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§1.基本概念
p复合材料:由两种或两种以上物理和化学不同物质组
合起来而得到的一种多相固体材料。
p更确切地说.利用适当的工艺方法,将两种或几种在物
理性能和化学性能不同的物质组合而成的多相固体材料。
复合材料各组分间有明显界面。
材料的性能比组成材料的性能好,具有复合效果,即
材料的性能比组成材料的性能好,具有复合效果,即
具有组成材料相互取长补短的良好综合性能。
具有组成材料相互取长补短的良好综合性能。
p基体:在复合材料中,通常有一相为连续相,
称为基体。
p增强材料:复合材料中另一相为分散相,称为
增强材料。
注意:分散相是以独立的形态分布在整个连续相中的,两相之
间存在着相界面。
分散相是增强纤维,颗粒状或弥散状的填料。
复合材料由基体(即连续相)和分散或增强材料(由纤
维或颗粒等组成相),通过一定工艺方法固结成一体。
p复合材料组成及显微结构
基体+增强体+(界面)+(孔隙)
p多相材料性
取决于:各组成体的化学成分、结构、
几何形态、数量、分布及界面行为
p纤维增强复合材料
p纤维增强复合材料
1、基体作用与要求:
赋形
传递与分配载荷、界面结合
2、增强纤维作用与要求:
承受载荷的主体
最佳强度与刚度、结构稳定、最少缺陷、无
界面反应、结合良好;
短纤维增强的最佳长径比
3、基本原则:
•纤维的强度和模量都要高于基体。
•纤维和基体之间要有一定的粘接力。
•纤维和基体的热膨胀系数相差不能过大。
•纤维和基体之间不能发生有害的化学反应。
•纤维所占的体积、纤维的尺寸和分布必须适宜。
p颗粒增强复合材料
p颗粒增强复合材料
1、增强体作用:增强体约束基体变形
2、要求基体:具有较高强度与刚度,易加工
(金属基)、与增强体良好相容
性、不发生界面反应。
§3.复合准则
材料设计初期阶段根据目标性能,对材料组元
数和各组元含量进行初步而简单的估计,最简单的
估计方法是复合准则,即:假设复合材料的性能与组
元的体积含量成正比:
Pc——复合材料的性能指标
N
Pi——各组元的性能指标
nn
=()
PPvi——各组元的体积含量
cåiiv
=N——组元的数
i1
n——实验参数(1n1)
p(一)力学性能的复合准则
几种主要的力学模型:层板模型、切变延滞模型、
连续同轴柱体模型、
有限差分与有限元模型
p(二)物理性能的复合法则
加和特性、传递特性、结构敏感特性
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