《先進複合材料工學》是2014年3月出版的圖書，作者是王榮國。
基本介紹
- 書名：先進複合材料工學
- 作者：王榮國
- ISBN：978-7-118-09178-6
- 頁數：193
- 定價：56.00
- 出版時間：2014年3月
- 裝幀：精裝
- 開本：16
- 版次：1版1次
- 出版基金：裝備科技譯著出版基金
- 字數：308
- 中圖分類：TB33
內容簡介,目錄,
譯者序本書是由日本大學著名專家邊搖吾一教授和日本宇宙航空研究開發機構著名專家石川隆兵槳樂司研究員組織編寫的有關先進複合材料方面的一本專著,本書匯集了先進複合材料領域內的最新研究成果和實例,包括複合材料中斷裂力學的研究方法、粘接連線中的化學和力學問題、複合材料結構的損傷容限、設計要點及複合材估蜜訂料在飛機、火箭和人造衛星等結構上的套用實例,並提出了未來複合材料潛在的套用價值,反映了先進複合材料的發展方向,在日本本書被廣泛作為研究生教材使組拳束檔用。經作者同意,譯者將該著作翻譯介紹到中國,期望對我國從事複合材料結構設計、力學性能研究以及複合材料開發套用的工程技術人員和研究生起到一定的參考價值。本書由王榮國教授主持翻譯,並對全書進行了校核。參加本書翻譯及校核的人員還有張樹萍擊講試、李有青、劉再陽、錢民中、劉文博、徐忠海、白淳岳等長年從事複合材料研究及套用的各位專家教授。另外,本書翻譯過程中得到了赫曉東教授的全面指導整罪背甩,在此一併表示衷心的感謝! 由於譯者水平有限,譯文難免存在錯誤和不妥之處,懇請廣大讀者批評指正。
1單向增強材料特性的計算方法 1
1. 1引言 1
1. 2單向增強材料彈性模量預測:複合法則/從上下邊采檔界到嚴密解 1
1. 3單向增強材料彈性模量預測:Self - Consistent
模型及材料力學近似解 4
1. 4單向增強材料彈性模量預測:導入幾何學經驗
係數的對數函式近似解 6
1. 5纖維隨機分布對單向增強材料彈性模量的影響 9
1. 6單向增強材料熱膨脹係數的預測公式 11
1. 7拉伸強度的機率論 12
1. 7. 1拉伸強度 12
1. 7. 2Weibull 分布 13
1. 7. 3單向增強材料的強度 14
1. 7. 4強度機率論的後續發展 15
1. 8壓縮強度預測方程 19
1. 9本章小結 20
參考文獻 21
2正交各向異性力學 23
2. 1引言 23
2. 2各向異性材料中獨立的彈性常數 23
2. 3正交各向異性材料彈性常數的轉換公式 25
2. 4正交各向異性材料彈性模量測定方法示例 29
2. 5單向材料的非線性彈性行為 31
2. 6正交各向異性材料的強度準則 33
2. 6. 1最大應力理論 33
2. 6. 2最大應變理論 34
2. 6. 3相互作用理論 35
參考文獻 39
3層合板·夾層板及織物結構 41
3. 1單層板的應力—應變關係 41
3. 2層合板 42
3. 3對稱鋪層 44
3. 4耦合效應 44
3. 5對稱鋪層參數 45
3. 6鋪層參數與鋪層結構 46
3. 6. 1正交鋪層 46
3. 6. 2對角鋪層 47
3. 6. 3準各向同性鋪層(0毅/ 依45毅/90毅) 47
3. 7夾層梁 48
3. 7. 1彎曲剛度 48
3. 7. 2芯材剪下剛度的影響 49
3. 7. 3整體屈曲載荷 50
3. 7. 4局部屈曲載荷 50
3. 8夾層板 51
3. 8. 1能量法 51
3. 8. 2屈曲載荷 53
3. 8. 3撓度 53
3. 9織物增強材料的力學性能預測 54
3. 9. 1織物的分類和紗線重複數ng 54
3. 9. 2嵌合體模型與廣義彈性模量的上下邊界 55
3. 9. 3紗線彎曲模型的一維解 57
3. 9. 4緞紋織物增強複合頁刪愉材料特性的架橋模型 61
3. 9. 5織物增強複合材料力學模型後續發展簡述 63
參考文獻 65
4斷裂力學在複合材料中的套用 67
4. 1引言 67
4. 2利用斷裂力學的優點 67
4. 2. 1各向同性彈性體中裂紋和應力擴大係數 67
4. 2. 2能量釋放率 69
4. 2. 3裂紋的尺寸效應 72
4. 3各向異性線性彈性體中裂紋尖端附近的應力 72
4. 3. 1各向異性彈性體的斷裂力學 72
4. 3. 2均質各向異性彈性體裂紋尖端的控制方程 72
4. 4層間剝離與斷裂力學 74
4. 4. 1斷裂力學在層間剝離中的套用 74
4. 4. 2裂紋擴展的能量守恆 75
4. 4. 3數值方法及其相容性 76
4. 4. 4裂紋擴展的條件 77
4. 5本章小結 78
參考文獻 79
5熱應力及橫向裂紋 79
5. 1引言 79
5. 2層板的熱應力 79
5. 3橫向裂紋及斷裂力學 81
5. 3. 1斷裂力學的套用 81
5. 3. 2橫向裂紋擴展時的能量守恆 82
5. 4本章小結 83
參考文獻 83
6粘接及粘合化學 84
6. 1引言 84
6. 2複合材料界面 84
6. 3界面的評價 85
6. 4工業的表面處理 86
6. 4. 1碳纖維的表面處理 86
6. 4. 2有機纖維的表面處理 86
6. 4. 3玻璃纖維表面處理及矽烷偶聯劑 88
6. 5各種界面處理效果 88
先進複合材料工學
6. 5. 1提高成型的作用 89
6. 5. 2纖維周圍的樹脂改性 90
6. 5. 3漿膜層的添加作用 91
6. 6本章小結 92
參考文獻 92
7粘接連線的力學 95
7. 1引言 95
7. 2粘接部位力的傳遞 95
7. 2. 1薄板間連線(粘接接頭)中的材料力學處理 95
7. 2. 2粘接接頭上的斷裂力學分析 98
7. 2. 3層合板與增強材料的結合 99
7. 3纖維與基體樹脂的結合 100
7. 4本章小結 101
參考文獻 101
8複合材料結構的屈曲 103
8. 1引言 103
8. 2桿件的屈曲 104
8. 2. 1屈曲載荷與邊界條件 105
8. 2. 2初始擾動的影響 105
8. 2. 3屈曲後的變形與載荷 106
8. 2. 4剪下剛度與屈曲載荷 107
8. 2. 5受彈性支撐的桿件 107
8. 2. 6桿件的各種屈曲現象 108
8. 3平板的屈曲 108
8. 3. 1四周簡支的矩形板的單向壓縮屈曲(Nx = - S,Nxy = Ny =0) 109
8. 3. 2四周簡支的正交各向異性板的單向壓縮
屈曲(Nx = - S,Ny = Nxy =0) 109
8. 3. 3邊界條件與屈曲載荷 111
8. 3. 4平板屈曲後的行為 111
8. 4增強平板的屈曲 114
8. 5殼的屈曲 115
8. 6複合材料層合板的屈曲 116
8. 6. 1層合板的屈曲與鋪層數 118
8. 7層間剝離與屈曲載荷 119
8. 8T 型增強材料的屈曲與屈曲後的行為 125
8. 9本章小結 130
參考文獻 131
9複合材料的有限元分析 132
9. 1有限元法的基礎知識 132
9. 2基於位移法的有限元分析 133
9. 2. 1虛功原理 133
9. 2. 2有限單元內部位移內插 134
9. 2. 3控制方程的導出 134
9. 2. 4解的收斂和誤差 135
9. 3幾種不同類型的有限單元 136
9. 3. 1常應變三角形單元 136
9. 3. 2四邊形單元 137
9. 3. 38 節點等參數單元 138
9. 3. 44 節點非協調四邊形單元 139
9. 3. 5薄殼單元 140
9. 3. 6高階剪下單元與剪下閉鎖 141
9. 4非線性問題和有限元法 142
9. 5有限元法和斷裂力學 142
9. 6用於複合材料分析有限元法的開發 145
9. 6. 1均質化法 145
9. 6. 2擴展有限元法(X - FEM) 146
參考文獻 146
10損傷容限 147
10. 1引言 147
10. 2損傷種類和損傷容限的適用範圍 147
10. 3衝擊損傷 149
10. 4層間剝離 153
先進複合材料工學
10. 5本章小結 153
參考文獻 154
11複合材料結構設計要點 155
11. 1強度與剛度 155
11. 2熱膨脹 156
11. 3失穩 156
11. 4鋪層結構 156
11. 5接頭 157
11. 5. 1機械接頭 158
11. 5. 2膠接接頭 160
11. 6疲勞及衝擊損傷 161
11. 6. 1疲勞 161
11. 6. 2衝擊損傷 162
參考文獻 162
12飛機、火箭結構方面的套用實例 163
12. 1引言 163
12. 2先進複合材料在飛機中的套用 163
12. 3CFRP 在運載火箭上的套用 167
12. 4本章小結 167
參考文獻 168
13複合材料的無損檢測 169
13. 1引言 169
13. 2檢測方法種類和套用 169
13. 3採用超聲檢測技術的無損檢測 170
13. 4採用X 射線透過法檢測技術和X 射線CT 檢測技術的無損
檢測 173
13. 5本章小結 174
參考文獻 175
14飛機用複合材料試驗指南和試驗方法 176
14. 1引言 176
14. 2用積木構建法對複合材料結構進行驗證 176
14. 3試驗水平與數據的使用 177
14. 3. 1按結構複雜性分類 177
14. 3. 2按數據適用性分類 178
14. 4試驗計畫 179
14. 5試驗模型 179
14. 6本章小結 180
參考文獻 180
15發動機用複合材料結構的特徵 181
15. 1引言 181
15. 2噴氣發動機用結構材料與複合材料的位置 181
15. 3樹脂基複合材料(PMC) 182
15. 4金屬基複合材料(MMC) 183
15. 5陶瓷基複合材料(CMC) 184
15. 5. 1陶瓷纖維的特徵 184
15. 5. 2CMC 的特徵 185
15. 6本章小結 186
參考文獻 186
16人造衛星的複合材料結構 188
16. 1引言 188
16. 2人造衛星結構的重要部件 188
16. 3人造衛星用複合材料結構實例 189
16. 3. 1作為基本結構的蜂窩夾層板 189
16. 3. 2衛星運載艙 190
16. 3. 3天線反射面 192
16. 3. 4宇宙望遠鏡結構 193
16. 4本章小結 193
參考文獻 193"
3. 7夾層梁 48
3. 7. 1彎曲剛度 48
3. 7. 2芯材剪下剛度的影響 49
3. 7. 3整體屈曲載荷 50
3. 7. 4局部屈曲載荷 50
3. 8夾層板 51
3. 8. 1能量法 51
3. 8. 2屈曲載荷 53
3. 8. 3撓度 53
3. 9織物增強材料的力學性能預測 54
3. 9. 1織物的分類和紗線重複數ng 54
3. 9. 2嵌合體模型與廣義彈性模量的上下邊界 55
3. 9. 3紗線彎曲模型的一維解 57
3. 9. 4緞紋織物增強複合材料特性的架橋模型 61
3. 9. 5織物增強複合材料力學模型後續發展簡述 63
參考文獻 65
4斷裂力學在複合材料中的套用 67
4. 1引言 67
4. 2利用斷裂力學的優點 67
4. 2. 1各向同性彈性體中裂紋和應力擴大係數 67
4. 2. 2能量釋放率 69
4. 2. 3裂紋的尺寸效應 72
4. 3各向異性線性彈性體中裂紋尖端附近的應力 72
4. 3. 1各向異性彈性體的斷裂力學 72
4. 3. 2均質各向異性彈性體裂紋尖端的控制方程 72
4. 4層間剝離與斷裂力學 74
4. 4. 1斷裂力學在層間剝離中的套用 74
4. 4. 2裂紋擴展的能量守恆 75
4. 4. 3數值方法及其相容性 76
4. 4. 4裂紋擴展的條件 77
4. 5本章小結 78
參考文獻 79
5熱應力及橫向裂紋 79
5. 1引言 79
5. 2層板的熱應力 79
5. 3橫向裂紋及斷裂力學 81
5. 3. 1斷裂力學的套用 81
5. 3. 2橫向裂紋擴展時的能量守恆 82
5. 4本章小結 83
參考文獻 83
6粘接及粘合化學 84
6. 1引言 84
6. 2複合材料界面 84
6. 3界面的評價 85
6. 4工業的表面處理 86
6. 4. 1碳纖維的表面處理 86
6. 4. 2有機纖維的表面處理 86
6. 4. 3玻璃纖維表面處理及矽烷偶聯劑 88
6. 5各種界面處理效果 88
先進複合材料工學
6. 5. 1提高成型的作用 89
6. 5. 2纖維周圍的樹脂改性 90
6. 5. 3漿膜層的添加作用 91
6. 6本章小結 92
參考文獻 92
7粘接連線的力學 95
7. 1引言 95
7. 2粘接部位力的傳遞 95
7. 2. 1薄板間連線(粘接接頭)中的材料力學處理 95
7. 2. 2粘接接頭上的斷裂力學分析 98
7. 2. 3層合板與增強材料的結合 99
7. 3纖維與基體樹脂的結合 100
7. 4本章小結 101
參考文獻 101
8複合材料結構的屈曲 103
8. 1引言 103
8. 2桿件的屈曲 104
8. 2. 1屈曲載荷與邊界條件 105
8. 2. 2初始擾動的影響 105
8. 2. 3屈曲後的變形與載荷 106
8. 2. 4剪下剛度與屈曲載荷 107
8. 2. 5受彈性支撐的桿件 107
8. 2. 6桿件的各種屈曲現象 108
8. 3平板的屈曲 108
8. 3. 1四周簡支的矩形板的單向壓縮屈曲(Nx = - S,Nxy = Ny =0) 109
8. 3. 2四周簡支的正交各向異性板的單向壓縮
屈曲(Nx = - S,Ny = Nxy =0) 109
8. 3. 3邊界條件與屈曲載荷 111
8. 3. 4平板屈曲後的行為 111
8. 4增強平板的屈曲 114
8. 5殼的屈曲 115
8. 6複合材料層合板的屈曲 116
8. 6. 1層合板的屈曲與鋪層數 118
8. 7層間剝離與屈曲載荷 119
8. 8T 型增強材料的屈曲與屈曲後的行為 125
8. 9本章小結 130
參考文獻 131
9複合材料的有限元分析 132
9. 1有限元法的基礎知識 132
9. 2基於位移法的有限元分析 133
9. 2. 1虛功原理 133
9. 2. 2有限單元內部位移內插 134
9. 2. 3控制方程的導出 134
9. 2. 4解的收斂和誤差 135
9. 3幾種不同類型的有限單元 136
9. 3. 1常應變三角形單元 136
9. 3. 2四邊形單元 137
9. 3. 38 節點等參數單元 138
9. 3. 44 節點非協調四邊形單元 139
9. 3. 5薄殼單元 140
9. 3. 6高階剪下單元與剪下閉鎖 141
9. 4非線性問題和有限元法 142
9. 5有限元法和斷裂力學 142
9. 6用於複合材料分析有限元法的開發 145
9. 6. 1均質化法 145
9. 6. 2擴展有限元法(X - FEM) 146
參考文獻 146
10損傷容限 147
10. 1引言 147
10. 2損傷種類和損傷容限的適用範圍 147
10. 3衝擊損傷 149
10. 4層間剝離 153
先進複合材料工學
10. 5本章小結 153
參考文獻 154
11複合材料結構設計要點 155
11. 1強度與剛度 155
11. 2熱膨脹 156
11. 3失穩 156
11. 4鋪層結構 156
11. 5接頭 157
11. 5. 1機械接頭 158
11. 5. 2膠接接頭 160
11. 6疲勞及衝擊損傷 161
11. 6. 1疲勞 161
11. 6. 2衝擊損傷 162
參考文獻 162
12飛機、火箭結構方面的套用實例 163
12. 1引言 163
12. 2先進複合材料在飛機中的套用 163
12. 3CFRP 在運載火箭上的套用 167
12. 4本章小結 167
參考文獻 168
13複合材料的無損檢測 169
13. 1引言 169
13. 2檢測方法種類和套用 169
13. 3採用超聲檢測技術的無損檢測 170
13. 4採用X 射線透過法檢測技術和X 射線CT 檢測技術的無損
檢測 173
13. 5本章小結 174
參考文獻 175
14飛機用複合材料試驗指南和試驗方法 176
14. 1引言 176
14. 2用積木構建法對複合材料結構進行驗證 176
14. 3試驗水平與數據的使用 177
14. 3. 1按結構複雜性分類 177
14. 3. 2按數據適用性分類 178
14. 4試驗計畫 179
14. 5試驗模型 179
14. 6本章小結 180
參考文獻 180
15發動機用複合材料結構的特徵 181
15. 1引言 181
15. 2噴氣發動機用結構材料與複合材料的位置 181
15. 3樹脂基複合材料(PMC) 182
15. 4金屬基複合材料(MMC) 183
15. 5陶瓷基複合材料(CMC) 184
15. 5. 1陶瓷纖維的特徵 184
15. 5. 2CMC 的特徵 185
15. 6本章小結 186
參考文獻 186
16人造衛星的複合材料結構 188
16. 1引言 188
16. 2人造衛星結構的重要部件 188
16. 3人造衛星用複合材料結構實例 189
16. 3. 1作為基本結構的蜂窩夾層板 189
16. 3. 2衛星運載艙 190
16. 3. 3天線反射面 192
16. 3. 4宇宙望遠鏡結構 193
16. 4本章小結 193
參考文獻 193"
