航空航天材料性能与应用知识点详解与试题.docx

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注意事项

1.请首先在试卷的标封处填写您的姓名，身份证号和所在地区名称。

2.请仔细阅读各种题目的回答要求，在规定的位置填写您的答案。

3.不要在试卷上乱涂乱画，不要在标封区内填写无关内容。

正文

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一、航空航天材料功能基础知识

1.材料的基本性质

a)材料密度的定义是什么？

b)比强度和比刚度的定义及在材料设计中的应用是什么？

2.航空航天材料的分类

a)航空航天材料主要分为哪几类？

b)哪些材料通常被归类为耐热合金？

3.材料强度与失效

a)断裂韧性是材料抵抗裂纹扩展能力的度量，试解释断裂韧性的重要性。

b)在航空航天应用中，哪些因素可能引发材料的失效？

4.材料的热力学性质

a)描述比热容的定义及其在航空航天材料中的应用。

b)热膨胀系数在航空航天材料设计中的影响是什么？

5.材料的耐腐蚀性

a)耐腐蚀性是指材料在腐蚀环境中抵抗腐蚀破坏的能力，试描述这一性质的重要性。

b)解释在航空航天领域如何提高材料的耐腐蚀功能。

6.材料的疲劳功能

a)疲劳裂纹是在重复载荷作用下出现的，试解释材料疲劳功能的重要性。

b)描述材料疲劳寿命试验中使用的SN曲线及其在航空航天材料选择中的应用。

7.材料的断裂韧性

a)断裂韧性的测试方法有哪些？

b)高断裂韧性材料在航空航天中的应用举例。

8.材料的磨损功能

a)材料的磨损功能对航空航天设备意味着什么？

b)描述表面工程技术在提高材料磨损功能中的应用。

答案及解题思路：

1.材料的基本性质

a)材料密度是指单位体积内物质的质量，单位通常是千克/立方米。

b)比强度是指材料强度与其密度的比值，比刚度是指材料的刚度与其密度的比值。它们在材料设计中用于评估材料在单位质量下的强度和刚度，有助于在有限重量限制下选择合适的材料。

2.航空航天材料的分类

a)航空航天材料主要分为金属、陶瓷、聚合物、复合材料等。

b)耐热合金通常包括镍基合金和钛合金，它们能够在高温环境下保持功能。

3.材料强度与失效

a)断裂韧性是材料抵抗裂纹扩展的能力，它是设计航空航天部件的关键因素。

b)引起材料失效的因素包括载荷过载、疲劳、腐蚀、温度变化等。

4.材料的热力学性质

a)比热容是指单位质量物质温度升高一度所需的热量。

b)热膨胀系数描述材料随温度变化而产生的膨胀行为，它对于高温工作的航空航天设备。

5.材料的耐腐蚀性

a)耐腐蚀性是保证材料在恶劣环境中使用寿命和可靠性的关键。

b)通过使用防腐涂层、合金化处理或选择耐腐蚀材料可以提高航空航天设备的耐腐蚀性。

6.材料的疲劳功能

a)疲劳裂纹测试方法包括轴向疲劳试验和旋转弯曲疲劳试验等。

b)高断裂韧性材料在航空航天中用于制造飞机起落架等关键部件。

7.材料的断裂韧性

a)断裂韧性测试通常通过CT试验机进行。

b)高断裂韧性材料在航空航天领域有广泛应用，例如制造飞机的机体和发动机部件。

8.材料的磨损功能

a)材料的磨损功能决定了设备在运行过程中是否能够承受磨损，保持功能。

b)表面工程技术如等离子喷涂、激光熔覆等可以提高材料的耐磨功能。

二、航空航天结构材料

1.钢铁材料

A.钢铁材料在航空航天领域的应用主要体现在哪些方面？

B.高强度钢和超高强度钢在航空航天结构中的应用有何不同？

C.热处理对钢铁材料的功能有何影响？

2.铝合金材料

A.铝合金在航空航天结构中的主要优点是什么？

B.7075铝合金和2024铝合金在功能和应用上有何区别？

C.铝合金的疲劳功能如何提高？

3.钛合金材料

A.钛合金在航空航天结构中的主要用途有哪些？

B.钛合金的耐腐蚀功能如何？

C.钛合金的热处理工艺对其功能有何影响？

4.镁合金材料

A.镁合金在航空航天结构中的主要优势是什么？

B.镁合金的密度和强度如何？

C.镁合金的加工功能如何？

5.复合材料

A.复合材料在航空航天领域的应用有哪些？

B.碳纤维增强复合材料和玻璃纤维增强复合材料在功能上有何差异？

C.复合材料的疲劳功能如何？

6.超合金材料

A.超合金在航空航天发动机中的应用有哪些？

B.超合金的热稳定性和耐腐蚀功能如何？

C.超合金的加工工艺有哪些？

7.陶瓷材料

A.陶瓷材料在航空航天