复合材料7
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复合材料 第七章 复合材料的复合原则及界面
45
另外，对于成分和相结构也很难作出全 面的分析。 因此，这今为止，对复合材料界面的认 识还是很不充分的，不能以一个通用的模型 来建立完整的理论。 尽管存在很大的困难，但由于界面的重 要性，所以吸引着大量研究者致力于认识界 面的工作，以便掌根其规律。
46
第三节 复合材料的界面设计原则
界面粘结强度是衡量复合材料中增 强体与基体间界面结合状态的一个指标。 界面粘结强度对复合材料整体力学 性能的影响很大，界面粘结过高或过弱 都是不利的。
的不连续性和界面摩擦出现的现象，如抗电性、 电感应性、磁性、耐热性、尺寸稳定性等。
(4)散射和吸收效应
光波、声波、热弹
性波、冲击波等在界面产生散射和吸收，如透 光性、隔热性、隔音性、耐机械冲击及耐热冲 击性等。
28
(5)诱导效应
一种物质(通常是增强物)
的表面结构使另一种(通常是聚合物基体)与 之接触的物质的结构由于诱导作用而发生改 变，由此产生一些现象，如强的弹性、低的
14
(3)纤维与基体的热膨胀系数不能相差过 大，否则在热胀冷缩过程中会自动削弱它们 之间的结合强度。
(4)纤维与基体之间不能发生有害的化学
反应，特别是不发生强烈的反应，否则将引 起纤维性能降低而失去强化作用。
15
(5)纤维所占的体积、纤维的尺寸和分布必 须适宜。
一般而言，基体中纤维的体积含量越高， 其增强效果越显著； 纤维直径越细，则缺陷越小，纤维强度也 越高；
制备具有高冲击强度的避弹衣。
43
由于界面尺寸很小且不均匀、化学
成分及结构复杂、力学环境复杂、对于
界面的结合强度、界面的厚度、界面的 应力状态尚无直接的、准确的定量分析 方法；
44
所以，对于界面结合状态、形态、结 构以及它对复合材料性能的影响尚没有适
另外，对于成分和相结构也很难作出全 面的分析。 因此，这今为止，对复合材料界面的认 识还是很不充分的，不能以一个通用的模型 来建立完整的理论。 尽管存在很大的困难，但由于界面的重 要性，所以吸引着大量研究者致力于认识界 面的工作，以便掌根其规律。
46
第三节 复合材料的界面设计原则
界面粘结强度是衡量复合材料中增 强体与基体间界面结合状态的一个指标。 界面粘结强度对复合材料整体力学 性能的影响很大，界面粘结过高或过弱 都是不利的。
的不连续性和界面摩擦出现的现象，如抗电性、 电感应性、磁性、耐热性、尺寸稳定性等。
(4)散射和吸收效应
光波、声波、热弹
性波、冲击波等在界面产生散射和吸收，如透 光性、隔热性、隔音性、耐机械冲击及耐热冲 击性等。
28
(5)诱导效应
一种物质(通常是增强物)
的表面结构使另一种(通常是聚合物基体)与 之接触的物质的结构由于诱导作用而发生改 变，由此产生一些现象，如强的弹性、低的
14
(3)纤维与基体的热膨胀系数不能相差过 大，否则在热胀冷缩过程中会自动削弱它们 之间的结合强度。
(4)纤维与基体之间不能发生有害的化学
反应，特别是不发生强烈的反应，否则将引 起纤维性能降低而失去强化作用。
15
(5)纤维所占的体积、纤维的尺寸和分布必 须适宜。
一般而言，基体中纤维的体积含量越高， 其增强效果越显著； 纤维直径越细，则缺陷越小，纤维强度也 越高；
制备具有高冲击强度的避弹衣。
43
由于界面尺寸很小且不均匀、化学
成分及结构复杂、力学环境复杂、对于
界面的结合强度、界面的厚度、界面的 应力状态尚无直接的、准确的定量分析 方法；
44
所以，对于界面结合状态、形态、结 构以及它对复合材料性能的影响尚没有适
复合材料实习报告总结7篇
复合材料实习报告总结7篇篇1一、实习概要与背景本次实习的目的在于通过实践深入理解和应用复合材料的理论与知识，提高自己在复合材料领域的实际操作能力。
实习地点位于国内知名的复合材料制造企业，实习期间为期X个月，全程参与复合材料的制备、检测及应用过程。
二、实习内容1. 复合材料基础知识学习在实习初期，我系统地学习了复合材料的基本理论，包括树脂、纤维、填料等的性质以及复合工艺的基本原理。
通过企业提供的资料与课程，我对复合材料的种类、性能特点、制造工艺及应用领域有了全面的了解。
2. 生产工艺实地观摩实习期间，我有幸观摩了企业的生产线，亲眼目睹了复合材料的制备流程。
从原材料混合到成型加工，每一个环节都严谨细致。
特别是在模具设计、材料成型及后处理等关键环节，我收获颇丰。
3. 质量控制与检测实践在实习过程中，我参与了复合材料的质量检测工作。
实操了如拉伸强度测试、弯曲性能测试、热稳定性分析等检测手段。
通过检测数据的分析，我了解了如何评估复合材料的质量及其性能稳定性。
4. 复合材料应用研究结合企业研发项目，我还参与了复合新材料的应用研究工作。
在实践中探索不同配方与工艺对复合材料性能的影响，为企业的产品研发提供了有益的思路和建议。
三、实习收获与体会1. 专业技能提升通过本次实习，我对复合材料的制备工艺、性能检测及应用研究有了深入的了解和实际操作经验。
实习过程中的实践，提高了我的实验操作能力，加深了我对专业知识的理解。
2. 理论与实践结合实习过程中，我将所学的理论知识与实际操作相结合，解决了许多实际问题。
这种理论与实践的结合让我更加深刻地认识到复合材料领域的复杂性和挑战性。
3. 团队合作能力提升在企业的实习过程中，我与团队成员紧密合作，共同完成了多项任务。
这不仅锻炼了我的专业技能，还提高了我的团队协作和沟通能力。
四、存在问题与建议1. 实习过程中发现的问题虽然企业拥有先进的生产设备和技术，但在某些环节仍存在浪费现象，部分工艺有待进一步优化。
复合材料的发展趋势
复合材料的发展趋势复合材料是由两种或两种以上的材料组合而成的材料，具有优异的性能和广泛的应用领域。
随着科技的不断发展，复合材料的应用范围也在不断扩大，其发展趋势也日益明显。
一、多功能化随着人们对材料性能要求的不断提高，复合材料的多功能化成为了发展的趋势。
多功能化的复合材料不仅具有传统材料的性能，还具有其他的功能，如自修复、自感应、自适应等。
这些功能的加入，使得复合材料的应用领域更加广泛，如航空航天、汽车、建筑等领域。
二、轻量化随着环保意识的不断提高，轻量化成为了复合材料发展的重要方向。
相比于传统材料，复合材料具有更轻的重量和更高的强度，可以减少能源消耗和减少环境污染。
因此，轻量化的复合材料在汽车、航空航天等领域的应用越来越广泛。
三、智能化随着人工智能技术的不断发展，智能化的复合材料也成为了发展的趋势。
智能化的复合材料可以通过传感器、控制器等设备实现自动化控制和监测，具有更高的安全性和可靠性。
智能化的复合材料在航空航天、建筑等领域的应用也越来越广泛。
四、可持续发展随着环保意识的不断提高，可持续发展成为了复合材料发展的重要方向。
可持续发展的复合材料需要具有可再生性、可降解性等特点，可以减少对环境的影响。
因此，可持续发展的复合材料在包装、建筑等领域的应用也越来越广泛。
五、高性能随着科技的不断发展，高性能的复合材料也成为了发展的趋势。
高性能的复合材料具有更高的强度、更高的刚度和更高的耐热性，可以满足更高的应用要求。
高性能的复合材料在航空航天、汽车、建筑等领域的应用也越来越广泛。
六、数字化随着数字化技术的不断发展，数字化的复合材料也成为了发展的趋势。
数字化的复合材料可以通过计算机模拟、虚拟现实等技术实现设计、制造和测试，可以提高生产效率和产品质量。
数字化的复合材料在航空航天、汽车、建筑等领域的应用也越来越广泛。
复合材料的发展趋势是多功能化、轻量化、智能化、可持续发展、高性能和数字化。
这些趋势的发展，将会推动复合材料在各个领域的应用不断拓展，为人类的生产和生活带来更多的便利和效益。
《复合材料工艺与设备》 第七章 缠绕成型工艺
开缩式芯模—— 要求：
1、具有经抛光的高精度表面； 2、具有锥度，不小于1/1000(便于脱模)。
7.2.3 芯模设计 P165～169 自学
第七章 缠绕成型工艺
7.3 缠绕规律
7.3.1 概述 7.3.1.1 缠绕规律的内容
课件
所谓缠绕规律是描述纱片均匀、稳定、连续、排布在芯模表面,以 及芯模与导丝头间运动关系的规律。 对缠绕线形的两点要求： （1）纤维既不重合又不离缝，均匀连续布 满芯模表面。
第七章 缠绕成型工艺
7.1.3 缠绕工艺的现状及发展
课件
7.1.3 缠 绕 工 艺 的 现 状 及 发 展
发展方向:高性能材料和功能材料,主要用于高科技领域;军工使用转 向民用；提高自动控制水平，提高生产效率；降低生产成本。
作业：1、干法缠绕、湿法缠绕的特点分别是什么？ 2、缠绕制品的优点是什么？ 3、缠绕制品比强度高的原因是什么？
7.2.1 7.2.1 芯 模 材 料
导热系数对产品固化度的影响； 芯模中水份对产品固化的影响。 7.2.1.3 选择芯模材料应注意的问题 1～4 2.2 芯模的结构形式 7.2.2.1 实心或空心整体式芯模 采用易敲碎的材料或可溶性的盐类。 7.2.2.2 组合式芯模 分瓣式、隔板式、捆扎式、框架装配式，
第七章 缠绕成型工艺
（2）螺旋缠绕 定义： 芯模绕自轴匀速转动，导丝头以特定速度沿芯模轴线方向往复 运动的缠绕方式称螺旋缠绕。
课件
7.3 7.3 缠 绕 规 律
此缠绕方式不仅可以 缠绕圆筒段，而且缠绕端 头(封头)。图7-17。 纤维缠绕轨迹： 由圆筒上的螺旋线 和封头上与极孔相切的 空间曲线组成。
2）在出现与起始切点位置相邻的切点以前，极孔上已经出现了两个或两 个以上切点，即时序相邻切点位置不相邻，这种缠绕线形称为多切点线型。
1、具有经抛光的高精度表面； 2、具有锥度，不小于1/1000(便于脱模)。
7.2.3 芯模设计 P165～169 自学
第七章 缠绕成型工艺
7.3 缠绕规律
7.3.1 概述 7.3.1.1 缠绕规律的内容
课件
所谓缠绕规律是描述纱片均匀、稳定、连续、排布在芯模表面,以 及芯模与导丝头间运动关系的规律。 对缠绕线形的两点要求： （1）纤维既不重合又不离缝，均匀连续布 满芯模表面。
第七章 缠绕成型工艺
7.1.3 缠绕工艺的现状及发展
课件
7.1.3 缠 绕 工 艺 的 现 状 及 发 展
发展方向:高性能材料和功能材料,主要用于高科技领域;军工使用转 向民用；提高自动控制水平，提高生产效率；降低生产成本。
作业：1、干法缠绕、湿法缠绕的特点分别是什么？ 2、缠绕制品的优点是什么？ 3、缠绕制品比强度高的原因是什么？
7.2.1 7.2.1 芯 模 材 料
导热系数对产品固化度的影响； 芯模中水份对产品固化的影响。 7.2.1.3 选择芯模材料应注意的问题 1～4 2.2 芯模的结构形式 7.2.2.1 实心或空心整体式芯模 采用易敲碎的材料或可溶性的盐类。 7.2.2.2 组合式芯模 分瓣式、隔板式、捆扎式、框架装配式，
第七章 缠绕成型工艺
（2）螺旋缠绕 定义： 芯模绕自轴匀速转动，导丝头以特定速度沿芯模轴线方向往复 运动的缠绕方式称螺旋缠绕。
课件
7.3 7.3 缠 绕 规 律
此缠绕方式不仅可以 缠绕圆筒段，而且缠绕端 头(封头)。图7-17。 纤维缠绕轨迹： 由圆筒上的螺旋线 和封头上与极孔相切的 空间曲线组成。
2）在出现与起始切点位置相邻的切点以前，极孔上已经出现了两个或两 个以上切点，即时序相邻切点位置不相邻，这种缠绕线形称为多切点线型。
7 复合材料的力学性能
(5) 可设计性强
通过改变纤维、基体的种类和相对含量，纤维集合形式及排 布方式等可满足复合材料结构和性能的设计要求。 复合材料的高比强度、高模量的特点，是由于这种材料受力 时高强度、高模量的增强纤维承受了大部分载荷，基体只是 作为传递和分散载荷给纤维的媒介引起的。
第二节 单向复合材料的力学性能
(2) 钢的冲击断裂机理是穿晶解理或微孔聚集断裂，复合 材料的冲击断裂是各类损伤的积累或非积累破坏。 (3) 高弹性模量复合材料往往比低弹性模量复合材料的冲 击韧性差，如碳纤维-环氧复合材料与玻璃纤维-环氧复 合材料的冲击韧性。 前者以纤维断裂为主要损伤模式，断裂扩展能低，后者 以纤维拔出和分层裂纹为损伤模式，断裂扩展能高。
是垂直于裂纹扩展方向的纤维，当其应变达到断裂应变时发生的。 在复合材料受载早期就有个别纤维产生这种损伤，随着载荷增加， 断裂纤维数也增加。
(2) 基体变形和开裂
复合材料中，基体因强度低，所以在材料受载时先于纤维变形， 到复合材料完全断裂时，纤维周围的基体也随之断裂。
(3) 纤维脱胶
若裂纹穿过基体扩展遇到纤维时，裂纹可能分叉，转向平行于纤 维方向扩展。裂纹可在基体内，也可沿界面扩展，取决于界面与 基体的相对强度。如果界面结合较弱，就将使纤维与基体脱胶。
Vf>Vfmin时，复合材料的抗拉强度才按此式计算：
（二）纵向抗压强度
屈曲的形式有两种： （1）挤压型 纤维彼此间反向弯曲，使基 体产生横向拉伸或压缩应变； 当纤维间距离相当大，即纤 维体积分数很小时，这种屈 曲模式才可能发生。 （2）剪切型 纤维之间同向弯曲，基体主 要产生剪切变形，这种屈曲 模式较为常见。
一、基体与纤维间的应力传递
7复合材料热压罐成型技术解析
《复合材料制备新技术》
复合材料热压罐成型技术
主讲：梅启林 单位：材料学院
School of Materials Science and Engineering
一、前言
? 热压罐：
航空复合材料制品的主要生产设备，具有整体加热系统的大型压力容器。
? 优点：
（1）大范围内适应各种材料对加工条件的要求 高温环氧175oC，600KPa 聚酰亚胺300~400oC， 1MPa
? 主要工艺过程 （1）均匀稳定树脂膜的制备----关键 （2）树脂熔融浸渍纤维 （3）预浸料冷却 （4）预浸料收卷
School of Materials Science and Engineering
预浸料的性能
? 外观 ? 物理性能
（1）单位面积纤维的质量（ GB7192-8）7 （2）树脂含量（ GB7192-8）7 （3）挥发分含量（ GB6056-8）5 （ 4）粘性（表征预浸料铺覆性和层间粘合性的指标） （ 5）流动度（一定条件下，预浸料树脂可流出的数量占预浸料质量的百分比，
设计力学、理化性能
School of Materials Science and Engineering
预浸料的制备
? 溶液浸渍法（辊筒缠绕法、连续排铺法）
（ 1）辊筒缠绕法
特点：
间歇性、设备简单、生产效率低、批量小
实验室或小批量生产
工作原理：
一系列变速机构 ---- 调节辊筒转动、导丝辊丝杠横向移动速度比 ---- 纤维间距
工艺参数：
纤维状态（单丝根数、总纤度、捻度等 ---- 影响浸渍程度和含胶量）
胶液浓度（影响含胶量最严重的因素 ---- 调节胶液密度、温度来控制）
牵引速度
复合材料热压罐成型技术
主讲：梅启林 单位：材料学院
School of Materials Science and Engineering
一、前言
? 热压罐：
航空复合材料制品的主要生产设备，具有整体加热系统的大型压力容器。
? 优点：
（1）大范围内适应各种材料对加工条件的要求 高温环氧175oC，600KPa 聚酰亚胺300~400oC， 1MPa
? 主要工艺过程 （1）均匀稳定树脂膜的制备----关键 （2）树脂熔融浸渍纤维 （3）预浸料冷却 （4）预浸料收卷
School of Materials Science and Engineering
预浸料的性能
? 外观 ? 物理性能
（1）单位面积纤维的质量（ GB7192-8）7 （2）树脂含量（ GB7192-8）7 （3）挥发分含量（ GB6056-8）5 （ 4）粘性（表征预浸料铺覆性和层间粘合性的指标） （ 5）流动度（一定条件下，预浸料树脂可流出的数量占预浸料质量的百分比，
设计力学、理化性能
School of Materials Science and Engineering
预浸料的制备
? 溶液浸渍法（辊筒缠绕法、连续排铺法）
（ 1）辊筒缠绕法
特点：
间歇性、设备简单、生产效率低、批量小
实验室或小批量生产
工作原理：
一系列变速机构 ---- 调节辊筒转动、导丝辊丝杠横向移动速度比 ---- 纤维间距
工艺参数：
纤维状态（单丝根数、总纤度、捻度等 ---- 影响浸渍程度和含胶量）
胶液浓度（影响含胶量最严重的因素 ---- 调节胶液密度、温度来控制）
牵引速度
7 复合材料的强度与断裂
第七章复合材料的强度与断裂近代科学技术，特别是宇航、航空等工业的发展，对材料的要求越来越高。
除要具有高强、高模量、耐高温、低密度外，还对材料的韧性、耐磨、耐腐蚀等提出种种特殊要求，这对单一材料来说往往无能为力。
采用复合技术，把一些不同的材料复合起来，取长补短，来满足高性能的要求，于是产生了现代复合材料，其发展很快，前景诱人。
7.1 复合材料概述7.1.1 复合材料的定义复合材料是用两种或两种以上不同性质、不同形态的材料通过复合工艺而形成的多相固体材料。
复合材料中至少有两相，其中一相是连续的，称为基体，另一相为基体所包容，称为增加体。
复合材料不仅能保持原组分材料的部分特点，而且具有原组分材料所不具有的新性质。
通过选择、设计，使组分材料的性能相互补充，以形成具有优异性能的材料。
复合材料的性能，取决于原材料种类、形态、比例、分布及复合工艺条件等因素。
通过人为调节和控制这些因素，可获得不同性能的复合材料。
因而复合材料是一类性能可设计的新型材料，能够在广阔范围内调节其性能以满足使用要求。
7.1.2 复合材料的分类从使用上看，复合材料可分为功能复合材料和结构复合材料两大类。
对于功能复合材料，主要使用它的声、光、电、热、磁等物理性能。
对于结构复合材料，由于主要应用在受力构件上，故对力学性能有较高要求，需要了解其刚度、强度、断裂等特性。
本章将仅就结构复合材料的强度和断裂问题作简要介绍。
在桔构复合材料中，通常以所用的基体材料类型来分类，如金属基复合材料、陶瓷基复合材料、树脂基复合材料等。
结构复合材料还可按增强材料的形态分类，如颗粒增强复合材料、晶须增强复合材料、短纤维增强复合材料、长（连续）纤维增强复合材料等。
7.1.3 复合材料的结构类型由于增强体形态的多样化，复合材料存在着复杂的结构，正是由于这种复杂的结构，使复合材料具有组分材料所没有的特殊性能。
复合材料的结构一般可以有以下五类，如图7-1所示：图7-1 复合材料的复合体结构类型（a）网状结构：一相三维连续，另一相二维连续或两相都是三维连续。
复合材料原理第7章
料的阻燃剂。 钼化物的阻燃效果虽略低于三氧化二锑，但它具有抑制燃烧
时发烟的特点。表8.8为钼化物在玻璃纤维增强卤化聚酯中的 阻燃效果。从表中数据可见，无论钼化物单独使用，或与 Sb2O3或与氢氧化铝并用都能发挥出优异的阻燃效果和明显的 抑制发烟效果。
钼化物之所以有与Sb2O3如此不同的效果，可从与PVC复合塑 料燃烧残渣的元素分析结果来看，钼化物的阻燃机理主要不是 通过气相反应，而是在固相上促进碳化层的生成或者促进卤素 或卤化氢的生成以实现其阻燃效果。
26
表8．7 Sb2O3卤化物的阻燃效果
组成 PE
配方（％，质量比） PP
聚合物 100
60
100
60
85
Sb2O3
全氯环 戊癸烷
溴代联 苯醚
氧指数
17.4
13 27
24.0
17.4
10 30
27.0
5
10 27.0
PS
100
85
5
18.3
10 24.5
27
8．3．2。2 钼化物 三氧化钼和钼酸锑等钼化物通常被用作PVC和含卤聚酯等塑
聚合物的燃烧过程由两个相继的化学过程—分解和 燃烧所组成，两者通过着火和热反馈相互联系。
热散失
不燃物
热分解 聚合物
-Q1
可燃物 焦
熔融物
热散失
燃烧 +Q2 +Q2
气体 烟 碳粒
热反馈
21
以氧指数作为聚合物阻燃性的判据是 Fenimore和Martin于1966年引入的。它是 指聚合物着火后刚够维持燃烧时氧气在试 验气体(氧、氮混合气体)中的最小百分含 量。试验用标准试样在标准条件25℃和气 流线速度为(4土1)cm／s下进行。
时发烟的特点。表8.8为钼化物在玻璃纤维增强卤化聚酯中的 阻燃效果。从表中数据可见，无论钼化物单独使用，或与 Sb2O3或与氢氧化铝并用都能发挥出优异的阻燃效果和明显的 抑制发烟效果。
钼化物之所以有与Sb2O3如此不同的效果，可从与PVC复合塑 料燃烧残渣的元素分析结果来看，钼化物的阻燃机理主要不是 通过气相反应，而是在固相上促进碳化层的生成或者促进卤素 或卤化氢的生成以实现其阻燃效果。
26
表8．7 Sb2O3卤化物的阻燃效果
组成 PE
配方（％，质量比） PP
聚合物 100
60
100
60
85
Sb2O3
全氯环 戊癸烷
溴代联 苯醚
氧指数
17.4
13 27
24.0
17.4
10 30
27.0
5
10 27.0
PS
100
85
5
18.3
10 24.5
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8．3．2。2 钼化物 三氧化钼和钼酸锑等钼化物通常被用作PVC和含卤聚酯等塑
聚合物的燃烧过程由两个相继的化学过程—分解和 燃烧所组成，两者通过着火和热反馈相互联系。
热散失
不燃物
热分解 聚合物
-Q1
可燃物 焦
熔融物
热散失
燃烧 +Q2 +Q2
气体 烟 碳粒
热反馈
21
以氧指数作为聚合物阻燃性的判据是 Fenimore和Martin于1966年引入的。它是 指聚合物着火后刚够维持燃烧时氧气在试 验气体(氧、氮混合气体)中的最小百分含 量。试验用标准试样在标准条件25℃和气 流线速度为(4土1)cm／s下进行。
7-复合材料力学-层压板分析-0703
对[0/90/0]s铺层梁
对[0/90/0]s铺层梁N=?
0
90
s
0
第三层Ex=?
第二层j=2, Ex=? j=1, Ex=?
13
对[90/0/90]s铺层梁 90
0
s
90
第三层Ex=?
第二层j=2, Ex=? j=1, Ex=?
对[0/90/90]s铺层梁
0
第三层Ex=?
90
s
90
第二层j=2, Ex=? j=1, Ex=?
[90/0/90]s 16.55 18.34
[0/90/90]s 27.32 18.34
总结： 对于层压板梁，拉伸模量只与含量有关； 弯曲模量与含量有关，也与铺层顺序有关。
另外，提高梁的抗弯刚度，高模量层应布置在表层。
16
例题7.2 上题中层压梁总厚度0.6mm, 宽10mm，SL(+)=SL(-)= 700MPa，ST(+)=ST(-)= 7.0MPa，应用最大应力准则确定Mmax
21
补充：应变的位移表示
用x表示坐标，u表示位移量：
Δx u+Δu
u
Δx+Δu
Δx段的伸长量= Δx+Δu - Δx =Δu
Δx段的应变= Δx段的伸长量/Δx
εx = Δu/Δx Δx段→0 εx = əu/əx
某方向的应变 =位移沿此方向的偏导数 =该方向位移的变化率
22
前面已经表示了层 压板任意点位移：
2.柱屈曲载荷：
3.各层的应力：
11
根据7.13可以估算层压板梁的破坏性能 例如，第j层为纵向受压（0）层，应用最大应力失效准则 类似的，第j层为横向受拉（90）层，应用最大应力失效准则
对[0/90/0]s铺层梁N=?
0
90
s
0
第三层Ex=?
第二层j=2, Ex=? j=1, Ex=?
13
对[90/0/90]s铺层梁 90
0
s
90
第三层Ex=?
第二层j=2, Ex=? j=1, Ex=?
对[0/90/90]s铺层梁
0
第三层Ex=?
90
s
90
第二层j=2, Ex=? j=1, Ex=?
[90/0/90]s 16.55 18.34
[0/90/90]s 27.32 18.34
总结： 对于层压板梁，拉伸模量只与含量有关； 弯曲模量与含量有关，也与铺层顺序有关。
另外，提高梁的抗弯刚度，高模量层应布置在表层。
16
例题7.2 上题中层压梁总厚度0.6mm, 宽10mm，SL(+)=SL(-)= 700MPa，ST(+)=ST(-)= 7.0MPa，应用最大应力准则确定Mmax
21
补充：应变的位移表示
用x表示坐标，u表示位移量：
Δx u+Δu
u
Δx+Δu
Δx段的伸长量= Δx+Δu - Δx =Δu
Δx段的应变= Δx段的伸长量/Δx
εx = Δu/Δx Δx段→0 εx = əu/əx
某方向的应变 =位移沿此方向的偏导数 =该方向位移的变化率
22
前面已经表示了层 压板任意点位移：
2.柱屈曲载荷：
3.各层的应力：
11
根据7.13可以估算层压板梁的破坏性能 例如，第j层为纵向受压（0）层，应用最大应力失效准则 类似的，第j层为横向受拉（90）层，应用最大应力失效准则
复合材料的优势
复合材料的优势复合材料有特性复合材料有特性：1、复合材料的比强度和比刚度较高。
材料的强度除以密度称为比强度；材料的刚度除以密度称为比刚度。
这两个参量是衡量材料承载能力的重要指标。
比强度和比刚度较高说明材料重量轻，而强度和刚度大。
这是结构设计，特别是航空、航天结构设计对材料的重要要求。
现代飞机、导弹和卫星等机体结构正逐渐扩大使用纤维增强复合材料的比例。
2、复合材料的力学性能可以设计，即可以通过选择合适的原材料和合理的铺层形式，使复合材料构件或复合材料结构满足使用要求。
例如，在某种铺层形式下，材料在一方向受拉而伸长时，在垂直于受拉的方向上材料也伸长，这与常用材料的性能完全不同。
又如利用复合材料的耦合效应，在平板模上铺层制作层板，加温固化后，板就自动成为所需要的曲板或壳体。
3、复合材料的抗疲劳性能良好。
一般金属的疲劳强度为抗拉强度的40～50%，而某些复合材料可高达70～80%。
复合材料的疲劳断裂是从基体开始，逐渐扩展到纤维和基体的界面上，没有突发性的变化。
因此，复合材料在破坏前有预兆，可以检查和补救。
纤维复合材料还具有较好的抗声振疲劳性能。
用复合材料制成的直升飞机旋翼，其疲劳寿命比用金属的长数倍。
4、复合材料的减振性能良好。
纤维复合材料的纤维和基体界面的阻尼较大，因此具有较好的减振性能。
用同形状和同大小的两种粱分别作振动试验，碳纤维复合材料粱的振动衰减时间比轻金属粱要短得多。
5、复合材料通常都能耐高温。
在高温下，用碳或硼纤维增强的金属其强度和刚度都比原金属的强度和刚度高很多。
普通铝合金在400℃时，弹性模量大幅度下降，强度也下降；而在同一温度下，用碳纤维或硼纤维增强的铝合金的强度和弹性模量基本不变。
复合材料的热导率一般都小，因而它的瞬时耐超高温性能比较好。
6、复合材料的安全性好。
在纤维增强复合材料的基体中有成千上万根独立的纤维。
当用这种材料制成的构件超载，并有少量纤维断裂时，载荷会迅速重新分配并传递到未破坏的纤维上，因此整个构件不至于在短时间内丧失承载能力。
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中 频 交 流 磁 控 溅 射 制 备 A O薄 膜 及 退 火 工 艺 = A na Z n el
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氯铝酸 离子液体催 化合成香 豆素结构荧 光染料 =S nh s f y tei o s
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3 ～ 3 6 8
刹车速度对 c c sc复合材料摩擦磨损性能的影响=E et f / -i f c o
ba ig s e d o r t n n d w a e a ir f C C SC rkn p e n f c o a e b h v s / - i ii r o o
偶联修饰纳米蒙脱土/ 超高分子 量聚乙烯基复合材料的摩擦磨损
性 能 = F c o w a ea ir o cu l g mo ie n o ii r t n e b hvo f o pi df d a — r n i n m n rl i/ la h曲 mo cl w i t p le ye e o t io t ut i mo l n e r 【 l ua e r e h oyt l g h n cmp s e 刊 ,中] 温建萍( o oi s[ t / 南京航空航天大学材料科学与技 术学 院,南京 2 0 1) 10 6 ,甄 明辉,沈洲 ‖硅酸盐学报. 2 0 , 一 07
通过模压烧结法制备 了超高分子量聚 乙烯(lahg l ua un —ih moe l cr w ih oye ye e UH eg tp l—t l , h n MWP ) 硅 烷 (i e s和 钛 酸 酯 E与 sa , ) l n (t a ,t 联剂 修饰 的纳 米蒙脱 土(a omo t rlnt, ta t ) in e 偶 n . nmoio i n l e n oMMT 复合材料 ,n oMMT含量 由0到 1%( n a . ) n a . 5 质量分数 , 下 同) .采用 4 5钢为摩擦对 偶件 的往 复滑动式摩擦 磨损试验 机 ,在室温干摩擦条件下测试了复合材料 的摩擦学性能 ,实验 条件 为:接触压 力 P一8 N,滑动速度 v .m/ n . 0k 一1 8 mi,时间 t :用扫描 电镜观察 了复合材料磨损表 面的形貌并分析 了 =3h 磨损机理.结果表明:随 n oMMT含量 的增加 , n a — 偶联修饰的 n oMMT UHv Ⅳ E复合材料 的硬度 ,摩擦系数和磨损率增 n a — / I, P I 加 ;偶联修饰改善了复合材料的摩擦 学性能 ;与钛酸酯相 比,
3 () — 1 0 1 4 58.—0 ~ 0 5 — 4
路易斯酸性,催化剂用量 ,反应温度 , 反应时间对产率的影响. 最佳 反应条件为 :n4二 乙氨 基水杨醛): ( 乙酸 乙酯): (. n 氰 n ( 邻氨基苯酚) n( : 离子液体 (( 1 1 / [ MI B . C1 一 nA C3 n(B m] r ) A1 3 ) 06 )一1:1: 1 反应温 度 10 10 反应 时间 6 mi, . ) 7 1: , 0 ～ 1 ℃, 0 n 产物最终实测收率达 7 . 83 %.表 4参 1 1 关键词 :荧光染料; [ MI B . 1 1离子液体;功能材料 B m] r C A 0 0 0 8 8 25 3 4 0.5复合材料 3 5
O 0 0 8 8 25 4 4 0·5 3 5
硅烷偶联修饰 n oMMT u}删 P 复合材料的硬度和摩擦 n a — / { l E 学性能更好.用 5 %硅烷偶联修饰的 n oMMT %钛酸酯偶 n a - ,5 联剂修饰的 n oMMT和 5 aoMMT增强的 UH n a — %n — n MMP E复 合材料的摩擦系数 摩擦温度 0 磨损率 w分别为 : =O14 , . , 2
采用 原位 氧化聚 合法制 备 了聚苯胺 / 复合 钒钼酸 纳米 复合 材 料, 并对其进行 了X D, T I S M表征和复阻抗谱分析.结 R F— R, E 果表 明,聚苯胺 以单层方式插入复合钒 钼酸 层间,由于层间缝 隙限制 以较伸展 的链构相存在.随着苯胺( ) An含量 的增加 ,复 合材料的电导率增大 ,当m( ) m a V 0 2 1y为 4 An. ( 2 l 03 ) :1时, - Mo ~ 复阻抗z 小于 02MQ,Z"小于 01 . . MQ.图 4参 6 关键词:复合材料;聚苯胺/ 复合钒钼酸 ;纳米复 合材 料;复
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20 0 8年 1 4卷 第 2期
中国学术期刊文摘 科学与工程学院,北京 10 2 ) 0 0 2 ,郭福,郑菡晶,邰枫 ,夏志 东 ‖电子元件与材料. 20 ,2 () 4 ～4 一 0 7 69. 3 6 一 通过 改变钎焊 工艺 曲线 来控制热输 入量.研 究了N 颗粒 周围 i 金属 间化合 物( ) I MC 以及钎 料/ 板 界面处I 基 MC的形态演 变. 结果表 明,随着 热输入量 由低变高 ,N 颗粒周 围I 形态从 向 i MC 日葵状 向多边 形状发展 ,最终成 为遍布整个钎 料层 的细碎 的 I 形态 :而 钎料/ 板界面层 ,因N 颗粒 的加 入,出现大量 MC 基 i 的三维孔洞状I MC.从而形成 了C 元素扩散的通道 , u 使得界面 层厚度增加且呈线性增长趋势.图 5参 9 关键词 :复合材料 :无铅复合钎料;金属 间化合物形态 ;热输 入 :镍 颗 粒
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ud 刊,中]高建荣( is[ / 浙江工业大学国家绿色化学合成技术重 点实验室培育基地,杭州 30 1) 10 4,叶芳芳 ,赵海莹 ,盛卫坚
‖精 细 化 工 . 2 0 , 2 () 8 7 6 一 0 7 49. 6 ~8 9 一 以[ MI B . C 子液体为催化剂 ,通过 4二 乙氨基水杨 B m] r 1离 A1 一 醛 ,氰乙酸 乙酯和邻氨基苯酚一锅 煮反应合成 了典型 的香豆素 结构荧光染料 3( 一 一 2 苯并嗯唑基) . . 二乙基氨基 .H 1苯并吡 7 2 .. 喃.. 2酮.考察 了离子液体的催化 活性 , 较系统地研究 了催化剂
= O 15, = O 10; 0 = 9 .3 .8 s 2℃ , 0= 9 ℃ , 0 9 ℃ ; W t 6 = 4 =
42 .5× 1 -mm . ( · 07 / N m) W 63 × 1- mm3 ( · , W 一 , = .1 0 /N m)
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1. ~1- Il.( · :两种偶联修饰 复合材料 的表面磨损 8 0 0'Tn/N m) 8 l 情况相似, 5 ao MMT的复合材料主要表现为粘着磨损 , 含 %n - n 而含 1% n o MMT 的复合材料主要表现 为表层和亚表层的 5 n a -
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0 0 05 5 82 8 4 0 ·5 3 5
cmp se [ ,中] 张军战( o oi s 刊 t / 西北工业大学超 高温结构复合材 料 国防科技重点实验室,西 安 70 7 ) 10 2,徐永 东,张立 同,成 来飞 ‖硅酸盐学报 . 2 0 ,3 () 15 ～15 一 0 7 58. 0 1 0 6 一 对反应熔体渗透 工艺制备 的 C C SC复合材料 ,在 MM- 00 / -i 10 型摩擦磨损试 验机 上进行 了模拟 飞机制动刹车实验 ,重点研究 了 C C SC 复合材料在不 同刹车速 度下的摩擦磨损性能.研 /-i 究表明:随着刹车速度 的增加 ,c c SC复合材料 的摩擦系数 /—i 先少许增加然后再减 小, 1 m/ 时达到最大值 05 .磨损率 在 0 s . 2 在低速时保持较 低的数值 ,随着刹车速度 的增加呈线性增加 , 但仍小于 c c复合材料 的磨损率 ,表明 c c SC复合材料具 / /～i 有优 良的耐磨损性 能. 当刹车速度超过 2 m/ 时, 0 s 由于能载水 平较高,摩擦表面出现犁沟 现象 并形成大量球状磨屑,摩擦系
l df ecmp sesle 刊 ,中] 聂京凯( e .e o oi d r[ ar t o / 北京工业大学材料
f q e c le av mant nsut n 刊,中] 齐玉 明( r unya r t e g e o tr g[ e t i n r p e i / 吉林 化工学 院物理系,吉林 1 22 ) 3 0 2,梅冰 ,杨光 ‖电子元件与材
料 . 2 0 ,2 ()一 6 ～6 一 0 7 68. 2 4
脆 性 疲 劳 断 裂 . 图 6参 1 3
聚苯胺/ 复合钒钼酸纳米复合材料的制备与表征=S n ei ad yt s h sn
c aa t z t no A / oy v a im· l b e u a i a o h ce a o f n p l· a du - y d n m c n · r i r i P -n mo d n -
关键词:硅烷偶联剂 :钛酸酯偶联剂 ;超高分子量聚乙烯 ;摩 擦磨损 ;复合材料
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cmp s e 刊,中] 李莉( o oi s[ t / 大庆石油学 院化学化工学院,大庆 13 1) 王宝辉 , 6 38 , 童茂松 ‖电子元件与材料 . 20 , 69. 一 0 7 2 () 一
N 颗 粒 增 强 无铅 复合 钎 料 中I i MC形 态之 演 变 一Mop oo y rh l g
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