復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

前言

現(xiàn)代復(fù)合材料的發(fā)展始于二十世紀(jì)40年代。60年代初出現(xiàn)了先進(jìn)復(fù)合材料——一種比強(qiáng)度、比模量高的纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料，使復(fù)合材料得以更為迅速的發(fā)展。目前，復(fù)合材料作為材料學(xué)科中一支獨(dú)立的新的學(xué)科分支，已得到廣泛重視，正日益發(fā)展，并在許多工業(yè)部門(mén)得到廣泛應(yīng)用，成為當(dāng)今高科技發(fā)展中新材料開(kāi)發(fā)的一個(gè)重要方面。《復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》是高等學(xué)校復(fù)合材料類(lèi)專(zhuān)業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)確定統(tǒng)編的、為復(fù)合材料專(zhuān)業(yè)學(xué)生使用的一本專(zhuān)業(yè)教材，按70學(xué)時(shí)編寫(xiě)。本教材包括復(fù)合材料經(jīng)典層合板理論；剛度和強(qiáng)度的計(jì)算方法；復(fù)合材料結(jié)構(gòu)元件的分析和典型產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本步聚和方法等內(nèi)容。通過(guò)學(xué)習(xí)本教材，使學(xué)生掌握關(guān)于復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本知識(shí)?？紤]到各院校對(duì)本課程要求的不同，在講授時(shí)可以根據(jù)具體情況取舍。目前，國(guó)內(nèi)設(shè)有復(fù)合材料專(zhuān)業(yè)的各院校，以不同名稱(chēng)開(kāi)設(shè)這門(mén)課程已有10余年，但內(nèi)容與深度并不統(tǒng)一，這本統(tǒng)編教材吸收了各校多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)及比較成熟且能反映本課程發(fā)展前沿的內(nèi)容編纂而成，希望它能為復(fù)合材料專(zhuān)業(yè)的學(xué)生掌握這方面的知識(shí)發(fā)揮一定作用。根據(jù)各校復(fù)合材料專(zhuān)業(yè)現(xiàn)行的教育計(jì)劃，這門(mén)課程的先修力學(xué)基礎(chǔ)是材料力學(xué)。因此，本書(shū)在敘述時(shí)，是從學(xué)生已掌握材料力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)出發(fā)，開(kāi)拓復(fù)合材料力學(xué)的概念；比較傳統(tǒng)材料結(jié)構(gòu)的分析與設(shè)計(jì)，開(kāi)拓復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的分析與設(shè)計(jì)，使讀者掌握復(fù)合材料在力學(xué)性能和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的特點(diǎn)。全書(shū)循序漸進(jìn)、由淺入深，系統(tǒng)性較強(qiáng)，既便于教學(xué)又可自學(xué)，同時(shí)有些內(nèi)容還具有相對(duì)獨(dú)立性，便于使用時(shí)取舍。本教材共分7章。第l、2、3、5、6章由李順林編寫(xiě)，第4章由王興業(yè)編寫(xiě)，第7章7.1節(jié)由王云凱編寫(xiě)，7.2節(jié)由肖軍編寫(xiě)，7.3至7.5節(jié)由唐羽章編寫(xiě)。全書(shū)由李順林、王興業(yè)主編，由劉錫禮、劉德安主審。本教材在編寫(xiě)過(guò)程中得到國(guó)家建材局、高等學(xué)校復(fù)合材料類(lèi)專(zhuān)業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)及其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)組的支持和指導(dǎo)，并對(duì)本書(shū)內(nèi)容提出了許多寶貴的意見(jiàn)，作者謹(jǐn)向有關(guān)單位和個(gè)人表示衷心的感謝。由于作者水平有限，本教材的缺點(diǎn)和錯(cuò)誤在所難免，懇請(qǐng)讀者批評(píng)指正。

內(nèi)容概要

　　《復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》是為高等學(xué)校復(fù)合材料專(zhuān)業(yè)學(xué)生編寫(xiě)的一本全國(guó)統(tǒng)編教材，可供70學(xué)時(shí)教學(xué)使用。《復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》從大學(xué)工程類(lèi)材料力學(xué)基礎(chǔ)出發(fā)，介紹了復(fù)合材料力學(xué)、復(fù)合材料結(jié)構(gòu)力學(xué)和復(fù)合材料構(gòu)件設(shè)計(jì)的基本知識(shí)。全書(shū)共分7章，內(nèi)容包括復(fù)合材料單層的剛度和強(qiáng)度、復(fù)合材料層合板的剛度和強(qiáng)度、復(fù)合材料結(jié)構(gòu)分析、復(fù)合材料連接、復(fù)合材料設(shè)計(jì)的一般方法和典型產(chǎn)品設(shè)計(jì)。書(shū)中編入了適當(dāng)?shù)睦}，并附有習(xí)題。全書(shū)在編寫(xiě)中，內(nèi)容由淺入深，循序漸進(jìn)，除作為教材外，還可供有關(guān)專(zhuān)業(yè)師生和工程技術(shù)人員參考。

書(shū)籍目錄

1　緒論1.1 復(fù)合材料的發(fā)展簡(jiǎn)史與現(xiàn)狀1.2 復(fù)合材料的分類(lèi)1.3 復(fù)合材料及其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)2　單層的剛度與強(qiáng)度2.1 單層的正軸剛度2.1.1 單層的正軸應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系2.1.2 各種復(fù)合材料的單層正軸剛度參數(shù)2.2 單層的偏軸剛度2.2.1 應(yīng)力轉(zhuǎn)換與應(yīng)變轉(zhuǎn)換公式2.2.2 單層的偏軸應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系2.2.3 單層的偏軸模量2.2.4 單層的偏軸柔量2.2.5 單層的偏軸工程彈性常數(shù)2.3 單層的強(qiáng)度2.3.1 單層的基本強(qiáng)度2.3.2 單層的失效準(zhǔn)則2.3.3 單層的強(qiáng)度比方程2.4 單層的三維應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系2.4.1 單層的一般三維應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系2.4.2 單層的正軸三維應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系2.4.3 橫向各向同性單層的正軸三維應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系2.4.4 單層的偏軸三維應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系2.4.5 與平面應(yīng)力狀態(tài)的關(guān)系2.4.6 單層的三維工程彈性常數(shù)3　層合板的剛度與強(qiáng)度3.1 對(duì)稱(chēng)層合板的面內(nèi)剛度3.1.1 層合板的表示法3.1.2 面內(nèi)的內(nèi)力與面內(nèi)應(yīng)變的關(guān)系3.1.3 對(duì)稱(chēng)層合板的面內(nèi)工程彈性常數(shù)3.1.4 面內(nèi)剛度系數(shù)的計(jì)算3.1.5 幾種典型對(duì)稱(chēng)層合板的面內(nèi)剛度3.1.6 對(duì)稱(chēng)層合板面內(nèi)剛度的轉(zhuǎn)換3.2 對(duì)稱(chēng)層合板的彎曲剛度3.2.1 彎曲力矩與曲率的關(guān)系3.2.2 對(duì)稱(chēng)層合板的彎曲工程彈性常數(shù)3.2.3 彎曲剛度系數(shù)的計(jì)算3.2.4 幾種典型對(duì)稱(chēng)層合板的彎曲剛度3.2.5 對(duì)稱(chēng)層合板彎曲剛度的轉(zhuǎn)換3.3 一般層合板的剛度3.3.1 內(nèi)力一應(yīng)變關(guān)系3.3.2 一般層合板的工程彈性常數(shù)3.3.3.一般層合板剛度系數(shù)的計(jì)算3.3.4 兩種非對(duì)稱(chēng)層合板的剛度3.3.5 一般層合板耦合剛度的轉(zhuǎn)換3.3.6 平行移軸定理3.4 層合板的強(qiáng)度3.4.1 最先一層失效強(qiáng)度3.4.2 極限強(qiáng)度3.4.3 層合板的濕熱效應(yīng)及其對(duì)強(qiáng)度的影響4　復(fù)合材料結(jié)構(gòu)分析4.1 復(fù)合材料結(jié)構(gòu)分析的基本問(wèn)題4.1.1 各向異性體彈性力學(xué)基本方程4.1.2 彈性力學(xué)問(wèn)題的一般解法4.1.3 復(fù)合材料受拉直桿分析4.1.4 純剪和純彎載荷作用下的復(fù)合材料構(gòu)件分析4.2 復(fù)合材料梁4.2.1 層合梁分析4.2.2 復(fù)合材料薄壁梁4.3 夾層結(jié)構(gòu)分析4.3.1 夾層板分析基礎(chǔ)4.3.2 蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的工程計(jì)算4.4 復(fù)合材料板的彎曲分析4.4.1 板彎曲控制方程4.4.2 復(fù)合材料板彎曲的應(yīng)力和應(yīng)變4.4.3 四邊簡(jiǎn)支正交各向異性板彎曲的解4.4.4 正交各向異性板彎曲問(wèn)題的列維解法4.4.5 一般層合板的彎曲分析4.4.6 復(fù)合材料板的屈曲4.5 復(fù)合材料殼體分析4.5.1 薄殼的定義與基本假設(shè)4.5.2 曲面幾何基礎(chǔ)4.5.3 殼體上任意一點(diǎn)的位移4.5.4 殼體的應(yīng)變4.5.5 殼體內(nèi)力及變形與內(nèi)力的關(guān)系4.5.6 殼體的平衡方程4.5.7 復(fù)合材料圓柱殼分析4.5.8 層合殼薄膜理論5　復(fù)合材料連接5.1 復(fù)合材料連接方式5.1.1 膠接與機(jī)械連接的比較5.1.2 接頭效率5.2 膠接連接5.2.1 膠接連接接頭的分析5.2.2 膠接連接設(shè)計(jì)5.3 機(jī)械連接5.3.1 機(jī)械連接接頭的分析5.3.2 機(jī)械連接設(shè)計(jì)6　復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)6.1 概述6.1.1 復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程6.1.2 設(shè)計(jì)條件6.2 材料設(shè)計(jì)6.2.1 原材料的選擇與復(fù)合材料性能6.2.2 單層性能的確定6.2.3 復(fù)合材料層合板設(shè)計(jì)6.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)6.3.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則6.3.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的工藝性要求6.3.3 許用值與安全系數(shù)的確定6.3.4 典型結(jié)構(gòu)件的設(shè)計(jì)6.3.5 各種結(jié)構(gòu)形式的選擇6.3.6 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與應(yīng)考慮的其他因素7　復(fù)合材料典型產(chǎn)品設(shè)計(jì)7.1 復(fù)合材料貯罐設(shè)計(jì)7.1.1 概述7.1.2 臥式貯罐設(shè)計(jì)7.1.3 立式貯罐設(shè)計(jì)7.2 纖維纏繞內(nèi)壓容器設(shè)計(jì)7.2.1 概述7.2.2 網(wǎng)絡(luò)理論7.2.3 內(nèi)壓容器筒身段的網(wǎng)絡(luò)理論7.2.4 封頭段的網(wǎng)絡(luò)理論7.2.5 壓力容器設(shè)計(jì)7.3 管道設(shè)計(jì)7.3.1 概述7.3.2 玻璃鋼管道的結(jié)構(gòu)及成型工藝7.3.3 玻璃鋼管道的設(shè)計(jì)要點(diǎn)7.3.4 由內(nèi)壓引起的周向和軸向應(yīng)力7.3.5 由土壓引起的管道外壓及管壁應(yīng)力7.3.6 管道在地面敷設(shè)時(shí)的載荷和應(yīng)力7.3.7 架空管的內(nèi)力及變形7.3.8 溫度變化的影響7.3.9 安全系數(shù)7.4 冷卻塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)7.4.1 概述7.4.2 玻璃鋼冷卻塔的設(shè)計(jì)7.4.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)7.5 地面雷達(dá)罩的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)7.5.1 概述7.5.2 雷達(dá)罩的結(jié)構(gòu)配置與分塊7.5.3 地面雷達(dá)罩結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求和載荷條件7.5.4 罩體結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算7.5.5 球罩的強(qiáng)度和穩(wěn)定性計(jì)算7.5.6 雷達(dá)罩的壁板連接、加工工藝和表面涂層參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

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編輯推薦

《復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》由武漢理工大學(xué)出版社出版。

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