前言

符号表

绪论

二、强度分析 11

目 录

（一）用最大应力理论决定Fα 4

（三）用蔡-希尔准则决定Fα 4

（二）用最大应变理论决定Fα 4

第一章 各向异性体弹性力学基本方程

§1-1 应力

一、应力分量和应力张量

二、平衡微分方程

三、斜面应力

四、应力转轴公式

§1-2 应变

一、位移和位移分量

二、应变分量和应变张量

三、斜向应变

四、应变转轴公式

§1-3 应力和应变的关系

一、广义虎克定律

二、应变位能

三、均质弹性体的弹性特性

（一）一个弹性对称面

四、弹性对称

（二）三个弹性对称面——正交异性

（三）各向同性面——横观各向同性

（四）完全对称——各向同性

五、弹性系数的转轴公式

六、正交异性体的弹性系数

（一）刚度系数和柔度系数的关系

（二）刚度系数、柔度系数与工程常数的关系

（三）弹性模量与泊松比的关系

（四）工程常数的取值范围

习题

一、单层板弹性主方向的弹性特性

第二章 单层板的弹性特性和强度理论

§2-1 单层板的弹性特性

二、单层板非弹性主方向的弹性特性

三、单层板弹性系数的方向性

（一）弹性模量Ex的极值

（二）剪切模量Gxy的极大值

四、交叉效应与交叉系数

（一）交叉系数mx、my的物理意义

（二）非主方向的拉伸特性

（三）非主方向的剪切特性

一、单层板宏观强度的概念

§2-2 单层板的强度理论

（一）最大应力理论

二、单层板的二维强度理论

（二）最大应变理论

（三）蔡-希尔（Tsai-Hill）准则

（四）霍夫曼（Hoffman）准则

（五）蔡-吴（Tsai-W…）张量理论

三、单层板强度的方向性

习题

第三章 单层板弹性常数和基本强度的预测

（二）串联模型的弹性常数

§3-1 确定弹性常数的材料力学方法

（一）薄片模型

一、薄片模型法

（三）并联模型的弹性常数

（四）植村-山脇的经验公式

二、矩形模型法

（一）模型

（二）弹性常数的预测

（一）EL的下限

（三）关于方法的讨论

§3-2 确定弹性常数的弹性力学方法

一、限界法

（二）EL的上限

二、惠特尼-瑞莱（Whitney-Riley）独立模型法

（一）模型

（二）弹性常数的预测

（三）关于方法的讨论

三、蔡的公式

§3-3 确定强度的材料力学方法

一、纵向拉伸强度的预测

二、纵向压缩强度的预测

（一）罗森（R0sen）的方法

（二）林毅的方法

习题

第四章 层合板的弹性特性

§4-1 一般层合板的弹性特性

一、变形分析

二、层合板内力的一般表达式

三、一般层合板的弹性特性

§4-2 单层板的刚度

一、各向同性单层板

二、横观各向同性单层板

三、参考轴与主轴一致的正交异性单层板

四、参考轴与主轴不一致的正交异性单层板

§4-3 对称层合板的刚度

一、各向同性层组成的对称层合板

二、对称正交铺设层合板

三、规则对称角铺设层合板

§4-4 反对称层合板

§4-5 规则非对称正交铺设层合板

§4-6 平行移轴定理

习题

第五章 无矩层合板

§5-1 面内刚度的计算

§5-2 面内各向同性层合板

§5-3 无矩层合板的强度

一、层合板各层应力应变分析

§5-4 均衡型层合板

一、均衡应变概念

二、均衡型一般性公式

三、均衡型层合板的力学性质

四、同材质均衡型层合板

（一）单角（±α）铺设层合板

（二）双角（±α、±β）铺设层合板

五、混杂均衡型层合板

（一）单角铺设加各向同性层的层合板

（二）双角铺设加各向同性层的层合板

（三）混杂层合板的特殊情况

习题

第六章 湿热效应

§6-1 单层板的热弹性与湿弹性

一、单层板的热膨胀系数和湿膨胀系数

（一）热膨胀系数

（二）湿膨胀系数

二、单层板的热弹性

§6-2 单层板热膨胀系数、湿膨胀系数的预测

一、热膨胀系数的预测

（一）纵向热膨胀系数αL

（二）横向热膨胀系数αT

二、湿膨胀系数的预测

（一）纵向湿膨胀系数βL

（二）横向湿膨胀系数βT

§6-3 层合板的热弹性

§6-4 残余应力和强度分析

§6-5 层合板的热膨胀系数和零热膨胀系数设计

习题

第七章 耦合效应对层合板刚度性能的影响

§7-1 一般层合平板的基本方程

一、弯曲方程

二、屈曲方程

三、振动方程

§7-2 正交异性单层平板

一、参考轴与主轴一致的情形

（一）弯曲问题

（二）屈曲问题

（三）振动问题

二、参考轴与主轴不一致的情形

（一）弯曲问题

（二）屈曲问题

（三）振动问题

§7-3 对称层合平板

一、对称正交铺设层合平板

二、规则对称角铺设层合平板

§7-4 规则反对称层合平板

一、弯曲问题

二、屈曲问题

三、振动问题

§7-5 规则非对称正交铺设层合平板

一、弯曲问题

二、屈曲问题

三、振动问题

§7-6 关于耦合效应的讨论

一、耦合效应的机理

（一）二层规则反对称层合板

（二）二层规则非对称正交铺设层合板

二、耦合效应消除和减小的机理

三、关于耦合效应的利用

习题

第八章 网络分析

§8-1 网络分析的基本概念

一、网络分析是一种刚度降级准则

二、网络分析与均衡型的关系

三、网络分析与缠绕工艺的关系

§8-2 纤维缠绕压力容器筒身段的网络分析

一、螺旋缠绕筒身

（一）均衡缠绕角

（二）应力应变计算

（三）纤维厚度计算

（四）几点讨论

二、螺旋缠绕加环向缠绕筒身

（二）应力应变计算

（三）纤维厚度计算

（一）均衡厚度比

三、螺旋缠绕加纵向铺放筒身

（一）均衡厚度比

（二）应力应变计算

（三）纤维厚度计算

四、纵向铺放加环向缠绕筒身

（一）均衡厚度比

§8-3 纤维缠绕压力容器封头段的网络分析

一、封头段的基本方程

（三）纤维厚度计算

（二）应力应变计算

二、均衡型等应力封头

（一）等应力条件

（二）缠绕角方程

（三）纤维应力

（四）子午线方程

（五）纤维厚度

（六）封头主曲率半径与曲面特征

三、均衡型平面缠绕封头

（一）工艺限制条件

（二）子午线微分方程

（三）纤维应力微分方程

（四）纤维厚度微分方程

§8-4 混杂纤维缠绕压力容器的网络分析

一、螺旋缠绕

二、螺旋缠绕加环向缠绕

三、螺旋缠绕加纵向铺放

四、纵向铺放加环向缠绕

五、均衡型等应变封头

（一）混杂纤维缠绕封头的基本方程

（二）等应变条件及解答

习题

一、纤维

§9-1 纤维与基体

第九章 复合材料的力学试验及性能

二、树脂基体

§9-2 环形试件的制造与测试

一、环形试件

二、环形试件的制造方法

（一）缠制方法对环形试件性能的影响

（二）缠绕张力对环形试件性能的影响

（三）缠绕速度对环形试件性能的影响

（四）固化前环形试件的存放时间对其性能的影响

（五）使用纤维的股数（或束数或线密度）对环形试件性能的影响

（六）纤维的表面处理

三、对环形试件的试验

（一）拉伸试验

（二）压缩试验

（一）加固片的粘接及粘接长度

一、拉伸试验

§9-3 单向薄板试件及试验

（三）剪切试验

（二）试件尺寸

二、压缩试验

三、面内剪切试验

（一）用偏轴拉伸法测定面内剪切模量GLT、剪切强度FLT

（二）用方平板对角拉伸法测定GLT、FLT

（五）其它方法

（四）用薄壁圆筒扭转法测定GLT、FLT

（三）用轨道剪切法测定GLT、FLT

四、热膨胀系数的测定

§9-4 单向复合材料的特点

一、单向复合材料的典型性能及应力-应变关系的主要特点

二、单向复合材料的破坏模式

（一）沿纤维方向拉伸时的破坏模式

（二）沿纤维方向压缩时的破坏模式

§9-5 单向混杂复合材料的性能特点

（五）L-T方向的剪切破坏模式

（三）垂直纤维方向拉伸时的破坏模式

（四）垂直于纤维方向压缩时的破坏模式

一、混杂效应

二、碳-玻璃纤维／环氧单向混杂复合材料拉伸性能及破坏模式

§9-6 多层层合板（壳）弹性系数的测定及破坏特征

一、理论分析

（一）±α角缠绕圆筒壳

（二）螺旋缠绕层加环向缠绕层圆筒壳

二、实验值与理论值的比较

（一）±α角螺旋缠绕圆筒壳的试验

（二）螺旋缠绕层加环向缠绕层圆筒壳的试验

三、螺旋缠绕圆筒壳的破坏特征

（一）沿x轴的拉伸试验

（二）沿x轴的压缩试验

（三）绕x轴的扭转试验

主要参考书目