復合材料結構力學.pdf

目錄
第一章 緒論 1.1復合材料的發(fā)展歷史及其應用 1.2復合材料的定義和分類 1.2.1復合材料的定義 1.2.2復合材料的分類 1.2.3纖維增強復合材料性能特點 1.3復合材料結構力學的研究內容與方法 1.4名詞術語
第二章 各向異性彈性體的本構關系 2.1廣義虎克定律 2.2應變能密度函數U 2.3具有彈性對稱性的幾種典型情況 2.3.1具有一個彈性對稱面的情況 2.3.2具有三個相互正交的彈性對稱面的情況――正交各向異性體 2.3.3具有一個各向同性面的情況一一橫觀各向同性體 2.3.4各向同性情況 2.4彈性系數的坐標轉換 2.5坐標系繞軸旋轉時，彈性系數的轉換 2.6各向異性彈性力學的幾個基本概念問題 2.6.1各向異性懸掛直桿 2.6.2各向異性直桿的彎曲 2.6.3各向異性矩形板周邊受均布彎矩和扭矩作用時的彎曲 2.7各向異性彈性體的二維分析 2.7.1廣義平面應力狀態(tài) 2.7.2平面應變狀態(tài)
第三章 層合板的彈性特征 3.1單層板的正軸剛度和偏軸剛度特性 3.1.1單層板的正軸剛度 3.1.2不同直角坐標系的應力轉換和應變轉換 3.1.3單層板的偏軸剛度 3.2不變量概念 3.2.1應力（應變）不變量 3.2.2剛度不變量 3.2.3模量圓 3.2.4偏軸工程彈性系數 3.3一般層合板的彈性分析 3.3.1基本假設 3.3.2一般層合板的彈性特性 3.4對稱層合板的剛度特性 3.4.1對稱層合板的彈性特性 3.4.2面內力作用下的對稱層合板 3.4.3彎（扭）矩作用下的對稱層合板 3.5反對稱板和規(guī)則非對稱正交板的剛度特性 3.5.1反對稱層合板 3.5.2規(guī)則非對稱正交層合板 3.6平行移軸定理 3.7鋪層應力應變分析
第四章 復合材料的強度理論 4.1基本概念 4.1.1各向同性材料強度理論的概念 4.1.2單向復合材料強度概念的特殊性 4.2最大應力理論和最大應變理論 4.2.1最大應力理論 4.2.2最大應變理論 4.3蔡－希爾（Tsai－Hill）理論和霍夫曼（Hoffman）理論 4.3.1蔡－希爾理論 4.3.2霍夫曼理論 4.4蔡－胡（Tsai－Wu）張量理論 4.4.1應力空間 4.4.2蔡－胡張量多項式 4.4.3蔡－胡強度判據 4.5二階張量理論的偏軸方程和三階張量理論 4.5.1二階張量理論的偏軸方程 4.5.2三階張量理論 4.6強度比 4.7層合板的強度分析 4.7.1最先一層失效強度 4.7.2層合板的極限強度
第五章 復合材料層合薄板的彎曲、屈曲與振動問題的求解 5.1層合板的彎曲、屈曲與振動基本方程 5.1.1基本假設 5.1.2基本方程 5.2特殊層合板彎曲問題的求解 5.2.1特殊正交各向異性層合板 5.2.2對稱角鋪設層合板 5.2.3規(guī)則非對稱正交鋪設層合板 5.2.4規(guī)則反對稱角鋪設層合板 5.3特殊層合板屈曲問題的求解 5.3.1特殊正交各向異性層合板 5.3.1.1四邊簡支層合板，在均布壓力作用下的屈曲問題求解 5.3.1.2兩對邊簡支，另兩對邊為任意支持的層合板，在均布壓力作用下的屈曲問題求解 5.3.1.3四邊簡支層合板，在均勻剪力作用下的屈曲問題能量解法 5.3.2對稱角鋪設層合板 5.3.3規(guī)則非對稱正交鋪設層合板 5.3.4規(guī)則反對稱角鋪設層合板 5.3.5正交各向異性復合材料層合平板的后屈曲求解 5.3.6正交各向異性復合材料層合平板在雙軸載荷作用下的屈曲和后屈曲求解 5.3.7正交異性復合材料層合板在壓剪組合載荷作用下的三角有限差分解法 5.4特殊層合板振動問題的求解 5.4.1特殊正交各向異性層合板 5.4.2對稱角鋪設層合板 5.4.3規(guī)則非對稱正交鋪設層合板 5.4.4規(guī)則反對稱角鋪設層合板 5.5耦合效應的機理分析 5.5.1耦合效應的機理 5.5.2耦合效應消除和減小的機理 5.5.3耦合效應的可利用性 5.6橫向剪切效應的影響 5.6.1板呈柱形彎曲時的彈性力學精確解 6.6.2橫向剪切影響的近似處理
第六章 復合材料層合薄殼的彎曲、振動與屈曲問題的求解 6.1各向異性層合圓柱殼的Reissner型修正理論 6.1.1基本方程式 6.1.2層合圓柱殼自由振動問題的求解 6.1.3正交各向異性圓柱殼在局部法向載荷下彎曲問題的求解 6.2各向異性層合圓柱殼的D0nnell－Mushtali近似理論 6.2.1基本方程式 6.2.2層合圓柱殼彎曲問題的求解 6.2.3層合圓柱殼自由振動問題的求解 6.2.4層合圓柱殼屈曲問題的求解 6.3復合材料層合圓柱殼的屈曲問題考慮前屈曲變形影響時的求解 6.3.1引 言 6.3.2基本方程式 6.3.3考慮前屈曲變形的平衡方程的求解 6.3.4屈曲方程 6.3.5屈曲載荷的求解 6.3.6數值結果分析 6.3.6.1正交各向異性堯的結果 6.3.6.2非對稱正交層合殼的結果 6.3.7簡要地概述 6.3.7.1軸壓屈曲載荷 6.3.7.2側壓屈曲載荷 6.4復合材料圓柱殼在鈾壓載荷作用下屈曲與后屈曲特性的能量解法 6.4.1基本方程式 6.4.2總勢能及駐值勢能原理 6.4.3屈曲載荷的經典解 6.4.4三層殼的數值分析及后屈曲特性 6.4.5初始缺陷的影響分析
第七章 復合材料結構力學專題研究 7.1許用值與安全系數 7.1.1許用值 7.1.1.1許用值的基準 7.1.1.2單向板許用值的確定 7.1.1.3層合板許用值的確定 7.1.1.4設計許用應變的確定 7.1.2安全系數 7.1.2.1安全系數確定的一般考慮 7.1.2.2復合材料結構安全系數的確定 7.2層間應力分析 7.2.1一般概念 7.2.2層間應力的計算方法 7.2.2.1三維有限元法和準三維有限元法 7.2.2.2有限差分法 7.2.2.3三角級數法 7.2.2.4簡化解法 7.2.3設計中對層間應力的考慮 7.3開口強度分析 7.3.1帶橢圓孔和圓孔正交各向異性板的強度分析 7.3.2點應力破壞準則和平均應力破壞準則 7.4機械連接孔和孔邊應力分析 7.4.1彈性理論方法 7.4.2有限元素法 7.4.3接觸問題解法 7.4.4失效準則 7.5疲勞強度與耐久性設計 7.5.1復合材料疲勞行為特點 7.5.2疲勞損傷機理與疲勞壽命圖 7.5.3復合材料疲勞特性 7.5.4耐久性設計 7.6損傷容限 7.6.1復合材料缺陷與損傷 7.6.2復合材料韌性機理 7.6.3帶孔和帶裂紋層合板損傷韌性分析 7.7復合材料氣動彈性剪裁 7.7.1復合材料氣動彈性剪裁的定義 7.7.2氣動彈性剪裁的性能效益 7.7.3復合材料翼面顫振方程 7.7.4綜合優(yōu)化設計 7.8濕熱效應 7.8.1單層板的熱膨脹系數和濕膨脹系數 7.8.2層合板的熱彈性 7.8.3層合板的殘余應力與強度分析
第八章 試驗研究方法 8.1引言 8.2靜態(tài)力學性能測試 8.2.1拉伸性能測試 8.2.2壓縮性能測試 8.2.3縱向剪切性能測試 8.2.4彎曲性能測試 8.2.5層間剪切強度測試 8.3斷裂/損傷容限測試 8.3.1斷裂韌性測試 8.3.2邊緣分層拉伸試驗――韌性樹脂層合板層間斷裂韌性GC的近似測定法 8.3.3開孔拉伸和壓縮強度測試 8.3.4沖擊后的壓縮試驗 8.3.5三突緣板沖擊損傷試驗 8.4疲勞/耐久性試驗 8.4.1概述 8.4.2軸向載荷疲勞性能測試 8.4.3耐久性試驗 綜合習題 參考文獻