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第1章 复合材料的本质1

1.1什么是复合材料1

1.2传统材料及其局限性2

1.3增强纤维3

1.3.1玻璃纤维5

1.3.2碳纤维5

1.3.3碳化硅纤维6

1.3.4氧化铝和氧化铝／硅化合物纤维6

1.3.5有机纤维7

1.3.6增强材料的形式8

1.4传统基体材料9

1.4.1基体的作用9

1.4.2金属材料10

1.4.3聚合物材料10

1.4.4玻璃、陶瓷和水泥材料11

1.4.5碳材料13

1.5常用文献及参考资料13

1.5.1常用书目14

1.5.2数据出处15

第2章 复合材料制备16

2.1材料的复合16

2.2界面17

2.3制造工艺18

2.3.1聚合物基复合材料18

2.3.2金属基复合材料20

2.3.3陶瓷基复合材料22

2.4聚合物基复合材料的制造缺陷23

2.3.4混杂复合材料23

2.5聚合物基复合材料的无损检测方法27

2.5.1光学检测27

2.5.2射线检测28

2.5.3热像检测28

2.5.4超声检测技术28

2.5.5光纤传感技术29

2.5.5.1固化监测29

2.5.6微波法30

2.5.7动态机械分析30

2.5.5.2变形和损伤监测（健康监测）30

2.5.8声发射技术31

2.6复合材料应用31

2.7参考文献31

第3章 纤维增强复合材料的弹性性能34

3.1简单微观力学模型34

3.2 HALPIN-TSAI方程38

3.3压缩模量41

3.4复合材料薄层板的各向异性42

3.5单向复合材料层板弹性性能的方向依赖性44

3.6多层层合板47

3.7短纤维复合材料53

3.8混杂复合材料57

3.9残余应变59

3.10织物复合材料63

3.11柔性复合材料65

3.12参考文献67

4.1.1单向连续纤维增强复合材料69

4.1拉伸强度69

第4章 纤维增强复合材料的强度69

4.1.2脆性纤维的强度问题71

4.1.3单向复合材料中的累积损伤和失效75

4.1.4单向复合材料拉伸强度的计算77

4.1.5横向强度80

4.1.6复合材料强度的方向性82

4.1.7多层复合材料层合板的强度85

4.1.8短纤维复合材料88

4.1.9混杂复合材料94

4.2压缩强度96

4.2.1冲击后压缩强度101

4.3剪切强度103

4.3.1界面剪切强度106

4.3.1.1宏观剪切强度测试106

4.3.1.2裂纹间距测量107

4.3.1.3纤维拔出试验107

4.3.1.4微滴脱黏试验109

4.3.1.5压入试验109

4.3.1.6单纤断裂试验110

4.4弯曲强度112

4.3.1.7激光－拉曼光谱测试112

4.5复杂应力条件下的失效准则113

4.6陶瓷基复合材料的强度115

4.7参考文献117

第5章 复合材料的断裂和韧性121

5.1复合材料失效的结构因素121

5.2复合材料的断裂过程122

5.2.1基体效应123

5.2.2纤维效应123

5.2.3纤维／基体的简单加合效应124

5.3复合效应对韧性的影响125

5.3.1纤维增强复合材料的增韧机制125

5.3.1.1纤维／树脂脱黏129

5.3.1.2脱黏摩擦功132

5.3.1.3纤维拔出132

5.3.2混杂复合材料的韧性137

5.3.3层合结构复合材料的韧性138

5.3.3.1分层138

5.4层合复合材料的韧性141

5.3.3.2横向层开裂141

5.4.1短纤维复合材料144

5.4.2抗损伤复合材料的设计145

5.5陶瓷基复合材料的韧性146

5.5.1基体开裂147

5.5.2纤维桥联147

5.5.3纤维拔出148

5.6断裂力学在复合材料中的应用149

5.6.1缺口复合材料的强度和缺口敏感性149

5.6.3在具体复合材料中的应用151

5.6.2断裂力学的应用151

5.7结论154

5.8参考文献156

第6章 纤维复合材料的疲劳行为161

6.1 引言161

6.2复合材料的损伤162

6.2.1失效的定义和试验数据的分散性164

6.3一些典型疲劳现象的评述164

6.3.1应力／寿命曲线164

6.3.2恒定寿命图165

6.3.3疲劳数据分析的统计情况166

6.3.4累积损伤定律169

6.4复合材料的疲劳行为170

6.4.1恒应力疲劳曲线170

6.4.2影响复合材料疲劳行为的材料因素175

6.4.2.1混杂复合材料177

6.4.2.2短纤维复合材料178

6.4.3影响复合材料疲劳行为的其他因素180

6.4.3.1试验设备和试样180

6.4.3.2试验频率及其影响181

6.4.3.3开孔和缺口的影响182

6.4.3.4应力体系和应力比R的影响183

6.4.4损伤积累和剩余强度186

6.4.5变应力条件下的疲劳：分段加载191

6.4.6寿命预测192

6.5金属基复合材料的疲劳194

6.6陶瓷基复合材料的疲劳199

6.7结论204

6.8参考文献204

7.1引言209

第7章 环境影响209

7.2.1增强纤维的影响212

7.2复合材料的湿热敏感性212

7.2.2树脂的影响213

7.2.3复合材料的影响215

7.3时间依赖性217

7.3.1腐蚀环境中的GRP218

7.4复合材料的高温强度和蠕变219

7.4.1引言219

7.4.2.1概述222

7.4.2蠕变222

7.4.2.2复合材料的蠕变227

7.5参考文献233

第8章 问题237

附录241

A1单层单向层板弹性性能的方向依赖性241

A2脆性材料强度的统计性质244

参考文献248

A3复合材料的应用248