復合材料剛度
⑴ 為什麼陶瓷基復合材料沒有分類
陶瓷基復合材料包括:⑴纖維(或晶須)增韌(或增強)陶瓷基復合材料。這類材料要求盡量滿足纖維(或晶須)與基體陶瓷的化學相容性和物理相容性。化學相容性是指在製造和使用溫度下纖維與基體兩者不發生化學反應及不引起性能退化;物理相容性是指兩者的熱膨脹和彈性匹配,通常希望使纖維的熱膨脹系數和彈性模量高於基體,使基體的製造殘余應力為壓縮應力。⑵異相顆粒彌散強化復相陶瓷。異相(即在主晶相—基體相中引入的第二相)顆粒有剛性(硬質)顆粒和延性顆粒兩種,它們均勻彌散於陶瓷基體中,起到增加硬度和韌性的作用。剛性顆粒又稱剛性顆粒增強體,它是高強度、高硬度、高熱穩定性和化學穩定性的陶瓷顆粒。剛性顆粒彌散強化陶瓷的增韌機制有裂紋分叉、裂紋偏轉和釘扎等,它可以有效提高斷裂韌性。剛性顆粒增強的陶瓷基復合材料有很好的高溫力學性能,是製造切削刀具、高速軸承和陶瓷發動機部件的理想材料。延性顆粒是金屬顆粒,由於金屬的高溫性能低於陶瓷基體材料,因此延性顆粒增強的陶瓷基復合材料的高溫力學性能不好,但可以顯著改善中低溫時的韌性。延性顆粒的增韌機制有:裂紋橋聯、顆粒塑性變形、顆粒拔出、裂紋偏轉和裂紋在顆粒處終止等,其中橋聯機制的增韌效果比較顯著。延性顆粒增韌陶瓷基復合材料可用於耐磨部件。⑶原位生長陶瓷復合材料。原位生長陶瓷復合材料又稱為增強復相陶瓷。與前兩種不同,此種陶瓷復合材料的第二相不是預先單獨制備的,而是在原料中加入可生成第二相的元素(或化合物),控制其生成條件,使在陶瓷基體緻密化過程中,直接通過高溫化學反應或相變過程,在主晶相基體中同時原位生長出均勻分布的晶須或高長徑比的晶粒或晶片,即增強相,形成陶瓷復合材料。由於第二相是原位生成的,不存在與主晶相相容性不良的缺點,因此這種特殊結構的陶瓷復合材料的室溫和高溫力學性能均優於同組分的其他類型復合材料。⑷梯度功能復合陶瓷。梯度功能復合陶瓷又稱為傾斜功能陶瓷。初期的這種材料不全部是陶瓷,而是陶瓷與金屬材料的梯度復合,以後又發展了兩種陶瓷梯度復合。梯度是指從材料的一側至另一側,一類組分的含量漸次有100%減少至零,而另一側則從零增加到100%,以適應部件兩側的不同工作條件與環境要求,並減少可能發生的熱應力。通過控制構成材料的要素(組成、結構等)由一側向另一側基本上呈連續梯度變化,從而獲得性質與功能相當於組成和結構的變化而呈梯度化的非均質材料,以減少和克服結合部位的性能不匹配。利用「梯度」概念,可以構想出一系列新材料。這類復合材料融合了材料—結構、細觀—宏觀及基體—第二相的界限,是傳統復合材料概念的新推廣。⑸納米陶瓷復合材料。納米復合材料是在陶瓷基體中含有納米粒子第二相的復合材料,一般可分為三類:①基體晶粒內彌散納米粒子第二相;②基體晶粒間彌散納米粒子第二相;③基體和第二相同為納米晶粒。其中①、②不僅可該改善室溫力學性能,而且能改善高溫力學性能;而③則可以產生某些新功能,如可加工性和超塑性。
⑵ 復合材料中剛度衰減是什麼意思啊 謝謝吶
就是材料疲勞或老化後性能下降了,這里指的剛度能力下降。
⑶ 復合材料主要有哪些性能特點
性能特點復:
復合材料中以纖維增強材制料應用最廣、用量最大。其特點是比重小、比強度和比模量大。
例如碳纖維與環氧樹脂復合的材料,其比強度和比模量均比鋼和鋁合金大數倍,還具有優良的化學穩定性、減摩耐磨、自潤滑、耐熱、耐疲勞、耐蠕變、消聲、電絕緣等性能。
非金屬基復合材料由於密度小,用於汽車和飛機可減輕重量、提高速度、節約能源。用碳纖維和玻璃纖維混合製成的復合材料片彈簧,其剛度和承載能力與重量大5倍多的鋼片彈簧相當。
(3)復合材料剛度擴展閱讀
滿足復合材料的條件:
1、復合材料必須是人造的,是人們根據需要設計製造的材料。
2、 復合材料必須由兩種或兩種以上化學、物理性質不同的材料組分,以所設計的形式、比例、分布組合而成,各組分之間有明顯的界面存在。
3、它具有結構可設計性,可進行復合結構設計。
4、復合材料不僅保持各組分材料性能的優點,而且通過各組分性能的互補和關聯可以獲得單一組成材料所不能達到的綜合性能。
⑷ 碳纖維復合材料剛度怎麼計算
碳纖維抄復合材料是各襲向異性材料,不同方向的性能差異較大。剛度一般用楊氏模量表徵,較多的是0°方向(即碳纖維方向)的拉伸模量。主要還是看應用什麼性能來定測試內容。
碳纖維復合材料的熱導率怎麼計算 到目前為止,沒有準確二維隨機排列的碳纖維復合材料的橫向和縱向熱導率的計算公式,一般都是用一維近似估算。
⑸ 襯塑剛性復核管接頭零件需要單獨進主材嗎
鋼塑復合管是5層一步法生產得到的,4層塑料全是擠出,內管擠出、加熱、塗膠、包回鋼管、加熱答、包外膠、包外塑。工藝要求高。
內襯塑或者是外襯塑是通過在鋼管的內部或者是外部放入較薄的塑料管後,在一定溫度下通入內壓或外部抽真空實現襯塑,
⑹ 已知測得結構的速度、位移、加速度(有大量的數據),如何反推結構的剛度阻尼用什麼公式
復合材料 是一種混合物。
復合材料按其組成分為金屬與金屬復合材料、非金屬與金屬復合材料、非金屬與非金屬復合材料。按其結構特點又分為:
①纖維增強復合材料。將各種纖維增強體置於基體材料內復合而成。如纖維增強塑料、纖維增強金屬等。
②夾層復合材料。由性質不同的表面材料和芯材組合而成。通常面材強度高、薄;芯材質輕、強度低,但具有一定剛度和厚度。分為實心夾層和蜂窩夾層兩種。
③細粒復合材料。將硬質細粒均勻分布於基體中,如彌散強化合金、金屬陶瓷等。
④混雜復合材料。由兩種或兩種以上增強相材料混雜於一種基體相材料中構成。與普通單增強相復合材料比,其沖擊強度、疲勞強度和斷裂韌性顯著提高,並具有特殊的熱膨脹性能。分為層內混雜、層間混雜、夾芯混雜、層內/層間混雜和超混雜復合材料。
復合材料主要可分為結構復合材料和功能復合材料兩大類。
結構復合材料是作為承力結構使用的材料,基本上由能承受載荷的增強體組元與能連接增強體成為整體材料同時又起傳遞力作用的基體組元構成。增強體包括各種玻璃、陶瓷、碳素、高聚物、金屬以及天然纖維、織物、晶須、片材和顆粒等,基體則有高聚物(樹脂)、金屬、陶瓷、玻璃、碳和水泥等。由不同的增強體和不同基體即可組成名目繁多的結構復合材料,並以所用的基體來命名,如高聚物(樹脂)基復合材料等。結構復合材料的特點是可根據材料在使用中受力的要求進行組元選材設計,更重要是還可進行復合結構設計,即增強體排布設計,能合理地滿足需要並節約用材。
功能復合材料一般由功能體組元和基體組元組成,基體不僅起到構成整體的作用,而且能產生協同或加強功能的作用。功能復合材料是指除機械性能以外而提供其他物理性能的復合材料。如:導電、超導、半導、磁性、壓電、阻尼、吸波、透波、磨擦、屏蔽、阻燃、防熱、吸聲、隔熱等凸顯某一功能。統稱為功能復合材料。功能復合材料主要由功能體和增強體及基體組成。功能體可由一種或以上功能材料組成。多元功能體的復合材料可以具有多種功能。同時,還有可能由於復合效應而產生新的功能。多功能復合材料是功能復合材料的發展方向。
⑺ 如何增加碳纖維復合材料剛度強度
悍馬的來碳纖維復合材料自剛度和強度都還不錯,原因如下:
1、採用日本碳纖維絲,絲的質量好。
2、採用德國設備,精密度高。
3、採用自己研發的碳纖維膠,膠水和碳纖維布契合度高。
4、33道嚴格的生產工藝檢測程序,更嚴格。
⑻ 復材剛度矩陣系數怎麼轉化為彈性模量
你畫對號這個陣嚴格來講不是剛度矩陣,只是彈性矩陣,剛度矩陣是彈性陣與應變陣組合形成的,彈性陣只與材料的性質有關,應變陣與單元形式及節點坐標有關
⑼ 簡述復合纖維材料的優點
復合材料有特性:
1、復合材料的比強度和比剛度較高。材料的強度除以密度稱為比強度;材料的剛度除以密度稱為比剛度。這兩個參量是衡量材料承載能力的重要指標。比強度和比剛度較高說明材料重量輕,而強度和剛度大。這是結構設計,特別是航空、航天結構設計對材料的重要要求。現代飛機、導彈和衛星等機體結構正逐漸擴大使用纖維增強復合材料的比例。
2、 復合材料的力學性能可以設計,即可以通過選擇合適的原材料和合理的鋪層形式,使復合材料構件或復合材料結構滿足使用要求。例如,在某種鋪層形式下,材料在一方向受拉而伸長時,在垂直於受拉的方向上材料也伸長,這與常用材料的性能完全不同。又如利用復合材料的耦合效應,在平板模上鋪層製作層板,加溫固化後,板就自動成為所需要的曲板或殼體。
3、復合材料的抗疲勞性能良好。一般金屬的疲勞強度為抗拉強度的40~50%,而某些復合材料可高達70~80%。復合材料的疲勞斷裂是從基體開始,逐漸擴展到纖維和基體的界面上,沒有突發性的變化。因此,復合材料在破壞前有預兆,可以檢查和補救。纖維復合材料還具有較好的抗聲振疲勞性能。用復合材料製成的直升飛機旋翼,其疲勞壽命比用金屬的長數倍。
4、復合材料的減振性能良好。纖維復合材料的纖維和基體界面的阻尼較大,因此具有較好的減振性能。用同形狀和同大小的兩種粱分別作振動試驗,碳纖維復合材料粱的振動衰減時間比輕金屬粱要短得多。
5、 復合材料通常都能耐高溫。在高溫下,用碳或硼纖維增強的金屬其強度和剛度都比原金屬的強度和剛度高很多。普通鋁合金在400℃時,彈性模量大幅度下降,強度也下降;而在同一溫度下,用碳纖維或硼纖維增強的鋁合金的強度和彈性模量基本不變。復合材料的熱導率一般都小,因而它的瞬時耐超高溫性能比較好。
6、復合材料的安全性好。在纖維增強復合材料的基體中有成千上萬根獨立的纖維。當用這種材料製成的構件超載,並有少量纖維斷裂時,載荷會迅速重新分配並傳遞到未破壞的纖維上,因此整個構件不至於在短時間內喪失承載能力。
復合材料的成型工藝簡單。纖維增強復合材料一般適合於整體成型,因而減少了零部件的數目,從而可減少設計計算工作量並有利於提高計算的准確性。另外,製作纖維增強復合材料部件的步驟是把纖維和基體粘結在一起,先用模具成型,而後加溫固化,在製作過程中基體由流體變為固體,不易在材料中造成微小裂紋,而且固化後殘余應力很小。
⑽ 碳纖維復合材料剛度怎麼計算
碳纖維復合材料是各向異性材料,不同方向的性能差異較大。剛度一般用楊氏模量表徵,較多的是0°方向(即碳纖維方向)的拉伸模量。主要還是看應用什麼性能來定測試內容。