复合材料力学基础

内容主要包括复合材料单向板应力应变关系，连续纤维增强单向板的有效模量和强度等，同时对单向板和层压板吸湿行为、粘弹特性和动力学行为进行了详细阐述，最后介绍了材料的断裂分析以及性能测试方法。每章节设有例题和习题，以帮助读者理解和掌握相关知识，并附有参考答案。本书对复合材料力学方面的知识表述逻辑清晰，语言浅显易懂，非常适合复合材料及力学领域的初学者，同时可供材料领域及其相关专业的高等院校师生、工程技术人员、研发人员等参考使用。

1 绪论 1 1. 1 基本概念 l 1. 2 复合材料组分材料 5 1. 2. 1 包含纳米增强体的增强体材料 9 1. 2. 2 基体和填充材料 10 1. 3 复合材料的结构应用 14 1. 4 复合材料的 功能应用 23 1. 5 制造工艺 26 1. 6 复合材料力 学行为要 34 1. 7 材料力学基本方程回顾 36 2 单层板的应 )J 应变关系 46 2. 1 46 2. 2 应力一应变关系 中的有效模量 47 2. 3 应力应变关系 巾的对称性 50 2.4 正交各 句异性不 各向同性的工程常数 56 2. 5 特别正交得 句异性单层板 60 2. 6 般正交各|问异性单层板 63 参考文献 77 3 连续纤维增强单层板的有效模量 78 3.1 78 3.2 材料力 学基本模型 85 3. 2.1 纵向模量 87 3. 2. 2 横向模量 89 3. 2. 3 剪切模量和泊松比 91 3.3 改进的材料力学模型 97 3. 4 弹性模型 102 3. 4. 1 有限差分模型 103 3. 4. 2 有限元模型 105 3. 4. 3 封闭解和变分模型 109 3. 5 半经验模型 1 4 远续纤维增强单层板的强度 11 7 4. 1 117 4. 2 多轴强度准 119 4. 2.1 应力准则 120 4. 2. 2 应变准则 124 4. 2. 3 二次交互准则 125 4. 3 单层板强度的细观力学模型 137 4. 3. 1 纵向强度 137 4. 3. 2 横向强度 113 4.3. 3 面内剪切强度 147 4. 3. 4 多轴强度 148 5 在层板的 显热性能分析 157 5.1 引言157 5. 2 湿热'性能退化 159 5. 3 湿热效应下单层板的应)J-J.应变关系 169 5. 4 湿热性能 的细观力学模型 176 6 -1'连 纤维 合材料单 板分析 188 6. 1 188 6. 2 定向不连 纤维 189 6. 2.1 力和强度分析 190 6.2.2 模量 分析 195 6. 3 偏制 定向不连 纤维 202 6. 3.1 力和强度分析 202 6. 3. 2 分析 204 6. 4 随机取向不连 纤维 210 6. 4. 1 力和强度分析 211 6. 4. 2 棋量分 212 6. 5 纳米纤 纳米 219 6. 5. 1 力和强度分析 221 6. 5. 2 棋量分 222 6. 6 颗粒增强 介材料 225 6. 6. 1 力和强度分析 226 6. 6. 2 模量 分析 227 6. 7 混杂多层复合材料 230 7 ffi 分析 243 7. 1 1) 243 7. 2 三压梁分 243 7. 2.1 力和 变形 243 7. 2. 2 力和 变形 248 7. 3 考虑 IÎ 板理论 257 7. 4 典型层压板的 iE 264 7. 4.1 特殊正交各向 异性层压板 264 7. 4. 2 一般正交 各向 层压板 265 7. 4. 3 对称层压板 265 7.4.4 反对称层压板 266 7.4.5 准各向同性层压板 266 7.5 层压板柔度的推导和使用 273 7.5.1 层压板力一变形方程的逆形式 273 7.5. 2 单层板应力和应变的确定 275 7. 5. 3 层压板工程常数的确定 275 7. 5. 4 柔度实验值与预测值的比较 278 7.6 层压板湿热效应 285 7. 6. 1 层压板的温热退化 286 7. 6.2 层压板的湿热应力 286 7. 6. 3 层压板的有效温热膨胀系数 288 7.7 层间应力 289 7.8 层压板强度分析 294 7. 8.1 面内应力引起的首层破坏及后续破坏 291 7. 8.2 层间应力引起的分层 296 7.9 后压板的变形和屈曲 313 7.9.1 横向小变形分析 313 7. 9. 2 屈曲分析 318 7.10 层压板的设计选型 322 7.11 层压板分析在复合材料结构中的应用 327 7.11. 1 复合材料夹层结构 327 7.11. 2 复合材料格栅结构 330 8 粘弹性性和动力学特性 34.4 9 断裂分析 425 10 复合材料力学实验

罗纳德 吉布森博 士目 前是内达华大学的机械工程兼 教授。他在明尼苏达大学获得力学博 学位 ，在 田纳西大学获得机械工程硕士学位 在佛罗里达大学获得机械工程本科学位。他的工业和政府经历包括担任联合碳化物公司开发工程师 核分部和 NASA 兰利研究 心夏季教员研究员职位。他曾在爱荷华州立大学 爱达荷大学 韦思州立大学全职工作 在斯坦福大学、佛罗里达大学和密西根州立大学做访问学者。他被选为美国机械工程师协会 美国复合材料学会 美国材料和工艺工程促进协会会员。他也是美国工程师教育协会 AIAA 和实验力学协会会员。他曾担任 2004 2005 年美国复合材料协会主席及 00 2003 年的副主席。

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