复合材料力学性能实验复习题new
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习 题一、 单向纤维板受力后发生面内变形,%4.0=x ε,%2.0=y ε, %1.0=xy γ,纤维与x 轴夹角为︒=30θ ,求该材料主轴坐标系下的应变分量。
二、已知碳/环氧单向板的工程弹性常数为:GPa E L 140=,GPa E T 10=,GPa G LT 5=, 3.0=TL ν,求柔量分量ij S 和模量分量ij Q 。
若材料主轴方向的应力状态为:MPa 501=σ,MPa 302=σ,MPa 2512=τ,计算单向板的应变。
三、复合材料单向板承受偏轴向压缩(︒=60θ),MPa y 160-=σ。
[1] 求在材料主轴向下的应力分量和应变分量。
[2] 分别用最大应力准则、蔡-希尔和Hoffman 准则判断该板是否安全。
已知单向板的主轴向柔量和强度参数分别为:111)(20-=TPa S , 122)(200-=TPa S112)(12--=TPa S , 166)(250-=TPa SMPa X t 1200=, MPa X c 900= MPa Y t 48=, MPa Y c 180=, MPa S 70=-----------------------------------------------------------------------------------------------四、 正交铺设对称层合板[]0/90s 受到拉伸,mm N N x /400=,单层厚度为 mm t k 2.0=,求各铺层应力。
已知:[]⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=80012303150Q GPa 五、 由碳/环氧复合材料制成的对称层合板[0/45/90]S ,受正则化面内力MPa N xy 50*= 的作用,求各铺层应变和应力。
已知:[]⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=6.5004.108.308.3160Q GPa 六、 正交铺设对称层合板[]0/90s ,单层厚度为 mm t k 2.0=,单层模量为[]⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=5.10004.256.806.8120Q GPa [1] 计算层合板的刚度; [2] 确定合力-变形关系式;[3] 层合板沿x 方向受到拉伸,)/(200mm N N x =, 求各铺层应力。
1. 金属的弹性模量主要取决于什么因素?为什么说它是一个对组织不敏感的力学性能指标?符:主要决定干原子本性和晶格类型。
合金化、热处理、冷塑性变形等能够改变金诚材料的 组织形态和晶粒大小,但是不改变金属原了•的木性和晶格类型。
组织虽然改变了,原了的木 性和晶格类型未发生改变,故弹性模量对组织不敏感。
2. 决定金属屈服强度的因素有哪些?符:内在因素:金属本性及晶格类型、晶粒大小和亚结构、溶质元素、笫二和。
外在因素:温度、应变速率和应力状态。
3. 何谓拉伸断口三要素?影响宏观拉伸断口性态的因素有哪些?答:断口特征三要素:宏观断口呈杯锥形,由纤维区、放射区和剪切唇三个区域组成。
上述断门三区域的形态、大小和相对位置,因试样形状、尺吋和金属材料的性能以及试验温 度、加载速率和受力状态不同而变化。
4. 楚根据卜"述方程(Oi d 1/2+k y ) k y =2G Ys q 试述卜'述因索对金属材料对金屈材料韧脆转变的影 响:(1)材料成分(2)杂质(3)温度(4)晶粒大小(5)应力状态(6)加载速率。
二)1. 试说明布氏硬度、洛氏硬度与维氏硬度的实验原理,并比较布氏、洛氏与维氏硬度试验方法的优缺点。
用钢球或硬质合金球作为压义,计算单位而积所承受的试验力。
采用金刚石圆锥体或小淬火钢球作压头,以测景压痕深度。
以W 相对面火角为136。
的金刚石四棱锥作压头,计算单位面积所承受的 试验力。
实验时一般采川直径较大的压失球,因而所得的压痕面积比较大。
压痕大 的一个优点是其硬度值能反映金属在较人范围内各纟II 成相得T •均性能; 另一个优点是实验数裾稳定,重复性强。
对不同材料需更挽不同直径的压头球和改变试验力,压痕直径的测fi 也较 麻烦,因而用于ft 动检测吋受到限制。
操作简便,迅捷,硬度值可且接读出;压痕较小,可在工件上进行试验; 采川不同标尺可测景各种软硬不同的金属和厚薄不一的试样的硬度,因而 广泛用于热处理质量检测。
复合材料力学试题答案判断题(正确的在括弧内划√,错误的在括弧内划×)。
1.“宏观力学”是在研究复合材料力学性能时,假定材料是均质的。
(√)2.单层是层合板的基本单元,在复合材料结构设计中又叫做三次结构。
(×)3.层合板由若干具体不同纤维方向的单层叠合而成,在复合材料机构设计中又叫二次结构。
(√)4.复合材料力学中,1为纵向,2为横向,应力规定拉为负,压为正。
(×)5.在单层板(正交各向异性)材料中,τ12不仅形成剪切变形,还存在剪拉耦合效应。
(×)6.在单层正交各向异性板中,11)1(11σεE =。
(√) 7.在单层正交各向异性板中,11122)1(2)2(221συσεεεE E -=+=。
(√) 8.单层板的工程弹性常数有5个,且相互独立。
(×)9.柔量矩阵{S}是对称矩阵,而模量举证{Q}不是对称矩阵。
(×)10.在正交单层板中,Q16=Q26=0,Q61=Q62,但其值不为零。
(×)11.在复合材料力学中,对于工程弹性常数存在如下关系:2121υυ=E E 。
(√) 12.在单层板偏轴刚度中,应力转换和应变转换关系式中,m=sin θ,n=cos θ。
(×)13. 在单层板偏轴刚度中,应力转换和应变转换关系式中存在如下关系:[][][]T T T 1-=σε。
(√)14.在ij Q 中,11Q 、22Q 是θ的偶函数,16Q 、26Q 也是θ的偶函数。
(×) 15.玻璃钢复合材料在拉伸时发生变形,所以是一种塑性材料。
(×)16.利用复合材料的强度准则,可以判断复合材料设计过程的安全性,同时可以计算极限载荷。
(×)17.利用最大应力准则判断材料安全性时,如果判断式大于1,说明材料的机构是安全的。
(×)18.在复合材料中,利用强度比可以计算复合材料的极限载荷。
(√)20.在对称层合板中,)()(z z --=θθ。
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。
第一章总论一.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。
★二.复合材料的命名和分类★1.按增强材料形态分类(1)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;(2)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;(3)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;(4)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。
2. 按增强纤维种类分类(1)玻璃纤维复合材料;(2)碳纤维复合材料;(3)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;(4)金属纤维(如钨丝、不锈钢丝等)复合材料;(5)陶瓷纤维(如氧化铝纤维、碳化硅纤维、硼纤维等)复合材料。
如果用两种或两种以上纤维增强同一基体制成的复合材料称为混杂复合材料3.按基体材料分类(1)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;(2)金属基复合材料:以金属为基体制成的复合材料,如铝基复合材料、钛基复合材料等;(3)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。
4.按材料作用分类(1)结构复合材料:用于制造受力构件的复合材料;(2)功能复合材料:具有各种特殊性能(如阻尼、导电、导磁、换能、摩擦、屏蔽等)的复合材料。
三.复合材料是由多相材料复合而成,其共同的特点是:★(1)可综合发挥各种组成材料的优点,使一种材料具有多种性能,具有天然材料所没有的性能。
(2)可按对材料性能的需要进行材料的设计和制造。
例如,针对方向性材料强度的设计,针对某种介质耐腐蚀性能的设计等。
(3)可制成所需的任意形状的产品,可避免多次加工工序。
四.影响复合材料性能的因素很多,主要取决于①增强材料的性能、含量及分布状况,②基体材料的性能、含量,以及③增强材料和基体材料之间的界面结合情况,作为产品还与④成型工艺和结构设计有关。
材料物理性能复习题⼀、名词解释光⽮量:即是光波的电场强度⽮量。
双折射:当光束通过各向异性介质表⾯时,折射光会分成两束沿着不同的⽅向传播,这种由⼀束⼊射光折射后分成两束光的现象。
光轴:通过改变⼊射光的⽅向,可以发现,在晶体中存在⼀些特殊的⽅向,沿着这些⽅向传播的光不会发⽣双折射,这些特殊的⽅向称为晶体的光轴。
热膨胀:物质在加热或冷却时的热胀冷缩现象称为热膨胀。
朗伯特定律:l e I I α-=0,在介质中光强随传播距离呈指数形式衰减的规律即称为朗伯特定律。
热稳定性:指材料承受⾼温的急剧变化⽽不致破坏的能⼒,也称为抗热震性。
滞弹性:指材料在交变载荷的情况下表现为应变对应⼒的滞后特性即称为滞弹性。
应⼒感⽣有序:溶解在固溶体中孤⽴的间隙原⼦,置换原⼦,在外加应⼒时,这些原⼦所处的位置的能量即出现差异,因⽽原⼦要发⽣重新分布,即产⽣有序排列,这种由于应⼒引起的原⼦偏离⽆序状态分布叫应⼒感⽣有序。
穆斯堡⽿效应:固体中的⽆反冲核共振吸收即为穆斯堡尔效应。
⾼分⼦的分⼦结构:指除具有低分⼦化合物所具有的,如同分异构、⼏何异构、旋光异构等结构特征之外,还有⾼分⼦量,通常由103~105个结构单元组成的众多结构特点。
⾼分⼦的聚集态结构:是指⼤分⼦堆砌、排列的形式和结构。
均⽅末端距:是描述⾼分⼦链的形状和⼤⼩时采⽤末端距的2次⽅的平均值,⽤r 2表⽰,称为均⽅末端距。
⼆、填空题1、下图为聚合物的蠕变和回复曲线,可见⼀个聚合物材料的总形变是三种形变之和,其中ε1为普弹形变、ε2为⾼弹形变、ε3为粘性流动。
2、从微观上分析,光⼦与固体材料相互作⽤的两种重要结果是:电⼦极化和电⼦能态转变3、在光的⾮弹性散射光谱中,出现在瑞利线低频侧的散射线统称为斯托克斯线,⽽在瑞利线⾼频侧的散射线统称为反斯托克斯线。
4、掺杂在各种基质中的三价稀⼟离⼦,它们产⽣光学跃迁的是4f 电⼦。
5、红宝⽯是历史上⾸先获得的激光材料,它的发光中⼼是C r 3+ 离⼦。
材料力学性能试题集判断1.由内力引起的内力集度称为应力。
(某)2.当应变为一个单位时,弹性模量即等于弹性应力,即弹性模量是产生100%弹性变形所需的应力。
(√)3.工程上弹性模量被称为材料的刚度,表征金属材料对弹性变形的抗力,其值越大,则在相同应力条件下产生的弹性变形就越大。
(某)4.弹性比功表示金属材料吸收弹性变形功的能力。
(√)5.滑移面和滑移方向的组合称为滑移系,滑移系越少金属的塑性越好。
(某)6.高的屈服强度有利于材料冷成型加工和改善焊接性能。
(某)7.固溶强化的效果是溶质原子与位错交互作用及溶质浓度的函数,因而它不受单相固溶合金(或多项合金中的基体相)中溶质量所限制。
(某)8.随着绕过质点的位错数量增加,留下的位错环增多,相当于质点的间距减小,流变应力就增大。
(√)9.层错能低的材料应变硬度程度小。
(某)10.磨损、腐蚀和断裂是机件的三种主要失效形式,其中以腐蚀的危害最大。
(某)11.韧性断裂用肉眼或放大镜观察时断口呈氧化色,颗粒状。
(某)12.脆性断裂的断裂面一般与正应力垂直,断口平齐而光亮,长呈放射状或结晶状。
(√)13.决定材料强度的最基本因素是原子间接合力,原子间结合力越高,则弹性模量、熔点就越小。
(某)14.脆性金属材料在拉伸时产生垂直于载荷轴线的正断,塑性变形量几乎为零。
(√)15.脆性金属材料在压缩时除产生一定的压缩变形外,常沿与轴线呈45°方向产生断裂具有切断特征。
(√)16.弯曲试验主要测定非脆性或低塑性材料的抗弯强度。
(某)17.可根据断口宏观特征,来判断承受扭矩而断裂的机件性能。
(√)18.缺口截面上的应力分布是均匀的。
(某)19.硬度是表征金属材料软硬程度的一种性能。
(√)20.于降低温度不同,提高应变速率将使金属材料的变脆倾向增大。
(某)21.低温脆性是材料屈服强度随温度降低急剧下降的结果。
(某)22.体心立方金属及其合金存在低温脆性。
(√)23.无论第二相分布于晶界上还是独立在基体中,当其尺寸增大时均使材料韧性下降,韧脆转变温度升高。
复合材料力学性能实验复习题
1. 力学实验方法的内涵?
是以近代力学理论为基础,以先进的科学方法为手段,测量应变、应力等力学量,从而
正确真实地评价材料、零部件、结构等的技术手段与方法;
是用来解决“物尽其用”问题的科学方法;
2. 力学实验的主要任务,结合纤维增强复合材料加以阐述。
面向生产,为生产服务;面对新技术新方法的引入,研究新的测试手段;面向力学,为
力学的理论建设服务。
3. 对于单向层合板而言,需要几组实验来确定其弹性模量和泊松比?如何确定实验方案?
共需五组实验,拉伸0/90两组,压缩0/90两组,剪切试验一组。
4. 单向拉伸实验中如何布置应变片?
5. 单向压缩实验中如何布置应变片?
6. 三点弯曲实验中如何布置应变片?
7. 剪切实验中如何布置应变片?
8. 若应变片的粘贴方向与实样应变方向不一致,该如何处理?
9. 若加载方向与材料方向不一致,该如何处理?(这个老师给了)
10. 纤维体积含量的测试方法?
密度法、溶解法
11. 评价膜基结合强度的实验方法?
划痕法、压痕法、刮剥法、拉伸法、黏结剂法、涂层直接加载法、激光剥离法、 弯曲
法。
12. 简述试样机械加工的规范?
试样的取位区(距板材边缘30mm以上,最小不得小于20mm)
试样的质量(气泡、分层、树脂富集、皱褶、翘曲、错误铺层)
试样的切割 (保证纤维方向和铺层方向与试验要求相符)
试样的加工(采用硬质合金刀具或砂轮片加工,防止试样产生分层、刻痕和局部挤压等
机械损伤)
试样的冷却 (采用水冷,禁止油冷)
13. 纤维增强复合材料在拉伸试验中的几种可能破坏模式及其原因?
所有纤维在同一位置破坏,材料吸收断裂能量很小,材料断裂韧性差;
纤维在基体中拔出,吸收断裂能量很大,材料韧性增加并伴随界面开裂;
介于以上两者之间。
14. 加强片的要求?
材料硬度低,便于夹具的咬合;材料的强度高,保证载荷能传递到试样上,且在试样发
生破坏前本身不发生破坏。
15. 测定弹性模量或泊松比时,如何布置应变片?
16. 压缩试验中,对试样尺寸有什么要求及其理由?
在实际试验中,应避免使用尺寸过小的试件。
原因:
①变形难以测准;
②标距段小,应变均匀度不够;
③支撑面的挤压和变形约束效应难以消除
④加工困难并导致尺寸效应;
在实际试验中,应避免使用尺寸过大的试件,以防止失稳。
17. 简述压缩试验中的几种典型加载方式的优缺点?(复习总结课件里面写的很清楚)
18. 压缩试验中如何布置应变片?
19. 压缩试样的加工要求及原因?
20. 拉伸试验失败的几种情况?
1) 试样内部缺陷明显;
2) 有效试样数目低于5个;
3) 加强片发生脱落;
4) 仅加强片内试样发生破坏;
5) 应变片发生脱落。
21. 压缩试验失败的几种情况?
1) 试样内部缺陷明显;
2) 有效试样数目低于5个;
3) 加强片发生脱落;
4) 仅加强片内试样发生破坏;
5) 应变片发生脱落;
6) 端部发生破坏。
22. 简述几种常用的剪切试验方法,并画出其测试示意图?
23. 剪切试验中应变片如何布置?
24. 剪切实验中的剪切刚度或剪切强度的表达式?(以上三题有另附的答案)
25. 简述弯曲理论中采用的假定?
1) 梁的材料具有各向同性、均质性;
2) 拉伸强度和压缩强度相等;
3) 梁的挠度同跨距相比非常小;(梁的轴线弯曲微分式中二次项可 忽略)
4) 横向剪应力忽略;(在平面理论中,相当于横向和剪切刚度为无穷大)
5) 不考虑梁的横截面上的应力不均匀分布;
以上这些假设所带来的误差,基本上随着高度-跨度比和材料的各向异性的增加而增
加。
26. 单向增强复合材料在三点弯曲或四点弯曲试验中可能出现的破坏模式?
纤维张力破坏
外表面张力破坏
外表面压力破坏
内部剪切破坏
内部剪切压力破坏
内部剪切
27. 剪切性能测试和弯曲性能测试中均
可以采用三点(或四点)弯曲试验,
它们对试样的跨厚比什么不同的要
求,原因何在?
剪切试验要求跨厚比较小,是因为较小的跨厚比促进剪切破坏;
弯曲试验要求跨厚比较大,是因为较大的跨厚比促进长轴方向破坏;
28. 断裂韧性的定义?
断裂韧性是具有裂纹的材料在服役时抵抗断裂的能力。对于线弹性材料,它可用平面应
变断裂韧性K及表面裂纹断裂韧性K来表征;对于弹塑性材料,可用临界裂尖张开位
移COD及临界J积分值来表征。
29. 层间I型断裂韧性的测试方法及测试示意图?
30. 层间II型断裂韧性的测试方法及测试示意图?
31. 损伤容限的定义?
损伤容限:是指材料在经受冲击后,具有的残余强度或刚度。
32. 冲击试验的种类?
主要可分为如下几种:
1) 摆锤式冲击试验
2) 落锤式冲击试验
3) Hopkinson(霍普金森 )杆实验
4) 轻气炮试验
33. 落锤试验的优缺点?
34. 对于蜂窝夹心板,如何对其耐冲击性能进行较为全面的试验评价?
第一步,进行冲击试验,如落锤冲击试验,得到冲击力峰值和冲击能量;
第二步,采用C扫描、红外热成像等无损检测手段检测破坏类型,如界面脱胶、层间
分层等;
第三步,冲击后进行压缩试验,测量损伤容限;
第四步,采用超声波检测,观察层间分层的扩展,与纤维、加载方向的关系等。
35. 疲劳的定义。
在某点或某些点承受扰动应力,且在足够多的扰动循环之后形成裂纹或者完全断裂的材
料中所发生的局部的、永久结构变化的发展过程称为疲劳。
36. 疲劳的特点。
1) 只有在承受扰动应力作用的条件下,疲劳才会发生;
2) 疲劳破坏起源于高应力或高应变的局部;
3) 疲劳破坏是在足够多次的扰动载荷作用之后,形成裂纹或完全断裂;
4) 疲劳是一个发展过程。
37. 应力循环中的几个基本术语。
最大应力;
最小应力;
平均应力;
应力幅;
应力比。
38. 疲劳破坏的三个典型阶段。
裂纹萌生阶段、裂纹扩展阶段、断裂阶
段。(疲劳研究的主要任务:研究裂纹萌生和扩展的机理和规律)
39. 疲劳试验的加载控制方式及其特点?
1) 载荷控制:最适合的加载方式;
2) 位置控制:最经济和最值得使用的加载方式;
3) 应变控制:最精确的加载方式(应变计或引伸计)。
40. 疲劳试验的分类,及其各自对试样、加载卡具的要求。
41. 简述复合材料拉伸(压缩或弯曲)试验测试过程?
试样的准备,包括:
原料制备:预浸料层合而成;
质量检查:(孔洞、分层、长裂纹)
试样制备:机加工
粘加强片:加强片的材料、粘帖工艺、粘结剂的选择、 固化温度
粘应变片:贴应变片的选择和粘帖流程
试样编号及尺寸测量
试样的安装(包括试验机的开启)
应变仪调试(包括测试电桥的选择、连接等)
测试(包括数据的采集、破坏模式的观测等)
试样的拆卸 (包括试验机及其他测试仪器的关闭)
撰写试验报告
42. 无损检测的定义及主要检测内容、特点?
无损检测的概念:无损检测(Non-Destructive Testing, NDT)以不改变被检测对象的状
态和使用性能为前提,应用物理和化学理论,对各种项目材料、零部件和产品进行有效
的检验和测试,借以评价它们的完整性、连续性、安全可靠性及力学、物理性能等。
在不破坏工件的前提下,检查工件宏观缺陷或测量工件特征的各种技术方法的统称。
无损检测的内容:
1) 探伤:发现工件中的缺陷(位置、数量、大小、形状及性质)。
2) 测试:测定工件的机械或物理性能(裂纹扩展速率、机械强度、硬度和磁性等);
检查产品的性质和状态(热处理状态、应力应变特性、硬化层深度、应力腐蚀等);
产品的几何度量(几何尺寸、涂层厚度等)。
3) 监控:对运行设备中的重要部件进行现场或动态检测。
无损检测的特点:
1) 不会对工件造成任何损伤;
2) 为查找缺陷提供了一种有效方法;
3) 能够对产品质量实现监控;
4) 能够防止因产品失效引起的灾难性后果;
5) 具有广阔的应用范围。
43. 简述几种常规无损检测方法的定义或工作原理,以及其优缺点?
44. 简述几种非常规无损检测方法的定义或工作原理,以及其优缺点?
45. 层合复合材料中的典型缺陷及相应的无损检测方法?
46. 夹心复合材料中的典型缺陷及相应的无损检测方法?
47. 散斑干涉的光路和基本原理?
利用变形前后图像上的散斑灰度特征,在变形前后图像上建立起对应关系,然后根据此
对应关系,寻找变形前后图像上的对应点,从而得到其位移值。
48. 基本术语:散斑,灰度不变假设。
散斑:物体表面或表面前方空间形成的随机分布的明暗点。
散斑场上各点的灰度值在变形前后不发生变化。
49. 数字散斑法的特点?
光路简单,可用白光作为光源;
测量范围和测量精度可以进行调整;
受外界影响小,对隔振条件要求不高;
数据处理自动化程度高,可以全自动进行;
适合现场测试。