复合原理复合材料原理
复合原理复合材料设计复合材料的复合效应纤维增强机理主要内容五六复合材料的增强机制陶瓷基复合材料纤维、晶须强韧机理陶瓷基复合材料颗粒增韧机制陶瓷基复合材料相变增韧机制三四一二七
复合材料设计的概述复合材料设计的类型复合材料的最新设计主要内容复合材料设计的步骤三四一二知识点1-复合材料设计
复合材料：是经过选择、含有一定数量比的两种或两种以上的组分（或组元），通过人工复合，组成多相、三维结合且各相之间有明显界面、具有特殊性能的材料。基体相：连续分布的相。增强相或增强体：不连续分布的相，通过与基体的界面结合，会使复合材料性能显著增强。三大要素：基体、增强体及两者的结合界面复合原理：即组分相（基体、增强体）的合理设计、组分相间的复合机理（复合效应与增强机制）复合原理的主要内容：1）复合材料设计2）复合效应3）增强机制
知识点1-复合材料设计1.复合材料设计注意：1）复合材料设计不同于传统材料的设计。传统材料设计：是根据项目的使用目的和性能要求，拟定其材料、结构、工艺及费用等方面的计划与估算，类似于材料选择，而非严格意义上的材料设计。较少考虑材料的结构与制造工艺问题，设计与材料具有一定意义上的相对独立性，但复合材料的性能与结构、工艺具有很强的依赖性，可使某一方向上具有较强的性能，及具有可设计性，是一种可设计的材料。2）复合材料设计也不同于冶金设计。冶金设计：即根据性能要求、工艺特点所进行的成分设计。复合材料设计是指根据使用目的和性能要求，选择组份材料的种类、含量及复合材料的制备工艺、组份材料间的结构、复合效应等，实现成分、结构、性能最优化的过程。
?c?at?l?lptd传统的材料设计即为选择不同的材料，然后确定其尺寸即可。由于管壁的径向应力较小，可忽略不计，按平面应力计算，仅考虑轴向和周向应力。合金中Fe+C物理作用C+α-FeC+δ-FeC+γ-Feδγα化学作用Fe3CFe2CFeC复合材料中基体增强体界面
轴向、周向的力平衡方程分别是：令?c≤[?],算得壁厚:t≥pd/(2[?])因此，危险发生在周向，按周向设计时，势必导致轴向材料浪费－难以避免！Δldt因为?c=2?a得：?＝54°44′08″只要按该方向分布，即可获得等强度圆筒??r
2.复合材料设计的类型1）安全设计在使用条件下不致失效，主要为强度和模量。2）单项性能设计使复合材料的某项性能符合要求。如吸波、透波、零膨胀等，在满足单项主要要求时，还要兼顾其他要求综合考虑。3）等强度设计使其性能的各向异性符合工作条件和环境要求的方向性。4）等刚度设计要求材料的刚度满足对于构件变形的限制条件，并没有过多的冗余。5）优化设计目标函数极值化。如最低成本、最长寿命、最小质量等。
3.复合材料的设计原则1）使用性能原则保证在设定环境条件下使用不致失效。使用性能包括：物理性能：导电性能、导热性能等化学性能：耐蚀性能、抗氧化性能等力学性能：强度、塑性、硬度、模量、耐磨性、冲击韧性、疲劳强度等2）可靠性原则复合材料经长期使用后仍能保证其具有可靠的使用性能。3）工艺原则复合材料的制备工艺相对简单、经济和可靠。4）经济性原则低成本、长寿命、小质量等。
4.复合材料设计的步骤1）确定设计目标根据复合材料的（1）使用性能，包括①物理性能：包括密度、导热性、导电性、磁性、吸波性、透光性等；②化学性能：包括抗腐蚀性、抗氧化性；③力学性能：强度、硬度、韧性、耐磨性、抗疲劳性、抗蠕变性等要求。（2）使用条件：包括使用温度、环境气氛、载荷性质、接触介质等。（3）约束条件：如资源等，确定设计目标。2）选择组分材料根据复合材料应具有的性能，选择组分材料（基体与增强体），包括组分材料的种类、比例、几何形状、分布形式等。
选择组分材料应明确以下几点：（1）由于组分种类的限制，其性能不可能呈连续函数而只能是呈阶梯形式变化。（2）应明确各组分在复合材料中所承担的功