复合材料定义
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第一章1.复合材料定义:是指两种或两种以上不同材料,用适当的方法复合成一种新材料,其性能比单一材料性能优越。
根据基体材料不同,分为金属基复合材料,非金属基复合材料,树脂基复合材料2.复合材料最大特点,是性能具有可设计性。
影响复合材料性能的因素很多,主要取决于增强材料的性能,含量及分布情况,基体材料的性能和含量,以及它们之间的界面结合情况。
3.树脂基复合材料的使用温度一般为60摄氏度到250摄氏度;金属基复合材料为400摄氏度到600摄氏度;陶瓷基复合材料为1000摄氏度到1500摄氏度。
复合材料硬度主要取决于基体材料的性能,一般硬度为陶瓷基复合材料大于金属基复合材料大于树脂基复合材料4.就力学性能而言,复合材料的力学性能取决于增强材料的性能,含量和分布,以及基体材料的性能和含量。
复合材料的耐自然老化性能,取决于基体材料的性能和与增强材料的界面粘结。
一般优劣次序为,陶瓷基复合材料大于金属基复合材料大于树脂基复合材料。
导热性能的优劣比较为:金属基复合材料大于陶瓷基复合材料大于树脂基复合材料。
5.选择成型方法时应考虑:①产品外形构造和尺寸大小②材料性能和产品质量要求③生产批量大小及供应时间(允许的生产周期)要求④企业可能提供的设备条件及资金⑤综合经济效益,保证企业盈利第二章1.手糊成型:又称接触成型。
是用纤维增强材料和树脂胶液在模具上铺敷成型,室温(或加热),无压(或低压)条件下固化,脱模成制品的工艺方法。
手糊成型按成型固化压力可分为两类:接触压和低压(接触压以上)。
前者为手糊成型,喷射成型。
后者包括对模成型,真空成型,袋压成型,热压釜成型,树脂传递模塑(RTM)和反应注射模塑(RIM)成型。
2.聚合物基体的选择:能配置成粘度适当的胶液,适宜手糊成型的胶液粘度为200-500厘泊聚合物集体包括不饱和聚酯树脂,环氧树脂和辅助材料。
其中,辅助材料包括稀释剂(分为活性稀释剂和非活性稀释剂),填料(在糊制垂直或倾斜面层时,为避免“流胶”,可在树脂中加入少量活性SiO2处变剂),色料。
复合材料定义复合材料是指以基体材料(核料)为基础,以薄膜、粉末、纤维等表面添加剂(外涂料)加工而成的新型材料。
它的特点是以厚薄不一的外层覆盖基体,从而形成复合材料的层状构造与表面特性。
基体材料的种类有钢、木材、玻璃纤维、碳纤维、复合材料板材等多种,而外层涂料包括聚合物、粉末、纤维、金属、矿物等材料,可以对基体材料做出各种改性。
复合材料可以获得材料材性能的改善,并能更好地满足力学应力、电学、热学特性,这在很大程度上提升了材料的应用性能,比如,碳纤维复合材料的杨氏模量可以高达200GPa,比起普通钢材料有较高的刚度;复合材料可以结合多种材料特性,从而有效抑制材料弹性变形和损伤,比如,金属复合材料可以提升金属材料的抗拉强度和热韧性;复合材料还可以改变材料表面的表面性能,例如金属复合材料可以改善材料的抗腐蚀性和耐磨损性。
复合材料的应用非常广泛,已经从航空航天、电子电器、汽车制造、家具饰品等行业大量地使用复合材料,在医疗器械、食品机械、化工机械、通讯机械、电脑机械等行业也有较大的推广应用,因为其具有较高的强度、轻量、耐腐蚀性,可以有效地替代金属和其它材料,发挥出更大的作用。
在现代科学与工程应用中,复合材料已经占据了重要的地位,而且复合材料的研究正在不断的发展和深化,相关技术也越来越完善,特别是发展出了多种新型复合材料,例如,有机复合材料、共聚物复合材料、复合材料板材等。
复合材料的应用可以带来许多方面的好处,例如,增加材料的使用寿命,减少加工工艺,提高结构整体性能,降低重量,改善材料性能,提高机械特性,以及减少成本等。
综上所述,复合材料是多个材料结合而成的新型材料,具有改变金属材料性能、拓展应用领域、提升材料使用寿命等优点,目前科技进步与不断改进使复合材料在工程应用中有着越来越重要的位置。
复合材料的定义以及修复的方法复合材料是指由两种或更多种不同性质的材料组合而成的新材料,具有优良的综合性能。
它通常由增强材料和基体材料组成,增强材料可以是玻璃纤维、碳纤维、Kevlar纤维等,而基体材料可以是树脂、金属、陶瓷等。
由于复合材料具有轻量、高强度、耐腐蚀、设计自由度大等特点,被广泛应用于航空航天、汽车、船舶、建筑等领域。
复合材料与传统材料相比,具有很好的强度和韧性,可以满足不同工程领域的需求。
但是复合材料在使用过程中依然会遭受磕碰、挤压、拉伸等外力的影响,由此导致材料的损伤。
为了延长复合材料的使用寿命和保证其性能,需要进行修复。
复合材料修复常用的方法包括表面修复和结构修复两种。
表面修复是指对复合材料的表面进行简单的修补,一般用于处理轻微的表面划痕、凹坑等情况。
修复过程包括以下步骤:清洁表面、打磨、涂覆填料、光照固化。
需要清洁损坏的表面,清除杂质和油脂,以便填料能够充分粘附。
然后,对受损区域进行打磨处理,以便填料能够充分附着。
接着,涂覆填料,填平损伤表面。
使用紫外线照射或烤箱加热等方法进行固化,使填料与基材紧密结合,完成表面修复。
结构修复是指对复合材料的内部结构进行修复,通常用于处理较为严重的损伤,如层间剥离、穿孔、裂纹等。
结构修复的步骤相对复杂,需要先对损伤部位进行评估,确定损伤的类型和程度。
然后,根据具体情况选择合适的修复方法,如层间剥离可以采用注射修复法,穿孔可以采用布贴修复法,裂纹可以采用层压修复法。
修复过程中需要采用适当的树脂和增强材料,确保修复区域与原材料具有相似的力学性能。
进行固化处理,确保修复部位与基材紧密结合,恢复材料的整体性能。
复合材料的修复方法丰富多样,可以根据具体的损伤情况选择合适的修复策略,保证材料的完整性和性能,延长其使用寿命。
在未来,随着复合材料应用领域的不断扩大和深入,复合材料的修复技术也将不断发展和完善,为各行业提供更可靠、更经济的修复方案。
食品包装的复合材料的结构要求食品包装是保护食品的外壳,它不仅要具备良好的外观和功能,还需要满足食品安全、保鲜、易开封等方面的要求。
而复合材料作为一种常用的食品包装材料,具备了许多优异的性能,因此在食品包装行业中得到了广泛的应用。
一、复合材料的定义复合材料是由两种或两种以上的材料经过一定的工艺方法组合而成的材料。
在食品包装中,复合材料通常由塑料薄膜、铝箔、纸张等材料组合而成。
二、复合材料的结构要求1. 外层保护层:食品包装的外层通常采用塑料薄膜,具有良好的防潮、阻氧、阻光等性能,可以有效地保护食品不受外界环境的影响。
2. 隔离层:隔离层通常采用铝箔或其他金属材料,具有良好的阻隔性能,可以阻止氧气、水蒸气等物质的渗透,从而延长食品的保鲜期。
3. 内层密封层:内层密封层通常采用塑料薄膜,具有良好的密封性能,可以有效防止食品中的水分、氧气等物质的挥发和渗透。
4. 纸张层:在一些需要保持食品形状的包装中,会添加纸张层,以增加包装的稳定性和刚性。
三、复合材料的性能要求1. 抗菌性:食品包装材料应具备一定的抗菌性能,避免细菌和其他微生物的滋生,从而保证食品的安全性。
2. 保鲜性:食品包装材料应具备良好的防潮、阻氧、阻光等性能,以延长食品的保鲜期,保持食品的新鲜度和口感。
3. 环保性:食品包装材料应符合环保要求,避免对环境造成污染,同时要能够通过回收和再利用来减少资源的浪费。
4. 安全性:食品包装材料应符合食品卫生标准,不得对食品产生有害物质的释放,确保食品的安全性。
5. 方便性:食品包装材料应便于开封和使用,方便消费者取用食品,提高使用体验。
四、复合材料的应用领域复合材料在食品包装领域有着广泛的应用。
例如,常见的塑料包装袋、塑料瓶、铝箔包装等都是由复合材料制成的。
这些包装材料不仅能够保护食品的新鲜度和安全性,还能够提供良好的包装外观,满足消费者对食品包装的美观要求。
总结:食品包装的复合材料结构要求包括外层保护层、隔离层、内层密封层以及纸张层等。
复合材料定义•广义定义:复合材料是由两种或两种以上异质、异形、异性的材料复合形成的新型材料。
一般由基体组元与增强体或功能组元所组成。
复合材料(CompositeMaterials),以下简称CM。
•狭义定义:•(通常研究的内容)用纤维增强树脂、金属、无机非金属材料所得的多相固体材料。
•基体相是一种连续相材料,它把改善性能的增强相材料固结成一体,并起传递应力的作用;•增强相起承受应力(结构复合材料)和显示功能(功能复合材料)的作用。
复合材料既能保持原组成材料的重要特色,又通过复合效应使各组分的性能互相补充,获得原组分不具备的许多优良性能。
CM与化合材料、混合材料的区别:•:• 多相体系和复合效果是复合材料区别于传统的“混合材料”和“化合材料” 的两大特征。
・•• 举例:砂子与石子混合,合金或高分子聚合物•复合效应大致上可归结为两种类型:混合效应和协同效应•混合效应也称作平均效应,是组分材料性能取长补短共同作用的结果.它是组分材料性能比较稳定的总体反映.对局部的扰动反应并不敏感。
在复合材料力学中,它与刚度问题密切相关,表现为各种形式的混合律,而且已形成比较成熟的理论体系,薄弱环节、界面、工艺因素通常对混合效应没有明显的作用。
•协同效应反映的是组分材料的各种原位特性(in situ properties)o所谓的原位特性意味着各相组分材料在复合材料中表现出来的性能并不只是其单独存在时的性能,单独存在时的性能不能表征其复合后材料的性能。
协同效应变化万千,反应往往比混合效应剧烈,是复合材料的本质特征。
按基体类型分类:非金属复合材料:树脂基复合材料(玻璃钢),橡胶基复合材料(轮胎),陶瓷基复合材料(钢筋混凝土、纤维增强陶瓷)。
金属基复合材料:(纤维增强金属)淤按增强材料分类:纤维增强复合材料:纤维增强橡胶(轮胎)、纤维增强塑料(玻璃钢、碳纤维增强塑料)、纤维增强陶瓷、纤维增强金属(碳纤维/铝锡合金)等。
颗粒增强复合材料:陶瓷颗粒----金属基(硬质合金),金属颗粒----塑料基等。
1、复合材料的定义由两种或两种以上的物理和化学性质不同的物质组合而成的一种多相固体材料。
2、同质复合材料和异质材料增强材料和基体材料属于同种物质的复合材料为同质材料。
异质材料则是不同物质。
3、金属基复合材料的性能在金属基体中加入了适量的高强度、高模量、低密度的纤维、晶须、颗粒等增强物,明显提高了复合材料的比强度和比模量。
4、树脂基复合材料、金属基复合材料和陶瓷基复合材料性能区别树脂基复合材料的使用温度一般为60℃~250℃,其导热性能为0.35~0.45W/m·K金属基复合材料为400~600℃,其导热性能为50~65W/m·K和陶瓷基复合材料性能为1000~1500℃,0.7~3.5W/m·K。
陶瓷基复合材料大于金属基复合材料的硬度,金属基复合材料大于树脂基复合材料的硬度。
5、复合材料结构的分类从固体力学角度,分为三个“结构层次”:一次结构、二次结构、三次结构。
一次结构:由基体和增强材料复合而成的单层材料,其力学性能决定于组分材料的力学性能、相几何和界面区的性能;二次结构:由单层材料层合而成的层合体,其力学性能决定于单层材料的力学性能和铺层几何;三次结构:通常所说的工程结构或产品结构,其力学性能决定于层合体的力学性能和结构几何。
6、复合材料选择基体的原则①金属基复合材料的使用要求:高性能发动机要求有高强度比、比模量性能,要求具有优良的耐高温性能,能在高温、氧化性气氛中正常工作。
在汽车发动机中要求其零件耐热、耐磨、导热,一定的高温强度等,又要求成本低廉,适合批量生产。
②金属基复合材料组成特点:对于连续纤维增强金属基复合材料,纤维是主要承载物体,纤维本身具有很高的强度和模量。
对于非连续增强金属基复合材料,基体是主要承载物,基体的强度对非连续增强基复合材料具有决定性的影响。
③基体金属与增强物的相容性。
7、与树脂相比水泥基体的特征①水泥基体为多孔体系;②纤维与水泥的弹性模量比不大;③水泥基材的断裂延伸率较低,仅是树脂基体的1/10~1/20;④水泥基材中含有粉末或颗粒状的物料,与纤维呈点接触,故纤维的掺量受到很大限制;⑤水泥基材呈碱性,对金属纤维可起保护作用,但对大多数矿物纤维是不利的。
复合材料的定义
复合材料,又被称为复合材料科学、复合结构或复合结构材料,是指由多种组
分(可以通过任何合理的方式连接或不粘连)组合而成的材料。
这些组分中可以包括金属、陶瓷、塑料和纤维等。
复合材料有许多优点,它们可以提供优异的抗拉强度、弹性模量和杨氏模量,
这使得其在许多应用中取得了有益成效。
复合材料也有一定的耐热性和抗擦伤性,这使其在煤矿以及航空航天等领域中有一定的应用价值。
此外,复合材料还具有体积小、内部稳定性好以及质量轻的特点,有利于传输、安装和维护。
复合材料的缺点也不容忽视,它在一定程度上受弯性和抗冲击性限制,难以满
足某些高性能应用的需求。
此外,复合材料可能会出现脆性、褶曲和弯曲等极端情况,因此在制造过程中应该做好一定的安全保障措施。
综上所述,复合材料是一种具有抗拉强度、耐热性以及抗冲击性等特性的新型
材料,主要用于煤矿和航空航天等极端环境的高性能应用。
虽然它存在一定的缺点,但只要能够有效地控制其制造过程,就能更好地发挥复合材料的优势。
第1章绪论1.复合材料的定义(Composition Materials , Composite)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合而成的一种多相固体材料。
复合材料=基体(连续相)+增强材料(分散相)分散相是以独立形态分布在整个连续相中,两相之间存在着相界面。
分散相可以是增强纤维,也可以是颗粒或弥散的填料。
2.复合材料常见分类方法:1)按性能分:常用复合材料、先进复合材料2)按用途分:结构复合材料、功能复合材料3)按复合方式分:宏观复合、微观复合4)按基体材料分:聚合物基、金属基、无机非金属基5)按增强体形式分:纤维增强复合材料、颗粒增强、片材增强、叠层复合3.复合材料在结构设计过程中的结构层次分几类,各表示什么?在结构设计过程中的设计层次如何,各包括哪些内容?三个结构层次: 一次结构——单层材料——微观力学一次结构二次结构——层合体——宏观力学二次结构三次结构——产品结构——结构力学三次结构设计层次:单层材料设计、铺层设计、结构设计4.复合材料力学主要是在单层板和层合板这两个结构层次上展开的,其研究内容分为微观力学和宏观力学两部分。
第2章复合材料界面和优化设计1.复合材料是由两种或两种以上不同物理、化学性质的物质以微观或宏观形式复合而成的多相材料。
2.复合材料界面机能:1)传递效应:基体可通过界面将外力传递给增强物,起到基体与增强体之间的桥梁作用2)阻断效应:适当的界面有阻止裂纹扩展、中断材料破坏、减缓应力集中的作用3)不连续效应:在界面上产生物理性能不连续性和界面摩擦现象,如抗电性、电感应性、磁性、耐热性等4)散热和吸收效应:5)诱导效应3.界面效应既与界面结合状态、形态和物理、化学性质等相关,也与界面两边组元材料的浸润性、相容性、扩散性等密切相关。
4.聚合物基复合材料是由增强体与聚合物基体复合而形成的材料。
聚合物基复合材料分类:热塑性、热固性聚合物基复合材料。
热塑性聚合物基复合材料成型两个阶段:①熔体与增强体之间接触和润湿②复合后体系冷却凝固成型。
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。
精装修分户验收方案一、方案背景1.1精装修是指对房屋的室内装修和设备设施进行全面升级,包括墙面、天花板、地板、门窗、厨卫设备等的装修工程。
1.2精装修分户验收是指在精装修工程完工后,对每个单元房屋的装修质量、建筑安全等进行检查和评估,确保房屋符合相关要求。
二、验收方案概述2.1精装修分户验收的目的是保证装修工程的质量、安全和合规性,确保房屋能够满足居住者的生活需求。
2.2精装修分户验收工作应由相关部门、业主代表和装修公司等共同参与,形成多方共同监督的机制。
三、验收内容与标准3.1装修工程质量验收:对墙面、天花板、地板等,应检查是否平整、无粉刷不均匀、开裂或其他明显缺陷,满足相应的装修等级要求。
3.2电气设备验收:对安装的电线、开关、插座、灯具等,应检查是否完好、齐全,无漏电、电流过大等问题,符合相应的电气安全要求。
3.3水暖设备验收:对安装的水管、热水器、洗手盆、马桶等,应检查是否安装正确、无渗漏和堵塞等问题,符合相应的水暖工程要求。
3.4空调设备验收:对安装的空调室内外机,应检查是否安装正确、无异响、无漏水等问题,符合相应的空调工程要求。
3.5门窗验收:对安装的门窗,应检查是否安装妥当、无变形、漏风等问题,符合相应的门窗工程要求。
3.6安全防护验收:对安装的消防设备、防盗门窗等,应检查是否安装到位、无损坏、完好,符合相应的安全防护要求。
四、验收流程与责任4.1验收的流程包括:通知验收、现场勘察和检查、验收记录和报告的编制以及验收合格的确认等。
4.2相关部门负责通知和协调,业主代表对工程质量和符合要求进行检查,装修公司提供相关工程资料和解决问题的方案。
4.3验收记录和报告由验收组织者负责编制,相关各方参与确认。
五、验收结果的处理5.1若验收发现存在问题,应由装修公司在规定时间内进行整改,并重新组织验收。
5.2若装修质量达到要求,相关部门应颁发相应的合格证明,并记录在档案中。
5.3若存在严重的质量问题或安全隐患,应责令装修公司进行整改,并由相关部门对其进行处罚。
第一章绪论1、复合材料的定义、组成及分类①定义复合材料→是指将两种或两种以上的不同材料,用适当的方法复合成的一种新材料,其性能比单一材料性能优越。
②组成基体、增强材料、界面基体:起黏结作用,将增强材料黏合,起到均匀应力和传递应力的作用。
增强材料:承受力的组分界面:界面粘结力充分发挥其材料的性能使其大大优于单一材料的性能。
③分类A 按基体类型分类:⑴树脂基复合材料⑵金属基复合材料⑶无机非金属基复合材料B 按增强材料类型分类:⑴玻璃纤维复合材料(玻璃纤维增强的树脂基复合材料俗称玻璃钢)⑵碳纤维复合材料⑶有机纤维复合材料⑷陶瓷纤维复合材料C 按用途不同分类:⑴结构复合材料⑵功能复合材料2、复合材料的特性优点:㈠轻质高强㈡可设计性好㈢电性能好㈣耐腐蚀性好㈤热性能良好㈥工艺性能优良缺点:㈦弹性模量较低(易变形)㈧长期耐热性不足(不能高温下长期使用)㈨老化现象3、复合材料的应用及发展应用:⒈在航天航空方面的应用:轻质高强,使飞机的质量减轻,连接减少,速度提升,耗能减少。
⒉在交通运输方面的应用:汽车质量减轻,相同的条件下耗油量只是钢铁汽车的四分之一,而且受到撞击时复合材料能大幅度的吸收冲击能量,保护人员安全。
⒊在化学工业方面的应用:复合材料主要被用来制造防腐制品,因为聚合物复合基材料具有优良的耐腐性能,可用于制造各种管道,烟囱,地坪,风机,泵等。
⒋在电气工业方面的应用:因为复合基材料是一种优异的电绝缘材料,广泛的用于电机、电工器材制造。
例如:绝缘板、绝缘管、电机护环等。
⒌在建筑方面的应用:玻璃钢具有优异的力学性能、良好的隔热,隔音性能,吸水率低,耐腐蚀性好和很好的装饰性,因此是一种理想的建筑材料,建筑上玻璃钢被用作承重结构、围护结构、冷却塔、水箱、卫生洁具、门窗等。
耐海水性能,并能极大的减少金属钢筋对电磁波的屏蔽作用。
建筑物损坏修补材料等⒍在机械工业方面的应用:用于制造各种叶片、风机、各种机械部件、齿轮、皮带轮和防护罩等。
复合材料的定义:是由有机高分子、无机非金属或金属等几类不同材料通过复合工艺组合而成的新材料,它既能保留原组分材料的主要特色,又通过复合效应获得原组分所不具备的性能;可以通过设计使各组分的性能互相补充并彼此关联,从而获得新的性能。
复合材料的特点:1复合材料具有可设计性2材料与结构具有同一性3复合材料结构设计包括材料设计4材料性能对复合工艺的依赖性5复合材料具有各向异性和非均质性的力学性能特点.复合材料的优点:1比强度高、比模量大2抗疲劳性好3减振性能好4破损安全性好5耐腐蚀性能好6电性能好7热性能好‘复合材料的缺点:1玻璃纤维复合材料的弹性模量低2层间强度低3属脆性材料4树脂基复合材料的耐热性较低5材料性能的分散性大。
复合材料细观力学:研究复合材料单层的宏观性能与组分材料性能及细观结构之间的定量关系。
复合材料细观力学假设:1复合材料单层是宏观非均匀、线弹性的、并且无初应力2纤维是均质、线弹性的,各项同性或横观各项同性的,形状和分布是规则的3基体是均质、线弹性、各项同性的4各相间粘结完好,界面无间隙。
在分析方法上,细观力学可采用材料力学法、弹性力学法和半经验法。
一次超静定问题和静定问题(串联模型的纵、横向弹性模量)C是接触系数,它表示纤维横向接触的程度,且介于0和1之间。
哈尔平-蔡提出了一种近似地表达比较复杂的细观力学结果的内插法。
临界纤维体积含量的定义:纤维微屈曲和剪切破坏是复合材料纵向压缩破坏的两个主要原因。
织物:指以相互垂直的经纱和纬纱构成的正交织物,如玻璃纤维布。
以织物为增强材料制成的复合材料单层板称为织物复合材料单层板,又称双向单层板。
应力传递理论:当复合材料受作用时,载荷直接作用到基体上,然后基体将载荷通过纤维与基体间界面上的剪应力传递到纤维上。
主要有理想刚塑性基体、弹性基体和弹塑性基体三大类。
短纤维全部随机分布于相互平行的平面内而制得的复合材料称为平面随机取向短纤维复合材料。
假设层合板为连续、均匀、正交各向异性的单层构成的一种连续性材料,并假设各单层之间是完全紧密粘接,且限于线弹性、小变形情况下研究层合板的刚度与强度,这种层合理论称为经典层合理论。
复合材料名词解释
复合材料是由两种或两种以上的材料组合而成的材料,它们各自的特性通过复合后相互补充,形成了新的材料。
复合材料通常由增强材料和基体材料组成,增强材料可以是玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维等,而基体材料则可以是树脂、金属、陶瓷等。
复合材料具有很多优异的性能,比如高强度、高刚度、轻质、耐腐蚀、耐磨损等。
这些性能使得复合材料在航空航天、汽车制造、建筑工程、体育器材等领域得到了广泛的应用。
在复合材料中,增强材料起着增强和支撑的作用,而基体材料则起着固定和保护的作用。
增强材料的选择和排布方式可以对复合材料的性能产生重要影响,比如碳纤维具有很高的拉伸强度,适合用于制作高强度的航空材料,而玻璃纤维则具有较好的耐腐蚀性能,适合用于制作化工设备。
复合材料的制造工艺多种多样,常见的有手工层叠法、自动层叠法、注塑成型法等。
手工层叠法是最为传统的制造方法,工艺简单,适用于小批量生产,但效率较低;自动层叠法则是通过机械设备实现材料的层叠,适用于大批量生产,具有较高的生产效率;注塑成型法则是将树脂注入模具中,通过固化形成复合材料制品,适用于复杂形状的制品生产。
在实际应用中,复合材料的设计和制造需要充分考虑材料的性能、成本和制造工艺等因素。
设计人员需要根据实际使用环境和要求选择合适的增强材料和基体材料,制造工艺人员需要根据设计要求选择合适的制造工艺,并严格控制生产过程,确保复合材料制品的质量。
总的来说,复合材料是一种具有广泛应用前景的新型材料,它的优异性能和多样的制造工艺使得它在各个领域都有着重要的地位。
随着技术的不断发展,相信复合材料在未来会有更加广阔的发展空间。
一、1、复合材定义(ISO、GB3961)及定义包含的内容(ISO):有两种或两种以上物和化学性质同的物质组合而成的一种多和固体材。
国标GB3961 :两个或两个以上独的物相,包括粘接材(基体)和纤维或片状材所组成的一种固体物。
定义包含的内容:(1)复合材的组分材虽然保持其相对独性,但复合材的性能却是各组分材性能的简单加和,而是有着重要的改进。
(2)复合材中通常有一相为连续相,称为基体;另一相为分散相,称为增强材。
(3)分散相是以独的形态分布在整个连续相中,两相之间存在着界面。
分散相可以是增强纤维,也可以是颗状或弥散的填。
2、有机纤维碳化法将有机纤维经过稳定化处变成耐焰纤维;在惰性气氛中,于高温下进焙烧碳化,使有机纤维失去部分碳和其它非碳原子,形成以碳为主要成分的纤维状物。
3、复合材的分类按增强材形态分类:连续纤维复合材、短纤维复合材、状填复合材、编织复合材按增强纤维种类分类:玻璃纤维复合材、碳纤维复合材、玄武岩纤维复合材、有机p纤维复合材、属纤维复合材、陶瓷纤维复合材按基体材分类:环氧树脂基、酚醛树脂基、聚氨酯基、聚萨亚胺基、饱和聚芮基以及其他树脂基复合材按材作用分类:结构复合材、功能复合材4、聚合物基复合材的主要性能和目前存在的缺点:主要性能:1轻质高强(比强、比模大)2可设计性好3具有多种功能性 4过载安全性好5耐疲劳性能好6减振性好(非均相多相体系)存在的缺点:(1)材工艺的稳定性差(2)材性能的分散性大:材和产品是同时完成的,许多因素会影响到每一步的性能,质控制(3)长期耐温与耐环境化性能好(4)抗冲击性能低:大多数增强纤维伸时的断应变代小,纤维增强复合材是脆性材,抗冲击性低(5)横向强和层间剪强好等二、1、聚合物基复合材的增强材应具有的特征:(1)增强材应具有能明显提高树脂基体某种所需特性的性能,如高的比强、比模、高导热性、耐热性、低热膨胀性等,以赋予树脂基体某种所需的特性和综合性能。
《复合材料概论》心得与总结卫琦 1306030118通过学习《复合材料概论》,我了解了复合材料的命名、分类以及复合材料的基本性能。
复合材料的基体材料有四种:金属材料、无机胶凝材料、陶瓷材料、聚合物材料。
了解了碳纤维的优点以及碳纤维在生活中被广泛的应用。
以及对聚合物基复合材料,金属基复合材料,陶瓷基复合材料的了解。
以下是我对一些知识点的总结。
第一章总论一、复合材料定义: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合而成的一种多相固体材料;在复合材料中通常有一个相为连续相,称为基体,另一相为分散相,称为增强材料。
二、复合材料的分类1.按增强材料形态分类(连续纤维复合、短纤维复合、颗粒复合、编织复合)2.按增强材料纤维种类分类(玻璃纤维、碳纤维、有机纤维、金属纤维、陶瓷纤维、混合)3.按基体材料分类(聚合物基、金属基、无机非金属基)4.按材料作用分类(结构复合材料、功能复合材料)三、复合材料的基本性能1.可综合发挥各组成材料的优点2.可按对材料性能的需要进行材料的设计和制造(最大特点!)3.可制成所需的任意形状的产品四、复合材料结构设计的三个结构层次①:一次结构:指由基体和增强材料复合而成的单层材料②:二次结构:指由单层材料层合而成的层合体③:三次结构:指通常所说的工程结构或者产品结构第二章复合材料的基体材料复合材料的基体材料有以下四种:①:金属材料主要包括铝及铝合金、镁合金、钛合金、镍合金、铜与铜合金、锌合金、铅、钛铝、镍铝金属间化合物等无机胶凝材料主要包括水泥、石膏、菱苦土和水玻璃等陶瓷材料主要包括玻璃、玻璃陶瓷、氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷聚合物材料主要包括不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂及各种热固性/热塑性聚合物。
第三章复合材料的增强材料一、增强材料的定义:在复合材料中,凡事能基体材料力学性能的物质,均称为增强材料。
二、玻璃纤维的分类:1.以玻璃原料成分分类:无碱玻璃纤维(E玻纤);中碱玻璃纤维;有机玻璃纤维(A玻璃);特种玻璃纤维。
复合材料定义复合材料是由两种或两种以上的材料组合而成的一种新型材料,具有优异的性能和特点。
它将不同材料的优点结合在一起,弥补各种材料的缺陷,从而达到更好的性能表现。
复合材料广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑工程、体育器材等领域,对于提高产品的性能、延长使用寿命、降低成本都有着重要的意义。
复合材料通常由增强材料和基体材料组成。
增强材料通常是具有高强度和刚度的材料,如玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维等;而基体材料则是起到粘合和支撑作用的材料,如树脂、金属、陶瓷等。
通过增强材料和基体材料的组合,可以实现复合材料的优异性能。
复合材料具有很多优点。
首先,它具有优异的强度和刚度,能够承受较大的外部载荷,具有很好的抗拉、抗压性能。
其次,复合材料具有较低的密度,比金属材料轻,有利于减轻结构重量,提高产品的使用效率。
此外,复合材料还具有良好的耐腐蚀性能和耐磨损性能,能够在恶劣环境下长期使用而不受影响。
另外,复合材料还具有设计灵活性高、成型工艺简单、可塑性好等优点,能够满足各种复杂结构的需求。
在航空航天领域,复合材料得到了广泛的应用。
航空器的机身、翼面、动力系统等部件都可以采用复合材料制造,以提高飞机的飞行性能和燃油效率。
在汽车制造领域,复合材料也被广泛应用于车身、发动机盖、悬挂系统等部件,以提高汽车的安全性和节能性。
在建筑工程领域,复合材料被用于制造各种结构件、装饰板材等,以提高建筑物的抗风抗震性能。
在体育器材领域,复合材料被用于制造高尔夫球杆、网球拍、自行车等,以提高运动器材的性能和使用寿命。
总的来说,复合材料是一种具有广阔应用前景的新型材料,它将不同材料的优点融合在一起,具有优异的性能和特点。
随着科学技术的不断进步,复合材料将会在更多领域得到应用,为人类社会的发展和进步做出更大的贡献。
材料模型 – 复合材料
Lucy 2017-5-10 Shanghai
复合材料在RADIOSS 中可以用实体单元和壳体单元模拟,相应的单元属性有:
壳体单元属性:/PROP/TYPE9,10,11,16,17,19,51和/PROP/PCOMPP
实体单元属性:/PROP/TYPE6,14,20,21,22
壳体单元
壳体单元是比较常用的。
在壳体单元中我们来讨论一下下面几个概念。
1)层厚度与层定位(N , Thick , 和 t i )
在壳体单元属性中经常会要求用户输入N , Thick , 和 t i 。
N 在/PROP/TYPE9中是表示壳厚度方向上的积分点数,而在其余用于复合材料的壳单元属性中则表示复合材料的层数。
Thick 是指壳单元的厚度。
那么对于以上复合材料单元属性来说每一层的厚度则是/Thick N 等分的(当然除了/PROP/TYPE9)。
在/PROP/TYPE11, /PROP/TYPE16, /PROP/TYPE17, /PROP/TYPE19,/PROP/TYPE51 以及/PROP/PCOMPP 中也可以定义不同的层厚度。
所以会需要用户定义参数t i . 在这种情况下各层的总厚度建议和Thick 定义的值相同,以保持一贯性。
即i t N Thick ⋅=。
如果不同那么RADIOSS 会进行内部调整,如何调整详情可参见RADIOSS 使用手册FAQs 。
2) 参考矢量V 和角度φ
在复合材料的单元属性中参考矢量V 和角度φ都是用于定义材料方向(加劲纤维的方向)。
参考矢量V 可以用卡片中的参数V X , V Y , 和 V Z 来定义,也可以在单元属性/PROP/TYPE11, TYPE16, TYPE17, TYPE19 ,TYPE51和/PROP/PCOMPP (/STACK )中用/SKEW 来定义。
如果有使用skew 那么 V X , V Y , V Z 输入将被忽略。
在skew 中X 方向就是参考矢量V 的方向。
有了参考矢量V 和角度φ,那么复合材料的材料方向1(加劲纤维的方向)如下图定义。
即参考矢量V 首先映射到单元平面上,然后再逆时针转过角度φ就是材料方向1。
这是复合材料的材料模型中定义的1方向上的杨氏模量(E11),屈服应力(11,c t
y y σσ)等等都可以正确的应用到复合材料的实际几何平面上。
那么材料方向2通常就是与材料方向1相垂直的方向。
当然如果材料方向1,2并非正交那么可以通过参数i α来定义(比如/PROP/TYPE16,19)。
比如RADIOSS使用手册上/PROP/TYPE9的使用坐标输入定义参考矢量V的例子:
这里设置N=3:单元厚度方向有3个积分点;Thick=1.8:壳厚度1.8mm
参考矢量V(1,0,1): 表示在全局坐标系统(X,Y,Z)上原点O到(1,0,1)的矢量就是定义的参考矢量。
Phi=45:表示参考矢量V的映射矢量V’再逆时针转过45度就是材料方向1 (m1)
比如RADIOSS使用手册上/PROP/TYPE11的使用SKEW定义参考矢量V的例子:
这里设置N=3:表示有3层的复合材料,这样在单元属性卡片的最下面会有3行定义每一层材料方向,厚度,层定位和层材料;Thick=1.6:表示层的总厚度为1.6mm
Skew_ID=1: 一旦在Skew_ID中定义了skew,那么无论在Vx,Vy,Vz中定义什么都会被忽略。
关于如何定义skew可以参见RADIOSS使用手册。
Skew中的x轴的方向就是参考矢量V
的方向,然后再映射到壳单元上得到V’。
由每层定义的转角Phi( )分别逆时针转动后得到每
层的材料方向1(m1)。
在卡片上首先定义的是Layer 1,然后是Layer 2,最后是Layer 3。
在单元上沿着单元局部坐标系的z方向,Layer 1首先布置月单元底部然后沿着z得正方向依次布置Layer 2和Layer 3。
3)复合材料层叠加的方式(PLY或STACK)
在/PROP/TYPE11, /PROP/TYPE16, /PROP/TYPE17, /PROP/TYPE19,/PROP/TYPE51 以及/PROP/PCOMPP(/STACK) 中可以定义多个层。
层叠加的次序可以在这些复合材料单元属性
中
φ角度依次叠加
比如在/PROP/TYPE10中沿着Z正方向用不同的
i
比如/PROP/TYPE11中沿Z的正方向,可以依次定义层的厚度,使用的材料。
当Ipos=0时
Z,当Ipos=1时则必须用户定义好每一RADIOSS通过层数和层厚自动计算出每一层的位置
i
层的位置。
而在/PROP/TYPE11中还可以在每一层中定义该层非正交的材料方向。
比如其中有
α=。
一层材料的材料方向1和2之间夹角为60度那么就设60
i
比如在/PROP/TYPE17,51和/PROP/PCOMPP(/STACK)中有两种方式叠层。
一种是单独的一层一层叠加。
每一层是用/PROP/TYPE19来定义复合材料的层厚,材料方向,每一层的积分点数,非正交的材料方向1,2的夹角等。
还有一种是首先几个层叠加在一起后成为叠层组(stack),叠层组中的每一个层同上面一样由/PROP/TYPE19定义,然后叠层组之间再次叠加,叠层组之间的叠加连接可以在INT参数行中定义。
在/PROP/TYPE17中叠层组中每层之间可以通过在卡片中设置Plyxfem=2来实现Ladeveze层间剥离的破坏。
此时可以在Minterply参数中设置叠层组中每一个层之间的粘结材料(目前可以使用LAW1的弹性材料作为层间连接材料)
实体单元
随着复合材料技术的发展,复合材料可以变得更厚,那么此时用壳体单元模拟就不合适了,我们可以用实体单元来模拟这样的复合材料。
在实体单元中最为常用的是下面的厚壳单元:• /PROP/TYPE21 (TSH_ORTH)
• /PROP/TYPE22 (TSH_COMP)
1)层厚度与层定位
层厚就是厚壳的实际单元厚度。
/PROP/TYPE21仅可以定义单层的复合材料。
/PROP/TYPE21可以定义多层的复合材料,与壳单元中的/PROP/TYPE11类似可以定义每层的层厚,材料,层定位,层的材料方向定位。
2)参考矢量V和角度ψ
材料方向也是类似于壳单元属性(如/PROP/TYPE11)由参考矢量V和角度ψ的定义, 首先参考矢量V映射在厚壳或实体单元的中性面上然后再逆时针转过角度ψ就是材料方向1。