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nastrna复合材料材料属性及单元 复合材料的特性 1 复合材料的比强度和比刚度较高。 1 复合材料的比强度和比刚度较高。 材料的强度除以密度称为比强度；材 料的刚度除以密度称为比刚度。这 材料的强度除以密度称为比强度；材 料的刚度除以密度称为比刚度。这 两个参量是衡量材料承载能力的重要指标。比强度和比刚度较高说明材 两个参量是衡量材料承载能力的重要指标。比强度和比刚度较高说明材 料重量轻，而强度和刚度大。这是结构设计，特别是航空、航天结构设 料重量轻，而强度和刚度大。这是结构设计，特别是航空、航天结构设 计对材料的重要要求。现代飞机、导弹和卫星等机体结构正逐渐扩大使 计对材料的重要要求。现代飞机、导弹和卫星等机体结构正逐渐扩大使 用纤维增强复合材料的比例。 用纤维增强复合材料的比例。 2 复合材料的力学性能可以设计好。 2 复合材料的力学性能可以设计好。 可以通过选择合适的原材料和合理的铺层形式，使复合材料构件或复合 可以通过选择合适的原材料和合理的铺层形式，使复合材料构件或复合 材料结构满足使用要求。例如，在某种铺层形式下，材料在一方向受拉 材料结构满足使用要求。例如，在某种铺层形式下，材料在一方向受拉 而伸长时，在垂直于受拉的方向上材料也伸长，这与常用材料的性能完 而伸长时，在垂直于受拉的方向上材料也伸长，这与常用材料的性能完 全不同 。又如利用复合材料的耦合效应，在平板模上铺层制作层板，加 全不同 。又如利用复合材料的耦合效应，在平板模上铺层制作层板，加 温固化后，板就自动成为所需要的曲板或壳体。 温固化后，板就自动成为所需要的曲板或壳体。 复合材料的特性 3 复合材料的抗疲劳性能良好。 3 复合材料的抗疲劳性能良好。 一般金属的疲劳强度为抗拉强度的 40～50%，而某些复合材料可高达 一般金属的疲劳强度为抗拉强度的 40～50%，而某些复合材料可高达 70～80% 。复合材料的疲劳断裂是从基体开始，逐渐扩展到纤维和基体 70～80% 。复合材料的疲劳断裂是从基体开始，逐渐扩展到纤维和基体 的界面上，没有突发性的变化。因此，复合材料在破坏前有预兆，可以 的界面上，没有突发性的变化。因此，复合材料在破坏前有预兆，可以 检查和补救。纤维复合材料还具有较好的抗声振疲劳性能。用复合材料 检查和补救。纤维复合材料还具有较好的抗声振疲劳性能。用复合材料 制成的直升飞机旋翼，其疲劳寿命比用金属的长数倍。 制成的直升飞机旋翼，其疲劳寿命比用金属的长数倍。 4 复合材料的减振性能良好。 4 复合材料的减振性能良好。 纤维复合材料的纤维和基体界面的阻尼较大，因此具有较好的减振性能。 纤维复合材料的纤维和基体界面的阻尼较大，因此具有较好的减振性能。 用同形状和同大小的两种粱分别作振动试验，碳纤维复合材料粱的振动 用同形状和同大小的两种粱分别作振动试验，碳纤维复合材料粱的振动 衰减时间比轻金属粱要短得多。 衰减时间比轻金属粱要短得多。 复合材料的特性 5 复合材料通常都能耐高温。 5 复合材料通常都能耐高温。 在高温下，用碳或硼纤维增强的金属其强度和刚度都比原金属的强度和 在高温下，用碳或硼纤维增强的金属其强度和刚度都比原金属的强度和 刚度高很多。普通铝合金在 400℃时，弹性模量大幅度下降，强度也下 刚度高很多。普通铝合金在 400℃时，弹性模量大幅度下降，强度也下 降；而在同一温度下，用碳纤维或硼纤维增强的铝合金的强度和弹性模 降；而在同一温度下，用碳纤维或硼纤维增强的铝合金的强度和弹性模 量基本不变。复合材料的热导率一般都小，因而它的瞬时耐超高温性能 量基本不变。复合材料的热导率一般都小，因而它的瞬时耐超高温性能 比较好。 比较好。 6 复合材料的安全性好。 6 复合材料的安全性好。 在纤维增强复合材料的基体中有成千上万根独立的纤维。当用这种材料 在纤维增强复合材料的基体中有成千上万根独立的纤维。当用这种材料 制成的构件超载，并有少量纤维断裂时，载荷会迅速重新分配并传递到 制成的构件超载，并有少量纤维断裂时，载荷会迅