·对陶瓷基复合材料和结构的表征、加工、试验、设计和利用,给出指导和建议 ● 对现有和新出现陶瓷基复合材料体系的表征、性能与特性数据,提供主要与权 威来源 ●对材料数据和结构可靠性的统计分折提供建议 1.11.1数据审核工作组的目标和任务 ●为今后成功应用陶瓷基复合材料建立框架 ●为搜集设计者使用陶瓷基复合材料时所需的有统计意义的关键数据,对工业界 提供指导 ● 识别适当的性能和试验步骤并确定优先顺序 ·基于设计部门要求建立需要的精度水平 ●提供一种方法以确定对材料性能起重要作用的材料关键特性(组成,做结构和 缺陷),可能包括加工信息 ●用上述方法,对选择的陶瓷基复合材料族系,收集其代表性的数据集:这些材 料包括有人量可用数据的材料,直到数据虽少但有很大潜力的材料。 1.1.12材料与工艺工作组的对象、目标与目的 远景: ●戍为陶瓷基复合材料的工程材料与结构组成,生产和表征等信息的首要权威来源。 目标: ●定义陶瓷基复合材料中有关组成、结构和加工信息的基本要素,这些要素是在设计、 选择、制造和使用陶瓷基复合材料结构时所必需的。 ·规定准备用于进行陶瓷基复合材料及其组分的表征方法和步骤 ●对陶院基复合材料技术,历史概要,应用,优点,陶流复合材料体系,生产方法, 质型控制和可支持性,进行全面的评述 目的: ●为陶烧基复台材料数据表,定义材料和工艺数据的要素与格式 ●以术语、方法、格式和优先权的方式,定义材料和工艺数据包的要求 ●对表征陶瓷基复合材料及其组分的方法和步骤,提供详细的指导 ●准备陶瓷基复合材料手册的引言部分(历史、应用、优点、陶瓷基复合材料体系等) ·准备陶瓷基复合材料手册的材料、工艺和制造部分:并准备了陶瓷基复合材料手 册的可支持性部分 11.13结构分析和设计程序工作组的远景、目标及目的 远景: ●成为陶瓷基复合材料的工程材料和结构设计与分析所需信息和方法的主要权威来 源 目标: ●确定采用陶瓷基复合材料制造的工程结构的设计和分析所需的信息和方法 ● 规定材料性质和性能的输入,并验证设计分析所需的数据 ● 识别得到上述数据所需的试验参数,以及规定解释这些数据所需的分析方法,以保 2
www.bzfxw.com
证与设计需求的相容性 目的: ●定义陶瓷基复合材料设计分析所需的输入 ●确定设计和分析陶瓷基基复合材料及结构的途径和方法 ●确定设计和分析陶瓷基复合材料结构连接的途径和方法 1.1.1.4试验上作组的远景、日标及日的 远景: ●成为试验和表征陶瓷基复合材料及其红分材料的推存规定方法的主要权威来源 目标: ●识别用于陶瓷基复合材料及其组分材料的一致认为恰当的现有标准试验方法 ●对于还没有这些标准方法的情况,为陶瓷基复合材料及其组分材料开发适当的标准 试验方法提供帮助 目的: ●在手册中加!入适合于陶瓷基复合村料及其组分的现有标准:在手册中加入适合 于陶瓷基复合材料及其组分的新标准/标准草案。 AIL-HC6K-17 基体材:表份 界I村:表相 轩路大证 负法带评盐 单坛乐板老证 缺门损伤作板评货 连接讲 站构设非值的的定 复合材站均的定过 图1.1别影区表示MIL-DBK-I7的主要内鞋
www.bzfxw.com
1.2目的 IL-HDBK17的首要目标是,将与陶瓷基复合材料的工程数据开发中,有关性能的表 征试验、数据处理和数据记录等方法加以标准化。为了达到这个目标,对于其可用性能数 据满足规定要求的复合材料体系,MIL-HDBK-17公布了其性能。另外,MIL-HDBK-17对 与复合材料相关其他技术问题提供了指导,包括典型陶瓷基复合材料的材料选择、材料规 格、材料加工、设计、分析、质量控制和修理。因而,ML-HDBK17第五卷成为单独一卷, 分成四个部分,作以下方而的来源: ●PaTA:用文件规定了材料性能数据开发方法的指南,可用于一系列不同的需要: 并规定了在本手册发表数据时所需要满足的具体要求。大多数采购和认证机构倾 向于,有些甚至要求:在关键应用中使用的复合材料体系,要么按照PatA的指南 进行表征,要么选自PanD所公布的材料体系。 P1B:作为附加技术指南、及从与陶瓷基复合材料有关的不同学科所取得的经验 教的米源。 Pa1C:提供对材料性能试验方法和统计评定的技术指导。 PatD:提供可能的设计数据仓库。所发布的材料体系性能汇总中提供的数据,满 足MIL-HDBK-17三个数据类别(旆选、临时和正式批准)的任一标准。 1.3 范围 就国防部而言,本于册仅提供指导性意见:不得作为标准来引用:如果被引用,也不 是承包方必须执行的。并且手册仪是国防部的要求,不适用于联邦航空管理局(FAA)或 者其他政府机构 M1L-HDBK1?第五卷的四个部分,是陶瓷基复合材料技术信息的总参考源,包括: 1.3.1 Part A:引言和指南 这都分包括用于确定复合材料体系、其组分和一般结构部件性能的指南,包括试验方 案、试验矩件、采样、状态调节、试验程序选择、数据记录、数据处理、统计分析和其他 相关问题。PtA中包括了建立材料性能数据的总指导原则,和在MIL-HDBK-I7中发布材 料数据的具体要求。 必须强调的是,乎册中区分了材料的基准值(材料许用值)和设计许用值。本手册所 关注的焦点是作为复合材料体系内在性能的材料基准值。而设计许用值,虽然其通常源于 材料的基准值却是与应用相关的,并包括了可能进一步影响结构强度或刚度的特殊附加考 虑。另外,在建立针对应用的设计值时,还可能有附加的采购或认证机构要求,这些都超 出了MIL-HDBK-17手册的范围 1.3.2 Part B:设计的可支持性 PART B提供了复合材料结构设计、制造、分析和可支持性,以及如何按照PatA提供 的指南利用Pa1D所提供材料性能数据的方法与经验教训。在PatB中讨论的内容包括材料 及工艺、质量控制、设计与分析、连接、可靠性、厚复合材料和可支持性问题
www.bzfxw.com
1.33 Part C:试验 PatC讨论了向MIL-17手册提交数据有关的试验方法和要求。 1.3.4 Part D:数据要求和数据集 Part D包含了一些基于统计的性能数据,这些数据满足具体的MIL-HDBK-I7母体采样 和数据文件要求,覆盖了通常感兴趣的材料组分和材料体系,PatD公布的这些数据经过了 数据审核工作组的审核,并得到全面协调组的批准(关于ML-HDBK17的协调组和工作组 见11节)。在可得到经批准的数据时,将收录新材料体系的数据并增加现有材料体系的补 充数据。 PtD决定包含的材料性能爱盖了一定范围的可能使用情况,只要可能,就关注于其材 料的上、下环境限,因此,应用的具体环境不会限制到这些数据的使用。特别注意了对于 数据的统计处理和分析。如果有中间环境条件下的数据,将对确定材料响应和环境的关系 提供附加的定义点。 虽然为具体的应用项卧建立结构设计值的过程,开始时可能以PatD所公布的数据为基 础,但是大多数应用问题还需要收集附加的数据,特别是当需要的数据来自层压板或更商 复杂程度的结构时。另外,必须向采购机构或认证机构证明,所制造出的材料与PtD数据 所用的典型材料相当,这通常要包括有限的试验和数据比较,在PA已给出了进行这些材 料/工艺等同性评估的般指导,然而,这种评估过程的很多细节还有赖于采购或认证机构 的决定。 1.4文件的使用和限制 1.4.1信息来源 MIL-HDBK-17中包含的信息米源子材料生产商和制造商、宁航工业界、峻府赞助的研 究报告、公开文款、与所究者的直接交流、以及ML-HDBK-17乎册协调工作的参与者。不 文件公布的所有信息都得到了来自工业界、美国陆车、美国海军、美国空军、FAA(美国 联邦航空管理局)、能源部以及NASA(闲家航空航天局)的代表的协作和中核。乎册尽 力反映最新的复合材料使用信息,特别是复合材料在结构上的应用,为了使丁册保持为当 前最新的技术状态以保证其完整性和准确性,将对手册进行不断的评估和修订。 1.4.2数据的使用和应用指南 这里的所有数据都基于特定环境下、主要为单轴准静态受载的小尺寸试验件。用户的 贵任是,要确定本手册的数据是否适用于其面临的具体问题,并按需要对数据进行转化, 或依比例对数据进行处理,以使用于: ●多向层压板中: ●具有不同特征尺寸和几何形状的结构中: `如无说明.试验补妆照计明的几小实的方社实施,乐点是用美国材材以验修会‘ASTM:大于先进复合材程的林在试经 方法状得的数织,仰总如果认为美母材料试验协会的杯准试跑方法不价“当或者迁缺乏此方江时.或岩当河以梦到用非协准份带 H试验方法得出的数探时,侧可以认可由非标准试验方法对到的数深并下发表,在数斯文作中什明了所州的山体试验方法,关 」小试玲方让的认可体准,见第卷2.5.5方的论述
www.bzfxw.com
● 在多向应力状态下: 当曝露于不同环境时,及/或 ·当受到非静态载荷作用时。 在PatD中对这些问题及其他方面问题进行了进一步的讨论,对手册数据的具体应用超 出了ML-HDBK-17的范围和职责:所以手册具体条款的适用性和解释,可能需要得到某个 相应采购或认证机构的批准。 1.4.3强度性能和许用值的术语 手册的意图是为生成材料性能数据提供指导,包括在极端环境下以统计为基础的强度 数据,极端环境涵括了大多数中间的具体应用环境条件。其主导思想是要避免因为具体应 用问题而制约了一般的材料性能表征程序。如果仍能得到在中间环境条件下的数据,可用 其来更完全地定义材料性能和环境对性能影响之间的关系。然而,在某些情况下,对于复 合材料体系的环境限制可能依赖于应用问题,而在另一些情况下,可能得不到环境限制处 的数据。 在PatD列表给出了现有的基于统计基础的强度数据。当应力和强度分析能力允许进行 单层水平的安全裕度计算时,把这些数据作为建立结构设计许用值的起点将是有用的。对 此情况,也可把MIL-HDBK17的强度基准值称为材料的设计许用值。取决于具体的应用问 题,可能必须由ML-HDBK17中没有提供的附加层压板、部件或者更高级别试验数据,来 经验地确定某些结构设计许用值。 1.4.4文献的使用 尽管在每草结束的部分都列出了许多文献,但还是要注意,这些引用的信息可能或者 未必都符合数据开发的一般指南,或者未必符合本手册中有关的数据发布具体要求。这些 文献仅仅是为了提供帮助)、而未必是各具体领域中相关附加信息的完整或权威来源。 1.4.5商标和产品名的使用 使用商标和专有产品名称本身,并不是美国政府或MIL-HDBK-17协调小组对那些产品 的许可承认。 1.4.6毒性、对健康的危害和安全性 在MIL-HDBK17中讨论的某些工艺和试验方法,可能涉及有害的材料、操作或设备。 这些方法可能没有讨论因其使用而带来的安全问题(如果有的话)。对于这些方法的使用 者,有责任在使用以前建立适当的安全与健康细则,并确定这些条款限制的适用性。处理 和使用复合材料时,对于所涉及有关健康与安全问题的讨论,使用者可参考美国陆军先进 复合材料健康及安全暂行指南(Advanced Composite Materials US Army Interim Health and Safety Guidance),这个文件是由美国陆军环境卫生署,Aberdeen试验场医学部制订的. 材料制造厂商以及各复合材料用户团体,也可以就与复合材料有关的健康及安全问题提供 指南。 1.4.7消耗臭氧的化学物质 在1991年美国空气洁净法令中,已对限制使用消耗臭氧化学物质的问题做了详细说明。 6
www.bzfxw.com