復(fù)合材料力學(xué)性能詳解演示文稿目前一頁\總數(shù)三十五頁\編于十三點優(yōu)選復(fù)合材料力學(xué)性能目前二頁\總數(shù)三十五頁\編于十三點

Content第5章復(fù)合材料力學(xué)性能 5.1概述

5.2各向異性彈性材料力學(xué)基礎(chǔ)

5.3單層板的彈性特性

5.4單層板的強度理論

5.5復(fù)合材料的力學(xué)性能試驗

5.6單向復(fù)合材料各組分的強度準則

5.7復(fù)合材料單向?qū)影寰鶆蚋飨蛲圆牧系膹姸壤碚?/p>

5.8纖維復(fù)合材料的疲勞行為 5.9單向復(fù)合材料的破壞模式目前三頁\總數(shù)三十五頁\編于十三點5.1概述※復(fù)合材料力學(xué)性能的特點

復(fù)合材料的力學(xué)性能很大程度取決于

增強纖維的性能、含量及排列方式

按纖維的排列方式，從力學(xué)角度，復(fù)合材料分為

單向（纖維增強）復(fù)合材料 雙向（正交纖維增強）復(fù)合材料 多向（纖維增強）復(fù)合材料 三向正交（纖維增強）復(fù)合材料

亂短纖維增強復(fù)合材料目前四頁\總數(shù)三十五頁\編于十三點目前五頁\總數(shù)三十五頁\編于十三點※復(fù)合材料力學(xué)分類復(fù)合材料力學(xué)復(fù)合材料的材料力學(xué)復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)力學(xué)-----宏觀力學(xué)疊層理論-----粗觀力學(xué)細觀力學(xué)目前六頁\總數(shù)三十五頁\編于十三點a)細觀力學(xué)

研究單向（或單層）復(fù)合材料的平均物理性能與各相材料的物理性能和相幾何之間的關(guān)系，以及研究復(fù)合材料非均勻介質(zhì)各相內(nèi)部的真實應(yīng)力與應(yīng)變場分布。闡明復(fù)合材料性能的機理，并作為復(fù)合材料設(shè)計的理論基礎(chǔ)b)復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)力學(xué)

研究對象是用復(fù)合材料組成的各種結(jié)構(gòu)件目前七頁\總數(shù)三十五頁\編于十三點5.2各向異性彈性材料力學(xué)基礎(chǔ)應(yīng)力----應(yīng)變關(guān)系確定著

材料的剛度、強度、變形及失效等性能與狀態(tài) ☆應(yīng)力

應(yīng)力分量和平衡微分方程 應(yīng)力變換 冪函數(shù)形式變換公式 倍角函數(shù)形式變換公式 應(yīng)力轉(zhuǎn)軸公式目前八頁\總數(shù)三十五頁\編于十三點 ☆應(yīng)變：彈性體變形的度量

應(yīng)變變換 應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系 彈性應(yīng)變能 ☆特殊材料的虎克定律 目前九頁\總數(shù)三十五頁\編于十三點5.3單層板的彈性特性目前十頁\總數(shù)三十五頁\編于十三點☆單層板的主方向的彈性特性☆單層板非彈性方向的彈性特性應(yīng)力和應(yīng)變的轉(zhuǎn)軸公式非彈性主方向的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系目前十一頁\總數(shù)三十五頁\編于十三點5.4單層板的強度理論最大應(yīng)力理論最大應(yīng)變理論蔡---希爾強度理論蔡---吳應(yīng)力張量多項式理論目前十二頁\總數(shù)三十五頁\編于十三點5.5復(fù)合材料的力學(xué)性能試驗※拉伸試驗?zāi)壳笆揬總數(shù)三十五頁\編于十三點目前十四頁\總數(shù)三十五頁\編于十三點※壓縮試驗?zāi)壳笆屙揬總數(shù)三十五頁\編于十三點※剪切試驗層間剪切試驗?zāi)壳笆揬總數(shù)三十五頁\編于十三點※彎曲試驗?zāi)壳笆唔揬總數(shù)三十五頁\編于十三點5.6單向復(fù)合材料各組分的強度準則目前十八頁\總數(shù)三十五頁\編于十三點

聚合物基體的強度目前十九頁\總數(shù)三十五頁\編于十三點

纖維強度依賴于纖維表面裂紋的情況

基體的存在使單根纖維斷裂的影響有限目前二十頁\總數(shù)三十五頁\編于十三點

粘結(jié)強度界面強度作用機理

吸附和浸潤目前二十一頁\總數(shù)三十五頁\編于十三點 相互擴散

靜電吸引 目前二十二頁\總數(shù)三十五頁\編于十三點化學(xué)鍵結(jié)合玻璃纖維碳纖維目前二十三頁\總數(shù)三十五頁\編于十三點 機械粘著目前二十四頁\總數(shù)三十五頁\編于十三點5.7復(fù)合材料單向?qū)影寰鶆蚋飨蛲圆牧系膹姸壤碚?/p>

最大主應(yīng)力理論 最大主應(yīng)變理論 最大剪應(yīng)力理論 最大總應(yīng)變比能理論 最大剪切應(yīng)變比能（畸變能）理論 雙剪應(yīng)力理論 庫倫理論 摩爾理論理論選用原則材料的性質(zhì)（塑性還是脆性）受力情況（位于應(yīng)力坐標平面中的哪一個象限）目前二十五頁\總數(shù)三十五頁\編于十三點5.8纖維復(fù)合材料的疲勞行為研究的意義 根據(jù)要求的疲勞性能選擇材料 評估結(jié)構(gòu)的疲勞損傷 按要求的疲勞壽命保證結(jié)構(gòu)的安全可靠性疲勞的定義 在周期性交變載荷作用下材料發(fā)生的破壞行為，論述了材料經(jīng)受周期應(yīng)力和應(yīng)變時的失效過程。目前二十六頁\總數(shù)三十五頁\編于十三點※復(fù)合材料的疲勞損傷1）在疲勞過程中，盡管初始損傷尺寸比金屬材料大，但疲勞壽命比金屬長；2）疲勞損傷是累積的，在破壞前，損傷已有了較大的發(fā)展，有明顯的征兆，而金屬材料的破壞又很大的突發(fā)性；3）在高應(yīng)力出現(xiàn)較大范圍的損傷，表現(xiàn)出非常復(fù)雜的疲勞破壞行為，很少出現(xiàn)金屬材料的單一裂紋控制的破壞機理。目前二十七頁\總數(shù)三十五頁\編于十三點目前二十八頁\總數(shù)三十五頁\編于十三點目前二十九頁\總數(shù)三十五頁\編于十三點目前三十頁\總數(shù)三十五頁\編于十三點※復(fù)合材料的疲勞性能及其影響因素研究方法 測定在不同受力狀態(tài)下的應(yīng)力-壽命（S-N）曲線特點：復(fù)合材料沒有明確的疲勞極限 復(fù)合材料的疲勞壽命與疲勞極限又很大的分散性

碳纖維強度分散度：10%

玻璃纖維強度分散度：15%

環(huán)氧樹脂強度分散度：10%

疲勞試驗的試件最少10-15個目前三十一頁\總數(shù)三十五頁\編于十三點 平均應(yīng)力和循環(huán)應(yīng)力比 加載頻率 缺口 組成與鋪層方式

環(huán)境溫度和濕度影響疲勞壽命的因素目前三十二頁\總數(shù)三十五頁\編于十三點※疲勞壽命的預(yù)測疲勞壽命預(yù)測的理論模型 疲勞裂紋擴散速率 基體材料及短纖維增強復(fù)合材料

累積損傷理論 連續(xù)纖維增強復(fù)合材料 剩余強度理論目前三十三頁\總數(shù)三十五頁\編于十三點5.9單向復(fù)合材料的破壞模式單向復(fù)合材料的破壞模式影響因素 纖維和基體的種類 材料內(nèi)部各種缺陷及損傷

材料局部的微小缺陷 制造缺陷：氣泡、空隙、貧或富膠、夾雜物、不正確的纖維取向 使用損傷：劃傷、擦傷、邊緣損傷、沖擊引起的分層、脫膠