新型复合材料力学机理及其应用PDF电子书下载

第一章 概论 1

1-1 引言 1

1-2 航空、航天技术与新型复合材料 2

一、轻 5

二、热 6

1-3 新型材料的力学发展动向 8

一、复合性 9

二、多学科交叉性 10

三、界面性 11

四、断裂与非线性 11

六、环境特性 12

五、热特性 12

第二章 金属与复合材料的材料特性 14

2-1 金属材料的微观特性 14

一、晶格的周期性 14

二、几何性 15

三、对称性和方向性 15

四、晶体的结合力 16

五、晶面角守恒特性 17

六、各向异性 17

七、解理面 17

八、有一定的熔点 17

三、CM特性 18

二、CM的分类 18

2-2 复合材料(CM)的分类及其材料特性 18

一、CM的技术体系 18

2-3 复合理论(CT) 25

一、混合定律 25

二、增强系数F 27

三、复合理论中的平均应力与平均应变 27

2-4 CM的界面与浸润性 28

2-5 CM的疲劳和蠕变 30

第三章 各向异性体弹性力学基本方程 32

3-1 连续体的应力状态 32

一、应力分量和应力张量 32

二、平衡微分方程 33

四、应力转轴公式 34

三、斜面应力 34

3-2 连续体的应变 36

一、位移和位移分量 36

二、应变分量和应变张量 37

三、斜向应变 38

四、应变转轴公式 39

3-3 应力和应变的关系 40

一、广义虎克定律 40

二、应变位能 41

三、均质弹性体的弹性特性 43

四、弹性对称 44

五、弹性系数的的转轴公式 50

六、正交异性体的弹性系数 51

第四章 单层板的弹性特性及强度理论 54

4-1 单层板的弹性特性 54

一、单层板弹性主方向的弹性特性 54

二、单层板非弹性主方向的弹性特性 56

三、单层板弹性系数的方向性 60

四、交叉效应与交叉系数 61

4-2 单层板的强度理论 63

一、宏观强度理论的概念 63

二、最大应力理论和最大应变理论 65

三、蔡-希尔(Tsai-Hill)理论 66

四、霍夫曼(Hoffma)准则 67

五、蔡-吴(Tsai-Wu)张量理论 68

4-3 单层板强度方向性与各种强度理论的比较 73

第五章 层合板的弹性特性及强度 77

5-1 概述 77

一、层合板的特点 77

二、层合板的标记 77

5-2 一般层合板的弹性特性 78

一、变形分析 79

二、层合板的内力表达式 80

三、一般层合板的弹性特性 81

5-3 单层板的刚度 86

一、各向同性单层板 86

二、横观各向同性单层板 86

四、参考轴与主轴不一致的正交异性单层板 87

三、参考轴与主轴一致的正交异性单层板 87

5-4 对称层合板的刚度 88

一、各向同性组成的对称层合板 89

二、对称正交铺设层合板 89

三、规则对称角铺设层合板 90

5-5 某些非对称层合板的刚度 91

一、规则非对称正交铺设层合板 91

二、反对称层合板 93

三、无矩层合板 95

5-6 层合板的强度分析 97

一、概述 97

三、强度分析 98

二、层合板各层应力、应变分析 98

5-7 层间应力与层间剥离 104

一、层间应力 104

二、层间剥离 106

第六章 复合材料的细观力学 109

6-1 力学分析方法 109

6-2 复合材料的弹性性质 110

一、假设、模型与方法 110

二、CM的密度、应变、应力与应变能密度 112

三、弹性系数 113

6-3 复合材料强度的细观力学 123

一、连续纤维单向CM的强度 123

二、不连续纤维单向CM的强度 127

第七章 复合材料(CM)的湿热效应 130

7-1 CM湿热效应的细观力学 130

一、引言 130

二、材料的湿热效应 130

三、考虑湿热效应时的本构关系 132

四、CM湿热效应的分析方法 133

五、界面中的热膨胀系数α 137

7-2 CM湿热效应的宏观力学 139

一、单向材料的湿热膨胀系数 139

二、层合材料的湿热膨胀系数 142

7-3 中面和厚度方向的湿热膨胀系数 145

一、中面内的湿热膨胀系数 145

二、厚度方向的热膨胀系数 146

7-4 残余应力 147

第八章 各向异性梁 149

8-1 各向异性体的弹性平面问题 149

一、平面应变问题 149

二、广义平面应力问题 151

三、圆柱弹性体的平面问题 155

8-2 各向异性梁的弯曲 156

一、自由端承受横向力的悬臂梁的弯曲 156

二、受均布载荷简支梁的弯曲 157

三、任意横向载荷作用下梁的弯曲 158

8-3 各向异性梁的弯曲-扭转耦合 163

9-1 引言 167

第九章 各向异性板的弯曲、振动与稳定性 167

9-2 各向异性板的经典理论 168

9-3 圆柱极坐标下各向异性圆板的弯曲 175

9-4 层合板的弯曲 180

9-5 层合板的屈曲、稳定和振动 183

9-6 层合板的振动 186

第十章 各向异性壳的弯曲、振动与稳定性 190

10-1 引言 190

10-2 各向异性壳的近似理论 193

10-3 各向异性壳的修正理论 198

10-4 各向异性圆柱壳的修正理论 199

10-5 圆柱壳的弯曲、稳定和振动 206

一、承受横向载荷p(x,θ)时圆柱壳的平衡方程 207

二、圆柱壳中面内只承受轴向压力N？及N？时的屈服方程 210

三、圆柱壳在横向振动作用下的自振频率 210

第十一章 金属间化合物与MMC 212

11-1 金属间化合物 212

一、什么是金属间化合物 212

二、功能材料 214

三、涂层 217

11-2 金属基体复合材料MMC 219

一、MMC概况 219

二、MMC的一些特性 220

三、界面相容性 221

四、定向凝固共晶合金 222

五、耐热超合金 223

六、石墨纤维增强的MMC 224

七、MMC中的力学分析 225

第十二章 陶瓷复合材料的物性 228

12-1 陶瓷复合材料的发展与现状 228

一、陶瓷复合材料的来历 228

二、陶瓷材料的理论研究 230

三、陶瓷材料与陶瓷发动机 230

12-2 陶瓷材料的基本特性 231

一、陶瓷的弹性模量 231

二、陶瓷的硬度 233

三、陶瓷的塑性变形与粘性流动 234

四、陶瓷的气孔率 236

12-3 陶瓷的热特性 237

一、陶瓷的热现象 237

二、陶瓷的热响应 238

三、比热 238

四、陶瓷的Debye特征温度 239

五、陶瓷的热膨胀系数 240

六、陶瓷的导热系数 241

第十三章 陶瓷材料的强度 244

13-1 陶瓷的强度与脆性断裂 244

一、陶瓷强度的基本概况 244

二、陶瓷的脆性断裂 244

三、由裂纹引起的应力集中 245

四、Griffith-Orowan-Irwin理论 246

五、位错与陶瓷 247

13-2 陶瓷的断裂能、非线性断裂与增韧 249

一、陶瓷的断裂能 249

二、陶瓷的非线性断裂 251

三、增韧 253

13-3 陶瓷强度的统计方法 254

一、强度统计方法的由来 254

二、Batdorf断裂强度统计理论 254

三、Weibull断裂强度统计理论 254

四、Weibull统计方法在发动机中的应用 258

一、热应力与温度梯度 261

14-1 热应力与热冲击 261

第十四章 陶瓷材料的热强度 261

二、热冲击 262

三、热应力断裂 263

四、热冲击断裂 265

14-2 机械疲劳与热疲劳 267

一、机械疲劳 267

二、热疲劳 270

14-3 陶瓷材料的蠕变 272

一、蠕变现象及其基本问题 272

二、陶瓷的蠕变研究概况 275

三、扩散蠕变与位错蠕变 276

参考文献 277