航空航天材料性能及应用知识竞赛题

航空航天材料功能及应用知识竞赛题姓名_________________________地址_______________________________学号______________________-------------------------------密-------------------------封----------------------------线--------------------------1.请首先在试卷的标封处填写您的姓名，身份证号和地址名称。2.请仔细阅读各种题目，在规定的位置填写您的答案。一、选择题1.航空航天材料的主要功能指标包括哪些？

A.强度、硬度、韧性

B.抗拉强度、屈服强度、延伸率

C.热稳定性、抗腐蚀性、耐磨损性

D.以上都是

2.常见的航空航天结构材料有哪些？

A.钛合金、铝合金、不锈钢

B.碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料、金属基复合材料

C.以上都是

D.以上都不是

3.碳纤维复合材料在航空航天领域的应用主要体现在哪些方面？

A.结构件、内饰件、表面涂层

B.航空发动机叶片、飞机机身、机翼

C.以上都是

D.以上都不是

4.钛合金在航空航天中的应用有哪些？

A.发动机部件、高压气瓶、结构件

B.航空发动机叶片、飞机机身、机翼

C.以上都是

D.以上都不是

5.铝合金在航空航天结构中的应用特点是什么？

A.密度低、强度高、耐腐蚀

B.密度低、耐腐蚀、易加工

C.强度高、耐腐蚀、易加工

D.以上都是

6.航空航天材料在高温、高压、腐蚀等恶劣环境下的功能要求是什么？

A.高温稳定性、高压抗性、抗腐蚀性

B.高温抗性、高压抗性、耐腐蚀性

C.高温稳定性、高压抗性、抗腐蚀性

D.以上都是

7.航空航天材料的疲劳功能主要包括哪些方面？

A.疲劳极限、疲劳寿命、疲劳裂纹扩展速率

B.疲劳强度、疲劳韧性、疲劳疲劳寿命

C.疲劳极限、疲劳寿命、疲劳韧性

D.以上都是

8.航空航天材料的断裂韧性是什么？

A.材料抵抗裂纹扩展的能力

B.材料在断裂前的最大承载能力

C.材料在断裂时的能量吸收能力

D.以上都是

答案及解题思路：

1.答案：D

解题思路：航空航天材料的主要功能指标应全面考虑，包括强度、硬度、韧性等力学功能，以及热稳定性、抗腐蚀性、耐磨损性等环境适应性。

2.答案：C

解题思路：航空航天结构材料种类繁多，包括金属和非金属材料，钛合金、铝合金、不锈钢、碳纤维复合材料等都是常见的结构材料。

3.答案：C

解题思路：碳纤维复合材料因其高强度、低密度等特性，在航空航天领域的应用非常广泛，包括结构件、内饰件、表面涂层等多个方面。

4.答案：C

解题思路：钛合金因其优异的高温功能和耐腐蚀性，在航空航天中的应用主要集中在发动机部件、高压气瓶、结构件等。

5.答案：D

解题思路：铝合金在航空航天结构中的应用特点是其密度低、强度高、耐腐蚀、易加工，这些特点使其成为航空航天结构材料的重要选择。

6.答案：D

解题思路：航空航天材料在恶劣环境下的功能要求应包括高温稳定性、高压抗性和抗腐蚀性，以保证材料在极端条件下的可靠性。

7.答案：D

解题思路：航空航天材料的疲劳功能涉及多个方面，包括疲劳极限、疲劳寿命和疲劳裂纹扩展速率，这些指标对于材料的疲劳可靠性。

8.答案：A

解题思路：断裂韧性是指材料抵抗裂纹扩展的能力，是衡量材料断裂功能的重要指标。二、填空题1.航空航天材料按功能分为结构材料、功能材料、复合材料三大类。

2.航空航天材料的强度、刚度、韧性、耐磨性、耐腐蚀性等功能指标，通常用力学功能来表示。

3.航空航天材料的力学功能主要包括弹性模量、屈服强度、抗拉强度、硬度等。

4.航空航天材料的耐热性是指材料在高温条件下的功能。

5.航空航天材料的耐腐蚀性是指材料在腐蚀性介质条件下的功能。

6.航空航天材料的导电性是指材料在电流通过条件下的功能。

7.航空航天材料的导热性是指材料在热量传递条件下的功能。

8.航空航天材料的磁性是指材料在磁场作用条件下的功能。

答案及解题思路：

答案：

1.结构材料、功能材料、复合材料

2.力学功能

3.弹性模量、屈服强度、抗拉强度、硬度

4.高温

5.腐蚀性介质

6.电流通过

7.热量传递

8.磁场作用

解题思路：

1.根据航空航天材料的分类，按功能可以分为结构材料、功能材料和复合材料。

2.材料的力学功能是指其在受到外力作用时的表现，通常包括强度、刚度、韧性等。

3.力学功能的具体指标如弹性模量、屈服强度、抗拉强度和硬度，都是衡量材料力学功能的重要参数。

4.耐热性是指材料在高温环境下的稳定性和功能保持能力。

5.耐腐蚀性是指材料在特定腐蚀性介质中抵抗腐蚀的能力。

6.导电性是指材料在电流通过时表现出的导电能力。

7.导热性是指材料在热量传递过程中传递热量的能力。

8.磁性是指材料在磁场中表现出的磁性响应能力。三、判断题1.航空航天材料在高温、高压、腐蚀等恶劣环境下的功能要求较高。（）

答案：√

解题思路：航空航天器在太空或高空飞行时，经常面临极端的温度、压力和腐蚀环境。因此，材料必须具备优异的耐高温、耐高压和耐腐蚀功能，以保证结构的安全性和功能可靠性。

2.航空航天材料的力学功能主要包括强度、刚度、韧性、耐磨性、耐腐蚀性等。（）

答案：√

解题思路：航空航天材料必须满足一定的力学功能要求，如高强度以保证结构承受力，高刚度以保证形状稳定，高韧性以防裂纹扩展，以及耐磨和耐腐蚀性以延长材料寿命。

3.航空航天材料的耐热性是指材料在高温条件下的功能。（）

答案：√

解题思路：耐热性是指材料在高温环境中能够保持其功能和形状的能力，是航空航天材料的重要功能之一。

4.航空航天材料的耐腐蚀性是指材料在腐蚀条件下的功能。（）

答案：√

解题思路：耐腐蚀性是指材料在接触腐蚀性物质（如氧气、盐雾、酸性气体等）时能够抵抗腐蚀的能力，对于航空航天材料而言，这也是一项关键功能。

5.航空航天材料的导电性是指材料在电流条件下的功能。（）

答案：×

解题思路：航空航天材料通常不需要良好的导电性，但有些特殊应用（如电磁屏蔽或天线材料）可能会需要材料具有一定的导电功能。

6.航空航天材料的导热性是指材料在热传导条件下的功能。（）

答案：√

解题思路：良好的导热功能可以帮助材料快速散发热量，减少因温度过高引起的损害，这对于热控制系统尤为重要。

7.航空航天材料的磁性是指材料在磁场条件下的功能。（）

答案：×

解题思路：在大多数航空航天应用中，材料的磁性不是一个主要考虑因素。相反，为了防止磁干扰和避免磁浮力对结构的影响，通常会避免使用磁性材料。

8.航空航天材料的断裂韧性是指材料在断裂过程中的功能。（）

答案：√

解题思路：断裂韧性是指材料抵抗裂纹扩展的能力，对于航空航天结构而言，这是一个关键的机械功能，因为结构在承受外力时可能会产生裂纹。四、简答题1.简述航空航天材料的基本功能指标。

答案：

航空航天材料的基本功能指标包括：

密度：材料的单位体积质量；

强度：材料抵抗外力作用的能力；

硬度：材料抵抗硬物压入的能力；

弹性模量：材料在受到外力作用后恢复原状的能力；

耐磨性：材料抵抗磨损的能力；

疲劳极限：材料在反复载荷作用下不发生破坏的最大应力；

导电性：材料传导电流的能力；

导热性：材料传导热量的能力；

磁性：材料对磁场的响应能力。

2.简述航空航天材料的力学功能、耐热性、耐腐蚀性等功能指标的含义。

答案：

力学功能：指材料抵抗外力作用而不发生破坏的功能，包括强度、硬度、弹性模量等；

耐热性：指材料在高温环境下的功能，如高温强度、热膨胀系数等；

耐腐蚀性：指材料在腐蚀环境中的功能，如耐酸性、耐碱性等。

3.简述航空航天材料在高温、高压、腐蚀等恶劣环境下的功能要求。

答案：

在高温、高压、腐蚀等恶劣环境下，航空航天材料需要具备以下功能要求：

高温强度：保证材料在高温下的结构完整性；

高温蠕变：降低材料在高温下的变形和破坏风险；

耐压性：保证材料在高压环境下的结构稳定性；

耐腐蚀性：提高材料在腐蚀环境中的使用寿命。

4.简述航空航天材料在航空航天领域的应用。

答案：

航空航天材料在航空航天领域应用广泛，包括：

飞机机体结构：如铝合金、钛合金等；

飞机发动机：如高温合金、陶瓷基复合材料等；

飞机附件：如电缆、管道等；

防护材料：如防火隔热材料、抗冲击材料等。

5.简述航空航天材料的疲劳功能。

答案：

疲劳功能是指材料在反复载荷作用下，不发生破坏的最大应力值。航空航天材料应具备以下疲劳功能：

疲劳极限：保证材料在疲劳载荷下的使用寿命；

疲劳寿命：在特定疲劳载荷下，材料不发生破坏的循环次数。

6.简述航空航天材料的断裂韧性。

答案：

断裂韧性是指材料抵抗裂纹扩展的能力。航空航天材料应具备以下断裂韧性：

剪切断裂韧性：保证材料在剪切载荷下的结构完整性；

拉伸断裂韧性：保证材料在拉伸载荷下的结构完整性。

7.简述航空航天材料的导电性、导热性、磁性等功能。

答案：

导电性：航空航天材料应具备良好的导电性，以保证电气设备的正常运行；

导热性：航空航天材料应具备良好的导热性，以保证热量的有效传递和散失；

磁性：航空航天材料应具备适当的磁性，以保证电磁设备的正常工作。

答案及解题思路：

答案：

1.简述航空航天材料的基本功能指标。

解题思路：

解答此题时，应先了解航空航天材料的基本功能指标，然后列举出相应的功能指标，并简要说明每个指标的含义。在解答过程中，注意使用简洁明了的语言，以便使读者易于理解。五、论述题1.论述航空航天材料在航空航天领域的应用及其重要性。

答案：

航空航天材料在航空航天领域的应用非常广泛，包括飞机、火箭、卫星等。其重要性体现在以下几个方面：

提高航空航天器的结构强度和耐久性；

降低航空航天器的重量，提高燃油效率；

提高航空航天器的环境适应性，增强其在恶劣环境下的生存能力；

提升航空航天器的功能，如速度、高度、载重等。

解题思路：

概述航空航天材料在航空航天器中的应用领域。从提高结构强度、降低重量、增强环境适应性和提升功能等方面阐述其在航空航天领域的重要性。

2.论述航空航天材料在高温、高压、腐蚀等恶劣环境下的功能要求及其原因。

答案：

航空航天材料在高温、高压、腐蚀等恶劣环境下的功能要求主要包括：

高温下的耐热性；

高压下的强度和稳定性；

腐蚀环境下的耐腐蚀性。

这些功能要求的原因在于：

航空航天器在飞行过程中会经历极端的温度和压力变化；

环境中的氧气、水分、化学物质等会腐蚀材料表面；

材料需要在长时间的高温高压环境下保持稳定。

解题思路：

首先列举航空航天材料在恶劣环境下的功能要求，然后分析这些要求产生的原因，包括飞行过程中的环境因素和材料本身的物理化学性质。

3.论述航空航天材料的力学功能、耐热性、耐腐蚀性等功能指标对航空航天领域的影响。

答案：

航空航天材料的力学功能、耐热性、耐腐蚀性等功能指标对航空航天领域的影响

力学功能：直接影响航空航天器的结构强度和安全性；

耐热性：保证航空航天器在高温环境下的正常工作；

耐腐蚀性：延长航空航天器的使用寿命。

解题思路：

分别从力学功能、耐热性和耐腐蚀性三个方面，阐述这些功能指标对航空航天器结构、工作功能和寿命的影响。

4.论述航空航天材料的疲劳功能、断裂韧性等功能指标对航空航天领域的影响。

答案：

航空航天材料的疲劳功能、断裂韧性等功能指标对航空航天领域的影响包括：

疲劳功能：影响航空航天器的使用寿命和可靠性；

断裂韧性：提高航空航天器在复杂载荷下的安全性。

解题思路：

分别解释疲劳功能和断裂韧性的概念，然后阐述它们对航空航天器使用寿命和安全性方面的影响。

5.论述航空航天材料的导电性、导热性、磁性等功能指标对航空航天领域的影响。

答案：

航空航天材料的导电性、导热性、磁性等功能指标对航空航天领域的影响

导电性：对航空航天器的电子设备功能有重要影响；

导热性：影响航空航天器在高温环境下的散热功能；

磁性：对航空航天器的导航、通信等系统有重要作用。

解题思路：

分别阐述导电性、导热性和磁性对航空航天器电子设备、散热功能和导航通信系统等方面的影响。六、案例分析题1.案例分析：某型飞机机翼材料的选用及原因。

案例背景：某型飞机在研发过程中，对其机翼材料进行了严格的选用，最终确定采用某新型复合材料。

问题：

a)该新型复合材料的主要功能特点是什么？

b)选用这种材料的主要原因是什么？

c)与传统机翼材料相比，该新型复合材料在使用过程中有哪些优势？

2.案例分析：某型火箭发动机材料的选用及原因。

案例背景：某型火箭发动机在研发过程中，对其燃烧室材料进行了严格的选用，最终确定采用某新型高温合金。

问题：

a)该新型高温合金的主要功能特点是什么？

b)选用这种材料的主要原因是什么？

c)与传统火箭发动机材料相比，该新型高温合金在使用过程中有哪些优势？

3.案例分析：某型卫星天线材料的选用及原因。

案例背景：某型卫星天线在研发过程中，对其反射面材料进行了严格的选用，最终确定采用某新型金属膜材料。

问题：

a)该新型金属膜材料的主要功能特点是什么？

b)选用这种材料的主要原因是什么？

c)与传统卫星天线材料相比，该新型金属膜材料在使用过程中有哪些优势？

4.案例分析：某型无人机材料的选用及原因。

案例背景：某型无人机在研发过程中，对其机体材料进行了严格的选用，最终确定采用某新型碳纤维复合材料。

问题：

a)该新型碳纤维复合材料的主要功能特点是什么？

b)选用这种材料的主要原因是什么？

c)与传统无人机材料相比，该新型碳纤维复合材料在使用过程中有哪些优势？

5.案例分析：某型导弹材料的选用及原因。

案例背景：某型导弹在研发过程中，对其弹体材料进行了严格的选用，最终确定采用某新型钛合金。

问题：

a)该新型钛合金的主要功能特点是什么？

b)选用这种材料的主要原因是什么？

c)与传统导弹材料相比，该新型钛合金在使用过程中有哪些优势？

答案及解题思路：

1.答案：

a)该新型复合材料的主要功能特点包括高强度、低密度、高刚度、良好的耐腐蚀性等。

b)选用这种材料的主要原因是降低飞机自重、提高结构强度、延长使用寿命。

c)与传统机翼材料相比，该新型复合材料优势包括降低飞机燃料消耗、提高机动性、适应各种气候条件等。

解题思路：首先了解新型复合材料的特点，分析其相对于传统材料的优势；结合案例背景，分析选用这种材料的原因。

2.答案：

a)该新型高温合金的主要功能特点包括高熔点、高强度、良好的抗氧化性和耐腐蚀性等。

b)选用这种材料的主要原因是满足火箭发动机工作温度和压力要求。

c)与传统火箭发动机材料相比，该新型高温合金优势包括提高发动机功能、延长使用寿命、降低燃料消耗等。

解题思路：了解新型高温合金的功能特点，分析其在火箭发动机中的重要作用；结合案例背景，分析选用这种材料的原因。

（以此类推，分别回答35题）七、应用题1.根据某型飞机的飞行要求，选择合适的材料，并说明原因。

解答：选择钛合金作为主要结构材料。

解题思路：飞机在飞行过程中需要承受高负荷和高温环境，同时要求材料具有良好的疲劳强度和抗腐蚀功能。钛合金因其高强度、低密度、耐腐蚀等特性，