航空航天工程材料知識(shí)點(diǎn)解析姓名_________________________地址_______________________________學(xué)號(hào)______________________-------------------------------密-------------------------封----------------------------線--------------------------1.請(qǐng)首先在試卷的標(biāo)封處填寫您的姓名，身份證號(hào)和地址名稱。2.請(qǐng)仔細(xì)閱讀各種題目，在規(guī)定的位置填寫您的答案。一、選擇題1.航空航天工程材料的主要特點(diǎn)是什么？

A.重量輕，強(qiáng)度高

B.耐高溫，耐腐蝕

C.以上都是

D.以上均非

2.常見的航空航天結(jié)構(gòu)材料有哪些？

A.鋁合金

B.鈦合金

C.碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料

D.以上都是

3.航空航天材料的力學(xué)功能主要包括哪些？

A.塑性變形

B.抗拉強(qiáng)度

C.彈性模量

D.以上都是

4.航空航天材料的熱功能主要包括哪些？

A.導(dǎo)熱系數(shù)

B.熱膨脹系數(shù)

C.耐高溫功能

D.以上都是

5.航空航天材料的耐腐蝕功能主要體現(xiàn)在哪些方面？

A.防腐蝕性涂層

B.合金的耐腐蝕功能

C.高分子材料的耐腐蝕功能

D.以上都是

6.航空航天材料的加工功能有哪些？

A.易切削性

B.可加工性

C.裝配精度

D.以上都是

7.航空航天材料的生物相容性是指什么？

A.材料對(duì)生物體不產(chǎn)生毒副作用

B.材料與生物組織接觸時(shí)的兼容性

C.材料與人體內(nèi)環(huán)境的相互作用

D.以上都是

8.航空航天材料的電磁屏蔽功能主要包括哪些？

A.靜電屏蔽

B.電磁波屏蔽

C.超高頻屏蔽

D.以上都是

答案及解題思路：

1.答案：C

解題思路：航空航天工程材料的主要特點(diǎn)是重量輕、強(qiáng)度高、耐高溫、耐腐蝕，因此選C。

2.答案：D

解題思路：常見的航空航天結(jié)構(gòu)材料有鋁合金、鈦合金和碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，所以選D。

3.答案：D

解題思路：航空航天材料的力學(xué)功能包括塑性變形、抗拉強(qiáng)度和彈性模量，所以選D。

4.答案：D

解題思路：航空航天材料的熱功能包括導(dǎo)熱系數(shù)、熱膨脹系數(shù)、耐高溫功能，所以選D。

5.答案：D

解題思路：航空航天材料的耐腐蝕功能主要體現(xiàn)在防腐蝕性涂層、合金的耐腐蝕功能和高分子材料的耐腐蝕功能，因此選D。

6.答案：D

解題思路：航空航天材料的加工功能包括易切削性、可加工性和裝配精度，所以選D。

7.答案：D

解題思路：航空航天材料的生物相容性是指材料對(duì)生物體不產(chǎn)生毒副作用、與生物組織接觸時(shí)的兼容性以及與人體內(nèi)環(huán)境的相互作用，所以選D。

8.答案：D

解題思路：航空航天材料的電磁屏蔽功能包括靜電屏蔽、電磁波屏蔽和超高頻屏蔽，所以選D。二、填空題1.航空航天工程材料主要分為結(jié)構(gòu)材料、功能材料和復(fù)合材料三類。

2.航空航天材料的力學(xué)功能主要包括強(qiáng)度、剛度和韌性。

3.航空航天材料的熱功能主要包括比熱容、導(dǎo)熱系數(shù)和熱膨脹系數(shù)。

4.航空航天材料的耐腐蝕功能主要體現(xiàn)在抗腐蝕性和耐熱性。

5.航空航天材料的加工功能主要包括可切削性、可焊性和可塑性。

6.航空航天材料的生物相容性主要包括體內(nèi)相容性和體外相容性。

7.航空航天材料的電磁屏蔽功能主要包括屏蔽效能和抗干擾能力。

答案及解題思路：

答案：

1.結(jié)構(gòu)材料、功能材料、復(fù)合材料

2.韌性

3.熱膨脹系數(shù)

4.耐熱性

5.可塑性

6.體內(nèi)相容性、體外相容性

7.屏蔽效能、抗干擾能力

解題思路：

1.航空航天工程材料的分類是基于其在航空器結(jié)構(gòu)中的作用和應(yīng)用。結(jié)構(gòu)材料主要提供結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度，功能材料負(fù)責(zé)特定功能，如熱防護(hù)、電磁屏蔽等，復(fù)合材料則是兩種或多種材料的組合，以提供更優(yōu)越的綜合功能。

2.力學(xué)功能中，韌性是指材料抵抗裂紋擴(kuò)展的能力，對(duì)于航空航天材料來說，良好的韌性可以增加其承受沖擊和動(dòng)態(tài)載荷的能力。

3.熱功能中的熱膨脹系數(shù)是描述材料在溫度變化時(shí)體積膨脹程度的參數(shù)，對(duì)熱穩(wěn)定性和裝配精度有重要影響。

4.耐腐蝕功能中的耐熱性是指在高溫環(huán)境下的穩(wěn)定性，這對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)等高溫部件尤為重要。

5.加工功能中的可塑性是指材料在成型加工過程中能夠被塑形成各種形狀的能力，這對(duì)于復(fù)雜的航空結(jié)構(gòu)件來說非常重要。

6.生物相容性包括體內(nèi)相容性（材料在體內(nèi)的兼容性）和體外相容性（材料與生物體接觸時(shí)的反應(yīng)），這對(duì)航天器內(nèi)宇航員的健康。

7.電磁屏蔽功能包括屏蔽效能和抗干擾能力，對(duì)于電子設(shè)備而言，防止電磁干擾和對(duì)外界電磁波的屏蔽是必不可少的。三、判斷題1.航空航天工程材料主要是指用于航空器或航天器結(jié)構(gòu)及設(shè)備的材料。（√）

解題思路：航空航天工程材料確實(shí)主要用于航空器或航天器的結(jié)構(gòu)及設(shè)備，以保證飛行器在極端環(huán)境下的功能和安全性。

2.航空航天材料的力學(xué)功能越高，其使用效果越好。（×）

解題思路：雖然力學(xué)功能是航空航天材料的重要指標(biāo)，但并不是越高越好。材料還需要具有良好的耐腐蝕性、熱功能和加工功能等，以滿足不同的使用需求。

3.航空航天材料的熱功能越好，其抗熱震功能越強(qiáng)。（√）

解題思路：熱功能好的材料在高溫環(huán)境下穩(wěn)定性更強(qiáng)，能夠承受較大的溫度變化，從而提高抗熱震功能。

4.航空航天材料的耐腐蝕功能越好，其使用壽命越長(zhǎng)。（√）

解題思路：耐腐蝕功能好的材料能夠抵御外界環(huán)境的影響，減少腐蝕，從而延長(zhǎng)使用壽命。

5.航空航天材料的加工功能越好，其加工成本越低。（×）

解題思路：加工功能好的材料可能需要特殊的加工工藝或設(shè)備，導(dǎo)致加工成本較高。

6.航空航天材料的生物相容性越好，對(duì)人體越安全。（√）

解題思路：生物相容性好的材料在人體內(nèi)不易引發(fā)排異反應(yīng)，降低對(duì)人體健康的危害。

7.航空航天材料的電磁屏蔽功能越好，其抗干擾能力越強(qiáng)。（√）

解題思路：電磁屏蔽功能好的材料能夠有效隔離外界電磁干擾，提高抗干擾能力。四、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述航空航天工程材料的主要特點(diǎn)。

答案：

航空航天工程材料的主要特點(diǎn)包括：高強(qiáng)度、低密度、耐高溫、耐腐蝕、高剛度、優(yōu)異的疲勞功能和斷裂韌性等。這些特點(diǎn)是為了適應(yīng)航空航天器在高速、高溫、高壓以及極端環(huán)境下的工作要求。

解題思路：

分析航空航天器對(duì)材料的基本要求，如強(qiáng)度、密度、耐溫性等。

結(jié)合材料在航空航天器中的應(yīng)用，如飛行器結(jié)構(gòu)件、發(fā)動(dòng)機(jī)部件等。

總結(jié)材料需要具備的特性以滿足航空航天器的工作需求。

2.簡(jiǎn)述航空航天結(jié)構(gòu)材料的主要類型。

答案：

航空航天結(jié)構(gòu)材料的主要類型包括：合金、復(fù)合材料、高強(qiáng)度鋼、鈦合金、鋁合金、玻璃纖維增強(qiáng)塑料（GFRP）等。

解題思路：

列舉航空航天領(lǐng)域常用的結(jié)構(gòu)材料。

根據(jù)材料的成分和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分類。

分析各類材料的特點(diǎn)及其在航空航天結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用。

3.簡(jiǎn)述航空航天材料的力學(xué)功能指標(biāo)及其意義。

答案：

航空航天材料的力學(xué)功能指標(biāo)包括：屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、彈性模量、疲勞極限等。這些指標(biāo)反映了材料在受力狀態(tài)下的變形和破壞行為，對(duì)材料設(shè)計(jì)和應(yīng)用具有重要意義。

解題思路：

列舉航空航天材料的力學(xué)功能指標(biāo)。

分析指標(biāo)在材料受力過程中的作用。

闡述指標(biāo)對(duì)材料設(shè)計(jì)和功能評(píng)價(jià)的意義。

4.簡(jiǎn)述航空航天材料的熱功能指標(biāo)及其意義。

答案：

航空航天材料的熱功能指標(biāo)包括：熱導(dǎo)率、熱膨脹系數(shù)、熔點(diǎn)等。這些指標(biāo)反映了材料在高溫或低溫環(huán)境下的熱穩(wěn)定性和熱傳導(dǎo)能力，對(duì)材料的設(shè)計(jì)和功能評(píng)價(jià)有重要影響。

解題思路：

列舉航空航天材料的熱功能指標(biāo)。

分析指標(biāo)在材料高溫或低溫環(huán)境下的作用。

闡述指標(biāo)對(duì)材料設(shè)計(jì)和功能評(píng)價(jià)的意義。

5.簡(jiǎn)述航空航天材料的耐腐蝕功能指標(biāo)及其意義。

答案：

航空航天材料的耐腐蝕功能指標(biāo)包括：腐蝕速率、腐蝕電位、腐蝕電流等。這些指標(biāo)反映了材料在腐蝕環(huán)境下的穩(wěn)定性，對(duì)材料在航空航天器中的應(yīng)用具有重要意義。

解題思路：

列舉航空航天材料的耐腐蝕功能指標(biāo)。

分析指標(biāo)在腐蝕環(huán)境下的作用。

闡述指標(biāo)對(duì)材料設(shè)計(jì)和功能評(píng)價(jià)的意義。

6.簡(jiǎn)述航空航天材料的加工功能指標(biāo)及其意義。

答案：

航空航天材料的加工功能指標(biāo)包括：可切削性、可焊接性、可鍛造性等。這些指標(biāo)反映了材料在加工過程中的功能，對(duì)加工工藝的選擇和加工質(zhì)量的保證有重要影響。

解題思路：

列舉航空航天材料的加工功能指標(biāo)。

分析指標(biāo)在加工過程中的作用。

闡述指標(biāo)對(duì)加工工藝和加工質(zhì)量的意義。

7.簡(jiǎn)述航空航天材料的生物相容性指標(biāo)及其意義。

答案：

航空航天材料的生物相容性指標(biāo)包括：細(xì)胞毒性、致敏性、致癌性等。這些指標(biāo)反映了材料與生物體接觸時(shí)的安全性，對(duì)航空航天器的生物安全性評(píng)價(jià)具有重要意義。

解題思路：

列舉航空航天材料的生物相容性指標(biāo)。

分析指標(biāo)在生物相容性評(píng)價(jià)中的作用。

闡述指標(biāo)對(duì)航空航天器生物安全性評(píng)價(jià)的意義。五、論述題1.論述航空航天工程材料在航空航天領(lǐng)域的重要性。

（1）航空航天工程材料的重要性概述

（2）材料功能對(duì)航空航天器功能的影響

（3）航空航天工程材料在提升航空器安全性方面的作用

（4）航空航天工程材料在提高航空器功能和降低能耗方面的貢獻(xiàn)

2.論述航空航天工程材料在航空航天器設(shè)計(jì)中的選擇原則。

（1）航空航天器設(shè)計(jì)對(duì)材料功能的要求

（2）材料選擇與航空器功能的匹配

（3）材料選擇與航空器成本控制的關(guān)系

（4）航空航天工程材料在可持續(xù)發(fā)展方面的考量

3.論述航空航天工程材料在航空航天器制造中的應(yīng)用。

（1）航空航天器制造過程中對(duì)材料功能的考量

（2）典型航空航天工程材料在制造中的應(yīng)用案例

（3）航空航天工程材料在提高制造效率和質(zhì)量方面的作用

（4）航空航天工程材料在航空器維護(hù)與維修中的應(yīng)用

答案及解題思路：

1.論述航空航天工程材料在航空航天領(lǐng)域的重要性。

答案：

航空航天工程材料在航空航天領(lǐng)域的重要性體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）航空航天工程材料功能對(duì)航空器功能的影響：高功能的材料可以提高航空器的承載能力、降低結(jié)構(gòu)重量，從而提高飛行速度和航程。

（2）材料在提升航空器安全性方面的作用：高功能的航空航天工程材料可以提高航空器的抗沖擊、抗疲勞功能，從而降低發(fā)生率。

（3）材料在提高航空器功能和降低能耗方面的貢獻(xiàn)：高功能的航空航天工程材料可以降低航空器的燃油消耗，提高能源利用效率。

（4）材料在可持續(xù)發(fā)展方面的作用：新型航空航天工程材料可以降低航空器對(duì)環(huán)境的污染，實(shí)現(xiàn)綠色航空。

解題思路：

概述航空航天工程材料的重要性；從材料功能對(duì)航空器功能的影響、提升航空器安全性、提高航空器功能和降低能耗、可持續(xù)發(fā)展等方面進(jìn)行論述；總結(jié)航空航天工程材料在航空航天領(lǐng)域的重要性。

2.論述航空航天工程材料在航空航天器設(shè)計(jì)中的選擇原則。

答案：

航空航天器設(shè)計(jì)中對(duì)材料的選擇應(yīng)遵循以下原則：

（1）材料功能與航空器功能的匹配：根據(jù)航空器設(shè)計(jì)要求，選擇具有相應(yīng)功能的材料。

（2）材料選擇與航空器成本控制的關(guān)系：在滿足功能要求的前提下，盡可能降低材料成本。

（3）材料選擇與航空器維護(hù)與維修的便利性：選擇便于維護(hù)和維修的材料，降低維護(hù)成本。

（4）可持續(xù)發(fā)展：考慮材料的環(huán)境影響，選擇環(huán)保、可回收的材料。

解題思路：

闡述航空航天器設(shè)計(jì)對(duì)材料功能的要求；從材料功能與航空器功能的匹配、成本控制、維護(hù)與維修便利性、可持續(xù)發(fā)展等方面進(jìn)行論述；總結(jié)航空航天器設(shè)計(jì)中材料選擇的原則。

3.論述航空航天工程材料在航空航天器制造中的應(yīng)用。

答案：

航空航天工程材料在航空航天器制造中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）提高制造效率：采用高功能材料可以簡(jiǎn)化制造工藝，提高生產(chǎn)效率。

（2）提高制造質(zhì)量：高功能材料具有較好的加工功能，有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量。

（3）降低制造成本：采用高功能材料可以降低航空器的結(jié)構(gòu)重量，降低制造成本。

（4）提高航空器維護(hù)與維修的便利性：選擇便于維護(hù)和維修的材料，降低維護(hù)成本。

解題思路：

闡述航空航天器制造過程中對(duì)材料功能的考量；從提高制造效率、提高制造質(zhì)量、降低制造成本、提高航空器維護(hù)與維修的便利性等方面進(jìn)行論述；總結(jié)航空航天工程材料在航空航天器制造中的應(yīng)用。六、案例分析題1.分析某型飛機(jī)機(jī)翼材料的選用及其原因。

（1）材料概述

某型飛機(jī)的機(jī)翼材料選用為復(fù)合材料。

（2）材料選用原因

a.高比強(qiáng)度和高比剛度：復(fù)合材料相較于傳統(tǒng)金屬材料，具有更高的比強(qiáng)度和比剛度，可以減輕飛機(jī)重量，提高飛行功能。

b.良好的抗腐蝕功能：復(fù)合材料不易受到外界環(huán)境的影響，如酸雨、鹽霧等，保證了飛機(jī)在惡劣環(huán)境下的長(zhǎng)期使用。

c.適應(yīng)復(fù)雜結(jié)構(gòu)：復(fù)合材料可以設(shè)計(jì)成復(fù)雜的三維形狀，滿足飛機(jī)機(jī)翼復(fù)雜結(jié)構(gòu)的需要。

d.優(yōu)良的加工功能：復(fù)合材料可以通過多種工藝進(jìn)行加工，如樹脂傳遞模塑、纖維纏繞等，提高生產(chǎn)效率。

2.分析某型火箭推進(jìn)劑材料的選用及其原因。

（1）材料概述

某型火箭推進(jìn)劑材料選用為固體推進(jìn)劑。

（2）材料選用原因

a.高比沖：固體推進(jìn)劑具有較高的比沖，能夠提高火箭的運(yùn)載能力。

b.穩(wěn)定性：固體推進(jìn)劑在儲(chǔ)存和運(yùn)輸過程中相對(duì)穩(wěn)定，安全性較高。

c.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單：固體推進(jìn)劑的結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，易于制造和維護(hù)。

d.適應(yīng)性強(qiáng)：固體推進(jìn)劑可以適應(yīng)不同類型的火箭，具有較廣的應(yīng)用范圍。

3.分析某型衛(wèi)星天線材料的選用及其原因。

（1）材料概述

某型衛(wèi)星天線材料選用為聚酰亞胺（PI）薄膜。

（2）材料選用原因

a.良好的熱穩(wěn)定性：聚酰亞胺薄膜在高溫環(huán)境下具有較好的穩(wěn)定性，能夠適應(yīng)衛(wèi)星天線在太空中的溫度變化。

b.優(yōu)異的電功能：聚酰亞胺薄膜具有優(yōu)異的電絕緣功能，適用于衛(wèi)星天線的電磁波傳輸。

c.良好的耐輻射功能：聚酰亞胺薄膜能夠抵抗太空輻射，保證衛(wèi)星天線在惡劣環(huán)境下的長(zhǎng)期工作。

d.易加工性：聚酰亞胺薄膜可以通過薄膜工藝進(jìn)行加工，提高生產(chǎn)效率。

答案及解題思路：

1.解題思路：

分析某型飛機(jī)機(jī)翼材料選用時(shí)，首先了解所選材料的功能特點(diǎn)，然后結(jié)合飛機(jī)機(jī)翼的設(shè)計(jì)要求和實(shí)際應(yīng)用需求，闡述材料選用原因。

2.解題思路：

分析某型火箭推進(jìn)劑材料選用時(shí)，首先要了解推進(jìn)劑材料的功能特點(diǎn)，然后結(jié)合火箭推進(jìn)劑的需求，如比沖、穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)復(fù)雜度等，分析材料選用原因。

3.解題思路：

分析某型衛(wèi)星天線材料選用時(shí)，首先了解所選材料的功能特點(diǎn)，然后結(jié)合衛(wèi)星天線在太空中的環(huán)境要求，如熱穩(wěn)定性、電功能、耐輻射功能等，闡述材料選用原因。七、計(jì)算題1.某型航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片材料在工作溫度下的熱膨脹系數(shù)為1.2×10^5/℃，當(dāng)葉片溫度從20℃升高到200℃時(shí)，其長(zhǎng)度變化量是多少？

2.某型航空航天材料在室溫下的屈服強(qiáng)度為500MPa，抗拉強(qiáng)度為600MPa，求該材料的強(qiáng)度比。

3.某型航空航天材料在室溫下的導(dǎo)熱系數(shù)為25W/(m·K)，當(dāng)厚度為10mm時(shí)，求該材料的導(dǎo)熱熱阻。

4.某型航空航天材料在室溫下的比熱容為0.5kJ/(kg·K)，當(dāng)質(zhì)量為5kg時(shí)，溫度從20℃升高到100℃所需的熱量是多少？

5.某型航空航天材料在室溫下的耐腐蝕性等級(jí)為5級(jí)，求該材料的耐腐蝕