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三、持续推进的中国大飞机发展目前中国大飞机的发展正在稳扎稳打地向前推进。
2017年5月5日，C919飞机完成了首飞。
2019年开始，C919的六架试飞机已经在上海、阎良、东营、南昌、锡林浩特、吐鲁番、敦煌等地进行密集的飞行试验。
2020年11月，C919获得了型号检查核准书，进入“局方审定试飞阶段”。
所谓“局方审定试飞”就是由国家民航局而非飞机制造商来审核C919的试飞性能，意味着C919已经要离开母厂，准备进入适航取证的环节了。
不过，从行业分析的角度说来：尽管目前国产大飞机正在稳步推进，但从供应链上来看，中国航空工业还有很多需要补齐的短板。
事实上，从大飞机五大系统的发展程度上，就能够大约感知到中国大飞机的发展水平了。
C919命名颇具深意“C”——中国商飞英文缩写“COMAC”的第一个字母，也代表“China”，也恰好与“空中客车（Airbus）”和“波音（Boeing）”的字头构成顺序排列。
“9”——代表“长久。
“19”——代表最大载客可达190座。
看完了C919名字的来历，下面我们来了解下他的基本参数：在《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》当中，C919被确定为16个重大科技专项之一。
这是因为，研发大型民航客机，不仅是提高国家自主创新能力、增强核心竞争力的重大战略举措，也是国家工业、科技水平和综合实力的集中体现。
需求管理体系为大飞机作保在研制之初，C919就将竞争国际市场作为目标，为国产大型客机“飞出国门”铺路。
因此，它是中国首款按照最新国际标准研制的干线民用飞机。
目前，国际上重要的标准之一，便是ARP4754A《民用飞机与系统研制指南》。
什么是“ARP 4754A”这一文件由美国自动工程协会（SAE）根据美国联邦航空局（FAA）的要求于2010年编写发布，用以证明高度综合与复杂航电系统对适航规章的符合性，是关于飞机系统研制的顶层规范。
可以说，从顶层设计开始就严格按照ARP 4754A规定的方法和流程研制民航客机，是获得美国与欧洲适航许可的重要基础，也是飞机走向市场的重要保证。
碳纤维复合材料的拉伸强度引言碳纤维复合材料是一种具有优异力学性能和轻质化特点的新型材料，广泛应用于航空航天、汽车、体育用品等领域。
其中，拉伸强度是评价碳纤维复合材料性能的重要指标之一。
本文将详细介绍碳纤维复合材料的拉伸强度及其相关知识。
1. 拉伸强度的定义拉伸强度是指材料在拉伸过程中所能承受的最大拉力。
它是材料抵抗拉伸破坏的能力的一个重要参数。
通常以标称断裂强度来表示，单位为MPa。
2. 碳纤维复合材料的构成和制备碳纤维复合材料由碳纤维和树脂基体组成。
碳纤维是一种由碳元素组成的纤维状材料，具有高强度和高模量的特点。
树脂基体则起到支撑和保护碳纤维的作用。
制备碳纤维复合材料的过程主要包括以下几个步骤：1.碳纤维预处理：将原始碳纤维进行表面处理，提高其与树脂基体的黏结性；2.预浸料制备：将经过预处理的碳纤维浸渍于树脂基体中，形成预浸料；3.预浸料层叠：将多层预浸料叠加在一起，形成复合材料板材；4.热压固化：将复合材料板材放入热压机中进行高温高压的热固化处理；5.加工成型：根据产品的需求，对固化后的复合材料进行切割、成型等加工工艺。
3. 影响拉伸强度的因素碳纤维复合材料的拉伸强度受到多种因素的影响，主要包括：3.1 纤维性能碳纤维的性能直接影响到复合材料的拉伸强度。
碳纤维的强度和模量决定了复合材料的整体性能。
通常采用高强度、高模量的碳纤维可以提高复合材料的拉伸强度。
3.2 纤维体积分数纤维体积分数是指在复合材料中纤维的体积占比。
增加纤维体积分数可以提高复合材料的拉伸强度，因为纤维是主要承载力的成分。
3.3 树脂基体性能树脂基体的性能对拉伸强度也有一定的影响。
具有较高强度和良好黏结性的树脂基体可以提供更好的支撑和保护作用，从而提高复合材料的拉伸强度。
3.4 加工工艺碳纤维复合材料的制备过程中的加工工艺也会对拉伸强度产生影响。
合理的加工工艺可以保证复合材料的均匀性和一致性，从而提高拉伸强度。
4. 测定拉伸强度的方法测定碳纤维复合材料的拉伸强度通常采用万能材料试验机进行拉伸试验。
复合材料拉伸试验标准复合材料是一种由两种或以上不同材料组成的复合材料，通常由增强材料和基体材料组成。
目前，复合材料已经广泛应用在各个领域，如航空、航天、汽车、建筑、体育器材等。
为了保证复合材料的机械性能和可靠性，需要对其进行拉伸试验。
下面，我们来介绍一下复合材料拉伸试验的相关标准。
1.试验标准名称复合材料的拉伸试验2.试验目的确定复合材料的拉伸性能，包括极限拉伸强度、拉伸弹性模量、断裂伸长率等。
3.试验方法3.1 试样的准备建议使用标准试样，试样尺寸应符合标准要求。
试样应在室温下进行制备，使用切割机、rcok-roc、钢丝锯等工具进行切割。
试样应存放在干燥环境下，避免受潮或暴露在阳光下。
3.2 试验设备拉伸试验机应具有足够的承载能力和相应的夹具。
建议使用万能试验机进行试验，试验机应满足相关标准要求。
3.3 试验步骤在进行试验前，应将试验机进行校准，保证数据的准确性。
试样应夹于试验夹具上，外力应沿着试样的中心线方向施加。
拉伸速度应根据试验要求进行调节。
试验过程中，应记录试验数据，包括试样的拉伸力和伸长量。
在达到极限拉伸强度后，应停止试验。
试验结束后，应记录试验时间和运动速度。
3.4 解析数据试验结束后，应对试验数据进行处理和解析。
使用适当的软件或计算公式计算试样的拉伸强度、断裂伸长率等参数。
4.试验结果的验证与报告试验结果应根据标准进行验证，并对结果进行描述和分析。
试验报告应包括试验的目的、试验方法、试验数据、试验结果评价等内容。
以上就是复合材料拉伸试验标准的简单介绍。
在进行复合材料拉伸试验时，应严格按照标准要求进行操作，保证试验数据的准确性和可靠性。
5.注意事项在进行复合材料拉伸试验时，需要注意以下几点：5.1 试样选取试样的形状和尺寸应符合标准要求。
应避免对试样进行切割等处理，以免影响试样的拉伸性能。
5.2 环境控制试验环境应控制在恒定的温度和湿度下。
温度变化会影响试样的拉伸性能，而湿度过高或过低会影响试样的质量和稳定性。
一、概述碳纤维复合材料层合板是一种轻质、高强度、耐腐蚀的结构材料，在航空航天、汽车工业和体育器材领域有着广泛的应用。
然而，由于其特殊的结构和复杂的制造工艺，碳纤维复合材料层合板在应用过程中可能受到各种外部冲击力的作用，因此需要对其进行冲击后的拉伸试验，以验证其性能和可靠性。
本文将介绍碳纤维复合材料层合板冲击后的拉伸试验方法。
二、试验原理碳纤维复合材料层合板在受到冲击力作用后，可能会出现裂纹、破损等情况，为了检测其破损程度和残余强度，需要进行拉伸试验。
拉伸试验是通过施加拉伸载荷，使材料发生拉伸变形，从而确定其强度、延展性等力学性能的试验方法。
而在碳纤维复合材料层合板冲击后的拉伸试验中，除了通常的拉伸试验外，还需要考虑碳纤维复合材料的裂纹扩展特性，因此试验方法需要针对碳纤维复合材料的特性进行相应的调整和改进。
三、试验步骤1. 样品制备需要制备一定尺寸的碳纤维复合材料层合板样品。
通常情况下，样品的尺寸应该符合相关的标准或规范要求，以保证试验结果的准确性。
在制备样品时，需要注意避免样品出现裂纹、气泡等缺陷，以确保试验的可靠性。
2. 冲击试验在进行拉伸试验之前，需要先进行冲击试验。
冲击试验是为了模拟碳纤维复合材料层合板在实际应用中受到外部冲击力作用的情况。
通过冲击试验，可以观察样品表面的裂纹情况并记录下来，为后续的拉伸试验提供参考。
3. 拉伸试验在冲击试验之后，进行拉伸试验。
拉伸试验需要使用特殊的拉伸设备，可以精确控制拉伸速度和加载方式。
在测试过程中，需要记录样品的拉伸位移和载荷，并及时观察样品表面的裂纹扩展情况。
通过拉伸试验，可以得到碳纤维复合材料层合板在冲击后的拉伸性能参数，如残余强度、断裂伸长率等。
4. 数据分析对拉伸试验得到的数据进行分析。
通过对试验数据的分析，可以得到碳纤维复合材料层合板在冲击后的力学性能参数，为材料的设计和应用提供参考。
也可以根据实验结果对碳纤维复合材料的质量进行评估，并提出相应的改进意见。
复合材料冲击强度测试标准
范围
本标准规定了复合材料冲击强度的测试方法，包括定义、测试设备、试样制备、试验程序等。
本标准适用于复合材料的冲击强度测试，包括玻璃纤维增强塑料、碳纤维增强塑料等复合材料。
引用标准
以下标准为本文所引用的相关标准：
2.1 GB/T 2567-2008 玻璃纤维增强塑料浴缸
2.2 GB/T 3856-2005 硬质泡沫塑料压缩性能试验方法
定义
3.1 冲击强度：材料在冲击载荷作用下破坏时所吸收的能量与试样原始横截面积的比值。
单位为kJ/m2。
3.2 冲击韧性：材料在冲击载荷作用下抵抗破坏的能力。
单位为kJ。
测试方法
4.1 试样制备
4.1.1 试样尺寸：试样尺寸应符合标准要求，一般应为矩形或圆形，表面应平整、无缺陷。
4.1.2 试样处理：试样应按照所用材料的特点进行预处理，如干燥、固化等。
4.2 试验设备
4.2.1 冲击试验机：冲击试验机应符合国家相关标准，并具有自动记录冲击曲线和计算冲击韧性的功能。
其精度应达到国家相关标准要求。
4.2.2 试样支座：试样支座应能保证试样在冲击过程中不发生偏移或损坏。
4.3 试验程序
4.3.1 将试样放置在冲击试验机上，确保试样与冲击砧对中。
4.3.2 根据所用材料的特点和标准要求，设置冲击速度、冲击能量等参数。
拉伸、冲击韧性试验
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拉伸、冲击韧性试验
简介
拉伸试验是指在承受轴向拉伸载荷下测定材料特性的试验方法。
拉伸试验可测定材料的一系列强度指标和塑性指标弹性极限、伸长率、弹性模量、比例极限、面积缩减量、拉伸强度、屈服点、屈服强度和其它拉伸性能指标。
测试标准
GＢ/Ｔ228．1、ASTM E８/E8M、ISO 6892-1、ＧB/T 1０4０、ＩＳO 5２7、A ＳTM D6３8等。
典型试样
简介
测试材料抵抗冲击载荷的能力,冲击韧度指标的实际意义在于揭示材料的变脆倾向,分为简支梁冲击试验和悬臂梁冲击。
简支梁冲击试验（又称夏比冲击Cｈａrpy Imｐaｃt）悬臂梁冲击实验又称Izｏd冲击试验。
测试标准
ＡSＴM Ｅ2３、GB/T 229、GB/Ｔ1０4３、GB/T 1８43等。
测试示意图
悬臂梁与简支梁演示
简介
美信检测是一家具有ＣNＡＳ和ＣＭA资质认证的第三方检测机构,提供检测服务
●形貌观察与测量●显微结构分析●表面元素分析●表面异物分析●成分分析●力学性能测试●热学性能测试●焊接工艺评定●CT扫描●无损检测●切片分析●阻燃性能测试●油品检测●清洁度测试●可靠性测试●失效分析
●配方分析●有毒物质检测●涂镀层厚度.．．...。
复合材料拉伸强度的影响因素复合材料拉伸强度的影响因素主要有以下几点：1.成分：界面相单元的高分子材料间的作用力将直接影响拉伸强度，因此提升分子间作用力的各类因素都能有效的提高拉伸强度。
可以通过适当的前处理来提高界面相单元高分子间的机械吸附性。
2.温度：天然橡胶中拉伸强度随着温度的增加而减小，而复合材料中的补充填料对橡胶基体的增强效应随温度升高而减弱，且温度越高，增强效应的减弱趋势越平缓，因此基于橡胶的复合材料拉伸力学行为及温度相关性比天然橡胶更为复杂。
3.硫化体系：复合材料中橡胶材料先通过混炼机进行混炼，再和钢进行高温压制硫化，可以增大分子间作用力，提高拉伸强度。
同时，增强剂和促进剂对拉伸强度也能起到提高拉伸强度的作用。
4.纤维含量：纤维的加入明显提高复合材料的定伸应力，且随纤维含量的增加复合材料的定伸应力逐渐上升，拉伸强度和断裂伸长率不断下降。
纤维的加入使复合材料的撕裂强度提高，但纤维含量过大又导致撕裂强度降低。
这是因为复合材料的拉伸强度主要由基体胶的强度来决定，纤维的加入多少会产生一些应力集中，纤维脱粘时形成缺陷，使复合材料的拉伸强度比纯胶低。
另外，复合材料在拉伸过程中，会产生纤维的拔脱力，导致材料的定伸应力比纯胶高。
同时在撕裂过程中，由于纤维的加入一定程度上阻止了裂纹的扩展，纤维拔脱需要拔脱力，所以与纯胶相比，撕裂强度提高，但纤维含量太高时，复合材料因应力集中造成的影响超过纤维拔脱力而使撕裂强度下降。
综合考虑，当纤维含量在6phr时复合材料性能较好。
5.界面剪切强度：界面剪切强度对拉伸强度的影响主要体现在：当Σλs较小时，应力集中较小，但无效长度较大，无效长度的增加将使纤维的破坏概率增大，导致强度降低；当Σλs较大时，无效长度较小，但纤维应力集中较大，同样使纤维的破坏概率增大，导致强度降低。
可见，界面剪切强度对混杂复合材料的拉伸破坏模式有直接的影响：当Σλs较小时，属纵向损伤模式；当Σλs较大时，属横向裂纹扩展模式；大小适宜的Σλs，属混合失效模式，此种情形的拉伸强度可达到最大值。
碳纤维 t300的力学参数碳纤维T300是一种高性能、轻量化的材料，具有极高的强度和刚度，广泛应用于航空航天、汽车、体育器材等领域。
本文将从材料的力学参数角度详细介绍T300碳纤维的特点，以及它在各个领域的应用。
首先，T300碳纤维的拉伸强度非常出色。
它的拉伸强度可达到6000 MPa（兆帕），相当于钢材的强度的5倍以上。
这意味着即使在极端的应力条件下，T300碳纤维仍能保持较高的强度，确保结构的稳定性和安全性。
例如，在飞机制造中，碳纤维T300常用于制造机翼和机身结构等关键部件，以提高飞行器的整体强度和耐久性。
其次，T300碳纤维还具有卓越的刚度特性。
其弹性模量可达到230 GPa（吉帕斯卡），是一般金属材料的6倍以上。
这使得T300碳纤维成为一种理想的选择，用于需要抵抗形变和保持结构稳定性的应用。
在汽车制造中，利用碳纤维T300制造车身和底盘部件，可以显著提升车辆的操控性和安全性，同时实现更高的燃油效率。
此外，T300碳纤维还具有优异的耐热性能。
它的使用温度范围可达到300℃，并能在高温环境下保持较好的力学性能。
这使得它在航天领域的应用更加广泛。
例如，宇航员舱内的结构件通常采用T300碳纤维材料，可以有效防止在宇宙空间的极端温度变化下发生结构损坏。
此外，碳纤维T300还具备良好的耐腐蚀性能。
相比于金属材料，碳纤维不容易受到氧化、腐蚀等化学物质的侵蚀。
这使得碳纤维T300成为制造耐久性优良、抗腐蚀的化学容器和管道的理想材料。
综上所述，碳纤维T300在力学参数上具备出色的特点，包括高拉伸强度、卓越的刚度、良好的耐热性能以及优异的耐腐蚀性能。
它的广泛运用于航空航天、汽车、体育器材等领域，为相应领域的技术进步和产品优化做出了重要贡献。
未来，随着碳纤维技术的不断发展和创新，T300碳纤维有望进一步拓展其应用领域，为更多领域提供强大的支撑。
复合材料结构设计课程设计碳纤维t300复合材料结构设计课程设计：引言复合材料是由两种或两种以上材料组合而成的结构材料，具有轻质、高强度、高刚度和耐热耐腐蚀等特点，广泛应用于航空航天、汽车制造和体育器材等领域。
本课程设计将以碳纤维T300为材料，结合结构设计理论和工程实践，探讨复合材料结构设计的相关知识，并进行具体案例分析与实践操作，旨在培养学生对复合材料结构设计的理论与应用能力。
一、材料性能介绍碳纤维T300是一种高性能的碳纤维材料，具有极高的拉伸强度和模量，同时具有优异的耐腐蚀性和耐热性。
在复合材料中作为增强材料，能够大幅提高复合材料的强度和刚度，广泛应用于飞机、航天器、运动器材等领域。
二、复合材料结构设计理论1.复合材料的设计原理复合材料结构设计需要充分考虑增强材料和基体材料的相互作用，在设计过程中需要考虑张力、压力和剪切力等受力情况，充分发挥各种材料的优势。
2.复合材料的设计方法复合材料结构设计通常包括静力学分析、材料力学分析、应力分析和变形分析等内容，需要结合实际工程应用进行综合设计。
3.复合材料的工程实践复合材料结构设计需要结合实际工程应用进行工程实践，例如利用有限元分析软件对复合材料结构进行模拟分析，优化设计方案。
三、复合材料结构设计案例分析本课程设计将以飞机机翼设计为例，结合碳纤维T300材料的特性进行复合材料结构设计案例分析。
首先通过静力学分析确定飞机机翼受力情况，然后利用有限元分析软件模拟飞机机翼结构受力情况，最终优化设计方案，确定合理的复合材料结构设计方案。
四、复合材料结构设计实践操作本课程设计将结合复合材料实验教学平台，开展复合材料结构设计的实践操作。
学生将在指导教师的带领下，进行复合材料结构的设计、制作和测试，通过自己动手进行实践操作，深入理解复合材料结构设计的相关知识，并培养实际操作能力。
结语复合材料结构设计是一门重要的工程技术学科，具有广泛的应用前景。
通过本课程设计，学生将深入了解复合材料结构设计的理论与实践，培养复合材料结构设计的工程应用能力，为未来工程实践奠定坚实的基础。
T300级复合材料冲击容限和拉伸强度北京航空航天大学附属中学成员：崔容熊天宇张子琪指导教师：魏云波（以上姓名排序皆按照姓氏字母顺序）摘要：采用落锤式冲击台冲击了国产T300复合材料层板，测量冲击高度与冲击凹坑深度的关系。
采用高频疲劳力学试验机对冲击后的复合材料层板进行了压缩强度试验，测定了冲击凹坑深度与压缩剩余强度之间的关系，对复合材料层板的冲击损伤及其强度有深入的了解，验证了前人的猜想，得到了关于冲击凹坑深度、冲击能量、压缩(拉伸)强度的关系，这大大方便了实际中的简便计算。
关键词： T300级复合材料冲击损伤容限拉伸强度一、前言1.研究背景：目前冲击损伤是飞机结构强度设计中一个非常重要的问题。
飞机在实际飞行中由冰雹，鸟撞或者在维修过程中不经意都会对连接件产生一定程度的冲击损伤，并且在连接件材料的表面留有一定的破坏凹坑或表面拉伸。
而且，现如今，复合材料在飞机上的运用越来越受重视，了解复合材料的冲击性能就尤为显得重要。
本实验探究冲击损伤与凹坑深度之间的内在联系还有材料本身拉伸强度的结构特性。
就在不久前，应用了T300级复合材料的我国国产猎鹰06高教机准备投入实现首次装机件试制。
T300复合材料属环氧基碳纤维增强复合材料。
由碳纤维和树脂结合而成的复合材料由于具有比重小、韧性好和强度高、比强度高、比模量高、密度小、耐热、耐低温、优异的热物理性能、化学稳定性以及材料性能可设计等优点,已广泛应用于航天、航空、体育休闲和工业领域。
研究碳纤维/环氧树脂复合材料的力学性能,尤其是其高温性能,对其在超常环境下的使用具有重要意义。
所以现在是一个研究与应用复合材料的高速时代。
2.文献调研：我组共查阅了有关（及其相关）资料论文15篇，其中有效（对本组研究有一定帮助的）论文11篇。
通过对文献资料的研究与思考，我们认为（结合文献中思想）：新材料的引入有可能使航空器性能发生巨大的变化, 但新材料在航空器结构中真正得到使用, 必须经过耗时耗钱的研究和验证。
国产T300级碳纤维二维纺织结构复合材料的力学性能研究王怡敏; 燕春云; 王永利【期刊名称】《《高科技纤维与应用》》【年(卷),期】2019(044)004【总页数】6页(P46-51)【关键词】二维编织; 机织物; 层合复合材料; 力学性能【作者】王怡敏; 燕春云; 王永利【作者单位】江苏恒神股份有限公司江苏丹阳 212300【正文语种】中文【中图分类】TQ342+.740 引言二维编织复合材料是通过二维编织技术，先将纤维束直接编织成所需的各种变截面的不规则预成型体，然后以预成型体作为增强材料进行浸胶固化而直接形成复合材料结构。
二维编织过程的机械化能够很大程度上降低复合材料制件的生产时间，提高生产效率。
另外，二维编织能适用于多种成型工艺，从而使这些复杂制件的生产过程变得更加简单易行，在提高生产效率的同时，能够一定程度上降低生产成本，因此二维编织复合材料结构制品倍受关注[1]。
二维编织复合材料已被应用于航空航天、汽车、体育休闲等领域[2-5]，随着编织结构复合材料加工技术与设备的进一步发展，其应用领域将越来越宽广。
但目前使用国产碳纤维制作二维编织预成型体的情况仍不常见，其力学性能仍需进行探究[6-12]。
本文分别将国产碳纤维二维编织物、经编织物、机织物作为增强材料，制成铺层结构复合材料，然后分别进行力学性能测试。
在表征国产碳纤维二维编织结构复合材料力学性能的同时，比较二维编织结构复合材料与经编织物、机织物结构复合材料的力学性能优劣。
1 实验材料实验采用江苏恒神股份有限公司生产的HF10-3K、HF10-12K碳纤维和EL306环氧树脂体系。
碳纤维的主要性能参数见表1。
表1 碳纤维和树脂的主要性能参数材料密度/(g/m3)拉伸强度/MPa拉伸模量/GPaHF10-3K/12K1.783 5302322 样品制备2.1 增强材料的制备2.1.1 二维编织物的制备设备采用江苏恒神股份有限公司的二维编织机，在直径为165 mm的圆柱型芯模上对HF10-12K碳纤维进行编织。
T300级复合材料冲击容限和拉伸强度北京航空航天大学附属中学成员：崔容熊天宇张子琪指导教师：魏云波（以上姓名排序皆按照姓氏字母顺序）摘要：采用落锤式冲击台冲击了国产T300复合材料层板，测量冲击高度与冲击凹坑深度的关系。
采用高频疲劳力学试验机对冲击后的复合材料层板进行了压缩强度试验，测定了冲击凹坑深度与压缩剩余强度之间的关系，对复合材料层板的冲击损伤及其强度有深入的了解，验证了前人的猜想，得到了关于冲击凹坑深度、冲击能量、压缩(拉伸)强度的关系，这大大方便了实际中的简便计算。
关键词： T300级复合材料冲击损伤容限拉伸强度一、前言1.研究背景：目前冲击损伤是飞机结构强度设计中一个非常重要的问题。
飞机在实际飞行中由冰雹，鸟撞或者在维修过程中不经意都会对连接件产生一定程度的冲击损伤，并且在连接件材料的表面留有一定的破坏凹坑或表面拉伸。
而且，现如今，复合材料在飞机上的运用越来越受重视，了解复合材料的冲击性能就尤为显得重要。
本实验探究冲击损伤与凹坑深度之间的内在联系还有材料本身拉伸强度的结构特性。
就在不久前，应用了T300级复合材料的我国国产猎鹰06高教机准备投入实现首次装机件试制。
T300复合材料属环氧基碳纤维增强复合材料。
由碳纤维和树脂结合而成的复合材料由于具有比重小、韧性好和强度高、比强度高、比模量高、密度小、耐热、耐低温、优异的热物理性能、化学稳定性以及材料性能可设计等优点,已广泛应用于航天、航空、体育休闲和工业领域。
研究碳纤维/环氧树脂复合材料的力学性能,尤其是其高温性能,对其在超常环境下的使用具有重要意义。
所以现在是一个研究与应用复合材料的高速时代。
2.文献调研：我组共查阅了有关（及其相关）资料论文15篇，其中有效（对本组研究有一定帮助的）论文11篇。
通过对文献资料的研究与思考，我们认为（结合文献中思想）：新材料的引入有可能使航空器性能发生巨大的变化, 但新材料在航空器结构中真正得到使用, 必须经过耗时耗钱的研究和验证。
如果在材料研制的早期能预见新材料体系在结构中的应用前景, 做出正确的决策, 就可以避免时间和金钱的浪费。
而要实现这一目标, 正确的材料性能表征体系是其中的关键之一，而我们所做的实验即是在测量该材料的性能表征。
复合材料飞机结构的使用经验表明: 在结构完整性方面与金属结构的最大差别是其耐久性和损伤容限要求, 特别是对冲击损伤的敏感性。
最近文献进一步把复合材料结构对冲击损伤的要求归结为与耐久性和损伤容限相提并论的损伤阻抗设计要求。
所以这一研究——针对材料冲击容限——的前景是广阔的，而这么做也是有意义的，所以从意义上这是有价值的。
3.研究意义：验证了三个变量——即凹坑深度、压缩强度、冲击能量的关系和前人的模型关系式，提出适合于本次实验材料板的模型。
利用该模型，可以从实际工程中得到冲击能量，有利于工程中使用复合材料的损伤评估。
从而达到简便计算T300型材料的损伤容限的数值来估算其仍可承受的能量限值。
4.研究思路二、研究方法及过程1)研究内容使用落锤式冲击试验台对复合材料层合板进行冲击试验，严格控制冲击能量的大小以及冲击点的位置，精确测量损伤凹坑深度，得到冲击能量与凹坑深度的关系;并使用高频疲劳机对进行过冲击实验的层合板进行拉伸（压缩）强度的检测。
落锤式冲击试验台性能参数本次试验使用落锤式冲击试验台。
试验台的总高度1354mm，落锤导轨高度为1280mm，落锤下落高度≤1100mm，导轨管径为8mm。
冲击头为半球状，直径为16mm，冲击块质量为11.436，由于冲击能量比较小，提高能量精度，故去掉冲击块下方两块夹块，冲击块质量变为8.227kg，最大冲击能量可达到88.5J。
图1 冲击台整体概况工作原理：将试验板放置于底座上，并且用薄板压住固定（如下图2），根据所需的能量，将冲击块抬到一定高度释放，冲击块沿着竖直的导轨自动下落，作用于试验板上，完成一次冲击。
图2 冲击固定高频疲劳机性能参数高频疲劳试验机可以对构件进行疲劳试验以及静强度试验。
实验室中有两台长春仟帮制图3 力学高频疲劳机及材料板托造的高频疲劳机，最大的施加的静载荷为50KN 以及100KN ，动载荷分别为25KN 以及50KN 。
可以对板材和棒材进行试验。
复合材料试验件参数冲击块底座 压板复合材料实验板材料是T300树脂，纤维体积分数60%，材料铺层方式是准各向同性：[45/90/-45,0]5s,单层厚度0.12mm，总共40层，板材长150mm，宽100mm，厚度是5mm，如下图3示意图。
图4 复合材料板1.实验设计1.1冲击试验参数的选取a)冲击能量根据质量块的高度势能得到：冲击能量可以用W=MgH来表示。
M指冲击块的质量。
H表示冲击块撞击头与材料板的距离。
根据5个不同高度得到不同的冲击能量，如下表所示：冲击高度50mm 100mm 150mm 200mm 250mm冲击能量4J 8J 12J 16J 20J表1 高度与能量对应表1.2凹坑深度以及冲击块高度测定过程凹痕深度定义为从凹痕最低点到未受到凹痕扰动的表面之间的距离。
做完一次冲击试验后，就要对凹坑深度进行测定。
使用游标卡尺来测量凹坑深度。
如果凹坑的宽度没有超过游标卡尺的宽度，这样就可以直接把游标卡尺竖起来利用尾端的深度测量功能来直接测量。
若凹坑宽度超过了卡尺的宽度，这时候就需要辅助的直尺测量，先把直尺横在凹坑上方，然后再用卡尺测量凹坑底部到直尺上表面的距离，再将直尺的厚度减去，就得到凹坑的深度。
1.3冲击后拉伸强度计算按下式计算冲击后拉伸强度FPbt其中：P冲击后拉伸强度MPa；F拉伸破坏载荷N；b试样宽度(mm)；t试样厚度(mm)。
1.4试验步骤A.拿到复合材料试验板后对其长宽厚进行测量与校对。
B.在实验开始前，检查冲击试验装置是否完好。
C.样品编号，防止实验过程中把试样混淆。
D.将冲击试验台底座放置于冲击头下方，使其凹槽中心的圆孔与落锤同心。
E.将冲击试样放入冲击试验台底座的凹槽。
F.将压板置于试样上，并用4个螺栓固定。
G.确认所需冲击能量。
H.将落锤抬到一定的高度，进行冲击实验。
I.完成一次冲击的时候，立马用手将冲击块拖住，防止二次冲击。
J.取下复合材料板，利用游标卡尺测定并记录试样冲击表面凹坑深度。
K.取复合材料板固定在高频疲劳机上，保持对中。
L.逐步施加压载荷，直至层合板产生破坏，即可看见明显形变，做好相应的记录。
图5 固定材料板1.5数据处理以及误差分析在整个实验过程中，做好相关数据的记录。
首先拿到试验件后，就试验件的长宽厚进行测量，作好记录，确保符合试验标准。
确保每一步完成后都照相取证。
对于整个系统的误差主要来源于两方面，冲击能量的控制以及凹坑深度的测量。
在实验过程中，在冲击块中使用直线轴承，在下落过程中滚动摩擦，几乎不用考虑下滑过程中的导轨的阻力，由于是低速冲击，可以忽略空气阻力，因此冲击能量主要在于高度的精确控制。
凹坑深度测量使用标定过的游标卡尺进行测量，示值误差不超过±0.01mm，误差精度满足要求。
2.冲击能量与凹坑深度理论研究研究表明，冲击能量与凹坑深度的关系是衡量复合材料抵抗冲击的能力，同时相比损伤面积和损伤宽度，凹坑深度是最容易测量的损伤参数。
凹坑深度与冲击能量有良好的一一对应关系，因此选择了用凹坑深度作为损伤的度量，并用冲击能量——凹坑深度关系作为冲击损伤阻抗的表征。
在本实验的冲击测试条件下，当冲击头作用于复合图5 固定材料板材料时，复合材料受弯曲应力作用，冲击正面受压应力作用，冲击背面受拉应力作用，复合材料产生弯曲变形。
复合材料的损伤主要有冲击面的树脂变形、破裂和不可见损伤，基本没有纤维剪出、断裂现象；在冲击能量较高(或复合材料的厚度较小)的情况下，复合材料的冲击面有凹陷。
在一定的冲击能量下，就会有一个对应的凹坑损伤，凹坑深度开始均以较小的斜率呈线性增大，随着冲击能量的增加，冲击能量与凹坑深度曲线趋于向水平方向延伸，凹坑深度不断增加。
当冲击能量达到某一值时曲线出现拐点。
拐点是复合材料层压板的损伤阻抗发生了突变。
此前复合材料层压板中的纤维和基体作为整体来抵抗外来物冲击，产生的损伤主要是内部分层和少量基体裂纹，同样的冲击能量增量引起的凹坑深度增量比较小，而损伤面积和损伤宽度增量比较大，有较好的规律性。
拐点的出现表明层压板的表面层出现纤维断裂，增加的能量不会产生更多的分层(或超出已有损伤宽度以外的分层)，主要用于产生从表面到内部更多的纤维断裂，同样的冲击能量增量引起的凹坑深度增量比较大，但损伤面积和损伤宽度的增量很小，甚至不增加。
在对冲击能量与凹坑深度的理论模型研究中，目前有一下几种模型可以值得参考。
前人对冲击能量与凹坑深度之间的关系提出了如下的关系式：13E K σ= (1)其中21111()2s s zv K R E E --=+为接触系数，与冲击物和被冲击物的材料特性有关。
式中v s 、E s 分别为冲击头的泊松比和弹性模量(MPa)；E z 为层压板最外一层在厚度方向上的弹性模量(MPa)，在缺乏试验数据时可以用单向板的横向弹性模量E y 来代替；R 为冲头的曲率半径(mm)；σ为层压板的凹坑深度(mm)；E 是与之对应的冲击能量(J)。
又有人提出了一个复合材料低速冲击永久凹坑深度的预测方法。
首先计算接触系数K ：21141()3s s z v K R E E --=+由模拟计算得到最大接触力f m ；计算最大压入位移m α：23()m m f Kα=计算永久凹坑0α：取cr α=0.08为材料常数临界压入位移； 则25001m cr cr m m crm αααααααα≤⎧⎪⎪⎡⎤=⎛⎫⎨⎢⎥-≥ ⎪⎪⎢⎥⎝⎭⎪⎢⎥⎣⎦⎩ (2)那么这几种方法是否正确，是否可以用于这种试验复合材料板的冲击凹坑模型，就要对实验数据以及三次拟合曲线表达式进行比对，验证其是否适用。
若有一定的出入，可以在上述几个式子的基础上修改模型，提炼出与实验结果相符合的模型。
三、 研究结果分析与讨论1. 研究结果与结论冲击深度和拉伸强度，测得的数据填入下表中：表2 冲击实验数据压缩实验数据填入下表：试件编号冲击高度（mm）冲击能量(J)破坏载荷（N）试样截面积（mm2）压缩强度（MPa）破坏模式以及位置1 400 32 79350 500 158.7 中部两边裂开，中间微微隆起2 500 40 69580 500 139.16 中间冲击处隆起明显3 600 48 94520 500 189.04 中间凹坑处不对称隆起4 700 56 64469 500 128.938 中间凹坑处一侧隆起明显5 750 60 66122 500 132.244 中间凹坑处两侧隆起明显表3 压缩实验数据得到数据之后，对数据分析。
