2025年复合材料复合材料制造技术面试题目及答案

2025年复合材料复合材料制造技术面试题目及答案一、单项选择题（每题2分，共20分。每题只有一个正确答案，请将正确选项字母填入括号内）1.在热压罐成型工艺中，决定树脂充分浸润纤维的关键参数是（）。A.升温速率B.真空度C.保温时间D.冷却速率答案：B2.下列哪种纤维与环氧树脂界面剪切强度最高（）。A.E玻璃纤维B.标准模量PAN基碳纤维C.高模量沥青基碳纤维D.芳纶纤维答案：B3.RTM工艺中，树脂注射压力通常控制在（）以内，以防止纤维冲刷。A.0.1MPaB.0.3MPaC.0.8MPaD.2.0MPa答案：C4.预浸料冷藏储存的主要目的是（）。A.降低树脂黏度B.抑制环氧胺固化反应C.防止吸湿D.减少挥发份答案：B5.对碳纤维/环氧层合板进行热氧老化实验时，公认加速老化的温度上限为（）。A.60℃B.80℃C.120℃D.180℃答案：C6.在真空辅助灌注VARI中，螺旋管的作用是（）。A.导流树脂B.建立真空C.分布剥离层D.加速排气答案：A7.下列哪种缺陷最可能在热压罐“预压实”不足时出现（）。A.纤维屈曲B.富脂区C.孔隙率>2%D.层间剪切裂纹答案：C8.对环氧体系进行DSC测试时，玻璃化转变温度取（）处的切线交点。A.热流曲线拐点B.放热峰起始C.放热峰终止D.基线中点答案：A9.碳纤维表面等离子体处理后，接触角一般会（）。A.增大>10°B.基本不变C.减小>15°D.先增后减答案：C10.在自动铺丝AFP中，压紧辊材料常选用（）以降低静电积聚。A.45钢B.铝合金C.导电聚氨酯D.聚四氟乙烯答案：C二、多项选择题（每题3分，共15分。每题有两个或以上正确答案，多选少选均不得分）11.下列哪些措施可降低热压罐成型孔隙率（）。A.分段抽真空B.升温前预压实C.提高固化压力D.采用低黏度树脂体系答案：ABCD12.对碳纤维/PEEK热塑性预浸带进行热压成型时，必须监控（）。A.冷却速率B.熔融温度C.结晶度D.纤维体积分数答案：ABC13.以下属于液体成型缺陷的是（）。A.干斑B.纤维错位C.富脂D.针孔答案：ACD14.采用红外热波无损检测时，影响检测结果的因素有（）。A.激励热流密度B.表面发射率C.缺陷深度D.层合板厚度答案：ABCD15.在复合材料修理中，阶梯打磨法相比贴补法的优点有（）。A.载荷传递平缓B.表面气动光滑C.工艺简单D.可恢复原厚度答案：ABD三、填空题（每空2分，共20分）16.热压罐固化环氧体系常用促进剂为________，其加入量一般不超过树脂质量的________%。答案：DMP30，317.按照ASTMD3039，碳纤维单向板拉伸试样标距长度应≥________mm，宽度为________mm。答案：125，1518.在VARI工艺中，渗透率张量单位采用________，其量纲为________。答案：m²，L²19.热塑性复合材料焊接工艺中，电阻焊加热元件常选用________网，其表面功率密度控制在________kW/m²。答案：不锈钢，50–10020.复合材料结构修理时，湿铺层修理的搭接长度一般不小于________mm，且至少覆盖________层原始铺层。答案：50，6四、判断题（每题1分，共10分。正确打“√”，错误打“×”）21.热压罐内氧含量低于0.5%即可避免环氧体系热氧降解。答案：√22.芳纶纤维与环氧界面剪切强度高于碳纤维。答案：×23.RTM树脂注射口应设置在制品几何最高点。答案：×24.自动铺带ATL允许±45°铺放角度。答案：√25.热塑性复合材料可在熔点以下进行热成形。答案：×26.真空袋破损会导致孔隙率急剧上升。答案：√27.层合板厚度方向导热系数约为面内方向的1/10。答案：√28.等离子体处理可提高纤维表面极性基团含量。答案：√29.复合材料冲击后压缩强度CAI与纤维模量无关。答案：×30.红外热像仪可检测深度>10mm的分层缺陷。答案：×五、简答题（每题8分，共24分）31.简述热压罐成型过程中“预压实”步骤的目的、实施时机及关键控制参数。答案：目的：排除铺层间包裹空气与挥发份，降低最终孔隙率；实施时机：室温～第一平台升温前，树脂黏度仍高于10Pa·s；关键参数：真空度≥0.095MPa，压力0.3–0.6MPa，保压10–30min，降温速率≤2℃/min防止回弹。32.对比热固性与热塑性复合材料在自动铺放过程中的加热方式差异，并说明各自优缺点。答案：热固性：采用红外或热风辅助，温度80–120℃，仅降低树脂黏度提高粘性，不熔化；优点设备简单，缺点尘埃敏感、能耗高。热塑性：需将基体加热至熔点以上（PEEK380℃），常用激光或滚压加热；优点瞬间熔融、无挥发，缺点需惰性气体保护、光学安全等级高、设备昂贵。33.列举液体成型中“干斑”缺陷产生的三大机理，并给出对应预防措施。答案：1.注射压力不足导致前锋停滞；措施：提高压力、优化浇口位置。2.纤维预制体局部渗透率突变；措施：预制体压实均匀、加局部导流网。3.树脂凝胶过快；措施：降低固化剂比例、控制模具温度≤25℃。六、计算题（共31分）34.（10分）某碳纤维/环氧单向预浸料单层厚度0.125mm，纤维体积分数Vf=57%，目标制得4mm层合板。求：（1）所需铺层数n；（2）若采用[0/45/90/45]2s对称层合，共几层？是否满足厚度？答案：（1）n=4/0.125=32层。（2）该序列8层为一个循环，2s表示对称加倍，共16层，厚度16×0.125=2mm＜4mm，不满足；需4倍循环，[0/45/90/45]4s，共32层，厚度4mm，满足。35.（10分）RTM圆形平板半径R=0.2m，厚度h=3mm，纤维渗透率k=1.2×10⁻¹⁰m²，树脂黏度μ=0.25Pa·s，注射压力ΔP=0.5MPa。按Darcy径向流模型，求树脂前锋到达r=0.18m所需时间t。答案：径向流时间公式t=(μφ/2kΔP)(r²ln(R/r)+r²/2R²/4)，φ为孔隙率=1Vf=0.43。代入：t=(0.25×0.43/(2×1.2×10⁻¹⁰×0.5×10⁶))×(0.18²ln(0.2/0.18)+0.18²/20.2²/4)=(0.1075/120)×(0.0324×0.1054+0.01620.01)=8.958×10⁻⁴×(0.0034+0.0062)=8.958×10⁻⁴×0.0096≈8.6s。36.（11分）某T300/环氧层合板[0/90]4s，单层性能：E1=135GPa，E2=9GPa，G12=5GPa，ν12=0.3，单层厚0.125mm，受面内Nx=1kN/mm。用经典层合板理论求：（1）中面应变εx；（2）0°层应力σ1。答案：总厚h=8×0.125=1mm；[A]矩阵：A11=4×(Q11+Q22)×0.125×2=4×(135.9+9.3)×0.25=145.2kN/mm；εx=Nx/A11=1/145.2=6.89×10⁻³；0°层σ1=Q11ε1+Q12ε2=135.9×6.89×10⁻³+2.8×(0.3×6.89×10⁻³)=0.9360.006=0.930GPa。七、综合应用题（共30分）37.某型无人机机翼蒙皮采用CF/EP预浸料热压罐成型，设计允许最大孔隙率1.5%。现场金相抽检发现翼根区域孔隙率3.2%，位置在第5～9层间，呈球形φ20–80μm。请：（1）给出导致孔隙率超标的三类最可能工艺因素；（2）制定包含无损检测、过程监控、工艺改进在内的系统纠正措施；（3）若需现场修理，选择修理方法并给出工艺参数。答案：（1）因素：a.预压实真空度不足或保压时间过短；b.树脂黏度过高或第一平台温度偏低，挥发份未充分排出；c.真空袋泄漏导致二次进气。（2）纠正措施：①无损检测：采用4MHz超声C扫描，建立孔隙率衰减标定曲线，对同批次100%检测；②过程监控：在翼根区域埋设热电偶与真空传感器，实时记录真空度≤0.092MPa，预压实时间延长至20min；③工艺改进：