2025年大学（材料成型及控制工程）复合材料成型工艺基础阶段测试题及评分标准.doc

2025年大学（材料成型及控制工程）复合材料成型工艺基础阶段测试题及评分标准

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（选择题 共30分）
答题要求：请从每小题的四个选项中选出一个正确答案，将其序号填在题后的括号内。(总共10题，每题3分)
1. 复合材料成型工艺中，以下哪种方法常用于制造纤维增强复合材料？（ ）
A. 注射成型 B. 模压成型 C. 挤出成型 D. 吹塑成型
2. 纤维增强复合材料的性能主要取决于（ ）。
A. 基体材料 B. 纤维种类 C. 纤维含量和分布 D. 以上都是
3. 在复合材料成型过程中，预浸料的作用是（ ）。
A. 提高成型效率 B. 改善复合材料性能 C. 降低成本 D. 便于储存
4. 模压成型时，模具温度对复合材料性能有重要影响，一般来说，温度升高会使（ ）。
A. 固化速度加快，性能提高 B. 固化速度减慢，性能降低
C. 固化速度不变，性能不变 D. 固化速度加快，性能降低
5. 以下哪种复合材料成型工艺适合制造形状复杂的零件？（ ）
A. 手糊成型 B. 缠绕成型 C. 拉挤成型 D. 模压成型
6. 复合材料成型过程中，固化压力的作用是（ ）。
A. 使复合材料压实，提高性能 B. 加速固化反应
C. 防止复合材料变形 D. 以上都是
7. 纤维缠绕成型工艺中，纤维缠绕的方式有（ ）。
A. 环向缠绕 B. 纵向缠绕 C. 螺旋缠绕 D. 以上都是
8. 拉挤成型工艺主要用于制造（ ）。
A. 板材 B. 管材 C. 棒材 D. 以上都是
9. 在复合材料成型工艺中，后固化处理的目的是（ ）。
A. 进一步提高复合材料性能 B. 消除内应力
C. 改善复合材料的尺寸稳定性 D. 以上都是
10. 以下哪种材料不属于复合材料的基体材料？（ ）
A. 树脂 B. 金属 C. 陶瓷 D. 玻璃纤维

第II卷（非选择题 共70分）

二、填空题（每题2分，共10分）
1. 复合材料是由______和______两种或两种以上不同性质的材料组合而成的材料。
2. 纤维增强复合材料的增强相是______，基体相是______。
3. 手糊成型工艺的优点是______、______。
4. 模压成型工艺中，模具的结构包括______、______、______等部分。
5. 纤维缠绕成型工艺中，纤维的张力控制对复合材料的______和______有重要影响。

三、判断题（每题2分，共10分）
1. 复合材料的性能总是优于其组成材料单独使用时的性能。（ ）
答案：×
2. 预浸料的储存时间越长，其性能越好。（ ）
答案：×
3. 模压成型时，压力越大，复合材料的性能越好。（ ）
答案：×
4. 纤维缠绕成型只能制造圆形截面的零件。（ ）
答案：×
5. 后固化处理可以提高复合材料的强度和模量，但会降低其韧性。（ ）
答案：×

四、简答题（每题10分，共30分）
材料：某复合材料成型工艺过程中，出现了复合材料内部有气泡的问题。
1. 请分析气泡产生的可能原因。
可能原因有：树脂粘度不合适，导致在成型过程中气体难以排出；成型过程中压力不足，无法将气体挤出；模具表面不平整，气体容易积聚；原材料中含有水分或挥发性物质，在成型过程中产生气体。
2. 针对气泡问题，提出相应的解决措施。
解决措施：调整树脂粘度，使其适合成型工艺要求；增加成型压力，确保气体能够充分排出；对模具进行打磨和抛光，保证表面平整；对原材料进行干燥处理，去除水分和挥发性物质。
3. 简述如何通过工艺控制减少气泡的产生。
在工艺控制方面，可以在树脂搅拌过程中充分搅拌，使气体均匀分散；在预浸料制备过程中，采用真空辅助等方法去除气体；在成型过程中，缓慢升压，避免压力突变导致气体来不及排出；控制成型温度和时间，使树脂固化过程平稳，减少气体产生的可能性。

五、综合分析题（共20分）
材料：现有一种新型复合材料，需要采用模压成型工艺进行制造。已知该复合材料的基体材料为环氧树脂，增强纤维为碳纤维，成型温度范围为120℃ - 150℃，固化时间为2小时。
1. 请设计模压成型的工艺流程。
工艺流程如下：首先准备好模具，对模具进行预热至120℃ - 150℃；将预浸料裁剪成合适尺寸并铺放在模具型腔中；合模，施加一定压力，使预浸料初步压实；在120℃ - 150℃下保持2小时进行固化反应；固化结束后，冷却模具，打开模具取出成型的复合材料零件。
2. 分析在成型过程中可能遇到的问题及解决方法。
可能遇到的问题及解决方法：一是固化不完全，可能原因是温度控制不准确或固化时间不足，解决方法是精确控制温度在120℃ - 150℃范围内，确保固化时间为2小时；二是复合材料与模具粘结不良，可能是模具表面处理不当或预浸料与模具不匹配，解决方法是对模具表面进行适当处理，选择合适的预浸料；三是成型零件尺寸精度不够，可能是模具精度问题或成型过程中压力不稳定导致，解决方法是提高模具精度，稳定成型压力。