復合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計點(誰能幫我科普一下復合材料基本知識)
1.誰能幫我科普一下復合材料基本知識
復合材料中以纖維增強材料應(yīng)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(huán)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(shù)倍，還具有優(yōu)良的化學穩(wěn)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。
石墨纖維與樹脂復合可得到膨脹系數(shù)幾乎等于零的材料。纖維增強材料的另一個特點是各向異性，因此可按制件不同部位的強度要求設(shè)計纖維的排列。
以碳纖維和碳化硅纖維增強的鋁基復合材料，在500℃時仍能保持足夠的強度和模量。碳化硅纖維與鈦復合，不但鈦的耐熱性提高，且耐磨損，可用作發(fā)動機風扇葉片。
碳化硅纖維與陶瓷復合，使用溫度可達1500℃，比超合金渦輪葉片的使用溫度（1100℃）高得多。碳纖維增強碳、石墨纖維增強碳或石墨纖維增強石墨，構(gòu)成耐燒蝕材料，已用于航天器、火箭導彈和原子能反應(yīng)堆中。
非金屬基復合材料由于密度小，用于汽車和飛機可減輕重量、提高速度、節(jié)約能源。用碳纖維和玻璃纖維混合制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。
2.復合材料與工程到底學些什么
一、業(yè)務(wù)培養(yǎng)目標和規(guī)格標準
本專業(yè)培養(yǎng)具備復合材料與工程領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識和實驗技能，適應(yīng)現(xiàn)代材料學科的高科技化發(fā)展的趨勢，掌握復合材料學科前沿發(fā)展信息，能夠在國防、航空航天、汽車、化工、能源等關(guān)鍵行業(yè)從事復合材料與工程領(lǐng)域的科學研究、技術(shù)開發(fā)、材料設(shè)計、產(chǎn)品設(shè)計、工藝設(shè)計、生產(chǎn)運行及經(jīng)營管理等方面的高級專業(yè)技術(shù)人才。
二、業(yè)務(wù)培養(yǎng)要求
本專業(yè)學生主要學習材料科學工程的基礎(chǔ)知識，復合材料與工程方面的基礎(chǔ)理論和基本知識，復合材料制品成型工藝及設(shè)備的基礎(chǔ)知識、復合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本本領(lǐng)等。
畢業(yè)生應(yīng)獲得以下幾方面的能力：
1.掌握各種復合材料基體及增強材料的性能；
2.掌握復合材料制品加工工藝及設(shè)備的基本知識和復合材料制品成型的基本技能；
3.掌握復合材料界面微觀作用機理；
4.具有復合材料結(jié)嘩頂糕雇蕹概革誰宮京構(gòu)設(shè)計的基本技能及復合材料新產(chǎn)品開發(fā)的初步能力；
5.掌握材料結(jié)構(gòu)及性能的現(xiàn)代測試分析手段；
6.具有較強的語言、計算機綜合能力。
三、主干學科
材料科學與工程、化學。
四、主要課程
高分子化學、高分子物理、材料學導論、材料科學與工程基礎(chǔ)、材料研究方法和測試技術(shù)、高性能纖維成型及結(jié)構(gòu)性能、復合材料制品成型工藝與設(shè)備、復合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計基礎(chǔ)、現(xiàn)代測試技術(shù)在復合材料中的應(yīng)用、材料的表面與界面等。
五、主要實踐環(huán)節(jié)
計算機上機、高等數(shù)學實驗、工程訓練、有機化學實驗、物理化學實驗、材料科學實驗、復合材料大型工藝實驗、生產(chǎn)實習、畢業(yè)實習、畢業(yè)論文等。
六、授予學位
工學學士。
3.復合材料到底學什么
復合材料專業(yè)主要培養(yǎng)適應(yīng)現(xiàn)代科學技術(shù)和我國國民經(jīng)濟發(fā)展需要的，能夠從事材料科學與工程方面設(shè)計、研究、應(yīng)用開發(fā)、技術(shù)改造和管理的高層次、高素質(zhì)的德、智、體、美全面發(fā)展的科學研究和工程技術(shù)人才。使學生認識材料的制備、組成、材料的結(jié)構(gòu)與性能之間關(guān)系的基本規(guī)律，接受材料制備、性能分析與測試技能的基本訓練，掌握新材料設(shè)計、材料改性、材料制備、生產(chǎn)過程與工藝設(shè)計等基本方法，具備開發(fā)新材料、新工藝、提高材料性能、擴大材料應(yīng)用的知識和能力。
主要課程：大學物理、無機化學、分析化學、有機化學、物理化學、材料科學研究方法、材料科學與工程基礎(chǔ)、高分子化學、高分子物理、復合材料學、復合材料成型工藝與設(shè)備、復合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計。
主要實踐性教學環(huán)節(jié)：金工實習、電工實踐、高分子實驗、復合材料產(chǎn)品設(shè)計、復合材料實驗、材料大型綜合實驗、畢業(yè)實習、畢業(yè)設(shè)計（論文）。
4.什么是復合材料
復合材料在彈性模量、線脹系數(shù)和材料強度等方面具有明顯的各向異性性質(zhì)。復合材料的各向異性雖然使分析工作復雜化了，但也給復合材料的設(shè)計提供了一個契機。人們可以根據(jù)不同方向上對剛度和強度等材料性能的特殊要求來設(shè)計復合材料及結(jié)構(gòu)，制砂機生產(chǎn)廠家以滿足工程實際中的特殊需要。復合材料的不均勻性也是其顯著的特點。復合材料的幾何非線性及物理非線性也是要特殊考慮的。復合材料的可設(shè)計性是它超過傳統(tǒng)材料的最顯著的優(yōu)點之一。
復合材料具有不同層次上的宏觀、細觀和微觀結(jié)構(gòu)，如復合材料層合板中的纖維及纖維與基體的界面可視為微觀結(jié)構(gòu)，而層合板作為宏觀結(jié)構(gòu)，因此可采用細觀力學理論和/ 或數(shù)值分析手段對其進行設(shè)計。1520反擊破設(shè)計的復合材料可以在給定方向上具有所需要的剛度、強度及其他性能，而各向同性的傳統(tǒng)材料則不具有這樣的設(shè)計性。從復合材料的宏觀、細觀和微觀結(jié)構(gòu)角度來看，可將復合材料分為圖3.1 所示的幾種類型。
復合材料設(shè)計涉及多個變量的優(yōu)化及多層次設(shè)計的選擇。復合材料設(shè)計問題要求確定增強體的幾何特征（連續(xù)纖維、顆粒等）、基體材料、增強材料和增強體的微觀結(jié)構(gòu)以及增強體的體積分數(shù)。要想通過對上述設(shè)計變量進行系統(tǒng)的優(yōu)化是一件比較復雜的事情。數(shù)值優(yōu)化技術(shù)對材料設(shè)計問題提供了一種可行的替代方法。例如，對復合材料的層合板進行設(shè)計，為沖擊式破碎機 使其強度達到要求，可利用有限元法并結(jié)合適當?shù)膹姸葴蕜t及本構(gòu)模型對其進行材料及結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化；對復合材料殼體進行設(shè)計，為使其穩(wěn)定性達到要求，可利用有限元法并結(jié)合相應(yīng)的失穩(wěn)模式及準則對其進行系統(tǒng)優(yōu)化。
5.復合材料都有哪些部分組成,各部分的作用是什么
一、復合材料的組成部分及作用是：
1、復合材料的結(jié)構(gòu)通常是一個相為連續(xù)相，稱為基體；基體的作用是將增強體粘合成整體并使復合材料具有一定的形狀，傳遞外界作用力、保護增強體免受外界的各種侵蝕破壞作用。當然也決定復合材料的某些性能和加工工藝。
2、另一相是以獨立的形態(tài)分布在整個連續(xù)相中的分散相，與連續(xù)相相比，這種分散相的性能優(yōu)越，會使材料的性能顯著增強，故常稱為增強體 （也稱為增強材料、增強相等，功能復合材料中也稱功能體）。
3、相界面是一個具有一定厚度的，結(jié)構(gòu)隨組分而異、與基體和增強體明顯不同的新相。界面區(qū)的范圍是從增強體內(nèi)部性質(zhì)不同的一點開始，到基體內(nèi)整體性質(zhì)相一致的點之間的區(qū)域。 界面是基體和增強體之間連接的紐帶，是應(yīng)力及其他信息傳遞的橋梁。其結(jié)構(gòu)、性能以及結(jié)合強度等因素，直接關(guān)系到復合材料的性能。
二、復合材料的性能特點是：
1、比強度、比模量高；
2、良好的抗疲勞性能；
3、優(yōu)良的高溫性能；
4、減震性好；
5、破斷安全性好。
6.復合材料專業(yè)需要學習的專業(yè)課程有哪些
主要課程：材料復合原理、復合材料學、復合材料工藝設(shè)備、復合材料工廠設(shè)計概論、材料學概論、復合材料的實驗技術(shù)、高分子化學及物理、高分子物理、機械制圖、熱工基礎(chǔ)及設(shè)備、復合材料工藝學、復合材料聚合物基礎(chǔ)、有機化學、物理化學、大學物理、無機化學。
如果是搞聚合物基復合材料，
需要學習高分子物理
高分子化學
環(huán)氧樹脂
不飽和樹脂
熱塑性樹脂
聚氨酯樹脂
玻璃纖維
碳纖維/石墨纖維
復合材料力學
材料力學
結(jié)構(gòu)力學
CAD
catia/UG/fiber SIM和結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件
7.復合材料的界面定義是什么,包括哪些部分,有何特點
復合材料的界面是指基體與增強物之間化學成分有顯著變化的、構(gòu)成彼此結(jié)合的、能起載荷傳遞作用的微小區(qū)域。
界面通常包含以下幾個部分：
基體和增強物的部分原始接觸面；
基體與增強物相互作用生成的反應(yīng)產(chǎn)物，此產(chǎn)物與基體及增強物的接觸面；
界面的效應(yīng)
(1)傳遞效應(yīng)
界面能傳遞力，即將外力傳遞給增強物，起到基體和增強物之間的橋梁作用。
(2)阻斷效應(yīng)
結(jié)合適當?shù)慕缑嬗凶柚沽鸭y擴展、中斷材料破壞、減緩應(yīng)力集中的作用。
(3)不連續(xù)效應(yīng)
在界面上產(chǎn)生物理性能的不連續(xù)性和界面摩擦出現(xiàn)的現(xiàn)象，如抗電性、電感應(yīng)性、磁性、耐熱性、尺寸穩(wěn)定性等。
(4)散射和吸收效應(yīng)
光波、聲波、熱彈性波、沖擊波等在界面產(chǎn)生散射和吸收，如透光性、隔熱性、隔音性、耐機械沖擊及耐熱沖擊性等。
(5)誘導效應(yīng)
一種物質(zhì)（通常是增強物）的表面結(jié)構(gòu)使另一種（通常是聚合物基體）與之接觸的物質(zhì)的結(jié)構(gòu)由于誘導作用而發(fā)生改變，由此產(chǎn)生一些現(xiàn)象，如強的彈性、低的膨脹性、耐沖擊性和耐熱性等
界面效應(yīng)是任何一種單一材料所沒有的特性，它對復合材料具有重要的作用。界面效應(yīng)既與界面結(jié)合狀態(tài)、形態(tài)和物理-化學性質(zhì)有關(guān)，也與復合材料各組分的浸潤性、相容性、擴散性等密切相關(guān)。
