复合材料结构设计基础共35页文档.ppt

复合材料综合处理与再生 重点发展物理回收（粉碎回收）、化学回收（热裂解）和能量回收，加强技术路线、综合处理技术研究，示范生产线建设，再生利用研究，大力拓展再生利用材料在石膏中的应用、在拉挤制品中的应用以及在SMC/BMC模压制品中的应用和典型产品中的应用。 * 精品课件资料 1.3复合材料及其结构设计的特点 纤维增强塑料是由高强度、脆性、低密度的纤维材料与低强度、低模量、低密度、韧性较好的树脂基体所组成。 1.3.1比强度高、比模量高 3 4 5 10 20 30 40 E/r(106cm) 钢 铝 玻璃/环氧 Al2O3晶须/Ni Al2O3晶须/铝 碳化硼/铝 硼/环氧 碳/环氧 铍 硼/钼 硼/镍 硼/铝 σ/r(106cm) 2 3 4 5 10 几种常用材料和纤维增强复合材料比强度、比模量的比较 (1) 组分材料密度都较低； (2) 由于纤维具有很小的直径，其内部缺陷要比块状形式的材料少得多，所以强度较高。 复合材料在飞机上使用量已作为当代飞机先进性的指标之一 * 精品课件资料 材料名称 比强度 比模量 钢 0.13 0.27 铝 0.17 0.26 玻纤/聚酯CM 0.53 0.21 碳纤/环氧CM 1.03 0.21 * 精品课件资料 1.3.2 复合材料结构设计的特点 (1) 复合材料既是一种材料又是一种结构 (2) 复合材料具有可设计性 (3) 复合材料结构设计包含材料设计 * 精品课件资料 单层的种类 (a)无纬单层 (b)经纬交织单层 层合结构复合材料 由纤维与基体所组成的单层以不同方向层合而成 * 精品课件资料 实际工程中，绝大多数复合材料及其结构件是一次完成的。 层合板是复合材料结构件的基本单元．而单层又是层合板的基本单元。 首先分析单层的刚度与强度，然后分析层合板的刚度与强度．再分析复合材料结构件的刚度与强度。在此基础上，讨论单层设计、层合板设计与结构设计。 本课程讲授内容： * 精品课件资料 可设计性好  复合材料区别于传统材料的根本特点之一 设计人员可根据所需制品对力学及其它性能的要求，对结构设计的同时对材料本身进行设计。 具体体现在两个方面 力学设计 给制品一定的强度和刚度 功能设计 给制品除力学性能外的其他性能 * 精品课件资料 复合材料结构设计基础 材料科学与工程学院 李顺林 王兴业 主编 刘锡礼 刘德安 主审 武汉理工大学出版社 复合材料结构设计基础 主讲教师：葛曷一，任保胜 * 精品课件资料 课程先修力学基础 从材料力学基础出发，介绍复合材料力学、复合材料结构力学和复合材料构件设计的基本知识。具体：复合材料经典层合板理论、刚度和强度的计算方法、复合材料结构元件的分析和典型产品结构设计的基本步骤和方法等内容。 材料力学和弹性力学 * 精品课件资料 在《娱乐至死》节目中，美国学者尼尔·波兹曼提到了娱乐遵循的三原则：第一，你不能有前提条件，观众在观看你的节目时，不需要具备其他知识；第二，你不能给观众出难题，动脑筋的事儿别涉及；第三你应该像躲避瘟神一样避开阐述、争论、假设、讨论、说理、辩驳或其他传统演说方法。 在《复合材料结构设计基础》讲授中，我们同样指出学习必须遵循的三原则：第一，你一定有前提条件，学生在听讲课时，必须需要具备其他知识；第二，你一定给学生出难题，动脑筋的事儿特别多；第三你应该像迎接丘比特一样喜爱阐述、假设、讨论、推理、计算或其他方法。 * 精品课件资料 1、绪论 1.1 复合材料(Composite Materials)定义、分类与命名 (1) 由两种或两种以上具有不同的化学或物理性质的组分材料组成的一种与组分材料性质不同的新材料，且各组分材料之间具有明显的界面。 (2) 两种或两种以上不同化学性质或不同组织相的物体，以微观形式或宏观形式组合而成的材料。 （3）有连续相的基体(如聚合物－树脂、金属、陶瓷等)与分散相的增强体材料(如各种纤维、织物及粉末填料等)组成的多相体系。 * 精品课件资料 用途 结构复合材料 功能复合材料 以其声、光、电、热、磁等物理特性为工程所应用，用于如绝热、透波、耐腐蚀、耐磨、减振或热变形等热、声、光、电、磁的功能要求。 以其力学性能如强度、刚度、形变等特性为工程所应用，主要用于结构承力或维持结构外形。 * 精品课件资料 组成 基体材料(连续相) 增强材料(分散相) 粘结、保护纤维，并传递应力 * 精品课件资料 金属基复合材料