复合材料力学.ppt

复 合 材 料 力 学 课程设置 授课方式：集中上课、自学、课程设计 学时：40 学分：2 授课地点：复合材料所多媒体会议室（理学楼417） 考试方式：笔试、课程设计 时间安排： 参考教材 R. M. 琼斯：复合材料力学（中、英文） Stephen W. Tasi：复合材料设计 王震鸣：复合材料力学与复合材料结构力学 李顺林：复合材料结构设计方法 J. R. Vinson: The Behavior of Structures Composed of Composite Materials 复合材料力学与复合材料结构力学 复合材料力学 研究复合材料的微观和宏观力学特性、包括刚度、强度、破坏机理、断裂、疲劳、冲击、损伤、应力集中、边界效应、环境响应和力学测试等力学问题。 复合材料结构力学： 研究复合材料结构的应力、变形、稳定和振动等问题 相关课程之间关系 主要授课内容 绪论、复合材料简介及其基本力学性能 宇航典型复合材料与复合材料结构 复合材料力学的一般理论 各向异性材料的本构关系及简单层板宏观力学性能 复合材料简单层板刚度与强度的微观力学分析方法 层合板宏观力学性能的分析方法（刚度与强度） 层合板的弯曲、屈曲与振动分析 复合材料力学分析的常用软件 复合材料及其结构在工程分析中应用 复合材料结构分析的有限元解法 课堂讨论、上机实习、考试 绪论——复合材料简介 复合材料 是指由两种以上材料组合而成的、物理和化学性质与原材料不同、但又保持某些有效功能的新材料。复合材料中，一种材料作为基体，其他材料作为增强剂 两种以上材料 宏观尺度上的组合 微观尺度上的组合（合金） 具有各组分最好的性能，是个组分所没有的 复合材料是材料家族中最年轻、最活跃的新成员。所谓“复合”，是在金属材料、有机高分子材料和无机非金属材料自身或相互间进行，从而获得单一材料无法比拟的、具有综合优异性能的新型材料 绪论——复合材料简介 Composites are made from two or more distinct materials that when combined are better (stronger, tougher, and/or more durable) than each would be separately. Compoistes are considered as combinations of material elements which differ in composition or form on a macroscopic level with respect to each other. The individual fibrous constituent elements can be man-made, are generally insoluble, retain their identities with in the composite and may be continuous or discontinuous 复合材料的发展历程 复合材料的发展，经历了古代、近代和现代三个阶段 自古以来，人们就会使用天然的复合材料——木材、竹、骨骼等。最原始的人造复合材料是在粘土泥浆中掺稻草，制成土砖；在灰泥中掺马鬃或在熟石膏里加纸浆，可制成纤维增强复合材料 近代复合材料最早的有玻璃纤维增强树脂（如酚醛树脂、环氧树脂等）——玻璃钢。 原子能、航空、航天、电子、化工等的发展，对材料的轻质、高强、高模、高韧性、耐高温、耐磨、耐腐蚀、电性能等提出了更高要求，使现代先进复合材料蓬勃发展起来——高性能纤维和其他各种形式的复合材料 示例：天然复合材料 An Example of a Natural Composite A tree is a good example of a natural composite, consisting of cellulose (the fibrous material) and lignin (a natural polymer) forming the woody cell walls and the cementing (reinforcing) material between them. 复合材料的特点及应用 复合材料具有高比强度、高比刚度、材料轻、耐腐蚀、抗疲劳性能、减振性能和高温性能好意即可设计等特点 它最早应用于国防、航空、航天等尖端科学技术领域，近年来，汽车、造船、建筑、化工石油、体育用品、生物、医疗、娱乐等部门也推广使用复合材料 全复合材料汽车——汽油之后的变革 高性能体育器械-网球、棒球、高尔夫球、赛车、滑雪、鱼杆（光威） 人造器官