2025年大學(xué)復(fù)合材料與工程（復(fù)合材料研發(fā)）試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿(mǎn)分100分）班級(jí)______姓名______第I卷（選擇題共30分）每題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。(總共10題，每題3分，在每題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，選出最符合題目要求的一項(xiàng))1.復(fù)合材料的性能特點(diǎn)不包括以下哪一項(xiàng)？A.比強(qiáng)度高B.耐腐蝕性差C.可設(shè)計(jì)性強(qiáng)D.疲勞性能好2.以下哪種材料不屬于復(fù)合材料的基體材料？A.樹(shù)脂B.金屬C.陶瓷D.玻璃纖維3.復(fù)合材料界面的作用不包括？A.傳遞載荷B.決定復(fù)合材料的性能C.保護(hù)增強(qiáng)體D.降低復(fù)合材料的強(qiáng)度4.制備復(fù)合材料時(shí)，纖維增強(qiáng)體的排列方式對(duì)復(fù)合材料性能影響較大，哪種排列方式能使復(fù)合材料在各個(gè)方向上性能較為均衡？A.隨機(jī)排列B.單向排列C.正交排列D.層狀排列5.熱塑性復(fù)合材料與熱固性復(fù)合材料相比，以下說(shuō)法正確的是？A.熱塑性復(fù)合材料成型后不可再加工B.熱固性復(fù)合材料的耐熱性更好C.熱塑性復(fù)合材料的韌性較差D.熱固性復(fù)合材料的回收利用更方便6.對(duì)于纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，當(dāng)纖維直徑減小，復(fù)合材料的強(qiáng)度通常會(huì)？A.降低B.不變C.提高D.先降低后提高7.以下哪種方法不屬于復(fù)合材料成型工藝中的液態(tài)成型方法？A.手糊成型B.模壓成型C.注射成型D.拉擠成型8.復(fù)合材料在航空航天領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，主要是因?yàn)槠?？A.成本低B.加工簡(jiǎn)單C.能滿(mǎn)足對(duì)材料高性能的要求D.重量輕但強(qiáng)度低9.研究復(fù)合材料的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能時(shí)，常用的測(cè)試方法是？A.拉伸試驗(yàn)B.彎曲試驗(yàn)C.動(dòng)態(tài)熱機(jī)械分析D.硬度測(cè)試10.當(dāng)復(fù)合材料中的增強(qiáng)體含量增加時(shí)，復(fù)合材料的模量一般會(huì)？A.降低B.不變C.提高D.先提高后降低第II卷（非選擇題共70分）11.簡(jiǎn)答題：簡(jiǎn)述復(fù)合材料的定義及主要組成部分。(8分)復(fù)合材料是由兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料，通過(guò)物理或化學(xué)的方法，在宏觀上組成具有新性能的材料。主要組成部分包括基體材料和增強(qiáng)體。基體材料起粘結(jié)、保護(hù)增強(qiáng)體并傳遞應(yīng)力的作用；增強(qiáng)體是承受載荷的主要組元，可顯著提高復(fù)合材料的力學(xué)性能等。12.簡(jiǎn)答題：說(shuō)明纖維增強(qiáng)復(fù)合材料中纖維與基體界面結(jié)合力的影響因素及對(duì)復(fù)合材料性能的作用。(12分)影響因素：纖維表面處理、基體成分、成型工藝等。作用：適當(dāng)?shù)慕缑娼Y(jié)合力能有效傳遞載荷，使纖維和基體協(xié)同工作，提高復(fù)合材料強(qiáng)度和模量；結(jié)合力過(guò)強(qiáng)，可能導(dǎo)致復(fù)合材料脆性增加，在受力時(shí)纖維易斷裂；結(jié)合力過(guò)弱，則無(wú)法有效傳遞載荷，復(fù)合材料性能難以充分發(fā)揮。13.論述題：闡述熱固性樹(shù)脂基復(fù)合材料和熱塑性樹(shù)脂基復(fù)合材料在成型工藝、性能特點(diǎn)及應(yīng)用方面的差異。(20分)成型工藝：熱固性樹(shù)脂基復(fù)合材料常用手糊、模壓等成型工藝，成型后不可再加工；熱塑性樹(shù)脂基復(fù)合材料可采用注射、擠出等成型工藝，成型后還可二次加工。性能特點(diǎn)：熱固性的耐熱性好、剛性高，但韌性相對(duì)較差；熱塑性的韌性好、可回收，但耐熱性一般不如熱固性。應(yīng)用方面：熱固性常用于航空航天等對(duì)耐熱性要求高的領(lǐng)域；熱塑性在汽車(chē)、電子等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，因其可回收和便于成型加工。14.材料分析題：材料：某復(fù)合材料由碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂基體組成。在拉伸試驗(yàn)中，測(cè)得該復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度為500MPa，拉伸模量為30GPa。已知碳纖維的拉伸強(qiáng)度為2000MPa，拉伸模量為200GPa，環(huán)氧樹(shù)脂基體的拉伸強(qiáng)度為80MPa，拉伸模量為3GPa。假設(shè)復(fù)合材料中碳纖維體積分?jǐn)?shù)為50%。問(wèn)題：計(jì)算該復(fù)合材料的理論強(qiáng)度和理論模量，并分析實(shí)際強(qiáng)度與理論強(qiáng)度存在差異的原因。(15分)理論強(qiáng)度計(jì)算：根據(jù)混合法則，理論強(qiáng)度=纖維強(qiáng)度×纖維體積分?jǐn)?shù)+基體強(qiáng)度×基體體積分?jǐn)?shù)=2000×0.5+80×0.5=1040MPa。理論模量計(jì)算：理論模量=纖維模量×纖維體積分?jǐn)?shù)+基體模量×基體體積分?jǐn)?shù)=200×0.5+3×0.5=101.5GPa。實(shí)際強(qiáng)度與理論強(qiáng)度存在差異的原因：纖維與基體界面結(jié)合情況、纖維的分布均勻性、成型工藝缺陷等都會(huì)影響復(fù)合材料的實(shí)際強(qiáng)度，導(dǎo)致實(shí)際強(qiáng)度低于理論強(qiáng)度。15.設(shè)計(jì)題：設(shè)計(jì)一種用于高速列車(chē)輕量化結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料，說(shuō)明選用的基體材料、增強(qiáng)體材料及理由，并簡(jiǎn)述制備該復(fù)合材料的成型工藝。(15分)基體材料可選用高性能熱塑性樹(shù)脂如聚碳酸酯，其具有良好的韌性和加工性能。增強(qiáng)體選用碳纖維，碳纖維強(qiáng)度高、模量高、重量輕。理由：能滿(mǎn)足高速列車(chē)輕量化需求，同時(shí)具備足夠的強(qiáng)度和剛度。成型工藝可采用模壓成型，將碳纖維預(yù)浸料與熱塑性樹(shù)脂放入模具中，加熱加壓