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第十一章 复合材料的力学性能 * * 材料力学性能Mechanical Properties of Materials 南京航空航天大学 材料科学与技术学院 结构复合材料是用人工办法将高强度、高模量纤维与韧性基体材料结合起来而形成的新型结构材料。由于复合材料的比强度、比刚度、耐热性、减震性和抗疲劳性都远远优于作为基体的原材料，近年来愈来愈多地受到人们的重视。复合材料有着与其它工程材料力学性能的共同点，也有其自身的许多特点。本章主要讨论单向复合材料的力学性能及其特点。 1. 复合材料 由两种或两种以上异质、异形、异性的材料复合形成的新型材料。 2. 分类　按基体分： 金属基复合材料； 无机非金属复合材料； 聚合物复合材料。　　 按增强体分： 连续纤维复合材料； 短纤维复合材料； 颗粒复合材料； 层合板复合材料。 按用途分： 结构复合材料； 功能复合材料。 复合材料的性能特点 复合材料的性能取决于基体和增强体的特性、含量、分布等因素。 1. 高比强度、比模量 2. 各向异性 3. 抗疲劳性好 4. 减振性能好 5. 可设计性强 单向复合材料的力学性能 连续纤维在基体中呈同向平行排列的复合材料，叫做单向连续纤维增强复合材料。 单向复合材料的强度和刚度都随方向而改变。 有五个特征强度值: 纵向抗拉强度、横向抗拉强度、纵向抗压强度、横向抗压强度、面内抗剪强度。 单向复合材料的力学性能 有四个特征弹性常数: 纵向弹性模量、横向弹性模量、主泊松比、切变模量。 复合材料的强度和弹性模量由复合材料的组分、材料的特性、增强体的取向、体积分数决定。 像金属材料一样，可假设复合材料的破坏是从材料中固有的小缺陷发源的。例如，有缺陷的纤维，基体与纤维界面处的缺陷和界面不良反应物等。在形成的裂纹尖端及其附近，有可能以发生纤维断裂、基体变形和开裂、纤维与基体分离（纤维脱粘）、纤维拔出等模式破坏。 复合材料的断裂、冲击与疲劳性能特点