2025年大学复合材料与工程（复合材料研发）试题及答案

2025年大学复合材料与工程（复合材料研发）试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共30分）每题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。(总共10题，每题3分，在每题给出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项)1.复合材料的性能特点不包括以下哪一项？A.比强度高B.耐腐蚀性差C.可设计性强D.疲劳性能好2.以下哪种材料不属于复合材料的基体材料？A.树脂B.金属C.陶瓷D.玻璃纤维3.复合材料界面的作用不包括？A.传递载荷B.决定复合材料的性能C.保护增强体D.降低复合材料的强度4.制备复合材料时，纤维增强体的排列方式对复合材料性能影响较大，哪种排列方式能使复合材料在各个方向上性能较为均衡？A.随机排列B.单向排列C.正交排列D.层状排列5.热塑性复合材料与热固性复合材料相比，以下说法正确的是？A.热塑性复合材料成型后不可再加工B.热固性复合材料的耐热性更好C.热塑性复合材料的韧性较差D.热固性复合材料的回收利用更方便6.对于纤维增强复合材料，当纤维直径减小，复合材料的强度通常会？A.降低B.不变C.提高D.先降低后提高7.以下哪种方法不属于复合材料成型工艺中的液态成型方法？A.手糊成型B.模压成型C.注射成型D.拉挤成型8.复合材料在航空航天领域应用广泛，主要是因为其？A.成本低B.加工简单C.能满足对材料高性能的要求D.重量轻但强度低9.研究复合材料的动态力学性能时，常用的测试方法是？A.拉伸试验B.弯曲试验C.动态热机械分析D.硬度测试10.当复合材料中的增强体含量增加时，复合材料的模量一般会？A.降低B.不变C.提高D.先提高后降低第II卷（非选择题共70分）11.简答题：简述复合材料的定义及主要组成部分。(8分)复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法，在宏观上组成具有新性能的材料。主要组成部分包括基体材料和增强体。基体材料起粘结、保护增强体并传递应力的作用；增强体是承受载荷的主要组元，可显著提高复合材料的力学性能等。12.简答题：说明纤维增强复合材料中纤维与基体界面结合力的影响因素及对复合材料性能的作用。(12分)影响因素：纤维表面处理、基体成分、成型工艺等。作用：适当的界面结合力能有效传递载荷，使纤维和基体协同工作，提高复合材料强度和模量；结合力过强，可能导致复合材料脆性增加，在受力时纤维易断裂；结合力过弱，则无法有效传递载荷，复合材料性能难以充分发挥。13.论述题：阐述热固性树脂基复合材料和热塑性树脂基复合材料在成型工艺、性能特点及应用方面的差异。(20分)成型工艺：热固性树脂基复合材料常用手糊、模压等成型工艺，成型后不可再加工；热塑性树脂基复合材料可采用注射、挤出等成型工艺，成型后还可二次加工。性能特点：热固性的耐热性好、刚性高，但韧性相对较差；热塑性的韧性好、可回收，但耐热性一般不如热固性。应用方面：热固性常用于航空航天等对耐热性要求高的领域；热塑性在汽车、电子等领域应用广泛，因其可回收和便于成型加工。14.材料分析题：材料：某复合材料由碳纤维增强环氧树脂基体组成。在拉伸试验中，测得该复合材料的拉伸强度为500MPa，拉伸模量为30GPa。已知碳纤维的拉伸强度为2000MPa，拉伸模量为200GPa，环氧树脂基体的拉伸强度为80MPa，拉伸模量为3GPa。假设复合材料中碳纤维体积分数为50%。问题：计算该复合材料的理论强度和理论模量，并分析实际强度与理论强度存在差异的原因。(15分)理论强度计算：根据混合法则，理论强度=纤维强度×纤维体积分数+基体强度×基体体积分数=2000×0.5+80×0.5=1040MPa。理论模量计算：理论模量=纤维模量×纤维体积分数+基体模量×基体体积分数=200×0.5+3×0.5=101.5GPa。实际强度与理论强度存在差异的原因：纤维与基体界面结合情况、纤维的分布均匀性、成型工艺缺陷等都会影响复合材料的实际强度，导致实际强度低于理论强度。15.设计题：设计一种用于高速列车轻量化结构的复合材料，说明选用的基体材料、增强体材料及理由，并简述制备该复合材料的成型工艺。(15分)基体材料可选用高性能热塑性树脂如聚碳酸酯，其具有良好的韧性和加工性能。增强体选用碳纤维，碳纤维强度高、模量高、重量轻。理由：能满足高速列车轻量化需求，同时具备足够的强度和刚度。成型工艺可采用模压成型，将碳纤维预浸料与热塑性树脂放入模具中，加热加压