B-复合材料结构设计-期末试卷

2014学年度第 一 学期课程考试《复合材料》本科 试卷（B 卷）注意事项：1. 本试卷共 六 大题，满分100分，考试时间90分钟，闭卷；2. 考前请将密封线内各项信息填写清楚；3. 所有答案必须写在试卷上，做在草稿纸上无效； 4．考试结束，试卷、草稿纸一并交回。

一、选择题(30分，每题2分) 【得分： 】1.复合材料中的“碳钢”是（ ）A 、玻璃纤维增强Al 基复合材料。

B 、玻璃纤维增强塑料。

C 、碳纤维增强塑料。

D 、氧化铝纤维增强塑料。

2.材料的比模量和比强度越高（ ）A 、制作同一零件时自重越小、刚度越大。

B 、制作同一零件时自重越大、刚度越大。

C 、制作同一零件时自重越小、刚度越小。

D 、制作同一零件时自重越大、刚度越小。

3.在体积含量相同情况下，纳米颗粒与普通颗粒增强塑料复合材料（ ） A 、前者成本低 B 、前者的拉伸强度好 C 、前者原料来源广泛 D 、前者加工更容易 4、Kevlar 纤维（ ）A 、由干喷湿纺法制成。

B 、轴向强度较径向强度低。

C 、强度性能可保持到1000℃以上。

D 、由化学沉积方法制成。

5、碳纤维（ ）A 、由化学沉积方法制成。

B 、轴向强度较径向强度低。

C 、强度性能可保持到3000℃以上。

D 、由先纺丝后碳化工艺制成。

6、聚丙烯增强塑料的使用温度一般在：（ ）A 、120℃以下B 、180℃以下C 、250℃以下D 、250℃以上 7、碳纤维增强环氧复合材料力学性能受吸湿影响，原因之一是（ ）A、环氧树脂吸湿变脆。

B、水起增塑剂作用，降低树脂玻璃化温度。

C、环氧树脂发生交联反应。

D、环氧树脂发生水解反应。

8、玻璃纤维（）A、由SiO2玻璃制成。

B、在所有纤维中具有最高的比弹性模量。

C、其强度比整块玻璃差。

D、价格贵、应用少。

9、生产锦纶纤维的主要原料有（）A、聚碳酸酯。

B、聚丙烯腈。

C、尼龙。

D、聚丙烯。

10、晶须（）A、其强度高于相应的本体材料。

《复合材料》试卷（B）一、名词解释（每题5分，共20分）1.碳纤维：2.强度：3.比模量：4.玻璃钢：二、填空题（每空1分，共20分）1.晶须的分类：金属晶须、陶瓷晶须、、、。

2.结构复合材料的基体大致可分为和两大类。

3.常用的陶瓷基体主要包括、、、等。

4.热塑性聚合物是指具有线型或支链型结构的那一类有机，这类聚合物可以反复，而冷却后变硬。

5.碳纤维的制造方法可分为两种类型，即和。

6.金属基纤维复合材料的界面结合可以分成、、。

7.陶瓷基复合材料中增强体通常也成为，可分为、和三类。

三、单选题（每小题2分，共20分）1.下列复合材料的类别中，有一种与其他三种不同，这一种是（）A金属基复合材料 B. 树脂基复合材料C. 颗粒增强复合材料2.飞机，火箭的机翼和机身以及导弹的壳体，尾翼中的复合材料是（）A. 金属基复合材料B. 树脂基复合材料C. 绝缘基复合材料3.下列产品或材料属于复合材料的是（）①玻璃钢②采用碳纤维增强复合材料制的钓鱼竿③飞机机身④航天飞机隔热陶瓷片⑤纳米高分子复合材料A. ①⑤B. ①②③ C. 全部4.复合材料制成的防弹头盔能抵御多种手枪子弹的射击，最大限度的保护使用人员的安全，这利用了复合材料的（）A. 高强质轻B. 耐热抗高温C. 耐腐蚀稳定性好5.下列物质中哪项是复合材料（）A、合金B、水泥C、混凝土6.下列哪种纤维的制备方法是采用气相沉积法（）A、碳化硅纤维B、氧化铝陶瓷C、硼纤维7.SiC纤维（）A、用浆体成型法制成。

B、用化学气相沉积法制成。

C、有时含有Y芯。

8.纤维复合材料中的增强体为纤维状，其中应用比较广泛的有碳纤维，玻璃纤维等。

对纤维的说法中，不正确的是（）A、玻璃在一定条件下拉成极细的丝，可用于纺织宇航服等，但其拉伸强度却接近同强度的钢。

B、玻璃纤维易断，不能用于纺织。

C、碳纤维化学性能好，耐酸碱腐蚀，有良好的耐低温性能。

9.纤维复合材料中的增强体为纤维状，对纤维的说法不正确的是（）A.、拉伸强度接近同强度的钢一样。

复合材料结构设计部分习题1.已知铝的⼯程弹性常数E＝69Gpa，G=26.54Gpa，υ=0.3,试求铝的柔量分量和模量分量。

2.由T300/4211复合材料的单向层合构成的短粗薄壁圆筒,如图2-2所⽰,单层⽅向为轴线⽅向。

已知壁厚t为1mm，圆筒平均半径R0为20mm，试求在轴向⼒p= 10kN作⽤下，圆筒平均半径增⼤多少(假设短粗薄壁圆筒未发⽣失稳，且忽略加载端对圆筒径向位移的约束）？3.⼀个⽤单向层合板制成的薄壁圆管，在两端施加⼀对外⼒偶矩M=0.1kN·m和拉⼒p=17kN（见图2-10）。

圆管的平均半径R0=20mm，壁厚t=2mm。

为使单向层合板的纵向为最⼤主应⼒⽅向，试求单向层合板的纵向与圆筒轴线应成多⼤⾓度？4.试求B（4）/5505复合材料偏轴模量的最⼤值与最⼩值，及其相应的铺层⾓。

5.⼀个由T300/4211单向层合板构成的薄壁圆管，平均半径为R0，壁厚为t，其单层纵向与轴线成450。

圆管两头在已知拉⼒P作⽤下。

由于作⽤拉⼒的夹头不能转动，试问夹头受到多⼤⼒偶矩？6.由T300/4211复合材料构成的单向层合圆管，已知圆管平均半径R0为20mm ，壁厚t为2mm ，单层的纵向为圆管的环向，试求圆管在受有⽓体内压时，按蔡-胡失效准则计算能承受多⼤压⼒p？7.试求斯考契1002（玻璃/环氧）复合材料在θ=450偏轴下按蔡-胡失效准则计算的拉伸与压缩强度。

8.试给出各向同性单层的三维应⼒-应变关系式。

9.试给出各向同性单层的三维应⼒-应变关系式。

10.试给出单层正轴在平⾯应变状态下的折算柔量和折算模量表达式。

11.试给出单层偏轴时的ij与正轴时的Cij之间的转换关系式。

12.已知各向同性单层的⼯程弹性常数E、G、υ具有如下关系式：------------------------------------G=E/2（1+v）试分别推导其对应的模量分量与柔量分量表达式。

13.两个相同复合材料的单向层合板构成同样直径与壁厚的圆筒，⼀个单层⽅向是轴线⽅向，另⼀个单层⽅向是圆周⽅向，将两个圆筒对接胶接，当两端受有轴向⼒时，试问两个圆筒的直径变化量是相同还是不相同的，为什么？2.14. 在正轴下，⼀点处的正应变ε1、、ε2只与该处的正应⼒σ1、、、σ2有关，⽽与剪应⼒τ12⽆关，为什么？15.⼀块边长为a的正⽅形单向层合板，材料为T300/4211，厚度为h=4mm，紧密地夹在两块刚度⽆限⼤的刚性板之间（见图2-16），在压⼒p=2kN作⽤下，试分别计算在（a）、（b）两种情况下，单向层合板在压⼒p⽅向的变量△a,哪⼀种情况的变形较⼩？16.试⽤应⼒转换和应变转换关系式，证明各向同性材料的⼯程弹性常数存在如下关系式：--------------------------------G=E/2（1+v）。

、氧化铝纤维增强塑料。

3.在体积含量相同情况下，纳米颗粒与普通颗粒增强塑料复合材料（ ）A 、前者成本低B C 、前者原料来源广泛 D4、 Kevlar 纤维（ ） A 、由干喷湿纺法制成。

C 、强度性能可保持到1000C 以上。

5、 碳纤维（）A 、由化学沉积方法制成。

C 、强度性能可保持到3000C 以上。

6聚丙烯增强塑料的使用温度一般在:A 、120C 以下B 、180C 以下 、前者的拉伸强度好 、前者加工更容易B 、轴向强度较径向强度低。

D 、由化学沉积方法制成。

B 、轴向强度较径向强度低。

D 、由先纺丝后碳化工艺制成。

（ ）C 、250 r 以下D 、250 r 以上 2014学年度第 一学期课程考试《复合材料》 本科试卷（B 卷）注意事项：1.本试卷共 六 大题，满分100分，考试时间90分钟，闭卷; 2. 考前请将密封线内各项信息填写清楚； 3. 所有答案必须写在试卷上，做在草稿纸上无效； 4 •考试结束，试卷、草稿纸一并交回。

C 、碳纤维增强塑料。

D 2.材料的比模量和比强度越高（ ）A 、 制作同一零件时自重越小、刚度越大B 、 制作同一零件时自重越大、刚度越大C 、 制作同一零件时自重越小、刚度越小D 制作同一零件时自重越大、刚度越小 7、碳纤维增强环氧复合材料力学性能受吸湿影响，原因之一是（ ）一、选择题（30分，每题2分） 【得分：】 1.复合材料中的“碳钢”是（ ）A 、玻璃纤维增强Al 基复合材料。

B 、玻璃纤维增强塑料。

A 、环氧树脂吸湿变脆。

C 、环氧树脂发生交联反应 8、玻璃纤维（）A 、由SiO 2玻璃制成。

C 、其强度比整块玻璃差。

A 、聚碳酸酯B 、聚丙烯腈C 、直径为数十微米D 、含有很少缺陷的长纤维A ．碳纤维B ．氧化铝纤维C .玻璃纤维D ．碳化硅纤维13、目前，复合材料使用量最大的民用热固性树脂是（）。

A ．环氧树脂 B •不饱和聚酯 C •酚醛树脂D ．尼龙C .固化及后处理加工D ． 干燥B .制件的铺层 A 、含有大量的双键 B 、使用引发剂固化 C 、使用胺类固化剂固化、判断题 （20分，每题 2分）D 、属于热塑性塑料 得分：B 、水起增塑剂作用，降低树脂玻璃化温度 D 、环氧树脂发生水解反应。

复合材料考试题
一．名词解释 32分
纳米复合材料机敏复合材料梯度复合材料摩阻复合材料自蔓延复合技术导电复合材料原味复合材料功能复合材料
二．简答题 48分
1.简述功能复合材料的设计原则与调整途，主要的线性效应和非线性效应
2.什么是增强体？简述碳纤维增强体的特点和主要的应用领域。

3.粉末冶金法制备金属基复合材料有什么特点。

4.金属基复合材料界面结合分为哪几类？其界面的典型结构有哪几种？其界面改性方法有哪些？
5.金属熔体自发渗入制备复合材料的基本原理是什么？该制备方法有什么特点？实现自发渗入的熔体及固体颗粒的理想结合，需要满足什么条件？
6.磁性复合材料有哪些主要的类型？各自有什么特点？主要有哪些应用？三．综合题 20分
任意设计一种复合材料，简述其具体的制备方法，工艺过程和原理，分析其具有的性能特点和可能的应用领域。

材料学院《复合材料》课程试题(B卷) 共 6 页第1 页授课教师命题教师或命题负责人签字年月日院系负责人签字年月日共6 页第2 页中国海洋大学2007-2008学年第2学期期末考试试卷6．构成线型聚合物时其链的形态包括交联型及网络型。

错误。

体型聚合物。

7．材料复合后性能有升有降，因此复合效应有正有负。

正确。

8．硼纤维不能采用先驱体转化法制备。

正确。

9．聚合物基复合材料的界面复杂程度与金属基复合材料相当。

错误。

较之聚合物基复合材料，金属基复合材料的界面复杂得多。

10．凯芙拉纤维是无机纤维。

错误。

凯芙拉纤维是有机纤维。

11．由于界面反应不利于复合材料力学性能的提高，因此应严格控制界面反应的发生。

错误。

适当的界面反应有利于复合材料某些力学性能的提高。

12．聚合物基复合材料的高温力学性能主要由增强体控制。

错误。

主要由基体控制。

13．玻璃纤维增强环氧树脂是综合性能较好的热塑性树脂基复合材料。

错误。

热固性树脂。

共6 页第4 页中国海洋大学2007-2008学年第2学期期末考试试卷三．简答题（3题，共35分）1. 简述复合材料发展的四个阶段及其性能特点与应用。

（15分）（1）第一代：玻璃钢（玻璃纤维增强塑料），玻璃纤维用量一般为30% ~ 60%，基体材料主要有不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂等。

玻璃钢具有比钢还高的比强度、良好的耐蚀性，制品已广泛应用于军工、机械、化学、体育和建筑行业（2）第二代：本世纪五六十年代开发的硼纤维、碳纤维以及芳纶纤维增强塑料基复合材料，它们在具有比玻璃钢更高的比强度和比刚度的同时，最高使用温度可达150摄氏度，称为第二代现代复合材料。

（3）第三代：用金属做基体材料，使用温度大大提高（175 ~ 900摄氏度）；当用无机非金属材料做基体时使用温度范围更高（1000 ~2000 摄氏度）。

同时开发了耐热性更高的氧化铝纤维和碳化硅纤维，还开发了各种晶须，使得现代复合材料的性能向耐热、高韧性和多功能方向发展，据此制备的复合材料称为第三代现代复合材料。

《复合材料结构设计》课程期末考试抽考题112017-2018-2学期期末考试《复合材料结构设计》课程抽考题库⼀、判断题（每⼩题1分）1、复合材料是指两种或两种以上不同性质的材料复合⽽成的材料。

（）2、选⽤胶粘剂，从复合材料的使⽤性能，⼯艺性能及经济性加以考验。

（）3、在复合材料中，基体材料起到主要承载能⼒。

（）4、聚合物基复合材料耐疲劳性能不好。

（）5、复合材料中的增强材料由合成树脂和各种辅助剂构成。

（）6、环境温度的变化对胶接⼯艺没有影响。

（）7、溶液法制得的预浸料中挥发份含量低，树脂含量易于精确控制。

（）8、预浸料拼接时，只允许对接⽽不允许搭接。

（）9、环境温度的变化对复合材料⼯艺没有影响。

（）10、树脂基体可分为热固性树脂和热塑性树脂两⼤类。

（）11、飞机结构中常⽤的是夹层制件。

（）12、复合材料结构设计中，材料选择时优先选择成熟度低的材料。

（）13、先进的复合材料制件均会有不同程度的挠曲形变。

（）14、环氧树脂、酚醛树脂均可成为复合材料的基体材料。

（）15、对于层数较多的厚叠层件，在成型中应有预压实⼯序。

（）16、RTM成型时，加料前，应⾸先检查型腔内是否有油污、飞边、碎屑和其他异物。

（）17、复合材料⼯艺参数直接由增强材料固化反应特点来决定。

（）18、玻璃纤维的拉伸强度与纤维直径有关，⼀般纤维越细强度越⾼。

（）19、树脂基复合材料与⾦属相⽐，对缺⼝损坏不敏感。

（）20、铺贴时不允许铺层产⽣架桥。

（）21、铺层时直接⽤⼑⼦在模具上划切预浸料。

（）22、零件从模具上脱模时可以使⽤任何⼯具。

（）23、蜂窝预成型完后（倒⾓完成）先⽤⼿轻拍或⽤真空吸除蜂窝中的粉尘，再⽤⽆⽔⼄醇或⼄酸⼄酯清洗蜂窝。

（）24、在零件净切割线内不要使⽤预浸料的布边。

（）25、在铺贴蜂窝芯之前要对其上下表⾯进⾏检查，不要使⽤损伤的蜂窝芯。

（）26、铆接时，应尽可能采⽤压铆⼯艺，在⽆法实现压铆的部位，允许采⽤锤铆，不允许采⽤⼤功率鉚枪冲击铆接。

复合材料期末试题及答案第一部分：选择题（共20小题，每小题1分，共20分）在每个问题的括号内选出一个最佳答案，并将其字母标号填入答题纸上的相应位置。

每个问题的答案只能选一个。

1. 复合材料的定义是指（）。

A. 具有两种或两种以上不相容的材料组成的材料B. 具有两种或两种以上相容的材料组成的材料C. 具有两种或两种以上的同类材料组成的材料D. 由复材料制成的材料2. 复合材料的增强相和基体相分别是指（）。

A. 纤维和树脂B. 树脂和纤维C. 纤维和金属D. 金属和纤维3. 复合材料的分类依据主要包括（）。

A. 基体相种类和增强相类型B. 增强相种类和基体相类型C. 基体相和增强相的比例D. 复合材料制备工艺4. 碳纤维是一种（）的增强相。

A. 无机材料B. 金属C. 有机材料D. 不锈钢5. 复合材料相较于金属材料具有的主要优势是（）。

A. 导热性好B. 导电性好C. 高轻比和高强度D. 高密度6. 属于有机基体的复合材料中，树脂常用的有（）。

A. 元素有机聚合物和非元素有机聚合物树脂B. 金属C. 陶瓷D. 碳纤维7. 属于无机基体的复合材料中，常用的基体有（）。

A. 金属基体B. 聚合物基体C. 陶瓷基体D. 复合基体8. 制备复合材料的方法不包括（）。

A. 预浸法B. 真空吸附法C. 压制法D. 喷涂法9. 最常用的增强相是（）。

A. 纤维状增强相B. 颗粒状增强相C. 薄片状增强相D. 废料增强相10. 复合材料的制备主要包括（）。

A. 增强相和基体相的设计B. 增强相和基体相的选择C. 增强相和基体相的配比D. 手工制备和自动化制备11. 复合材料在航空航天领域的应用主要体现在（）。

A. 飞机机身和发动机B. 航天器C. 卫星D. 无人飞行器12. 复合材料在汽车制造领域的应用主要体现在（）。

A. 车身结构B. 发动机零部件C. 汽车轮胎D. 座椅材料13. 复合材料在体育器械领域的应用主要体现在（）。

1.复合材料的分类方法？复合材料的分类方法也很多。

常见的有以下几种。

按基体材料类型分类聚合物基复合材料以有机聚合物(主要为热固性树脂、热塑性树脂及橡胶)为基体制成的复合材料。

金属复合材料以金属为基体制成的复合材料，如铝墓复合材料、铁基复合材料等。

无机非金属基复合材料以陶瓷材料(也包括玻璃和水泥)为基体制成的复合材料。

按增强材料种类分类玻璃纤维复合材料。

碳纤维复合材料。

有机纤维(芳香族聚酰胺纤维、芳香族聚酯纤维、高强度聚烯烃纤维等)复合材料。

金属纤维(如钨丝、不锈钢丝等)复合材料。

陶瓷纤维(如氧化铝纤维、碳化硅纤维、翩纤维等)复合材料。

此外，如果用两种或两种以上的纤维增强同一基体制成的复合材料称为“混杂复合材料”。

混杂复合材料可以看对免戈趁两种或多种单一纤维复合材料的相互复合，即复合材料的“复合材料”。

按增强材料形态分类连续纤维复合材料作为分散相的纤维，每根纤维的两个端点都位于复合材料的边界处。

短纤维复合材料短纤维无规则地分散在基体材料中制成的复合材料。

粒状填料复合材料微小颗粒状增强材料分散在基体中制成的复合材料。

编织复合材料以平面二维或立体三维纤维编织物为增强材料与基体复合而成的复合材料。

按用途分类复合材料按用途可分为结构复合材料和功能复合材料。

2.举例说明复合材料在现代工业中的应用？<1>建筑工业中，复合材料广泛应用于各种轻型结构房屋，建筑装饰、卫生洁具、冷却塔、储水箱、门窗及其门窗构件、落水系统和地面等。

<2>化学工业中，复合材料主要应用于防腐蚀管、罐、泵、阀等。

<3>交通运输方面，如汽车制造业中，复合材料主要应用于各种车身结构件、引擎罩、仪表盘、车门、底板、座椅等；在铁路运输中用于客车车厢、车门窗、水箱、卫生间、冷藏车、储藏车、集装箱、逃生平台等。

<4>造船工业中，复合材料用于生产各种工作挺、渔船、摩托艇、扫雷艇、潜水艇、救生艇、游艇以及船上舾装件等。

复合材料结构设计基础 练习题1练习题一填空1、复合材料的重要特点是（结构）设计与（材料）设计同时进行。

2、研究复合材料的强度和刚度时的基本假设有：(1) 假设层合板是（连续）的；(2）假设单向层合板是（均匀）的，多向层合板是分段均匀的；(3) 假设限于单向层合板是（正交各向异性）的：即认为单向层合板具有两个相互垂直的弹性对称面；(4) 假设限于层合板是（线弹性）的：即认为层合板在外力作用下产生的变形与外力成正比关系，且当外力移去后，层合板能够完全恢复其原来形状；(5) 假设层合板的变形（很小）。

3、复合材料单层（正交各向异性材料）基本强度指标包括：Xt ——纵向拉伸强度； Xc ——纵向压缩强度；Yt ——横向拉伸强度； Yc ——横向压缩强度；S ——面内剪切强度。

4、对正交各向异性材料，当载荷作用在非材料主方向时，正交各向异性性能常常导致（耦合）效应。

5、单向层合板强度准则包括（最大应力）准则和（最大应变）准则。

6、按照各单层板相对于中面的排列位置，层合板可分为（对称）、（非对称）和（夹心）层合板三大类。

7、层合板的刚度用层合板（刚度）系数，为层合板内力-应变关系的系数、（柔度）系数为层合板应变-内力关系的系数、和（工程弹性）常数三种形式给出。

8、复合材料结构分析就是分析组成复合材料结构的基本元件在（载荷）作用下的力学响应，为（结构）设计提供可靠的依据。

9、复合材料连接，包括复合材料构件之间和复合材料构件与其它材料构件之间的连接，在复合材料结构中对结构的安全与可靠性具有十分重要的作用。

10、AutoCAD 中的编辑命令主要有删除、移动、复制、旋转、缩放、偏移、镜像、 阵列（写出其中五种）。

11、纤维增强复合材料是由（基体）和（增强体）两种基本材料组成的，构成复合材料的基本单元是（层合板）。

12、单层的正轴刚度是指单层在正轴上所显示的刚度性能，表示单层的正轴刚度可以用（工程弹性常数）、（柔量分量）或（模量分量）中的任意一组。

复合材料试题B卷及答案————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：2014学年度第一学期课程考试《复合材料》本科试卷（B卷）注意事项：1. 本试卷共六大题，满分100分，考试时间90分钟，闭卷；2. 考前请将密封线内各项信息填写清楚；3. 所有答案必须写在试卷上，做在草稿纸上无效；4．考试结束，试卷、草稿纸一并交回。

题号一二三四五六七总分评分人得分一、选择题(30分，每题2分)【得分：】题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案题号11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 答案1.复合材料中的“碳钢”是（）A、玻璃纤维增强Al基复合材料。

B、玻璃纤维增强塑料。

C、碳纤维增强塑料。

D、氧化铝纤维增强塑料。

2.材料的比模量和比强度越高（）A、制作同一零件时自重越小、刚度越大。

B、制作同一零件时自重越大、刚度越大。

C、制作同一零件时自重越小、刚度越小。

D、制作同一零件时自重越大、刚度越小。

3.在体积含量相同情况下，纳米颗粒与普通颗粒增强塑料复合材料（）A、前者成本低B、前者的拉伸强度好C、前者原料来源广泛D、前者加工更容易4、Kevlar纤维（）A、由干喷湿纺法制成。

B、轴向强度较径向强度低。

C、强度性能可保持到1000℃以上。

D、由化学沉积方法制成。

5、碳纤维（）A、由化学沉积方法制成。

B、轴向强度较径向强度低。

C、强度性能可保持到3000℃以上。

D、由先纺丝后碳化工艺制成。

6、聚丙烯增强塑料的使用温度一般在：（）A、120℃以下B、180℃以下C、250℃以下D、250℃以上7、碳纤维增强环氧复合材料力学性能受吸湿影响，原因之一是（）A、环氧树脂吸湿变脆。

B、水起增塑剂作用，降低树脂玻璃化温度。

C、环氧树脂发生交联反应。

D、环氧树脂发生水解反应。

8、玻璃纤维（）A、由SiO2玻璃制成。

复合材料期末复习题库一、选择题1. 复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学方法复合而成的新材料，其主要特点不包括以下哪项？A. 高强度B. 轻质C. 易加工D. 导电性2. 纤维增强复合材料中，纤维主要作用是提供：A. 韧性B. 耐腐蚀性C. 强度D. 绝缘性3. 以下哪种不是常用的树脂基体材料？A. 环氧树脂B. 聚酯树脂C. 聚乙烯D. 酚醛树脂4. 复合材料的层合板结构中，每层材料的铺设角度对材料的性能有重要影响，其中0°铺设主要提供：A. 抗拉强度B. 抗弯强度C. 抗剪强度D. 抗冲击强度5. 复合材料的界面结合力是影响复合材料性能的关键因素之一，以下哪种方法可以增强界面结合力？A. 增加基体材料的粘度B. 提高纤维的表面粗糙度C. 降低纤维与基体的相容性D. 减少纤维的表面处理二、填空题6. 复合材料通常由______和______两部分组成。

7. 复合材料的命名通常遵循“______+基体材料”的规则。

8. 复合材料的力学性能主要取决于______和______的性能以及它们之间的______。

9. 复合材料的制备工艺包括______、______、______等。

10. 复合材料在______、______、______等领域有广泛的应用。

三、简答题11. 简述复合材料的优势和局限性。

12. 解释什么是复合材料的界面相容性和界面结合力，并说明它们对复合材料性能的影响。

13. 描述复合材料的常见制备工艺，并简述每种工艺的特点。

14. 举例说明复合材料在航空航天领域的应用。

15. 讨论复合材料在环境友好和可持续发展方面的优势。

四、计算题16. 假设有一块碳纤维增强环氧树脂基复合材料，其体积分数为60%碳纤维和40%环氧树脂。

已知碳纤维的密度为1.75 g/cm³，环氧树脂的密度为1.15 g/cm³，试计算该复合材料的密度。

五、论述题17. 论述复合材料在现代汽车工业中的应用及其对汽车性能的影响。

复合材料检测考试题库一、选择题（每题2分，共20分）1. 复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学方法组合而成的材料。

以下哪项不是复合材料的特点？A. 高强度B. 良好的耐腐蚀性C. 良好的导电性D. 可设计性2. 复合材料中的基体材料主要作用是什么？A. 提供机械强度B. 传递应力C. 保护增强材料D. 以上都是3. 以下哪种纤维不是常用的增强材料？A. 玻璃纤维B. 碳纤维C. 聚乙烯纤维D. 石墨纤维4. 复合材料的界面结合力主要取决于什么？A. 基体材料的粘度B. 增强材料的强度C. 界面的化学亲和力D. 增强材料的直径5. 复合材料的层合板结构通常用于哪些领域？A. 航空航天B. 汽车制造C. 建筑结构D. 以上都是6. 复合材料的冲击性能测试通常使用哪种方法？A. 拉伸测试B. 压缩测试C. 冲击测试D. 弯曲测试7. 复合材料的热膨胀系数通常比单一材料的热膨胀系数：A. 更大B. 更小C. 相同D. 无法确定8. 复合材料的疲劳寿命通常受哪些因素影响？A. 环境温度B. 应力水平C. 材料的微观结构D. 以上都是9. 复合材料的湿热环境测试主要用于评估材料的哪些性能？A. 强度B. 耐湿热性C. 耐腐蚀性D. 耐老化性10. 复合材料的非破坏性检测（NDT）技术包括哪些？A. 超声波检测B. X射线检测C. 磁粉检测D. 以上都是二、填空题（每空2分，共20分）11. 复合材料的增强材料通常包括________、________和________等。

12. 复合材料的基体材料可以是________、________或________等。

13. 复合材料的界面结合力可以通过________或________来增强。

14. 复合材料的层合板结构可以通过改变________和________来优化性能。

15. 复合材料的疲劳寿命测试通常采用________循环加载方式。

三、简答题（每题10分，共30分）16. 简述复合材料的分类及其各自的特点。

1.已知铝的工程弹性常数E＝69Gpa，G=26.54Gpa，υ=0.3,试求铝的柔量分量和模量分量。

2.由T300/4211复合材料的单向层合构成的短粗薄壁圆筒,如图2-2所示,单层方向为轴线方向。

已知壁厚t为1mm，圆筒平均半径R0为20mm，试求在轴向力p= 10kN作用下，圆筒平均半径增大多少(假设短粗薄壁圆筒未发生失稳，且忽略加载端对圆筒径向位移的约束）？3.一个用单向层合板制成的薄壁圆管，在两端施加一对外力偶矩M=0.1kN·m和拉力p=17kN（见图2-10）。

圆管的平均半径R0=20mm，壁厚t=2mm。

为使单向层合板的纵向为最大主应力方向，试求单向层合板的纵向与圆筒轴线应成多大角度？4.试求B（4）/5505复合材料偏轴模量的最大值与最小值，及其相应的铺层角。

5.一个由T300/4211单向层合板构成的薄壁圆管，平均半径为R0，壁厚为t，其单层纵向与轴线成450。

圆管两头在已知拉力P作用下。

由于作用拉力的夹头不能转动，试问夹头受到多大力偶矩？6.由T300/4211复合材料构成的单向层合圆管，已知圆管平均半径R0为20mm ，壁厚t为2mm ，单层的纵向为圆管的环向，试求圆管在受有气体内压时，按蔡-胡失效准则计算能承受多大压力p？7.试求斯考契1002（玻璃/环氧）复合材料在θ=450偏轴下按蔡-胡失效准则计算的拉伸与压缩强度。

8.试给出各向同性单层的三维应力-应变关系式。

9.试给出各向同性单层的三维应力-应变关系式。

10.试给出单层正轴在平面应变状态下的折算柔量和折算模量表达式。

11.试给出单层偏轴时的ij与正轴时的Cij之间的转换关系式。

12.已知各向同性单层的工程弹性常数E、G、υ具有如下关系式：------------------------------------G=E/2（1+v）试分别推导其对应的模量分量与柔量分量表达式。

13.两个相同复合材料的单向层合板构成同样直径与壁厚的圆筒，一个单层方向是轴线方向，另一个单层方向是圆周方向，将两个圆筒对接胶接，当两端受有轴向力时，试问两个圆筒的直径变化量是相同还是不相同的，为什么？2.14. 在正轴下，一点处的正应变ε1、、ε2只与该处的正应力σ1、、、σ2有关，而与剪应力τ12无关，为什么？15.一块边长为a的正方形单向层合板，材料为T300/4211，厚度为h=4mm，紧密地夹在两块刚度无限大的刚性板之间（见图2-16），在压力p=2kN作用下，试分别计算在（a）、（b）两种情况下，单向层合板在压力p方向的变量△a,哪一种情况的变形较小？16.试用应力转换和应变转换关系式，证明各向同性材料的工程弹性常数存在如下关系式：--------------------------------G=E/2（1+v）。

1.已知铝的工程弹性常数E＝69Gpa，G=26.54Gpa，υ=0.3,试求铝的柔量分量和模量分量。

2.由T300/4211复合材料的单向层合构成的短粗薄壁圆筒,如图2-2所示,单层方向为轴线方向。

已知壁厚t为1mm，圆筒平均半径R0为20mm，试求在轴向力p= 10kN作用下，圆筒平均半径增大多少(假设短粗薄壁圆筒未发生失稳，且忽略加载端对圆筒径向位移的约束）？3.一个用单向层合板制成的薄壁圆管，在两端施加一对外力偶矩M=0.1kN·m和拉力p=17kN（见图2-10）。

圆管的平均半径R0=20mm，壁厚t=2mm。

为使单向层合板的纵向为最大主应力方向，试求单向层合板的纵向与圆筒轴线应成多大角度？4.试求B（4）/5505复合材料偏轴模量的最大值与最小值，及其相应的铺层角。

5.一个由T300/4211单向层合板构成的薄壁圆管，平均半径为R0，壁厚为t，其单层纵向与轴线成450。

圆管两头在已知拉力P作用下。

由于作用拉力的夹头不能转动，试问夹头受到多大力偶矩？6.由T300/4211复合材料构成的单向层合圆管，已知圆管平均半径R0为20mm ，壁厚t为2mm ，单层的纵向为圆管的环向，试求圆管在受有气体内压时，按蔡-胡失效准则计算能承受多大压力p？7.试求斯考契1002（玻璃/环氧）复合材料在θ=450偏轴下按蔡-胡失效准则计算的拉伸与压缩强度。

8.试给出各向同性单层的三维应力-应变关系式。

9.试给出各向同性单层的三维应力-应变关系式。

10.试给出单层正轴在平面应变状态下的折算柔量和折算模量表达式。

11.试给出单层偏轴时的ij与正轴时的Cij之间的转换关系式。

12.已知各向同性单层的工程弹性常数E、G、υ具有如下关系式：------------------------------------G=E/2（1+v）试分别推导其对应的模量分量与柔量分量表达式。

13.两个相同复合材料的单向层合板构成同样直径与壁厚的圆筒，一个单层方向是轴线方向，另一个单层方向是圆周方向，将两个圆筒对接胶接，当两端受有轴向力时，试问两个圆筒的直径变化量是相同还是不相同的，为什么？2.14. 在正轴下，一点处的正应变ε1、、ε2只与该处的正应力σ1、、、σ2有关，而与剪应力τ12无关，为什么？15.一块边长为a的正方形单向层合板，材料为T300/4211，厚度为h=4mm，紧密地夹在两块刚度无限大的刚性板之间（见图2-16），在压力p=2kN作用下，试分别计算在（a）、（b）两种情况下，单向层合板在压力p方向的变量△a,哪一种情况的变形较小？16.试用应力转换和应变转换关系式，证明各向同性材料的工程弹性常数存在如下关系式：--------------------------------G=E/2（1+v）。

1.已知铝的工程弹性常数E＝69Gpa，G=26.54Gpa，υ=0.3,试求铝的柔量分量和模量分量。

2.由T300/4211复合材料的单向层合构成的短粗薄壁圆筒,如图2-2所示,单层方向为轴线方向。

已知壁厚t为1mm，圆筒平均半径R0为20mm，试求在轴向力p= 10kN作用下，圆筒平均半径增大多少(假设短粗薄壁圆筒未发生失稳，且忽略加载端对圆筒径向位移的约束）？3.一个用单向层合板制成的薄壁圆管，在两端施加一对外力偶矩M=0.1kN·m和拉力p=17kN（见图2-10）。

圆管的平均半径R0=20mm，壁厚t=2mm。

为使单向层合板的纵向为最大主应力方向，试求单向层合板的纵向与圆筒轴线应成多大角度？4.试求B（4）/5505复合材料偏轴模量的最大值与最小值，及其相应的铺层角。

5.一个由T300/4211单向层合板构成的薄壁圆管，平均半径为R0，壁厚为t，其单层纵向与轴线成450。

圆管两头在已知拉力P作用下。

由于作用拉力的夹头不能转动，试问夹头受到多大力偶矩？6.由T300/4211复合材料构成的单向层合圆管，已知圆管平均半径R0为20mm ，壁厚t为2mm ，单层的纵向为圆管的环向，试求圆管在受有气体内压时，按蔡-胡失效准则计算能承受多大压力p？7.试求斯考契1002（玻璃/环氧）复合材料在θ=450偏轴下按蔡-胡失效准则计算的拉伸与压缩强度。

8.试给出各向同性单层的三维应力-应变关系式。

9.试给出各向同性单层的三维应力-应变关系式。

10.试给出单层正轴在平面应变状态下的折算柔量和折算模量表达式。

11.试给出单层偏轴时的ij与正轴时的Cij之间的转换关系式。

12.已知各向同性单层的工程弹性常数E、G、υ具有如下关系式：------------------------------------G=E/2（1+v）试分别推导其对应的模量分量与柔量分量表达式。

13.两个相同复合材料的单向层合板构成同样直径与壁厚的圆筒，一个单层方向是轴线方向，另一个单层方向是圆周方向，将两个圆筒对接胶接，当两端受有轴向力时，试问两个圆筒的直径变化量是相同还是不相同的，为什么？2.14. 在正轴下，一点处的正应变ε1、、ε2只与该处的正应力σ1、、、σ2有关，而与剪应力τ12无关，为什么？15.一块边长为a的正方形单向层合板，材料为T300/4211，厚度为h=4mm，紧密地夹在两块刚度无限大的刚性板之间（见图2-16），在压力p=2kN作用下，试分别计算在（a）、（b）两种情况下，单向层合板在压力p方向的变量△a,哪一种情况的变形较小？16.试用应力转换和应变转换关系式，证明各向同性材料的工程弹性常数存在如下关系式：--------------------------------G=E/2（1+v）。

西安航空职业技术学院2011 ～ 2012 学年度 第 2 学期课程考试 试题纸（第 1 页 共 2 页）安航空职业技术学院 课程考试试题（卷）纸4分，共20分）1 性对称面2 特殊正交各向异性层压板3 屈曲4 设计许用值5 层压板。

1分，共20分）夹芯板通常由三部分组成， 、 和 ，两侧部分的材料也称为面板。

在小变形的情况下，板主要以弯曲变形承受外载荷，相对应，壳体则主要由 承受外载荷。

由于壳体的承力特点，可以使壳体的构件设计得 而且 ，因而这种结构形式在航空、航天、高速交通车辆、风力发电的叶片以及其他工业部门中得到广泛的应用。

由蒙皮/筋条和肋、梁共同构成的受力盒段，蒙皮主要承受 ，弯矩引起的轴向载荷由筋条、梁缘条和蒙皮组成的壁板承受，因此筋条与梁以 铺层为主。

梁腹板以±45º铺层为主要承受 。

由于复合材料的研制特点以及低成本制造技术的需要，复合材料结构比金属结构更强调从研制开始，就要求在 中，包括设计、分析、材料、工艺制造、维护和用户在内的各阶段的专家、参与者协同工作，尽量利用 ，实施复合材料结构 一体化。

5. 合理确定设计许用值的通用原则，应该考虑 以及应变可能带来的损伤，既能够满足设计的基本要求，又可以避免 过大，结构沉重而降低结构的效率，加重各项负担。

6. 层压板的设计中，各种铺设方向铺层的层数应通过计算或计算图表确定。

一般先求出 ，再根据所需总层数求得各种铺设角层组的 。

7. 考虑连接部位的破坏时，任何部件的连接部位都是 的敏感部位，复合材料也不例外，无论是目前普遍使用的机械连接方式，还是源自复合材料制造工艺的二次固化或 ，全部是 。

三、选择题（每题2分，共20分。

）1. 在广义胡克定律表达式[][][]j ij i C εσ=（ij=1，2，……，6）中，将[] C ij表示的矩阵称谓（ ）。

a 、可逆矩阵b 、刚性矩阵c 、对称矩阵d 、柔性矩阵 2. 具有一个弹性对称面的情况下，在材料性能的刚性矩阵中，所表示材料的独立弹性常数有（ ）个。