1、
2025年大学本科四年级(纺织复合材料)纺织复合材料应用测试题及答案
(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:本卷共10小题,每小题3分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 纺织复合材料中,增强纤维与基体之间的界面结合力对复合材料性能影响极大,以下哪种情况界面结合力过强可能带来的不利影响是?
A. 复合材料强度提高
B. 复合材料韧性增加
C. 纤维难以拔出,复合材料脆性增大
D. 基体变形能力增强
2. 对于纺织复合材料的拉伸性能,下列说法正确的是?
2、
A. 拉伸强度主要取决于基体材料
B. 纤维含量越高,拉伸模量越低
C. 纤维的取向对拉伸性能影响不大
D. 良好的纤维与基体界面结合有助于提高拉伸强度
3. 在纺织复合材料的制备过程中,以下哪种工艺可以使纤维更好地均匀分布在基体中?
A. 模压成型
B. 手糊成型
C. 编织工艺
D. 注射成型
4. 以下哪种纺织复合材料常用于航空航天领域以减轻结构重量?
A. 玻璃纤维增强复合材料
B. 碳纤维增强复合材料
C. 芳纶纤维增强复合材料
D. 天然纤维增强复合材料
5. 纺织复合材料的耐腐蚀性与以下哪个因素关系不大?
A. 基体材料的耐腐蚀性
B. 纤维的
3、化学稳定性
C. 界面的防护处理
D. 复合材料的颜色
6. 当纺织复合材料承受弯曲载荷时,以下哪种情况会导致其弯曲性能下降?
A. 纤维的高强度
B. 基体的良好韧性
C. 纤维分布不均匀
D. 界面结合适中
7. 对于纺织复合材料的疲劳性能,下列措施中不能有效提高的是?
A. 优化纤维与基体界面结合
B. 增加纤维含量
C. 采用合理的编织结构
D. 降低复合材料的密度
8. 纺织复合材料在吸湿后,其性能一般会发生怎样的变化?
A. 强度和模量提高
B. 强度和模量降低
C. 强度提高模量降低
D. 强度降低模量提高
9. 以下哪种纤维增强的纺织复合材料
4、在高温下性能保持较好?
A. 聚酯纤维增强复合材料
B. 玄武岩纤维增强复合材料
C. 聚丙烯纤维增强复合材料
D. 聚乙烯纤维增强复合材料
10. 在评估纺织复合材料的综合性能时,以下哪种性能指标不是关键考量因素?
A. 硬度
B. 透明度
C. 冲击强度
D. 耐老化性能
第II卷(非选择题 共70分)
11. (10分)简述纺织复合材料的主要组成部分及其作用。
12. (15分)说明影响纺织复合材料力学性能的主要因素有哪些,并举例阐述。
13. (15分)请比较玻璃纤维、碳纤维和芳纶纤维增强的纺织复合材料在性能上的异同点。
14. (15分)材料:某纺织
5、企业研发了一种新型的纺织复合材料,用于制作汽车零部件。该复合材料采用碳纤维增强环氧树脂基体,经编织工艺制成。在实际应用中,发现该材料在承受一定冲击后出现了局部损伤。
问题:分析可能导致这种情况的原因,并提出改进措施。
15. (15分)材料:一种纺织复合材料在航空航天领域有潜在应用,其由高性能纤维和特殊基体组成。但在模拟太空环境下的测试中,发现复合材料的性能有所下降。
问题:探讨可能导致性能下降的因素,并提出提高该复合材料在太空环境下性能的建议。
答案:1. C 2. D 3. C 4. B 5. D 6. C 7. D 8. B 9. B 10. B
11.
6、 纺织复合材料主要由增强纤维、基体和界面组成。增强纤维承担主要的承载作用,提高复合材料的强度和模量等力学性能。基体起粘结纤维、传递应力和保护纤维的作用,同时影响复合材料的成型工艺和部分性能。界面则是纤维与基体之间的过渡区域,对复合材料的性能有着关键影响,良好的界面结合能使纤维与基体协同作用,提升整体性能。
12. 影响纺织复合材料力学性能的因素主要有:纤维性能,如高强度纤维可提高复合材料强度;纤维含量,含量增加一般强度和模量提高;纤维取向,沿受力方向排列可增强性能;界面结合力,适中结合力利于纤维拔出耗能提高韧性,过强或过弱都不利;基体性能,良好韧性基体可改善复合材料韧性。例如碳纤维增强复合材
7、料,碳纤维高强度使其强度高,合理纤维取向和界面结合进一步提升性能。
13. 相同点:都能显著提高复合材料的力学性能。不同点:玻璃纤维增强复合材料成本较低,强度和模量有一定提升,耐腐蚀性较好;碳纤维增强复合材料强度和模量高,密度低,耐高温性能好,常用于高端领域;芳纶纤维增强复合材料强度高、韧性好,防弹性能突出,在防护领域应用广泛。
14. 原因可能是编织工艺存在缺陷,导致纤维分布不均匀,在冲击时局部应力集中。也可能是碳纤维与环氧树脂基体的界面结合不够理想,无法有效传递应力。改进措施:优化编织工艺参数,确保纤维均匀分布。对界面进行处理,提高界面结合强度,如采用表面处理剂等。
15. 可能导致性能下降的因素有:太空环境中的辐射可能使纤维和基体性能劣化;高真空环境可能导致基体中的小分子挥发,影响基体性能;极端温度变化可能使复合材料产生热应力,导致损伤。建议:对纤维和基体进行抗辐射处理;对基体进行密封或添加稳定剂防止小分子挥发;设计合理的结构,增强复合材料的热稳定性,如采用多层结构或添加隔热材料。