航空航天複合材料

《航空航天複合材料》是2024年科學出版社出版的圖書。

基本介紹

• 中文名：航空航天複合材料
• 作者：付紹雲
• 出版時間：2024年3月1日
• 出版社：科學出版社
• ISBN：9787030782526

內容簡介

《航空航天複合材料》聚焦航空航天領域內套用的複合材料，系統全面地介紹了航空航天複合材料的基本概念和基礎知識。內容包括：緒論，原材料，傳統製備技術，3D/4D列印技術，樹脂基複合材料，層合板，夾層複合材料，金屬基複合材料，陶瓷基複合材料，天然複合材料，多尺度複合材料，紡織複合材料，複合材料的強度、模量、蠕變、疲勞和斷裂力學理論，屈*分析，測試與表征，高低溫力學性能和物理性能，製造缺陷和濕熱環境對力學性能的影響，部件設計與試驗，連線與失效分析，無損檢測與健康監測，自癒合和修復等。為了加深對《航空航天複合材料》內容的理解，各章附有習題與思考題。

圖書目錄

叢書序

本書序

前言

第1章 緒論001

1.1 引言001

1.2 航空航天工業的套用要求003

1.3 航空航天複合材料的原材料與製備003

1.4 航空航天複合材料的主要類別005

1.4.1 複合材料層合板005

1.4.2 夾層複合材料006

1.4.3 纖維金屬層合板006

1.4.4 鋁基複合材料和陶瓷基複合材料007

1.4.5 植物纖維／聚合物基複合材料007

1.4.6 多尺度超混雜複合材料008

1.4.7 編織複合材料008

1.4.8 自癒合複合材料008

1.5 選擇好的航空航天複合材料009

1.6 總結與展望010

習題與思考題011

參考文獻011

第2章 高性能複合材料樹脂基體及增強材料013

2.1 引言013

2.2 高性能複合材料樹脂基體材料013

2.2.1 環氧樹脂基體014

2.2.2 雙馬來醯亞胺樹脂基體019

2.2.3 聚醯亞胺樹脂基體022

2.2.4 氰酸酯樹脂基體026

2.2.5 酚醛樹脂基體029

2.2.6 其他樹脂基體034

2.3 高性能樹脂基複合材料增強材料038

2.3.1 碳纖維038

2.3.2 玻璃纖維042

2.3.3 芳綸纖維044

2.3.4 其他有機纖維047

2.4 總結與展望050

習題與思考題050

參考文獻050

第3章 航空航天複合材料製備技術053

3.1 引言053

3.2 複合材料熱壓罐成型054

3.2.1 概述054

3.2.2 熱壓罐用主要材料——預浸料054

3.2.3 熱壓罐成型主要裝備與模具055

3.2.4 熱壓罐固化工藝056

3.2.5 熱壓罐成型工藝過程控制060

3.3 複合材料液體成型061

3.3.1 概述061

3.3.2 纖維預製體062

3.3.3 液體成型典型工藝方法064

3.3.4 液體成型工藝過程控制069

3.4 複合材料模壓成型071

3.4.1 概述071

3.4.2 模壓工藝用主要原材料071

3.4.3 模壓工藝用主要裝備與模具072

3.4.4 模壓工藝073

3.4.5 模壓工藝過程控制075

3.5 複合材料纏繞成型076

3.5.1 概述076

3.5.2 纏繞成型用主要材料077

3.5.3 纏繞成型用主要裝備與模具077

3.5.4 纏繞工藝078

3.5.5 纏繞成型工藝過程控制079

3.6 複合材料拉擠成型083

3.6.1 概述083

3.6.2 拉擠成型用主要材料083

3.6.3 拉擠成型工藝084

3.6.4 拉擠成型用主要裝備與模具085

3.6.5 拉擠成型工藝過程控制085

3.7 手糊成型工藝086

3.7.1 概述086

3.7.2 手糊成型用主要材料087

3.7.3 手糊成型工藝087

3.7.4 手糊成型工藝用主要裝備與模具089

3.7.5 手糊成型工藝過程控制089

3.8 複合材料製備技術的新進展090

3.8.1 高性能熱塑性複合材料先進制備技術090

3.8.2 複合材料的乾絲鋪放技術092

3.8.3 複合材料新型拉擠成型技術094

3.9 總結與展望095

習題與思考題096

參考文獻096

第4章 複合材料層合板098

4.1 引言098

4.2 層合板的定義、標記與性質100

4.2.1 層合板的定義與特徵100

4.2.2 層合板的標記101

4.2.3 層合板性質102

4.2.4 層合板套用中需考慮的載荷與環境因素105

4.3 複合材料層合板設計109

4.3.1 複合材料層合板設計原則109

4.3.2 複合材料層合板設計方法111

4.4 總結與展望112

習題與思考題113

參考文獻113

第5章 夾層複合材料115

5.1 引言115

5.2 夾層複合材料概述116

5.2.1 夾芯材料類型與特點117

5.2.2 蜂窩芯材117

5.2.3 PMI泡沫124

5.2.4 面板126

5.2.5 膠黏劑126

5.3 夾層複合材料的製造128

5.3.1 蜂窩夾層複合材料的製造工藝128

5.3.2 PMI泡沫夾層複合材料的製造工藝130

5.4 夾層複合材料的無損檢測131

5.4.1 蜂窩夾層複合材料的無損檢測131

5.4.2 泡沫夾層結構無損檢測132

5.5 夾層複合材料的套用133

5.6 總結與展望135

習題與思考題135

參考文獻135

第6章 纖維金屬層板137

6.1 引言137

6.2 纖維金屬層板簡介137

6.2.1 纖維金屬層板的發展歷程137

6.2.2 纖維金屬層板的結構與分類139

6.2.3 纖維金屬層板的成形技術142

6.3 纖維金屬層板的性能143

6.3.1 準靜態力學性能143

6.3.2 疲勞性能145

6.3.3 衝擊性能146

6.3.4 層間力學性能146

6.3.5 其他性能148

6.4 纖維金屬層板的計算分析方法148

6.4.1 解析計算方法148

6.4.2 數值計算方法150

6.5 纖維金屬層板的套用152

6.6 總結與展望153

習題與思考題154

參考文獻154

第7章 高性能輕質金屬基複合材料156

7.1 引言156

7.2 原材料157

7.3 金屬基複合材料的製備方法158

7.3.1 連續纖維增強金屬基複合材料的製備方法158

7.3.2 非連續增強金屬基複合材料的製備方法159

7.4 金屬基複合材料的性能162

7.4.1 連續增強金屬基複合材料的性能162

7.4.2 非連續增強金屬基複合材料的性能163

7.5 金屬基複合材料的基礎理論169

7.5.1 金屬基複合材料分類169

7.5.2 金屬基複合材料界面170

7.5.3 金屬基複合材料的殘餘應力173

7.5.4 金屬基複合材料強化機制175

7.6 金屬基複合材料的航空航天套用176

7.6.1 鋁基複合材料的套用176

7.6.2 鎂基複合材料的套用177

7.6.3 鈦基複合材料的套用179

7.7 總結與展望181

習題與思考題181

參考文獻181

第8章 航空航天用非連續增強鋁基複合材料186

8.1 引言186

8.2 典型顆粒增強鋁基複合材料187

8.2.1 顆粒增強鋁基複合材料的製備方法187

8.2.2 顆粒增強鋁基複合材料的變形加工技術189

8.2.3 顆粒增強鋁基複合材料力學性能影響因素193

8.3 新型納米碳增強鋁基複合材料195

8.3.1 納米碳增強鋁基複合材料的製備方法196

8.3.2 納米碳增強鋁基複合材料的變形加工198

8.3.3 納米碳增強鋁基複合材料的力學性能199

8.4 高強韌構型化金屬基複合材料發展200

8.4.1 構型化複合材料的設計原理201

8.4.2 構型化複合材料的變形加工202

8.4.3 構型化複合材料的力學性能204

8.5 非連續增強鋁基複合材料在航空航天領域的套用205

8.5.1 承載結構套用206

8.5.2 光機結構套用207

8.6 總結與展望208

習題與思考題208

參考文獻208

第9章 航空發動機用長壽命連續纖維增強陶瓷基複合材料216

9.1 引言216

9.2 陶瓷基複合材料概述217

9.2.1 CMCSiC的製備方法217

9.2.2 CMCSiC的套用219

9.3 高緻密SiC／SiC223

9.3.1 熔體滲透法223

9.3.2 納米熔滲瞬時共晶法225

9.4 高基體開裂應力SiC／SiC225

9.4.1 預製體結構226

9.4.2 界面剪下強度227

9.4.3 熱膨脹係數匹配228

9.4.4 基體強化229

9.5 自癒合基體改性CMCSiC229

9.5.1 硼矽玻璃改性複合材料232

9.5.2 自癒合組元改性CMCSiC233

9.5.3 高溫穩定的玻璃相241

9.6 總結與展望242

習題與思考題243

參考文獻243

第10章 植物纖維增強複合材料248

10.1 引言248

10.2 植物纖維概述249

10.2.1 化學組成249

10.2.2 微觀結構249

10.2.3 力學性能251

10.3 植物纖維表面處理方法252

10.4 植物纖維增強複合材料成型工藝256

10.5 植物纖維增強複合材料的界面260

10.6 植物纖維增強複合材料的力學性能263

10.7 植物纖維增強複合材料的物理性能267

10.7.1 聲學性能267

10.7.2 熱學性能270

10.7.3 介電性能271

10.7.4 阻尼性能273

10.8 植物纖維增強複合材料的套用274

10.9 總結與展望276

習題與思考題277

參考文獻277

第11章 複合材料的剛度和強度281

11.1 引言281

11.2 單向連續纖維增強複合材料的剛度與強度分析282

11.2.1 線彈性材料應力應變關係282

11.2.2 單層板的應力應變關係285

11.2.3 單層板的強度理論288

11.2.4 單向纖維增強複合材料細觀分析292

11.3 層合板的剛度與強度分析305

11.3.1 基於**層合板的剛度表達305

11.3.2 層合板的強度理論309

11.3.3 層間應力分析317

11.4 總結與展望320

習題與思考題320

參考文獻321

第12章 航空航天用纖維增強複合材料的蠕變性能324

12.1 引言324

12.2 複合材料蠕變行為的概念及內涵325

12.3 黏彈性本構關係325

12.4 複合材料蠕變力學理論模型327

12.4.1 廣義麥克斯韋模型328

12.4.2 廣義開爾文模型328

12.4.3 Burgers模型329

12.4.4 Schapery模型330

12.4.5 變參模型331

12.4.6 Findley冪次方程332

12.5 複合材料蠕變性能評價方法332

12.5.1 常規蠕變試驗333

12.5.2 時溫等效法333

12.5.3 分級等溫法334

12.5.4 納米壓痕測試技術334

12.6 複合材料典型蠕變性能及影響因素335

12.6.1 樹脂基體蠕變性能及影響因素335

12.6.2 纖維蠕變性能及影響因素337

12.6.3 層合板蠕變性能及影響因素337

12.7 複合材料抗蠕變性能提升