复合材料结构设计

发布 2021-05-30 14:42:28 阅读 7356

一、 名词解释。

复合材料指两种或两种以上不同性能、不同形态的组分材料通过复合工艺组合而成的一类有用的多相材料。

界面向界面附近这一个结构与性能发生变化的微区也可以作为复合材料的一相。

单元体构件内的点的代表物,是包围被研究点德无限小的几何体,常用正六面体。

正轴工程弹性常数在单轴应力或纯剪应力作用下的正轴单层,测得的材料刚度性能参数。

偏轴工程弹性常数由于偏轴工程弹性常数是单层在偏轴向受单轴应力或纯剪应力的材料刚度性能参数。

最大应力准则复合材料在复杂应力状态下进入破坏是由于其中某个应力分量达到了材料相应的基本强度值。

最大应变准则复合材料在复杂应力状态下进入破坏状态的主要原因,是材料正轴方向的应变值达到了各基本强度值所在应变值。

强度比单层在施加应力作用下,极限应力的某一分量与其对应的施加应力分量之比称之为强度比。

层合板由两层或者两层以上按不同方向配置的单层板层合成为整体的结构单元。

夹芯层合板由两层薄的高强度高弹性模量材料的面板和中间夹着一层厚而密度低的芯子所组成的结构。

层合板的面内刚度系数层合板由有限个单层叠合而成得,且在每一层组内模量不变。

正交铺设对称层合板指只含有0和90单层的对称层合板。

斜交铺设对称层合板以方向角大小相等而符合相反,且体积含量相等的两单层组所构成。

准各向同性层合板指层合板面内各个方向的刚度相同的对称层合板。

一般层合板各个单层均以、-45方向的一种或者几种铺设的对称层合板。

耦合效应由面内载荷引起层合板的弯扭或者由力矩引起层合板的面内应变现象。

二、 填空题。

2、 复合材料按照使用性能不同,可分为功能复合材料和结构复合材料。

3、 结构复合材料主要由基体材料和增强材料两种组分组成。

3、按照基体材料类型可分为树脂基复合材料 、金属基复合材料、无机非金属基复合材料。

4、复合材料按照分散相的形态可分为连续纤维增强复合材料,纤维织物增强复合材料,片状材料增强复合材料,短纤维或晶须增强复合材料,颗粒增强材料。

5、按照增强纤维类型可分为碳纤维符合材料,玻璃纤维复合材料,芳纶纤维复合材料,超高分子量聚乙烯复合材料,硼纤维复合材料,陶瓷纤维复合材料。

6、单层板的正轴刚度的三种形式:工程弹性常数、模量分量、柔量分量。

7、偏轴刚度的三种形式:偏轴模量、偏轴刚度、偏轴工程弹性常数。

8、在偏轴向时,工程弹性常数有拉剪耦合系数和剪拉耦合系数。

9、层合板的刚度用层合板刚度系数、柔量系数、工程弹性系数 3种形式给出。

三、 简答题。

1、 与传统材料相比,复合材料有哪些特点?

答:复合材料具有可设计性。

材料与结构具有同一性。

复合材料结构设计包含材料设计。

材料性能对符合工艺的依赖性。

复合材料具有各向异性和非均质性的力学性能特点。

2、 细观力学的研究对象是复合材料的多相结构,需要假设的是。

答:复合材料单层是宏观非均匀、线弹性的,并且无初应力。

纤维是均质、线弹性的,各向同性或横观各向同性的,形状和分布是规则的。

基体是均质、线弹性、各向同性的。

各相间粘结完好,界面无孔缝。

3、 对称层合板的三条假设:

层合板只承受面内力作用。

层合板为薄板。

层合板各单层粘结牢固,具有相同的变形。层合板厚度方向上坐标为z的任一点的应变就等于中面的应变。

4、 一般层合板的内力-应变关系方程的推导假设:

层合板的各单层粘结牢固,层间不产生滑移。

层合板是薄板,忽略 ,各单层按平面应力状态分析。

层合板弯曲变形在小挠度范围,变形前垂直于中面的直线在变形后仍保持直线,并垂直于中面。

复合材料结构设计部分习题

2.14.在正轴下,一点处的正应变 1 2只与该处的正应力 1 2有关,而与剪应力 12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...

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