复合材料力学电子版（复合材料力学pdf）

复合材料力学的研究内容

复合材料力学博士的研究方向包括以下几个方面：复合材料力学性能评估：复合材料具有复杂的微观结构，其力学行为的研究通常需要综合考虑多个因素。一些研究方向包括复合材料的强度、刚度、疲劳寿命、断裂韧性等力学性能的评估。复合材料成型和制造过程的优化：制造过程对复合材料性能有重要影响。

力学性能：包括材料的弹性模量、剪切模量、泊松比等静态力学参数，以及扭转刚度、剪切刚度等动态力学参数。这些参数对于了解材料的刚度、强度和稳定性等方面具有重要意义。 能量吸收性能：材料的能量吸收性能是指材料在受到冲击时减少的动能。研究这一方面有助于评估材料的抗冲击性能和防护能力。

复合材料力学的研究可分为微观力学（细观力学）和宏观力学。 宏观力学也称粗观力学，只考虑复合材料的平均表观性能而不详细讨论各组分间的相互作用。如对纤维复合材料简单层板，通常将其看成是均质各向异性体，通过实测或应用微观力学得出它的宏观性能。

复合材料力学的计算基础对研究纤维增强复合材料来说，单向层材料的研究是基本的问题。

复合材料是什么?

复合材料是一种混合物。复合材料按其组成分为金属与金属复合材料、非金属与金属复合材料、非金属与非金属复合材料。按其结构特点又分为：①纤维复合材料。将各种纤维增强体置于基体材料内复合而成。如纤维增强塑料、纤维增强金属等。②夹层复合材料。由性质不同的表面材料和芯材组合而成。

复合材料是人们运用先进的材料制备技术将不同性质的材料组分优化组合而成的新材料。复合材料的基体材料分为金属和非金属两大类。金属基体常用的有铝、镁、铜、钛及其合金。非金属基体主要有合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳等。

复合材料是指将两种或多种不同性质的材料通过物理或化学方法结合在一起，形成新的材料。复合材料通常由一种或多种增强物和一种或多种基体组成。增强物可以是玻璃纤维、碳纤维等。基体可以是塑料、橡胶、金属等。复合材料的优点在于相对于单一材料，它们有着更好的力学性能、更高的强度和耐久性。

复合材料力学的计算

设应变为ε，则复合材料拉力：ε*E1*A1+ε*E2*A2=ε*E*（A1+A2）=F 解得：E=（E1*V1+E2*V2）/（V1+V2）材料在弹性变形阶段，其应力和应变成正比例关系（即符合胡克定律），其比例系数称为弹性模量。弹性模量的单位是达因每平方厘米。

对各向同性材料，如金属材料，体积应力＝体积模量*体积应变，剪切应力＝剪切模量*剪切应变。对于复合材料来讲，却是体积应力同时与体积形变和剪切形变有关系。剪切应力也与同时与两种形变有关。由于无法在这里写具体公式，可参考下复合材料力学。

复合材料的构造多样，包括单层复合、层叠复合和短纤维复合，每一种构造都对应特定的力学性能和分析方法。成型工艺如手糊、缠绕和预制体法，为材料的精确成型提供了多种途径。然而，复合材料的性能分散性大，质量控制是个挑战，且成本相对较高。

纤维增强复合材料一般适合于整体成型，因而减少了零部件的数目，从而可减少设计计算工作量并有利于提高计算的准确性。另外，制作纤维增强复合材料部件的步骤是把纤维和基体粘结在一起，先用模具成型，而后加温固化，在制作过程中基体由流体变为固体，不易在材料中造成微小裂纹，而且固化后残余应力很小。

复合材料的力学性能指标，是以增强材料或基体的力学指标为基础进行运算得到的；同时受到工艺成型，温度环境的影响。每种指标都只能是在一定的条件下，才能成立，这点很重要。现在就一个不伦不类的图，绝对不能推出任何有实际意义的公式。

复合材料力学的分类

1、静力学、动力学、流体力学、分析力学、运动学、固体力学、材料力学、复合材料力学、流变学、结构力学、弹性力学、塑性力学、爆炸力学、磁流体力学、空气动力学、理性力学、物理力学、天体力学、生物力学、计算力学。

2、复合材料的构造多样，包括单层复合、层叠复合和短纤维复合，每一种构造都对应特定的力学性能和分析方法。成型工艺如手糊、缠绕和预制体法，为材料的精确成型提供了多种途径。然而，复合材料的性能分散性大，质量控制是个挑战，且成本相对较高。

3、复合材料的分类有很多种，常见的有以下几种1按基体材料类型分类11聚合物基复合材料以有机聚合物主要为热固性树脂热塑性树脂及橡胶为基体制成的复合材料12金属的复合材料以金属为基体制成的复合材料，如。

4、纤维复合材料还具有较好。 复合材料的基本种类 纳米复合材料 复合材料由于其优良的综合性能，特别是其性能的可设计性被广泛应用于航空航太、国防、交通、体育等领域，纳米复合材料则是其中最具吸引力的部分，发展很快，世界发达国家新材料发展的战略都把纳米复合材料的发展放到重要的位置。

5、界面效应研究：在复合材料中，纤维和基体之间的界面区域对力学性能的影响非常重要。研究复合材料界面区域的力学行为是一个重要研究方向。复合材料结构设计与优化：在实际应用中，复合材料结构的设计对其力学性能有着至关重要的影响。

6、热塑性树脂基复合材料是20世纪80年代发展起来的，主要有长纤维增强粒料（LFP）、连续纤维增强预浸带（MITT）和玻璃纤维毡增强型热塑性复合材料（GMT）。

复合材料力学博士的研究方向

当前，复合材料力学的研究工作主要集中在纤维增强复合材料多向层板壳结构的改进和应用上。这种结构是由许多不同方向的单向层材料叠合粘结而成的，因此叫作多向层材料结构。单向层材料中沿纤维的方向称为纵向；而在单向层材料子面内垂直于纤维的方向称为横向。纵向和横向统称为主轴方向。

博士点研究方向：岩土力学与工程、生物固体力学、疲劳断裂力学、工程流体力学、实验力学、计算固体力学、工程结构的优化和控制、新型材料的力学问题、复合材料力学。硕士点研究方向：生物固体力学、工程结构优化、计算力学、断裂力学、复合材料力学、材料疲劳损伤、实验力学、流体力学、应用流体力学。

Dr. Ray H. Baughman（雷·鲍曼博士）： 他是纳米科技和智能材料领域的专家之一，涉及领域包括人工肌肉、可穿戴电子设备等。Dr. Ramesh Talreja（拉梅什·塔尔雷哈博士）： 他是复合材料和结构力学领域的专家，曾在纤维增强复合材料和损伤力学等方面做出了重要贡献。

复合材料与工程专业是一门涉及材料科学、化学、物理学、力学等多个领域的交叉学科，主要研究新型复合材料的设计、制备、性能评价和应用等方面。随着科技的不断发展，复合材料在航空、航天、汽车、建筑、能源等领域的应用越来越广泛，因此复合材料与工程专业的就业前景非常广阔。

复合材料力学的发展简史

从力学的观点来看，天然复合材料结构往往是很理想的结构，它们为发展人工纤维增强复合材料提供了仿生学依据。人类早已创制了有力学概念的复合材料。

随着科技的发展，树脂与玻璃纤维在技术上不断进步，生产厂家的制造能力普遍提高，使得玻纤增强复合材料的价格成本已被许多行业接受，但玻纤增强复合材料的强度尚不足以和金属匹敌。因此，碳纤维、硼纤维等增强复合材料相继问世，使高分子复合材料家族更加完备，已经成为众多产业的必备材料。

现代复合材料起源自20世纪40年代，因航空工业的需要而发展了玻璃纤维复合材料，又称为玻璃纤维强化塑胶，从此出现了复合材料这一新名词。而热固性复合材料与热塑性复合材料的发展各有所长，常见的树脂基材分类如下。