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第一篇 基础篇 1

第一章 总论 1

1.1 复合材料概论 1

1.1.1 复合材料的定义 1

1.1.2 复合材料的特点 2

1.2 复合材料发展历史 3

1.2.1 树脂基复合材料的发展史 3

1.2.2 金属基与陶瓷基复合材料的发展史 4

1.2.3 碳/碳复合材料与无机胶凝材料基复合材料的发展史 6

1.2.4 复合材料的当代水平和发展前景 7

1.2.5 复合材料在中国的发展 10

1.3 复合材料的命名及分类 10

1.3.1 复合材料的命名 10

1.3.2 复合材料的分类 12

1.4 复合效应 12

1.4.1 复合材料的力学性能 12

1.4.2 复合材料的物理性能 14

1.4.3 复合材料的化学性能 15

1.4.4 复合材料的工艺特点 15

1.4.5 组合复合效应 16

1.5 复合材料性能复合原理 16

1.5.1 基体与增强材料间的相互作用及相容性 16

1.5.2 力学性能复合 17

1.5.3 物理性能复合 18

1.6 复合材料在社会发展中的地位和作用 19

1.6.1 复合材料在科技进步中的地位和作用 19

1.6.2 复合材料在国民经济建设中的地位和作用 21

1.6.3 复合材料在国防建设中的地位和作用 22

参考文献 24

第二章 原材料 26

2.1 聚合物基体 26

2.1.1 不饱和聚酯树脂 26

2.1.2 环氧树脂 32

2.1.3 酚醛树脂 38

2.1.4 其它热固性树脂 42

2.1.5 聚氨酯树脂 44

2.1.6 热塑性树脂 46

2.1.7 高性能树脂 51

2.1.8 QY8911双马来酰亚胺系列树脂 55

2.2 金属基体 64

2.2.1 选择金属基体的原则 64

2.2.2 结构复合材料的金属基体 65

2.2.3 功能复合材料的金属基体 68

2.3 陶瓷基体 70

2.3.1 陶瓷基体的种类、组成、结构及特性 70

2.3.2 陶瓷基体粉末原料 72

2.3.3 有机先驱体转化的陶瓷基体 76

2.4 玻璃纤维 77

2.4.1 玻璃纤维的成分与性能 77

2.4.2 连续玻璃纤维制造方法 79

2.4.3 玻璃纤维浸润剂与织物的表面处理 85

2.4.4 玻璃纤维制品品种与用途 89

2.5 碳纤维 98

2.5.1 概述 98

2.5.2 碳纤维制造方法 99

2.5.3 中间产品 101

2.5.4 碳纤维的性能与用途 101

2.6 芳纶纤维 102

2.6.1 聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)纤维 102

2.6.2 聚对苯甲酰胺(PBA)纤维 104

2.6.3 芳纶共聚纤维 104

2.6.4 芳纶纤维的新发展 105

2.6.5 芳纶纤维的应用 105

2.7 超高分子量聚乙烯纤维 106

2.7.1 超高分子量聚乙烯原料的结构和性能 106

2.7.2 超高分子量聚乙烯纤维的制造 107

2.7.3 超高分子量聚乙烯纤维的性能 111

2.7.4 超高分子量聚乙烯纤维的应用与发展前景 114

2.8 陶瓷纤维 117

2.8.1 碳化硅纤维 117

2.8.2 氮化硅纤维 120

2.8.3 氧化铝纤维 121

2.8.4 氮化硼纤维 122

2.9 其它纤维 123

2.9.1 硼纤维 123

2.9.2 高强聚乙烯纤维 124

2.9.3 矿物纤维 128

2.9.4 植物纤维 128

2.10 晶须 128

2.10.1 碳化硅晶须 129

2.10.2 碳晶须 129

2.10.3 其它 130

2.11 颗粒 131

2.11.1 碳化硅颗粒 131

2.11.2 氮化硅颗粒 132

2.11.3 硼化钛颗粒 132

2.11.4 其它 133

2.12 添加剂 133

2.12.1 添加剂的作用、现状及发展趋势 133

2.12.2 偶联剂 134

2.12.3 不饱和聚酯树脂的引发剂和促进剂 137

2.12.4 阻聚剂与缓聚剂 144

2.12.5 增韧剂与稀释剂 145

2.12.6 环氧树脂固化剂 149

2.12.7 抗氧剂 152

2.12.8 光稳定剂 156

2.12.9 热稳定剂 159

2.12.10 填料 161

2.12.11 脱模剂 163

2.12.12 着色剂与触变剂 166

2.12.13 阻燃剂 167

参考文献 170

第三章 复合材料界面 174

3.1 概述 174

3.1.1 界面的意义及其主要研究内容 174

3.1.2 复合材料界面研究展望 176

3.2 表面和界面热力学 177

3.2.1 界面热力学量表征 178

3.2.2 粘合功和内聚功 179

3.2.3 表面和界面张力 180

3.3 界面的润湿和粘合作用 189

3.3.1 润湿过程的热力学处理 190

3.3.2 杨氏方程和接触角 191

3.3.3 铺展压和铺展系数 195

3.3.4 固体表面能与表面润湿性的关系 196

3.3.5 润湿作用对界面粘合的影响 198

3.4 材料界面的物理、化学作用及表面改性技术 204

3.4.1 界面电现象及其应用 205

3.4.2 固体表面的吸附作用 210

3.4.3 材料表面改性技术 213

3.5 界面力学与界面设计 218

3.5.1 界面残余应力对材料宏观力学性能的影响 219

3.5.2 界面残余应力的估算 220

3.5.3 界面层的弹性模量与泊松比的确定 222

3.5.4 复合材料界面剪切强度的测定 224

3.5.5 复合材料的界面粘结的优化设计 225

3.6 界面性能的测试与表征 226

3.6.1 表面和界面张力的测定方法 227

3.6.2 固体表面分析技术 232

3.7 金属基复合材料界面 234

3.7.1 概述 234

3.7.2 润湿现象 235

3.7.3 界面反应及其控制 237

3.7.4 界面特性对金属基复合材料性能的影响 238

3.7.5 界面表征 240

参考文献 242

第四章 聚合物基复合材料成型工艺 244

4.1 概述 244

4.1.1 聚合物基复合材料成型工艺的发展概况 244

4.1.2 复合材料成型工艺的选择原则及方法 245

4.2 接触低压成型工艺 248

4.2.1 原材料 248

4.2.2 模具及脱模剂 251

4.2.3 手糊成型工艺 253

4.2.4 喷射成型技术 256

4.2.5 树脂传递模塑成型 258

4.2.6 袋压法、热压罐法、液压釜法和热膨胀模塑法成型 259

4.2.7 劳动保护 261

4.3 夹层结构制造技术 262

4.3.1 玻璃钢夹层结构的种类和特点 262

4.3.2 蜂窝夹层结构制造技术 263

4.3.3 泡沫塑料夹层结构制造技术 265

4.4 模压成型工艺 270

4.4.1 概述 270

4.4.2 模压料生产技术 270

4.4.3 SMC、BMC、HMC、XMC、TMC及ZMC生产技术 272

4.4.4 制品压制工艺 281

4.4.5 压机及模具 285

4.4.6 模压制品设计 289

4.5 层压及卷管成型工艺 290

4.5.1 概述 290

4.5.2 预浸胶布制备工艺及设备 291

4.5.3 层合板生产技术 294

4.5.4 卷管生产技术 296

4.6 缠绕成型工艺 299

4.6.1 概述 299

4.6.2 原材料及芯模 300

4.6.3 纤维缠绕规律 301

4.6.4 缠绕成型工艺及参数选择 304

4.6.5 缠绕机 305

4.7 连续成型工艺 309

4.7.1 概述 309

4.7.2 拉挤成型工艺 309

4.7.3 连续缠管工艺 313

4.7.4 连续制板工艺 316

4.8 热塑性复合材料成型工艺 318

4.8.1 概述 318

4.8.2 增强粒料、预浸料及片状模塑料制备 321

4.8.3 注射成型工艺 323

4.8.4 挤出成型工艺 326

4.8.5 缠绕成型工艺 327

4.8.6 热塑性复合材料拉挤成型 328

4.8.7 焊接层合法 329

4.8.8 热塑性片状模塑料制品冲压成型工艺及设备 329

4.8.9 热塑性复合材料的连接技术 330

4.9 其它成型工艺 331

4.9.1 离心成型工艺 331

4.9.2 浇铸成型工艺 333

4.9.3 弹性体贮树脂模塑成型技术 334

4.9.4 增强反应注射模塑技术 335

4.10 编织结构复合材料制造技术 337

4.10.1 概述 337

4.10.2 编织机简介 340

4.10.3 编织结构复合材料的特点 340

4.10.4 编织结构复合材料的应用 343

4.11 超混杂复合材料工艺 344

4.11.1 概述 344

4.11.2 功能型超混杂复合材料设计 344

4.11.3 功能-结构型超混杂复合材料成型工艺 347

4.12 橡胶基复合材料的制造技术 349

4.12.1 品种及分类 349

4.12.2 主要原料及配合剂 349

4.12.3 制备技术 350

参考文献 357

第五章 金属基复合材料制造技术 360

5.1 概述 360

5.1.1 对制造技术的要求 360

5.1.2 金属基复合材料制造的难点及解决途径 360

5.1.3 金属基复合材料制造方法的分类 361

5.2 固态法 361

5.2.1 粉末冶金法 361

5.2.2 热压法 362

5.2.3 热等静压法 362

5.2.4 热轧法、热挤压法和热拉法 363

5.2.5 爆炸焊接法 364

5.3 液态法 364

5.3.1 真空压力浸渍法 364

5.3.2 挤压铸造法 366

5.3.3 液态金属搅拌铸造法 368

5.3.4 液态金属浸渍法 370

5.3.5 共喷沉积法 371

5.3.6 热喷涂法 373

5.4 其它制造方法 374

5.4.1 原位自生成法 374

5.4.2 物理气相沉积法 374

5.4.3 化学气相沉积法 376

5.4.4 电镀、化学镀和复合镀法 376

5.5 金属基复合材料制造方法的比较与发展前景 376

参考文献 377

第六章 无机非金属基复合材料的制备技术 378

6.1 纤维增强水泥基复合材料的制备工艺 378

6.1.1 纤维增强水泥基复合材料的原材料选择和配合比设计 378

6.1.2 水泥基复合材料中纤维的均匀分散工艺 380

6.1.3 水泥基复合材料的搅拌工艺原理与方法 382

6.1.4 水泥基复合材料的成型工艺原理与方法 382

6.1.5 水泥基复合材料的养护工艺原理与方法 386

6.2 陶瓷基复合材料的制备工艺 387

6.2.1 概述 387

6.2.2 连续纤维增韧陶瓷基复合材料的制备工艺 388

6.2.3 晶须(短切纤维)补强陶瓷基复合材料制备工艺 391

6.2.4 颗粒弥散型陶瓷基复合材料的制备工艺 394

6.2.5 纳米陶瓷(基)复合材料的制备工艺 397

6.2.6 碳/碳复合材料的制备工艺 398

参考文献 403

第七章 复合材料连接与加工技术 404

7.1 聚合物基复合材料的连接与加工技术 404

7.1.1 复合材料结构机械的连接 404

7.1.2 复合材料结构特种紧固件 404

7.1.3 复合材料制孔工艺 405

7.1.4 复合材料切割加工 409

7.1.5 机械连接工艺 411

7.1.6 胶接连接工艺 413

7.2 金属基复合材料 414

7.2.1 金属基复合材料的冷加工技术 414

7.2.2 金属基复合材料的热加工技术 415

7.2.3 金属基复合材料的超塑性成型加工技术 416

7.3 陶瓷基复合材料的加工技术 418

7.3.1 陶瓷基复合材料的可加工性 418

7.3.2 陶瓷基复合材料的磨削加工 419

7.3.3 激光、高压水、等离子等高能束加工 422

7.3.4 陶瓷基复合材料的放电加工 424

7.3.5 工程陶瓷材料的复合加工 424

7.3.6 陶瓷基复合材料的型面加工方法与连接技术 426

参考文献 426

第八章 复合材料测试技术 429

8.1 增强材料测试技术 429

8.1.1 玻璃纤维测试技术 429

8.1.2 碳纤维测试技术 433

8.1.3 超高分子量聚乙烯纤维性能的测试方法 434

8.2 基体材料测试技术 438

8.2.1 热固性树脂性能测试技术 439

8.2.2 热塑性树脂性能测试技术 443

8.3 复合材料性能测试技术 444

8.3.1 单向复合材料力学性能测试 445

8.3.2 NOL环性能测试 449

8.3.3 玻璃纤维织物增强复合材料及短切玻璃纤维增强复合材料性能试验方法 450

8.3.4 复合材料夹层结构试验方法 452

8.3.5 复合材料物理性能测试方法 453

8.4 复合材料制品检验 455

8.4.1 玻璃纤维复合材料浴缸性能测试 455

8.4.2 玻璃纤维复合材料波形瓦试验方法 456

8.4.3 玻璃纤维增强复合材料管性能测试 457

8.4.4 纤维缠绕压力容器内压试验方法 460

8.5 复合材料无损检测 461

8.5.1 光学无损检测 461

8.5.2 超声无损检测 462

8.5.3 声振检测 464

8.5.4 X射线检测 465

8.5.5 声发射检测 466

8.5.6 电性能检测 467

8.5.7 微波检测 467

8.6 复合材料失效分析 467

8.6.1 零维复合材料失效分析 467

8.6.2 一维单向纤维增强复合材料失效分析 469

8.6.3 二维层合板断裂失效分析 471

8.6.4 层合板疲劳断裂及失效分析 472

参考文献 473

第九章 复合材料力学 474

9.1 各向异性体弹性力学基础 474

9.1.1 各向异性体的应力-应变关系 474

9.1.2 各向异性体的工程弹性常数 477

9.1.3 各向异性体弹性系数的转换公式 478

9.2 复合材料的刚度 479

9.2.1 铺层的刚度 479

9.2.2 层合板的刚度 483

9.3 复合材料的强度 486

9.3.1 铺层的强度 486

9.3.2 层合板的强度 488

9.4 复合材料失效准则 490

9.4.1 最大应力失效准则和最大应变失效准则 491

9.4.2 二次型失效准则 491

9.4.3 蔡-胡(Tsai-Wu)张量多项式失效准则 492

9.4.4 高次型失效准则 494

9.4.5 复合材料失效准则的实验研究 495

9.5 复合材料细观力学 496

9.5.1 简单模型法 496

9.5.2 预测复合材料单层的宏观性能 497

9.5.3 精确分析法 498

9.6 复合材料粘弹性力学 500

9.6.1 塑料基体的粘弹性 500

9.6.2 复合材料的粘弹性 503

9.7 复合材料疲劳 504

9.7.1 疲劳损伤机理 504

9.7.2 疲劳特性 505

9.7.3 寿命预测 507

9.7.4 疲劳设计 508

9.8 复合材料的冲击响应 508

9.8.1 复合材料中的弹性波 508

9.8.2 复合材料性能的应变率相关性 508

9.8.3 复合材料的冲击损伤破坏特性 510

9.8.4 复合材料的冲击实验方法 510

9.8.5 复合材料冲击损伤的数值分析方法 511

9.9 复合材料损伤 513

9.9.1 损伤类型和特点 513

9.9.2 含缺陷/损伤层合板的剩余强度估算 514

9.9.3 含缺陷/损伤层合板的疲劳特性 517

9.9.4 复合材料损伤力学 518

9.9.5 复合材料结构的耐久性/损伤容限设计 519

9.10 短纤维增强复合材料的力学特性 519

9.10.1 短纤维增强复合材料的宏观力学分析 519

9.10.2 短纤维增强复合材料的细观力学分析 520

9.10.3 短纤维增强复合材料的力学特性 521

9.11 颗粒增强复合材料的力学特性 522

9.11.1 预测颗粒增强复合材料的弹性模量 522

9.11.2 预测颗粒增强复合材料的强度 523

参考文献 523

第十章 复合材料结构力学 527

10.1 各向异性体弹性力学基本方程 527

10.2 复合材料杆分析 528

10.2.1 一端固定受拉复合材料杆 529

10.2.2 自重作用下的复合材料直杆变形 529

10.3 复合材料梁 529

10.3.1 最简单的受载情况 529

10.3.2 叠板层合梁 531

10.3.3 复合材料矩形截面梁分析 532

10.3.4 梁平面弯曲问题的Hashin解法 536

10.3.5 复合材料薄壁梁 537

10.4 复合材料层合板的分析 539

10.4.1 对称层合板 539

10.4.2 非对称层合板 553

10.4.3 层合板的稳定性 558

10.5 复合材料层合壳的分析 562

10.5.1 勒夫(A.E.H.Love)一次近似壳体理论 562

10.5.2 正交各向异性旋转层合壳体的轴对称问题 563

10.5.3 圆柱形层合壳的唐乃尔-穆什塔利近似理论 566

10.5.4 层合扁壳的工程近似理论 568

10.5.5 层合壳体的赖斯纳型修正理论 569

10.6 夹层结构分析 569

10.6.1 夹层结构分析基础 570

10.6.2 波纹夹芯板与栅格夹芯板的刚度 572

10.6.3 蜂窝夹层结构的工程计算 573

10.7 自由边界效应与分层破坏问题 577

10.7.1 层合板壳层间应力分析的模型与解法 577

10.7.2 层合板的层间应力分析 578

10.7.3 层合圆柱形壳体的层间应力分析 582

10.7.4 层合板层间强度测定问题 584

10.7.5 层合板分层破坏效应问题 585

参考文献 586

第十一章 复合材料结构数值的分析方法 588

11.1 复合材料结构有限元位移法 588

11.2 复合材料结构应力杂交元法 594

11.3 复合材料结构有限元混合法 594

11.4 复合材料结构边界元法 595

11.5 复合材料结构数值分析方法的发展趋势 595

参考文献 596

第二篇 设计篇 597

第十二章 复合材料的性能 597

12.1 聚合物基复合材料的性能 597

12.1.1 预浸料性能 597

12.1.2 层合板性能 598

12.1.3 夹层板性能 602

12.1.4 QY8911双马来酰亚胺系列树脂基复合材料性能 604

12.2 金属基复合材料的性能 609

12.2.1 金属基复合材料的力学性能 610

12.2.2 金属基复合材料的物理性能 614

12.2.3 金属基复合材料的摩擦磨损性能 616

12.3 陶瓷基复合材料的性能 619

12.3.1 玻璃(玻璃陶瓷)基复合材料的性能 619

12.3.2 氮化硅(Si3N4)基复合材料的性能 620

12.3.3 氧化铝(Al2O3)基复合材料的性能 621

12.3.4 碳化硅(SiC)基复合材料的性能 621

12.3.5 纳米陶瓷(基)复合材料的性能 622

12.3.6 碳/碳复合材料的性能 623

12.4 水泥基复合材料的性能 623

12.4.1 纤维增强水泥基复合材料的分类 623

12.4.2 纤维增强水泥基复合材料的应力应变特征 624

12.4.3 钢纤维增强水泥基复合材料的性能 624

12.4.4 玻璃纤维增强水泥基复合材料的性能 630

12.4.5 碳纤维增强水泥基复合材料的性能 634

12.4.6 凯芙拉纤维增强水泥基复合材料的性能 636

12.4.7 合成纤维增强水泥基复合材料的性能 638

12.4.8 天然纤维增强水泥基复合材料的性能 639

12.4.9 超高性能水泥基复合材料的性能 640

12.5 混杂与超混杂复合材料的性能 641

12.5.1 混杂复合材料的基本概念与特点 641

12.5.2 混杂复合材料的应用与发展 643

12.5.3 混杂复合材料的混杂效应 643

12.5.4 混杂纤维复合材料的性能 644

12.5.5 超混杂复合材料的性能 646

12.6 天然纤维增强复合材料的性能 649

12.6.1 概述 649

12.6.2 天然纤维增强复合材料的分类 649

12.6.3 植物纤维和基体的复合原理及特点 649

12.6.4 植物纤维增强有机基体复合材料的制造工艺及性能 650

12.6.5 植物纤维增强无机基体复合材料的制造工艺及性能 655

参考文献 656

第十三章 复合材料连接设计 660

13.1 概述 660

13.1.1 复合材料的连接特点 660

13.1.2 连接效率 660

13.1.3 不同连接方法的比较 660

13.2 胶接连接设计 661

13.2.1 胶接连接设计需考虑的主要内容 661

13.2.2 胶接连接形式和特点 662

13.2.3 双面搭接设计 663

13.2.4 单面搭接设计 666

13.2.5 阶梯形搭接设计 668

13.2.6 楔形搭接设计 669

13.2.7 承受压剪载荷的连接设计 670

13.2.8 连接接头承受面内(边缘)剪切载荷的连接设计 670

13.2.9 胶接连接的损伤容限 671

13.3 螺栓连接设计 672

13.3.1 螺栓连接设计的一般特性 672

13.3.2 螺栓连接的载荷传递和破坏形式 673

13.3.3 设计考虑的主要参数 674

13.3.4 单钉连接的设计方法 678

13.3.5 多钉连接的设计 679

13.4 铆钉连接设计 681

13.4.1 铆接的一般特性 681

13.4.2 铆接接头中孔的变形和残余应力 681

13.4.3 连接复合材料的新型铆钉 682

13.5 螺纹连接设计 684

13.5.1 复合材料螺纹连接的一般特性 684

13.5.2 螺纹连接的形式 684

13.5.3 复合材料与金属螺纹连接 685

13.6 夹层结构的连接设计 685

13.6.1 夹层板的边缘处理与局部增强 685

13.6.2 夹层结构的连接形式 686

参考文献 687

第十四章 复合材料修补技术 689

14.1 复合材料破损与可修补性的判断 689

14.1.1 复合材料破损类型 689

14.1.2 无损检测技术及其在损伤评估中的应用 691

14.1.3 损伤评估与修补流程图 692

14.2 复合材料的修补设计 693

14.2.1 主要承力结构的修补设计 693

14.2.2 结构损伤的修补方法 694

14.3 复合材料的修补工艺 697

14.3.1 复合材料的修理过程 697

14.3.2 修补材料 700

14.3.3 修理设备 703

14.3.4 复合材料的微波修复 703

14.3.5 用复合材料修复含裂纹金属飞机结构 706

参考文献 708

第十五章 复合材料结构设计 709

15.1 设计条件和设计原则 709

15.1.1 复合材料结构设计的特点 709

15.1.2 设计条件和需要考虑的主要因素 709

15.1.3 设计原则 710

15.2 功能设计 711

15.2.1 按刚度设计 711

15.2.2 按强度设计 711

15.2.3 按屈曲要求设计 711

15.2.4 零膨胀系数层合板的设计 712

15.3 结构设计 712

15.3.1 材料设计原则 712

15.3.2 工艺设计 713

15.3.3 混杂复合材料的选用原则 714

15.3.4 等代设计 714

15.3.5 许用值的确定 715

15.3.6 安全系数 716

15.4 可靠性设计与优化设计 717

15.4.1 可靠性设计 717

15.4.2 层合板的优化设计 718

15.4.3 层合壳的优化设计 719

15.4.4 夹层板壳的优化设计 720

15.5 典型结构设计 721

15.5.1 层合杆的设计 721

15.5.2 梁柱 722

15.5.3 层合壳的设计 723

15.5.4 加筋板的设计 724

15.5.5 夹层结构的设计 726

参考文献 730

第十六章 复合材料产品设计 731

16.1 容器与管道设计 731

16.1.1 纤维增强塑料压力容器的设计 731

16.1.2 纤维增强塑料管道设计 735

16.1.3 复合管道设计 743

16.1.4 纤维增强塑料贮罐的设计 747

16.2 玻璃钢船舶设计 759

16.2.1 船用玻璃钢的材料特性 759

16.2.2 玻璃钢船体结构设计的一般原则 760

16.2.3 船体结构形式的考虑 762

16.2.4 玻璃钢船体强度和刚度的校核 763

16.2.5 玻璃钢船体强度与刚度的关系 764

16.3 车辆构件设计 765

16.3.1 复合材料车厢壳体设计 766

16.3.2 复合材料传动轴 767

16.3.3 复合材料板簧 769

16.3.4 复合材料旋转飞轮 770

16.4 冷却塔设计 771

16.4.1 冷却塔结构设计 771

16.4.2 冷却塔工艺计算 778

16.5 雷达天线罩设计 782

16.5.1 雷达天线罩总体设计 782

16.5.2 雷达天线罩的电性能设计 783

16.5.3 雷达天线罩的结构设计 785

16.6 建筑制品设计 792

16.6.1 水箱的结构设计 792

16.6.2 浴缸的结构设计 794

16.7 叶片设计 795

16.7.1 玻璃钢叶片的结构设计 795

16.7.2 玻璃钢叶片的强度、刚度计算 797

16.7.3 玻璃钢叶片的铺层设计 798

16.7.4 玻璃钢叶片(轮)的平衡 800

16.7.5 玻璃钢叶片结构试验 800

参考文献 801

第十七章 复合材料及其产品的计算机辅助设计 803

17.1 复合材料的计算机辅助设计 803

17.1.1 复合材料的计算机辅助设计概述 803

17.1.2 复合材料的计算机辅助设计示例 804

17.1.3 复合材料的计算机辅助设计软件 806

17.2 复合材料产品的计算机辅助设计 807

17.2.1 概述 807

17.2.2 复合材料产品的计算机辅助造型设计 808

17.2.3 复合材料产品的计算机辅助结构设计 811

17.2.4 复合材料产品的计算机辅助设计实例 811

17.3 复合材料制品工艺的计算机辅助设计 813

17.3.1 注射及RTM制品工艺的计算机辅助设计与制造 813

17.3.2 SMC模压成型计算机模拟与工艺参数设计 816

17.3.3 纤维缠绕工艺计算机辅助设计 817

参考文献 818

第三篇 应用篇 819

第十八章 复合材料在建筑工业中的应用 819

18.1 概述 819

18.1.1 发展复合材料建筑制品的意义 819

18.1.2 复合材料的建筑特性 819

18.1.3 建筑用复合材料发展现状 820

18.2 复合材料建筑结构 821

18.2.1 复合材料大型建筑结构 821

18.2.2 复合材料活动房屋 827

18.2.3 复合材料充气结构 828

18.3 复合材料装饰制品 830

18.3.1 屋顶、墙面及吊顶装饰 830

18.3.2 复合材料浮雕与雕塑 831

18.3.3 玻璃钢门、窗及家具 833

18.4 复合材料卫生洁具 835

18.4.1 概述 835

18.4.2 浴缸与按摩浴缸 836

18.4.3 浴室防水盘 838

18.4.4 盒式卫生间 840

18.5 复合材料水处理设备及用品 842

18.5.1 概述 842

18.5.2 罐、池、槽的玻璃钢防腐蚀衬里 843

18.5.3 处理粪便用的玻璃钢净化槽 845

18.6 透光复合材料的应用 847

18.6.1 概述 847

18.6.2 透明玻璃钢板材及采光罩 848

18.6.3 透明玻璃钢在工业建筑采光工程中的应用 850

18.6.4 透明玻璃钢在民用建筑中的应用 852

18.6.5 透明玻璃钢的其它应用 853

18.7 玻璃钢冷却塔与风管 854

18.7.1 玻璃钢冷却塔 854

18.7.2 玻璃钢通风管道 860

18.8 复合材料在水工建筑中的应用 863

18.8.1 聚合物混凝土复合材料水工建筑 863

18.8.2 玻璃钢水工建筑 868

18.8.3 玻璃钢/钢丝网水泥复合材料水工建筑 870

18.8.4 玻璃钢筋混凝土水工建筑 871

参考文献 871

第十九章 复合材料在化学工业中的应用 873

19.1 防腐设施 873

19.1.1 概述 873

19.1.2 腐蚀原理 873

19.1.3 防腐蚀技术 874

19.1.4 复合材料在防腐设施中的应用 880

19.1.5 腐蚀试验方法 886

19.2 容器 888

19.2.1 概述 888

19.2.2 玻璃钢容器的应用 889

19.2.3 玻璃钢容器的应用发展动向 895

19.3 管道 895

19.3.1 概述 895

19.3.2 玻璃钢管道的应用 897

19.4 水汽处理设备 900

19.4.1 概述 900

19.4.2 处理介质的化学成分 901

19.4.3 水汽处理设备的腐蚀及防护 902

19.4.4 复合材料在水汽处理设备中的应用 902

参考文献 907

第二十章 复合材料在交通运输与能源工业中的应用 909

20.1 交通设施 909

20.1.1 高等级公路复合材料防撞护栏 909

20.1.2 玻璃钢防撞墩及隔离墩 911

20.1.3 玻璃钢防眩板 912

20.2 复合材料桥梁 912

20.2.1 桥梁用玻璃钢复合材料的性能 特点 912

20.2.2 玻璃钢复合材料桥梁结构的设计特点 914

20.2.3 玻璃钢箱梁的设计及计算 915

20.3 公路路面与机场道面 921

20.3.1 钢纤维混凝土公路路面和机场道面的结构形式 921

20.3.2 钢纤维混凝土公路路面和机场道面的设计计算方法 922

20.3.3 钢纤维混凝土公路路面和机场道面的施工方法 924

20.3.4 钢纤维混凝土公路路面和机场道面的技术特征分析 926

20.3.5 钢纤维混凝土公路路面和机场道面的经济与社会效益分析 926

20.4 交通工具壳体 927

20.4.1 复合材料交通工具壳体的开发简史 927

20.4.2 复合材料交通工具壳体的特点 930

20.4.3 复合材料交通工具壳体的结构形式和生产工艺 930

20.4.4 复合材料交通工具壳体的技术经济分析 932

20.5 复合材料自行车 933

20.5.1 自行车用材料及其特点 933

20.5.2 碳纤维复合材料自行车 935

20.5.3 WCF自行车 937

20.6 船舶 939

20.6.1 概述 939

20.6.2 船体材料、结构形式与成型方法 942

20.6.3 渔船 943

20.6.4 游艇 945

20.6.5 救生艇 946

20.6.6 高性能船 946

20.6.7 军用舰艇 947

20.6.8 其它船舶和舰船部件 950

20.6.9 船舶入级和建造规范及有关标准 950

20.7 制动件 952

20.7.1 概述 952

20.7.2 石棉制动件 954

20.7.3 半金属制动件 955

20.7.4 无石棉制动件 955

20.7.5 制动材料的试验与检测 956

20.8 风机与风力机叶片 957

20.8.1 玻璃钢叶片的发展简史 957

20.8.2 玻璃钢叶片的特点 957

20.8.3 玻璃钢叶片在轴流风机上的应用 958

20.8.4 玻璃钢叶片在风力发电机上的应用 959

20.8.5 玻璃钢叶片的成型工艺特点 961

20.9 能源 963

20.9.1 概述 963

20.9.2 海洋能源 963

20.9.3 地热发电 965

20.9.4 储能飞轮 965

20.9.5 超导器械 966

20.9.6 太阳能发电 967

20.9.7 原子能开发 968

参考文献 969

第二十一章 机械电器工业 972

21.1 通用机械设备零部件 972

21.1.1 复合材料齿轮 972

21.1.2 复合材料轴承 976

21.1.3 复合金属耐磨件及耐腐件 983

21.2 复合材料发动机零部件 987

21.2.1 复合材料发动机进气歧管 987

21.2.2 金属基复合材料活塞 987

21.2.3 复合材料发动机机体 989

21.2.4 复合材料发动机连杆 989

21.3 机械摩擦复合材料制品 990

21.4 复合材料阻尼零部件 990

21.4.1 复合材料板弹簧 990

21.4.2 层压复合钢板 990

21.5 复合材料模具 991

21.5.1 环氧树脂基复合材料模具 991

21.5.2 钢口镶嵌复合材料模具 991

21.6 复合材料飞轮 991

21.7 复合材料压力容器 992

21.8 复合材料热交换系统零部件 992

21.9 复合材料密封件 992

21.10 复合材料永磁体 993

21.11 复合材料电器设备零件 993

21.11.1 复合材料层合板 995

21.11.2 复铜箔层合板 995

21.11.3 复合材料绝缘管槽及工具制品 996

21.11.4 复合材料灯具 997

21.11.5 复合材料锥形电杆 997

21.11.6 复合材料电机护环 998

21.11.7 复合材料绝缘子 998

21.11.8 氢冷发电机用复合材料定子挡风罩 999

21.11.9 复合电缆 999

参考文献 999

第二十二章 复合材料在电子工业中的应用 1000

22.1 电子功能材料 1000

22.1.1 概述 1000

22.1.2 印刷线路板 1000

22.1.3 天馈系统 1002

22.1.4 电磁屏蔽材料 1004

22.2 家电用品 1006

22.2.1 概述 1006

22.2.2 电视机用品 1006

22.2.3 电冰箱用品 1010

22.2.4 其它家电用品 1011

参考文献 1013

第二十三章 复合材料在医疗、体育、娱乐方面的应用 1015

23.1 生物复合材料 1015

23.1.1 人工脏器用复合材料 1015

23.1.2 齿科用复合材料 1017

23.1.3 骨科用复合材料 1019

23.1.4 创伤外科用复合材料 1021

23.2 医疗设备 1023

23.2.1 复合材料在诊断装置中的应用 1023

23.2.2 陶瓷复合材料在医疗测量上的应用 1025

23.2.3 医院器械 1028

23.3 体育用品 1029

23.3.1 概况 1029

23.3.2 水上运动器械 1029

23.3.3 球类运动器材 1031

23.3.4 其它体育用品 1034

23.4 娱乐设施与器材 1035

23.4.1 游乐设施 1035

23.4.2 钓鱼竿 1036

23.4.3 乐器 1036

23.4.4 音响器材 1037

参考文献 1038

第二十四章 复合材料在航空航天领域中的应用 1039

24.1 飞行器 1039

24.1.1 飞机 1039

24.1.2 直升机 1043

24.2 雷达罩 1049

24.2.1 地面雷达罩 1049

24.2.2 机载、舰载和车载雷达罩 1052

24.3 导弹 1056

24.3.1 多功能复合材料与导弹弹头 1056

24.3.2 全复合材料的固体火箭发动机 1058

24.4 航天器 1060

24.4.1 人造卫星 1060

24.4.2 太空站 1061

24.4.3 天地往返运输系统 1062

参考文献 1063

第二十五章 复合材料在农、林、牧、渔及食品业中的应用 1065

25.1 复合材料在农业、林业中的应用 1065

25.1.1 透明玻璃钢温室 1065

25.1.2 复合材料粮仓、饲料仓 1067

25.1.3 农用车辆及器具 1068

25.2 玻璃钢在渔、牧业中的应用 1069

25.2.1 玻璃钢在渔业中的应用 1069

25.2.2 玻璃钢在畜牧业中的应用 1070

25.3 复合材料在食品业中的应用 1071

25.3.1 概述 1071

25.3.2 食品用玻璃钢的标准与毒性检验 1071

25.3.3 复合材料冷藏冷冻设备 1073

25.3.4 复合材料食品容器 1074

25.3.5 复合材料水箱 1074

25.3.6 其它应用 1079

参考文献 1079

第二十六章 国防与军工 1080

26.1 概述 1080

26.2 防护工程 1080

26.2.1 结构隐身材料 1080

26.2.2 工程防护复合材料 1081

26.2.3 发展趋势 1083

26.3 枪械 1084

26.3.1 复合材料枪托、握把、护木 1084

26.3.2 复合材料弹匣 1085

26.3.3 复合材料大口径机枪枪架 1086

26.3.4 发展思路 1087

26.4 火炮与弹箭 1088

26.4.1 复合材料身管 1088

26.4.2 炮管热护套 1088

26.4.3 炮栓紧塞具 1089

26.4.4 复合材料发动机壳体 1090

26.4.5 复合材料喷管 1091

26.4.6 复合材料尾翼 1092

26.4.7 复合材料弹托 1093

26.4.8 复合材料翼座 1095

26.4.9 复合材料发射筒 1095

26.4.10 玻璃钢弹药包装筒 1096

26.4.11 复合材料引信结构件 1097

26.4.12 发展趋势 1099

26.5 装甲 1100

26.5.1 高性能玻纤复合装甲 1100

26.5.2 芳纶纤维复合装甲 1100

26.5.3 高强度聚乙烯纤维复合装甲材料 1101

26.5.4 陶瓷复合装甲材料 1101

26.5.5 复合材料内衬 1102

26.5.6 发展方向 1102

26.5.7 复合材料防弹背心 1104

参考文献 1106

第二十七章 特种复合材料及其应用 1107

27.1 功能复合材料 1107

27.1.1 防弹复合材料 1107

27.1.2 微波复合材料 1108

27.1.3 摩擦功能复合材料 1111

27.1.4 抗辐射复合材料 1112

27.1.5 光学复合材料 1112

27.1.6 超导复合材料 1113

27.1.7 烧蚀复合材料 1114

27.2 智能复合材料结构 1116

27.2.1 智能复合材料结构的概念 1116

27.2.2 智能复合材料结构的组成与工作原理 1117

27.2.3 智能复合材料及其结构的设计方法 1118

27.2.4 几种智能复合材料结构 1120

27.2.5 智能复合材料结构的展望 1122

27.3 仿生复合材料 1122

27.3.1 仿生复合材料的基本概念 1122

27.3.2 复合材料的仿生原理 1123

27.3.3 复合材料的仿生设计 1123

27.3.4 生物医学复合材料 1128

27.3.5 仿生复合材料的展望 1129

参考文献 1129

第二十八章 金属、无机非金属及植物纤维复合材料的应用 1131

28.1 金属基复合材料的应用 1131

28.1.1 航空航天工业 1131

28.1.2 机械电子工业 1133

28.1.3 国防军工及其它领域 1133

28.2 无机非金属复合材料的应用 1135

28.2.1 概述 1135

28.2.2 玻璃纤维增强水泥复合材料(GRC) 1135

28.2.3 玻纤增强石膏复合材料 1136

28.2.4 氯氧镁复合材料 1137

28.3 植物纤维复合材料的生产与应用 1139

28.3.1 概述 1139

28.3.2 植物的种类及其基本构造 1140

28.3.3 植物纤维复合材料常用的粘合剂 1142

28.3.4 植物纤维复合材料制造工艺简介 1145

28.3.5 植物纤维复合材料的基本性能 1149

28.3.6 植物纤维复合材料的应用 1151

参考文献 1156

第二十九章 复合材料与环境 1157

29.1 概述 1157

29.1.1 材料与环境 1157

29.1.2 从环境的要求来衡量复合材料 1157

29.1.3 未来复合材料在符合环境要求上的发展方向 1157

29.1.4 符合环境要求应用复合材料的原则 1159

29.2 热固性树脂基复合材料的回收利用 1159

29.2.1 粉碎 1159

29.2.2 二次回收方法 1159

29.2.3 三次回收方法 1161

29.3 热塑性树脂基复合材料的回收利用 1163

29.3.1 热塑性树脂基复合材料的回收方法 1164

29.3.2 多级循环回收法 1167

29.4 金属基复合材料的回收利用及其控制 1167

29.4.1 金属基复合材料的回收利用及其控制研究的重要性 1167

29.4.2 金属基复合材料的回收利用和分离回收与复合设计的关系 1168

29.4.3 金属基复合材料可重熔回收利用及其控制 1168

29.4.4 金属基复合材料的可分离回收行为 1173

29.5 废弃物作为复合材料原料的应用前景与实例 1174

29.5.1 废弃物复合材料 1174

29.5.2 聚合物基废弃物复合材料 1176

29.5.3 硅酸盐基废弃物复合材料 1177

29.5.4 金属基废弃物复合材料 1178

29.6 与环境相协调的复合材料的发展前景 1179

29.6.1 可再生复合材料 1179

29.6.2 可降解复合材料 1180

29.6.3 高性能复合材料 1180

29.6.4 功能复合材料 1181

29.6.5 利用固废物为原料的复合材料 1182

参考文献 1182

第四篇 信息篇 1185

第三十章 复合材料的标准 1185

30.1 中国复合材料标准化工作 1185

30.1.1 纤维增强塑料标准化工作 1185

30.1.2 纤维增强塑料标准的制定程序 1186

30.2 中国纤维增强塑料标准 1187

30.2.1 纤维增强塑料标准 1187

30.2.2 纤维增强塑料产品标准介绍 1190

30.3 纤维增强塑料国外标准 1195

30.3.1 国外标准ISO 1195

30.3.2 美国标准ANSI和美国材料试验学会(ASTM)标准 1195

30.3.3 欧共体国家标准 1198

30.4 标准的贯彻实施及监督执行 1198

30.4.1 标准的贯彻实施 1198

30.4.2 对标准实施监督 1198

第三十一章 复合材料原辅材料、制品及设备生产厂商 1199

31.1 北京市 1199

31.2 上海市 1199

31.3 天津市 1203

31.4 重庆市 1203

31.5 东北地区 1204

31.6 华北地区 1206

31.7 华东地区 1206

31.8 西北地区 1220

31.9 西南地区 1222

31.10 中南地区 1222

31.11 台湾省及香港特别行政区 1226

31.12 美国及英国 1227

第三十二章 研究机构及高等学校 1229

32.1 北京市 1229

32.2 上海市 1232

32.3 天津市 1234

32.4 东北地区 1235

32.5 华北地区 1236

32.6 华东地区 1236

32.7 西北地区 1241

32.8 西南地区 1242

32.9 中南地区 1242

第三十三章 学术团体、会议、出版物 1245

33.1 学术团体 1245

33.2 重要复合材料会议 1246

33.2.1 历届全国复合材料学术会议实录 1246

33.2.2 历届全国玻璃钢/复合材料学术会议实录 1249

33.2.3 历届中国玻璃钢工业协会会议实录 1251

33.2.4 国际复合材料会议简介 1252

33.3 出版物 1253

33.3.1 图书 1253

33.3.2 刊物 1257

复合材料原辅材料、制品及设备索引 1260

常见物理量单位换算表 1264

主要名词与术语 1267

主要英文缩略语 1275

主要符号说明 1279

层合板表示法 1281

后记 1282