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上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院硕士课程内容介绍《复合材料力学》

上海交通大学 免费考研网/2012-12-28


《复合材料力学》

课程代码F100532学分/学时3.0/54开课时间
课程名称复合材料力学
开课学院船舶海洋与建筑工程学院
任课教师王熙
面向专业(null)
预修课程材料力学,弹性力学 (全校的机、材、力学诸大学科类的硕士研究生)
课程讨论时数24 (小时)课程实验数0 (小时)
课程内容简介

复合材料力学是研究复合材料在外界因素(荷载、温度变化、湿度变化)作用下发生的力学响应的一门科学,是固体力学和材料学科相结合的一个新分支,其研究对象具有非均质性和各向异性特征。本课程教学目的是期望学生能深刻地了解纤维增强复合材料的特性;掌握有关合理选择增强纤维和基体的种类及其体积比的基本方法确定单层板的最佳刚度和强度;能正确地选择铺层设计,对铺层材料的铺层方案做出合理的安排,为复合材料层合结构的设计提供最佳的材料设计参数。

课程内容简介(英文)

Composite Material Mechanics is a science which studies mechanics response of composite material due to environmental factors including loads, temperature and humidity changes, is a new embranchment of combination of solid mechanics and material science and whose research object has non-homogenous and anisotropic features. The aim of this course is to expect students to understand features of fiber reinforced composite material profoundly, to grip the basic method to ascertain the best intensity and stiffness of the single-layer plate by choosing categories of reinforced-fiber and matrix and their volume ratio and to choose designs of cross-ply rightly and make a reasonable choice of cross-ply scheme of cross-ply materials for the sake of providing the best material design parameters of composite material laminated structures.

教学大纲

第一章 复合材料力学概论(2)要求:了解复合材料与纤维增强复合材料的特性,设计特点,分析方法与发展趋势。第二章各向异性材料的应力应变关系(4)要求:了解各向异性材料的本构关系,工程常数的限制,弹性常数的转换公式,单层板在任意方向上的应力应变关系。第三章单层板的强度理论(8)要求:了解正交各向异性单层板的强度概念,强度和刚度的实验测定,了解正交各向异性单层板的二向强度理论。第四章单层板的基本力学性能估算(8)要求:掌握利用细观力学的方法对复合材料单层板的刚度进行估算,利用材料力学的方法对复合材料单层板的强度进行计算。第五章层合板的强度与刚度分析(8)要求:了解经典层合板的理论,层合板刚度的特殊情况,掌握层合板刚度理论;掌握层合板强度的分析计算方法,了解层合板的层间应力分布规律。第六章层合板的弯曲、屈曲与振动(8)要求:掌握层合板的弯曲、屈曲与振动的基本求解方法,能够求解横向载荷作用下简支层合板的挠度,平面载荷作用下简支层合板的临界屈曲,简支层合板的振动频率和模态。第七章层合板的最优化设计(4)要求:了解层合板的弯曲、屈曲与振动的最优化设计的目标函数的选取和相应的优化设计方法。第八章层合板的有限元法(2)要求:了解层合板的有限元法的特征。第九章复合材料断裂力学(4)要求:了解复合材料断裂形式,断裂表面能,几个能量吸收过程,复合材料线弹性断裂力学理论。第十章复合材料层合结构的损伤、疲劳和寿命估算(6)要求:了解复合材料的损伤机理、参数,层合复合材料刚度下降机理,纤维断裂对层合板刚度的影响。

课程进度计划

(无)

课程考核要求

理论考试, 或课堂讨论与大作业相结合

参 考 文 献
  • 1. 《各向异性体弹性理论及应用》罗祖道,李思简 编著,上海交通大学出版社,1994。2. 《Theory of elasticity of an anisotropic body》Lekhniskii, S.G., Mir Publisher, 1981。3. 《Introduction to composite materials》 Tsai SW, Hahn HT. Westport, CT: Technomic publishing CO.,1980。
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