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目 录 1

第一章　导论 1

第二章　复合材料力学 4

§2.1 基本术语 4

2.1.1　应力和应变分量 4

2.1.2　材料主坐标系 5

2.1.3　弹性对称 5

2.1.4　层板 7

§2.2　单层性能估算——微观力学 8

2.2.1　杨氏模量 8

2.2.2　泊松比 9

2.2.3　剪切模量 9

2.2.4　膨胀应变 10

§2.3　应力与应变的转换——平面应力 12

2.3.1　应力转换 12

2.3.3　应变转换 13

2.3.2　应变-位移关系 13

§2.4　应力-应变关系 14

2.4.1　单层的工程材料特性 14

2.4.2　柔度特性 15

2.4.3　刚度特性 16

2.4.4　任意坐标系 17

2.4.5　剪切-耦合现象 19

2.4.6　热弹性应力-应变关系 20

2.4.7　湿与热的相似性 22

§2.5　层板的力学性质 23

2.5.1　层板刚度关系式 23

2.5.2 层板有效工程性能 25

2.5.3　热膨胀系数 28

2.5.4 湿膨胀系数 31

2.5.5　组合膨胀应变 31

2.5.6　层板性能随铺层方向的变化 32

2.6.1　单层的机械应力 34

§2.6　复合材料层板的强度 34

2.6.2　单层的热残余应力和应变 37

2.6.3　单层的强度模型 39

2.6.4　层板强度的估算 44

§2.7　弹性应力集中 44

2.7.1 椭圆孔 45

2.7.2 圆孔 46

2.7.3　中心切口 47

§2.8　带切口复合材料层板的强度 48

2.8.1　断裂力学准则 48

2.8.2　应力断裂准则 50

§2.9　复合材料层板的边界效应 54

2.9.1　边界层的层间应力 54

2.9.2　第一种模型的机理 55

2.9.3　第二种模型的机理 61

2.9.4　铺层顺序对层间应力的影响 64

3.1.2　温度补偿 66

3.1.1　引言 66

第三章　实验应变分析 66

§3.1 电阻丝应变片 66

3.1.3　横向应变片灵敏度 68

3.1.4　应变片电路 71

3.1.5　埋设应变片技术 72

3.1.6　热膨胀测量 74

3.1.7　残余热应力的确定 76

§3.2 云纹法 81

3.2.1　引言 81

3.2.2　常规方法 82

3.2.3　条纹倍增法 84

3.2.4　云纹条纹分析 86

3.2.5 应用 87

3.2.5.1　单向受载的带孔玻璃／环氧层板 87

3.2.5.2　单向受载的带孔硼／环氧层板 92

3.2.5.3　带裂纹的玻璃／环氧层板 95

3.2.5.4　单向受载的带裂纹石墨／环氧层板 98

3.2.5.5　斜交层板的边缘效应 98

3.2.5.6　阴影云纹法的应用 100

3.2.6　讨论 101

§3.3　双折射贴片 103

3.3.1　双折射贴片的原理 103

3.3.2　靠近自由边的限制 104

3.3.3　应用 105

3.3.3.1　带孔的硼／环氧层板 105

3.3.3.2　层板构造的影响 110

3.3.3.3　铺层顺序影响 113

3.3.3.4　孔几何形状的影响 117

3.3.3.5　孔径影响 119

3.3.3.6　带裂纹的单轴受载层板 121

3.4.1　全息干涉测量法 124

§3.4　全息摄影技术 124

3.4.2　应用 126

3.4.2.1　静力受载板 127

3.4.2.2　振动分析 128

3.4.2.3　无损检测 131

3.4.2.4　材料性能 134

§3.5　散斑干涉测量法 134

§3.6　各向异性光弹性-双折射复合材料 135

3.6.1　应力-光学律 135

3.6.2　应变-光学律 137

3.6.3　光学和力学特性 139

第四章　复合材料特性 142

§4.1　组分试验方法 142

4.1.1　单丝拉伸性能 142

4.1.2　聚合物基体拉伸性能 144

4.2.2　纤维体积率 145

4.2.1　密度 145

§4.2　物理性能试验方法 145

4.2.3　热膨胀系数 148

4.2.4　湿膨胀系数 149

§4.3　复合材料试验方法 151

4.3.1　拉伸试验方法 152

4.3.2　弯曲试验方法 157

4.3.3　拉伸和弯曲强度的比较 161

4.3.4　偏轴拉伸试验 163

4.3.5　压缩试验方法 168

4.3.6　剪切试验方法 177

4.3.7　层间梁试验 192

§4.4　复合材料的破坏特性 196

4.4.1　复合材料切口强度 196

4.4.2　第一层破坏 205

4.4.3　双轴加载 211

4.4.4　疲劳加载 219

§4.5　层间断裂力学特性 229

4.5.1　应变能释放率 230

4.5.2　双悬臂梁试验 230

4.5.3　端部切口弯曲试验 239

第五章　潮湿效应 242

§5.1　玻璃化转变温度 242

5.1.1　粘弹性特性 242

5.1.2　湿度对玻璃化温度的影响 243

5.1.3　Tg的测量 244

§5.2　水分扩散 245

5.2.1　水分在复合材料薄层板中的扩散 245

5.2.2　水分测量 247

§5.3　力学性能 248

5.3.1　加速调节 250

5.3.2　端部加强片和应变片 253

5.3.3　水分控制 253

参考文献 256