材料性能选型指南 杨氏模量-密度选材 - 较硬材料选择图表顶部材料如顶梁、自行车架[2] - 低密度材料选择图表左侧材料如包装泡沫[2] - 刚性和轻质兼具材料需考虑复合材料[3] 杨氏模量-成本选材 - 较硬材料选择图表顶部材料[14] - 低成本材料选择图表左侧材料[14] - 廉价且坚硬材料选择左上方材料多为金属和陶瓷[15] 强度-密度选材 - 高强度且低密度材料位于图形左上部分[26] - 强度指零件抵抗断裂或超过容许限度变形的能力[26] 强度-成本选材 - 高强度材料通常较贵，极少材料能同时满足强度和成本要求[38] - 陶瓷抗压强度与其他材料拉伸强度不同[38] 强度-韧性选材 - 提高强度可能使韧性下降[50] - 韧性为材料在塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力[50] 强度-断裂伸长率选材 - 陶瓷伸长率<1%，金属1-50%，热塑性塑料>100%[61] - 橡胶具有长期弹性伸长率，热固性聚合物<5%[61] 强度-最高工作温度选材 - 聚合物工作温度较低，金属居中，陶瓷能承受非常高温度[73] - 热塑性聚合物工作温度低于热固性聚合物[73] 比强度-比刚度选材 - 比强度为强度/密度，比刚度为刚度/密度[84] - 高强度和高刚度通常同时存在[85] 电阻率-成本选材 - 良好电导体通常也是良好热导体[97] - 良好电绝缘体也是良好热绝缘体[97] 可回收性-成本选材 - 金属易回收可重熔[108] - 热塑性塑料可回收，热固性塑料回收性低[108] - 陶瓷几乎不可回收[108] 生产耗能-成本选材 - 金属生产耗能高，如美国能源消耗二十分之一用于生产铝[123] - 建筑材料如混凝土、砖和木材生产耗能较低[123]

航空发展历史 - 中国古代已有飞天梦想，敦煌壁画《飞天》和明代万户的火箭实验体现早期探索[2][4][6] - 1903年莱特兄弟发明首架动力飞行器，开创现代航空史[7][9] - 中国飞行家冯如同期研制冯如1号、2号飞机，1912年因试飞事故遇难[11][12] 飞机结构安全演进 - 早期通过沙袋模拟分布载荷测试强度（结构抗破坏能力）[15][16][17] - 升力机制研究：机翼上下翼面压差产生升力，迎角过大会导致气流分离[19][20][22] - 刚度问题引发关注：DC-3和英国彗星号因颤振、金属疲劳导致解体[26][28][31][33][35][37] - 损伤容限设计理念：承认出厂缺陷，设定检查间隔（1975年纳入适航规范）[59][60][61][62] 航空材料与技术革新 - 复合材料广泛应用：碳纤维强度达钢材5-10倍，A380采用铝蜂窝夹芯等复材减重[75][78][79][80][82][85] - 计算机辅助设计缩短研发周期：从20年降至5-6年，实现气动/结构可视化模拟[64][66][68][69][70] - 试验手段升级：787完成3倍寿命疲劳试验，777机翼破坏试验验证极限载荷[45][88][89][90] 现代航空安全体系 - 人为因素占事故70%-80%，电传操纵系统通过计算机过滤错误指令降低风险[93][95][97][98] - 适航标准覆盖鸟撞、雷暴等外部风险，A380最大起飞重量达560吨[105][106][108][110][112] - 空天一体化趋势：临近空间高马赫飞行将重塑交通格局[128][130] 航空文化及未来方向 - 无人机普及推动航空教育，民用飞行学院自制太阳能飞机、飞艇等[122][124][126][127] - 行业需加强公众科普，解决航路天气等认知盲区[115][116][118][120]