《複合材料力學基礎》是2019年4月上海交通大學出版社出版的圖書，作者是【美】羅納德·F·吉布森，本書主要講述了複合材料單向板應力-應變關係；連續纖維增強單向板的有效模量和強度等基本內容；同時對單向板和層壓板吸濕行為、粘彈特性和動力學行為進行了詳細闡述，*後介紹了材料的斷裂分析以及性能試驗方法。
基本介紹
- 中文名：複合材料力學基礎
- 作者：【美】羅納德·F·吉布森
- 出版社：上海交通大學出版社
- ISBN：9787313206565
內容簡介,圖書目錄,作者簡介,
內容簡介
本書根據《複合材料力學基礎》第四版譯著，主要包括複合材料單向板應力-應變關係；連續纖維增強單向板的有效模量和強度等基本內容；同時對單向板和層壓板吸濕行為、粘彈特性和動力學行為進行了詳細闡述，*後介紹了材料的斷裂分析以及性能試驗方法。每章節設有例題和習題幫助讀者理解和掌握相關知識，並附有參考答案。
本書對複合材料力學方面的知識表述邏輯清晰，語言淺顯易懂，非常適合複合材料及力學領域的初學者，同時可供材料領域及其相關專業的高等院校師生、工程技術人員、研發人員等參考使用。
圖書目錄
1. 引言 1
1.1 基本概念 1
1.2 複合材料組份材料 6
1.2.1 增強體，包括納米增強體 10
1.2.2 基體和填充材料 11
1.3 複合材料的結構套用 16
1.4複合材料的多功能套用 24
1.5 製造工藝 28
1.6複合材料力學行為要素 38
1.7 材料力學基本方程回顧 39
參考文獻 50
2. 單層板的應力-應變關係 52
2.1引言 52
2.2 應力-應變關係中的有效模量 53
2.3 應力-應變關係中的對稱性 57
2.4 正交各向異性和各向同性工程常數 64
2.5 特別正交各向異性單層板 68
2.6 一般正交各向異性單層板 72
參考文獻 88
3. 連續纖維增強單層板的有效模量 89
3.1 引言 89
3.2 材料力學基本模型 98
3.2.1 縱向模量 100
3.2.2 橫向模量 103
3.2.3 剪下模量和泊松比 105
3.3 改進的材料力學模型 113
3.4 彈性模型 119
3.4.1 有限差分模型 119
3.4.2 有限元模型 121
3.4.3 封閉解和變分模型 127
3.5 半經驗模型 128
參考文獻 134
4. 連續纖維增強單層板的強度 137
4.1 引言 137
4.2 多軸強度準則 140
4.2.1 應力準則 141
4.2.2 應變準則 146
4.2.3 二次互動準則 147
4.3 單層板強度的細觀力學模型 162
4.3.1 縱向強度 162
4.3.2 橫向強度 171
4.3.3 面內剪下強度 176
4.3.4 多軸強度 176
參考文獻 181
5. 單層板的濕熱性能分析 187
5.1 引言 187
5.2 濕熱性能退化 188
5.3濕熱效應下單層板的應力應變關係 200
5.4濕熱性能的細觀力學模型 209
參考文獻 217
6. 不連續纖維增強複合材料單層板分析 220
6.1 引言 220
6.2 定向不連續纖維 221
6.2.1 應力和強度分析 222
6.2.2 模量分析 227
6.3 偏軸定向不連續纖維 236
6.3.1 應力和強度分析 236
6.3.2 模量分析 239
6.4 隨機取向不連續纖維 247
6.4.1 應力和強度分析 248
6.4.2 模量分析 249
6.5 納米纖維和納米管 257
6.5.1 應力和強度分析 260
6.5.2 模量分析 260
6.6 顆粒 264
6.6.1 應力和強度分析 265
6.6.2 模量分析 267
6.7 混雜多尺度增強體 269
參考文獻 277
7. 層壓板分析 283
7.1 引言 283
7.2 層壓梁理論 284
7.2.1 彎曲應力和變形 284
7.2.2 剪下應力和變形 288
7.3 考慮耦合的層壓板理論 299
7.4 典型層壓板的剛度特徵 306
7.4.1 特殊正交各向異性層壓板 306
7.4.2 一般正交各向異性層壓板 307
7.4.3 對稱層壓板 308
7.4.4 反對稱層壓板 308
7.4.5 準各向同性層壓板 308
7.5 層壓板柔度的推導和使用 317
7.5.1 層壓板力-變形方程的逆形式 317
7.5.2 單層板應力和應變的確定 319
7.5.3 層壓板工程常數的確定 319
7.5.4 柔度試驗值與預測值的比較 322
7.6 層壓板濕熱效應 331
7.6.1 層壓板的濕熱退化 331
7.6.2 層壓板的濕熱應力 331
7.6.3 層壓板的濕熱膨脹係數 333
7.7 層間應力 334
7.8 層壓板強度分析 340
7.8.1 面內應力引起的首層破壞及後續破壞 340
7.8.2 層間應力引起的分層 342
7.9 層壓板的變形和屈曲 362
7.9.1 橫向小變形分析 362
7.9.2 屈曲分析 367
7.10 層壓板的設計選型 371
7.11 層壓板分析在複合材料結構中的套用 376
7.11.1 複合材料夾層結構 376
7.11.2 複合材料格柵結構 380
參考文獻 390
8. 粘彈性和動力學特性 394
8.1 引言 394
8.2 複合材料的線性粘彈性特性 396
8.2.1 蠕變和弛豫的玻爾茲曼疊加積分 398
8.2.2 微分方程和彈簧-阻尼模型 402
8.2.3 準彈性分析 410
8.2.4 正弦振盪和複數模量符號 412
8.2.5 彈性-粘彈性對應準則 416
8.2.6 溫度和老化的影響 420
8.3 複合材料的動態性能 436
8.3.1 特殊正交各向異性複合材料桿中的縱向波動和振動 437
8.3.2 複合材料梁的彎曲振動 442
8.3.3 層壓板的橫向振動 446
8.3.4 複合材料阻尼分析 451
8.4 粘彈性和動態特性的納米增強 460
參考文獻 470
9. 斷裂分析 476
9.1 引言 476
9.2 穿透厚度裂紋的斷裂力學分析 476
9.2.1 應力強度因子方法 478
9.2.2 應變能釋放率方法 481
9.2.3 虛擬裂紋閉合技術 484
9.3 穿透厚度缺口的應力斷裂準則 489
9.4 層間斷裂 495
9.5 斷裂韌性的納米增強 505
參考文獻 511
10. 複合材料力學試驗 512
10.1 引言 512
10.2 組份材料性能的測試 512
10.2.1 纖維測試 512
10.2.2 樹脂基體測試 515
10.2.3 材料體積分數的測量 518
10.3 複合材料基本性能的測試 519
10.3.1 拉伸試驗 519
10.3.2 壓縮試驗 524
10.3.3 剪下試驗 526
10.3.4 彎曲試驗 535
10.3.5 層間斷裂試驗 536
10.3.6 纖維/基體界面試驗 539
10.3.7 開孔和填充孔試驗 541
10.3.8 擠壓試驗 542
10.3.9 拉脫試驗 544
10.4粘彈性和動力學特性測量 551
10.4.1 蠕變試驗 552
10.4.2 振動試驗 555
10.5 濕熱性能測量 561
10.5.1 玻璃化轉變溫度試驗 561
10.5.2 熱膨脹試驗 561
10.5.3 吸濕試驗 562
參考文獻 565
11. 部分參考答案 573
附錄A：矩陣的概念和運算 575
附錄B：應力平衡方程 583
附錄C：應變-位移方程 586
索引 588
作者簡介
羅納德·吉布森博士，目前是位於Reno的內達華大學的機械工程兼職教授。他在明尼蘇達大學獲得力學博士學位，在田納西大學獲得機械工程碩士學位，在佛羅里達大學獲得機械工程本科學位。他的工業和政府經歷包括擔任聯合碳化物公司開發工程師，核分部和NASA蘭利研究中心夏季教員研究員職位。他曾在愛荷華州立大學、愛達荷大學、韋恩州立大學全職工作，以及在史丹福大學、佛羅里達大學和密西根州立大學做訪問學者。他被選為美國機械工程師協會、美國複合材料學會、美國材料和工藝工程促進協會會員。他也是美國工程師教育協會、AIAA和實驗力學協會會員。他曾擔任2004至2005年美國複合材料協會主席，及2002-2003年的副主席。
吉布森博士曾獲得的獎項包括實驗力學協會年度研究論文Hetenyi獎，愛達荷大學工程學院傑出教師獎，傑出教師獎學金獎，DeVlieg教授和WSU的傑出研究生院導師獎。他的研究成果已發表在許多學術期刊文章中，並在各種國內和國際會議上發表。他當前的研究興趣包括複合材料和結構的力學表征、複合材料的噪聲和振動控制、複合材料的設計和製造、吸能材料的表征、多功能複合材料和納米複合材料。
