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精品精品 复合类材料介绍复合类材料介绍 第五章复合材料第一节概述第二节复合材料的复合理论第三节复合 材料的界面第四节树脂基复合材料第五节金属基复合材料第六节陶 瓷基复合材料第七节层叠复合材料 一 复合材料的涵义复合材料是指由两种或更多种物理性能 化学 性能 力学性能和加工性能不同的物质 经人工组合而成的多相固 体材料 复合材料的基本组分可划分为基体相 基体材料 和增强相 增强材料 两种 二 复合材料的分类 1 按基体材料分类可分为树脂基 金属基 陶瓷基等复合材料 目 前使用最多的是树脂基复合材料 2 按增强材料的种类和形态分类可分为纤维增强复合材料 颗粒增 强复合材料和层叠增强复合材料等 其中纤维增强复合材料的应用 最为广泛 3 按复合材料的使用性能分类可分为结构复合材料和功能复合材料 两大类 三 复合材料性能特点 1 比强度和比模量高比强度是材料的抗拉强度与密度之比 比模量 是材料的弹性模量与密度之比 2 抗疲劳与断裂安全性能好 3 良好的减振性能一是这类复合材料的自振频率高 在一般工作状 态下很难达到这样的高频率 因此这种材料制成的构件在工作状态 不易发生共振 二是大量的纤维与基体界面有吸收振动能量的作用 阻尼特性好 振动会很快衰减 4 良好的高温性能 一 复合原理 1 纤维增强复合材料的复合原理纤维增强复合材料的性能不但取决 于基体和增强体的性能和相对数量 也取决于两者的组合状态 同 时还与纤维在基体中的排列方式有关 是一个非常复杂的问题 下面仅就连续单向纤维增强的复合材料的复合原理作一介绍 1 外载荷与纤维方向一致假设复合材料中基体是连续的 均匀的 纤维的性质和直径是均匀的 并且平行连续排列 同时纤维与基 体间为理想结合 在界面上不发生滑移 在外载荷作用下纤维与基体处于等应变状态 即mfc 6 1 式中角标c f m分别代表复合材料 增强纤维和基体 作用在复合材料上的总力是纤维和基体受力的总和 即fffE 6 2 如果复合材料在外载作用下处于弹性变形状态 复合材料的载荷 与变形符合虎克定律 则纤维和基体承受的应力分别为mmmE 6 3 应力 f和 m分别在纤维的整个横截面Af和基体整个横界面Am上 因而纤维和基体所承受的载荷ffffffAEAF mmmmmmAEAF 6 4 总载荷作用于复合材料整个横截面Ac上 因而cmmcffcAAAA 6 5 纤维和基体的体积分数
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