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目 录1

第一章　导论1

第二章　复合材料力学4

§2.1 基本术语4

2.1.1　应力和应变分量4

2.1.2　材料主坐标系5

2.1.3　弹性对称5

2.1.4　层板7

§2.2　单层性能估算——微观力学8

2.2.1　杨氏模量8

2.2.2　泊松比9

2.2.3　剪切模量9

2.2.4　膨胀应变10

§2.3　应力与应变的转换——平面应力12

2.3.1　应力转换12

2.3.3　应变转换13

2.3.2　应变-位移关系13

§2.4　应力-应变关系14

2.4.1　单层的工程材料特性14

2.4.2　柔度特性15

2.4.3　刚度特性16

2.4.4　任意坐标系17

2.4.5　剪切-耦合现象19

2.4.6　热弹性应力-应变关系20

2.4.7　湿与热的相似性22

§2.5　层板的力学性质23

2.5.1　层板刚度关系式23

2.5.2 层板有效工程性能25

2.5.3　热膨胀系数28

2.5.4 湿膨胀系数31

2.5.5　组合膨胀应变31

2.5.6　层板性能随铺层方向的变化32

2.6.1　单层的机械应力34

§2.6　复合材料层板的强度34

2.6.2　单层的热残余应力和应变37

2.6.3　单层的强度模型39

2.6.4　层板强度的估算44

§2.7　弹性应力集中44

2.7.1 椭圆孔45

2.7.2 圆孔46

2.7.3　中心切口47

§2.8　带切口复合材料层板的强度48

2.8.1　断裂力学准则48

2.8.2　应力断裂准则50

§2.9　复合材料层板的边界效应54

2.9.1　边界层的层间应力54

2.9.2　第一种模型的机理55

2.9.3　第二种模型的机理61

2.9.4　铺层顺序对层间应力的影响64

3.1.2　温度补偿66

3.1.1　引言66

第三章　实验应变分析66

§3.1 电阻丝应变片66

3.1.3　横向应变片灵敏度68

3.1.4　应变片电路71

3.1.5　埋设应变片技术72

3.1.6　热膨胀测量74

3.1.7　残余热应力的确定76

§3.2 云纹法81

3.2.1　引言81

3.2.2　常规方法82

3.2.3　条纹倍增法84

3.2.4　云纹条纹分析86

3.2.5 应用87

3.2.5.1　单向受载的带孔玻璃／环氧层板87

3.2.5.2　单向受载的带孔硼／环氧层板92

3.2.5.3　带裂纹的玻璃／环氧层板95

3.2.5.4　单向受载的带裂纹石墨／环氧层板98

3.2.5.5　斜交层板的边缘效应98

3.2.5.6　阴影云纹法的应用100

3.2.6　讨论101

§3.3　双折射贴片103

3.3.1　双折射贴片的原理103

3.3.2　靠近自由边的限制104

3.3.3　应用105

3.3.3.1　带孔的硼／环氧层板105

3.3.3.2　层板构造的影响110

3.3.3.3　铺层顺序影响113

3.3.3.4　孔几何形状的影响117

3.3.3.5　孔径影响119

3.3.3.6　带裂纹的单轴受载层板121

3.4.1　全息干涉测量法124

§3.4　全息摄影技术124

3.4.2　应用126

3.4.2.1　静力受载板127

3.4.2.2　振动分析128

3.4.2.3　无损检测131

3.4.2.4　材料性能134

§3.5　散斑干涉测量法134

§3.6　各向异性光弹性-双折射复合材料135

3.6.1　应力-光学律135

3.6.2　应变-光学律137

3.6.3　光学和力学特性139

第四章　复合材料特性142

§4.1　组分试验方法142

4.1.1　单丝拉伸性能142

4.1.2　聚合物基体拉伸性能144

4.2.2　纤维体积率145

4.2.1　密度145

§4.2　物理性能试验方法145

4.2.3　热膨胀系数148

4.2.4　湿膨胀系数149

§4.3　复合材料试验方法151

4.3.1　拉伸试验方法152

4.3.2　弯曲试验方法157

4.3.3　拉伸和弯曲强度的比较161

4.3.4　偏轴拉伸试验163

4.3.5　压缩试验方法168

4.3.6　剪切试验方法177

4.3.7　层间梁试验192

§4.4　复合材料的破坏特性196

4.4.1　复合材料切口强度196

4.4.2　第一层破坏205

4.4.3　双轴加载211

4.4.4　疲劳加载219

§4.5　层间断裂力学特性229

4.5.1　应变能释放率230

4.5.2　双悬臂梁试验230

4.5.3　端部切口弯曲试验239

第五章　潮湿效应242

§5.1　玻璃化转变温度242

5.1.1　粘弹性特性242

5.1.2　湿度对玻璃化温度的影响243

5.1.3　Tg的测量244

§5.2　水分扩散245

5.2.1　水分在复合材料薄层板中的扩散245

5.2.2　水分测量247

§5.3　力学性能248

5.3.1　加速调节250

5.3.2　端部加强片和应变片253

5.3.3　水分控制253

参考文献256