航空航天材料性能与应用试题集萃编

航空航天材料功能与应用试题集萃编姓名_________________________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.航空航天材料的基本功能包括：

A.机械功能、耐腐蚀功能、耐热功能

B.机械功能、导电功能、导热功能

C.耐磨功能、导电功能、耐腐蚀功能

D.导热功能、导电功能、耐腐蚀功能

2.下列哪种材料不属于航空航天材料？

A.钛合金

B.高强度钢

C.碳纤维复合材料

D.普通塑料

3.航空航天材料的热稳定性是指材料在高温环境下抵抗：

A.脆化

B.晶体结构改变

C.腐蚀

D.退火

4.航空航天材料的疲劳功能主要是指材料在循环载荷作用下抵抗：

A.变形

B.疲劳裂纹扩展

C.破坏

D.变形和破坏

5.航空航天材料的抗冲击功能主要是指材料在冲击载荷作用下抵抗：

A.变形

B.疲劳裂纹扩展

C.破坏

D.变形和破坏

答案及解题思路：

1.答案：A

解题思路：航空航天材料的基本功能主要包括机械功能、耐腐蚀功能和耐热功能，因为这些功能对于承受极端环境的航空航天器。

2.答案：D

解题思路：航空航天材料通常需要具有高强度和轻质的特点，因此钛合金、高强度钢和碳纤维复合材料都是常用的航空航天材料。普通塑料由于其低强度和易燃性，不适合用作航空航天材料。

3.答案：A

解题思路：热稳定性是指材料在高温下保持原有功能的能力，其中抵抗脆化是热稳定性的一个重要方面，因为脆化会导致材料失效。

4.答案：B

解题思路：疲劳功能指的是材料在反复加载下抵抗疲劳裂纹扩展的能力，这是航空航天材料的关键功能之一，因为它直接关系到结构的长期可靠性。

5.答案：C

解题思路：抗冲击功能是指材料在受到冲击载荷时抵抗破坏的能力，这对于航空航天器来说，因为它们可能需要承受高速撞击。二、填空题1.航空航天材料在高温环境下，要求具有较好的__________功能。

2.航空航天材料在低温环境下，要求具有较好的__________功能。

3.航空航天材料的强度主要包括__________和__________。

4.航空航天材料的韧性主要是指材料在__________时的能力。

5.航空航天材料的硬度主要是指材料抵抗__________的能力。

答案及解题思路：

1.答案：抗氧化

解题思路：在高温环境下，材料会与氧气发生化学反应，产生氧化物，影响材料的功能和寿命。因此，航空航天材料在高温环境下要求具有较好的抗氧化功能，以防止氧化带来的损害。

2.答案：低温冲击韧性

解题思路：在低温环境下，材料可能会出现脆性断裂，这是由于低温导致材料的韧性下降。因此，航空航天材料在低温环境下要求具有较好的低温冲击韧性，以提高材料在低温条件下的安全功能。

3.答案：抗拉强度和抗压强度

解题思路：材料的强度是指材料抵抗破坏的能力。抗拉强度是指材料在拉伸状态下抵抗破坏的能力，而抗压强度是指材料在压缩状态下抵抗破坏的能力。两者都是衡量材料强度的重要指标。

4.答案：塑性变形

解题思路：韧性是指材料在受力时，能够吸收能量并保持连续变形而不发生断裂的能力。因此，航空航天材料的韧性主要是指材料在塑性变形时的能力。

5.答案：表面硬化和磨损

解题思路：硬度是指材料抵抗表面硬化和磨损的能力。在航空航天领域，材料的表面硬度和耐磨性非常重要，因为它直接关系到材料的耐久性和使用寿命。三、判断题1.航空航天材料在高温环境下，其强度和韧性都会降低。（×）

解题思路：在高温环境下，航空航天材料的功能确实会受到影响。通常情况下，高温会导致材料的强度和韧性降低，这是由于高温会加剧材料的晶格变形，降低其微观结构稳定性。但需要注意的是，并非所有材料在高温环境下都会表现出强度和韧性降低的现象，部分高温合金等特殊材料在特定温度范围内反而能够保持甚至提高其强度和韧性。

2.航空航天材料在低温环境下，其强度和韧性都会提高。（×）

解题思路：低温环境下，材料的强度和韧性可能会因为冷却导致的结构稳定性提高而提高。但是这种说法并不适用于所有材料。对于某些材料，如脆性材料，在低温环境下其强度和韧性反而会降低，因为低温会导致材料内部应力的增加，从而使得材料更容易断裂。

3.航空航天材料的疲劳功能与其机械功能密切相关。（√）

解题思路：疲劳功能是指材料在反复应力作用下抵抗裂纹产生和扩展的能力。航空航天材料的疲劳功能与其机械功能（如强度、韧性、硬度等）密切相关，因为良好的机械功能可以提高材料的疲劳寿命。

4.航空航天材料的抗冲击功能与其耐腐蚀功能密切相关。（×）

解题思路：抗冲击功能和耐腐蚀功能是两种不同的材料功能。抗冲击功能主要指材料抵抗冲击载荷的能力，而耐腐蚀功能指材料抵抗化学介质侵蚀的能力。这两种功能之间并没有直接的关联。

5.航空航天材料的耐磨功能与其耐热功能密切相关。（√）

解题思路：耐磨功能和耐热功能都是航空航天材料的重要功能指标。一般来说，耐磨功能好的材料往往具有较高的耐热功能，因为耐磨材料在高温环境下不易变形或磨损，从而保证了其在高温工作环境下的功能。四、简答题1.简述航空航天材料的基本功能。

航空航天材料的基本功能主要包括强度、刚度、韧性、耐磨性、耐热性、耐腐蚀性等。这些功能决定了材料在航空航天器上的适用性和可靠性。具体来说，强度和刚度是保证结构安全性的关键指标；韧性则是指材料在受到冲击或振动时不易断裂的能力；耐磨性对于减少运动部件的磨损和延长使用寿命；耐热性是指材料在高温环境下的稳定性和耐久性；耐腐蚀性是指材料在腐蚀环境中的抗腐蚀能力。

2.简述航空航天材料的疲劳功能。

航空航天材料的疲劳功能是指材料在反复应力作用下抵抗疲劳破坏的能力。疲劳功能包括疲劳强度、疲劳寿命和疲劳裂纹扩展速率等指标。航空航天器在运行过程中会经历各种复杂的应力状态，因此材料的疲劳功能对其使用寿命和安全性。疲劳功能好的材料可以承受更多的载荷循环，延长使用寿命。

3.简述航空航天材料的抗冲击功能。

航空航天材料的抗冲击功能是指材料在受到冲击载荷时抵抗破坏的能力。抗冲击功能对于航空航天器在遇到突发情况时的安全性。抗冲击功能好的材料在受到冲击时能够吸收更多的能量，减少结构损伤，提高生存率。

4.简述航空航天材料的耐腐蚀功能。

航空航天材料的耐腐蚀功能是指材料在腐蚀环境中的抗腐蚀能力。航空航天器在运行过程中会接触到各种腐蚀性介质，如大气、燃料、润滑油等，因此材料的耐腐蚀功能对其使用寿命和安全性。耐腐蚀功能好的材料可以延长使用寿命，降低维护成本。

5.简述航空航天材料的热稳定性。

航空航天材料的热稳定性是指材料在高温或低温环境下的稳定性和耐久性。热稳定性对于航空航天器在极端温度条件下的运行。热稳定性好的材料在高温或低温环境下能够保持其功能，保证结构完整性和功能性。

答案及解题思路：

1.答案：航空航天材料的基本功能包括强度、刚度、韧性、耐磨性、耐热性、耐腐蚀性等。解题思路：分析航空航天材料在航空航天器上的应用需求和关键指标，总结材料的基本功能。

2.答案：航空航天材料的疲劳功能包括疲劳强度、疲劳寿命和疲劳裂纹扩展速率等指标。解题思路：根据航空航天器在运行过程中所承受的复杂应力状态，分析材料疲劳功能的重要性。

3.答案：航空航天材料的抗冲击功能是指材料在受到冲击载荷时抵抗破坏的能力。解题思路：结合航空航天器在突发情况下的安全性要求，分析抗冲击功能的重要性。

4.答案：航空航天材料的耐腐蚀功能是指材料在腐蚀环境中的抗腐蚀能力。解题思路：分析航空航天器在运行过程中所接触到的腐蚀性介质，总结材料耐腐蚀功能的重要性。

5.答案：航空航天材料的热稳定性是指材料在高温或低温环境下的稳定性和耐久性。解题思路：结合航空航天器在极端温度条件下的运行需求，分析材料热稳定性的重要性。五、论述题1.结合实际，论述航空航天材料在高温、低温、高载荷等环境下的应用。

解题思路：

介绍航空航天材料在不同环境下的功能要求。

列举高温、低温、高载荷等环境下的典型航空航天材料。

结合实际案例，说明这些材料在实际应用中的表现。

答案：

航空航天材料在设计时需满足极端环境条件下的使用要求。例如高温环境下使用的钛合金（如Ti6Al4V）因其优良的耐热性，被广泛应用于燃气涡轮发动机的叶片。在低温环境下，镍基合金（如Inconel）因其良好的低温韧性，适用于低温热交换器。而对于高载荷环境，碳纤维复合材料（如T700、T800）因其高强度和低密度，常用于制造飞机结构件和卫星部件。实际案例中，如波音787梦幻客机就大量使用了碳纤维复合材料。

2.论述航空航天材料在疲劳、抗冲击、耐腐蚀等方面的功能特点。

解题思路：

阐述航空航天材料在疲劳、抗冲击、耐腐蚀等方面的基本要求。

分析典型航空航天材料在这些方面的功能特点。

结合实际案例，说明这些材料在相应功能要求下的应用。

答案：

航空航天材料在疲劳、抗冲击、耐腐蚀等方面有严格的要求。例如镍基合金在抗冲击方面表现优异，适用于航空航天发动机的关键部件。钛合金和铝合金则具有良好的耐腐蚀功能，适用于飞机外表面和内部管道。在疲劳功能方面，高强度的钢和钛合金常用于飞机的起落架和结构件。实际应用中，如波音737系列的起落架就是采用高强度钢材料。

3.论述航空航天材料在航空航天领域的应用前景。

解题思路：

分析航空航天领域的发展趋势。

探讨新材料在航空航天领域的应用潜力。

结合新技术，展望航空航天材料的未来发展方向。

答案：

航空航天技术的不断发展，新材料在航空航天领域的应用前景广阔。例如新型纳米材料、石墨烯等有望提高材料功能，降低重量，延长使用寿命。未来，航空航天材料将朝着高强度、轻量化、多功能、耐极端环境等方向发展。例如碳纳米管复合材料在航空航天结构中的应用，有望进一步提升飞机的功能和燃油效率。

4.论述航空航天材料在新能源、环保等领域的应用前景。

解题思路：

分析新能源和环保领域对材料的要求。

探讨航空航天材料在这些领域的应用潜力。

结合实际案例，说明航空航天材料在这些领域的应用现状。

答案：

航空航天材料在新能源和环保领域的应用前景广阔。例如锂电池的负极材料通常采用石墨烯，而石墨烯也来源于航空航天材料的研发。钛合金等耐腐蚀材料在风力发电塔架、海水淡化等领域得到应用。环保意识的不断提高，航空航天材料在新能源和环保领域的应用将越来越广泛。

5.论述航空航天材料