一、复合材料的定义与构造特点
1)复合材料的定义
复合材料——由两个或两个以上独立的物理相(粘结材料和颗粒、纤维或片状材料)所组成的一种固体产物。
定义中说的物理相,可以是连续的,也可以是不连续的。连续相称为基体材料;不连续相(分散相)称为增强材料。
增强材料——起承受载荷的作用,主要提供复合材料的力学性能,其几何形式有长纤维、短纤维和颗粒状物等多种;
基体材料——起着粘结、支撑、保护增强材料和传递应力的作用,主要提供复合材料的物理、化学性能,常采用橡胶、石墨、树脂、金属和陶瓷等。
2)复合材料的主要特点
1)复合材料的性能具有可设计性
2)材料和结构具有同一性
3)复合材料结构设计包含材料设计
4)材料性能对复合工艺的依赖性
5)复合材料具有各向异性和非均质性
3)复合材料的构造特点
复合材料与其说是材料,不如说是结构更确切。因此复合材料结构可分为
三个结构层次:
单层板(一次结构)
层合板(二次结构)
工程结构(三次结构)
4)复合材料结构设计特点
复合材料结构设计也分为三个层次:
单层设计——正确选择増强材料和基体,确定组分比。
(单层材料性能设计)
层合板设计——确定单层层数、铺设方向和铺设顺序。
(铺层设计,或层合板性能设计)
结构设计——根据结构安全性计算分析确定结构尺寸和壁厚
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