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第一章 复合材料力学特性和弹性本构关系 1

1.1 复合材料力学分析与设计的特点 1

1.1.1 复合材料力学分析和设计应用的历史发展 1

1.1.2 复合材料力学性能的特点 2

1.1.3 复合材料力学的分类与应用范围 4

1.1.4 复合材料力学分析的基本假设 5

1.2 应力和应变及其变换 6

1.2.1 应力与应力变换 6

1.2.2 应变与应变变换 10

第二章 连续纤维增强复合材料的刚度分析 14

2.1 单向复合材料的正轴刚度 14

2.1.1 单向复合材料正轴应力－应变关系 14

2.1.2 模量和柔量的对称性 17

2.2 单向复合材料的偏轴刚度 20

2.2.1 单向复合材料偏轴应力－应变关系 20

2.2.2 单向复合材料偏轴模量变换——模量莫尔圆 21

2.2.3 单向复合材料的偏轴柔量 25

2.2.4 偏轴工程常数 29

2.3 层合板的面内刚度 33

2.3.1 层合板的标记与类型 33

2.3.2 层合板面内力应变关系 35

2.3.3 层合板面内模量计算 37

2.3.4 层合板面内模量变换 40

2.3.5 典型层合板面内模量 42

2.4 层合板的弯曲刚度 52

2.4.1 弯矩和弯曲变形 52

2.4.2 层合板内力－变形关系 54

2.4.3 单向板的弯曲特性 57

2.4.4 对称层合板的弯曲模量计算 59

2.4.5 一般层合板的模量 62

2.4.6 平行移轴定理及其应用 66

3.1 引言 70

第三章 复合材料的强度 70

3.2 最大应力准则和最大应变准则 71

3.2.1 最大应力准则 71

3.2.2 最大应变准则 73

3.3 蔡－希尔（Tsai-Hill）强度准则 74

3.4 蔡－吴（Tsai-Wu）张量多项式准则 76

3.4.1 蔡－吴张量多项式准则方程 76

3.4.2 强度参数的确定 77

3.5 蔡－吴准则方程强度参数变换 81

3.6 强度比方程 84

3.7 层合板的强度分析 85

3.7.1 按最大应力准则绘制层合板失效特征线 86

3.7.2 按张量多项式准则确定层合板的最先一层破坏 88

3.8 层合板的极限强度 93

4.1 引言 98

第四章 复合材料的细观力学——连续纤维增强复合材料的力学性能 98

4.2 复合材料的密度、应力和应变 99

4.2.1 复合材料的密度与各相所占的分数 99

4.2.2 复合材料的应力和应变 100

4.3 用材料力学方法确定复合材料的工程常数 100

4.3.1 纵向杨氏模量Ex和泊松比vx 101

4.3.2 剪切模量Es 103

4.3.3 横向杨氏模量Ey 103

4.4 用弹性力学方法确定复合材料的工程常数 105

4.4.1 用最小余能原理确定杨氏模量Ex的下限 106

4.4.2 用最小应变能原理确定杨氏模量Ex的上限和vx值 107

4.5 用半经验法确定复合材料的工程常数 108

4.5.1 蔡的半经验公式 108

4.5.2 哈尔平－蔡（Ha1pin-Tsai）的半经验公式 109

4.6 用材料力学方法确定复合材料的强度 109

4.6.1 拉伸强度Xt的确定 110

4.6.2 压缩强度Xc的确定 112

4.6.3 横向强度Yt、Yc和剪切强度S的确定 116

第五章 复合材料的细观力学——不连续增强相复合材料的力学性能 118

5.1 短纤维增强复合材料的力学性能 118

5.1.1 短纤维在复合材料中的受力分析 118

5.1.2 单向平行短纤维增强复合材料的工程常数和强度 128

5.1.3 随机取向短纤维增强复合材料的强度 131

5.2 颗粒增强复合材料的力学性能 133

5.2.1 颗粒增强复合材料的拉伸模量 133

5.2.2 颗粒增强复合材料的拉伸强度 136

第六章 复合材料的细观力学——织物增强复合材料的力学性能 138

6.1 织物预成型体及其成型技术 138

6.1.1 编织技术 139

6.1.2 针织技术 141

6.1.3 辫织技术 142

6.2.1 莫赛克（Mosaic）模型 143

6.2 二维织物增强复合材料的弹性性能 143

6.2.2 皱褶模型 146

6.2.3 桥联模型及实验验征 148

6.3 三维编织体增强复合材料的力学性能 151

6.3.1 三维编织结构 151

6.3.2 三维编织物增强复合材料力学性能的分析模型 153

第七章 复合材料结构分析 157

7.1 复合材料结构分析的基本问题 157

7.1.1 各向异性体弹性力学基本方程 157

7.1.2 弹性力学问题的一般解法 160

7.2 复合材料简单受力构件分析 161

7.2.1 复合材料受拉直杆分析 161

7.2.2 受纯剪和纯弯载荷的复合材料构件分析 164

7.3 复合材料梁 168

7.3.1 层合梁 168

7.3.2 复合材料板梁 172

7.3.3 复合材料薄壁梁 175

7.4 复合材料板 180

7.4.1 关于板的基本概念 180

7.4.2 薄板的基本方程 181

7.4.3 受横向载荷复合材料薄板的应力和应变 185

7.4.4 正交异性板弯曲问题的解 187

7.4.5 一般层合板的弯曲 191

7.4.6 用能量法解复合材料板的弯曲问题 195

7.4.7 复合材料板的屈曲 197

7.4.8 夹芯板的弯曲 200

7.5 复合材料壳 204

7.5.1 薄壳的定义与简化假设 204

7.5.2 曲面的基本几何概念 204

7.5.3 壳体上任意点的位移 209

7.5.4 壳体的应变 210

7.5.5 壳体内力及变形与内力的关系 214

7.5.6 壳体的平衡方程 216

7.5.7 复合材料圆柱壳分析 217

7.5.8 层合壳的薄膜理论 221

第八章 复合材料结构设计 222

8.1 概述 222

8.2 结构设计 224

8.2.1 结构设计的一般原则 224

8.2.2 结构设计应考虑的工艺性要求 225

8.2.3 许用值与安全系数 225

8.3 典型结构件的设计 227

8.3.1 典型承载构件设计 227

8.3.2 结构形式的选择 231

8.3.3 结构设计应考虑的其他问题 233

8.4 复合材料连接设计 234

8.4.1 复合材料连接方式 235

8.4.2 胶接 235

8.4.3 机械连接 239