【正文】 。對(duì)于有機(jī)非金屬材料則要求進(jìn)行自然老化和人工加速老化試驗(yàn)，確定其壽命的保險(xiǎn)期。這就要求材料不但具有高的比強(qiáng)度，而且還要有高的斷裂韌性。對(duì)于導(dǎo)彈或運(yùn)載火箭等短時(shí)間一次使用的飛行器，人們力求把材料性能發(fā)揮到極限程度。航天材料一般是通過地面模擬試驗(yàn)來選擇和發(fā)展的，以求適應(yīng)于空間環(huán)境。適應(yīng)空間環(huán)境 空間環(huán)境對(duì)材料的作用主要表現(xiàn)為高真空(10[551]帕)和宇宙射線輻照的影響。在大氣中受太陽的輻照、風(fēng)雨的侵蝕、地下潮濕環(huán)境中長(zhǎng)期貯存時(shí)產(chǎn)生的霉菌會(huì)加速高分子材料的老化過程。航空航天材料接觸的介質(zhì)是飛機(jī)用燃料(如汽油、煤油)、火箭用推進(jìn)劑（如濃硝酸、四氧化二氮、肼類）和各種潤(rùn)滑劑、液壓油等。通過發(fā)展或選擇合適的材料，如純鋁和鋁合金、鈦合金、低溫鋼、聚四氟乙烯、聚酰亞胺和全氟聚醚等，才能解決超低溫下結(jié)構(gòu)承受載荷的能力和密封等問題。液體火箭使用液氧(沸點(diǎn)為183[2oc])和液氫(沸點(diǎn)為253[2oc])作推進(jìn)劑，這為材料提出了更嚴(yán)峻的環(huán)境條件。飛機(jī)在同溫層以亞音速飛行時(shí)表面溫度會(huì)降到50[2oc]左右,極圈以內(nèi)各地域的嚴(yán)冬會(huì)使機(jī)場(chǎng)環(huán)境溫度下降到40[2oc]以下。太陽輻照會(huì)造成在外層空間運(yùn)行的衛(wèi)星和飛船表面溫度的交變，一般采用溫控涂層和隔熱材料來解決?；鸺l(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)鉁囟瓤蛇_(dá)3000[2oc]以上，噴射速度可達(dá)十余個(gè)馬赫數(shù)，而且固體火箭燃?xì)庵羞€夾雜有固體粒子，彈道導(dǎo)彈頭部在再入大氣層時(shí)速度高達(dá)20個(gè)馬赫數(shù)以上，溫度高達(dá)上萬攝氏度，有時(shí)還會(huì)受到粒子云的侵蝕，因此在航天技術(shù)領(lǐng)域中所涉及的高溫環(huán)境往往同時(shí)包括高溫高速氣流和粒子的沖刷。優(yōu)良的耐高低溫性能 飛行器所經(jīng)受的高溫環(huán)境是空氣動(dòng)力加熱、發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)庖约疤罩刑柕妮椪赵斐傻?。比?qiáng)度和比剛度是衡量航空航天材料力學(xué)性能優(yōu)劣的重要參數(shù)：比強(qiáng)度＝/比剛度＝/式中[kg2][kg2]為材料的強(qiáng)度，為材料的彈性模量，為材料的比重。高的比強(qiáng)度和比剛度 對(duì)飛行器材料的基本要求是：材質(zhì)輕、強(qiáng)度高、剛度好。材料應(yīng)具備的條件 用航空航天材料制造的許多零件往往需要在超高溫、超低溫、高真空、高應(yīng)力、強(qiáng)腐蝕等極端條件下工作，有的則受到重量和容納空間的限制，需要以最小的體積和質(zhì)量發(fā)揮在通常情況下等效的功能，有的需要在大氣層中或外層空間長(zhǎng)期運(yùn)行，不可能停機(jī)檢查或更換零件，因而要有極高的可靠性和質(zhì)量保證。它要求使用品種繁多的、具有先進(jìn)性能的結(jié)構(gòu)材料和具有電、光、熱和磁等多種性能的功能材料。采用抗氧化性能更好的碳碳復(fù)合材料陶瓷隔熱瓦等特殊材料可以解決防熱問題。60年代以來,航空航天材料性能的不斷提高,一些飛行器部件使用了更先進(jìn)的復(fù)合材料，如碳纖維或硼纖維增強(qiáng)的環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料、金屬基復(fù)合材料等，以減輕結(jié)構(gòu)重量。40年代初期出現(xiàn)的德國(guó) V2火箭只使用了一般的航空材料。在合金強(qiáng)化理論的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一系列高溫合金使得噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)的性能得以不斷提高。1906年德國(guó)冶金學(xué)家發(fā)明了可以時(shí)效強(qiáng)化的硬鋁，使制造全金屬結(jié)構(gòu)的飛機(jī)成為可能。簡(jiǎn)況 18世紀(jì)60年代發(fā)生的歐洲工業(yè)革命使紡織工業(yè)、冶金工業(yè)、機(jī)器制造工業(yè)得到很大的發(fā)展，從而結(jié)束了人類只能利用自然材料向天空挑戰(zhàn)的時(shí)代。因此，世界各國(guó)都把航空航天材料放在優(yōu)先發(fā)展的地位。材料性能測(cè)試與無損檢測(cè)技術(shù)正在提供越來越多的、更為精細(xì)的信息，為飛行器的設(shè)計(jì)提供更接近于實(shí)際使用條件的材料性能數(shù)據(jù)，為生產(chǎn)提供保證產(chǎn)品質(zhì)量的檢測(cè)手段。②材料加工工藝的進(jìn)展：例如，古老的鑄、鍛技術(shù)已發(fā)展成為定向凝固技術(shù)、精密鍛壓技術(shù)，從而使高性能的葉片材料得到實(shí)際應(yīng)用；復(fù)合材料增強(qiáng)纖維鋪層設(shè)計(jì)和工藝技術(shù)的發(fā)展，使它在不同的受力方向上具有最優(yōu)特性，從而使復(fù)合材料具有“可設(shè)計(jì)性”，并為它的應(yīng)用開拓了廣闊的前景；熱等靜壓技術(shù)、超細(xì)粉末制造技術(shù)等新型工藝技術(shù)的成就創(chuàng)造出具有嶄新性能的一代新型航空航天材料和制件，如熱等靜壓的粉末冶金渦輪盤、高效能陶瓷制件等。飛行器的設(shè)計(jì)不斷地向材料科學(xué)提出新的課題，推動(dòng)航空航天材料科學(xué)向前發(fā)展；各種新材料的出現(xiàn)也給飛行器的設(shè)計(jì)提供新的可能性，極大地促進(jìn)了航空航天技術(shù)的發(fā)展。參考文獻(xiàn)：[1]戴永浩,陳衛(wèi)忠,田洪銘,楊建平,孟祥軍,[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào),2015,S2:41494156.[2]何潤(rùn)芝,[J].混凝土,2006,09:710.[3]陳軍明,廖楨穎,陳應(yīng)波,[J].力學(xué)與實(shí)踐,2015,04:533535.[4]李金柱,朱向榮,[J].浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版),2010,04:806811.[5]王軍祥,[J].巖土力學(xué),2015,04:11471158.[6][J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào),2010,09:17291753.[7][J].力學(xué)與實(shí)踐,1988,03:912.第五篇：工程力學(xué)飛行器及其動(dòng)力裝置、附件、儀表所用的各類材料，是航空航天工程技術(shù)發(fā)展的決定性因素之一。另一方面，塑性力學(xué)的工程應(yīng)用領(lǐng)域正在迅速擴(kuò)大，一些原先紙上談兵的理論現(xiàn)正變成工程師手中不可缺少的武器[7]。近年來，塑性力學(xué)的面貌有了很大改觀。這是一場(chǎng)頗引人注目的穩(wěn)定安全分析問題。奧地利專家穆勒認(rèn)為這里不能修壩，但在潘家錚教授的堅(jiān)持下，經(jīng)過模型試驗(yàn)，后來加上很多加固措施仍進(jìn)行建壩。式中：f為摩擦因數(shù)，N為垂直坡力，F(xiàn)為順坡力。大壩具有傾向下游的滑坡構(gòu)造，大壩兩岸按滑坡安全度計(jì)算，其安全系數(shù)K≈。大壩坐落在綠巖上。采用多種計(jì)算方法，如塊體穩(wěn)定、彈塑性體穩(wěn)定及有限元計(jì)算等，運(yùn)用較為先進(jìn)的計(jì)算手段，清華大學(xué)脆性課題組在當(dāng)時(shí)得出了第一個(gè)研究成果，認(rèn)為船閘可建成，其成果和目前實(shí)測(cè)結(jié)果非常吻合。以上2種分析結(jié)果存在明顯的差異，其根本原因在于巖體開挖后巖體本構(gòu)關(guān)系的差異。根本不能建造船閘工程。有關(guān)船閘高邊坡的研究與爭(zhēng)論主要涉及到對(duì)邊坡穩(wěn)定性的評(píng)估。三峽船閘由雙線連續(xù)5級(jí)船閘在山體中開挖修建，兩線船閘間有60m寬的中間隔墩，形成最大開挖深度達(dá)170m的雙向巖質(zhì)高邊坡，如此高深邊坡成為世界上罕見的高邊坡工程，其高難度的工程開挖與加固技術(shù)問題也是世上少見的。彈塑性力學(xué)理論在水利方面也有著廣泛的應(yīng)用。隧道多數(shù)洞段埋藏較深，巖性為上侏羅系角礫凝灰?guī)r、含鈣質(zhì)粉砂質(zhì)泥巖、灰質(zhì)泥巖巖質(zhì)為較堅(jiān)硬～較軟巖，凝灰質(zhì)細(xì)砂巖為堅(jiān)硬巖。隧道為分離式雙洞隧道，兩洞設(shè)計(jì)線間距為13～ 35 m，近直線展布。在地下水環(huán)境中對(duì)于孔隙和微裂隙圍巖介質(zhì)受到應(yīng)力作用時(shí)，在內(nèi)部將產(chǎn)生高孔隙水壓力影響巖石的力學(xué)性質(zhì)，也改變了圍巖的破壞模式。參考數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行工程設(shè)計(jì)，采用堆載預(yù)壓法對(duì)舟山國(guó)家石油儲(chǔ)備基地試驗(yàn)區(qū)進(jìn)行地基加固。結(jié)果表明[4]：當(dāng)荷載較低時(shí)，彈塑性損傷模型計(jì)算所得沉降小于修正劍橋模型的結(jié)果。在通用有限元軟件ABAQUS平臺(tái)上開發(fā)所建立的彈塑性損傷模型