第十一章-复习题解答.doc

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1、第十一章复习题1、何谓复合材料？它有何独到之处？复合材料是指由两种或两种以上不同性质的材料，通过不同的工艺方法人工合成的，各组分间有明显界面且性能优于各组成材料的多相材料。为满足性能要求，人们在不同的非金属之间、金属之间以及金属与非金属之间进行‘复合”，使其既保持组成材料的最佳特性，同时又具有组合后的新特性。有些性能往往超过各组成材料的性能的总和，从而充分地发挥了材料的性能潜力。“复合”已成为改善材料性能的一种手段，复合材料已引起人们的重视，新型复合材料的研制和应用也愈来愈广泛。2、复合材料的类型有几种？1,复合材料种类很多

2、，按照基体材料可将复合材料分为两类①非金属基复合材料，它又可分为：无机非金属基复合材料，如陶瓷基、水泥基复合材料等；有机材料基复合材料，如塑料基、橡胶复合材料。②金属复合材料，如铝基、铜基、镍基、钛基复合材料等。2．按照增强材料可将复合材料分为三类①纤维增强复合材料。如纤维增强塑料、纤维增强橡胶、纤维增强陶瓷、纤维增强金属等。②粒子增强复合材料。如金属陶瓷、烧结弥散硬化合金等。③叠层复合材料，如双层金属复合材料（巴氏合金一钢轴承材料）、三层复合材料（钢一铜一塑料三层复合无油滑动轴承材料）。在这三类增强材料中，以纤维增强复合材

3、料发展最快、应用最广。3、单向复合材料？单向复合材料连续纤维在基体中呈同向平行排列的复合材料，又叫单层连续纤维增强复合材料。4、耦合效应？在偏轴方向上的正应变可引起切应力，切应变会引起正应力。反之亦然。这种现象称为耦合效应。耦合效应存在在偏轴方向上应力-应变关系中，具体反映在刚度系数上，这种耦合效应使复合材料呈现出复杂的力学行为。5、九个基本力学性能指标？各向异性的单向复合材料与各向同性材料不同，强度都随方向而改变，有五个特征强度值：纵向拉伸强度、横向拉伸强度、纵向压缩强度、横向压缩强度和面内剪切强度。四个特征弹性常数：纵向

4、弹性模量、横向弹性模量、主泊松比和剪切弹性模量。6、单向复合材料的强度预测精度远没有达到弹性常数的水平的原因？是因为强度对结构缺陷较敏感，与材料的破坏机理密切相关。复合材料复杂的破坏机理和工艺过程都影响其最终的强度值。而弹性常数则与这些因素无关。7、层合板的力学性能取决于那些因素？层合板的力学性能不仅取决于单层板的性能和叠加厚度，而且取决于铺层的方向、层数和顺序。8、一般的非对称层合板应力一应变关系有什么特点？一般层合板不具有中面对称性，在面内力、弯矩或二者同时作用下将呈现复杂的变形行为。所以一般的非对称层合板，在面内力作用

5、下不仅产生面内变形，而且产生弯曲变形；而在弯矩作用下，不仅产生弯曲变形，还要产生面内变形。面内和弯曲的耦合效应是层合板变形的一个重要特点。9、判断层合板材料失效与否可使用那些破坏理论？判断层合板材料失效与否，必须用最大主应力（或最大主应变）与材料的强度（或断裂应变）相比较。其中主应力和主应变是在给定应力状态（或应变状态）下的应力（或应变）的极值，与材料性质无关；而材料强度则与应力方向无关。目前，几种应用比较广泛的破坏理论：最大应力理论、最大应变理论、最大畸变能理论、二次方程破坏理论、最先层破坏理论。10、多向层合板基本破坏机

6、制有几种？多向层合板基本破坏机制有四种:基体开裂、层间脱粘、纤维断裂和界面脱粘。任何破坏机制的结合都会引起复合材料损伤，使复合材料强度和刚度下降。损伤程度取决于材料性能、成型工艺（包括铺层次序）和载荷的类型等。11、复合材料有那些共同的力学性能指标？复合材料虽然种类繁多、性能各异，但不同种类的复合材料却有一些相同的性能特点。1．比强度和比模量高２．良好的抗疲劳性能３．破断安全性好４.优良的高温性能５．减震性能好12、纤维增强复合材料的增强机制是什么？为达到强化目的，必须满足那些条件?纤维增强复合材料的增强机制：纤维增强复合材

7、料是由高强度、高弹性模量的连续（长）纤维或不连续（短）纤维与基体（树脂或金属、陶瓷等）复合而成。复合材料受力时，高强度、高模量的增强纤维承大部分载荷，而基体主要作为媒介，传递和分散载荷。为达到强化目的，必须满足下列条件：①增强纤维的强度、弹性模量应远远高于基体，以保证复合材料受力对主要由纤维承受外加载荷。②纤维和基体之间应有一定结合强度，这样才能保证基体所承受的载荷能通过界面传递给纤维，并防止脆性断裂。③纤维的排列方向要和构件的受力方向一致，才能发挥增强作用。④纤维和基体之间不能发生使结合强度降低的化学反应。⑤纤维和基体的热

8、膨胀系数应匹配，不能相差过大，否则在热胀冷缩过程中会引起纤维和基体结合强度降低。⑥纤维所占的体积分数、纤维长度Ｌ和直径ｄ及长径比Ｌ/ｄ等必须满足一定要求。一般是纤维所占的体积分数愈高、纤维愈长、愈细，增强效果愈好。14、纤维增强复合材料断裂过程/机理？断裂过程主要是纤维断裂和脱粘、纤维拔出