復合材料力學與結(jié)構(gòu)設(shè)計

第1篇復合材料導論

第1章復合材料的構(gòu)造、特性、應用及發(fā)展

1.1引言

1.2復合材料的分類

1.3復合材料的構(gòu)造與特性

1.4復合材料的優(yōu)點和缺點

1.4.1復合材料的優(yōu)點

1.4.2復合材料的缺點

1.5復合材料的應用

1.6復合材料的發(fā)展

思考題與習題

第2章單層板的宏觀力學分析

2.1單層板的正軸剛度

2.2單層板的偏軸剛度

2.2.1應力轉(zhuǎn)換和應變轉(zhuǎn)換

2.2.2單層板的偏軸模量

2.2.3單層板的偏軸柔量

2.2.4單層板的偏軸工程彈性常數(shù)

2.3單層板的強度

2.3.1正交各向異性單層板的基本強度

2.3.2最大應力強度準則和最大應變強度準則

2.3.3蔡—希爾（Tsai—Hill）強度準則

2.3.4霍夫曼（Hoffman）強度準則

2.3.5蔡一昊（Tsai—Wu）張量準則

2.3.6單層板強度的計算方法

2.4單層板的三維應力—應變關(guān)系

2.4.1各向異性線彈性材料的應力—應變關(guān)系

2.4.2單對稱材料的應力—應變關(guān)系

2.4.3正交各向異性單層的應力—應變關(guān)系

2.4.垂橫觀各向同性單層的應力—應變關(guān)系

2.4.5正交各向異性單層的三維工程彈性常數(shù)

2.4.6與平面應力狀態(tài)的關(guān)系

思考題與習題

第3章層合板的宏觀力學分析

3.1引言

3.2對稱層合板的面內(nèi)剛度

3.2.1 面內(nèi)力—面內(nèi)應變的關(guān)系

3.2.2對稱層合板的面內(nèi)工程彈性常數(shù)

3.2.3 面內(nèi)剛度系數(shù)的計算

3.2.4幾種典型對稱層合板的面內(nèi)剛度

3.3一般層合板的剛度

3.3.1經(jīng)典層合板理論

3.3.2對稱層合板的彎曲剛度系數(shù)計算

3.3.3一般層合板的剛度系數(shù)計算

3.3.4幾種典型層合板的剛度

3.3.5平行移軸定理

3.4層合板的強度

3.4.1層合板各單層的應力計算與強度校核

3.4.2層合板的強度

3.5層合板的濕熱效應

3.5.1單層板的濕熱變形

3.5.2考慮濕熱應變的單層板應力與應變關(guān)系

3.5.3考慮濕熱應變的層合板內(nèi)力與應變關(guān)系

3.5.4層合板的濕熱應變

3.5.5層合板的殘余應變和殘余應力

3.5.6 考慮殘余應力的層合板強度計算

思考題與習題

第4章單層板的細觀力學分析

4.1引言

4.2復合材料的密度和組分材料的含量

4.3單向連續(xù)纖維增強復合材料彈性常數(shù)的預測

4.3.1串聯(lián)模型的彈性常數(shù)

4.3.2并聯(lián)模型的彈性常數(shù)

4.3.3植村—山脅的經(jīng)驗公式

4.3.4組合模型的彈性常數(shù)

4.3.5哈爾平—蔡（Halpin—Tsai）方程

4.3.6蔡—韓（Tsai—Hahn）的修正公式

4.4單向連續(xù)纖維增強復合材料基本強度的預測

4.4.1縱向拉伸強度Xt

4.4.2縱向壓縮強度Xc

4.5正交織物復合材料彈性常數(shù)和基本強度的預測

4.5.1 正交織物復合材料的彈性常數(shù)

4.5.2正交織物復合材料的基本強度

4.6短纖維增強復合材料的細觀力學分析

4.6.1應力傳遞理論

4.6.2單向短纖維增強復合材料的彈性常數(shù)和強度

4.6.3平面隨機取向短纖維增強復合材料的彈性常數(shù)和強度

4.6.4空間隨機取向短纖維增強復合材料的彈性常數(shù)和強度

4.6.5 短切纖維氈增強復合材料的彈性常數(shù)和強度

4.7顆粒增強復合材料的彈性常數(shù)和強度

4.8濕熱膨脹系數(shù)的細觀力學分析

4.8.1縱向熱膨脹系數(shù)α1

4.8.2橫向熱膨脹系數(shù)α2

4.8.3縱向濕膨脹系數(shù)β1

4.8.4橫向濕膨脹系數(shù)β2

思考題與習題

第3篇復合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計基礎(chǔ)

第5章復合材料連接分析與設(shè)計

5.1復合材料連接特點

5.2膠接連接設(shè)計

5.2.1膠接連接的破壞形式

5.2.2膠接連接設(shè)計基礎(chǔ)

5.2.3搭接接頭的極限承載力分析

5.3機械連接設(shè)計

5.3.1機械連接的破壞形式

5.3.2機械連接設(shè)計基礎(chǔ)

5.3.3機械連接強度校核

5.3.4機械連接設(shè)計和強度校核舉例

思考題與習題

第6章復合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計基礎(chǔ)

6.1復合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計過程

6.2原材料的性能及其選擇

6.2.1選材的基本原則

6.2.2增強材料的種類

6.2.3增強材料的選擇

6.2.4樹脂基體

6.2.5耐腐蝕復合材料的樹脂基體

6.2.6樹脂基體的選擇

6.3復合材料成型工藝選擇

6.4復合材料層合板的力學性能

6.5層合板設(shè)計

6.5.1層合板設(shè)計的一般原則

6.5.2等代設(shè)計法

6.5.3準網(wǎng)絡(luò)設(shè)計法

6.5.4層合板排序設(shè)計法

6.5.5毯式曲線設(shè)計法

6.5.6層合板優(yōu)化設(shè)計法

6.6結(jié)構(gòu)設(shè)計

6.6.1結(jié)構(gòu)設(shè)計的一般原則

6.6.2結(jié)構(gòu)設(shè)計應考慮的工藝性要求

6.6.3許用值的確定

6.6.4安全系數(shù)的確定

6.7典型結(jié)構(gòu)件設(shè)計

6.7.1承拉桿件

6.7.2承壓桿件

6.7.3 承扭桿件

6.7.4承彎桿件

6.7.5板狀構(gòu)件

6.7.6殼狀構(gòu)件

6.8復合材料結(jié)構(gòu)形式的分類及其選擇

思考題與習題

第4篇復合材料典型產(chǎn)品設(shè)計

第7章纖維纏繞壓力容器設(shè)計

7.1引言

7.2網(wǎng)絡(luò)理論

7.3纖維纏繞內(nèi)壓容器筒身段的網(wǎng)絡(luò)理論

……

第5章復合材料連接分析與設(shè)計

第6章復合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計基礎(chǔ)

第7章纖維纏繞壓力容器設(shè)計

第8章復合材料貯罐設(shè)計

第9章復合材料管道設(shè)計

第10章復合材料葉片設(shè)計

第11章復合材料冷卻塔設(shè)計

附錄A復合材料國家標準目錄匯編

附錄B復合材料管道、貯罐及容器常用標準目錄匯編

參考文獻2100433B

《復合材料力學與結(jié)構(gòu)設(shè)計》是在參考1991年華東化工學院出版社《復合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計》和2001年化學工業(yè)出版社《復合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計》的基礎(chǔ)上，根據(jù)這些年來復合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計的發(fā)展以及專業(yè)教學的實際需要，同時參閱了大量的國內(nèi)外有關(guān)文獻資料和最新科研成果，并結(jié)合作者長期從事教學、科研和設(shè)計的實踐經(jīng)驗新編了《復合材料力學與結(jié)構(gòu)設(shè)計》。該書的基本特點如下：

1、注重創(chuàng)新能力的訓練和培養(yǎng)，重點闡明經(jīng)典的基本原理、設(shè)計思想以及分析問題與解決問題的方法。使教材在奠定基礎(chǔ)、注重經(jīng)典、把握方法的同時加大開放性、探索性和拓展性的功能。

2、注重科學性和先進性。在保持核心內(nèi)容與關(guān)鍵方法的同時，書中編纂了比較成熟且能反映本課程發(fā)展前沿的內(nèi)容，介紹了國內(nèi)外最新科研成就和發(fā)展方向，還融入了編者的理論研究成果和設(shè)計經(jīng)驗，各章均有其獨特之處并能自成體系，做到既有比較完整的理論基礎(chǔ)，又力求內(nèi)容穩(wěn)定、簡潔實用。

3、強調(diào)理論聯(lián)系實際和工程設(shè)計能力的訓練，重視實踐能力的培養(yǎng)。在介紹結(jié)構(gòu)設(shè)計理論時，從工程設(shè)計角度出發(fā)，按照最新的先進標準，較詳細地介紹了幾類典型復合材料產(chǎn)品的設(shè)計和制造；同時還編寫了較多的例題、習題、思考題和圖表，便于閱讀和練習。

4、內(nèi)容由淺入深、循序漸進、思路清晰，系統(tǒng)性較強，易于自學。在敘述時從學生已掌握的材料力學基礎(chǔ)知識出發(fā)，開拓復合材料力學的基本概念；用各向同性材料結(jié)構(gòu)的分析與設(shè)計方法來開拓各向異性復合材料結(jié)構(gòu)的分析與設(shè)計；力求力學、設(shè)計、材料及其制備的緊密結(jié)合。

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(jié)構(gòu)力學與復合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計的相關(guān)內(nèi)容。復合材料結(jié)構(gòu)力學，它從簡單結(jié)構(gòu)件的角度來分析復合材料結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)設(shè)計部分以飛機復合材料結(jié)構(gòu)為對象，以大量國內(nèi)外最新研究成果和資料為基礎(chǔ)，以結(jié)構(gòu)設(shè)計流程為主線，對結(jié)構(gòu)設(shè)計要求、設(shè)計原則和設(shè)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(jié)構(gòu)設(shè)計的目的。

全書內(nèi)容包括復合材料結(jié)構(gòu)力學與飛機復合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計兩部分。復合材料結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(nèi)容由淺入深，注重基礎(chǔ)理論。飛機復合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計部分詳細介紹了復合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計原則和設(shè)計方法，層壓板與層壓構(gòu)件設(shè)計，連接設(shè)計，耐久性/損傷容限設(shè)計方法，以期達到指導復合材料飛機結(jié)構(gòu)設(shè)計的目的。

全書在內(nèi)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(jié)構(gòu)設(shè)計與分析工程技術(shù)人員和研究人員的參考書。

第1章復合材料結(jié)構(gòu)分析

1.1各向異性體彈性力學基本方程

1.2具有彈性對稱性的幾種典型情況

1.3彈性力學問題的一般解法

第2章復合材料梁

2.1復合材料層壓梁

2.2復合材料板梁

2.3復合材料薄壁梁

第3章層壓薄板的彎曲、屈曲及彎曲有限元分析

3.1層壓板的彎曲基本方程

3.2正交各向異性板的彎曲間題

3.3一般層壓板的彎曲

3.4夾芯板的彎曲

3.5層壓板彎曲有限元分析

3.6層壓板的屈曲基本方程

3.7正交各向異性矩形層壓平板的屈曲分析

3.8一般矩形層壓平板的屈曲分析

第4章復合材料層壓殼及彎曲有限元分析

4.1殼體內(nèi)力與變形的關(guān)系

4.2層壓圓柱殼的基本方程

4.3用工程殼體理論求解圓柱殼的彎曲

4.4層壓殼彎曲有限元分析

第5章復合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計總論

5.1概述

5.2復合材料在飛機結(jié)構(gòu)中的應用

5.3復合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計要求與一般原則

5.4復合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計、驗證方法及特點

5.5結(jié)構(gòu)設(shè)計選材與設(shè)計許用值

第6章層壓板與層壓構(gòu)件設(shè)計

6.1層壓板與層壓結(jié)構(gòu)

6.2層壓板設(shè)計

6.3層壓壁板設(shè)計

6.4層壓件開口區(qū)設(shè)計

第7章復合材料連接設(shè)計與修理

7.1機械連接設(shè)計

7.2機械連接的靜力分析

7.3膠接連接設(shè)計

7.4結(jié)構(gòu)的修理

第8章復合材料結(jié)構(gòu)耐久性/損傷容限設(shè)計

8.1復合材料損傷、斷裂、疲勞性能及耐久性/損傷容限設(shè)計特點

8.2耐久性/損傷容限設(shè)計方法

8.3提高結(jié)構(gòu)耐久性/損傷容限的特殊設(shè)計技術(shù)

8.4損傷容限分析和疲勞特性概述

8.5濕熱、雷電、腐蝕環(huán)境的設(shè)計考慮

參考文獻

I S B N ：9787561221587

作 者：趙美英

出 版 社：西北工大

出版時間：2007-12-01

版 次：初版

開 本：16開

包 張：平裝