不具备的优良性能复合材料的发展历史1.古代复合材料草增强泥基复合材料漆器以固化生漆为基体,麻布为增强材料弓由动物的腱、角和木片粘合而成的复合材料2.近代复合材料层合板由薄板和粘结剂合成钢筋混泥土1867年专利纤维增强橡胶1897年提出3. 现代复合材料第一代复合材料(20世纪40年代)玻璃纤维增强塑料第二代复合材料(20世纪60-70年代)高性能纤维增强树脂,如碳纤维、硼纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维、纺伦纤维又称先进复合材料第三代复合材料(20世纪70年代)金属基复合材料陶瓷基复合材料2. 举例说明具有复合材料形态的天然材料组织的合理性和优良的性能。
答:3. 是否任意两种材料都能复合,都能制成复合材料?答:(1)要形成复合材料,两种材料必须在界面上建立一定的结合力,界面结合力大致可分为物理结合力和化学结合力。
(2)遵循协同效应思想,即两种或多种因子组合作用效果大于两种或多种因子单独作用效果之和,并力求获得正混杂效应。
(3)熔解和浸润结合时,基体能润湿增强体,相互之间发生扩散和熔解形成结合;反应结合时,基体与增强体应能反应生成有利的界面生成物,其厚度须控制在临界厚度以下。
(4)如果形成结构复合材料,所选择的增强体力学性能(强度、模量)一定要大大高于基体。
如形成功能复合材料,应该利用有利的复合效应,例如协同效应。
4. 为什么金属基复合材料发展得比较缓慢?答:制约金属基复合材料发展的主要因素是成本过高5. 你对金属基复合材料的发展前景有何预想?答:金属基复合材料最早是在空天领域开始应用的,现在已经在汽车、电子、化工、兵器等工业部门都有了应用,已制造了汽车发动机的活塞、连杆、曲轴,机器人的齿轮,电子仪器的高速回转部件和滑动部件,半导体电极,超导电线,包钛钢和化工容器壳体和管道式热交换器,坦克的双硬度复合装甲板等。
复合材料总思考题及参考答案修订稿
复合材料总思考题及参考答案集团文件发布号:(9816-UATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-复合材料概论总思考题一.复合材料总论1.什么是复合材料复合材料的主要特点是什么①复合材料是由两种或两种以上物理和化学性质不同的物质组合而成的一种多相固体材料。
②1)组元之间存在着明显的界面;2)优良特殊性能;3)可设计性;4)材料和结构的统一2.复合材料的基本性能(优点)是什么?——请简答6个要点(1)比强度,比模量高(2)良好的高温性能(3)良好的尺寸稳定性(4)良好的化学稳定性(5)良好的抗疲劳、蠕变、冲击和断裂韧性(6)良好的功能性能3.复合材料是如何命名的如何表述举例说明。
4种命名途径①根据增强材料和基体材料的名称来命名,如碳纤维环氧树脂复合材料②(1) 强调基体:酚醛树脂基复合材料(2)强调增强体:碳纤维复合材料(3)基体与增强体并用:碳纤维增强环氧树脂复合材料(4)俗称:玻璃钢4.常用不同种类的复合材料(PMC,MMC,CMC)各有何主要性能特点?5.复合材料在结构设计过程中的结构层次分几类,各表示什么在结构设计过程中的设计层次如何,各包括哪些内容 3个层次答:1、一次结构:由集体和增强材料复合而成的单层材料,其力学性能决定于组分材料的力学性能、相几何和界面区的性能;二次结构:由单层材料层复合而成的层合体,其力学性能决定于单层材料的力学性能和铺层几何三次结构:指通常所说的工程结构或产品结构,其力学性能决定于层合体的力学性能和结构几何。
2、①单层材料设计:包括正确选择增强材料、基体材料及其配比,该层次决定单层板的性能;②铺层设计:包括对铺层材料的铺层方案作出合理安排,该层次决定层合板的性能;③结构设计:最后确定产品结构的形状和尺寸。
6.试分析复合材料的应用及发展。
答:①20世纪40年代,玻璃纤维和合成树脂大量商品化生产以后,纤维复合材料发展成为具有工程意义的材料。
至60年代,在技术上臻于成熟,在许多领域开始取代金属材料。
复合材料思考题(大全5篇)
复合材料思考题(大全5篇)第一篇:复合材料思考题复合材料1.根据复合材料的定义,试举一种以金属、陶瓷或高分子为基体的复合材料,并说明其特性。
用经过选择的、含一定数量比的两种或两种以上的组分(或称组元),通过人工复合、组成多相、三维结合且各相之间有明显界面的、具有特殊性能的材料。
2.在给定基体材料和增强材料的前提下,如何才能获得优异性能的复合材料,试举一例说明。
3.复合材料制备方法的选择要遵循哪些原则? 增强材料损伤小、分布可控、发挥性能优势、性能/价格比低4.弥散强化是如何实现的?弥散颗粒对位错的钉扎5.根据连续纤维增强原理,说明采用哪些措施可以获得性能优异的连续纤维增强复合材料?优异的纤维性能、足够的纤维体积分数、与整体结构配合的纤维排列、良好的界面结合、基体具有良好的塑性、基体性能均匀。
6.如何使短纤维有序排列?排列成预制件、逐层铺设等。
7.短纤维增强复合材料的优势和不足分别有哪些?成本较低、制备相对容易;不足:纤维分布难以控制,复合材料的界面结合有待加强,相关增强机理有待完善。
8.混杂增强希望达到的目的是什么?试举例分析。
充分利用不同增强体的性能优势,获得比单一复合更加优异的综合性能。
9.试分析长纤维与颗粒混杂增强的优势和不足。
优势:获得良好单向性能的同时,获得良好的基体性能。
不足:长纤维的制备成本高,颗粒增强使成型难度更大。
10.复合材料的界面在复合材料中能发挥怎样的作用?传递应力、阻断裂纹、不连续效应、散射和吸收、诱导效应 11.复合材料的界面粘结机理有哪些?请举出一种加以说明。
机械作用理论、静电作用理论、界面反应理论、浸润理论、可变形层理论、约束层理论12.聚合物基复合材料的界面有哪些特点?聚合物基复合材料的界面往往含有改性层且界面层的模量一般低于增强材料的模量。
13.避免金属基复合材料界面过度化学反应的措施有哪些?增强材料处理(氧化、涂层)、基体材料合金化、改进制备工艺(避免液态、降低温度)。
复合材料结构与设计思考题
绪论
1. 复合材料的定义及分类 ISO 定义:复合材料是有两种或两种以上物理和化学性质不同 的物质组合而成的一种多相固体材料(其定义忽略了作为复合 材料的可设计性) 按材料作用分类 :结构复合材料、功能复合材料 按增强材料的形态分类 :连续纤维复合材料 、 短纤维复合材 料、 粒状填充复合材料、 片状填充复合材料、 编织复合材料、 缠绕复合材料 按基体分类 :高分子 CM 、 金属 CM 、陶瓷 CM、 同质物质 CM 依据增强材料的种类:玻璃纤维 CM 、碳纤维 CM 、有机纤维增强 CM:Kevlar、PBO…、金属纤维 CM(不锈钢) 、陶瓷纤维 CM—— 氧化铝、碳化硅、硼纤维。 2. ★★复合材料的特点 优点:比强度和比模量高、抗疲劳性好、减振能力好、破损安 全性好、性能的各向异性 整体成型、材料结构一体化 缺点:纤维与基体组成的复合材料,微观结构不均匀,易在薄 弱处发生破坏;层间剪切强度和横向强度低;抗冲击性差;长 期耐高温及耐老化性能差;工艺质量不够稳定,材料性能的分 散性大。 3. ★★复合材料中与界面密切相关的性能有哪些? 抗疲劳性、减震能力、耐水性、耐腐蚀性 4. 基体的作用,纤维复合材料对基体的要求是什么? 作用:基体通过界面和纤维成为一个整体 (1)以剪应力的形式向纤维传递载荷; (2)保护纤维免受外界环境的化学作用和物理损伤; (3)基体像隔膜一样将纤维彼此隔开。这样即使个别纤维断裂, 裂纹也不会从一根纤维扩展到其他纤维上,因此提高了复 合材料的抗疲劳强度; (4 )复合材料的横向拉伸性能、压缩性能、剪切性能、耐热性 能和耐介质性能等都与基体有着密切关系 要求: (1)基体对纤维(或增强材料)具有适度的粘结性 (2)弹性模量和断裂伸长率与纤维的匹配(断裂伸长大于纤维) (3)复合材料耐湿热性主要由基体材料决定的 (4) 基体材料应具有良好的工艺性能, 如流变性能、 成型性等。
纳米复合材料思考题汇总(1)
纳米复合材料总复习思考题第一章:纳米材料与复合材料1、何为纳米材料和纳米技术?答:纳米材料:任一维度的尺寸在1~100nm之间的材料。
纳米技术:在分子水平控制单个原子,创造分子结构完全不同的新物质的技术。
2、纳米材料有哪些基本性质和特性?答:基本性质:小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应。
特性:光学特性、磁学特性、催化特性、增强增韧特性、储氢性质、润滑性质。
3、根据制备过程的物态,简述纳米材料的制备方法和工艺。
答:按制备过程的物态分类:气相制备方法——金属纳米材料(Au、Ag、Cu 等)液相制备方法——以水和有机溶剂为介质制备各种纳米材料和复合材料固相制备方法——机械合金化制造技术4、晶相纳米材料的形成包括哪些过程?答:晶体纳米材料的形成原理:成核、晶核生长。
5、液相法制备纳米材料有哪些优点和缺点?答:优点:颗粒表面活性好,工业化生产成本低,产物组成易控。
缺点:硬团聚,颗粒大小不均匀,纯度低,性能不够稳定6、简述用溶胶凝胶法制备纳米材料的过程。
答:溶胶凝胶法——采用特定的纳米材料前驱体在一定条件下水解,形成溶胶然后经溶剂挥发及加热等处理,使溶胶转变成网状结构的凝胶,再经过适当的后处理工艺形成纳米材料的一种方法。
7、纳米材料可应用在哪些领域?答:应用于以下方面:催化剂、陶瓷材料、医用材料、磁性材料、防护材料、光电转换材料、传感器。
8、常用的纳米粉体材料有哪4种?答:常见的4种:纳米CaCO3、纳米TiO2、白碳黑、炭黑。
9、典型的纳米结构材料有哪些(至少3种)?答:常见纳米结构材料:C60 与 C70,碳纳米管、石墨烯家族、TiO2纳米管、纳米生物管、纳米棒、线、丝。
10、简述纳米TiO2光催化反应机理。
答:半导体TiO2粉体吸收紫外光后,价电子被激发到导带上。
在导带上产生光生电子(e-),在价带上产生空穴(h+)。
这种光生电子和空穴具有极高的能量,后者有极强的氧化性,前者有极强的还原性,在常温常压下,就可以将几乎所有的有机物和臭气、细菌和病毒、及部分无机物完全分解和矿化。
复合材料力学课后答案
复合材料力学课后答案1. 引言。
复合材料是由两种或两种以上的不同材料组合而成的材料,具有优良的综合性能,被广泛应用于航空航天、汽车、建筑等领域。
复合材料力学是研究复合材料在受力作用下的力学性能和行为的学科,对于了解复合材料的性能和设计工程结构具有重要意义。
本文将针对复合材料力学课后习题进行解答,帮助学生加深对复合材料力学的理解。
2. 课后答案。
2.1. 什么是复合材料?复合材料是由两种或两种以上的不同材料组合而成的材料,通过各种方式相互作用形成一种新的材料。
复合材料通常由增强相和基体相组成,增强相起到增强和刚度作用,基体相起到传递载荷和保护增强相的作用。
2.2. 复合材料的分类有哪些?根据增强相的形式,复合材料可以分为颗粒增强复合材料、纤维增强复合材料和层合板复合材料;根据基体相的形式,复合材料可以分为金属基复合材料、塑料基复合材料和陶瓷基复合材料。
2.3. 复合材料的力学性能有哪些?复合材料的力学性能包括强度、刚度、韧性、疲劳性能等。
其中,强度是指材料抵抗外部力量破坏的能力;刚度是指材料抵抗形变的能力;韧性是指材料抵抗断裂的能力;疲劳性能是指材料在循环载荷下的耐久性能。
2.4. 复合材料的力学行为受哪些因素影响?复合材料的力学行为受到多种因素的影响,包括增强相的类型、含量和排布方式,基体相的类型和性能,界面的结合情况,制备工艺等因素都会对复合材料的力学行为产生影响。
2.5. 复合材料的应用领域有哪些?复合材料由于其优良的性能,在航空航天、汽车、建筑、体育器材等领域得到了广泛的应用。
例如,航空航天领域的飞机机身、汽车领域的碳纤维车身、建筑领域的钢-混凝土复合梁等都是复合材料的典型应用。
3. 结论。
通过对复合材料力学课后习题的解答,可以加深学生对复合材料力学的理解,帮助他们更好地掌握复合材料的基本概念、分类、力学性能、影响因素和应用领域。
同时,也可以引导学生将理论知识应用到实际工程中,为未来的工程实践打下坚实的基础。
《复合材料》习题及答案 (2)
《复合材料》习题及答案第一章1、材料科技工作者的工作主要体现在哪些方面?(简答题)①发现新的物质,测试新物质的结构和性能;②由已知的物质,通过新的制备工艺,改善其微观结构,改善材料的性能;③由已知的物质进行复合,制备出具有优良特性的复合材料。
2、复合材料的定义(名词解释)复合材料是由两种或两种以上物理和化学性质不同的物质组合而成的一种多相固体材料。
3、复合材料的分类(填空题)⑴按基体材料分类①聚合物基复合材料;②金属基复合材料;③无机非金属基复合材料。
⑵按不同增强材料形式分类①纤维增强复合材料:②颗粒增强复合材料;③片材增强复合材料;④叠层复合材料。
4、复合材料的结构设计层次(简答题)⑴一次结构:是指由基体和增强材料复合而成的单层复合材料,其力学性能取决于组分材料的力学性能,各相材料的形态、分布和含量及界面的性能;⑵二次结构:是指由单层材料层合而成的层合体,其力学性能取决于单层材料的力学性能和铺层几何(各单层的厚度、铺设方向、铺层序列);⑶三次结构:是指工程结构或产品结构,其力学性能取决于层合体的力学性能和结构几何。
5、复合材料设计分为三个层次:(填空题)①单层材料设计;②铺层设计;③结构设计。
第二章1、复合材料界面对其性能起很大影响,界面的机能可归纳为哪几种效应?(简答题)①传递效应:基体可通过界面将外力传递给增强物,起到基体与增强体之间的桥梁作用。
②阻断效应:适当的界面有阻止裂纹的扩展、中断材料破坏、减缓应力集中的作用。
③不连续效应:在界面上产生物理性能的不连续性和界面摩擦出现的现象。
④散热和吸收效应:光波、声波、热弹性波、冲击波等在界面产生散射和吸收。
⑤诱导效应:复合材料中的一种组元的表面结构使另一种与之接触的物质的结构由于诱导作用而发生变化。
2、对于聚合物基复合材料,其界面的形成是在材料的成型过程中,可分为两个阶段(填空题)①基体与增强体的接触与浸润;②聚合物的固化。
3、界面作用机理界面作用机理是指界面发挥作用的微观机理。
复合材料力学答案
复合材料力学答案【篇一:材料力学】教程第二版 pdf格式下载单辉祖主编本书是单辉祖主编《材料力学教程》的第2版。
是根据高等工业院校《材料力学教学基本要求》修订而成。
可作为一般高等工业院校中、少学时类材料力学课程的教材,也可作为多学时类材料力学课程基本部分的教材,还可供有关工程技术人员参考。
内容简介回到顶部↑本教村是普通高等教育“十五”国家级规划教材。
. 本教材仍保持第一版模块式的特点,由《材料力学(Ⅰ)》与《材料力学(Ⅱ)》两部分组成。
《材料力学(Ⅰ)》包括材料力学的基本部分,涉及杆件变形的基本形式与组合形式,涵盖强度、刚度与稳定性问题。
《材料力学(Ⅱ)》包括材料力学的加深与扩展部分。
本书为《材料力学(Ⅱ)》,包括非对称弯曲与特殊梁能量法(二)、能量法(二)、静不定问题分析、杆与杆系分析的计算机方法、应力分析的实验方法、疲劳与断裂以及考虑材料塑性的强度计算等八章。
各章均附有复匀题与习题,个别章还安排了利用计算机解题的作业。
..与第一版相同,本教材具有论述严谨、文字精炼、重视基础与应用、重视学生能力培养、专业面宽与教学适用性强等特点,而且,在选材与论述上,特别注意与近代力学的发展相适应。
本教材可作为高等学校工科本科多学时类材料力学课程教材,也可供高职高专、成人高校师生以及工程技术人员参考。
以本教材为主教材的相关教学资源,尚有《材料力学课堂教学多媒体课件与教学参考》、《材料力学学习指导书》、《材料力学网上作业与查询系统》与《材料力学网络课程》等。
...作译者回到顶部↑本书提供作译者介绍单辉祖,北京航空航天大学教。
1953年毕业于华东航空学院飞机结构专业,1954年在北京航空学院飞机结构专业研究生班学习。
1992—1993年,在美国特拉华大学复合材料中心.从事合作研究。
.历任教育部工科力学教材编审委员、国家教委工科力学课程指导委员会委员、中国力学学会教育工作委员会副主任委员、北京航空航天大学校务委员会委员、校学科评审组成员与校教学指导委员会委员等。
昆工-金属基复合材料思考题3
金属基复合材料思考题3第六章金属基复合材料的制造方法1.制造金属基复合材料有哪些技术难点及解决的途径?答:制备金属基复合材料的主要困难(1)金属基复合材料在高温制造时将发生严重的界面反应、氧化反应如4Al + 3C = Al4C3(2)金属基体与增强体之间润湿性差。
如碳-铝、碳-镁、碳化硅-铝(3)将增强物按设计要求的含量、分布、方向均匀地分布在金属基体中。
制备金属基复合材料中采用的解决措施(1)增强体的表面处理。
表面处理方法有化学气相沉积、物理气相沉积、溶胶、凝胶、电镀、化学镀。
(2)加入合适的合金元素,优化基体合金成分。
在金属熔体中加入合适的合金元素可以有效地改善金属熔体与增强体的润湿性和有效地防止界面反应。
(3)优化工艺方法及工艺参数合理选择制备温度,尽量减少在高温下保持的时间。
2.金属基复合材料制造方法的分类.。
答:金属基复合材料制备方法大致分为如下几类:(1)固态制造技术是指金属基体处于固态情况下,制成复合材料的方法。
包括:粉末冶金法、热压固结法、热等静压法、热挤压法、轧制法、拉拔法、爆炸焊接法(2 液态制造技术是指金属基体在熔融状态下与增强体复合的方法。
包括:真空压力浸渗法、液态金属浸渗法、挤压铸造法、搅拌铸造法、共沉积法(3)其他制造技术主要包括:原位自生成法、化学气相沉积法、物理气相沉积法、复合镀法、热喷涂法3.试说明固相法主要有哪些?其基本原理是什么?答:(1)热压固结法(扩散粘结法)首先将增强纤维按设计要求与金属基体组成复合材料预制片,并将预先制成的预制片按要求剪裁成所需形状,叠层排布。
在加压加热过程中基体金属发生塑性变形,移动、氧化膜破裂。
基体金属逐步填充到增强纤维之间的间隙中,使金属与增强体之间紧密粘结在一起。
此时也发生基体金属与增强体之间的元素的相互扩散,最终粘结成复合材料。
(2)粉末冶金法将颗粒(晶须)与合金粉末混合,通过热压或冷压后烧结,得到成品零件或复合材料坏,再对其进行轧制、拉拔及锻造。
复合材料习题及答案
复合材料习题及答案复合材料习题及答案复合材料是一种由两种或两种以上的材料组成的材料,通过它们的组合可以获得更好的性能。
它的应用范围非常广泛,涵盖了航空航天、汽车制造、建筑等多个领域。
为了帮助读者更好地理解和掌握复合材料的相关知识,下面将给出一些习题及答案,供大家参考。
1. 什么是复合材料?答:复合材料是由两种或两种以上的材料组成的材料。
它的组成部分通常包括增强相和基体相。
增强相可以是纤维、颗粒或片层,而基体相则是固态化合物或合金。
2. 复合材料的优点有哪些?答:复合材料具有很多优点,例如高强度、高刚度、低密度、耐腐蚀性好等。
此外,复合材料还具有设计灵活性高、易于成型和加工等特点。
3. 复合材料的分类有哪些?答:复合材料可以根据增强相的形态进行分类,常见的分类包括纤维增强复合材料、颗粒增强复合材料和片层增强复合材料。
4. 纤维增强复合材料有哪些常见的纤维?答:常见的纤维有玻璃纤维、碳纤维和有机纤维等。
这些纤维具有高强度、高模量和低密度等特点,被广泛应用于复合材料中。
5. 复合材料的制备方法有哪些?答:复合材料的制备方法主要包括手工层叠法、自动层叠法、注塑成型法、挤出成型法等。
不同的制备方法适用于不同的复合材料和应用领域。
6. 复合材料的应用有哪些?答:复合材料的应用非常广泛,例如在航空航天领域中,复合材料被用于制造飞机的机身和翅膀等部件;在汽车制造领域中,复合材料被用于制造车身和零部件等;在建筑领域中,复合材料被用于制造高层建筑的外墙板等。
7. 复合材料的性能测试有哪些方法?答:复合材料的性能测试方法有很多,常见的包括拉伸试验、压缩试验、弯曲试验、剪切试验等。
通过这些试验可以评估复合材料的力学性能和物理性能。
8. 复合材料的未来发展趋势是什么?答:复合材料在未来的发展中将更加注重环保和可持续性。
人们将研发更多的可回收和可降解的复合材料,以减少对环境的影响。
此外,随着科技的进步,复合材料的性能将进一步提升,应用领域也将更加广泛。
材料力学思考题
材料力学思考题材料力学作为工程学科中的重要基础课程,对于工程学生来说是一门极具挑战性的学科。
在学习过程中,我们不仅需要掌握理论知识,还需要具备一定的实践能力和思维能力。
因此,今天我将为大家提出一些材料力学的思考题,希望能够帮助大家更好地理解和应用这门学科。
1. 为什么在工程材料的研究中,常常会用到应力-应变曲线?应力-应变曲线是描述材料在受力过程中应力和应变之间关系的重要参数。
通过应力-应变曲线,我们可以了解材料的力学性能,如屈服强度、抗拉强度、断裂强度等。
这些参数对于工程设计和材料选择具有重要的指导意义。
因此,在工程材料的研究中,常常会用到应力-应变曲线。
2. 为什么金属材料在拉伸过程中会出现颈缩现象?在金属材料的拉伸过程中,由于材料的应力分布不均匀,会导致材料出现局部缩颈现象。
这是由于材料在拉伸过程中,受力作用下出现应力集中,导致材料局部变形,最终形成颈缩。
这种现象在金属材料的拉伸试验中经常会出现,对于材料的力学性能研究具有一定的影响。
3. 为什么在材料的蠕变过程中会出现塑性变形?材料的蠕变是指在高温和高应力条件下,材料会发生持续的塑性变形。
这是由于在高温和高应力的环境下,材料的晶体结构发生变化,从而导致材料出现塑性变形。
蠕变现象在工程材料的高温应用中具有重要的意义,因此对于材料的蠕变行为进行研究具有重要的工程价值。
4. 为什么在材料的疲劳过程中容易出现裂纹?材料的疲劳是指在受到交变载荷作用下,材料会发生裂纹和最终断裂的现象。
这是由于在疲劳载荷作用下,材料内部会出现应力集中和微观损伤,最终导致裂纹的产生。
因此,在材料的疲劳过程中容易出现裂纹,这对于工程结构的安全性具有重要的影响。
5. 为什么在材料的断裂过程中会出现脆性断裂和韧性断裂?材料的断裂过程可以分为脆性断裂和韧性断裂两种类型。
脆性断裂是指材料在受到外力作用下,会出现迅速断裂的现象;而韧性断裂是指材料在受到外力作用下,会出现一定的变形和吸能过程。
复合材料原理与工艺课程习题 答案
复合材料原理与工艺课程习题1、 增强体和功能体在复合材料中起的主导作用?答:1)填充:用廉价的增强体,特别是颗粒状填料可降低成本。
2)增强:(a )功能体可赋予聚合物基体本身所没有的特殊功能。
功能体的这种作用主要取决于它的化学组成和结构。
(b)纤维状或片状增强体可提高聚合物基复合材料的力学性能和热性能。
其效果在很大程度上取决于增强体本身的力学性能和形态等。
2、复合材料区别于单一材料的主要特点?答:1)不仅保持其原组分的部分优点,而且具有原组分不具备的特性;2)材料的可设计性 ;3)材料与结构的一致性。
3、材料复合效应的分类?答:(1)线性效应:线性指量与量之间成正比关系。
平行效应、平均效应、相补效应、相抵效应。
(2)非线性效应:非线性指量与量之间成曲线关系。
相乘效应、诱导效应、共振效应、系统效应。
4、建立材料的微观模型包含的内容?答:1)材料的几何结构模型,2)材料的物理模型,即计算场量的理论和方法。
5、推导并联传递方式中,复合材料的阻力系数 答:设外作用场强度为I 入,经均质材料响应后,传递输出场强度为I 出,则材料总传递动力为:ΔI=I 入—I 出。
(1)材料传递时的阻力系数为α时,则传递通量q 为:q= -1/α×ΔI/Δl (2) 对于并联型复相结构,相间无能量交换,则系统的总通量q c 为各组分相同量之和:q c =Σq i (l ×V i ) (3)式(2)代入式(3),得:qc= -Σ1/αi ×V i ×ΔI i /Δl i由于组分相传递推动力梯度相等,故有:q c = —(Σ1/αi ×V i )×ΔI/Δl= —1/α0×ΔI/Δl 则αc 为:1/αc =Σ1/αi ×V i6、复合材料的界面层,除了在性能和结构上不同于相邻两组分相外,还具有哪些特点;答: (1) 具有一定的厚度; (2) 性能在厚度方向上有一定的梯度变化;(3) 随环境条件变化而改变 。
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复合材料学思考题
第一章绪论
1. 复合材料的定义。
2. 复合材料相的划分。
3. 复合材料的命名和分类。
4. 与传统材料相比,复合材料有哪些特点?
第二章复合材料的基体材料
1. 金属基体选择原则包括哪些方面?并举例说明。
2. 结构复合材料的金属基体的分类及常用的基体材料有哪些?
3. 功能金属基复合材料的主要金属基体种类有哪些?
4. 常用的陶瓷基体的分类,且每一类中常用的基体材料有哪些?
5. 无机胶凝材料的分类。
6. 水泥的的分类。
了解硅酸盐水泥生产、组成及硬化机理。
7. 镁质胶凝材料的种类及原料。
8.不饱和聚酯树脂的合成原理及性能特点。
9. 环氧树脂胺固化和酸酐固化原理,固化剂用量的计算?
10. 酚醛树脂的合成及固化原理?
11. 常见热塑性塑料的结构及性能特点?
12. 常见橡胶的结构式、性能特点?
13. 橡胶配方中各配合剂的作用?
第三章复合材料的增强材料
1. 增强材料的定义。
目前常用的增强材料有哪三大类?
2. 玻璃纤维的分类,玻璃纤维的主要性能特性。
3. 分析玻璃纤维比大块玻璃高强的原因。
影响玻璃纤强度的因素有哪些?。
4. 玻璃纤维织物的品种主要有哪些?
5. 连续玻璃纤维及其制品的制造方法分为哪两类,它们拉丝的工艺过程是如何进行的?哪种制造方法更优越,相比其优点主要是什么?
6. 玻纤制造过程中加浸润剂的作用,浸润剂分类,去除纺织型浸润剂有哪些方法?
7. 碳纤维的概念。
碳纤维的分类。
8. 碳纤维的制造方法有哪两种?其中哪种方法最常用?
9. 有机纤维碳化法制造碳纤维要经历哪些阶段?并解释每一阶段的作用。
10. 碳纤维的主要性能特征。
11. 了解芳纶纤维的制造过程和其主要特性。
12. 理解沃兰或硅烷与玻璃纤维表面作用机理
13. 碳化硅纤维、硼纤维和晶须的概念。
了解碳化硅纤维和硼纤维的制造方法和主要性能特点。
14. 了解玻璃纤维表面处理的方法和处理机理。
15. 了解碳纤维表面处理的方法。
第四章填料
1. 填料的概念。
2. 填料的作用主要有哪些方面?了解填料的作用机理。
第五章复合材料的界面
1. 界面的定义。
2. 目前聚合物基复合材料的界面理论主要有哪些?其中界面浸润性理论、化学键理论、物理吸附理论和过渡层理论的基本内容是什么?
3. 金属基复合材料的界面类型和界面结合方式分别有哪几种?了解影响其界面稳定性的因素主要有哪些方面。
4. 陶瓷基复合材料的界面结合方式和界面反应类型分别有哪几种?了解其界面控制的途径。
第六章聚合物基复合材料
1. 玻璃纤维增强热固性塑料(GFRP)主要有哪三种类型?试述它们的共性和特性。
2. 玻璃纤维增强热塑性塑料具有哪些优势?
3. 高强度、高模量纤维增强塑料的涵义?
第七章金属基复合材料与陶瓷基复合材料(公衍生老师提供)
第八章其它复合材料简介
1. 混杂纤维增强复合材料的概念。
2. 简要了解混杂复合材料、功能复合材料、仿生复合材料和纳米复合材料。