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