复合材料的力学行为-清华大学.ppt

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1、专题篇(4)材料力学清华大学范钦珊返回主目录复合材料的力学行为第12章什么是复合材料纤维的增强效应结论与讨论第12章复合材料的力学行为复合材料的主要特点复合材料的应用纤维增强复合材料的弹性模量第12章复合材料的力学行为什么是复合材料各相同性材料(IsotropicMaterials)不同方向上具有相同的宏观力学性能，诸如：弹性常数、强度指标、韧性指标等等。第12章复合材料的力学行为什么是复合材料xyEExyEE各相异性材料(AnisotropicMaterials)第12章复合材料的力学行为什么是复合材料不同方向上具有不同的宏观力学性能，诸如：弹性常数、强度指标

2、、韧性指标等等。xyExEyxyExEy复合材料（CompositeMaterials）两种或两种以上互不相溶（熔）的材料以一定的比例和一定的方式组合成一种新型的材料。第12章复合材料的力学行为什么是复合材料球墨铸铁电缆第12章复合材料的力学行为什么是复合材料纤维增强复合材料第12章复合材料的力学行为什么是复合材料纤维增强复合材料（FilamentReinforcedCompositeMaterials）—由基体与纤维复合而成相（Phase)－复合材料中每一独立的组成部分第12章复合材料的力学行为什么是复合材料基体（Matrix）—韧性好，强度较低金属基：铝合金、镁

3、合金、钛合金非金属基：酚醛树脂、环氧树脂、碳第12章复合材料的力学行为什么是复合材料纤维（FibreFilament）—强度高、韧性较低碳纤维（CarbonFibre）芳伦纤维（KevlarFibre）蜘蛛丝纤维（CobwebFibre）硼纤维（BoronFibre）玻璃纤维（GlassFibre）钢纤维（SteelFibre）第12章复合材料的力学行为什么是复合材料复合材料的主要特点第12章复合材料的力学行为高的比强度（强度：重度）与比刚度（模量：重度）碳纤维T300/环氧树脂5208—比强度是铝的6.3倍，比刚度是铝的4.16倍。二者相对于基体（环氧树脂5208）则分

4、别是30倍和60倍。对于蜘蛛丝纤维复合材料—在基体相同的前提下，其比强度是钢纤维复合材料的10倍。第12章复合材料的力学行为复合材料的主要特点良好的抗振性（减振性）比刚度大，固有频率高；多相材料，内阻（内摩擦），衰减快。轻金属合金9秒碳纤维复合材料2.5秒第12章复合材料的力学行为复合材料的主要特点优良的高低温性能耐高温、抗烧蚀：碳/碳复合材料，工作温度3000℃热膨胀系数小：碳/环氧树脂复合材料，→0，E值很高。铝合金400℃，E→0第12章复合材料的力学行为复合材料的主要特点向阳面与背阳面温差260OC第12章复合材料的力学行为复合材料的主要特点破损安全性好第12章复合

5、材料的力学行为复合材料的主要特点电绝缘性；电磁波穿透性；耐磨；抗冲击性。特殊性能第12章复合材料的力学行为复合材料的主要特点第12章复合材料的力学行为复合材料的主要特点高的比强度（强度：重度）与比刚度（模量：重度）良好的抗振性（减振性）优良的高低温性能破损安全性好电绝缘性；电磁波穿透性；耐磨；抗冲击性。特殊性能第12章复合材料的力学行为复合材料的主要特点复合材料的应用第12章复合材料的力学行为建筑物:钢纤维混凝土，球墨铸铁暖气片航空、航天：EF2000，航天飞机陶瓷发动机:耐高温,燃烧更充分,节省能源，减少污染；耐磨第12章复合材料的力学行为复合材料的应用第12

6、章复合材料的力学行为复合材料的应用汽车工业(传动轴等)(2000年占70％)第12章复合材料的力学行为复合材料的应用汽车钣簧－重量轻、减震性能好第12章复合材料的力学行为复合材料的应用高速铁路机车第12章复合材料的力学行为复合材料的应用流线型车头—玻璃钢第12章复合材料的力学行为复合材料的应用车体结构—玻璃钢、耐水胶合板、铝板夹层第12章复合材料的力学行为复合材料的应用替代钢筋的复合材料筋第12章复合材料的力学行为复合材料的应用其它方面的应用第12章复合材料的力学行为复合材料的应用其它方面的应用第12章复合材料的力学行为复合材料的应用纤维增强复合材料的弹性模量第12章复合材

7、料的力学行为平行于纤维方向纤维增强复合材料的弹性模量第12章复合材料的力学行为垂直于纤维方向纤维增强复合材料的弹性模量第12章复合材料的力学行为平行于纤维方向纤维单向铺层(单层)复合材料纤维增强复合材料的弹性模量第12章复合材料的力学行为基体Em纤维Ef对于确定的复合材料，求E；设计复合材料:根据工程对刚度的要求(E)，选用何种基体与纤维，并确定二者的比例。问题纤维增强复合材料的弹性模量第12章复合材料的力学行为基体Em纤维Ef纤维增强复合材料的弹性模量第12章复合材料的力学行为EmVmEfV