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复合材料相关术语汇总

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点击次数:18 更新时间:2026年08月20日15:43:31 打印此页 关闭

复合材料(Composites;Composite Materials):由两种或两种以上材料独立物理相通过复合工艺组合而成的新型材料,其中,连续相称为基体,分散相称为增强体。它既能保留原组成材料的主要特色,并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联系,从而获得新的优越性能。

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先进复合材料(Advanced Composites):主要指结构性能相当或优于铝合金的复合材料,如用高性能增强体如碳纤维、芳纶等与高聚物构成的复合材料,还包括金属基、陶瓷基和碳(石墨)基以及功能复合材料。

碳纤维复合材料(CFRP):以碳或石墨纤维为增强体的树脂基复合材料。

芳纶复合材料(AFRP):以芳纶纤维为增强体的树脂基复合材料。

玻璃纤维复合材料(GFRP):以玻璃纤维为增强体的树脂基复合材料。

混杂复合材料(Hybrid Composites):由两种或两种以上纤维增强体与同一种基体组成的复合材料。

热固性树脂(Thermosetting Resin):一类有机材料,通过分子间的交联可变为固体,如环氧树脂、双马来酰亚胺等,这是复合材料中最常用的一类基体材料。

热固性复合材料(Thermosetting Composites):以热固性塑料为基体的复合材料。

热塑性塑料(Thermoplastics Resin):一类具有线型或分枝型结构的高聚物基体材料,其特点是遇热软化或熔融而处于可塑性状态,冷却后又变成坚硬固体,而且这一过程可反复进行,如聚醚醚酮(PEEK)树脂。它的一个独特性能是可以产生很大的应变。但另一方面,它在加工中所需的温度和压力要高于热固性树脂。

热塑性复合材料(Thermoplastic Composites):以热塑性塑料为基体的复合材料。

工程常数(Engineering Constants):对单向及多向层压板进行单轴拉、压及纯剪试验直接测得的常数,包括拉、压、剪切弹性模量和泊松比等。

正交各向异性(Orthotropy):材料具有3个互相垂直的弹性对称平面的特性。这些平面的垂直方向称为材料的主方向。

横向各向同性(Transverse Isotropy):具有正交各向异性特性的材料,若有一个各向同性的平面时,称其具有横向各向同性。例如单向复合材料即具有此种特性。

正轴(On-Axis):与材料主方向重合的参考坐标轴。

偏轴(Off-Axis):与材料主方向不重合,有一个偏转角θ的参考坐标轴。

耦合(Coupling):一种外力引起与其有对应的基本变形的效应称为耦合。

宏观力学(Macromechanics):在复合材料力学中采用层压板理论进行分析的力学。此时在每一铺层内纤维和基体作为一个整体而不再加以区分。

细观力学(Micromechanics):在复合材料力学中要分别考虑纤维和基体的性能以及界面的情况,研究它们相互关系并进行分析的力学。

失效准则(Failure Criterion):复杂应力—应变状态下,材料失效的判据。

失效包线(Failure Envelope):复杂应力—应变状态下,由失效准则确定的各极限值形成的包络线。

层间应力(Interlaminar Stresses):除层压板的三个面内应力分量外,指与厚度方向有关的3个应力分量,即:

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层间剪切(Interlaminar Shear):指层间应力分量中的两个剪切分量,也称横向剪切。复合材料层间剪切强度较低,是它的一个弱点。

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复合应力(Combined Stresses):由两种或两种以上的基本应力组合成的复杂应力状态。

铺层角(Ply Orientation Angle):每一铺层的纤维方向与制件的参考坐标X轴之间的夹角,由X轴到纤维方向逆时针旋转为正。

铺层组(Ply Group):一组具有相同铺层角的连续铺层。

铺层顺序(Ply Stacking Sequence):铺贴中具有各种不同铺层角的铺层的排列次序。

对称层压板(Symmetric Laminate):全部铺层及其各种特性和参数相对于板的几何中面对称的层压板。

均衡层压板(Balanced Laminate):层压板中以主参考轴测量的+θ与−θ的铺层数量相等并且铺层对称的层压板。

均衡对称层压板(Balanced Symmetric Laminate):既均衡又对称的层压板。

正交层压板(Cross-Ply Laminate):只含有0°和90°铺层的双向层压板。

斜交层压板(Angle-Ply Laminate):只含有+θ和−θ铺层的双向层压板。

准各向同性层压板(Quasi-Isotropy Laminate):面内各个方向的弹性常数相同的对称层压板。

子层压板(Sub-Laminate):在层压板内一个可多次重复的多向铺层组合。

长丝(Filament):有一定连续长度的纤维。

纤维束(Tow,Yarn):多根纤维组成的丝束,一个纤维束可含有1000,3000,6000或12000根等不同数量的单丝。

预浸料(Prepreg):将树脂基体浸涂到纤维或织物上,通过一定的处理后贮存备用的中间材料。

单向带(Tape):相互平行的连续纤维或单向织物经浸渍树脂胶液,再经晾置或烘干后形成的预浸料。

铺层(Lamina;Ply):层压复合材料中的一层单向带或织物,在计算时还包括连续铺设在单一方向的单向层组,是层压复合材料的最基本单元。

层压板(Laminate):由两层或多层同种或不同种材料层合压制而成的复合材料板材。

玻璃化转变温度(Glass Transition Temperature):聚合物在一定升温速率下达到一定温度值时,模量—温度曲线出现拐点,在此拐点温度附近,表征聚合物的物理参数出现不连续的变化,此种现象称为玻璃化转变,所对应的温度称玻璃化转变温度(Tg)。

树脂含量(Resin Content):复合材料中树脂体积或质量所占的百分比。

纤维含量(Fiber Content):复合材料中纤维体积或质量所占的百分比。

贮存期(Shelf Life):在规定的环境条件下,材料仍能满足规范要求而不失效的最长存放时间。

使用期(Operate Life):在正常施工条件下,材料仍能满足规范要求而不失效的最长操作时间。

尺寸稳定性(Dimensional Stability):复合材料制件在温度和湿度等环境条件变化的情况下仍能保持原有形状和尺寸的特性。

织物(Fabric):以纱线、长丝等为材料,运用各种织造及其他方法制成的平状物。如机织物、针织物、编织物、无纺织物等。

预成形件(Preform):在放置于模具内并注入树脂之前,包含有不同结构细节并形成预期形状的纤维增强织物。

经纱(Warp):织物中与织边平行的纱,或机织物上沿长度方向排列的纱。

纬纱(Fill):织物中与经纱或长度方向成90°的纱。

机织物(Weaving Fabric):以2组纱(线)即经纱(线)和纬纱(线)纵横交织而成的织物。

平纹机织物(Plain Weave):一根经纱上下交替地穿过每一根纬纱的最简单的机织物。

无纬布(Uniweave):由经向的承载碳纤维和少量(5%)纬向玻璃(或聚酯)纤维组成的平纹机织物。

针织物(Knitting Fabric):用针织机将纱线弯曲成线圈,纵串横联而成的织物。按线圈的连接特征,可分为纬编针织物和经编针织物两大类。

编织物(Braiding Fabric):纱线或长丝相互交叉成“人”字形(或∞形)编成的织物。

缝合(Stitch):缝合是在纤维预成形件上采用缝纫的方法在厚度方向上增加增强纤维材料。

单胞(Unit Cell):单胞定义为重复纤维结构的单元,也可认为是材料的基本构成单元。纺织复合材料可以看成是单胞不加任何旋转或映射的平移拷贝。

旦(Denier):每9000m长纱线的重量,以g/m表示。

固化(Cure):通过热、光、辐射或化学添加剂等的作用,使热固性树脂经不可逆的化学反应完成交联的过程。

共固化(Cocure):指不同的复合材料制件在一次固化中同时完成固化和胶接过程的工艺方法。

二次胶接(Secondary Bonding):指已固化了的不同复合材料制件通过胶粘剂再次进行胶接固化的过程。

RFI(Resin Film Infusion):树脂膜熔浸或树脂膜渗透成形工艺。

RTM(Resin Transfer Molding):树脂转移模塑或树脂传递模塑成形工艺。

长丝缠绕(Filament Winding):在控制张力和预定线型的条件下,将连续的纤维束(或单向带)浸胶后以一定的形式缠绕到芯模或模具上用以成形复合材料制件的一种方法。

B阶段(B-Stage):热固性树脂未固化与完全固化的一个中间阶段,或称预固化阶段。

固化收缩(Shrinkage):固化成形期间或固化成形后制件的尺寸收缩。

残余应力(Residual Stress):在复合材料中一般指复合材料制件内部由于固化后的降温和吸湿等引起的应力。

铺贴(Layup):制造复合材料制件过程中用手工或机械按一定方向和顺序逐层铺设预浸料的过程。

模具(Mold,Tooling):一种保证制件成形的工具。

随炉件(Processing Control Coupon):与制件的材料工艺过程相同,并在同炉固化成形的一种层压板。将其切成试样后可测试某些基本性能,鉴定制件质量,以便对工艺过程进行监控。

脱胶(Debond):由各种因素引起的层内、层间或胶接接头胶层产生分离的现象。

空隙(Void):固化过程中,复合材料内所截留的空气或气体。

分层(Delamination):由层间应力或制造缺陷等引起的复合材料铺层之间的脱胶。

孔隙率(Porosity):复合材料中空隙体积所占复合材料总体积的百分比。

夹杂(Inclusion):制造过程中无意间带进制件中的杂质,如颗粒、芯片、薄膜等。

偏差(Discrepancy):允许的制造异常,可通过有计划的检测方法检出。它们可能因加工、制造或装配等原因而产生。

架桥(Bridging):一个或多个铺层在跨越圆角或台阶等处时与其他铺层之间未完全接触的情况。

缺陷(Flaw;Defect):复合材料制件在铺贴、成形和固化过程中产生的空隙、夹杂、分层等制造异常。

损伤(Damage):由于加工、制造、装配、搬运或使用引起的结构异常,通常由机械加工、安装紧固件或与外部物体撞击造成。

贫树脂区(Resin-Starved Area):复合材料制件中局部树脂较制件平均树脂含量低出较多的区域。

富树脂区(Resin-Rich Area):复合材料制件中局部树脂较制件平均树脂含量高出较多的区域。

龟裂(Crazing):在复合材料基体内或组分材料的界面处出现的细微裂纹。

冲击损伤(Impact Damage):由于外部物体冲击引起的结构异常。

吸湿量(Moisture Content):复合材料暴露于大气环境中,或在其他环境条件下吸进水分的度量,用百分数表示。

环境(Environment):在使用中能遇到,且会影响结构的外部条件。这些条件可能单独出现,也可能联合存在。它们包括温度、湿度、紫外线辐射和燃油、冲击等,但不包括机械加载。

退化(Degradation):由于制造异常、重复载荷或因环境条件引起的材料性能(如强度、模量、膨胀系数)下降。

湿热效应(Hygrothermal Effect):由吸湿和温度变化引起复合材料构件结构尺寸和材料性能改变的现象。

老化(Aging):材料在环境条件下随时间推移而产生的各种不可逆的化学变化和物理变化,从而引起材料性能逐渐变坏,最后丧失使用价值,这种现象称为老化。一般指自然环境条件下老化。

试样(Coupon):用于评定铺层和层压板性能,以及一般结构特征时所使用的小试验件,如通常使用的层压板条和胶接或机械连接的板条接头。

元件(Element):复杂结构件的典型承力单元,如蒙皮、桁条、剪切板、夹层板和各种连接形式的小接头。

细节件(Detail):特殊设计的复杂连接、机械接头、桁条端部、较大的检查口等较复杂结构件的薄弱部件。

组合件(Subcomponent):能提供一段完整结构全部特征的较大的三维结构,如盒段、框段、机翼壁板、机身壁板、翼肋、舱段、框等。

部件(Component):机翼、机身、垂尾、水平安定面等飞机结构的主要部分,可以作为完整的机体结构进行试验,以验证结构完整性。

飞机结构(Aircraft Structure):飞机的机身、机翼、尾翼、起落架、操纵系统的机械元件和结构元件、操纵面、雷达罩、发动机架、发动机短舱、外挂挂架、结构运动机构以及其他承力结构。

A基准值(A-Basis Value):力学性能的一个限定值,在95%的置信度下,99%的性能数值群的最小值。

B基准值(B-Basis Value):力学性能的一个限定值,在95%的置信度下,90%的性能数值群的最小值。

典型值(Typical Value):从至少5个试样做出的有效试验结果中得出的算术平均值。此值与统计保证无关。

许用值(Allowables):在一定的载荷与环境条件下,由试样、元件或细节件等试验数据,经统计分析后确定的性能表征值。

使用载荷(Limit Load):正常使用中可能出现的最大载荷。在该载荷作用下,结构不应产生妨碍飞机正常运动的有害变形,卸载后不遗留有害的残余变形。

设计载荷(Ultimate Load):使用载荷与不确定系数的乘积,是结构能承受的最大载荷。预计在大于(或等于)该载荷作用下,飞机结构将破坏或丧失承载能力。用于设计飞机结构、强度校核计算和进行极限载荷(或破坏)试验。

安全系数(Factor of Safety):设计载荷与使用载荷的比值。

设计许用值(Design Allowables):为保证整个结构的完整性具有高置信度,在许用值的基础上,由设计师规定的设计(或使用)载荷下的限制值。

飞机结构完整性(Aircraft Structural Integrity):与飞机安全性、经济性和功能有关的机体结构强度、刚度、耐久性(或疲劳寿命)及损伤容限等飞机所要求的结构特性总称。

耐久性(Durability):机体结构在规定的时间期限内,抵抗疲劳开裂、腐蚀、热退化、剥离、分层、磨损和外来物冲击损伤的能力。

使用寿命(Service Life):具有高可靠度的飞机可使用寿命,并以飞行小时数、飞行次数、日历年限等表示。使用寿命分为设计使用寿命和服役使用寿命。设计使用寿命是用户预期的飞机使用寿命,用于整个飞机设计预研阶段。服役使用寿命是根据飞行实测载荷/环境谱修正耐久性分析和试验结果评估的飞机的实际可使用寿命。使用寿命的评估应考虑试验结果的分散性和分析计算的不确定性。

经济寿命(Economic Life):按耐久性试验大纲所得试验结果进行数据整理和评估而得到的寿命。当机体结构大范围出现损伤时,若不修理则影响飞机的使用功能和战备状态,修理又不经济时,则认为机体结构达到了耐久性使用寿命。机体结构达到耐久性使用寿命的特征是损伤部位数量或修理费用迅速增长。目前也有人称之为耐久性使用寿命(Durability Service Life)。

损伤容限(Damage Tolerance):机体结构在给定的不做修理的使用期内,抵抗因结构存在缺陷、裂纹或其他损伤而引起破坏的能力。

飞行安全结构(Safety of Flight Structure):其破坏会直接导致飞机失事,或破坏持续未被查出而造成飞机失事的结构。

缓慢裂纹扩展结构(Slow Crack Growth Structure):缓慢裂纹扩展结构包含了下列设计概念,即不允许缺陷达到失稳快速增长所规定的临界尺寸,并在可检查度确定的使用期内,用裂纹缓慢扩展保证安全。在不修使用期内,带有亚临界损伤的结构强度和安全性,不应下降到规定水平以下。虽然复合材料结构中一般不出现裂纹,但作为一种结构分类它仍适用于复合材料结构。由于复合材料结构有着优异的疲劳性能,冲击损伤的扩展特点以及设计水平所限,往往采用损伤无扩展(Damage No-Growth)概念,并把复合材料结构也归入缓慢裂纹扩展结构。

初始质量(Initial Quality):初始质量是对于基本材料或结构制造过程中产生的裂纹,缺陷或其他偏差而言的飞机结构状态的质量。

结构可靠性(Structural Reliability):结构在战术(技术)要求所规定的使用条件和工作环境下以及在规定的使用寿命内,能承受载荷、环境并正常工作的能力。这种能力可以用一种概率来度量,称为可靠度。

可靠性(Reliability):结构或产品能按预定要求正常工作的概率值。


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