2025年大學（航空航天工程）航空航天材料性能測試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題共30分）答題要求：本大題共10小題，每小題3分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1.航空航天材料中，對高溫強度要求極高的部件通常選用以下哪種材料？A.鋁合金B(yǎng).鈦合金C.鎳基高溫合金D.鎂合金2.材料的疲勞壽命主要取決于其A.硬度B.韌性C.抗拉強度D.循環(huán)應力特性3.航空發(fā)動機葉片常用的制造材料是A.不銹鋼B.銅合金C.高溫合金D.陶瓷材料4.評估航空航天材料抗腐蝕性能的重要指標是A.屈服強度B.耐蝕性評級C.延伸率D.沖擊韌性5.對于承受高載荷的航空航天結構件，材料的何種性能最為關鍵？A.密度B.熱膨脹系數(shù)C.彈性模量D.泊松比6.航空航天材料在低溫環(huán)境下，其性能會發(fā)生顯著變化的是A.導電性B.磁性C.韌性D.硬度7.以下哪種材料常用于制造航空航天飛行器的蒙皮？A.復合材料B.鑄鐵C.鑄鋁D.橡膠材料8.材料的熱導率對于航空航天應用的影響主要體現(xiàn)在A.散熱設計B.強度提升C.耐蝕性改善D.密度降低9.判斷航空航天材料是否適合高速飛行應用的關鍵性能是A.抗氧化性B.高溫蠕變性能C.聲學性能D.光學性能10.航空航天材料的比強度是指A.強度與密度之比B.強度與硬度之比C.強度與韌性之比D.強度與彈性模量之比第II卷（非選擇題共70分）11.（10分）簡述航空航天材料應具備的主要性能要求，并舉例說明每種性能在實際應用中的重要性。12.（15分）對比鋁合金和鈦合金在航空航天領域的應用特點，分析它們各自的優(yōu)勢和局限性。13.（15分）某航空航天材料在進行拉伸試驗時，得到以下數(shù)據(jù)：初始標距長度為50mm，斷裂后標距長度為70mm，原始橫截面積為100mm2，最大拉力為50kN。計算該材料的伸長率和抗拉強度。14.（15分）閱讀材料：在航空航天領域，隨著飛行器性能要求的不斷提高，對材料的高溫性能提出了更高的挑戰(zhàn)。例如，新型發(fā)動機的渦輪葉片需要在高溫、高壓、高速氣流等惡劣環(huán)境下長期工作?，F(xiàn)有的鎳基高溫合金雖然具有較好的高溫強度，但在某些極端工況下仍存在性能瓶頸。請分析針對這種情況，未來航空航天高溫材料的發(fā)展方向可能有哪些，并說明理由。15.（15分）有一航空航天結構件，設計要求其具有良好的強度、韌性和耐疲勞性能?，F(xiàn)有兩種材料可供選擇，材料A的抗拉強度為1200MPa，延伸率為15%，疲勞壽命為10?次循環(huán)；材料B的抗拉強度為1000MPa，延伸率為20%，疲勞壽命為1.5×10?次循環(huán)。從綜合性能角度考慮，哪種材料更適合該結構件？請說明理由。答案：1.C2.D3.C4.B5.C6.C7.A8.A9.B10.A11.航空航天材料應具備高強度、低密度、良好的耐高溫性、耐低溫性、耐腐蝕性、抗氧化性以及良好的疲勞性能等。高強度可確保結構件承受高載荷，如飛機機翼；低密度能減輕飛行器重量，提高燃油效率；耐高溫性使發(fā)動機部件在高溫下正常工作；耐低溫性保證材料在低溫環(huán)境下性能穩(wěn)定；耐腐蝕性防止材料在惡劣環(huán)境中受損；抗氧化性延長材料使用壽命；良好的疲勞性能適應飛行器反復受力情況。12.鋁合金密度低、成本低、加工性能好，廣泛用于制造飛機機身框架等結構件，能減輕重量但強度相對有限。鈦合金強度高、耐蝕性好、高溫性能較好，常用于制造發(fā)動機部件、起落架等關鍵部位，但其成本高、加工難度大。13.伸長率=(70-50)/50×100%=40%；抗拉強度=50000N/100mm2=500MPa。14.未來發(fā)展方向可能包括開發(fā)新型高溫合金，進一步提高其高溫強度和抗氧化性能；探索陶瓷基復合材料等新型材料，利用其優(yōu)異的高溫性能；研究材料的微觀結構調控技術，以優(yōu)化材料性能。理由是現(xiàn)有鎳基高溫合金性能瓶頸限制了發(fā)動機性能提升，新型材料和技術有望突破這些限制，滿足更高的高溫性能要求。15.材料B更適合該結構件。材料B的延伸率更高，說明其韌性更好；疲勞壽命更長，表明其耐疲勞性能