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1.1.1 视频单元在线视频

下一节:1.1.3讨论

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1.1.1 视频单元课程教案、知识点、字幕

同学们好

接下来我们一起来学习复合材料设计与成型这门课程

这门课总共包含三部分内容

第一部分复合材料学

第二部分复合材料结构设计原理

第三部分复合材料成型工艺

通过这三部分内容的学习

同学们将对复合材料的基本概念与原理

设计的基本原理与方法

以及成型工艺有一个较为全面的了解

本门课适合于那些从来没有接触过复合材料相关知识的同学来进行学习

首先我们一起来学习课程的第一部分内容

复合材料学

复合材料学这部分课程内容主要分为六个章节进行介绍

下面学习第一章绪论

首先是课程简介

除了传统的金属、无机非金属、高分子材料外

复合材料作为 一类非常重要新型工程材料

已经越来越多的应用到陆、海、空、天国防军工领域

以及人们的衣食住行方方面面

因此这门课在整个材料专业的课程体系中处于十分重要的地位

复合材料相关课程除了复合材料学以外

还包括复合材料成型工艺

复合材料力学与结构设计

复合材料测试与表征等

而复合材料学主要讲授的是复合材料的基本概念和基本原理

因此这门课属于材料专业的基础课程

也是复合材料专业的入门、先行课程

通过这门课的学习

将为未来从事复合材料领域的工程技术人员开展研究和深造奠定较为坚实的基础

通过本课程学习

将使同学们掌握复合材料的基本概念、基本理论等基础知识

通过这些知识的学习

能够回答以下四个方面的问题

1.什么是复合材料

2.为什么是复合材料

3.如何得到好的复合材料

4.如何正确地使用复合材料

从而使同学们具备进行复合材料设计、制备和选材的基础知识

课程内容包含六个章节

第1章绪论

第2章复合原理及界面

第3章增强材料

第4章聚合物基复合材料

以及第五和第6章陶瓷基、金属基复合材料

其中1至4章的内容需要同学们重点掌握

5至6章则需要同学们理解掌握

推荐以下几本参考书,可作为配合本视频课程学习的线下参考资料

接下来,我们来学习复合材料的定义

究竟什么是复合材料呢?

同学们都打过羽毛球,也骑过自行车

现在大部分的羽毛球拍都是用碳纤维复合材料来制造的

比较高档的很轻便的自行车的车架也是用碳纤维来制造的

如果把碳纤维复合材料放在显微镜下去观察

就可以看到显微镜下碳纤维复合材料是由纤维和树脂基体构成的

那复合材料是混合物还是化合物呢?

显然不是化合物

因为在纤维与基体复合形成复合材料的过程中

纤维与基体间没有发生明显的化学反应

生成新的物质

纤维依然是纤维,基体仍然是基体

那复合材料就是混合物吗?

如果把芝麻和绿豆混在一起

它也是混合物

那这样的混合物能称为复合材料吗?

复合材料与一般混合物区别在哪呢?

接下来我们就给出复合材料的定义

复合材料是由两种或两种以上

物理和化学性质不同的组份材料

组合而成的一种多相固体材料

这里要注意的几个关键词

一个是两种或两种以上

第二个是物理和化学性质不同

第三他是属于多相固体材料

多相固体材料显然不同于一般的混合物

那区别在哪?

我们从复合材料的组成上来进行解释

把刚才碳纤维增强树脂基复合材料的局部进行放大

可以看到

复合材料是由基体、纤维以及把两者结合在一起的界面构成的

纤维被基体包裹在其中

通过界面与基体粘接在一起

从而形成一个整体

因此我们也可以从组成上

给复合材料一个简化的定义

复合材料是由连续相和分散相组成的一种多相固体材料

这里就回答了为什么把绿豆和芝麻混在一起

它不能称为复合材料

为什么呀?因为它没有连续相

那究竟哪些材料才能称为复合材料呢?

钢筋混凝土是一种复合材料吗?

钢筋混凝土是由水泥、沙石及钢筋共同组成的

水泥这里是连续相

砂石和钢筋都是增强相

也称为分散相

水泥把砂石和钢筋粘接在一起

形成一个多相固体材料

所以它是一种复合材料

我们再来看竹子

竹子的横截面如果在显微镜下去观察

就会看到它是由木质素以及维管束构成的

这里的木质素就是分散相

也称为增强相

而维管束是连续相

也称为基体相

因此它也是复合材料

从材料的形成条件来看

钢筋混凝土也被称为人造复合材料

而竹子则是天然复合材料

我们再来看这两张照片

左边这张是杏仁饼干

右边是榛果巧克力

就饼干而言,杏仁是分散相

饼干本身也就是面粉是基体相、连续相

巧克力是基体相

榛果则是分散相

似乎这两者都满足复合材料的定义

但从使用功能上来说

它们属于食物

不能用于生产和制造活动

因此不属于严格意义上的材料

下面我们来看一个视频

视频拍摄于2018年7月北京颐和园万寿山的山顶

当时一个工人正在修缮一堵古围墙

可以看到在砖的缝隙中

插入了一束一束的稻草

在抹墙灰的过程中,这些稻草被分散开来

分布于墙灰当中

这样做的目的是什么呀?

这样就可以有效避免墙体的开裂、剥落

这里墙灰就属于连续相、基体相

而稻草呢就是分散相、增强相

古建筑的修缮,要尽量遵从以前的工艺,以前的方法

可见复合材料的思想,很早以前就得到了应用

人类的祖先用泥巴和着稻草来盖房子

就是巧妙地运用了复合材料的思想

这里提一个问题

为什么复合材料当中必须强调有一相是连续相?

连续相的作用是什么呢?

下一节内容将回答这个问题

复合材料设计与成型课程列表:

上篇 基础--复合材料的概念与原理 1 引言

-1.1 课程简介及复合材料定义

--1.1.1 视频单元

--1.1.2 作业

--1.1.3讨论

-1.2 复合材料的命名与分类

--1.2.1 视频单元

--1.2.2 作业

-1.3 复合材料的特点

--1.3.1 视频单元

--1.3.2 作业

-1.4 复合材料的应用

--1.4.1 视频单元

--1.4.2 作业

--1.4.3 讨论题

--1 引言 课件

2 复合原理及界面

-2.1 颗粒增强原理

--2.1.1 视频单元

--2.1.2 作业

-2.2 短纤维增强原理

--2.2.1 视频单元

--2.2.2 作业

-2.3 界面效应

--2.3.1 视频单元

--2.3.2 作业

-2.4 复合材料界面

--2.4.1 视频单元

--2.4.2 作业

-2.5 复合材料界面表征与分析

--2.5.1 视频单元

--2.5.2 作业

-2 复合原理及界面 课件

3 增强材料

-3.1 增强材料概述

--3.1.1 视频单元

--3.1.2 作业

-3.2 玻璃纤维概述、生产工艺、成分与结构

--3.2.1 视频单元

--3.2.2 作业

-3.3 玻璃纤维的性能、制品与规格

--3.3.1 视频单元

--3.3.2 作业

-3.4 碳纤维概述

--3.4.1 视频单元

--3.4.2 作业

-3.5 碳纤维的制备工艺

--3.5.1 视频单元

--3.5.2 作业

-3.6 碳纤维的结构、性能、制品与规格

--3.6.1 视频单元

--3.6.2 作业

-3.7 芳纶纤维

--3.7.1 视频单元

--3.7.2 作业

-3 增强材料 课件

4 聚合物基复合材料

-4.1 聚合物概述

--4.1.1 视频单元

--4.1.2 作业

-4.2 聚酯概述、化学结构、合成与交联

--4.2.1 视频单元

--4.2.2 作业

-4.3 聚酯的性能与应用

--4.3.1 视频单元

--4.3.2 作业

-4.4 环氧树脂概述、化学结构、合成与表征

--4.4.1 视频单元

--4.4.2 作业

-4.5 环氧树脂的交联、性能与应用

--4.5.1 视频单元

--4.5.2 作业

-4.6 酚醛树脂及其他热固性树脂

--4.6.1 视频单元

--4.6.2 作业

-4.7 热塑性树脂及聚合物基复合材料的应用

--4.7.1 视频单元

--4.7.2 作业

-4 聚合物基复合材料 课件

5 陶瓷基复合材料

-5.1 陶瓷及陶瓷基复合材料概述

--5.1.1 视频单元

--5.1.2 作业

-5.2 陶瓷基复合材料成型工艺

--5.2.1 视频单元

--5.2.2 作业

-5.3 陶瓷基复合材料的界面及强韧化

--5.3.1 视频单元

--5.3.2 作业

-5.4 碳碳复合材料及陶瓷基复合材料的应用

--5.4.1 视频单元

--5.4.2 作业

-5 陶瓷基复合材料 课件

6 金属基复合材料

-6.1 金属基体

--6.1.1 视频单元

--6.1.2 作业

-6.2 金属基复合材料成型工艺

--6.2.1 视频单元

--6.2.2 作业

-6.3 金属基复合材料的界面

--6.3.1 视频单元

--6.3.2 作业

-6.4 金属基复合材料的性能与应用

--6.4.1 视频单元

--6.4.2 作业

-6 金属基复合材料 课件

中篇 理论--复合材料结构设计原理 1 引言

-1.1 视频单元

-1.2 作业

-1 引言 课件

2 应力-应变关系

-2.1 应力与应变

--2.1.1 视频单元

--2.1.2 作业

-2.2 广义胡克定律

--2.2.1 视频单元

--2.2.2 作业

-2.3 工程常数、平面应力状态、应力应变转换

--2.3.1 视频单元

--2.3.2 作业

-2 应力-应变关系 课件

3 单向板的刚度

-3.1 单向板的正轴刚度、刚度柔度变换

--3.1.1 视频单元

--3.1.2 作业

-3.2 倍角变换、偏轴工程常数

--3.2.1 视频单元

--3.2.2 作业

-3 单向板的刚度 课件

4 层合板的刚度

-4.1 层合板的代号、面内刚度

--4.1.1 视频单元

--4.1.2 作业

-4.2 典型层合板的面内刚度

--4.2.1 视频单元

--4.2.2 作业

-4.3 层合板的弯曲刚度

--4.3.1 视频单元

--4.3.2 作业

-4.4 单向层合板、对称层合板及夹芯结构的弯曲刚度

--4.4.1 视频单元

--4.4.2 作业

-4 层合板的刚度 课件

5 层合板的强度

-5.1 最大应力与最大应变准则

--5.1.1 视频单元

--5.1.2 作业

-5.2 蔡-希尔、蔡-吴强度准则

--5.2.1 视频单元

--5.2.2 作业

-5.3 层合板的强度分析

--5.3.1 视频单元

--5.3.2 作业

-5.4 层合板的极限强度

--5.4.1 视频单元

--5.4.2 作业

-5 层合板的强度 课件

6 复合材料细观力学

-6.1 细观力学引言、平均性质

--6.1.1 视频单元

--6.1.2 作业

-6.2 单向板的工程常数

--6.2.1 视频单元

--6.2.2 作业

-6.3 单向板的强度

--6.3.1 视频单元

--6.3.2 作业

-6.4 热膨胀与湿溶胀系数

--6.4.1 视频单元

--6.4.2 作业

-6.5 层合板的残余应力

--6.5.1 视频单元

--6.5.2 作业

-6 复合材料细观力学 课件

7 复合材料一维受力构件分析

-7.1 复合材料结构控制方程

--7.1.1 视频单元

--7.1.2 作业

-7.2 简单构型复合材料一维受力构件的力学分析

--7.2.1 视频单元

--7.2.2 作业

-7 复合材料一维受力构件分析 课件

8 复合材料梁

-8.1 复合材料层合梁

--8.1.1 视频单元

--8.1.2 作业

-8.2 复合材料板梁

--8.2.1 视频单元

--8.2.2 作业

-8.3 复合材料薄壁梁

--8.3.1 视频单元

--8.3.2 作业

-8 复合材料梁 课件

下篇 应用--复合材料成型工艺 1 引言

-1.1 绪论

--1.1.1 视频单元

--1.1.2 作业

--1.1.3 讨论

-1 引言 课件

2 手糊成型工艺

-2.1 手糊基本原理

--2.1.1 视频单元

--2.1.2 作业

-2.2 树脂对纤维的润湿(上)

--2.2.1 视频单元

--2.2.2 作业

-2.3 树脂对纤维的润湿(下)

--2.3.1 视频单元

--2.3.2 作业

-2.4 手糊技术进展和典型应用

--2.4.1 视频单元

--2.4.2 作业

-2 手糊成型工艺 课件

3 树脂传递模塑工艺

-3.1 RTM基本原理

--3.1.1 视频单元

--3.1.2 作业

-3.2 树脂渗流规律

--3.2.1 视频单元

--3.2.2 作业

-3.3 树脂流动模拟分析

--3.3.1 视频单元

--3.3.2 作业

-3.4 RTM技术发展和典型应用

--3.4.1 视频单元

--3.4.2 作业

-3 树脂传递模塑工艺 课件

4 树脂膜熔融浸渍工艺

-4.1 RFI基本原理

--4.1.1 视频单元

--4.1.2 作业

-4.2 RFI树脂膜体系

--4.2.1 视频单元

--4.2.2 作业

-4.3 树脂固化制度的确定和RFI典型应用

--4.3.1 视频单元

--4.3.2 作业

-4 树脂膜熔融浸渍工艺 课件

5 真空导入模塑工艺

-5.1 VIMP基本原理

--5.1.1 视频单元

--5.1.2 作业

-5.2 树脂的粘度特性

--5.2.1 视频单元

--5.2.2 作业

-5.3 纤维预成型体的渗透特性和VIMP典型应用

--5.3.1 视频单元

--5.3.2 作业

-5 真空导入工艺 课件

6 拉挤成型工艺

-6.1 拉挤基本原理

--6.1.1 视频单元

--6.1.2 作业

-6.2 拉挤内脱模剂

--6.2.1 视频单元

--6.2.2 作业

-6.3 拉挤技术发展和典型应用

--6.3.1 视频单元

--6.3.2 作业

-6 拉挤成型工艺 课件

7 缠绕成型工艺

-7.1 缠绕基本原理

--7.1.1 视频单元

--7.1.2 作业

-7.2 缠绕线型规律

--7.2.1 视频单元

--7.2.2 作业

-7.3 缠绕工艺参数、技术发展和典型应用

--7.3.1 视频单元

--7.3.2 作业

-7 缠绕成型工艺 课件

8 模压成型工艺

-8.1 模压基本原理和模压料工艺性

--8.1.1 视频单元

--8.1.2 作业

-8.2 SMC片状模塑料

--8.2.1 视频单元

--8.2.2 作业

-8.3 模压关键工艺参数和典型应用

--8.3.1 视频单元

--8.3.2 作业

-8 模压成型工艺 课件

9 有机先驱体转化法

-9.1 概述

--9.1.1 视频单元

--9.1.2 作业

-9.2 PIP基本原理

--9.2.1 视频单元

--9.2.2 作业

-9.3 PIP关键步骤

--9.3.1 视频单元

--9.3.2 作业

-9.4 致密化和典型应用

--9.4.1 视频单元

--9.4.2 作业

-9 先驱体转化法 课件

考试

-课程考试

1.1.1 视频单元笔记与讨论

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