复合材料的设计应用金相制样分析图像显微镜

复合材料的设计应用金相制样分析图像显微镜
复合材料应用
    为了用好工程材料，必须清楚地了解它们的行为以便更好地预测其长期和短期性能。在复合材料范围，这意味着要发展能合理地、接近地表征在应力作用和环境条件下复合材料实验响应的数学模型。如果人们能以这一模型预测任何给定复合材料的行为，那么人类有信心认为人类设计的材料将满足实际使用要求。和复合材料有关的问题之一是材料种类繁多，对每类都必须清楚了解。在没有就原有模型对新材料的有效性进行大量验证之前，人们不能简单地从一组复合材料的特性推广到另一组。复合材料的弹性行为理论是非
常成熟的，弹性响应的预测常常是非常满意的。然而，当企图预测失效过程时就遇到了问题。复合材料的失效常是个复杂的过程，在复合材料中损伤积累和许多单独过程都出现在微观结构水平。复合材料的强度由决定这一损伤累积过程极点的条件所决定，而在目前这些条件离完善建模有很远的差距。结果，部分设计者缺乏信心，反对使用还没有进行充分验证试验的新材料，导致一些低效率的设计。
    从使用复合材料的设计者的观点看，复合材料和金属材料行为的不同在很大程度上制约了复合材料的发展。材料行为的传统描述和设计方法已经不再适宜。复合材料给设计者提供了许多工程问题新的解决办法，必须考虑给复合材料应用提供更多的机会。简单地以复合材料部件替代现有的金属构件绝不是一个好主意，这种做法不但不能将设计者从原有的束缚中解放出来，反而会引起成本的增加以及可能导致一个不安全的设计。    在复合材料应用中，和别的工程材料一样，材料的选择和工艺的选择是设计过程中重要的和需要整体考虑的一部分。
复合材料薄层板的各向异性
    复合材料单向板的弹性性能随纤维方向的改变在垂直和平行于纤维方向两个极值间连续变化，为设计此类各向异性材料，需要有一种预测角度方向变化的方法。    大多数通用工程材料，如金属、塑料或陶瓷，通常被认为是各向同性的，即假设材料在任何方向的性质相同。严格来讲该假设并不正确，如木材是一个各向异性材料的例子，其轴向刚度(平行于树干中心轴线方向)远大于其他任何方向的刚度。虽然设计者常把冷加工金属当成各向同性材料，但实际上其平行于和垂直于加工面方向的刚度并不相同