第1章 绪论 1
第2章 成功的故事和NASA兰利的作用 3
2.1 商用运输机 3
2.2 通用飞机 7
2.3 战斗机 8
2.4 军用运输机 11
2.5 直升机 12
2.6 地球和空间科学飞机 16
2.6.1 环境研究飞机和传感技术 16
2.6.2 “太阳神”飞机失事调查 18
2.6.3 火星飞机 19
2.7 空间发射飞行器 20
2.8 空间结构 22
参考文献 24
第3章 NASA参与的复合材料研究 25
3.1 兰利复合材料研究计划的主要驱动力 25
3.1.1 国家和全球事件对国家科技政策的影响 25
3.1.2 NASA响应OSTP指导的优先权和计划 25
3.2 NASA兰利复合材料研究资助的基础及重点研发项目 27
3.3 NASA和FAA研究合作 30
3.4 复合材料研究生教育计划 32
3.5 NASA项目的经验 35
参考文献 38
第4章 亚声速运输机研究 39
4.1 复合材料环境曝露计划 39
参考文献 46
4.2 飞机节 能复合材料计划 47
参考文献 58
4.3 碳纤维风险分析计划 59
参考文献 62
4.4 纺织复合材料 63
参考文献 65
4.5 先进复合材料技术计划 66
4.5.1 ACT飞机机翼 71
4.5.2 ACT机身项目 83
4.5.3 ACT成本建模 86
4.5.4 缝合复合材料的新进展 87
参考文献 90
4.6 美国航空公司587航班事故的结构研究 92
4.6.1 引言 93
4.6.2 空客A300-600认证的调查 93
4.6.3 模型发展和确认 94
4.6.4 失效模式发展和确认 95
4.6.5 最有可能失效模式的确认 102
4.6.6 失效顺序分析 106
4.6.7 结论 109
参考文献 109
4.7 经验教训和未来方向 110
第5章 复合材料在商业运输中的应用 111
5.1 经验教训 111
5.1.1 设计 111
5.1.2 制造 112
5.1.3 航空公司运营 113
5.2 主要的最新进展 115
5.3 新的挑战 116
5.4 未来的发展方向 118
参考文献 118
第6章 超声速运输机的研究 119
6.1 历史背景 119
参考文献 122
6.2 SCAR计划 122
参考文献 128
6.3 高速研究计划 129
6.3.1 简介 130
6.3.2 树脂／复合材料进展 131
6.3.3 规模化应用和测试 131
6.3.4 老化研究 132
6.3.5 结构 137
参考文献 142
6.4 航空超声速基础研究项目 143
6.5 经验教训和未来方向 146
参考文献 146
第7章 通用航空 147
7.1 比奇“星舟”飞船（Beech Starship） 147
7.2 先进通用航空运输试验复合材料 148
参考文献 154
7.3 经验教训和未来发展方向 154
第8章 旋翼机 156
8.1 抗坠毁性 156
参考文献 158
8.2 吸能材料和概念 158
参考文献 162
8.3 经验教训和未来发展方向 163
第9章 运载火箭 164
9.1 航天飞机货舱门 165
参考文献 166
9.2 先进空间运输系统复合材料 166
参考文献 170
9.3 复合材料低温贮箱 170
9.3.1 最先进的美国空军DC-X和NASA对DC-XA的贡献 171
9.3.2 未来可重复使用运载器复合材料应用的NASA技术开发结构测试 171
9.3.3 NASA X-33运载火箭和复合材料贮箱 173
9.3.4 复合材料贮箱失败的原因：微细裂纹和其他原因 175
参考文献 178
9.4 “战神”1号和“战神”5号运载火箭 179
参考文献 183
9.5 复合材料乘员舱 183
参考文献 186
9.6 经验教训和未来发展方向 186
第10章 空间材料和结构 187
10.1 空间材料的发展 187
参考文献 188
10.2 空间结构 188
参考文献 189
10.3 空间环境效应 189
参考文献 190
10.4 复合材料的尺寸稳定性 191
参考文献 192
10.5 长期曝露设施 193
参考文献 196
10.6 经验教训和未来的发展方向 198
第11章 NASA兰利研究中心的耐高温聚合物技术研究进展 199
11.1 纤维和树脂的发展时间路线 199
11.2 新团队组建初期 201
11.3 高温聚合物研究背景 203
11.4 兰利对热稳定聚合物的追求：开端 207
11.5 复合材料基体研究：无论成功或失败都将继续 210
11.5.1 线性热塑性聚合物 211
11.5.2 低交联密度热塑性聚合物 224
11.5.3 高交联密度的热固性树脂 227
11.6 高速研究计划——树脂和复合材料的发展：实现 230
11.6.1 引言和指标性能 230
11.6.2 初始候选材料与筛选 232
11.6.3 早期PETI候选材料：LARC-PETI-1与LARC-PETI-2 234
11.6.4 候选材料：LARC-PETI-4、LARC-8515和LARC-PETI-5 236
11.6.5 LARC-PETI-5的制造工艺 246
11.6.6 HSR胶黏剂 248
11.6.7 HSR数据库 251
11.7 胶黏剂及其他应用 252
11.8 聚合物表征：1962—1995 254
11.9 经验教训和未来方向 260
11.9.1 经验教训 260
11.9.2 未来研究方向 261
参考文献 262
第12章 复合材料制造技术 280
12.1 制造技术时间表与综述 280
12.2 高性能复合材料制造工艺的可变因素 281
12.3 环氧树脂的液体成形或树脂膜熔渗工艺 281
12.4 连续纤维预浸料制备技术 282
12.5 非热压罐成形铺放工艺技术：干法自动铺丝／带工艺 283
12.6 粉末浸渍法预浸带制备技术 289
12.7 粉末浸渍法增强纤维织物 293
12.8 预浸带制备技术 294
12.9 适用于自动铺放工艺的电子束固化技术 298
12.10 感应加热技术 300
12.11 ATP的成本因素 302
12.12 其他类型的复合材料制备技术 304
12.13 聚酰亚胺树脂的液态浸渍工艺 305
12.13.1 背景、工装和树脂要求 305
12.13.2 初始研究 307
12.13.3 新型HT-VARTM树脂体系 307
12.14 纤维—金属层板 310
12.15 经验教训和未来趋势 311
参考文献 313
第13章 纳米技术 325
13.1 纳米增强复合材料 325
13.2 碳纳米管增强复合材料 326
13.3 氮化硼纳米技术：最新进展 333
13.4 经验教训与未来方向 334
参考文献 334
第14章 无损检测 338
14.1 复合材料无损检测技术的发展 338
14.2 NASA兰利的NDE研究 340
14.2.1 无损评价科学分部的发展 340
14.2.2 兰利研究中心对无损检测的贡献 341
14.2.3 近期的无损检测项目 346
14.3 经验教训和未来展望 347
参考文献 348
第15章 损伤容限 351
15.1 损伤容限的理解 351
15.2 兰利研究中心损伤容限研究 353
15.2.1 冲击对抗压强度的影响 353
15.2.2 树脂模量的作用：必需的材料参数 361
15.3 分层机理 362
15.4 渐进失效分析法 367
15.5 经验教训和未来方向 367
参考文献 368
第16章 材料与结构力学 373
16.1 复合材料失效分析的历史状况 373
16.2 多尺度模型 378
16.3 屈曲和后屈曲的力学行为 380
16.4 经验教训和未来的方向 385
参考文献 386
第17章 结构分析 388
17.1 有限元方法 388
17.2 对小詹姆斯·H．斯塔恩斯博士的赞扬 391
17.3 经验教训和未来方向 392
参考文献 393
第18章 高性能复合材料及其结构技术面临的重大挑战 395
18.1 分析认证 395
18.2 材料设计：多尺度建模和表征 395
18.3 高精度失效预测：微观和纳观机制 396
18.4 从纳米复合材料获利：多功能材料体系 397
18.5 智能材料和结构：更大、更集成化的结构 399
18.6 通用复合材料知识和经验：各向同性塑性思维 399
18.7 可靠性设计 401
18.8 非热压罐、低压固化复合材料体系 401
18.9 “谷歌”时代的研究 402
参考文献 403
第19章 作者介绍 404
第20章 附录 407
20.1 附录1：NASA兰利先进材料分部，复合材料研究主要单位之一的部分成果 407
20.1.1 技术资料／出版物／著作 407
20.1.2 专利和发明成果 408
20.1.3 工业研究R＆D-100奖励 408
20.1.4 专利商业许可 409
20.1.5 短期课程 410
20.1.6 戈登研究会议 410
20.1.7 NASA年度民用发明 410
20.1.8 其他各种奖励、活动和会员资格 410
参考文献 411
20.2 附录2：AMPB作者的聚合物化学、胶黏剂和胶黏剂性能，复合材料和复合材料性能的部分综述和专题论文 412
20.2.1 聚合物化学 412
20.2.2 胶黏剂 413
20.2.3 复合材料 414
20.2.4 聚合物特性表征 416
20.2.5 由NASA兰利研究中心组织的有关聚合物化学、胶黏剂及其性能、复合材料及其性能的专题研讨会（NASA和非NASA人员提出） 416
20.3 附录3：AMPB专利和发明成果 417
20.3.1 专利（以授权号排列） 417
20.3.2 发明成果 424
后记 428