第6章 复合材料的设计
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复合材料模具设计课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生理解复合材料的定义、性质及应用领域,掌握复合材料模具设计的基本原理;2. 使学生掌握复合材料模具的构造、分类及设计方法,了解不同模具参数对复合材料制品性能的影响;3. 引导学生了解复合材料模具设计过程中的材料选择、工艺参数优化等关键问题。
技能目标:1. 培养学生运用CAD软件进行复合材料模具设计的能力,提高其绘图速度和准确性;2. 培养学生分析实际工程问题,运用所学知识解决复合材料模具设计过程中遇到的技术难题;3. 提高学生的团队协作和沟通能力,使其能够就复合材料模具设计方案进行讨论、修改和完善。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对复合材料模具设计领域的兴趣,激发其创新意识和探索精神;2. 培养学生严谨、务实的学习态度,使其能够遵循工程规范,注重细节,提高设计质量;3. 引导学生关注复合材料模具设计在环境保护、资源利用等方面的意义,培养其社会责任感和职业道德。
课程性质:本课程为专业选修课,旨在使学生掌握复合材料模具设计的基本知识,提高其实践操作能力。
学生特点:学生具备一定的材料科学、力学和机械设计基础,对复合材料模具设计有一定了解,但实践经验不足。
教学要求:结合学生特点和课程性质,注重理论与实践相结合,强化实际操作训练,提高学生的综合运用能力。
通过课程学习,使学生能够独立完成复合材料模具设计任务,为未来从事相关工作奠定基础。
二、教学内容1. 复合材料基本知识:介绍复合材料的定义、分类、性能特点及应用领域,重点讲解复合材料在模具设计中的应用优势。
教材章节:第一章 复合材料概述2. 复合材料模具设计原理:讲解复合材料模具设计的基本原理,包括模具结构、分类及设计方法。
教材章节:第二章 复合材料模具设计原理3. 复合材料模具设计流程:详细介绍复合材料模具设计流程,包括模具需求分析、材料选择、工艺参数确定等。
教材章节:第三章 复合材料模具设计流程4. CAD软件在复合材料模具设计中的应用:讲解CAD软件在复合材料模具设计中的应用,使学生掌握软件操作方法。
清华大学《工程材料》第5版教材简介《工程材料》第5版教材由清华大学材料学院朱张校教授、姚可夫教授主编,清华大学出版社出版。
《工程材料》第5版教材目录如下:绪论0.1中华民族对材料发展的重大贡献0.2材料的结合键0.3工程材料的分类第1章材料的结构与性能特点1.1金属材料的结构与组织1.2金属材料的性能特点1.3高分子材料的结构与性能特点1.4陶瓷材料的结构与性能特点第2章金属材料组织和性能的控制2.1纯金属的结晶2.2合金的结晶2.3金属的塑性加工2.4钢的热处理2.5钢的合金化2.6表面技术第3章金属材料3.1碳钢3.2合金钢3.3铸钢与铸铁3.4有色金属及其合金第4章高分子材料4.1工程塑料4.2合成纤维4.3合成橡胶第5章陶瓷材料5.1普通陶瓷5.2特种陶瓷第6章复合材料6.1复合材料的复合原则6.2复合材料的性能特点6.3非金属基复合材料6.4金属基复合材料第7章功能材料及新材料7.1电功能材料7.2磁功能材料7.3热功能材料7.4光功能材料7.5隐形材料及智能材料7.6纳米材料第8章零件失效分析与选材原则8.1机械零件的失效8.2机械零件失效分析8.3机械零件选材原则第9章典型工件的选材及工艺路线设计9.1齿轮选材9.2轴类零件选材9.3弹簧选材9.4刃具选材第10章工程材料的应用10.1汽车用材10.2机床用材10.3仪器仪表用材10.4热能设备用材10.5化工设备用材10.6航空航天器用材附录1金属材料室温拉伸试验方法新、旧国家标准性能名称和符号对照表附录2金属热处理工艺的分类及代号(摘自GB/T 12603—2005) 附录3常用钢的临界点附录4钢铁及合金牌号统一数字代号体系(摘自GB/T 17616—1998)附录5国内外常用钢号对照表附录6常用铝及铝合金状态代号与说明(摘编自GB/T 16475—2008)附录7若干物理量单位换算表附录8工程材料常用词汇中英文对照表参考文献本教材有以下特点:(1)体系科学合理,内容丰富新颖,实例丰富。
【复合材料概论】复习重点应试宝典第⼀章总论1、名词:复合材料基体增强体结构复合材料功能复合材料复合材料(Composite materials),是由两种或两种以上不同性质的材料,通过物理或化学的⽅法,在宏观上组成具有新性能的材料。
包围增强相并且相对较软和韧的贯连材料,称为基体相。
细丝(连续的或短切的)、薄⽚或颗粒状,具有较⾼的强度、模量、硬度和脆性,在复合材料承受外加载荷时是主要承载相,称为增强相或增强体。
它们在复合材料中呈分散形式,被基体相隔离包围,因此也称作分散相。
结构复合材料:⽤于制造受⼒构件的复合材料。
功能复合材料:具有各种特殊性能(如阻尼,导电,导磁,换能,摩擦,屏蔽等)的复合材料。
2、在材料发展过程中,作为⼀名材料⼯作者的主要任务是什么?(1)发现新的物质,测试其结构和性能;(2)由已知的物质,通过新的制备⼯艺,改变其显微结构,改善材料的性能;(3)由已知的物质进⾏复合,制备出具有优良性能的复合材料。
3、简述现代复合材料发展的四个阶段。
第⼀代:1940-1960 玻璃纤维增强塑料第⼆代:1960-1980 先进复合材料的发展时期第三代:1980-2000 纤维增强⾦属基复合材料第四代:2000年⾄今多功能复合材料(功能梯度复合材料、智能复合材料)4、简述复合材料的命名和分类⽅法。
增强材料+(/)基体+复合材料按增强材料形态分:连续纤维复合材料,短纤维复合材料,粒状填料复合材料,编织复合材料;按增强纤维种类分类:玻璃纤维复合材料,碳纤维复合材料,有机纤维复合材料,⾦属纤维复合材料,陶瓷纤维复合材料,混杂复合材料(复合材料的“复合材料”);按基体材料分类:聚合物基复合材料,⾦属基复合材料,⽆机⾮⾦属基复合材料;按材料作⽤分类:结构复合材料,功能复合材料。
5、简述复合材料的共同性能特点。
(1)、综合发挥各组成材料的优点,⼀种材料具有多种性能;(2)、复合材料性能的可设计性;(3)、制成任意形状产品,避免多次加⼯⼯序。
复合材料结构设计基础教学设计一、教学目标本课程旨在使学生掌握复合材料结构的基本概念、特点和设计方法,以及复合材料结构设计的相关知识和应用技术。
具体的目标如下:1.了解复合材料结构的基本概念和特点;2.掌握复合材料结构设计的基本方法和步骤;3.熟悉复合材料结构设计中常用的软件工具;4.能够独立完成复合材料结构设计的基本任务。
二、教学内容1. 复合材料结构的基本概念和特点1.复合材料结构的定义和分类;2.复合材料的基本组成和结构特点;3.复合材料结构的性能特点。
2. 复合材料结构设计的基本方法和步骤1.复合材料结构设计的流程和步骤;2.复合材料结构设计中的注意事项;3.复合材料结构设计中的常见问题及解决方法。
3. 复合材料结构设计中常用的软件工具1.多物理场仿真软件;2.结构分析软件;3.材料力学软件。
4. 复合材料结构设计的应用技术1.复合材料结构在航空航天、汽车、船舶等领域的应用;2.复合材料结构的材料选择和成型工艺。
三、教学方式1.讲授课程内容;2.课堂练习和案例分析;3.实验操作和实验报告;4.课堂互动和讨论。
四、教学评估1.平时成绩(作业、课堂参与、考勤等)占20%;2.期中考试成绩占30%;3.期末考试成绩占50%。
五、教学资源1.复合材料结构教材(可以使用多种教材,如《复合材料结构设计》等);2.复合材料结构仿真和分析软件;3.复合材料成型实验设备;4.学校图书馆及网上资源。
六、教学进度章节教学内容授课时间第一章复合材料结构的基本概念和特点2周第二章复合材料结构设计的基本方法和步骤3周第三章复合材料结构设计中常用的软件工具2周章节教学内容授课时间第四章复合材料结构设计的应用技术2周总结总结和期末考试1周以上是本课程的教学设计,希望能够满足广大学生的需求,提高学生的专业水平,培养高素质的复合材料结构设计人才。
《复合材料工艺与设备》第六章层压成型工艺及设备第六章层压成型工艺及设备6层压成型工艺及设备6.1概述6.1.1层压工艺的发展现状及前景课件6.1.1层压工艺的发展现状及前景层压工艺:是指将浸有或涂有树脂的片材层叠,在加热加压条件下,固化成型玻璃钢制品的一种成型工艺。
起始于30年代,目前在航空、航天、汽车、船舶、电讯等工业广泛应用。
层压成型工艺制品已经成为不可缺少的工程材料之一。
主要产品有:玻璃布层压板、木质层压板、棉布层压板、纸质层压板、石棉纤维层压板、复合层压板等。
第六章层压成型工艺及设备6.1.2层压工艺特点及应用课件6.1.2层压工艺的特点及应用工艺特点:生产的机械化、自动化程度较高;产品质量稳定;但一次性投资较大,适合于批量生产。
层压板可分为:纸层压板、木层压板、棉纤维层压板、玻璃纤维层压板等品种。
电绝缘部件;薄板适合于各领域;可用于制造齿轮、轴承、皮带轮等结构材料;用于飞机、汽车、船舶、电气工程等领域。
主要应用范围:例如:复铜箔层压板,用于制造印刷电路板。
第六章层压成型工艺及设备6.2胶布制备工艺及设备6.2.1制备工艺6.2.1.1原材料增强材料:课件玻璃布,石棉布,合成纤维布,玻璃毡,石棉毡,石棉纸,牛皮纸等。
酚醛树脂、氨基树脂、环氧树脂、不饱和聚酯树脂、有机硅树脂等。
6.2.16.2.1制备工艺树脂:6.2.1.2胶布制备工艺过程玻璃纤维布经化学处理或热处理后,浸渍树脂胶液,并控制胶含量。
在一定温度、时间条件下烘干,使树脂由A阶转到B阶,即得到需要的玻璃纤维胶布。
如P136工艺流程图。
第六章层压成型工艺及设备6.2.1.3胶布制备工艺参数主要有:胶液粘度、浸胶时间、烘干温度与时间、牵引张力。
(1)、胶液粘度课件一般通过胶液浓度及环境温度来控制。
浓度的控制往往采用测试密度的方法来实现。
各种玻璃布所用的胶液密度见P137,表6-1。
(2)、浸胶时间一般控制在15~45,不同的布浸透时间不同。
设计复合材料
首先,材料的选择是设计复合材料的关键。
在选择材料时,需要考虑到复合材
料的使用环境、受力情况、外观要求等因素,合理选择树脂基体和增强材料,以及其他辅助材料。
树脂基体通常选择环氧树脂、酚醛树脂等,而增强材料可以选择碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维等。
在材料选择时,需要综合考虑材料的力学性能、耐热性、耐腐蚀性等指标,以确保复合材料在使用过程中能够满足要求。
其次,成型工艺对复合材料的性能影响很大。
常见的成型工艺包括手工层叠、
预浸料成型、压缩成型、注塑成型等。
不同的成型工艺适用于不同的复合材料类型和产品形状,需要根据具体情况进行选择。
在成型工艺中,需要注意控制成型温度、压力、时间等参数,以确保复合材料的成型质量和性能稳定性。
最后,对复合材料的性能进行测试也是设计过程中不可或缺的一环。
常见的测
试项目包括拉伸强度、弯曲强度、冲击性能、热稳定性等。
通过对复合材料的性能测试,可以评估材料的实际性能是否符合设计要求,为产品的使用提供可靠的数据支持。
综上所述,设计复合材料需要综合考虑材料选择、成型工艺和性能测试等方面,以确保复合材料能够满足产品的使用要求。
在实际设计过程中,需要密切关注材料的性能指标,合理选择成型工艺,严格进行性能测试,从而设计出性能优良的复合材料产品。