《复合材料课程设计》
《复合材料课程设计》说明书—纤维增强复合材料桥梁设计方法的综述
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日期：2014年6月20日
摘要：中国复合材料五十年的发展，在各领域都取得了很大的进步。本文介绍了桥梁设计和建造的未来趋势，以及目前全球纤维增强复合材料应用于桥梁的主要实例及设计方法。
关键词：纤维增强复合材料桥梁设计方法
1. 桥梁设计和建造的未来趋势
1.1 在桥梁建造技术和建造外观两方面有前所未有的发展。
当前世界上的桥梁设计在外观设计方面与许多年前相比有着更大的发展。适合于它周边设施的桥型设计具有相当的重要性及更高的理念，例如孟买地区Thane Creek溪上的弓形琴弦大梁桥提供给乘车者一种视觉上的享受。首先，桥梁的业主让艺术家来决定桥型设计，接着建筑设计师来演绎，最后由工程师完成。“震撼”意念使桥梁构思在概念上既新颖又简单，例如让人们非常荣耀的英国Gateshead千禧年桥。
1.2 安保风险
抵御爆炸和地震的多风险保护正变得日益重要，在诸如地震活力、风险评估技术、预测地震响应方式等领域取得了重要进展。地震不是一种力而是一种变形，新的理念是提供变形足够的容量并允许桥梁移动，而不是试图去抵抗力。设想的方案如采用玻璃纤维/碳纤维包覆柱子、能量吸收装置、耗散能量的结构保险单元。
1.3 增加跨距
技术上，非常大跨距的桥梁可以用当今的材料来建造，跨距正变得更大，例如Jammu & Kashmir(查漠一克什米尔)境内的Chenab(奇纳布)河上一座桥是世界上最大拱距(480m)的桥梁之一。全寿命服务期的考虑为提升跨距提供了设计和建造依据。社会日益愿意为大跨距桥的方便和美观而买单。
斜拉桥正逐渐取代传统上与跨距相关的悬索桥，例如在日本建造了世界上最长的斜拉桥(Tatara跨海大桥-890m跨距)。发展缆绳斜拉技术，关键因素就是提高跨距，这是通过降低股束尺寸，增加诸如缆绳的螺旋等特征来实现的。
减震对长跨距的重要性:解决方案有诸如调幅物质减震器，用在斜拉的法国诺曼底庞特桥上的横交缆绳或“肩带”。绞线设备比预制平行线束体系更有竞争力。1000m跨距的记录被香港昂船洲大桥所打破，中国苏通大桥是1200m的跨距。
1.4 更高的桥
现今可开发出制造直径大至4m，高度大于100m柱子的技术及设备。
大直径立柱的建造:随着钻孔直径的增大，钻孔的稳定性也得到了提高。大直径立柱也更有利于在河床上定位立柱帽，更大更高的立柱可提供更大的净空高度。
1.5 变得更强
为了实现一种建筑的新理念，就需要引人一种新材料。钢可以使大跨距的析架箱梁成为可能;高强度线缆使得悬索桥成为可能;混凝土伴同预应力混凝土一起应用使得大跨距的混凝土桥成为可能。超高性能材料的引人可以大大改变建筑的力学特性，诸如VSL公司的水泥质材料Ductal性能上更近乎于钢。
1.6 预制部件
预浇铸地基、桥基、立柱和上部结构单元可以使桥的建造时间不再以年计，
而是以月计和以周计，例如波多黎各圣胡安桥在21h内拔地而起;美国德克萨斯州达拉斯RayHubbard湖上桥使用了预浇铸的横向架构帽作为所有43个立柱帽，每一个立柱帽的建造时间由8~9天降至1天。预浇铸部件减少了昂贵的现场浇铸工作成本并延长了可建造季节。
1.7 新材料
先进复合材料已经开始广泛应用，例如应用于桥梁的高品质的不锈钢也是一种金属基复合材料。尤其是不同类型纤维增强聚合物复合材料得到了广泛应用，例如FRP板材和FRP条带、纤维增强聚合物复合材料甲板、端锚固的FRP缆索、抗震防护的FRP包覆材料和保护结构的FRP附件。在美国，纤维增强聚合物复合材料桥梁甲板获得了普遍应用。
1.8 提高耐久性
使用电绝缘材料体系对桥梁提供更高级别的保护，可满足人们日益增长的对桥梁提高耐久性的要求。在桥梁甲板设计上进行了一系列改变，例如在传统设计中，一般将混凝土甲板盖在一些支撑结构上，这在现代桥梁设计中已被改变，甲板已经成为结构的一部分并支撑起自己。
2 纤维增强聚合物复合材料的特异性
复合材料的概念很大，合金也算是一种金属基复合材料。这里我们仅仅指纤维增强聚合物复合材料，用英文字母FRP表示，几年前FRP是英文Fiber Reinforc- ed Plastic的缩写，为了这个plastic(塑料)发生了很多争执，容易诱导用户错误地将材料性能与塑料性能结合多一点，所以后来一致推荐为Fiber Reinforced Polymer的缩写。FRP材料的最大特点是轻质高强，密度为1.5~2.2g/cm3范围内，但是这里的高强是相对的、有选择性的与各向异性的。所以必须再次强调在性能上区别复合材料与传统材料的重要性。
复合材料由连续基体相(matrix phase)和分散增强相(disperse phase)及界面层(interface phase)所构成。复合材料各组份(相)的作用为：
连续基体相：①将增强材料粘合成整体并使增强材料的位置固定；②增强材料间传递载荷并使载荷均匀，自身承受一定载荷；③保护增强体免受各种损伤；
④很大程度上决定成型工艺方法及工艺参数选择；⑤决定了部分复合材料的性能。
分散增强相：主要承受绝大部分载荷，具有增强、增韧作用。
功能体：赋予一定功能性，如磁性能、电性能、阻燃性能等。
界面层：复合材料的绝大部分性能很大程度上取决于界面层的状态和性质，材料的破坏与失效机制往往是从界面破坏与失效开始的。复合材料的力学性能，对界面层的状态和性质及界面缺陷都十分敏感，并很大程度上取决于界面层的状态和性质。
3 纤维增强复合材料的原材料、分类、结构与性能
纤维增强复合材料的主要原材料是各种各样的纤维(作为增强相)和各种类型的树脂(作为连续基体相)。目前应用于桥梁的纤维主要有玻璃纤维、碳纤维以及芳纶纤维，近年来超高分子量的聚乙烯纤维的应用也逐渐在被研究和开发。目前应用于桥梁的主要的树脂有不饱和聚酯树脂、乙烯基酯树脂、环氧树脂与酚醛树脂。
纤维增强复合材料的力学性能大部分是由纤维的品种所决定，所以通常以纤维的品种来分类和命名纤维增强聚合物复合材料，如玻璃纤维复合材料(俗称玻璃钢)、碳纤维复合材料、芳纶纤维复合材料等。同一种材质的纤维其化学组成
的变化、表面处理的方式和表面处理剂的类型，同一种纤维在复合材料中的粗细、长短、含量、位置、取向、织物形态等都会直接影响所增强复合材料的力学性能。
树脂很大程度上会影响复合材料的热性能、阻燃性能、耐老化性能和耐化学腐蚀性能和耐疲劳性能。树脂的液体性能和固化性能很大程度上决定和影响着纤维增强聚合物复合材料的成型工艺。
4 在桥梁上应用的纤维增强复合材料成型工艺
复合材料的工艺性能十分优越，其成型方法多种多样，成型条件机动灵活，具体如下：
①手糊成型-湿法铺层成型；②夹层结构成型(手糊法、机械法)；③片状(团状)模压成型；④连续板材成型；⑤缠绕成型；⑥拉挤成型(缠绕一拉挤成型、编织拉挤成型、旋转拉挤成型，注射拉挤成型等)；⑦注射成型；⑧喷射成型；⑨真空袋压力成型；⑩压力袋成型。
桥梁用FRP复合材料主要的制造工艺有缠绕成型、拉挤成型、手糊成型、真空辅助树脂传递模塑成型以及真空袋压成型等，其中又以拉挤成型的制品为绝大多数。
工艺方式的选择决定纤维材料组合的可实现方式以及树脂的最终固化程度，从而影响了制品的最终力学性能和化学性能。
5 FRP桥面板构造形式
根据FRP桥面板的构造形式，可将各种FRP桥面体系分为夹芯板、拉挤型材拼装空心板、面板型材芯组合板、FRP-混凝土/土材组合板。夹芯板大多采用RTM工艺制成，整体性较好；拉挤型材拼装板适应性强、适合工业化生产，但受生产工艺限制，断面尺寸不能过大，并且单向纤维为主，横向受力性能较差；而组合板经过合理设计可以获得很好的受力性能。
6 纤维增强复合材料在桥梁上应用的相关标准和指南
一种新材料若要广泛地被采用，首先该种新材料的特性要被设计者、建造者和使用者所熟悉，就象钢材和混凝土一样，并且还需要制定材料的性能标准、测试方法、质量控制和检验标准、设计指南、施工规范、维护手册，这样才能将纤维增强聚合物复合材料很好地应用于桥梁中。各国制定和不断完善的FRP复合材料应用于建筑的重要规范和指南见附录一。
7 纤维增强复合材料在桥梁上的具体应用
（1）已有桥梁的维修加固，主要的FRP复合材料有贴片、片材、板材、棒材和筋材等[1]。
(2) 桥梁甲板体系[2]
Kansas Structural Composites, Inc.
轻质高强的桥梁甲板内部构造
Creative Pultrusions 设计制造的桥梁甲板体系（3）桥梁的大梁[3]
Strongwell 设计制造的桥梁的大梁
（4）替代钢筋[4]
(5) 整体真空导人成型的全复合材料桥梁[5]
Fiber Core Europe设计制造碳纤维和
玻璃纤维混杂增强的桥梁
8 FRP设计计算
由于FRP的力学特性为线弹性且具有显著的各向异性，在FRP轻质桥梁的设计计算中可按照弹性各向异性材料来进行建模分析；对于结构分析可根据构件的力学性能来计算，与一般的结构设计计算基本相同。
虽然FRP沿纤维方向的强度较大，但垂直纤维方向和剪切方向上强度都较低，容易发生剪切破坏。同时，FRP的剪切模量远小于其纤维方向上的拉压模量，在受弯梁的变形中可能会出现比较明显的剪切变形。笔者研究证明，其剪切变形可占总变形的20%[6]。因此，在FRP桥梁结构设计中，需要重视对剪切破坏和剪切变形的计算。
附录一
（1）美国混凝土协会制定的指南和标准ACI 440
440.IR-06：Guide for the Design and Construction of Structural Concrete Reinforced with FRP Bars
440.2R-08:Guide for the Design and Construction of Extemally Bonded FRP
Systems for Strengthening Concrete Structures
440.3R-04:Guide Test Methods for Fiber-Reinforced Polymers (FRPs) for Reinforcing or Strengthening Concrete Structures
440.4R-04:Prestressing Concrete Structures with FRP Tendons
440.5-08:Specification for Construction with Fiber-Reinforced Polymer Reinforcing Bars
440.5M-08:Specification for Construction with Fiber-Reinforced Polymer Reinforcing Bars (Metric)
400.6-08:Specification for Carbon and Glass Fiber-Reinforced Polymer Bar Materials for Concrete Reinforcement
440.6M-08:Specification for Carbon and Glass Fiber-Reinforced Polymer Bar Materials for Concrete Reinforcement (Metric)
440R-07:Report on Fiber-Reinforced Polymer (FRP) Reinforcement for Concrete Structures
SP-215:Field Applications of FRP Reinforcement: Case Studies
SP-245CD:(CD-ROM) Case Histories and Use of FRP for Prestressing Applications
SP-257CD:(CD-ROM) FRP Stay-In-Place Forms for Concrete Structures
SP-258CD:(CD-ROM) Seismic Strengthening of Concrete Buildings Using FRP Composites
(1)中华人民共和国国家标准:GB 50608-2010 《纤维增强复合材料建设工程应用技术规范》
(3) 英国建筑工程师协会设计指南:Interim guidance on the design of reinforced concrete structures using fiber composite reinforcement
(4) 日本:Japanese JSCE Design Guide-Published
(5) 加拿大:Canadian Highway Bridge Design Code，Section16-Published
(6) 挪威:Norwegian Concrete Standard NS3473-Published
参考文献
[1] 张元凯，肖汝诚. FRP材料在大跨度桥梁结构中的应用展望.公路交通科技，2004,21（4）：59
[2] 王善元，张汝光等.纤维增强复合材料.上海：中国纺织大学出版社，1998，（5）：89
[3] 阮积敏，王柏生，张奕薇.纤维塑料筋在桥梁工程中应用研究.中南公路工程，2004,29（1）：37
[4] 杨允表，石洞.复合材料在桥梁工程中的应用.桥梁建设，1997，（4）：4
[5] 王震鸣，杜善义，张恒等.复合材料及其结构的力学、设计、应用和评价（第一册）.北京：北京大学出版社，1998，（7）：213
[6] 张志明主编.复合材料结构力学.北京航天航空大学出版社，1993，（3）：56~62
复合材料与工程专业人才培养方案(080408
复合材料与工程专业人才培养方案（080408） 一、学制与学位 学制：四年 学位：工学学士。 二、培养目标 按照教育部“卓越工程师教育培养计划”的工作思路和标准要求，树立“面向工业界、面向世界、面向未来”的工程教育理念，紧密追踪复合材料的发展前沿理论，围绕高分子复合材料的设计及加工技术，通过学校与相关行业和企业的密切合作，以社会需求为导向，以材料科学为主线，以工程技术为纽带，培养学生掌握复合材料学科的基本原理和基本知识，使之具有扎实的基础理论、丰富的专业知识，掌握复合材料学科前沿发展信息，在此基础上着重培养学生在该领域的工程实践能力和创新能力，最终使学生具备从事高分子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、工艺和设备设计等方面工作的复合型高级材料工程技术人才。 三、培养要求 本专业的主要特点是材料与工程相结合，技术原理与实际应用紧密联系。专业侧重于高分子复合材料的设计与加工成型方向。本专业学生要求受到良好的科学思想、材料设计与制造的基本训练，能运用所学知识分析和解决实际问题，具备在高分子复合材料领域内的设计制造、科研开发、应用研究、性能测试等方面工作的能力。 毕业生应获得以下几方面的知识和能力： 1.具有良好的工程职业道德、执着向上的态度、爱国敬业的精神、社会责任感和人文科学素养； 2.具有从事复合材料工程所需要的数学和其它相关的自然科学知识及一定的经济管理知识； 3.具有良好的质量、环境、职业健康、安全和服务意识，具备从应用目标出发对复合材料进行质量、成本、工艺、环保、性能和效益综合评估及材料选用的初步能力； 4.系统掌握材料与工程技术专业领域内的基础理论和专业知识，重点掌握高分子材料方向的材料科学基础、材料复合原理、复合材料力学与结构设计、复合材料工艺与设备等方向的专业知识和实践技能，了解本学科专业在先进复合材料、生物医用复合材料、功能复合材料和智能复合材料等新兴科学交叉领域的发展； 5.初步具备运用所学基本理论进行分析和解决问题的能力，具有对复合材料进行设计、
复合材料的界面改性
界面及界面改性方法 界面结合强度低，则增强纤维与基体很容易分离，在材料的断面可观察到脱粘、纤维拔出、纤维应力松弛等现象，起不到增强作用；但界面结合强度太高，则增强纤维与基体之间应力无法松弛，形成脆性断裂。 在研究和设计界面时，不应只追求界面粘结而应考虑到最优化和最佳综合性能。 1、聚合物基复合材料界面 界面结合有机械粘接与润湿吸附、化学键结合等。 大多数界面为物理粘结，结合强度较低，结合力主要来自如色散力、偶极力、氢键等物理粘结力。 偶联剂与纤维的结合（化学反应或氢键）也不稳定，可能被环境（水、化学介质等）破坏。一般在较低温度下使用，其界面可保持相对稳定。增强剂本身一般不与基体材料反应。 聚合物基复合材料界面改性原则： 1）在聚合物基复合材料的设计中，首先应考虑如何改善增强材料与基体间的浸润性。一般可采取延长浸渍时间，增大体系压力、降低熔体粘度以及改变增强体织物结构等措施。２）适度的界面结合强度 ３）减少复合材料中产生的残余应力 ４）调节界面内应力和减缓应力集中 聚合物基体复合材料改性方法 １、颗粒增强体在热塑性聚合物基体加入两性相溶剂(增容剂)，则能使液晶微纤与基体间形成结合良好的界面 ２、纤维增强体复合材料界面改善 a)纤维表面偶联剂 b)涂覆界面层 c)增强体表面改性 2、金属基复合材料界面 金属基体在高温下容易与增强体发生不同程度的界面反应，金属基体多为合金材料，在冷却凝固热处理过程中还会发生元素偏聚、扩散、固溶、相变等。 金属基复合材料界面结合方式有化学结合、物理结合、扩散结合、机械结合。总的来讲，金属基体复合材料界面以化学结合为主，有时也会出现几种界面结合方式共存。 金属基体复合材料的界面有3种类型：第一类界面平整、组分纯净，无中间相。第二类界面不平直，由原始组分构成的凸凹的溶解扩散型界面。第三类界面中含有尺寸在亚微米级的界面反应物。多数金属基复合材料在制备过程中发生不同程度的界面反应。 金属基复合材料的界面控制研究方法： 1）对增强材料进行表面涂层处理在增强材料组元上预先涂层以改善增强材料与基体的浸润性，同时涂层还应起到防止发生反应的阻挡层作用。 2）选择金属元素改变基体的合金成分，造成某一元素在界面上富集形成阻挡层来控制界面反应。尽量避免选择易参与界面反应生成脆硬界面相、造成强界面结合的合金元素 3）优化制备工艺和参数金属基体复合材料界面反应程度主要取决于制备方法和工艺参数，因此优化制备工艺和严格控制工艺参数是优化界面结构和控制界面反应的有效途径。 3、陶瓷基复合材料的界面 陶瓷基体复合材料指基体为陶瓷材料的复合材料。增强体包括金属和陶瓷材料。界面结合方式与金属基体复合材料基本相同，有化学结合、物理结合、机械结合和扩散结合，其中以化学结合为主，有时几种结合方式同时存在。 陶瓷基体复合材料界面控制方法
压电传感器课程设计
压电式传感器的应用 一：概述 传感器是指那些对被测对象的某一确定的信息具有感受与检出功能, 并使之按照一定规律转换与之对应有用输出信号的元器件或装置，是新技术革命和信息社会的重要技术基础，是现代科技的开路先锋，美国早在80年代就声称世界已进入传感器时代，日本则把传感器技术列为十大技术之创立。 压电式传感器是典型的有源传感器。当压电材料受力作用而变形时，其表面会有电荷产生，从而实现非电量测量。压电式传感器具有体积小，重量轻，工作频带宽等特点，因此在各种动态力，机械冲击与振动的测量，以及声学，医学，力学，宇航，军事等方面都得到了非常广泛的应用。本文就压电传感器的工作原理和应用做相关介绍。 二：基本原理 压电式传感器的工作原理是基于某些介质材料的压电效应。是一种自发电式和机电转换式传感器，它的敏感元件由压电材料制成。压电材料受力后表面产生电荷。此电荷经电荷放大器和测量电路放大和变换阻抗后就成为正比于所受外力的电量输出。压电式传感器用于测量力和能变换为力的非电物理量。它的优点是频带宽、灵敏度高、信噪比高、结构简单、工作可靠和重量轻等。缺点是某些压电材料需要防潮措施，而且输出的直流响应差，需要采用高输入阻抗电路或电荷放大器来克服这一缺陷。 三：应用原理 压电式传感器的应用原理就是利用压电材料的压电效应这个特性，即当有力作用在压电元件上时，传感器就有电荷输出。由于外力作用在压电材料上产生的电荷只有在无泄漏的情况下才能保存，故需要测量回路具有无限大的输入阻抗，这实际上是不可能的，因此压电式传感器不能用于静态测量。 压电元件作为压电式传感器的核心，在受外力作用时，其受力和变形方式大
复合材料课程设计说明书
目录 1 引言 (2) 2 造型设计 (4) 3 性能设计 (5) 3.1原材料选择 (5) 3.2管道各层性能设计 (7) 4 结构设计 (8) 4.1玻璃钢管受力分析 (8) 4.2管壁厚计算及校核 (8) 5 工艺设计 (10) 5.1纤维缠绕制管所用设备 (10) 5.2纤维缠绕制管工艺 (10) 6 玻璃钢管道安装连接 (12) 7 管道性能试验及检验 (13) 7.1玻璃钢管轴向拉伸试验 (13) 7.2玻璃钢轴向压缩试验 (13) 7.3玻璃钢平行板外载试验 (13) 7.4玻璃钢管短时水压失效压力试验 (13) 7.5玻璃钢管外观质量检验 (13) 8 小结 (15) 参考文献 (16)
1引言 管道是现代工业中流体（气体或液体）输送的重要材料，传统的管道有钢管、混凝土管和铸铁管，但由于其易锈蚀、质量大，已不能满足现代工业的需要，又由于玻璃钢的诸多优势，使得玻璃钢管道（简称GRP管）应运而生[1、2]。 玻璃钢管道玻璃钢管道简称FRP管道。具有耐久性好、摩擦阻力小，输运能力高，安装方便、耐化学腐蚀性强、使用寿命长等优点，可降低管道因维护、更换停产带来的损失，主要应用在石油、电力、化工、造纸、制革、冶金、城市给排水、废水处理及农业灌溉等。 与钢管相比，玻璃钢管道的优点有： (1)耐腐蚀性。FRP管道能够抵抗酸、碱、盐、海水、未经处理的污水、腐蚀性土壤或地下水及众多化学流体的腐蚀。 (2)耐热抗冻性好。FRP管的温度使用范围一般在-40℃~80℃之间，若先用特殊树脂其使用温度可达到更高。 (3)轻质高强，运输安装方便。FRP管道的比重为1.7~1.9，与同压力、同管径的其他材质管道比较，FRP管道单位长度、重量约等于钢管的30％，因此运输安装十分方便，FRP管道每根长度可达12m，安装快速简便。另外可免除安装钢管所需的焊接和防锈、防腐处理等工序。 (4)摩擦阻力小，输送能力高。FRP管道内表面非常光滑，糙率系数小，水利系数可长期保持在145～150范围内，经测试得到其水流摩阻损失系数为0.000915，能显著减少沿程的流体压力损失，提高输送能力20％以上。 (5)不生锈。由于玻璃钢管是由非金属材料树脂及玻璃纤维复合而成，所以，它们不论在使用过程还是在闲置过程中，均不会生锈，因而也就无需进行防锈、除锈处理。 (6)可设计性强。根据具体使用情况，可对缠绕玻璃钢管的具体性能及形状进行设计： ①可对缠绕时的缠绕角进行设计，以便管具有不同的纵/环向强度分配；②可对管壁厚进行设计，以便管可以承受不同的内外压；③可对材料进行设计，以达到不同的耐腐蚀目的、阻燃目的、介电目的等；④可对授头方式进行设计，适用不同的安装条件，以提高工程安装速度。 (7)可修复性强、维护方便。缠绕玻璃钢管罐不生锈、不结垢、耐腐蚀性能好，一般情况下无需维护；即使需要维护，由于其重量轻，可维修性强，所以，维修起来也是十分方便的。
《复合材料课程设计》
《复合材料课程设计》说明书—纤维增强复合材料桥梁设计方法的综述 学院： 班级： 姓名： 学号： 指导老师： 日期：2014年6月20日
摘要：中国复合材料五十年的发展，在各领域都取得了很大的进步。本文介绍了桥梁设计和建造的未来趋势，以及目前全球纤维增强复合材料应用于桥梁的主要实例及设计方法。 关键词：纤维增强复合材料桥梁设计方法 1. 桥梁设计和建造的未来趋势 1.1 在桥梁建造技术和建造外观两方面有前所未有的发展。 当前世界上的桥梁设计在外观设计方面与许多年前相比有着更大的发展。适合于它周边设施的桥型设计具有相当的重要性及更高的理念，例如孟买地区Thane Creek溪上的弓形琴弦大梁桥提供给乘车者一种视觉上的享受。首先，桥梁的业主让艺术家来决定桥型设计，接着建筑设计师来演绎，最后由工程师完成。“震撼”意念使桥梁构思在概念上既新颖又简单，例如让人们非常荣耀的英国Gateshead千禧年桥。 1.2 安保风险 抵御爆炸和地震的多风险保护正变得日益重要，在诸如地震活力、风险评估技术、预测地震响应方式等领域取得了重要进展。地震不是一种力而是一种变形，新的理念是提供变形足够的容量并允许桥梁移动，而不是试图去抵抗力。设想的方案如采用玻璃纤维/碳纤维包覆柱子、能量吸收装置、耗散能量的结构保险单元。 1.3 增加跨距 技术上，非常大跨距的桥梁可以用当今的材料来建造，跨距正变得更大，例如Jammu & Kashmir(查漠一克什米尔)境内的Chenab(奇纳布)河上一座桥是世界上最大拱距(480m)的桥梁之一。全寿命服务期的考虑为提升跨距提供了设计和建造依据。社会日益愿意为大跨距桥的方便和美观而买单。 斜拉桥正逐渐取代传统上与跨距相关的悬索桥，例如在日本建造了世界上最长的斜拉桥(Tatara跨海大桥-890m跨距)。发展缆绳斜拉技术，关键因素就是提高跨距，这是通过降低股束尺寸，增加诸如缆绳的螺旋等特征来实现的。 减震对长跨距的重要性:解决方案有诸如调幅物质减震器，用在斜拉的法国诺曼底庞特桥上的横交缆绳或“肩带”。绞线设备比预制平行线束体系更有竞争力。1000m跨距的记录被香港昂船洲大桥所打破，中国苏通大桥是1200m的跨距。 1.4 更高的桥 现今可开发出制造直径大至4m，高度大于100m柱子的技术及设备。 大直径立柱的建造:随着钻孔直径的增大，钻孔的稳定性也得到了提高。大直径立柱也更有利于在河床上定位立柱帽，更大更高的立柱可提供更大的净空高度。 1.5 变得更强 为了实现一种建筑的新理念，就需要引人一种新材料。钢可以使大跨距的析架箱梁成为可能;高强度线缆使得悬索桥成为可能;混凝土伴同预应力混凝土一起应用使得大跨距的混凝土桥成为可能。超高性能材料的引人可以大大改变建筑的力学特性，诸如VSL公司的水泥质材料Ductal性能上更近乎于钢。 1.6 预制部件 预浇铸地基、桥基、立柱和上部结构单元可以使桥的建造时间不再以年计，
武汉理工大学【复合材料与工程专业】2014版本科培养方案
【复合材料与工程专业】2014版本科培养方案Undergraduate Education Plan for Specialty in Composite Materials Engineering (2014) 专业名称复合材料与工程主干学科材料学 Major Composite Materials Major Disciplines Materials 计划学制四年授予学位工学学士 Duration 4 Years Degree Granted Bachelor of Engineering 所属大类材料类大类培养年限1年 Disciplinary Materials Duration 1 years 最低毕业学分规定 Graduation Credit Criteria *本专业学生的课内、课外实践教学学分共计29.5学分。 一、培养目标与毕业要求 Ⅰ Educational Objectives &Requirement （一）培养目标 本专业期待毕业生几年之后能达成下列目标: （1）具有良好的修养与道德水准； （2）具有扎实的复合材料方面理论知识基础、知识面宽，能够从事复合材料技术与产品研发、工艺与设备设计、产品设计和生产技术管理等工作； （3）能够在一个技术开发团队中作为骨干或者领导有效地发挥作用； （4）在复合材料制备、加工成型、结构设计、复合材料应用等领域具有就业竞争力，并有能力进入研究生阶段学习； （5）能够通过终身学习拓展自己的知识和能力； （6）有意愿创新实践，并有能力服务社会。 Graduates of this major are supposed to achieve the following aims: （1）Having good manner and excellent moralities （2）Having solid grounded in basic theory, wide-ranged in specialized knowledge of composite materials and engineering. The graduates can conduct research on technology and product of composite materials, the design of technique and equipment as well as the design of product and management of production technique. （3）An ability to function as the leading role in a technique developing team. （4）Having strong competitiveness for employment in the field of composite materials preparation, processing, materials analysis , composite materials structure design and composite materials application; an ability to be admitted to the postgraduate study. （5）An ability to develop ones’ own knowledge and abilities through lifelong learning.
井巷工程课程设计
井巷工程 课程设计 题目某地下矿山主、副井的设计学院名称 指导教师 班级 学号 学生姓名 2015年1月
目录 第一章综述 (1) 1.1课程设计目的 (1) 1.2课程设计任务 (1) 第二章课程设计技术条件 (1) 2.1地质条件 (1) 2.2生产能力及服务年限 (1) 2.3井筒装备 (2) 2.4运输设备及装备 (2) 第三章巷道断面形状选择 (2) 第四章选择罐道形式及材料 (3) 4.1 主井 (3) 4.2 副井 (3) 第五章巷道断面尺寸计算 (4) 5.1 确定主井断面尺寸 (4) 5.2 确定副井断面尺寸 (5) 第六章风速验算 (7) 第七章选择支护方式及支护参数 (7) 第八章计算各部分尺寸 (8) 第九章计算材料消耗 (9) 第十章结束语 (10) 第十一章井筒断面图及附图 (11) 参考文献 (12)
前言 矿产工业是国民经济中的基础工业，它为许多重要工业部门提供原料和能源。我国能源结构以矿产为主的格局在今后较长的一段时间内不可能改变，国民经济的发展将对矿产工业的增长提出更高的要求。而矿产工业生产的发展，又取决于矿产工业基本建设及开拓延伸工作能否及时的、持续不断的提供矿石的场地。所以为了更好的将所学到的知识运用到实践当中，学习井巷课程设计是《井巷工程》课程的重要环节之一。 为了使我们对《井巷工程》这门课程中所学的基本知识、基本理论及基本方法有个全面系统的掌握，并进行井巷设计和施工设计。通过本设计，我们将对《井巷工程》课程有个深入的全面的了解，并学会利用各种工具书及参考文献资料，我们以克服困难的精神来解决设计中相关的问题。其任务是设计巷道断面施工图和巷道施工技术措施。通过设计来巩固自身所学的专业理论知识，使我们掌握巷道断面施工图和巷道施工措施的设计内容和编制方法，使我们得到一次分析和解决工程技术问题能力的基本训练，并且进一步提高自身的运算和绘图能力，培养独立阅读资料、掌握技术信息和编写技术文件的能力。 由于编者水平有限，不足之处在所难免。希望读者能给与批评或指正，在此先道一声谢谢！ 编者 2015年1月14
建筑装饰材料课程设计报告1
建筑装饰材料课程设计报告题目：水性环氧树脂地坪涂料的制作 专业：建筑材料及检测 班级：建材10-1 学号：1040283140 姓名：张恒 指导教师：卢经扬 设计时间：2012.9.3—2012.9.7
绪论 设计制品的使用要求原料选择 配比 制品制作工艺流程技术参数 性能特点 质量控制 涂料施工 结论 主要参考文献
建筑材料是指组成建筑物或建筑物各部分实体的材料。随着历史的发展、社会的进步，特别是科学技术的不断创新，建筑材料的内涵也不断在丰富。从人类文明发展早期的木材、石材等天然材料到近代以水泥、混凝土、钢材为代表的主体建筑材料进而发展到现代由金属材料、高分子材料、无机硅酸盐材料互相结合而产生的众多复合材料，形成了建筑材料丰富多彩的大家族。纵观建筑历史长河，建筑材料的日新月异无疑对建筑科学的发展起到了巨大的推动作用。 现代工业对地坪提出了越来越严格的要求，如食品、医药等工业要求地坪不起灰，无有害挥发物，干净无尘；机械工业要求耐强烈的机械冲击，耐磨损，能长期经受叉车等车辆的辗轧，即使局部损坏也容易维修；机床、仪器仪表等工业车间地面常受到各种油类侵蚀渗漏，难以彻底清除，要求地坪耐油性好；化学工业则要求地坪能耐各种化学介质的腐蚀。此外，现代文明的车间和家庭地坪应该平坦、亮丽、色彩丰富，给人们创造一个良好的工作和生活环境；这样，随着涂料技术的飞速发展，地坪涂料的存在就有了其必要性和必然性。传统的溶剂型地坪涂料和无溶剂型地坪涂料基本性能优良。但是，其中存在着许多挥发性溶剂，对人体和环境存在不同程度的危害；另外，由于传统的溶剂型涂料漆膜非常致密，透气性极差，当应用在地下潮气较重的基面时，容易出现漆膜鼓泡、剥离脱落等现象，这样的例子屡见不鲜。而水性环氧树脂涂料同溶剂型环氧树脂涂料相比，漆膜具有微孔结构，它能允许水汽渗透而液体不能渗透，能释放水泥内部的气体压力，从根本上解决漆膜鼓泡的毛病。这样，地坪涂料向水性化发展成为必然趋势。环氧地坪涂料对混凝土等多种底材的附着力优良、固化收缩率低；具有良好的耐水性、耐油性、耐酸碱性、耐盐雾腐蚀等化学特性；同时具有优良的耐磨性、耐冲压性、耐洗刷性等物理特征；在使用时不易产生裂纹且易冲洗、易维修保养。环氧地坪涂料在工业地坪行业占有重要地位，是现代工业较理想的长效地坪涂料品种。国外采用环氧树脂作聚合物混凝土、砂浆及水性地坪涂料已相当普遍。如美国为埃及阿斯旺大坝建造时用环氧砂浆处理软地基、灌浆修复空洞层、浇注粘接发电机坑等；日本和英国的海底隧道也用环氧混凝土、砂浆、涂料等作防渗补强材料。美国的DOW公司、Shell公司、瑞的Ciba和Sika公司以及日本的东洋化工等都在开发应用乳化型环氧树脂和固化剂等水性化系列品种。国内在葛洲坝
产品设计课程设计
目录 绪论题目的目的及意义 (02) 第一章感官台灯产品设计准备 (03) 第一节设计计划 (03) 第二节设计调研 (04) 第三节设计定位 (10) 第二章感官台灯产品设计创意发散 (11) 第一节设计草图方案 (11) 第二节草图方案评价 (16) 第三章感官台灯产品设计方案优化 (18) 第一节结构功能及材料优化 (18) 第二节人机及产品价值分析 (22) 第三节色彩分析 (27) 第四章定案及推广 (29) 第一节展板设计及市场推广 (29) 第二节包装及标志设计 (30) 结束语 (31)
绪论 题目的目的及意义 目的随着社会科技的不断进步，人类生活水平的日益提高，任何一件产品都不能只被赋予一种或两种功能或者意义。以感官台灯为例，从旧时期的简易照明灯具，到目前极具艺术气息的感官台灯，人们已经意识到，人与自然必须达到和谐的统一在能够在未来得到自然的庇护。因此在设计上，设计师用一系列有机体作为互动研究的材料。每个有机体都通过与生命感官的互动进行变形。这些感官和它们的机能基于多种理论研究。由生理能力与有机体结合的感官可以输入更多感知力。内置于每个有机体中的神经系统都拥有一个特殊的器官，它们服务于感官，并表现出各种不同的有机体机能。随着新表皮材料的发展和变形技术的革新，设计师用植物树脂，自然地形成复合材料，让最终形态具有有机的尺寸和韵律。所以感官设计并不是传统的功能再造或发明而是突破传统束缚在艺术和结构上的再创新与伟大实践，这样创造出来的产品才具有生命力。 意义就产品而言，感官台灯设计的意义要远大于台灯本身，我们的产品不仅是一件功能商品更是一件艺术品以及自然的“产物”这好比新能源汽车它的意义要超出设计本身，因为它可能会改变未来的能源格局。而对于设计来说，这样的过程无疑会增加我们对自然各种机制的认识，来帮助我们做更多的有利于自然的设计。
中北大学--玻璃钢卧式储罐课程设计
概述 在当前已经开发的复合材料制品中，玻璃纤维增强树脂基复合材料（俗称玻璃钢）的贮罐占有相当的比重。玻璃钢贮罐有较好的耐腐蚀性和承载能力，与金属贮罐相比，制造工艺比较简单且容易修补，所以，在石油，化工等部门已有逐步替代金属贮罐的趋势。近几年来，我国生产的玻璃钢贮罐已由中小吨位向大吨位发展，最大的玻璃钢贮罐容积已达到3 m 1500。 目前玻璃钢贮罐的设计方法有两种，一种是以强度为标准，在已经的安全系数下，使贮罐的应力小于材料的许用应力；另一种是以变形为标准，使贮罐的应变不超过规定值。在实际产品设计中，由于材料强度极限的数据积累较充分，而且能方便的使用最大应力失效准则及相应的设计标准，所以第一种方法较通用，而应变设计方法在变形需严格控制时才使用。 玻璃贮罐按使用功能与放置场地的不同，可以有多种结构形式。按使用压力不同，有压力贮罐和常压贮罐之分；按形状不同有圆柱形、球形、箱形等结构形式；按置于地面或运输车上有静置贮罐和运输贮罐之分。 由于玻璃钢贮罐具有耐腐蚀性、质量轻、强度高、易制造、运输安装费用低等特点，已广泛应用与化工、石油，造纸、医药、食品、冶金、粮食、饲料等领域。 （1）玻璃钢贮罐化学应用：贮存酸、碱、盐及各类化学用品。 （2）玻璃钢地下油罐：用于汽车加油站代替钢油罐。 （3）玻璃钢运输贮罐：分为汽车运输和火车运输贮罐两种。 & 本文着重讨论了卧式玻璃钢贮罐的造型设计、性能设计、结构设计、工艺设计、安装、及检 验等各方面。 {
2.性能设计 原材料的选择原则 （）比强度，比刚度高的原则 （）材料与结构的使用环境相适应的原则 】 （）满足结构特殊性能的原则 （）满足工艺要求的原则 （）成本低效益高的原则 树脂基体的选择 树脂的选择按如下要求选取： （）要求基体材料能在结构使用温度范围内正常工作； （）要求基体材料具有一定的力学性能； （）要求基体材料的断裂伸长率大于或者接近纤维的断裂伸长率； ( （）要求基体材料具有满足使用要求的物理、化学性能； （）要求基体材料具有一定的公益性。 玻璃钢制品所用的树脂原料有：聚酯、环氧、酚醛、呋喃树脂及改性树脂等。目前可供选择的的树脂主要有两类：一类为热固性树脂，其中包括环氧树脂、聚酰亚胺是指、酚醛树脂和聚酯树脂。连一类为热塑性树脂，如聚醚醚酮、尼龙、聚苯乙烯、聚醚酰亚胺等。 目前树脂基复合材料中用得较多的基体是热固性树脂，它们有较高的力学性能，但工作温度低。对于需耐高温的复合材料，主要是用聚酰亚胺作为基体材料，目前较新的树脂基体有双马来酰胺、聚醚醚酮等，能满足一般高温的要求，且韧性好，有较大的复合材料强度许用值。 贮罐储存质量分数的硫酸，根据耐酸性，力学性能和经济效益综合考虑，可选用酚醛树脂。 增强材料的选择 目前已有多种纤维可作为复合材料的增强材料，如加各种玻璃纤维、凯夫拉纤维、氧化铝纤维、硼纤维、碳纤维等，有些纤维已经有多种不同性能的品种。 选择纤维类别，是根据结构的功能选取能满足一定的力学、物理和化学性能的纤维。
复合材料力学层合板若干问题解决
复合材料力学课程设计 一、 层合板失效载荷计算 1、 问题描述： 已知：九层层合板，正交铺设，铺设比为0.2m =。受载荷x N N =，其余载荷均为零。每个单层厚度为0.2t mm =。玻璃/环氧单层板性能：41 5.4010E Mpa =?， 42 1.8010E Mpa =?，120.25ν=，3128.8010G Mpa =?，31.0510t c X X Mpa ==?， 2.810t Y Mpa =?，14.010c Y Mpa =?， 4.210S Mpa =?。 求解：1、计算各铺层应力？ 2、最先一层失效的载荷？ 2、 使用mat lab 编程求解： 将输入文件“input.txt ”经由程序“strain.m ”运行，得到输出文件“output.txt ”。求解程序见附录一。 3、计算结果：（其中R 是强度比） 求单层刚度 Q1: 18382.97872 4595.74468 0.00000 4595.74468 55148.93617 0.00000 0.00000 0.00000 8800.00000 Q2: 55148.93617 4595.74468 0.00000 4595.74468 18382.97872 0.00000 0.00000 0.00000 8800.00000 Q3: 18382.97872 4595.74468 0.00000 4595.74468 55148.93617 0.00000
0.00000 0.00000 8800.00000 Q4: 55148.93617 4595.74468 0.00000 4595.74468 18382.97872 0.00000 0.00000 0.00000 8800.00000 Q5: 18382.97872 4595.74468 0.00000 4595.74468 55148.93617 0.00000 0.00000 0.00000 8800.00000 Q6: 55148.93617 4595.74468 0.00000 4595.74468 18382.97872 0.00000 0.00000 0.00000 8800.00000 Q7: 18382.97872 4595.74468 0.00000 4595.74468 55148.93617 0.00000 0.00000 0.00000 8800.00000 Q8: 55148.93617 4595.74468 0.00000 4595.74468 18382.97872 0.00000 0.00000 0.00000 8800.00000 Q9: 18382.97872 4595.74468 0.00000 4595.74468 55148.93617 0.00000 0.00000 0.00000 8800.00000 求中面应变 Ez: 0.0306235*R -0.00290497*R
挤压模具课程设计说明书
一、绪论 1.1 挤压加工方法 挤压是有色金属、钢铁材料生产与零件成型加工的主要方法之一，也是各种复合材料、粉末材料等先进材料制备与加工的重要方法。从大尺寸金属铸锭的热挤压开坯、大型管棒型材的热挤压加工至小型精密零件的冷挤压成型，从粉末、颗粒料为原料的复合材料直接固化成型到金属间化合物、超导材料等难加工材料，现代挤压技术得以广泛的应用。 挤压加工的方法主要有正挤压，反挤压，侧向挤压，玻璃润滑挤压，静液挤压，连续挤压。挤压加工特点是处于强烈的三向压应力状态，这有利于提高金属的塑性变形能力，提高制品的质量，改善制品内部微观组织和性能。除此以外，挤压加工还具有应用范围广，生产灵活性大，工艺流程简单和设备投资少的特点。应用挤压加工工艺最多的材料是低熔点的有色合金，如铝及铝合金。 1.2 铝加工行业的分布 中国的铝加工企业主要集中于沿海(广东、福建、浙江、上海、江苏、山东、河北、天津、北京、辽宁)地区，即珠江三角洲(广州一深圳为中心的经济圈)、长江三角洲(上海为中心的经济圈)、环渤海湾地区(京津经济圈)所占比例较大，许多铝加工企业都云集于此三大经济圈。在珠三角地区，主要集中在佛山地区，其中大沥更是全国，甚至世界地区铝加工业的佼佼者。 1.3铝及铝合金的特点与应用 铝及铝合金具有一系列特性，在金属材料的应用中仅次于钢材而居第二位。目前全世界铝材的消费量在1800万吨以上，其中用于交通运输（包括铁道车辆、汽车、摩托车、自行车、汽艇、快艇、飞机等）的铝材约占27%，用于建筑装修的铝材约23%，用于包装工业的铝材约占20%。随着中国经济建设的高速发展，人民生活水平的不断提高，中国的建筑行业发展迅速，包括铝型材在内的建筑装饰材料不断增加。铝型材的应用已经扩展到了国民经济的各个领域和人民生活的各个层面。 根据铝合金的成分和生产工艺特点,通常分为变形铝合金与铸造铝合金两大类。变形铝合金也叫熟铝合金，根据据其成分和性能特点又分为防锈铝，硬铝，超硬铝，锻铝和特殊铝等五种。 铝合金比纯铝具有更好的物理力学性能：易加工、耐久性高、适用范围广、装饰效果好、花色丰富。铝合金分为防锈铝、硬铝、超硬铝等种类，各种类均有各自的使用范围，并有各自的代号，以供使用者选用。铝合金型材具有强度高、重量轻、稳定性强、耐腐蚀性强、可
《复合材料结构设计基础》课程介绍
《复合材料结构设计基础》课程介绍 一、课程简介 《复合材料结构设计基础》是复合材料与工程专业的承前启后的专业方向课，它包含材料力学基础、弹性力学基础、材料设计、结构设计等，因而是具有立体性质的一个科学领域。其主要任务是使学生掌握复合材料结构设计的基础理论、基本知识和基本技能。通过本科程学习，要求学生掌握复合材料经典层合板理论、刚度和强度的计算方法、复合材料结构元件的分析和典型产品结构设计的基本步骤和方法等内容，为后续专业课的学习以及从事复合材料领域的生产和科研奠定坚实的理论基础；学习科学思维方法和研究问题的方法，达到开阔思路、激发探索和创新精神、增强理论分析能力与实践能力的目的。 课程的主要教学内容包括： 第一章绪论 学习了解什么是复合材料特别是什么是纤维增强树脂基复合材料；了解复合材料的发展历史及现状；了解复合材料的结构设计的特点。 第二章单层的刚度与强度 掌握平面应力状态下单轴的正轴应力-应变关系等。掌握单层的偏轴应力-应变关系；掌握单层弹性模量、柔量及工程弹性常数的计算。掌握单层的弹性指标和单层的失效准则。 第三章层合板的刚度与强度 掌握层合板的表示法、掌握对称层合板面内内力与面内应力的关系。掌握几种典型对称层合板的面内刚度系数的计算。了解对称层合板弯曲矩与曲率的关系、掌握对称层合板弯曲工程弹性常数及弯曲刚度系数的计算。了解一般层合板的面内力与面内应变的关系、了解一般层合板工程弹性常数、刚度系数的计算。掌握如何依据单层的强度来预测层合板的最先一层失效强度。 第四章复合材料结构分析 了解在复材构件进行结构分析时所采用的弹性力学的基本方法。了解复材层合梁、薄壁梁等构件的分析方法及设计计算的基本公式。 第五章复合材料连接 了解复材连接方式、掌握胶接连接接头的内力与应力分析计算方法、了解胶
汽车设计课程设计指导书新
淮阴工学院 《汽车设计》课程设计指导书 交通工程学院 2010年9月
汽车钢板弹簧设计 0 前言 钢板弹簧的使用可以追溯到比汽车更早的马车时代。当时的安装方法是在如现代汽车所用的纵置钢板弹簧之上再倒置一与之相同的纵置钢板弹簧，且使这两组板簧的主片带有一定的曲率，上下板簧的两端分别相连形成近似椭圆的板簧组。因此人们习惯性地将汽车上采用的板簧按其安装方式不同称为“半椭圆”或“四分之一椭圆”板簧，但实际上现代大多数汽车的钢板弹簧在其设计载荷下都近似于平直，不再有明显的“椭圆”曲率。 由于钢板弹簧具有结构简单，制造、维修方便；除了作为弹性元件外，还可兼起导向和传递侧向、纵向力和力矩的作用；在车架或车身上两点支承，受力合理；可实现变刚度特性等一些特点而得到了广泛应用。但钢板弹簧也有其明显的不足，即单位质量的储能量较小，对于传统的多片簧而言当其最大许用应力取1100Mpa时，单位质量储能量约为94J/kg。相比之下，在1100Mpa应力下，螺旋弹簧的储能量为510J/kg。而扭杆弹簧在965MPa应力下为390J/kg。这就意味着在同样的使用条件下，钢板弹簧要重一些。在设计和使用钢板弹簧时，必须注意尽量发挥其优点以弥补不足。近年来轿车上采用钢板弹簧作为弹性元件的已越来越少，但在载货汽车上钢板弹簧仍是首选的弹性元件。 板簧的结构形式、材料、加工制造手段和设计方法一直在进步和发展。目前已有传统的多片簧、少片变截面簧和渐变刚度板簧可以适应不同的需要。近年来，有人开发出中、低碳系列的弹簧钢代替原先一直采用的高碳弹簧钢以提高可加工性，还有的采用复合材料以减轻自重。在加工手段上，则普遍采用了预压和应力喷九等措施提高板簧的疲劳寿命。钢板弹簧的设计也从传统的初选参数——试制——试验——修改设计的模式逐步转向经验设计与优化设计相结合以缩短开发周期，减少浪费。 广义而言，板簧设计应通过合理选择结构型式和设计参数使板簧能够满足整车总布置所规定的弹性特性和装配要求，在使用中具有足够的疲劳寿命，满足轻量化设计的要求，并且有经济可行的生产成本。 1 多片钢板弹簧的结构 1.1叶片的截面形状 最常用的板簧材料为热轧弹簧扁钢，其截面形状为上下表面平坦(允许稍向内凹)。两侧为圆边，圆边半径为厚度的0.65～0.85倍。由于板簧的疲劳破坏总是始于
复合材料管道设计
课程设计实验报告 课题题目：纤维缠绕式复合管道的设计工艺与性能测试 目录 一课程设计的目的………………………………………………………………二课题背景………………………………………………………………… 三课题的设计过程………………………………………………………………四实验过程……………………………………………………………… 五结果与讨论……………………………………………………………… 六实验结论及改进………………………………………………………………
七体会……………………………………………………………………
一课程设计的目的 1.了解缠绕法制备玻璃钢管道的工艺流程。 2.知道玻璃钢管道的一些参数以及主要用途和优缺点。 二课题背景 管道是现代工业中流体（气体或液体）输送的重要材料，传统的管道有钢管、混凝土管和铸铁管，但由于其易锈蚀、质量大，已不能满足现代工业的需要，又由于玻璃钢的诸多优势，使得玻璃钢管道（简称FRP管）应运而生本次实验是采用缠绕的方法制备玻璃钢管玻璃钢管道玻璃钢管道简称FRP管道。具有耐久性好、摩擦阻力小，输运能力高，安装方便、耐化学腐蚀性强、使用寿命长等优点，可降低管道因维护、更换停产带来的损失，主要应用在石油、电力、化工、造纸、制革、冶金、城市给排水、废水处理及农业灌溉等。本次实验采用纤维缠绕的方法，以玻璃纤维为原料，pvb的乙醇溶液作为胶黏剂，制作玻璃钢管。和一般的金属材质的管道相比，玻璃钢管道有如下特性： （一）耐腐蚀性。 FRP管道能够抵抗酸、碱、盐、海水、未经处理的污水、腐蚀性土壤或地下水及众多化学流体的腐蚀。 （二）耐热抗冻性好。 FRP管的温度使用范围一般在-40℃~80℃之间，若先用特殊树脂其使用温度可达到更高。 （三）轻质高强，运输安装方便。 FRP管道的比重为~，与同压力、同管径的其他材质管道比较，FRP管道单位长度、重量约等于钢管的30％，因此运输安装十分方便，FRP管道每根长度可达12m，安装快速简便。另外可免除安装钢管所需的焊接和防锈、防腐处理等工序。 （四）摩擦阻力小，输送能力高。
材料成型及控制工程专业培养方案
材料成型及控制工程专业人才培养方案 专业代码学科门类: 工学 一、培养目标 本专业旨在培养德、智、体、美全面发展的，掌握材料成型的基本原理、基础知识与基本技能，具备材料成型的设计、制造、管理能力与一定创新能力，能在材料成型的设计、制造、管理、咨询、教育和开发等部门从事技术与管理工作的高级应用型人才。 二、规格要求 (一)知识要求 .通识知识 理解马列主义、毛泽东思想和中国特色社会主义理论的基本原理和方法。熟悉基本的人文社会科学知识。掌握一种计算机程序语言。 .学科与专业基础知识 掌握本专业所必须的数学、物理与机械制图的基本知识。理解力学的基本原理.熟悉成型材料的基本性能。 . 专业知识 熟悉成型材料的基本性能。熟悉材料成型设备的基本原理。掌握材料成型设计制造及软件应用的基础知识。了解机械节能的基础知识和有关的法规、规范及规程。 (二)能力要求 .学习能力 具有查阅本专业中外文献或其他资料、获得信息、拓展知识领域,继续学习并堤高业务水平的能力;具有一门外语的听、说、读、写、译的基本能力及较强的计算机应用能力。 .思维能力 具有正确理解、分析、判断和推理事物能力,具有一定的从工程实践中探寻知识、逻辑推理与归纳总结能力。 实践能力. 具有材料成型设计和制造的基本能力; 具有材料成型设备管理和维护的基本能力; 具有材料成型产品的检测和质量控制的基本能力;具有运用信息技术进行辅助设计,辅助管理的基本能力。 .创新能力 具有初步的科学研究、组织管理能力;具有较强的创新意识和进行产品开发和设计、技术改造与创新的初步能力。 (三)素质要求 .思想道德、文化素质 热爱社会主义祖国,拥护中国共产党的领导。树立正碓的世界观、人生观与价值观,愿为国家富强、民族振兴服务。具有良好的思想品德、社会公德、职业道德以及较高的科学素养和人文素养、求真务实的科学态度、实干创新的精神。 .身心素质
复合材料铺层设计说明书
复合材料铺层设计 复合材料制件最基本的单元是铺层。铺层是复合材料制件中的一层单向带或织物形成的复合材料单向层。由两层或多层同种或不同种材料铺层层合压制而成的复合材料板材称为层合板。复合材料层压结构件的基本单元正是这种按各种不同铺层设计要素组成的层合板。 本章主要介绍由高性能连续纤维与树脂基体材料构成的层合结构和夹层结构设计的基本原理和方法，也介绍复合材料结构在导弹结构中的应用。 一、层合板及其表示方法 (1) 铺层及其方向的表示 铺层是层合板的基本结构单元，其厚度很薄，通常约为0.1～0.3mm。铺层中增强纤维的方向或织物径向纤维方向为材料的主方向（1向：即纵向）；垂直于增强纤维方向或织物的纬向纤维方向为材料的另一个主方向（2向：即横向）。1—2坐标系为材料的主坐标系，又称正轴坐标系，x-y坐标系为设计参考坐标系，如图10.1.1所示。
铺层是有方向性的。铺层的方向用纤维的铺向角（铺层角）θ表示。所谓铺向角（铺层角）就是铺层的纵向与层合板参考坐标X轴之间的夹角，由X轴到纤维纵向逆时针旋转为正。参考坐标系X-Y与材料主方向重合则为正轴坐标系。X-Y 方向与材料主方向不重合则称偏轴坐标系，如图10.1.1（b）所示。铺层的正轴应力与偏轴应力也在图10.1.1中标明。 （2）层合板的表示方法 为了满足设计、制造和力学性能分析的需要，必须简明地表示出层合板中各铺层的方向和层合顺序，故对层合板规定了明确的表示方法，如表10.1.1所示。
二、单层复合材料的力学性能 单层的力学性能是复合材料的基本力学性能，即材料工程常数。由于单层很薄，一般仅考虑单层的面内力学性能，故假设为平面应力状态。单层在材料主轴坐标 系中通常是正交各向异性材料，在其主方向上某一点处的正应变ε 1、ε 2 只与该点
复合材料的界面
复合材料习题 第四章 一、判断题：判断以下各论点的正误。 1、基体与增强体的界面在高温使用过程中不发生变化。（?） 2、比强度和比模量是材料的强度和模量与其密度之比。（√） 3、浸润性是基体与增强体间粘结的必要条件，但非充分条件。（√） 4、基体与增强体间界面的模量比增强体和基体高，则复合材料的弹性模量也越高。（?） 5、界面间粘结过强的复合材料易发生脆性断裂。（√） 6、脱粘是指纤维与基体完全发生分离的现象。（?） 7、混合法则可用于任何复合材料的性能估算。（?） 8、纤维长度l
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