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1、基本概念:1、单层复合材料的宏观均匀性、宏观正交各向异性的意义;简述复合材料的工艺特点、生产流程。宏观均匀性:材料内任意一点处的宏观物理特性都完全相同宏观正交各向界性:材料具有两个正交弹性対称面,且材料中同一点处沿不同方向的力学性能不同工艺特点:a.材料制造和构件成型同时完成,一般情况下,复合材料的生产过程也就是构件的成型过程,材料的性能必须根据构件的使用要求进行设计,因此在选择材料、设计配比、确定纤维铺层和成型方法时,都必须满足构件的物化性能、结构形状和外观质量要求等;b.成型工艺灵活简单,可用模具一次成型法来制造各种构件。常用的成熨方法主要有:手糊成型、喷射成型、缠绕成型、层压成
2、型、拉挤、RTM等方法。生产流程:复合材料的生产流程主要有四个步骤:润湿/浸渍、铺层、叠层、固化a、润湿/浸渍:纤维和树脂混合形成薄层;b、铺层:按设计角度和位置铺设纤维布或预浸料;c、叠层:使每层预浸料或薄层之I'可紧密结合,排出气泡d、固化:可在真空或压力辅助下进行,固化时间越短,工艺的生产效率越高。2、复合材料的基本概念,种类,优缺点;基锤釘是由两种或者多种不同性质的材料用物理和化学方法在宏观尺度上组成的具有新性能的材料,一般复合材料的性能优于组分材料,并且有些性能是原來组分材料所没有的,复合材料改善了组分材料的刚度、强度、热学等性能。种类:根据复合材料中增强材料的几何形状,复
3、合材料分为:a、颗粒复合材料,由颗粒增强材料和基体组成;b、纤维增强复合材料,由纤维和基体组成;c、层合复合材料,由多种片状材料层合而成优缺点:pl6、pl73、简述复合材料飞机雷达罩的性能要求以及基木组成结构和制造方法。a、性能要求:透波、维持飞机整体空气动力学外形、减小阻力、保护雷达天线;b、组成结构:胶结泡沫板、充气式结构、螺接翼缘的实体薄板、金属空间骨架、薄蒙皮、螺栓连接的蜂窝夹层板c、制造方法:真空袋模压法、高压釜模压法、常用袋模压法、纤维缠绕法、RTM方法等。4、已知碳/环氧单层材料,E1=12.O*1O4,E2=4.0*104mpa,/z21=O.27,GI2=1.80
4、xIO4,受有应力=1OOMpa,cr2=-30Mpa,Tn=QMpa,求应变刍,勺,“5、(1)已知玻璃/环氧单向复合材料玻璃纤维Ef=7Mpa屮f=022,密度pf=2.5gIcrA,环氧Em=3.5x104A^?<7,///zj=0.35,密度pm=.2g!ctrc',纤维重量含量为0.7,用细观力学的串联模型计算耳疋2屮汕216;O简要说明串联模型计算耳,G?存在误差的主要原因。P216-2186、证明:1、对称层合板无拉弯耦合,p99;正规对称正交层合板无拉剪耦合R101,2、反对称角铺设及正交铺设层合板分别存在拉扭和拉弯耦合P1037、⑴简述层合板A^B’jQj,各
5、刚度系数的意义;p95答:⑵叙述何种层合板为准各向同性层合板,并证明对称层合板(0/75/45/90)$为准各向同性层合板。①面内各方向刚度相同的对称层合板称为准各向同性层合板,其充要条件是:人6=4?6=0’Ai=4?’玉=(Ai-役)/2②证明:伫為凶切“坂伽X乞沁喻巧为Ab:AU.An4他=S"-力亠苑a.-S"4S"如小W触&,叶如T-Tsgs”环卄W丰“-如細知敷,心如*MA心用屮产8、试分析层合板层间应力込,乙护匸
6、二的产生原因(P123,129),层合板铺设时可利用哪些方法减小层间应力,简述可用哪些方法克服传统层合复合材料的层间强度低的缺点。答:①层间应力的形成:在横向载荷作用下是由于横向剪切内力的存在,而在层压板的自由边界由于各铺层的泊松耦合系数或拉剪耦合系数不同在自由边界处形成一个三维应力状态的边界层区,在这一边界层区域存在层间应力6,y(I?②减小层间应力:⑴使各定向铺层尽量沿层压板厚度方向均匀分布,使层压板的铺层组数尽量多,每组铺层数尽量少,一般不超过4层;⑵铺层角度间隔小,如采用0/45/90/-45/0而不采用0/90/45/-45/0的铺层顺序;⑶对于x向受拉伸的层圧板,尽量使泊
7、松耦合系数小的铺层放在外层,而将泊松耦合系数大的铺层放在里层(对于x向受压缩的层压板正好相反)①克服传统复合材料层间强度低的缺点的方法:⑴釆用三维编织或缝合的织物复合材料;⑵改变层合板铺设顺序及角度;⑶用边界带帽、缝补或加厚粘胶层等方法来增强自由边界以提高层间强度。9、写出计算层合板极限强度的全量法和增量法的流程图,简述二者的区别以及某层失效时的刚度折减方法。答:⑵二者的区别:增量法认为层合板失效过程的本构关系为增量关系。全量法以全量形式建立失效本构关系,