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XuetangX

复合材料力学

Beijing University of Technology via XuetangX

Overview

复合材料力学研究复合材料的宏细观力学行为,是固体力学的一个重要分支,也是蓬勃发展中的新兴交叉学科。
由两种或两种以上的单一材料复合而成的材料,称为复合材料。复合材料力学就是从宏观上研究复合材料的结构力学行为,从细观上研究由相组分和界面组成的细观结构的相互作用。因此,复合材料力学一般被简单地分为复合材料细观力学和复合材料结构力学。
复合材料力学的研究方法有解析、实验和数值方法,涉及到复合材料的细观和宏观两种层次的力学性能。在实际研究和应用中,需要根据复合材料的特点将多种研究手段进行综合应用,以对于复合材料的力学行为和其他物理性能具有更为全面的理解和认识。 

复合材料力学随着工程复合材料的迅速发展和广泛应用而兴起。随着复合材料的日益发展和广泛应用,复合材料力学的研究范围也在逐渐扩大,特别是随着纳米复合材料和智能复合材料的发展,复合材料力学正在向多尺度和多场耦合的方向延伸,例如从原子尺度、细观尺度到宏观工程尺度的力学行为关联;热、电、磁、光、化学等多物理作用下复合材料的力学行为等。一些极端环境下,如超高、低温、高辐射、超高速冲击的问题,也是复合材料力学的研究热点。 

本课程主要讲述复合材料力学的基本理论和研究方法,包括复合材料细观力学和复合材料结构力学两大部分,共有28讲。

Syllabus

  • 第一章 概述
    • 1.1 复合材料与复合材料力学
    • 1.2 复合材料的制造与应用
  • 第二章 细观结构的数学描述
    • 2.1 复合材料的细观结构描述
  • 第三章 细观力学基础
    • 3.1 单一夹杂问题—Eshelby解
    • 3.2 夹杂物问题—等效夹杂法
  • 第四章 细观结构的均匀化与复合材料有效性能
    • 4.1 复合材料的有效性能
    • 4.2 计算有效性能的材料力学方法和弹性力学方法
    • 4.3 自洽模型和广义自洽模型
    • 4.4 Mori-Tanaka模型
    • 4.5 微分介质法与变分法
    • 4.6 二尺度展开法
  • 第五章 复合材料界面力学
    • 5.1 界面的应力传递理论
    • 5.2 界面性能的表征与测试方法
    • 5.3 界面的内聚力模型
    • 5.4 微滴包埋界面脱粘数值模拟
  • 第六章 复合材料细观损伤力学
    • 6.1 复合材料损伤力学
  • 第七章 单层板理论
    • 7.1 各向异性材料的本构方程
    • 7.2 平面状态的本构关系
    • 7.3 单层板力学性能
  • 第八章 层合板理论
    • 8.1 经典层合理论
    • 8.2 层合板的耦合效应
    • 8.3 层合板的高阶理论
  • 第九章 层合板的弯曲、屈曲和振动
    • 9.1 层合板的弯曲、屈曲和振动理论
    • 9.2 层合板弯曲的数值模拟实例
  • 第十章 复合材料计算力学
    • 10.1 层合板强度准则
    • 10.2 层合板计算力学——应力与强度分析
  • 第十一章 复合材料实验力学
    • 11.1 层合板力学性能实验
    • 11.2 复合材料细观实验力学
  • 期末考试

    Taught by

    Qingsheng Yang and

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