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复合材料力学.docx

上传人:ATONGMU 2022/6/23 文件大小:15 KB

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文档介绍

文档介绍:复合材料力学

  复合材料由增加物和基体组成,增加物起着承受载荷的主要作用,其几何形式有长纤维、短纤维和颗粒状物等多种;基体起着粘结、支持、爱护增加物和传递应力的作用,常采纳橡胶、石墨、树脂、金属和陶瓷等。

  近代。50年月又消失了强度更高的碳纤维、硼纤维复合材料,复合材料的力学讨论工作由此得到很大进展,并逐步形成了一门新兴的力学学科──复合材料力学。



  为了克制碳纤维、硼纤维不耐高温柔抗剪切力量差等缺点,近二十年来,人们又研制出金属基和陶瓷基的复合材料。华人在复合材料的讨论中做出了许多奉献,但中国在复合材料力学讨论方面的起步和水平晚于欧美十到十五年。

  进入20世纪60年月后,复合材料力学进展的步伐加快了。1964年罗森提出了确定单向纤维增加复合材料纵向压缩强度的方法。1966年惠特尼和赖利提出了确定复合材料弹性常数的独立模型法。1968年,经蔡为仑和希尔的多年讨论形成了蔡-希尔破坏准则;后于1971年又消失了张量形式的蔡-吴破坏准则。

  1970年琼斯讨论了一般的多向层板,并得到简洁的准确解;1972年惠特尼用双重傅里叶级数,求解了扭转耦合刚度对各向异性层板的挠度、屈曲载荷和振动的影响问题,用这种方法求解的位移既满意自然边界条件,又能很快收敛到准确解;同年,夏米斯、汉森和塞拉菲尼讨论了复合材料的抗冲击性能。另外,蔡为仑在单向层板非线性变形性能的分析方面,亚当斯在非弹性问题的细观力学理论方面,索哈佩里在复合材料粘弹性应力分析等都做了开创性的讨论工作。



  近年来,混杂复合材料力学性能的讨论吸引了一些学者的留意力。林毅于1972年首先发觉,混杂复合材料的应力-应变曲线的直线局部所对应的应变,已超过混杂复合材料中具有低延长率的纤维的破坏应变。这一不易理解的现象,于1974年又被班塞尔等所发觉,后人称之为“混杂效应”。
复合材料的特性

  复合材料的比强度和比刚度较高。材料的强度除以密度称为比强度;材料的刚度除以密度称为比刚度。这两个参量是衡量材料承载力量的重要指标。比强度和比刚度较高说明材料重量轻,而强度和刚度大。这是构造设计,特殊是航空、航天构造设计对材料的重要要求。现代飞机、导弹和卫星等机体构造正渐渐扩大使用纤维增加复合材料的比例。



  复合材料的力学性能可以设计,即可以通过选择适宜的原材料和合理的铺层形式,使复合材料构件或复合材料构造满意使用要求。例如,在某种铺层形式下,材料在一方向受拉而伸长时,在垂直于受拉的方向上材料也伸长,这与常用材料的性能完全不同。又如利用复合材料的耦合效应,在平板模上铺层制作层板,加温固化后,板就自动成为所需要的曲板或壳体。