航空航天材料知識問答

綜合試卷第=PAGE1*2-11頁（共=NUMPAGES1*22頁） 綜合試卷第=PAGE1*22頁（共=NUMPAGES1*22頁）PAGE①姓名所在地區(qū)姓名所在地區(qū)身份證號密封線1.請首先在試卷的標封處填寫您的姓名，身份證號和所在地區(qū)名稱。2.請仔細閱讀各種題目的回答要求，在規(guī)定的位置填寫您的答案。3.不要在試卷上亂涂亂畫，不要在標封區(qū)內(nèi)填寫無關(guān)內(nèi)容。一、單選題1.航空航天材料的主要作用是什么？

A.提供機械強度和剛度

B.保障航空航天器的結(jié)構(gòu)完整性

C.提高航空航天器的功能和效率

D.以上都是

2.常見的航空航天金屬材料有哪些？

A.鋁合金

B.鈦合金

C.鎳基合金

D.以上都是

3.鈦合金在航空航天領(lǐng)域有哪些應用？

A.航空發(fā)動機部件

B.飛機結(jié)構(gòu)件

C.航天器熱防護系統(tǒng)

D.以上都是

4.什么是復合材料？

A.由兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料組成的材料

B.具有金屬特性的材料

C.具有陶瓷特性的材料

D.以上都不對

5.常見的航空航天復合材料有哪些？

A.碳纖維增強塑料

B.玻璃纖維增強塑料

C.碳化硅纖維增強金屬

D.以上都是

6.航空航天材料需要具備哪些特性？

A.高強度和高剛度

B.良好的耐腐蝕性

C.優(yōu)異的耐高溫功能

D.以上都是

7.碳纖維復合材料與傳統(tǒng)金屬材料相比有哪些優(yōu)勢？

A.更高的比強度和比剛度

B.更好的耐腐蝕性和耐高溫功能

C.更輕的重量

D.以上都是

8.陶瓷材料在航空航天領(lǐng)域的主要應用是什么？

A.航空發(fā)動機的熱端部件

B.航天器的熱防護系統(tǒng)

C.飛機的高溫環(huán)境結(jié)構(gòu)件

D.以上都是

答案及解題思路：

1.答案：D

解題思路：航空航天材料的主要作用包括提供機械強度和剛度、保障結(jié)構(gòu)完整性以及提高功能和效率，因此選擇D。

2.答案：D

解題思路：航空航天中常用的金屬材料包括鋁合金、鈦合金和鎳基合金，因此選擇D。

3.答案：D

解題思路：鈦合金在航空航天領(lǐng)域的應用非常廣泛，包括發(fā)動機部件、結(jié)構(gòu)件和熱防護系統(tǒng)，因此選擇D。

4.答案：A

解題思路：復合材料是由兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料組成的，因此選擇A。

5.答案：D

解題思路：常見的航空航天復合材料包括碳纖維增強塑料、玻璃纖維增強塑料和碳化硅纖維增強金屬，因此選擇D。

6.答案：D

解題思路：航空航天材料需要具備高強度、高剛度、耐腐蝕性和耐高溫功能，因此選擇D。

7.答案：D

解題思路：碳纖維復合材料相較于傳統(tǒng)金屬材料，具有更高的比強度和比剛度、更好的耐腐蝕性和耐高溫功能，以及更輕的重量，因此選擇D。

8.答案：D

解題思路：陶瓷材料在航空航天領(lǐng)域的應用主要集中在航空發(fā)動機的熱端部件、航天器的熱防護系統(tǒng)和飛機的高溫環(huán)境結(jié)構(gòu)件，因此選擇D。二、多選題1.航空航天材料的主要特點有哪些？

A.良好的高溫功能

B.高強度和剛度

C.優(yōu)異的耐腐蝕性

D.良好的抗疲勞性

E.良好的可加工性

2.常見的航空航天高溫合金有哪些？

A.Nibasedalloys

B.Cobasedalloys

C.Febasedalloys

D.Tialloys

3.下列哪些屬于航空航天材料？

A.鈦合金

B.鋼鐵

C.鋁合金

D.陶瓷

4.航空航天復合材料的研究方向有哪些？

A.結(jié)構(gòu)完整性

B.輕量化設(shè)計

C.耐高溫性

D.耐腐蝕性

5.航空航天材料的制備方法有哪些？

A.液態(tài)金屬鑄造

B.激光加工技術(shù)

C.金屬有機物化學氣相沉積（MOCVD）

D.纖維增強復合材料拉擠成型

6.下列哪些屬于航空航天材料的加工方法？

A.熱處理

B.鑄造

C.壓力加工

D.表面處理

7.航空航天材料的功能測試方法有哪些？

A.拉伸試驗

B.沖擊試驗

C.彎曲試驗

D.高溫氧化試驗

8.下列哪些屬于航空航天材料的失效形式？

A.腐蝕

B.拉伸

C.壓縮

D.彎曲

答案及解題思路：

1.答案：A,B,C,D,E

解題思路：航空航天材料的主要特點通常包括其需要在極端環(huán)境下保持功能，因此這些特點包括高溫功能、高強度和剛度、耐腐蝕性、抗疲勞性以及良好的可加工性。

2.答案：A,B,C,D

解題思路：航空航天高溫合金指的是能夠在高溫下工作的合金材料，常見的有鎳基、鈷基、鐵基和鈦合金等。

3.答案：A,C,D

解題思路：航空航天材料需要具備高強度、輕量化和耐高溫等特性，鈦合金、鋁合金和陶瓷均符合這些要求，而鋼鐵雖然用途廣泛，但一般不被視為航空航天材料的首選。

4.答案：A,B,C,D

解題思路：復合材料的研究方向通常圍繞著提高材料的結(jié)構(gòu)完整性、實現(xiàn)輕量化設(shè)計、增強耐高溫性和提高耐腐蝕性等方面。

5.答案：A,B,C,D

解題思路：航空航天材料的制備方法多樣，包括液態(tài)金屬鑄造、激光加工、化學氣相沉積以及纖維增強復合材料的拉擠成型等。

6.答案：A,B,C,D

解題思路：航空航天材料的加工方法包括熱處理以提高功能，鑄造以制造復雜形狀，壓力加工以獲得特定形狀和尺寸，以及表面處理以增強耐腐蝕性。

7.答案：A,B,C,D

解題思路：航空航天材料的功能測試方法包括對材料的力學功能（如拉伸、沖擊和彎曲）和高溫功能（如高溫氧化）的評估。

8.答案：A,B,C,D

解題思路：航空航天材料的失效形式可以多種多樣，包括腐蝕、拉伸斷裂、壓縮破壞和彎曲損傷等。三、判斷題1.航空航天材料在航空航天領(lǐng)域具有極高的重要性。（√）

解題思路：航空航天材料直接關(guān)系到飛行器的功能、可靠性和安全性，因此在航空航天領(lǐng)域具有極高的重要性。新型材料的研發(fā)和應用可以顯著提升飛行器的功能和降低成本。

2.鋁合金在航空航天領(lǐng)域主要應用于結(jié)構(gòu)件。（√）

解題思路：鋁合金因其輕質(zhì)高強的特性，在航空航天領(lǐng)域廣泛用于結(jié)構(gòu)件，如飛機的機身、機翼等，以減輕整體重量，提高燃油效率。

3.航空航天材料在高溫下具有很好的抗氧化功能。（√）

解題思路：航空航天材料需要在高溫環(huán)境下保持穩(wěn)定，因此需要具備良好的抗氧化功能。例如高溫合金就是專門設(shè)計用于高溫環(huán)境下工作的材料。

4.航空航天復合材料可以提高結(jié)構(gòu)件的強度和剛度。（√）

解題思路：復合材料結(jié)合了不同材料的優(yōu)點，可以顯著提高結(jié)構(gòu)件的強度和剛度，同時保持較低的重量，是航空航天材料的重要發(fā)展方向。

5.航空航天材料的加工方法對其功能沒有影響。（×）

解題思路：加工方法對航空航天材料的功能有顯著影響。不同的加工技術(shù)會影響材料的微觀結(jié)構(gòu)，進而影響其機械功能、耐腐蝕功能等。

6.航空航天材料在航空航天領(lǐng)域具有廣泛的應用前景。（√）

解題思路：科技的進步，航空航天材料的應用范圍不斷擴大，從飛行器本體到地面設(shè)備，都有廣泛應用的前景。

7.陶瓷材料具有良好的耐腐蝕功能。（√）

解題思路：陶瓷材料具有優(yōu)異的耐高溫、耐腐蝕功能，使其在航空航天領(lǐng)域得到了廣泛應用，尤其是在高溫和腐蝕性環(huán)境中。

8.航空航天材料的功能測試可以完全代替實際應用中的測試。（×）

解題思路：雖然功能測試是評估材料功能的重要手段，但它無法完全代替實際應用中的測試。實際應用中的測試更能反映材料在特定環(huán)境下的功能表現(xiàn)。四、填空題1.航空航天材料的主要作用是__________。

提高飛行器的功能、安全性、耐久性和可靠性。

2.常見的航空航天金屬材料有__________、__________等。

鈦合金、鋁合金等。

3.鈦合金在航空航天領(lǐng)域的應用主要包括__________、__________等。

航空發(fā)動機部件、飛機結(jié)構(gòu)件等。

4.復合材料是由__________和__________組成的。

纖維增強材料和基體材料。

5.航空航天材料需要具備__________、__________等特性。

高強度、高剛度、耐高溫、耐腐蝕等。

6.碳纖維復合材料與傳統(tǒng)金屬材料相比，具有__________、__________等優(yōu)勢。

重量輕、強度高、抗疲勞功能好等。

7.陶瓷材料在航空航天領(lǐng)域的主要應用是__________。

高溫結(jié)構(gòu)部件、熱障涂層等。

8.航空航天材料的制備方法主要有__________、__________等。

粉末冶金、熱塑性復合材料制備等。

答案及解題思路：

1.答案：提高飛行器的功能、安全性、耐久性和可靠性。

解題思路：航空航天材料必須滿足飛行器在各種環(huán)境下的使用需求，因此其作用在于全面提升飛行器的綜合功能。

2.答案：鈦合金、鋁合金等。

解題思路：根據(jù)航空航天材料的應用需求，常見的金屬材料主要包括鈦合金和鋁合金，它們具有良好的機械功能和耐腐蝕性。

3.答案：航空發(fā)動機部件、飛機結(jié)構(gòu)件等。

解題思路：鈦合金因其高強度和耐腐蝕性，廣泛應用于航空發(fā)動機和飛機結(jié)構(gòu)件，以提升飛行器的功能和壽命。

4.答案：纖維增強材料和基體材料。

解題思路：復合材料是由纖維增強材料和基體材料復合而成，通過兩者的結(jié)合實現(xiàn)材料的功能優(yōu)化。

5.答案：高強度、高剛度、耐高溫、耐腐蝕等。

解題思路：航空航天材料在極端環(huán)境中使用，因此需要具備多種特性以保證飛行器的安全運行。

6.答案：重量輕、強度高、抗疲勞功能好等。

解題思路：碳纖維復合材料與傳統(tǒng)金屬材料相比，在重量和強度方面具有顯著優(yōu)勢，同時具有良好的抗疲勞功能。

7.答案：高溫結(jié)構(gòu)部件、熱障涂層等。

解題思路：陶瓷材料耐高溫、耐腐蝕，適用于航空航天領(lǐng)域的高溫結(jié)構(gòu)部件和熱障涂層。

8.答案：粉末冶金、熱塑性復合材料制備等。

解題思路：航空航天材料的制備方法多種多樣，粉末冶金和熱塑性復合材料制備是其中常用的方法。五、簡答題1.簡述航空航天材料的主要作用。

答案：

航空航天材料的主要作用包括：保證航空器結(jié)構(gòu)的強度和剛度、提高結(jié)構(gòu)重量比、優(yōu)化功能和耐久性、適應極端環(huán)境、降低噪音和振動、實現(xiàn)輕量化設(shè)計。

解題思路：

航空航天材料的選擇直接影響到航空器的功能、安全性以及經(jīng)濟效益。通過分析航空器對材料的要求，我們可以總結(jié)出材料的主要作用。

2.簡述航空航天金屬材料的特點及應用。

答案：

航空航天金屬材料的特點包括：高強度、高硬度、良好的耐腐蝕性、優(yōu)良的耐熱性、易于加工等。應用領(lǐng)域包括：飛機結(jié)構(gòu)件、發(fā)動機部件、航空電子設(shè)備等。

解題思路：

結(jié)合航空航天行業(yè)對材料功能的要求，總結(jié)出金屬材料的特點，并根據(jù)其特點，列舉出在航空航天領(lǐng)域的具體應用。

3.簡述復合材料在航空航天領(lǐng)域的應用。

答案：

復合材料在航空航天領(lǐng)域的應用主要包括：機翼、尾翼、機身、起落架、發(fā)動機葉片等。其優(yōu)勢在于：重量輕、強度高、抗疲勞性好、可設(shè)計性強等。

解題思路：

了解復合材料的特性，分析其在航空航天領(lǐng)域的優(yōu)勢，并結(jié)合具體案例，列舉出復合材料的應用。

4.簡述航空航天材料的加工方法及其對材料功能的影響。

答案：

航空航天材料的加工方法包括：鍛造、軋制、熱處理、焊接、機加工等。加工方法對材料功能的影響主要體現(xiàn)在：提高強度、改善韌性、降低加工硬化、提高表面質(zhì)量等。

解題思路：

分析不同加工方法對材料功能的影響，總結(jié)出加工方法對材料功能的優(yōu)化作用。

5.簡述航空航天材料的失效形式及其原因。

答案：

航空航天材料的失效形式主要包括：疲勞斷裂、腐蝕疲勞、應力腐蝕開裂、高溫氧化、蠕變等。失效原因包括：材料缺陷、設(shè)計不合理、制造工藝缺陷、環(huán)境因素、使用不當?shù)取?/p>

解題思路：

分析航空航天材料在長期使用過程中可能出現(xiàn)的失效形式，結(jié)合材料、設(shè)計、制造、環(huán)境等因素，找出導致失效的原因。六、論述題1.結(jié)合實際案例，論述航空航天材料在航空航天領(lǐng)域的重要性。

案例一：波音787夢幻客機

案例二：美國X37B航天飛機

a)航空航天材料在航空航天領(lǐng)域的應用現(xiàn)狀

b)航空航天材料對提高飛機功能的作用

c)航空航天材料在降低燃油消耗、減輕飛機重量方面的貢獻

2.論述航空航天復合材料的發(fā)展趨勢及其對航空航天工業(yè)的影響。

a)航空航天復合材料的主要種類及其特點

b)航空航天復合材料的發(fā)展趨勢

c)航空航天復合材料對航空航天工業(yè)的影響

3.論述航空航天材料在航空航天領(lǐng)域的應用前景及其挑戰(zhàn)。

a)航空航天材料在航空航天領(lǐng)域的應用前景

b)航空航天材料在航空航天領(lǐng)域的挑戰(zhàn)

c)應對航空航天材料挑戰(zhàn)的措施

答案及解題思路：

1.結(jié)合實際案例，論述航空航天材料在航空航天領(lǐng)域的重要性。

答案：

a)波音787夢幻客機使用大量的先進復合材料，如碳纖維增強塑料、鋁鋰合金等，有效減輕了飛機重量，降低了燃油消耗，提高了燃油效率，使波音787在同類飛機中具有較好的經(jīng)濟效益和環(huán)保功能。

b)美國X37B航天飛機采用了高功能的陶瓷材料和輕質(zhì)金屬，使其能夠在高速、高溫、高壓的環(huán)境下正常運行，為未來的太空摸索提供了技術(shù)保障。

c)航空航天材料在提高飛機功能、降低燃油消耗、減輕飛機重量等方面發(fā)揮了重要作用。

解題思路：

本題要求考生結(jié)合實際案例論述航空航天材料在航空航天領(lǐng)域的重要性。通過分析波音787夢幻客機和X37B航天飛機的應用實例，說明航空航天材料在提高飛機功能、降低燃油消耗、減輕飛機重量等方面的重要性。

2.論述航空航天復合材料的發(fā)展趨勢及其對航空航天工業(yè)的影響。

答案：

a)航空航天復合材料主要包括碳纖維增強塑料、玻璃纖維增強塑料、芳綸纖維增強塑料等。目前復合材料已成為航空航天工業(yè)的主要材料之一。

b)航空航天復合材料的發(fā)展趨勢：進一步提高強度、模量、耐高溫功能；降低材料成本；提高制造工藝水平。

c)航空航天復合材料對航空航天工業(yè)的影響：提高飛機功能、降低燃油消耗、減輕飛機重量、拓展航空航天工業(yè)應用領(lǐng)域。

解題思路：

本題要求考生論述航空航天復合材料的發(fā)展趨勢及其對航空航天工業(yè)的影響。首先介紹航空航天復合材料的主要種類和特點，然后分析復合材料的發(fā)展趨勢，最后闡述復合材料對航空航天工業(yè)的影響。

3.論述航空航天材料在航空航天領(lǐng)域的應用前景及其挑戰(zhàn)。

答案：

a)航空航天材料在航空航天領(lǐng)域的應用前景：提高飛機功能、降低燃油消耗、減輕飛機重量、拓展航空航天工業(yè)應用領(lǐng)域。

b)航空航天材料在航空航天領(lǐng)域的挑戰(zhàn)：材料功能、制造工藝、成本控制、環(huán)境適應性等。

c)應對航空航天材料挑戰(zhàn)的措施：加強基礎(chǔ)研究、優(yōu)化材料配方、改進制造工藝、提高材料功能等。

解題思路：

本題要求考生論述航空航天材料在航空航天領(lǐng)域的應用前景及其挑戰(zhàn)。首先分析航空航天材料的應用前景，然后列舉其在航空航天領(lǐng)域的挑戰(zhàn)，最后提出應對挑戰(zhàn)的措施。七、計算題1.計算一根長為L的鈦合金桿，直徑為D，受到軸向力F時，其應力是多少？

解題步驟：

應力（σ）是軸向力（F）與受力面積（A）的比值。

對于圓形橫截面，受力面積A可以通過公式A=π(D/2)2來計算。

將受力面積代入應力公式，得到σ=F/A。

應力公式：

σ=F/(π(D/2)2)

2.已知某碳纖維復合材料板，纖維體積比為Vf，纖維彈性模量為Ef，基體彈性模量為Eb，計算該復合材料的彈性模量。

解題步驟：

碳纖維復合材料的彈性模量可以通過混合律計算，即復合材料的彈性模量E是纖維和基體彈性模