复合材料力学-1-en
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材料力学性能试验有哪些带你了解材料力学性能试验!材料力学性能又称机械性能,任何材料受力后都要产生变形,变形到一定程度即发生断裂。
这种在外载作用下材料所表现的变形与断裂的行为叫力学行为,它是由材料内部的物质结构决定的,是材料固有的属性。
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材料力学性能试验:拉伸试验拉伸试验是其中一种最常用的试验方法,用于测定试样在受到轴向拉伸载荷后的行为。
这些试验类型可在室温或受控(加热或制冷)条件下进行,以确定材料的拉伸性能。
适用材料:金属、塑料、弹性体、纸张、复合材料、橡胶、纺织品、粘合剂、薄膜等。
常见的拉伸试验结果:最大载荷、最大载荷下的挠度、最大载荷做功、刚度、断裂载荷、断裂时的形变、断裂做功、弦斜率、应力、应变、杨氏模量试验仪器:万能试验机,高速试验机等测试标准GB/T 6397-1986《金属拉伸试验试样》ASTM D3039-76用于测定高模量纤维增强聚合物复合材料面内拉伸性能ASTM D638用于测定试件的拉伸强度和拉伸模量材料力学性能试验:压缩试验压缩试验是一种常用于测定材料的压缩负载或抗压性的试验方法,同时也用于测定材料在受到一个特定的压缩负载并保持一段设定时间后的恢复能力。
压缩试验用于测定材料在加载下的行为。
此外也可测定一段时间内材料在(恒定或递增)载荷下可承受的最大应力。
适用材料金属、塑料、弹性体、纸张、复合材料、橡胶、纺织品、粘合剂、薄膜等。
试验仪器:万能试验机,高速试验机、压缩试验机等注意事项:(1)压缩试验主要适用于脆性材料,如铸铁、轴承合金和建筑材料等;(2)对于塑性材料,无法测出压缩强度极限,但可以测量出弹性模量、比例极限和屈服强度等。
测试标准GB/T7314-2023《金属压缩实验试样》ASTM D3410-75(剪切荷载法测定带无支撑标准截面的聚合体母体复合材料压缩特性的试验方法)GB/T7314-2023《金属材料室温压缩试验方法》材料力学性能试验:弯曲试验材料机械性能试验的基本方法之一,测定材料承受弯曲载荷时的力学特性的试验。
复合材料力学复合材料力学复合材料力学复合材料力学2010201020102010年春季年春季年春季年春季秦战明秦战明秦战明秦战明西安交通大学西安交通大学西安交通大学西安交通大学航天航空学院航天航空学院航天航空学院航天航空学院第一章第一章第一章第一章概概概概论论论论??复合材料及种类复合材料及种类复合材料及种类复合材料及种类??复合材料的基本特点复合材料的基本特点复合材料的基本特点复合材料的基本特点??复合材料的发展与应用复合材料的发展与应用复合材料的发展与应用复合材料的发展与应用??复合材料结构设计复合材料结构设计复合材料结构设计复合材料结构设计??复合材料的发展趋势复合材料的发展趋势复合材料的发展趋势复合材料的发展趋势??研究复合材料的力学学科与研究复合材料的力学学科与研究复合材料的力学学科与研究复合材料的力学学科与力学问题力学问题力学问题力学问题??智能复合材料智能复合材料智能复合材料智能复合材料复合材料是什么复合材料是什么复合材料是什么复合材料是什么??复合材料复合材料复合材料复合材料Composite material–由两种或多种不同性由两种或多种不同性由两种或多种不同性由两种或多种不同性质的材料用物理和化质的材料用物理和化质的材料用物理和化质的材料用物理和化学方法在宏观尺度上学方法在宏观尺度上学方法在宏观尺度上学方法在宏观尺度上组成的具有综合优异组成的具有综合优异组成的具有综合优异组成的具有综合优异性能的材料性能的材料性能的材料性能的材料....–复合材料通常具有其复合材料通常具有其复合材料通常具有其复合材料通常具有其组成材料所没有的性组成材料所没有的性组成材料所没有的性组成材料所没有的性能能能能....Particle reinforcedcomposites/formulae/solid_mechanics/composites/comp_intro.cf mImages fromRandom short fiber reinforced compositesComposite material is Vinson et al. 2002:–Blending of two or more materials macroscopically insoluble in one another to form a new engineering material–Exhibiting certain properties not possessed by the constituentsWhat Is Composite MaterialVinson J.R. et al. 2002 The behavior of Structures Composed of Composite Materials KluwerAcademic Publishers. p. 5.??复合材料是由两种或两种以上物理和化学性质不同的物质组成的一种多相固体材料.基体相增强材料相界面相国际标准化组织的定义国际标准化组织的定义国际标准化组织的定义国际标准化组织的定义复合材料的复合材料的复合材料的复合材料的三要素三要素三要素三要素形状形状形状形状、、、、方位和材料方位和材料方位和材料方位和材料如弹性如弹性如弹性如弹性模量相同的构成成分作为一相模量相同的构成成分作为一相模量相同的构成成分作为一相模量相同的构成成分作为一相??材料的材料的材料的材料的”复合复合复合复合”引起如下性能的改善引起如下性能的改善引起如下性能的改善引起如下性能的改善::::…热传导热传导热传导热传导热绝缘热绝缘热绝缘热绝缘疲劳寿命疲劳寿命疲劳寿命疲劳寿命重量重量重量重量抗磨损性抗磨损性抗磨损性抗磨损性抗腐蚀力抗腐蚀力抗腐蚀力抗腐蚀力刚度刚度刚度刚度强度强度强度强度复合材料的分类复合材料的分类复合材料的分类复合材料的分类1111按基体材料分类聚合物基复合材料热固性、热塑性树脂金属基复合材料铝、钛、镁无机非金属基复合材料陶瓷、水泥碳-碳复合材料由碳纤维及其由碳纤维及其由碳纤维及其由碳纤维及其碳毡或碳碳毡或碳碳毡或碳碳毡或碳布布布布增强的碳基复合材料增强的碳基复合材料增强的碳基复合材料增强的碳基复合材料碳碳碳碳----碳复合材料在航天飞机上应碳复合材料在航天飞机上应碳复合材料在航天飞机上应碳复合材料在航天飞机上应用部位示意图用部位示意图用部位示意图用部位示意图??按增强剂材料形态分类–连续纤维复合材料–短纤维复合材料–晶须增强复合材料–颗粒增强复合材料–编织复合材料复合材料的分类复合材料的分类复合材料的分类复合材料的分类2222连续纤维增强复合材料连续纤维增强复合材料连续纤维增强复合材料连续纤维增强复合材料又称又称又称又称先进复合材料先进复合材料先进复合材料先进复合材料编织复合材料构架编织复合材料构架编织复合材料构架编织复合材料构架复合材料的分类复合材料的分类复合材料的分类复合材料的分类3333??按纤维种类分类–玻璃纤维复合材料–碳纤维复合材料–有机纤维复合材料–金属纤维复合材料钨丝、不锈钢丝–陶瓷纤维复合材料硼纤维、碳化硅纤维–混杂纤维复合材料两种以上纤维共同特点可综合发挥各种组成材料优点使一种材料具有多种功能可按对材料性能需要进行材料的设计和制造可制成所需要任意形状产品避免多次加工工序一般优点比强度、比刚度、轻质、耐疲劳、减震性好、抗冲击、耐高温、耐腐蚀等等复合材料的基本特点复合材料的基本特点复合材料的基本特点复合材料的基本特点层合板的材料铺排设计图摘自: 黄争鸣张华山力学进展2007 Vol.37No.1复合材料的发展历史复合材料的发展历史复合材料的发展历史复合材料的发展历史??自古以来自古以来自古以来自古以来人们就会使用人们就会使用人们就会使用人们就会使用天然的复合材料天然的复合材料天然的复合材料天然的复合材料——木木木木材材材材、、、、竹竹竹竹、、、、骨骼等骨骼等骨骼等骨骼等。
enf板材标准一、EN 300EN 300是欧洲标准委员会(European Committee for Standardization, CEN)发布的一项标准,全称为“人造板和木质复合材料的性能要求及测试方法标准”(Standardization of performance requirements and test methods for wood-based panels and wood-plastic composites in building works)。
该标准规定了人造板和木质复合材料在建筑领域中的应用,包括各类板材的性能要求、测试方法、标记和可追溯性等方面的内容。
EN 300的主要内容包括:1. 范围:该标准适用于建筑结构中使用的各种人造板和木质复合材料,包括单板、胶合板、刨花板、密度纤维板等。
2. 性能要求:包括力学性能(如抗弯强度、抗拉强度等)、物理性能(如密度、吸水率等)和化学性能(如耐候性、耐腐蚀性等)等方面的要求。
3. 测试方法:规定了各类板材的测试方法,包括力学性能测试、物理性能测试和化学性能测试等。
4. 标记和可追溯性:要求制造商在产品上标明性能等级、品牌、生产日期等信息,以便消费者进行追溯。
二、EN 310EN 310是CEN发布的一项关于建筑用外墙覆面板的标准化要求(Standardization of performance requirements and test methods for external wall cladding)。
该标准规定了建筑用外墙覆面板的术语定义、性能要求、测试方法、标记和可追溯性等方面的内容。
EN 310的主要内容包括:1. 范围:该标准适用于建筑用外墙覆面板,包括各种材质的板材,如金属板、石材板、混凝土板等。
2. 术语定义:对外墙覆面板的术语进行定义,如耐久性、抗风压性、防火性能等。
3. 性能要求:包括耐久性、抗风压性、防火性能、环保性能等方面的要求。
复合材料复习资料复合材料定义:由两种或两种以上物理化学性质不同的物质,经人工组合而成的多相固体材料。
复合材料的几个发展阶段:天然复合材料、传统复合材料、通用复合材料、先进复合材料复合材料分类:1.按用途分类结构复合材料和功能复合材料2.按基体类型分类聚合物基、金属基、无机非金属基复合材料3.按增强体形式分类颗粒增强型、纤维增强型、片材增强型、层叠式增强纤维种类:按纤维组成分类:无机纤维:玻璃纤维(GF)、碳纤维(CF)、硼纤维(BF)、碳化硅纤维、氧化铝纤维等;有机纤维:芳纶纤维(KF)、聚酯纤维、聚乙烯纤维等复合材料性能:优点:1.比强度与比模量高(有利于材料减重) 2.良好的抗疲劳性能 3.减振性能好 4抗腐蚀性好 5高温性能好 6导电导热性能好 7耐磨性好 8容易实现制备与形成一体化比强度和比模量是用来衡量材料承载能力的性能指标。
比强度越高,同一零件的自重越小;比模量越高,零件的刚性越大。
缺点:稳定性稍差,耐温和老化性差,层间剪切强度低等比强度:材料的抗拉强度与材料比重之比叫做比强度。
比模量:材料的模量与密度之比。
比强度和比模量是用来衡量材料承载能力的性能指标。
比强度越高,同一零件的自重越小;比模量越高,零件的刚性越大。
影响复合材料性能的主要因素:增强材料的性能;基体材料的性能;含量及其分布状况;界面结合情况;作为产品还与成型工艺和结构设计有关选择基体金属的原则①根据金属基复合材料的使用要求②根据金属基复合材料组成特点③基体金属与增强物的相容性(尽可能在复合材料成型过程中抑制界面反应)金属基体的温度范围:1.用于450 ℃以下的轻金属基体,主要是铝基和镁基复合材料2.用于450-700 ℃的复合材料的金属基体,主要是钛合金基体复合材料3.用于600-900 ℃的复合材料的金属基体,主要是铁和铁合金4.用于1000 ℃以上的金属基体,主要是镍基耐热合金和金属间化合物常见陶瓷基体:玻璃、玻璃陶瓷、氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷等聚合物基体的种类:热固性树脂(不饱和聚酯、环氧树脂、酚醛树脂)及各种热塑性聚合物聚合物基体的作用:1把纤维黏在一起2分配纤维间的载荷3使纤维不受环境影响热固性树脂:低分子物在引发剂、促进剂作用下生成的三维体形网状结构聚合物。