《复合材料手册》参考书籍中文电子版（共五卷）第一卷结构材料表征用聚合物基复合材料指南.pdf_大学文库

第1章目的本手册提供了一些丁程方法的文件，以便为聚合物基复合材料建立以统计为基础的标准化材料性能数据。另外还对一些有关复合材料体系提供了数据汇总，它们现有的数据可满足MIL-HDBK-17具体出版要求。此外，还总结了与复合材料有关的支持工程、制造技术以及共同的实践问题。 1.1 引言人们普遍认识到，对于有效的工程研制过程而言，以统计为基础的标准化材料性能数据是必不可少的：凡是材料供应商、工程用户和系统的最终用户，同样都需要这样的数据。由于材料的这些固有性能与具体的应用无关，所以，建立数据的方法及材料的性能数据是适用于各种工业应用情况的：它们也构成了重要的技术基础，以建立为采购、认证部门所认可、并以统计为基础的设计值。如图11所示的复合材料固有性能的评估问题，是本手册MIL-HDBK-17关注的重点。虽然，从历史上看，本手册的主要来源与内容取自航宇飞行关键结构的经验，无论是军用或民用的所有运输行业（航宇、地面、铁道与航海），以及其他的应用情况，包括一般的工业产品，都将发现这本手册是很有用的。目前，将其他更多应用情况的信息编入本手册的工作正在进行中。这个手册的发展与维护，是美国国防部(DOD)和美国联邦航空局(FAA)的一项联合计划项目。此处所包括的数据，或在ML-HDBK-17协调组会议的备忘录中以批准的条款“出现的内容，虽然不是强制性的，但是，用其确定结构设计值，对FAA和对DOD的所有部门都是认可的。但要注意，对具体的应用情况，把本手册的数据直接引用为设计值的方法，一般还需要另经采购部门或取证部门的批准。 1.2目标 ML-HDBK-17的首要目标是，将对建立聚合物基复合材料]程数据的方法标准化，这涉及到表征试验、数据处理以及性能数据的报告。为了支持这个目标，ML-HDBK-17收入了一些复合材料体系的性能，这些体系已有满足具体要求的数据。MIL-HDBK-17对其他有关复合材料的技术专题，提供了经过挑选的指南，包括典型聚合物基复合材料的选材、材料规范、材料工艺、设计、分析、质量控制以及修理。因此，ML-HDBK-17分三卷出版（译者注：现版本为五卷)，内容如下： ●第一卷：给出适合于广泛需求的材料表征、数据建立和方法指南方面的文件，以及要将数据收入本手册所需满足的具体要求。大多数采购与取证部门更关心（而且有时要求)能用于关键结构的复合材料体系，它)或者是按照第一卷的指南进行表征，或者是选自收入在第二卷中的材料体系。 ·采购部门的-个例子是，美国国防部(DOD)的…个都们。取证部门的~个例子是美国联邦航空局的·个办公室。 ”被认可为ML-HDBK7协调委员会批准的数据

在第二卷中，列表给出了现有的、以统计为基础的强度性能数据。当应力和强度分析的能力允许进行铺层级安全裕量校核时，这些数据是很有用的，可作为确定结构设计许用值的起点。当存在这种情况时，MIL-HDBK-17用统计方法处理的强度数据，可用于确定材料设计许用值。取决于应用的情况，有时将必须用层压板、元件或更高级别的试验，实验确定某些结构设计许用值，因为ML-HDBK-I7没有提供这些数据。当有了新的数据，并证实其满足本手册的指南标准时，将增加补充的信息与性能。如果性能典型值和S值（见定义)能获得MIL-HDBK-17协调组的正式批准，就可收入本手册。如果无法遵循MIL-HDBK-17指南或数据要求，应当与取证或采购的政府部门进行联系，确定可能用到的数据要求和其他文件，以便证明制造商所提议或使用数据值的正确性。 1.3.2第一卷：结构材料表征指南本卷包括了用于确定复合材料体系、其组分以及一般结构元件性能的指南，包括试验计划、试验矩阵、取样、浸润处理、选取试验方法、数据报告、数据处理、统计分析以及其他相关的专题。对数据的统计处理和分析给予了特别的关注。第一卷包括了材料表征数据的一般指南，和将材料数据收入ML-HDBK-17的特殊要求。必须强调指出，这个手册区别了材料基准值（材料许用值）和设计许用值。材料基准值是一个复合材料体系固有的性能，是本手册关注的重点。设计许用值虽然通常建立在材料基准值的基础上，却是随应用问题而定的，因此，要照顾并包括一些特殊的、可能会进一步影响结构强度或刚度的附加考虑。此外，在确定结构设计值时，还可能有一些额外的、超出ML-HDBK-17范围的取证或采购部门要求。 1.3.3第二卷：材料性能第二卷中包含了以统计为基础的数据，它们满足MIL-HDBK-17具体的母体取样要求与数据文件要求，涵盖了普遍感兴趣的一些组分和材料体系。在第二卷中收入的数据归数据评估工作组管辖，并且，是由整个协调组(MIL-HDBK-17的协调组和工作组在1.5节中讨论)批准的。只要已有数据并得到批准，将会收入新的材料体系，和现有材料体系的附加材料数据。从本手册ML-HDBK-17A版本中选出的一些过去的数据，尽管它们不符合当前的数据取样、试验方法或文件的要求，但对工业界仍然可能有用，因此，也列在本卷的附录中。在第二卷中收入的材料性能，是按可能的使用条件定义的：在可能情况下，把注意力集中在材料环境的上限与下限，这样，特定的使用环境就不会限制数据的使用。当有可以使用的中间环境条件的数据时，就为材料响应与环境之间的关系，提供了额外的定义。虽然为特定应用情况确定结构设计值的过程，可以始于第二卷中所收入的数据，但是，对多数应用情况，尤其是需要层压板或更复杂结构〔结构复杂性级别将在：21.2.1讨论)的数据时，要收集更多的数据。另外，通常还必须向采购部门或取证部」，证明其具有制造第二卷中数据所用等价材料的能力，这通常包括有限的试验和数据对比。在第一卷中，给出了这种材料/工艺等价性评估的通用指南：然而，有关这种评估的很多细节问题，仍有待采购或取证部门的决断。 3

13.4第三卷：材料使用、设计、分析指南第三卷中提供了用于复合材料结构设计、制造、分析和支持能力的方法与得到的经验教训，及如何按第一卷中的指南使用第二卷中列出的材料数据。在第三卷中讨论的问题包括材料与工艺、质量控制、设计与分析、连接、可靠性、厚复合材料以及支持能力。 1.4文件的使用与限制 1.4.1使用第一卷~第三卷的路线图以下各页中，提供了一些概要的路线图，用以简要地说明这个文件中涉及以下问题的相关各节。这些路线图是本手册的简要指南，因此，虽然它们指出了这些问题的一般处理流程，但没有给出在实际处理时所需的那些详细处理流程、交互作用以及系统。在某些情况下，不同路线图之间有一些重叠。它们没有包括一些较小的节，对此，读者可参见手册的目录。 1路线图：新材料在设计和结构验证中的应用这个路线图覆盖了新材料的取证、确定材料许用值和结构设计值，以及对用新材料制造的结构进行设计、分析及取证的问题。 2路线图：新材料的取证这个路线图覆盖了新材料的取证流程，以及制定相应的材料采购说明书的问题。这个路线图通常是由设计部门使用的。 3路线图：单层级许用值的建立这个路线图稷盖了为材料确定单层级材料许用值的流程。它可供希望为客户提供许用值的材料供应商使用，也可供设计部门使用。 4路线图：为新材料建立提交给第二卷使用的数据这个路线图覆盖了为建立提交给本手册，来计算材料性能和许用值的材料数据，然后收入第二卷的流程。这个路线图可供材料供应商使用，也可供设计部门使用。 5路线图：将第二卷的数据用于设计与结构验证这个路线图覆盖了获得第二卷用数据，以及进行“等效性”试验，以确认能将此材料用于制造商生产过程的流程。 6路线图：验证材料和/域工艺过程经过修改后的等效性这个路线图覆盖了在对材料或对部件生产过程进行小的更改后，验证其等效性的流程。这个路线图可供材料供应商或设计部门使用。 T路线图：对“第2来源”材料进行使用验收的验证对于将新材料取代原材料而用于部件设计和认证的情况，这个路线图覆盖了验证其可接受性的流程。“新”材料是指不同的纤维或树脂材料，或者指对原材料的一个重大变更。这个路线图通常是供设计部门使用的。 8路线图：螺接连接试验与分析方法这个路线图覆盖了螺接连接许用值和设计值的确定，以及螺接连接设计与分析问题。 9路线图：胶接连接试验与分析方法这个路线图覆盖了胶接连接许用值和设计值的确定，以及胶接连接设计与分析问题。 10路线图：修理的设计、分析及制作

《复合材料手册》参考书籍中文电子版（共五卷）第一卷 结构材料表征用聚合物基复合材料指南

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