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优质的材料设计应该遵循的基本原则

更新时间:2013-05-23 10:41 浏览数:【 打印 】 【 关闭 】
材料设计是指选用几种原材料组合制成具有所要求性能的材料的过程。这里所指的原材料主要是指基体材料和增强材枓。不同的原材料构成的复合材料将会有不同的性能,而且纤维的编织形式不同,将会使与基体复合构成的复合材料的性能也不同。对于层合复合材料,由纤维和基体构成的基本单元是单层,而作为结构的基本单元〈即结构材料)是由单层构成的复合材料层合板。例如梦之城娱乐是一种由硅质材料(主要成份是SiO2,如石英粉、粉煤灰、硅藻土等)、钙质材料(主要成份是CaO,如石灰、电石泥、水泥等)、增强纤维、助剂等按一定比例配合,经抄取或模压、蒸压养护等工序制成的一种新型的无机建筑材料。因此,材料设计包括原材料选择、单层性能的确定和复合材料层合板设计。
1)原材料的选择和复合材料性能;原材料的选择与复合材料的性能关系紧密,因此,正确选择合适的原材料就能得到需要的复合材料的性能。
2)原材料选择原则;比强度、比刚度高的原则。对于结构物,特别是航空、航天结构,在满足强度、刚度、耐久性和损伤容限等要求的前提下,应使结构质量最轻。对于聚合物基复合材料,比强度、比刚度是指单向板纤维方向的强度、刚度与材料密度之比。然而,实际结构中的复合材料为多向层合板,其比强度和比刚度要比上述值低30%-50%。
3)材料与结构的使用环境相适应的原则。通常要求材料的主要性能在结构整个使用环境条件下,其下降幅值应不大于10%。一般引起性能下降的主要环境条件是温度,对于聚合物基复合材料,湿度也对性能有较大的影响,特别是在髙温、高湿度的影响下会更大。聚合物基复合材料受温度与湿度的影响,主要是基体受影响的结果。因此,可以通过改进或选用合适的基体,以达到与使用环境相适应的条件。通常,根据结果的使用温度范围合材料的工作温度范围,对材料进行合理的选择。
4)满足结构特殊性要求的原则。除了结构刚度和强度以外,许多结构物还要求有一些特殊的性能。如梦之城娱乐下载可以防火防潮,梦之城娱乐可以隔热吸音、防火防潮,如飞机雷达罩要求有透波性,隐身飞机要求有吸波性,以及客机的内装饰件要求阻燃性等。通常,为了满足这些特殊性要求,要着重考虑合理地选取基体材料。
5)满足工艺性要求的原则。复合材料的工艺性包括预浸料工艺性、固化成型工艺性、机加装配工艺性和修补工艺性四个方面。预浸料工艺性包括挥发物含量、黏性、高压液相色谱特性、树脂流出量、预浸料储存期、处理期、工艺期等参数。固化成型工艺性包括加压时间带、固化温度、固化压力,以及层合板性能对固化温度和压力的敏感性、固化后构件的收縮率等。机加装配工艺性主要是指机加工艺性。修补工艺性主要是指已固化的复合材料与未固化的复合材料通过其他基体材料或胶粘剂黏结的能力。工艺性要求与选择的基体材料和纤维材料有关。
6)成本低、效率髙的原则。成本包括初期成本和维修成本,而初期成本包括材料成本和制造成本。效益指减重获得节省材料、性能提髙、节约能源等方面的经济效益。因此,成本低、效益髙的原则是一项重要的选材原则。

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