复合材料结构设计

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复合材料结构设计
: C! m2 h* t. m# I
3 w4 B( u; U2 |% L: o
. b$ A# Z  z' z" z& d9 I作者:王耀先编著
/ u" x2 |: B  Q2 g6 ?+ _页数:270   出版日期:2001年09月第1版
) Z) z% p0 q5 p( y7 k  D5 s
第1章 绪论
9 L$ N0 w/ `% C1 b. a1．1 复合材料的命名及分类
1．2 复合材料的构造及特点
7 U' v# K- c+ n0 }1 x) P1．3 复合材料的优点和缺点
1．3．1 复合材料的优点
1．3．2 复合材料的缺点
1．4 复合材料的应用和发展
第2章 单层板的刚度和强度
0 M: f0 z2 Q) w8 F  F9 f7 A$ X2．1 单层板的正轴刚度
2．2 单层板的偏轴刚度
+ \( L: v& _- ?1 w) S2．2．1 应力转换和应变转换
- n7 ]( Z! v2 T" u! M" `0 m2．2．2 单层板的偏轴模量
5 z- a+ i& d' Z# Y/ A; M1 C1 m  k2．2．3 单层板的偏轴柔量
: G: ~! e; y6 K+ W# X2．2．4 单层板的偏轴工程弹性常数
# {# E& o4 ]7 Y3 c8 W/ {, V2．3 单层板的强度
2．3．1 单层板的基本强度
+ S/ N$ n/ h% Y5 Z5 M2．3．2 最大应力准则和最大应变准则
2．3．3 蔡-希尔（Tsai-Hill）强度准则和霍夫曼（Hoffman）准则
2．3．4 蔡-吴（Tsai-Wu）张量准则
( j# X" k; n8 [* V2 A6 {4 p2．3．5 单层板强度的计算方法
) h% t& y) H1 b! {; [/ L$ |$ K习题
第3章 单层板的细观力学
3．1 引言
3．2 复合材料的密度和组分材料的含量
# j0 z8 _; T( K3．3 单向连续纤维增强复合材料弹性常数的预测
3．3．1串联模型的弹性常数
1 G6 i5 T$ J. `3．3．2 并联模型的弹性常数
3．3．3 植村-山胁的经验公式
3．3．4 组合模型的弹性常数
3．3．5 蔡-韩（Tsai-Hahn）的修正公式
3．3．6 哈尔平-蔡（Halpin-Tsai）的半经验公式
" {" ~6 v+ d/ P3 E3．4 单向连续纤维增强复合材料单层基本强度的预测
3．4．1 纵向拉伸强度Xt
, a  v8 N) g, f0 Q  f, M3．4．2 纵向压缩强度Xe
3．5 正文织物复合材料弹性常数和强度的预测
3．5．1 正交织物复合材料的弹性常数
% J) n# n! T" O, X- F3．5．2 正交织物复合材料的强度
3．6 短纤维增强复合材料的细观力学分析
3．6．1 应力传递理论
3．6．2 单向短纤维复合材料的弹性模量和强度
' @. _3 U- C1 u  ~) }3．6．3 平面随机取向短纤维增强复合材料的弹性模量和强度
3 Z# x! _( E, \1 Q1 s3．6．4 空间随机取向短纤维增强复合材料的弹性模量和强度
3．6．5 短切纤维毡增强复合材料的弹性常数和强度的预测
3．7 颗粒增强复合材料的弹性模量和强度
3．8 湿、热膨胀系数的细观力学分析
3．8．1 纵向热膨胀系数α1
/ }" R2 v+ [' ~$ o3．8．3 纵向湿膨胀系数β1
3．8．2 横向热膨胀系数α2
3．8．4 横向湿膨胀系数β2
0 J. D7 ~; @! B- ~习题
) q5 w! K) i8 u9 f/ q& o/ d第4章 层合板的刚度与强度
4．1 引言
4．2 对称层合板的面内刚度
4．2．1 面内力-面内应变的关系
4．2．2 对称层合板的面内工程弹性常数
: w, u' [, i4 _+ e% B8 o4．2．3 面内刚度系数的计算
4．2．4 几种典型对称层合板的面内刚度
4．3．1 一般层合板的内力-应变关系（经典层合板理论）
  V8 t# X2 |3 A8 \4．3 一般层合板的刚度
* v$ o& W$ z1 K" z1 {; i' E4 i4．3．2 对称层合板的弯曲刚度系数计算
4．3．3 一般层合板的刚度系数计算
4．3．4 几种典型层合板的刚度
4．3．5 平行移轴定理
& u, p5 J# A: `" v4．4 层合板的强度
0 m+ D9 S" t) C9 A3 [$ E4．4．1 层合板各单层的应力计算及强度校核
5 p8 p: O3 `9 g. z3 f4．4．2 层合板的强度
: k, V2 \, {2 m- t4 U2 X' c0 n4．5 湿热效应
  Y7 [$ \+ @2 `4．5．1 单层板的湿热变形
# R) N" \! e, d; Y  D, g4．5．2 考虑湿热应变的单层板应力与应变关系
& U  m6 N1 e2 Z; y) e5 i6 }0 E4．5．4 层合板的湿热应变
4．5．3 考虑湿热应变的层合板内力与应变关系
4．5．5 层合板的残余应变和残余应力
8 W- ?' t6 `& t# F9 Q/ j# Q# k3 h4．5．6 考虑残余应力的层合板强度计算
习题
7 F% K  g. d0 U7 E第5章 复合材料连接设计
5．1 机械连接设计
- G6 F+ u9 A% q. u$ H7 z% M5．1．1 机械连接的破坏形式
& H2 ]) C6 q. V) Y5．1．2 机械连接设计的一般要求
% O) }6 \: @6 V3 x: v5．1．3 机械连接强度校核
5．1．4 机械连接设计和强度校核举例
8 x& X; T5 ^5 i# c6 A5．2．1 胶接接头基本破坏形式
9 n0 r! o% S" e- k5．2 胶接连接设计
5．2．2 胶接连接设计的一般要求
% o9 d9 A& T: S) x6 L" F3 v8 Y7 M2 ]4 m5．2．3 搭接接头的极限承载力分析
3 i$ I6 \0 I3 d第6章 复合材料结构设计基础
6．1 复合材料结构设计过程
% b" w5 E1 r! o7 V; Y8 p6．2 材料设计
: O/ S# k2 ]0 H1 @2 ~1 y6．2．1 原材料的性能及其选择
% e- a. }8 a) m6．2．2 复合材料成型工艺选择
4 |& u3 }& w) s* T8 H! y4 i6．2．3 复合材料的力学性能
4 C2 p$ i$ Y: D' D# P6．2．4 层合板设计
4 D8 g( `' X+ o0 G: l6．3 结构设计
! x7 X- k6 v7 h7 f* f& F2 y6．3．1 结构设计的一般原则
% G: w7 g: k9 A6．3．2 结构设计应考虑的工艺性要求
6．3．3 许用值与安全系数
6．3．4 典型结构件设计
9 s, i6 E- a) f7 {, |0 W* x' Y! s6．3．5 复合材料结构形式的分类及其选择
, w0 a% s% d: h3 F! j第7章 复合材料贮罐设计
7．1 引言
7．1．1 复合材料贮罐的特点
/ L$ w& |  S* ]# k7．1．2 复合材料贮罐的制作工艺方法
7．1．3 复合材料在贮罐中的应用形式
7．2 层合结构设计
- I: I0 U9 L7 `3 ~; D" B4 {7．2．1 贮罐罐壁的层合结构
0 |1 }9 G' \! [' I& {- F) q7．2．2 层合结构设计
1 _5 ?$ X; Y4 j* _7．2．3 层合结构的厚度计算
# b: R2 J" P) g0 N7．3 卧式贮罐设计
7．3．1 鞍座设计
7．3．2 卧式贮罐受力分析
7．3．3 贮罐筒体强度设计与校核
. x, b# h4 R+ q+ A7 M4 {7．3．4 封头设计
6 i) ~, M+ p9 }6 l+ r4 O3 R$ w7．3．5 设计实例
, m: A5 D1 w4 }& R& S% ^# L7 c0 G5 H7．4 立式贮罐设计
# v$ \+ g8 f! u2 O8 ^7 s- y6 t. R7．4．1 立式贮罐内力分析
" O& [5 w/ c- Z" v; D; _: U7．4．2 立式贮罐的罐项和罐底
, P6 ^- K2 L( _7．4．3 立式贮罐支座
7．5 拼装式复合材料贮罐
7．6．1 贮罐的开孔与补强
8 c) _) ]/ Y: R: v! E7．6 贮罐的零部件设计
7．6．2 进出口管和入孔
7．7 复合材料贮罐的制造
7．7．1 原材料的选择
1 o" }$ q' s5 X7．7．2 贮罐的制造
第8章 纤维缠绕内压容器设计
8．1 概述
8．2 网络理论
8．3 纤维缠绕内压容器筒身段的网络理论
4 N: K& f6 r, i  S& p8．3．1 单螺旋缠绕筒身段
8．3．2 双螺旋缠绕筒身段
( d& ]- H8 c* i  q0 }8．4．1 封头段的基本方程
6 m3 I! [# K$ C3 R$ t' ^) X8．4 纤维缠绕内压容器封头段的网络理论
8．4．2 等应力封头
8．4．3 平面缠绕封头
6 v9 V+ s- }: c! a4 L" a8．4．4 封头形式的选择及封头补强
8．5 纤维缠绕内压容器设计实例
第9章 复合材料管道设计
( P6 x  e1 t8 e3 f% O/ W9 F2 M9．1 概述
6 z9 V3 K. D7 S+ @1 A9．2 地上压力管道设计
4 K. d. Q8 y& U. u* l9．2．1 管道壁厚的计算
9．2．2 管道跨度计算
5 w  Z# k* l! O9．3．1 地下管载荷计算
) H+ A* x  q' d7 v- L8 \! k9．3 地下埋设管道设计
9．3．2 地下玻璃钢管的压力校核
9．3．3 地下玻璃钢管的弯曲强度和刚度校核
9．3．4 组合载荷
( n, K$ J8 s( `3 Y$ f9．3．5 地下玻璃钢管的稳定性校核
) g6 l& w5 z6 {* Z0 l9．3．6 地下玻璃钢管的轴向应力
9．3．7 设计计算实例
9．4 玻璃钢管的制造
9．5 复合材料管道连接
第10章 复合材料叶片设计
5 s9 |* M/ L% m" U10．1 复合材料叶片的应用及特点
10．2．2 叶片纵剖面的结构形式
10．2．3 叶片横剖面的结构形式
% N8 T" `3 \0 _, m7 c10．2 复合材料叶片的结构设计
10．2．1 复合材料叶片的外形
) Z8 I' G3 V$ ]10．2．4 铺层设计
% j8 G! |! ^: L4 R& f# E10．2．5 叶根设计
- l5 j$ O! d$ Z2 R10．3 复合材料叶片的强度和刚度计算
9 C9 @- W/ {9 Y10．3．1 叶片的强度计算
10．3．2 叶片的刚度计算
10．4 复合材料叶片的工艺设计
; \4 W, x; Z3 d/ k" K6 m10．4．1 原材料的选择
10．4．3 叶片成型工艺
10．4．2 叶片成型模具
10．5 复合材料叶片的试验工作
第11章 冷却塔设计
0 C2 ?, A; t: {( O6 _& R! n11．1 概述
- o7 O) x* D7 D6 V' P11．2 冷却塔构造设计
11．2．1 空气分配装置
3 b2 `  Y, S* y0 F11．2．2 淋水填料
: C2 }& h! z8 I1 y. @11．2．3 布水系统
! u+ ~2 L  l+ w) s. P  ^4 n, J11．2．4 收水器
5 w/ y; t7 e2 ?0 I1 J11．2．5 通风设备
2 ]/ H; I$ D7 |' S+ {; g6 t11．2．6 塔体
11．3 冷却塔热力计算
7 f% }; D( t% q+ ?# O, g11．4 玻璃钢冷却塔塔体结构设计
% F6 X3 C( M# |% g" s5 J; t8 x11．4．1上塔体薄膜应力的计算
11．4．2下塔体计算
11．4．3 安全系数
11．5 玻璃钢冷却塔塔体成型工艺设计
+ d- ^6 n7 ]  }, Q: y4 ?* d11．5．1 模具制作
11．5．2 冷却塔塔体手糊成型工艺
1 g8 {) z6 ]. @+ U! g8 @/ U7 ^附录A 有关复合材料国家标准目录汇编
附录B 玻璃钢管道、贮罐及容器常用标准目录汇编
标准代号说明
) [2 Z# _9 |* U# E4 n基本参考文献

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