內容簡介
《複合材料結構設計基礎》是為高等學校複合材料專業學生編寫的一本全國統編教材，可供70學時教學使用。《複合材料結構設計基礎》從大學工程類材料力學基礎出發，介紹了複合材料力學、複合材料結構力學和複合材料構件設計的基本知識。全書共分7章，內容包括複合材料單層的剛度和強度、複合材料層合板的剛度和強度、複合材料結構分析、複合材料連線、複合材料設計的一般方法和典型產品設計。書中編入了適當的例題，並附有習題。全書在編寫中，內容由淺入深，循序漸進，除作為教材外，還可供有關專業師生和工程技術人員參考。
目錄
1 緒論
1.1 複合材料的發展簡史與現狀
1.2 複合材料的分類
1.3 複合材料及其結構設計的特點
2 單層的剛度與強度
2.1 單層的正軸剛度
2.1.1 單層的正軸應力一應變關係
2.1.2 各種複合材料的單層正軸剛度參數
2.2 單層的偏軸剛度
2.2.1 應力轉換與應變轉換公式
2.2.2 單層的偏軸應力一應變關係
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
2.3 單層的強度
2.3.1 單層的基本強度
2.3.2 單層的失效準則
2.3.3 單層的強度比方程
2.4 單層的三維應力一應變關係
2.4.1 單層的一般三維應力一應變關係
2.4.2 單層的正軸三維應力一應變關係
2.4.3 橫向各向同性單層的正軸三維應力一應變關係
2.4.4 單層的偏軸三維應力一應變關係
2.4.5 與平面應力狀態的關係
2.4.6 單層的三維工程彈性常數
3 層合板的剛度與強度
3.1 對稱層合板的面內剛度
3.1.1 層合板的表示法
3.1.2 面內的內力與面內應變的關係
3.1.3 對稱層合板的面內工程彈性常數
3.1.4 面內剛度係數的計算
3.1.5 幾種典型對稱層合板的面內剛度
3.1.6 對稱層合板面內剛度的轉換
3.2 對稱層合板的彎曲剛度
3.2.1 彎曲力矩與曲率的關係
3.2.2 對稱層合板的彎曲工程彈性常數
3.2.3 彎曲剛度係數的計算
3.2.4 幾種典型對稱層合板的彎曲剛度
3.2.5 對稱層合板彎曲剛度的轉換
3.3 一般層合板的剛度
3.3.1 內力一應變關係
3.3.2 一般層合板的工程彈性常數
3.3.3.一般層合板剛度係數的計算
3.3.4 兩種非對稱層合板的剛度
3.3.5 一般層合板耦合剛度的轉換
3.3.6 平行移軸定理
3.4 層合板的強度
3.4.1 最先一層失效強度
3.4.2 極限強度
3.4.3 層合板的濕熱效應及其對強度的影響
4 複合材料結構分析
4.1 複合材料結構分析的基本問題
4.1.1 各向異性體彈性力學基本方程
4.1.2 彈性力學問題的一般解法
4.1.3 複合材料受拉直桿分析
4.1.4 純剪和純彎載荷作用下的複合材料構件分析
4.2 複合材料梁
4.2.1 層合梁分析
4.2.2 複合材料薄壁梁
4.3 夾層結構分析
4.3.1 夾層板分析基礎
4.3.2 蜂窩夾層結構的工程計算
4.4 複合材料板的彎曲分析
4.4.1 板彎曲控制方程
4.4.2 複合材料板彎曲的應力和應變
4.4.3 四邊簡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題的列維解法
4.4.5 一般層合板的彎曲分析
4.4.6 複合材料板的屈曲
4.5 複合材料殼體分析
4.5.1 薄殼的定義與基本假設
4.5.2 曲面幾何基礎
4.5.3 殼體上任意一點的位移
4.5.4 殼體的應變
4.5.5 殼體內力及變形與內力的關係
4.5.6 殼體的平衡方程
4.5.7 複合材料圓柱殼分析
4.5.8 層合殼薄膜理論
5 複合材料連線
5.1 複合材料連線方式
5.1.1 膠接與機械連線的比較
5.1.2 接頭效率
5.2 膠接連線
5.2.1 膠接連線接頭的分析
5.2.2 膠接連線設計
5.3 機械連線
5.3.1 機械連線接頭的分析
5.3.2 機械連線設計
6 複合材料結構設計
6.1 概述
6.1.1 複合材料結構設計過程
6.1.2 設計條件
6.2 材料設計
6.2.1 原材料的選擇與複合材料性能
6.2.2 單層性能的確定
6.2.3 複合材料層合板設計
6.3 結構設計
6.3.1 結構設計的一般原則
6.3.2 結構設計應考慮的工藝性要求
6.3.3 許用值與安全係數的確定
6.3.4 典型結構件的設計
6.3.5 各種結構形式的選擇
6.3.6 結構設計與應考慮的其他因素
7 複合材料典型產品設計
7.1 複合材料貯罐設計
7.1.1 概述
7.1.2 臥式貯罐設計
7.1.3 立式貯罐設計
7.2 纖維纏繞內壓容器設計
7.2.1 概述
7.2.2 網路理論
7.2.3 內壓容器筒身段的網路理論
7.2.4 封頭段的網路理論
7.2.5 壓力容器設計
7.3 管道設計
7.3.1 概述
7.3.2 玻璃鋼管道的結構及成型工藝
7.3.3 玻璃鋼管道的設計要點
7.3.4 由內壓引起的周向和軸向應力
7.3.5 由土壓引起的管道外壓及管壁應力
7.3.6 管道在地面敷設時的載荷和應力
7.3.7 架空管的內力及變形
7.3.8 溫度變化的影響
7.3.9 安全係數
7.4 冷卻塔結構設計
7.4.1 概述
7.4.2 玻璃鋼冷卻塔的設計
7.4.3 結構設計
7.5 地面雷達罩的結構設計
7.5.1 概述
7.5.2 雷達罩的結構配置與分塊
7.5.3 地面雷達罩結構設計要求和載荷條件
7.5.4 罩體結構的內力計算
7.5.5 球罩的強度和穩定性計算
7.5.6 雷達罩的壁板連線、加工工藝和表面塗層
參考文獻
·查看全部>>
前言
現代複合材料的發展始於二十世紀40年代。60年代初出現了先進複合材料——一種比強度、比模量高的纖維增強的複合材料，使複合材料得以更為迅速的發展。目前，複合材料作為材料學科中一支獨立的新的學科分支，已得到廣泛重視，正日益發展，並在許多工業部門得到廣泛套用，成為當今高科技發展中新材料開發的一個重要方面。
《複合材料結構設計基礎》是高等學校複合材料類專業教學指導委員會確定統編的、為複合材料專業學生使用的一本專業教材，按70學時編寫。本教材包括複合材料經典層合板理論；剛度和強度的計算方法；複合材料結構元件的分析和典型產品結構設計的基本步聚和方法等內容。通過學習本教材，使學生掌握關於複合材料結構設計的基本知識。考慮到各院校對本課程要求的不同，在講授時可以根據具體情況取捨。
目前，國內設有複合材料專業的各院校，以不同名稱開設這門課程已有10餘年，但內容與深度並不統一，這本統編教材吸收了各校多年的教學經驗及比較成熟且能反映本課程發展前沿的內容編纂而成，希望它能為複合材料專業的學生掌握這方面的知識發揮一定作用。
根據各校複合材料專業現行的教育計畫，這門課程的先修力學基礎是材料力學。因此，本書在敘述時，是從學生已掌握材料力學基礎知識出發，開拓複合材料力學的概念；比較傳統材料結構的分析與設計，開拓複合材料結構的分析與設計，使讀者掌握複合材料在力學性能和結構設計方面的特點。全書循序漸進、由淺入深，系統性較強，既便於教學又可自學，同時有些內容還具有相對獨立性，便於使用時取捨。
本教材共分7章。第l、2、3、5、6章由李順林編寫，第4章由王興業編寫，第7章7.1節由王雲凱編寫，7.2節由肖軍編寫，7.3至7.5節由唐羽章編寫。全書由李順林、王興業主編，由劉錫禮、劉德安主審。
本教材在編寫過程中得到國家建材局、高等學校複合材料類專業教學指導委員會及其結構設計組的支持和指導，並對本書內容提出了許多寶貴的意見，作者謹向有關單位和個人表示衷心的感謝。由於作者水平有限，本教材的缺點和錯誤在所難免，懇請讀者批評指正。
