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第1章 复合材料概述 1

1.1 绪论 1

1.1.1 复合材料的概念 1

1.1.2 复合材料的分类 2

1.2 复合材料的特点及应用 6

1.2.1 复合材料的特点 6

1.2.2 复合材料的优点 6

1.2.3 复合材料的缺点 7

1.2.4 复合材料的应用 7

1.3 复合材料的力学分析方法 11

1.3.1 细观力学 11

1.3.2 宏观力学 11

1.3.3 复合材料结构力学 12

1.4 复合材料力学分析的意义 12

习题 13

第2章 各向异性材料的弹性理论 14

2.1 各向异性弹性理论基本方程 14

2.1.1 各向异性弹性力学基本方程 14

2.1.2 应变势能密度函数U 17

2.1.3 具有一个弹性对称面的材料 20

2.1.4 正交各向异性材料 21

2.1.5 横观各向同性材料 23

2.1.6 各向同性材料 24

2.2 正交各向异性材料的工程弹性常数 25

2.2.1 正交各向异性材料的工程弹性常数 25

2.2.2 正交各向异性材料工程弹性常数的限制 29

习题 31

第3章 单层板的宏观力学分析 33

3.1 复合材料单层板主轴方向的应力—应变关系 33

3.2 复合材料单层板偏轴方向的应力—应变关系 38

3.2.1 应力转换公式 38

3.2.2 应变转换公式 40

3.2.3 单层板偏轴方向的应力—应变关系 42

3.3 复合材料单层板偏轴方向的工程弹性常数 45

3.4 复合材料静态力学性能测试 49

3.4.1 拉伸性能测试 50

3.4.2 压缩性能测试 51

3.4.3 面内剪切性能测试 52

3.4.4 层间剪切性能测试 54

3.4.5 弯曲性能测试 54

习题 57

第4章 层合板的宏观力学分析 58

4.1 层合板概述 58

4.1.1 层合板的特性 58

4.1.2 层合板的标记 59

4.2 经典层合板理论 61

4.2.1 层合板的基本假设 61

4.2.2 层合板的应力—应变关系 61

4.2.3 层合板的合内力及合内力矩 63

4.3 单层板的刚度 68

4.3.1 各向同性单层板 68

4.3.2 横观各向同性单层板 69

4.3.3 特殊正交各向异性单层板 70

4.3.4 一般正交各向异性单层板 71

4.4 对称层合板的刚度 72

4.4.1 各向同性层组成的对称层合板 73

4.4.2 特殊正交各向异性层组成的对称层合板 75

4.4.3 正规对称正交铺设层合板 76

4.4.4 正规对称角铺设层合板 76

4.5 反对称层合板的刚度 77

4.5.1 反对称正交铺设层合板 77

4.5.2 规则反对称角铺设层合板 78

习题 78

第5章 复合材料的强度理论 80

5.1 各向同性材料的强度理论 80

5.2 单层复合材料的强度理论 81

5.2.1 正交各向异性材料的强度指标 81

5.2.2 正交各向异性材料的二向强度理论 82

5.2.3 强度理论的选取原则 85

5.3 层合板的强度分析 86

5.3.1 层合板强度概述 86

5.3.2 层合板应力和应变分析 87

5.3.3 层合板的强度分析 88

习题 94

第6章 复合材料板的湿热效应 96

6.1 单层板的湿热变形 97

6.1.1 单层板的热膨胀 97

6.1.2 单层板的湿膨胀 98

6.2 考虑湿热变形单层板的本构关系 99

6.3 考虑湿热变形层合板的本构关系 100

6.4 层合板的残余应变和残余应力 103

习题 104

第7章 复合材料层合平板的弯曲、屈曲与振动 106

7.1 引言 106

7.2 复合材料层合板的求解方法 107

7.2.1 双傅里叶级数解法 107

7.2.2 里茨法 108

7.2.3 伽辽金法 109

7.2.4 有限元法 110

7.2.5 摄动法 110

7.2.6 动态松弛法 111

7.2.7 打靶法 111

7.3 层合板的弯曲问题 113

7.3.1 层合板的弯曲方程 113

7.3.2 边界条件 116

7.3.3 特殊层合板弯曲问题的求解 116

7.4 层合板的屈曲问题 123

7.4.1 层合板的屈曲方程 124

7.4.2 边界条件 125

7.4.3 特殊层合板屈曲问题的求解 126

7.5 层合板的热屈曲问题 131

7.6 层合板的振动问题 134

7.6.1 层合板的振动方程 134

7.6.2 特殊层合板振动问题的求解 135

习题 140

第8章 功能梯度板的宏观力学分析 142

8.1 功能梯度板的线性问题 142

8.1.1 基本方程 142

8.1.2 弯曲问题 144

8.1.3 屈曲问题 145

8.1.4 振动问题 147

8.2 功能梯度圆板的非线性弯曲问题 148

8.2.1 非线性问题的基本方程 148

8.2.2 打靶法 151

8.2.3 数值结果及讨论 153

第9章 智能材料概述 157

9.1 材料发展的新纪元——智能材料 157

9.2 智能材料的内涵与定义 158

9.2.1 智能材料的内涵 158

9.2.2 智能材料的定义 162

9.3 智能材料的复合准则 164

9.4 智能材料的几种基本组元 165

9.4.1 光导纤维 165

9.4.2 压电材料 165

9.4.3 电（磁）流变液 166

9.4.4 形状记忆材料 166

9.4.5 磁致伸缩材料 166

9.4.6 智能高分子材料 167

9.5 智能材料和结构的应用前景 167

9.5.1 用于航空、航天飞行器 167

9.5.2 用于建筑和工程结构中 168

9.5.3 用于机器人中 168

9.5.4 用于日常生活中 168

9.6 智能材料与结构展望 169

参考文献 171