复合材料成型技术及应用pdf

1. 复合材料成型及应用毕业论文(谁能帮我找一篇有关复合材料的发展及应用方面的论文啊··)

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复合材料概念复合材料（Composite materials），是以一种材料为基体（Matrix），另一种材料为增强体（reinforcement）组合而成的材料。

各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。复合材料的基体材料分为金属和非金属两大类。

金属基体常用的有铝、镁、铜、钛及其合金。非金属基体主要有合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳等。

增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维、石棉纤维、晶须、金属丝和硬质细粒等。复合材料使用的历史可以追溯到古代。

从古至今沿用的稻草增强粘土和已使用上百年的钢筋混凝土均由两种材料复合而成。20世纪40年代，因航空工业的需要，发展了玻璃纤维增强塑料（俗称玻璃钢），从此出现了复合材料这一名称。

50年代以后，陆续发展了碳纤维、石墨纤维和硼纤维等高强度和高模量纤维。70年代出现了芳纶纤维和碳化硅纤维。

这些高强度、高模量纤维能与合成树脂、碳、石墨、陶瓷、橡胶等非金属基体或铝、镁、钛等金属基体复合，构成各具特色的复合材料。分类复合材料按其组成分为金属与金属复合材料、非金属与金属复合材料、非金属与非金属复合材料。

按其结构特点又分为：①纤维复合材料。将各种纤维增强体置于基体材料内复合而成。

如纤维增强塑料、纤维增强金属等。②夹层复合材料。

由性质不同的表面材料和芯材组合而成。通常面材强度高、薄；芯材质轻、强度低，但具有一定刚度和厚度。

分为实心夹层和蜂窝夹层两种。③细粒复合材料。

将硬质细粒均匀分布于基体中，如弥散强化合金、金属陶瓷等。④混杂复合材料。

由两种或两种以上增强相材料混杂于一种基体相材料中构成。与普通单增强相复合材料比，其冲击强度、疲劳强度和断裂韧性显著提高，并具有特殊的热膨胀性能。

分为层内混杂、层间混杂、夹芯混杂、层内/层间混杂和超混杂复合材料。 60年代，为满足航空航天等尖端技术所用材料的需要，先后研制和生产了以高性能纤维（如碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维等）为增强材料的复合材料，其比强度大于4*106厘米（cm），比模量大于4*108cm。

为了与第一代玻璃纤维增强树脂复合材料相区别，将这种复合材料称为先进复合材料。按基体材料不同，先进复合材料分为树脂基、金属基和陶瓷基复合材料。

其使用温度分别达250~350℃、350~1200℃和1200℃以上。先进复合材料除作为结构材料外，还可用作功能材料，如梯度复合材料（材料的化学和结晶学组成、结构、空隙等在空间连续梯变的功能复合材料）、机敏复合材料（具有感觉、处理和执行功能，能适应环境变化的功能复合材料）、仿生复合材料、隐身复合材料等。

性能复合材料中以纤维增强材料应用最广、用量最大。其特点是比重小、比强度和比模量大。

例如碳纤维与环氧树脂复合的材料，其比强度和比模量均比钢和铝合金大数倍，还具有优良的化学稳定性、减摩耐磨、自润滑、耐热、耐疲劳、耐蠕变、消声、电绝缘等性能。石墨纤维与树脂复合可得到膨胀系数几乎等于零的材料。

纤维增强材料的另一个特点是各向异性，因此可按制件不同部位的强度要求设计纤维的排列。以碳纤维和碳化硅纤维增强的铝基复合材料，在500℃时仍能保持足够的强度和模量。

碳化硅纤维与钛复合，不但钛的耐热性提高，且耐磨损，可用作发动机风扇叶片。碳化硅纤维与陶瓷复合，使用温度可达1500℃，比超合金涡轮叶片的使用温度（1100℃）高得多。

碳纤维增强碳、石墨纤维增强碳或石墨纤维增强石墨，构成耐烧蚀材料，已用于航天器、火箭导弹和原子能反应堆中。非金属基复合材料由于密度小，用于汽车和飞机可减轻重量、提高速度、节约能源。

用碳纤维和玻璃纤维混合制成的复合材料片弹簧，其刚度和承载能力与重量大5倍多的钢片弹簧相当。成型方法复合材料的成型方法按基体材料不同各异。

树脂基复合材料的成型方法较多，有手糊成型、喷射成型、纤维缠绕成型、模压成型、拉挤成型、热压罐成型、隔膜成型、迁移成型、反应注射成型、软膜膨胀成型、冲压成型等。金属基复合材料成型方法分为固相成型法和液相成型法。

前者是在低于基体熔点温度下，通过施加压力实现成型，包括扩散焊接、粉末冶金、热轧、热拔、热等静压和爆炸焊接等。后者是将基体熔化后，充填到增强体材料中，包括传统铸造、真空吸铸、真空反压铸造、挤压铸造及喷铸等、陶瓷基复合材料的成型方法主要有固相烧结、化学气相浸渗成型、化学气相沉积成型等。

应用复合材料的主要应用领域有：①航空航天领域。由于复合材料热稳定性好，比强度、比刚度高，可用于制造飞机机翼和前机身、卫星天线及其支撑结构、太阳能电池翼和外壳、大型运载火箭的壳体、发动机壳体、航天飞机结构件等。

②汽车工业。由于复合材料具有特殊的振动阻尼特性，可减振和降低噪声、抗疲劳性能好，损伤后易修理，便于整体成形，故可用于制造汽车车身、受力构件、传动轴、发动机架及其内部构件。

③化工、纺织和机械制造领域。有良好耐蚀性的碳纤维与树脂基体复合而成的材料。

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2.复合材料到底学什么

复合材料专业主要培养适应现代科学技术和我国国民经济发展需要的，能够从事材料科学与工程方面设计、研究、应用开发、技术改造和管理的高层次、高素质的德、智、体、美全面发展的科学研究和工程技术人才。使学生认识材料的制备、组成、材料的结构与性能之间关系的基本规律，接受材料制备、性能分析与测试技能的基本训练，掌握新材料设计、材料改性、材料制备、生产过程与工艺设计等基本方法，具备开发新材料、新工艺、提高材料性能、扩大材料应用的知识和能力。

主要课程：大学物理、无机化学、分析化学、有机化学、物理化学、材料科学研究方法、材料科学与工程基础、高分子化学、高分子物理、复合材料学、复合材料成型工艺与设备、复合材料结构设计。

主要实践性教学环节：金工实习、电工实践、高分子实验、复合材料产品设计、复合材料实验、材料大型综合实验、毕业实习、毕业设计（论文）。

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3.cm加工技术是什么

复合加工（Combined Machining,CM）

培养在复合材料生产、加工、营销等领域从事生产运行管理、工艺设计、经营管理等方面工作的高级技术应用性专门人才。

核心能力

复合材料成型加工工艺设计能力，成型加工车间生产运行管理能力，复合材料的营销能力。

课程设置

专业核心课程与主要实践环节：有机化学、物理化学、高分子化学、高分子物理、聚合物、材料成型工艺、复合材料、高分子合成实验、材料成型及性能实验、金工实习、生产实习、专业实习、计算机应用实践、课程设计、毕业实习、毕业设计等，以及各校的主要特色课程和实践环节。

4.无机非金属材料工程就业前景

无机非金属

无机非金属材料工程专业就业方向

本专业学生毕业后可在无机非金属材料结构研究与分析、材料的制备、材料成型与加工等领域从事科学研究、技术开发、工艺和设备设计、生产及经营管理等方面工作

以下是相关招聘职位

· 研发工程师

· 技术员

· 工艺工程师

· 试验员

· 技术服务工程师

· 实验员

· 技术研发工程师

· 材料研发工程师

· 金属化工技术员

· 销售工程师

无机非金属材料工程专业介绍

主要课程

物理化学、无机材料性能、测试及研究方法、粉体工程、材料制备原理、热工过程与设备、无机材料工艺学（含硅酸盐、复合材料）。

无机非金属材料工程专业就业排名

说明：无机非金属材料工程属于工学类，工学类共174个本科专业，

其中，无机非金属材料工程专业就业排名第83

· 1. 计算机科学与技术

· 2. 材料成型及控制工程

· 3. 自动化

· 4. 软件工程

· 5. 土木工程

· 6. 信息工程

· 7. 宝石及材料工艺学

· 8. 电气工程及其自动化

· 9. 制造工程

· 10. 网络工程

· 11. 建筑学

· 12. 工程结构分析

· 13. 机械电子工程

· 14. 建筑环境与设备工程

· 15. 交通工程

无机非金属材料工程专业概况

修业年限

四年

授予学位

工学学士

主要实践性教学环节

包括专业实验、金工实习、生产实习（含毕业实习）、课程设计、计算机应用与上机实践、毕业设计（论文）。

培养目标

本专业培养具备无机非金属材料及其复合材料科学与工程方面的知识，能在无机非金属材料结构研究与分析、材料的制备、材料成型与加工等领域从事科学研究、技术开发、工艺和设备设计、生产及经营管理等方面工作的高级工程技术人才。

培养要求

本专业学生主要学习无机非金属材料及复合材料的生产过程、工艺及设备的基础理论、组成、结构、性能及生产条件间的关系，具有材料测试、生产过程设计、材料改性及研究开发新产品、新技术和设备及技术管理的能力。

毕业生获得的知识和能力

1.掌握无机非金属材料的工业生产过程和设备、生产工艺的专业基础知识； 2.掌握材料制备的原理及工艺基础，材料的结构与性能； 3.掌握本专业所必需的机、电、微型计算机应用的基本知识技能； 4.具有制品的工业生产、质量控制和技术管理的初步能力； 5.具有正确选用材料、设备并进行工艺设计的能力； 6.具有研究改进材料性能、开发新材料、制品、工艺的初步能力。

5.无机非金属材料工程就业方向

本专业旨在培养国民经济发展急需的，具有良好科学素养和创新精神，掌握系统专业知识和熟练实验技能的高级人才。通过本专业的学习，学生将具备坚实的材料科学与工程基础，掌握无机非金属材料的组成、结构和性能之间的关系，研究陶瓷、玻璃、耐火材料、晶体材料及其功能材料与复合材料的制备与应用；培养具有坚实的材料科学与

工程基础，能在无机非金属材料的制备与结构研究、材料成型与加工等领域从事科学研究、技术开发、工程设计、生产经营管理工作，具有较强的实践能力和创新精神的高级工程技术人才。

山东科技大学为无机非金属材料工程专业设计了新的培养模式，注重学生全面素质和创新能力的培养，并使学生按自己的学习兴趣在专业方向的选择上有一定的自主权。在大学四年学习期间，学生系统地学习高等数学、普通物理、外语、计算机、工程制图、机械设计、工程力学、无机化学、物理化学、分析化学、材料科学概论、材料科学基础、材料结构基础、分析化学、材料分析测试技术、材料物理性能、材料力学性能、功能材料、陶瓷工艺学、玻璃工艺学、耐火材料工艺学、晶体材料等基础课和专业课，并开设纳米材料科学与技术、粉体制备技术、等离子技术及应用、复合材料、非金属材料学、高分子材料、能源材料、热工窑炉、无机材料机械设备、材料的腐蚀与防护、计算机在材料科学中的应用、计算材料学基础、学科前沿讲座等专业选修课，使学生具备坚实的基础知识又具有一定的专业特长。此外，学生动手能力的培养受到特别重视，主要课程均包含一定比例的实验内容，还专门设置了入学教育、金工实习、电工实习、生产实习、创新实验、毕业实习及毕业设计等实践环节，培养学生发现、分析和解决问题的能力，全面提高学生的综合素质。

本专业的毕业生择业面宽，就业适应能力强，既可从事新材料、新技术和新工艺的研究开发，材料性能改进，技术、质量管理等材料科学与工程领域的科技工作，也可承担相关专业领域的教学和管理工作。

6.复合材料与工程到底学些什么

一、业务培养目标和规格标准

本专业培养具备复合材料与工程领域的基础理论、专业知识和实验技能，适应现代材料学科的高科技化发展的趋势，掌握复合材料学科前沿发展信息，能够在国防、航空航天、汽车、化工、能源等关键行业从事复合材料与工程领域的科学研究、技术开发、材料设计、产品设计、工艺设计、生产运行及经营管理等方面的高级专业技术人才。

二、业务培养要求

本专业学生主要学习材料科学工程的基础知识，复合材料与工程方面的基础理论和基本知识，复合材料制品成型工艺及设备的基础知识、复合材料结构设计的基本本领等。

毕业生应获得以下几方面的能力：

1.掌握各种复合材料基体及增强材料的性能；

2.掌握复合材料制品加工工艺及设备的基本知识和复合材料制品成型的基本技能；

3.掌握复合材料界面微观作用机理；

4.具有复合材料结构设计的基本技能及复合材料新产品开发的初步能力；

5.掌握材料结构及性能的现代测试分析手段；

6.具有较强的语言、计算机综合能力。

三、主干学科

材料科学与工程、化学。

四、主要课程

高分子化学、高分子物理、材料学导论、材料科学与工程基础、材料研究方法和测试技术、高性能纤维成型及结构性能、复合材料制品成型工艺与设备、复合材料结构设计基础、现代测试技术在复合材料中的应用、材料的表面与界面等。

五、主要实践环节

计算机上机、高等数学实验、工程训练、有机化学实验、物理化学实验、材料科学实验、复合材料大型工艺实验、生产实习、毕业实习、毕业论文等。

六、授予学位

工学学士。

7.复合材料加工与应用技术专业怎么样啊

1、复合材料加工与应用技术专业还可以，毕业可以从事复合材料加工企业从事生产运行、产品质量检测、新产品试制及生产技术管理等工作，也可以从事复合材料产品的营销工作。

2、复合材料加工与应用技术专业培养在复合材料生产、加工、营销等领域从事生产运行管理、工艺设计、经营管理等方面工作的高级技术应用性专门人才。

3、专业核心课程与主要实践环节：有机化学、物理化学、高分子化学、高分子物理、聚合物、材料成型工艺、复合材料、高分子合成实验、材料成型及性能实验、金工实习、生产实习、专业实习、计算机应用实践、课程设计、毕业实习、毕业设计等，以及各校的主要特色课程和实践环节。

8.金属基复合材料论文

文关键词：金属基复合材料有效性能结构拓扑优化论文摘要：金属基复合材料综合了作为基体的金属结构材料和增强物两者的优点，具有高的强度性能和弹性模量、良好的疲劳性能等特点。

由于制作工艺相对容易，和价格低廉，颗粒增强金属基复合材料体现出了广泛的商业价值，金属基复合材料首先在航天和航空上得到应用，随着其价格的不断降低，它们在汽车、电子、机械等工业部门的应用也越来越广。为此全球各大公司和研究机构对它的研究和应用开发正多层次大面积地展开。

笔者阅读了大量相关文献，进而综述了近些年来国内外学者对金属基复合材料的研究，具有一定的现实意义。一、颗粒随机分布金属基复合材料有效性能研究九十年代中期Povirk, Gusev等人就研究证明了可以用一个有限体积的代表体元来代替整体复合材料，模拟其细观结构，从而建立复合材料的宏观性能同其组分材料性能及细观结构之间的定量关系。

随着计算机技术的高速发展，数值分析方法在复合材料力学分析中成为不可缺少的工具，在做计算数值模拟时，建立合适的数学模型，是进行数值模拟计算复合材料等效性能的基础。基于有限元法的多尺度等效性能计算是目前一种行之有效的研究复合材料细观结构与宏观力学行为之间关系的重要方法。

采用这种方法的前提是建立复合材料的有限元模型，包括随机颗粒分布区域的几何建模和网格剖分，然后才能进行多尺度计算。对于复合材料等效性能计算的数值方法，国内外已经发展了名目繁多的各种数值方法。

一般来说，可以分为反分析法、直接分析法。其中反分析法实质就是根据现场观测结果，来反演复合材料力学参数。

反分析法主要依赖于材料程的实测位移、本构模型以及材料参数的假定。由于现场观测资料的获取受客观条件影响和对复合材料认识上的不足，往往造成模型和材料参数假定与实际差异很大，因而该方法在实际应用中遇到了一些困难。

为此，人们试图选择另一种途径---直接分析法来预测复合材料的力学参数。由于离散元元方法没有很好解决对复合材料离散后的计算结果的误差，因此基于离散单元法计算宏观力学参数的研究较少目前主要是基于有限元法的数值分析法，其计算过程是首先建立颗粒材料的统计模型，然后模拟出不同尺度的复合材料"试件"；这样得到的复合材料"试件"，可以视为由基体和增强颗粒两部分组成，其力学参数可以在实验室分别确定，然后应用有限元方法进行分析，进而得到颗粒统计力学参数即。

这一方法计算结果的正确性取决于颗粒统计模型的正确性以及有限元算法的合理性，这一过程虽然有误差，但是误差不会比原位实测更大。该方法的不足之处在于为避免尺寸效应，模拟不同尺度"试件"时，增加了计算成木，并且当计算尺度增大时，"试件"内的颗粒数目明显增加，给有限元的剖分和计算带来了困难。

还有学者基于有限元方法，基于等效观点，对颗粒增强复合材料的等效性能进行了研究，即根据一定的等效原则，宏观地考虑颗粒对材料力学特性的影响，将整个颗粒增强复合材料均匀化、连续化，然后用有限元计算得到等效力学特性.按等效方式来分，主要有材料参数等效法、能量等效法等，这些等效方法有其适用的一面，但仍有一定局限性，例如等效体的尺寸效应问题等.关于材料参数的均匀化理论.作为一种研究复合材料宏观性质的新方法，数学家们已进行了大量的研究，例如A.Bensousson,J.L.Lion、等针对小周期结构问题的渐进分析，给出了均匀化材料系数的概念；O.A.Oleinik等对具有小周期结构的均匀化理论和一阶渐进分析理论进行了深入研究；T.Hou和陈志明等在此基础上给出了一阶渐进展开有限元的理论估计；崔俊芝等针对小周期结构提出了双尺度祸合算法。针对具有对称性的基本胞体给出了高阶渐进展式和有限元估计，并把此方法运用到工程计算中，从而使的均匀化从理论分析进入了数值计算。

阶段和实际应用阶段，使得微观构造十分复杂的非均质材料的宏观力学参数计算成为现实，并且给出了计算周期性编制复合材料的等效力学参数的双尺度方法。在进行等效计算时，首先需建立材料的单胞模型，如二维单胞模型、二维多颗粒单胞模型、三维单胞模型、三维多颗粒单胞模型及代表体单元模型。

武汉理工大学的瞿鹏程教授等，根据扫描电镜试样截面细观图，建立了有限元模型，并且成功预测出了SiC颗粒增强Al基复合材料等效弹塑性力学性能特征曲线。Soppa根据体积含量10%Al2O3，增强6061Al基复合材料的实验细观图，构件有限元分析模型，观察残余热应力对PRMMCs变形和破坏的影响。

Han等人采用三维多颗粒单胞模型研究PRMMCs的力学性能和裂纹的产生。二、复合材料微结构拓扑优化研究结构拓扑优化是结构形状优化的发展，是布局优化的一个方面。

当形状优化逐渐成熟后，结构拓扑优化这一新的概念就开始发展，现在拓扑优化正成为国际结构优化领域一个最新的热点。以Roderick Lakes(1987,1993)提出的具有负泊松比系数的泡沫材料以及对通过不同组分材料的复合可以获得任何单相材料无法比拟的极端材料特性（如零膨胀系数、零剪切性能）新发现。