復合材料結構力學

第1章 緒論

1.1 復合材料的發(fā)展

1.2 纖維增強樹脂基復合材料的特點

1.3 復合材料的應用

1.4 復合材料層合結構及分析方法

習題

第2章 各向異性材料的彈性力學基礎

2.1 各向異性材料的應力應變關系

2.2 正交各向異性材料的工程彈性常數

2.3 單層板的應力應變關系

2.4 單層板的偏軸應力應變關系

習題

第3章 單向板的強度理論

3.1 材料的強度

3.2 正交各向異性單向板的強度理論

3.3 強度比與強度比方程

習題

第4章 層合板的強度與剛度

4.1 層合板的概念

4.2 經典層合板理論

4.3 對稱層合板的剛度

4.4 典型非對稱層合板的剛度

4.5 平行移軸定理

4.6 層合板的面內與彎曲工程彈性常數

4.7 層合板的應力分析與強度計算

4.8 層合板的層間應力

習題

第5章 復合材料濕熱效應

5.1 單向板的濕熱變形系數

5.2 濕熱膨脹系數的估算

5.3 濕熱變形下單向板的本構關系

5.4 濕熱變形下層合板的本構關系

5.5 層合板殘余應力和殘余應變

習題

第6章 復合材料層合桿及層合梁

6.1 受拉壓載荷的組合桿

6.2 矩形截面梁的彎曲

6.3 薄壁組合梁的彎曲

6.4 復合材料夾芯板

習題

第7章 層合板的彎曲、屈曲與振動

7.1 層合板的彎曲方程

7.2 特殊層合板的彎曲問題

7.3 層合板的屈曲

7.4 層合板的振動

7.5 層合板的橫向剪切效應

習題

第8章 層合板的開孔應力與機械連接

8.1 正交各向異性層合板的應力場

8.2 層合板中橢圓孑L的應力

8.3 層合板中圓形孔的應力

8.4 含方孔和裂紋的正交各向異性層合板的應力

8.5 含圓孔正交各向異性層合板的破壞準則

8.6 復合材料機械連接

習題

第9章 復合材料層合板結構的疲勞

9.1 復合材料疲勞與損傷機理

9.2 應力-壽命曲線與壽命預測

習題

第10章 復合材料結構數值分析

10.1 變分原理與有限元法

10.2 層合板單元

10.3 層合板厚殼單元

習題

參考文獻 2100433B

張博平編寫的《復合材料結構力學》共10章內容。前5章介紹了各向異性彈性體的基本理論和復合材料單向板、層合板彈性特性、本構關系、單向板的強度理論以及計算方法，簡單討論了濕熱效應和殘余應力；后5章介紹了復合材料層合桿和層合板梁的應力，層合板的彎曲、屈曲和振動以及層合板的開孔應力與機械連接，并對了復合材料疲勞損傷及壽命預測以及層合結構有限元數值分析中常用的板、殼單元計算方法等作了簡要敘述。

《復合材料結構力學》可作為航空、航天、機械、建筑等高等院校力學專業(yè)、結構設計專業(yè)以及相關專業(yè)的本科生、研究生教材，也可供有關工程技術人員參考。

本書為“國防科工委十五規(guī)劃教材”，主要介紹了復合材料結構力學與復合材料結構設計的相關內容。復合材料結構力學，它從簡單結構件的角度來分析復合材料結構的力學性能，把層壓材料作為分析問題的起點。其分析方法以各向異性彈性力學方法為主，同時采用有限元素法、有限差分法、能量變分法等方法。復合材料結構設計部分以飛機復合材料結構為對象，以大量國內外最新研究成果和資料為基礎，以結構設計流程為主線，對結構設計要求、設計原則和設計方法做了全面、系統(tǒng)、完整的闡述，以期達到指導復合材料飛機結構設計的目的。

全書內容包括復合材料結構力學與飛機復合材料結構設計兩部分。復合材料結構力學部分從各向異性體彈性力學基本方程出發(fā)，論述了復合材料層合梁、層壓板以及層合殼結構在各種不同鋪層形式下的彎曲、屈曲問題的一般求解方法，內容由淺入深，注重基礎理論。飛機復合材料結構設計部分詳細介紹了復合材料結構設計原則和設計方法，層壓板與層壓構件設計，連接設計，耐久性/損傷容限設計方法，以期達到指導復合材料飛機結構設計的目的。

全書在內容編排上循序漸進，力求深入淺出，主要作為高等院校本科生及研究生的教學用書，也可作為從事復合材料飛機結構設計與分析工程技術人員和研究人員的參考書。

結構力學——靜定結構力學課程定位

結構力學——靜定結構力學課程是一門理論與實踐相結合的課程，通過對幾何構造分析、靜定結構的受力分析、虛功原理與結構位移計算等內容的學習，使學習者具備對靜定結構進行內力和位移計算的能力，以及自學和閱讀結構力學教學參考書的能力。

結構力學——靜定結構力學適應專業(yè)

結構力學——靜定結構力學課程適合土木工程、水利類工程等專業(yè)學習。

結構力學是一門古老的學科，又是一門迅速發(fā)展的學科。新型工程材料和新型工程結構的大量出現(xiàn)，向結構力學提供了新的研究內容并提出新的要求。計算機的發(fā)展，又為結構力學提供了有力的計算工具。另一方面，結構力學對數學及其他學科的發(fā)展也起了推動作用。有限元法這一數學方法的出現(xiàn)和發(fā)展就和結構力學的研究有密切關系。在固體力學領域中，材料力學給結構力學提供了必要的基本知識，彈性力學和塑性力學是結構力學的理論基礎。另外，結構力學與流體力學相結合形成邊緣學科——結構流體彈性力學。

評定結構的優(yōu)劣，從力學角度看，主要是結構的強度和剛度。工程結構設計既要保證結構有足夠的強度，又要保證它有足夠的剛度。強度不夠，結構容易破壞；剛度不夠，結構容易皺損，或出現(xiàn)較大的振動，或產生較大的變形。皺損能夠導致結構的變形破壞，振動能夠縮短結構的使用壽命，皺損、振動、變形都會影響結構的使用性能，例如，降低機床的加工精度或減低控制系統(tǒng)的效率等。

觀察自然界中的天然結構，如植物的根、莖和葉，動物的骨骼，蛋類的外殼，可以發(fā)現(xiàn)它們的強度和剛度不僅與材料有關，而且和它們的造型有密切的關系。很多工程結構是受到天然結構的啟發(fā)而創(chuàng)制出來的。人們在結構力學研究的基礎上，不斷創(chuàng)造出新的結構造型。加勁結構(見加勁板殼)、夾層結構(見夾層板殼)等都是強度和剛度比較高的結構。結構設計不僅要考慮結構的強度和剛度，還要做到用料省、重量輕。減輕重量對某些工程尤為重要，如減輕飛機的重量就可以使飛機航程遠、上升快、速度大、能耗低。