高性能复合材料第9章
第9章土工合成材料在路基工程中的应用
第9章
土工合成材料在路基工程中的应用
2结构设计与形式 土工合成材料加筋路堤的结 构形式，可根据工程具体情况， 遵循技术可行、经济合理、施工 方便的原则，选用图9—6所示的 形式。受地形、地物限制需加陡 路堤边坡时，宜选用图9-6(a) 的外边回折的加筋结构形式；其 他一般情况，宜选用图9—6(b)、 (c)两种形式。 土工合成材料加筋路堤的设 计包括土工合成材料的铺设层 数、铺设方式、铺设范围及坡面 防护等内容。铺设层数和长度应 按圆弧滑动法和楔体滑动法通过
第9章
土工合成材料在路基工程中的应用
土工合成材料的抗拉强度(kN／n1)； 一考虑施工损伤、材料老化、材料蠕变等因素的安全系 数； 考虑施工损伤的分项安全系数，一般取值1 0～1 3； 一考虑材料蠕变的分项安全系数，宜根据试验确定，若 元试验资荆 可取2 0～4 0； 考虑化学、生物损伤的分项安全系数，可取1 0～1 5。 对土工织物，还应具有较高的刺破强度、 顶破强度和握持强度等，这些强度 除需能满足规范规定的相应验算公式外， 还应满足表9-1的要求 土工合成材料与土接触的界面摩擦系数 ^s，应参照规范规定的剪切试验方 法，由试验确定。对路基等级条件较低 时，可由一式确定
第9章
土工合成材料在路基工程中的应用
9．1· 1 土工合成材料的种类 土工合成材料是土木工程应用的合成材料的总称。作为一种新型的土木工 程材料，它是以人工合成的聚合物(如塑料、化纤、合成橡胶等)为原料，制 成各种类型的产品，置于土体内部、表面或各种土体之间，发挥加强或保 护土体的作用。关于土工合成材料的分类，至今尚无统一准则。《土工合 成材料应用技术规范》 (GB 50290一1 998)称土工合成材料为土工织物、 土工膜、土工特种材料、土工复合材料的总称。土工织物包括织造和非织 造(无纺)两类；土工特种材料包括土工格栅、土工带、土工格室、土工网、 土工模袋、土工网垫、土工织物膨润土垫(GCL)、聚苯乙烯泡沫塑料(EPS) 等；土工复合材料包括复合土工膜、复合土工织物、复合防排水材料(排水 带、排水管、排水防水材料等)。 1．土工织物(geoteXtile) 土工织物为透水性土工合成材料。土工织物的制造过程是首先把聚合物原 料加工成丝、短纤维、纱或条带，然后再制成平面结构的土工织物。按制 造方法分为织造土工织物和非织造(无纺)土工织物。织造土工织物由纤维纱 或长丝按一定方向排列机织而成；非织造土工织物由短纤维或长丝按随机 或定向排列制成的絮垫，经机械结合、热粘或化粘而成。
《复合材料结构设计》PPT课件
传统机械按键结构层图：
按键
PCBA
开关键Байду номын сангаас
传统机械按键设计要点：
1.合理的选择按键的类型，尽量选择 平头类的按键，以防按键下陷。
2.开关按键和塑胶按键设计间隙建议 留0.05~0.1mm，以防按键死键。 3.要考虑成型工艺，合理计算累积公
差，以防按键手感不良。
§4.3 层合板与层合件设计
4.3.4 变厚度层合板设计
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§4.2 设计选材与设计许用值确定
4.2.2 设计许用值的定义与确定原则
金属材料设计许用值以应力表示，称设计许用应力 ；复合材料 结构的设计许用值选择应变，称设计许用应变。
确定设计许用值的一般原则： ★ 结构的拉伸设计许用值主要取决于含孔试样的许用值，结
构的压缩设计许用值主要取决于含冲击损伤试样的许用值。 ★ 薄蒙皮或薄面板蜂窝夹层结构设计许用值的确定，还需根
§4.4 夹层结构设计
4.4.1 夹层结构的破 坏模式与设计 准则
（1）夹层结构破坏模式
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§4.4 夹层结构设计
4.4.1 夹层结构的破坏模式与设计准则
（2）夹层结构设计准则
◆ 在设计载荷下，面板的面内应力应小于材料强度，或在设计载荷下，面 板应变小于设计许用应变；
◆ 芯子应有足够的厚度（高度）及刚度 ； ◆ 芯子应有足够的弹性模量和平压强度，以及足够的芯子与面板平拉强度； ◆ 面板应足够厚，蜂窝芯格尺寸应合理； ◆ 应尽量避免夹层结构承受垂直于面板的平拉或平压局部集中载荷； ◆ 胶粘剂必须具有足够的胶接强度，同时还要考虑耐环境性能和老化性能； ◆ 碳纤维层合面板与铝蜂窝芯子胶接面要注意防止电偶腐蚀问题； ◆ 对雷达罩等有特殊要求的夹层结构，面板、芯子和胶粘剂选择必须考虑 电性能、阻燃、毒性和烟雾等特殊设计要求。
复合材料概论
复合材料概论第一章总论1.复合材料的定义答：用经过选择的、含一定数量比的两种或两种以上的不同性能、不同形态的组分（或称组元）材料通过人工复合组合而成的多相、三维结合且各相之间有明显界面的、具有特殊性能的材料。
它既保持了原组分的主要特点，又显示了原组分材料所没有的新性能。
2.复合材料的发展进程(四代的发展)答：第一代复合材料（玻璃纤维增强塑料）第二代复合材料(碳纤维增强塑料)第三代复合材料（纤维增强金属基复合材料）第四代复合材料（多功能复合材料）3.复合材料的特点答：a.复合材料的组分和相对含量是由人工选择和设计的b.复合材料是以人工制造而非天然形成的（区别于具有某些复合材料形态特征的天然物质）c.组成复合材料的某些组分在复合后仍然保持其固有的物理和化学性质（区别于化合物和合金）.d.复合材料是各组分之间被明显界面区分的多相材料e.复合材料的性能取决于各组成相性能的协同。
复合材料具有新的、独特的和可用的性能，这种性能是单个组分材料性能所不及或不同的。
4.复合材料结构及分类答：(1)复合材料是由基体相、增强相和界面组成。
这三相的结构与性质、它们的配置方式和相互作用以及相对含量决定了复合材料的性能。
(2)5.相关符号的代表意义答：MMC（Metal Matrix Composite）表示金属基复合材料，FRP（Fiber Reinforced Plastics）表示纤维增强塑料GF/Epoxy, 或G/Ep(G-Ep) 表示玻璃纤维/环氧第二章1.复合材料中基体的作用答：1.将纤维粘合为整体并使纤维固定，在纤维间传递载荷，并是载荷均衡；2.决定复合材料的一些性能，如高温使用性能、层间剪切性能、耐介质性能（耐水、耐化学性能）等；3.决定复合材料成型工艺方法及工艺参数选择；4.保护纤维免受各种损伤。
2.金属基体选择遵循原则答:（1）金属基复合材料的使用要求（2）金属基复合材料组成特点（3）基体金属与增强物的相容性3.常见金属基体的类型答:（1）结构用金属基复合材料的基体a.用于450 ︒C以下的轻金属基体b.用于450-700 ︒C的复合材料的金属基体c.用于1000 ︒C以上的高温复合材料的金属基体（2）功能用金属基复合材料的基体。
新型材料业高性能材料研发与应用方案设计
新型材料业高功能材料研发与应用方案设计第一章：项目背景与目标 (2)1.1 项目背景 (2)1.2 项目目标 (2)第二章：高功能材料概述 (3)2.1 高功能材料的定义 (3)2.2 高功能材料的特点 (3)2.3 高功能材料的应用领域 (3)第三章：研发流程与方法 (4)3.1 研发流程设计 (4)3.2 研发方法选择 (4)3.3 研发团队建设 (5)第四章：材料制备与加工 (5)4.1 材料制备技术 (5)4.2 材料加工技术 (6)4.3 材料功能优化 (6)第五章：功能评估与检测 (7)5.1 功能评估方法 (7)5.2 功能检测技术 (7)5.3 检测结果分析 (8)第六章：应用方案设计 (8)6.1 应用领域分析 (8)6.2 应用方案制定 (9)6.3 应用效果预测 (9)第七章：产业化推进 (10)7.1 产业化路径规划 (10)7.2 产业化关键环节 (10)7.3 产业化风险控制 (10)第八章：市场分析与预测 (11)8.1 市场现状分析 (11)8.2 市场需求预测 (11)8.3 市场竞争分析 (11)第九章：政策与法规环境 (12)9.1 政策环境分析 (12)9.1.1 国家政策导向 (12)9.1.2 地方政策支持 (12)9.1.3 政策趋势分析 (12)9.2 法规环境分析 (12)9.2.1 现行法规体系 (12)9.2.2 法规监管体系 (13)9.2.3 法规发展趋势 (13)9.3 政策法规对项目的影响 (13)9.3.1 政策支持对项目发展的促进作用 (13)9.3.2 法规监管对项目合规性的保障 (13)9.3.3 政策法规对项目竞争力的提升作用 (13)第十章：项目总结与展望 (13)10.1 项目总结 (13)10.2 项目不足与改进 (14)10.3 项目未来展望 (14)第一章：项目背景与目标1.1 项目背景我国经济的快速发展，高新技术产业的崛起，以及国家战略需求的不断提升，高功能材料在航空航天、新能源、电子信息、生物医疗等领域的应用日益广泛。
第一章复合材料的概念、分类及其发展历程
5、复合材料是各组分之间被明显界面区分的多相材料。
第一章复合材料的概念、分类及其
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发展历程
国际标准化组织：由两种以上在物理和化学上不同的物质组 合起来而得到的一种多相固体材料。 《材料科学技术百科全书》中关于复合材料的定义如下： 复合材料是由有机高分子、无机非金属或金属等几类不同材 料通过复合工艺组合而成的新型材料。它既保留原组成材料 的重要特色，又通过复合效应获得原组分所不具备的性能。 可以通过材料设计使各组分的性能互相补充并彼此关联，从 而获得更优越的性能，与一般材料的简便混合有本质区别。
高分子 木材 皮肤 动物胶 纤维
钢 合金钢
导电高分子
高温合金
复合材料
石材 陶器
陶瓷 玻璃
橡胶
电木
尼龙
PE PS PC
高模聚合物
聚酯
金属基复合材料
PAN PP
陶瓷基复合材料
水泥 耐火材料
熔融硅
耐湿陶瓷
韧性机械陶瓷
10000BC 5000BC
0
第一章复合材料的概念、分类及其
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1900 发展历程1960
第一章复合材料的概念、分类及其
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发展历程
上述复合材料的定义较易被普遍接受，它不仅明确指 出复合材料是“通过人工复合的”和“有特殊性能的”材料，而 且还指明了复合材料的组分、结构特点及与其他种材料 （如简单混合物、化合物、合金）的特征区别。
根据上述复合材料的定义，复合材料应不包括自然形 成的具有某些复合材料形态的物质、化合物、单相合金和 多相合金。
中考化学一轮复习(第9章 化学与社会发展)
2008年中考化学一轮复习第九章 化学与社会发展一、化学与能源1．目前， 是人类生产、生活的主要能源，其中包括 、 、 ，人们通过燃烧将其转化成热能以提供能量，同时它们是 的能源，是非常有限的，故对这些化石燃料须节约使用并要加强综合利用。
2．缓解“能源危机”可采取的措施： ； ； 。
3．我国在生产和日常生活中使用的电能，大多是通过燃烧化石燃料，由 能转变电能而来的。
这样做的缺点有： ， ， 。
4．化学电源是一种将 能直接转化成 的装置。
它通过化学反应，消耗某种化学物质，输出电能。
常见的电池大多是 电源。
5．用砂纸擦去铜片和锌片表面的氧化膜，用导线将铜片和锌片分别连接到电流计的正负极，然后把锌片和铜片一起插入盛有硫酸铜溶液的烧杯中。
现象是： ，涉及的反应是： 。
6．随意丢弃废旧电池，会导致 对环境的污染。
7． 将成为21世纪的主要能源。
该能源的三大优点： ， ， 。
所以，被人们称为理想的“ ”。
8．如图所示的氢气发生装置，如何检查装置的气密性？方法1：；方法2：。
9．在点燃氢气前为什么要检验氢气的纯度？ 。
哪些气体在点燃之前要检验纯度？ 。
如何检验氢气的纯度？ 。
10．实验室制取氢气的原理是 。
为了不使用铁在实验室制取氢气？ 。
为何不用水通电分解的方法来获得氢气？。
制约氢气广泛应用于生产生活中的原因是。
二、化学与材料11．常用的材料有四种：、、、。
金属材料包括和。
无机非金属材料包括和、等。
合成材料一般包括、、。
复合材料是的材料。
12．不同的材料具有不同的性能：金属材料；无机非金属材料。
合成材料。
复合材料。
13．如何区别羊毛线、棉线、化纤布料？。
14．如何区别聚乙烯和聚氯乙烯：。
16．聚乙烯组成中只含有、元素，而聚氯乙烯的组成中除含有、元素外，还含有元素。
聚乙烯毒，聚氯乙烯毒，因此，聚乙烯能用于食品的包装，而聚氯乙烯不能。
17．废弃塑料的急剧增加，造成了新的环境污染——“”。
由于大多数塑料在自然条件下难以破坏、分解，而长期堆积又会破坏土壤结构，污染地下水，危害海洋生物。
第9章 材料经济学(2学时)
材料种类之间的竞争
例如： 金属材料大类中钢铁材料之间的竞争; 钢铁材料与非铁金属材料之间的竞争; 各钢种之间的竞争，如高速钢类; 高分子有机材料的不断更新与替换; 绿色有机材料的崛起; 有色金属材料中的铜、铝、锌等之间也 都有竞争与替代。
UJS—Dai QX
传统材料的改进
改进措施主要有优化材料成分、革新或创新制备工艺。
UJS—Dai QX
为例
例8-11
国家战略竞争, 争夺制高点
1958年美国国防部就设立了“国防高级研究局”,以新的 管理思想和模式鼓励创新研究,创造军事技术的新思想、新 方法和新技术.敢于承担风险,愿意资助其他部门淘汰的高 风险项目,也支持一些所谓的“疯子项目”(crazy project). 几十年的成就表明,这是一个“成功的风险投资者”,是 “美军探索高技术的窗口”. 美国总统办公厅科技政策室在1995年发布的《国家关键 技术报告》中明确指出,新材料技术是关系美国国家经济繁 荣和国家安全的七大关键技术之一. 欧洲各国、日本等发达国家都制定了新材料研究和发展 规划,政府在经费方面都进行了倾斜.
外
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综合回收率高，锑回收 率在90%以上
生产能力在1000t以上的极 少，大部分为1000t以下
熔炼过程中产生大量的 SO2气体及铅蒸汽，废气中 铅含量超过国家标准，烟尘 浓度和铅尘浓度分别达 360mg/m3和34mg/m3 ，整 个过程产生的污染远远高于 国家规定的排放标准 UJS—Dai QX
UJS—Dai QX
功能第一
追求质量 耐久性 大量消费 废弃
重视环境
质量适宜 分解性 节能省资源 回收再利用 通用 前预防
个别特殊
后处理
《复合材料》习题及答案 (2)
《复合材料》习题及答案第一章1、材料科技工作者的工作主要体现在哪些方面？（简答题）①发现新的物质，测试新物质的结构和性能；②由已知的物质，通过新的制备工艺，改善其微观结构，改善材料的性能；③由已知的物质进行复合，制备出具有优良特性的复合材料。
2、复合材料的定义（名词解释）复合材料是由两种或两种以上物理和化学性质不同的物质组合而成的一种多相固体材料。
3、复合材料的分类（填空题）⑴按基体材料分类①聚合物基复合材料；②金属基复合材料；③无机非金属基复合材料。
⑵按不同增强材料形式分类①纤维增强复合材料：②颗粒增强复合材料；③片材增强复合材料；④叠层复合材料。
4、复合材料的结构设计层次（简答题）⑴一次结构：是指由基体和增强材料复合而成的单层复合材料，其力学性能取决于组分材料的力学性能，各相材料的形态、分布和含量及界面的性能；⑵二次结构：是指由单层材料层合而成的层合体，其力学性能取决于单层材料的力学性能和铺层几何（各单层的厚度、铺设方向、铺层序列）；⑶三次结构：是指工程结构或产品结构，其力学性能取决于层合体的力学性能和结构几何。
5、复合材料设计分为三个层次：（填空题）①单层材料设计；②铺层设计；③结构设计。
第二章1、复合材料界面对其性能起很大影响，界面的机能可归纳为哪几种效应？（简答题）①传递效应：基体可通过界面将外力传递给增强物，起到基体与增强体之间的桥梁作用。
②阻断效应：适当的界面有阻止裂纹的扩展、中断材料破坏、减缓应力集中的作用。
③不连续效应：在界面上产生物理性能的不连续性和界面摩擦出现的现象。
④散热和吸收效应：光波、声波、热弹性波、冲击波等在界面产生散射和吸收。
⑤诱导效应：复合材料中的一种组元的表面结构使另一种与之接触的物质的结构由于诱导作用而发生变化。
2、对于聚合物基复合材料，其界面的形成是在材料的成型过程中，可分为两个阶段（填空题）①基体与增强体的接触与浸润；②聚合物的固化。
3、界面作用机理界面作用机理是指界面发挥作用的微观机理。