航空航天材料性能及工程应用习题集

航空航天材料功能及工程应用习题集姓名_________________________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指标包括哪些？

A.强度、硬度、韧性

B.密度、熔点、热导率

C.耐腐蚀性、导电性、抗热震性

D.以上所有

2.下列哪种材料属于高温结构材料？

A.钛合金

B.铝合金

C.不锈钢

D.碳纤维

3.下列哪种材料具有优良的耐腐蚀功能？

A.钛合金

B.钛合金

C.不锈钢

D.碳纤维

4.航空航天材料的力学功能主要包括哪些？

A.弹性模量、屈服强度、断裂强度

B.密度、比热容、热膨胀系数

C.耐磨性、耐冲击性、疲劳强度

D.导电性、导热性、光学功能

5.下列哪种材料具有优良的导电功能？

A.铜合金

B.镍合金

C.铝合金

D.碳纤维

6.航空航天材料的抗热震功能主要指什么？

A.材料在温度突变时抵抗裂纹的能力

B.材料在高温下的氧化稳定性

C.材料在高温下的强度保持能力

D.材料在高温下的塑性变形能力

7.下列哪种材料属于轻质高强材料？

A.钛合金

B.镁合金

C.钢合金

D.铝合金

8.航空航天材料的抗冲击功能主要指什么？

A.材料在高速撞击下保持结构完整性的能力

B.材料在低温下的韧性

C.材料在高温下的强度

D.材料在腐蚀环境中的稳定性

答案及解题思路：

1.答案：D

解题思路：航空航天材料的基本功能指标应包括力学功能、物理功能和化学功能等多个方面，故选D。

2.答案：A

解题思路：高温结构材料通常指能够在高温环境下保持功能的材料，钛合金在高温下具有良好的强度和耐腐蚀性。

3.答案：A

解题思路：钛合金以其优异的耐腐蚀功能被广泛应用于航空航天领域。

4.答案：A

解题思路：力学功能是评价材料在受力状态下的抵抗变形和断裂的能力，弹性模量、屈服强度、断裂强度是其主要指标。

5.答案：A

解题思路：铜合金因其良好的导电功能被广泛应用于电气和电子设备中。

6.答案：A

解题思路：抗热震功能是指材料在温度突变时抵抗裂纹的能力，这对于航空航天材料尤其重要。

7.答案：B

解题思路：镁合金以其低密度和高强度被认为是轻质高强材料。

8.答案：A

解题思路：抗冲击功能是指材料在高速撞击下保持结构完整性的能力，对于航空航天器的安全。二、填空题1.航空航天材料应具备的功能包括：强度、硬度、韧性、耐高温、耐腐蚀、抗疲劳、抗热震、抗冲击等。

2.高温结构材料主要包括：钛合金、高温合金、耐热钢等。

3.下列材料中，具有优良耐腐蚀功能的是：不锈钢。

4.航空航天材料的力学功能主要包括：弹性模量、屈服强度、抗拉强度等。

5.下列材料中，具有优良导电功能的是：铜。

6.航空航天材料的抗热震功能主要指材料在高温和低温交替条件下的功能。

7.航空航天材料的抗冲击功能主要指材料在高速飞行中受到冲击时的功能。

8.航空航天材料的轻质高强材料主要包括：铝合金、钛合金、复合材料等。

答案及解题思路：

1.答案：强度、硬度、韧性、耐高温、耐腐蚀、抗疲劳、抗热震、抗冲击

解题思路：航空航天材料在极端环境下使用，因此需要具备多种功能，包括基础的力学功能（强度、硬度、韧性）以及特殊功能（耐高温、耐腐蚀、抗疲劳等）。

2.答案：钛合金、高温合金、耐热钢

解题思路：高温结构材料是在高温环境下使用的材料，这些材料能够承受高温而不失去其结构完整性。

3.答案：不锈钢

解题思路：不锈钢因其含有铬，能在表面形成一层保护膜，从而具有优良的抗腐蚀功能。

4.答案：弹性模量、屈服强度、抗拉强度

解题思路：力学功能是材料抵抗变形和断裂的能力，弹性模量、屈服强度和抗拉强度是衡量这些能力的关键指标。

5.答案：铜

解题思路：铜是一种优良的导电材料，常用于电气和电子元件中。

6.答案：高温和低温交替

解题思路：抗热震功能是指材料在温度快速变化时的稳定性，高温和低温交替是常见的极端温度条件。

7.答案：高速飞行中受到冲击时

解题思路：抗冲击功能是指材料在受到突然冲击力时的抵抗能力，这对于高速飞行的航空航天器。

8.答案：铝合金、钛合金、复合材料

解题思路：轻质高强材料旨在在减轻重量的同时保持足够的强度，这些材料广泛应用于航空航天领域。三、判断题1.航空航天材料必须具备良好的耐腐蚀功能。（√）

解题思路：航空航天材料由于长期暴露于大气、燃料和其他环境因素中，因此必须具备良好的耐腐蚀功能，以防止材料功能的退化。

2.高温结构材料在高温下仍能保持良好的力学功能。（√）

解题思路：高温结构材料在高温环境下使用时，其力学功能。因此，它们必须在高温下保持足够的强度和韧性。

3.航空航天材料的抗热震功能主要指材料在低温条件下的功能。（×）

解题思路：抗热震功能主要指材料在温度快速变化时的功能，尤其是在高温和低温之间的快速转换中保持结构完整性和功能性的能力。

4.航空航天材料的抗冲击功能主要指材料在高温条件下的功能。（×）

解题思路：抗冲击功能主要指材料在遭受冲击载荷时的表现，与温度无直接关系，虽然高温可能影响材料的抗冲击功能，但这不是其主要考量因素。

5.航空航天材料的轻质高强材料在重量上较轻，但强度较高。（√）

解题思路：轻质高强材料是航空航天领域的关键，它们能够在减轻结构重量的同时提供足够的强度，满足飞行器的功能需求。

6.航空航天材料的导电功能对电子设备。（√）

解题思路：在航空航天器中，电子设备的功能对飞行安全极为重要，因此材料需要具备良好的导电功能，以保证电子设备的正常工作。

7.航空航天材料的耐热功能主要指材料在高温下的功能。（√）

解题思路：耐热功能指的是材料在高温环境中的稳定性和功能性，因此这是航空航天材料的一个重要功能指标。

8.航空航天材料的耐腐蚀功能主要指材料在腐蚀性环境下的功能。（√）

解题思路：航空航天材料在特定的腐蚀性环境下（如燃料、大气腐蚀等）需要具备良好的耐腐蚀功能，以延长材料的使用寿命和保证结构安全。四、简答题1.简述航空航天材料的基本功能指标。

解答：

航空航天材料的基本功能指标包括但不限于以下几项：

强度：材料的抗拉、抗压、抗弯等能力。

硬度：材料抵抗硬物体压入的能力。

延伸率：材料在拉伸过程中变形的能力。

弹性模量：材料在受力时抵抗形变的能力。

热膨胀系数：材料随温度变化而膨胀或收缩的能力。

耐磨性：材料抵抗磨损的能力。

耐腐蚀性：材料抵抗腐蚀的能力。

2.简述高温结构材料的主要特点及应用。

解答：

高温结构材料的主要特点包括：

高熔点：能在高温环境下保持稳定。

良好的高温强度和抗氧化性。

良好的热稳定性。

应用：

高温结构材料广泛应用于航空航天发动机、涡轮叶片、燃烧室等高温部件。

3.简述耐腐蚀功能在航空航天材料中的重要性。

解答：

耐腐蚀功能在航空航天材料中的重要性体现在：

提高材料的使用寿命，减少维护成本。

保证材料在恶劣环境下的功能稳定。

防止腐蚀导致结构损坏，保障飞行安全。

4.简述航空航天材料的力学功能及其对结构设计的影响。

解答：

航空航天材料的力学功能对结构设计的影响包括：

材料的强度、硬度、延伸率等功能直接影响结构承载能力。

材料的弹性模量影响结构的刚度和稳定性。

材料的疲劳功能影响结构的可靠性。

5.简述导电功能在航空航天电子设备中的应用。

解答：

导电功能在航空航天电子设备中的应用包括：

电路连接：保证电子设备的信号传输。

电磁屏蔽：防止电磁干扰。

热管理：通过导电材料散热。

6.简述抗热震功能在航空航天材料中的重要性。

解答：

抗热震功能在航空航天材料中的重要性体现在：

提高材料在高温环境下的结构完整性。

防止因温度变化导致的材料变形和损坏。

保障飞行安全。

7.简述轻质高强材料在航空航天中的应用。

解答：

轻质高强材料在航空航天中的应用包括：

减轻结构重量，提高飞行功能。

提高燃油效率，降低运行成本。

增强结构强度，提高安全性。

8.简述航空航天材料的抗冲击功能及其对结构安全的影响。

解答：

航空航天材料的抗冲击功能对结构安全的影响包括：

提高材料在受到冲击时的抗变形能力。

防止结构因冲击而损坏。

保证飞行安全。

答案及解题思路：五、论述题1.论述航空航天材料在高温环境下的功能要求及应对措施。

答案：

航空航天材料在高温环境下主要要求具备以下功能：热稳定性、抗氧化性、耐热震性以及良好的抗蠕变功能。针对这些功能要求，可采取以下措施：选用高功能合金材料，如高温合金；优化热处理工艺；增加隔热层；采用复合材料等。

解题思路：

分析高温环境下对航空航天材料的功能要求，如热稳定性、抗氧化性等。针对这些功能要求，提出具体的应对措施，例如使用高功能合金或优化热处理工艺。

2.论述航空航天材料在腐蚀性环境下的功能要求及应对措施。

答案：

航空航天材料在腐蚀性环境下需具备抗腐蚀性、耐磨损性、耐热性等功能。应对措施包括：选用耐腐蚀材料，如不锈钢、钛合金等；进行表面处理，如电镀、喷涂等；优化设计，减少材料与腐蚀介质的接触等。

解题思路：

分析腐蚀性环境下对航空航天材料的功能要求，然后提出具体的应对措施，例如选用耐腐蚀材料或进行表面处理。

3.论述航空航天材料在力学功能方面的优化方向。

答案：

在力学功能方面，航空航天材料的优化方向包括提高强度、刚度和韧性，降低弹性模量和屈服强度。可以通过采用高强钢、高强铝合金等高功能合金材料，优化成型工艺等实现。

解题思路：

分析力学功能优化的重要性，然后提出具体的优化方向，如提高材料的强度和韧性，以及采用相应的高功能合金材料。

4.论述航空航天材料在导电功能方面的优化方向。

答案：

航空航天材料在导电功能方面的优化方向包括提高导电性、降低电阻率、提高抗电磁干扰能力等。可以通过添加导电颗粒、优化微观结构等实现。

解题思路：

分析导电功能优化的重要性，提出具体的优化方向，如添加导电颗粒或优化微观结构。

5.论述航空航天材料在抗热震功能方面的优化方向。

答案：

航空航天材料在抗热震功能方面的优化方向包括提高热膨胀系数、降低热导率、提高热稳定性等。可以通过选用特殊合金材料、优化热处理工艺等实现。

解题思路：

分析抗热震功能优化的重要性，提出具体的优化方向，如选用特殊合金材料或优化热处理工艺。

6.论述航空航天材料在抗冲击功能方面的优化方向。

答案：

在抗冲击功能方面，航空航天材料的优化方向包括提高材料的韧性、抗弯强度和抗拉强度。可以通过采用高强度铝合金、高强钢等材料，优化成型工艺等实现。

解题思路：

分析抗冲击功能优化的重要性，提出具体的优化方向，如提高材料的强度和韧性。

7.论述航空航天材料在轻质高强功能方面的优化方向。

答案：