材料力学材料力学精品课程湘潭大学土木工程与力学学院复合材料力学基础材料力学精品课程湘潭大学土木工程与力学学院概述复合材料的种类合材料的构造及制法复合材料力学分析的基本假设和方法复合材料的力学性能复合材料的各种应用各向异性弹性力学基本方程各向异性弹性体的应力应变关系正交各向异性材料的工程弹性常数材料力学精品课程湘潭大学土木工程与力学学院复合材料是由两种或多种不同性质的材料用物理或化学方法制成的具有新性能的材料，般复合材料的性能优于其组分材料的性能，并且有程中应用用于通用机械用于模具材料力学精品课程湘潭大学土木工程与力学学院对于直角坐标系，三个正交平面上应力分量是其中，各向异性弹性力学基本方程材料力学精品课程湘潭大学土木工程与力学学院应变张量可表示为其中，，为张量剪应变，，为工程剪应变，，为线应变。

材料力学精品课程湘潭大学土木工程与力学学院三个运动或平衡方程式式中比模量较低。

碳纤维复合材料有很高比强度和比模量，耐高温耐疲劳热稳定性好。

芳纶纤维增强复合材料是种新复合材料，它有较高比强度和比模量。

材料力学精品课程湘潭大学土木工程与力学学院比强度高，尤其是高强碳纤维芳纶纤维复合材料。

比模量高，除玻璃纤维环氧外其余复合材料比模量值比金属高很多，特别是高模量碳纤维复合材料最为突出。

材料具有可设计性，这是复合材料与金属材料很大不同点，复合材料性能除了决定纤维和基体材料本身性能外，还决定于纤维含量和铺设方式。

复合材料优点材料力学精品课程湘潭大学土木工程与力学学院材料各向异性严重，垂直于纤维方向性能主要取决于基本材料性能和基体与纤维间结合能力。

因此般性能较低，特别是层间剪切强度很低。

材料性能分散度较大，质量控制和检测较困难。

材料成本较高，目前硼纤维复合材料最贵，碳纤维及金属基复合材料比金属成本高很多。

有些复合材料韧性较差，机械连接较困难。

复合材料缺点材料力学精品课程湘潭大学土木工程与力学学院复合材料各种应用航空航天工程应用航空工程国内外已应用于飞机发动机机身机翼驾驶舱螺旋桨雷达罩机翼表面整流装置直升飞机旋翼桨叶客机前后翼身整流罩主起落架舱门等。

航天工程减轻发动机重量等。

材料力学精品课程湘潭大学土木工程与力学学院制造玻璃钢船，制造复合材料游艇和渔船。

用混杂复合材料制造高速舰艇船舶工程中应用建筑工程中应用大型体育馆厂房市场等薄壳结构，各种建筑，引水渡槽桥梁附加水管导槽等建筑设施。

兵器工业中应用坦克装甲上应用武器装备上应用材料力学精品课程湘潭大学土木工程与力学学院采用复合材料替代金属可减少腐蚀延长寿命化学过程中应用化工设备中采用树脂基复合材料，其重量轻维修容易使用寿命长石油化工管道也有用玻璃钢制造，其重量轻寿命长成本低用纤维增强树脂基复合材料制造汽车火车罐车，罐体上托架入孔及附件全部只是缠绕过程中固定次整体成型材料力学精品课程湘潭大学土木工程与力学学院火车汽车自行车车辆制造工业中应用电器设备中应用强电设备电子设备家用电器材料力学精品课程湘潭大学土木工程与力学学院体育器械中应用滑雪板网球拍棒球棒高尔夫球棍其它材料力学精品课程湘潭大学土木工程与力学学院假肢等人造骨骼关节等人体内部材料医疗设备医学领域中应用在机械过程中应用用于通用机械用于模具材料力学精品课程湘潭大学土木工程与力学学院对于直角坐标系，三个正交平面上应力分量是其中，各向异性弹性力学基本方程材料力学精品课程湘潭大学土木工程与力学学院应变张量可表示为其中，，为张量剪应变，，为工程剪应变，，为线应变。

材料力学精品课程湘潭大学土木工程与力学学院三个运动或平衡方程式式中学学院各向异性弹性体应力应变关系本构关系小变形时，应力分量与应变分量间有下列关系式中称为刚度系数。

以上个方程，加上给定力边界条件和给定位移边界条件，可以确定应力应变和位移共个未知量。

同各向同性弹性力学基本方程相比，区别只在物理方程应力应变关系。

材料力学精品课程湘潭大学土木工程与力学学院图弹性对称平面图弹性对称面中剪应力各向异性弹性体应力应变关系具有个弹性对称平面材料材料力学精品课程湘潭大学土木工程与力学学院正交各向异性材料具有两个正交弹性对称材料定对于和这两个平面垂直第三个平面具有对称性，这种材料称为正交各向异性材料，其刚度矩阵如下材料力学精品课程湘潭大学土木工程与力学学院若经过弹性体材料轴线，在垂直该轴线平面内，各点弹性性能在各方向上都相同，则此材料称为横观各向同性材料，此平面叫各向同性面。

横观各向同性材料图应力转轴材料力学精品课程湘潭大学土木工程与力学学院横观各向同性材料柔度矩阵为材料力学精品课程湘潭大学土木工程与力学学院各向同性材料中每点在任意方向上弹性特性都相同，则刚度柔度系数分别有下列关系，，各向同性材料材料力学精品课程湘潭大学土木工程与力学学院各向同性材料刚度和柔度矩阵分别为材料力学精品课程湘潭大学土木工程与力学学院工程上常采用工程弹性常数来表示材料弹性特性。

这些工程弹性常数是广义弹性模量，泊松比和剪切模量，这些常数可用简单拉伸及纯剪试验来测定。

测得工程弹性常数与柔度系数关系表示如下正交各向异性材料工程弹性常数材料力学精品课程湘潭大学土木工程与力学学院但即，材料力学精品课程湘潭大学土木工程与力学学院首页材料力学精品课程湘潭大学土木工程与力学学院作业比模量较低。

碳纤维复合材料有很高比强度和比模量，耐高温耐疲劳热稳定性好。

芳纶纤维增强复合材料是种新复合材料，它有较高比强度和比模量。

材料力学精品课程湘潭大学土木工程与力学学院比强度高，尤其是高强碳纤维芳纶纤维复合材料。

比模量高，除玻璃纤维环氧外其余复合材料比模量值比金属高很多，特别是高模量碳纤维复合材料最为突出。

材料具有可设计性，这是复合材料与金属材料很大不同点，复合材料性能除了决定纤维和基体材料本身性能外，还决定于纤维含量和铺设方式。

复合材料优点材料力学精品课程湘潭大学土木工程与力学学院材料各向异性严重，垂直于纤维方向性能主要取决于基本材料性能和基体与纤维间结合能力。

因此般性能较低，特别是层间剪切强度很低。

材料性能分散度较大，质量控制和检测较困难。

材料成本较高，目前硼纤维复合材料最贵，碳纤维及金属基复合材料比金属成本高很多。

有些复合材料韧性较差，机械连接较困难。

复材料力学材料力学精品课程湘潭大学土木工程与力学学院复合材料力学基础材料力学精品课程湘潭大学土木工程与力学学院概述复合材料种类合材料构造及制法复合材料力学分析基本假设和方法复合材料力学性能复合材料各种应用各向异性弹性力学基本方程各向异性弹性体应力应变关系正交各向异性材料工程弹性常数材料力学精品课程湘潭大学土木工程与力学学院复合材料是由两种或多种不同性质材料用物理或化学方法制成具有新性能材料，般复合材料性能优于其组分材料性能，并且有些性能是原来组分下列材料所没有，复合材料可能改善组分材料刚度强度热学等性能。

现在复合材料已广泛应用于各种工程和日常生活，例如胶合板钢筋混凝土夹布橡胶轮胎玻璃钢等。

复合材料力学性能比般金属材料复杂得多，主要有不均匀各向异性不连续等，因此逐步发展成为复合材料特有力学理论，称为复合材料力学，它是固体力学学科中个新分支。

概述材料力学精品课程湘潭大学土木工程与力学学院复合材料种类颗粒复合材料层合复合材料纤维增强复合材料复合材料种类材料力学精品课程湘潭大学土木工程与力学学院玻璃纤维硼纤维碳纤维芳纶纤维碳化硅纤维及氧化铝纤维几种常用纤维材料力学精品课程湘潭大学土木工程与力学学院树脂基体金属基体陶瓷基体碳素基体几种常用基体材料力学精品课程湘潭大学土木工程与力学学院单层纤维单层复合材料交织纤维图单层复合材料构造形成合材料构造及制法复合材料基本形式材料力学精品课程湘潭大学土木工程与力学学院图叠层材料构造形式举例叠层复合材料材料力学精品课程湘潭大学土木工程与力学学院玻璃纤维环氧复合材料将环氧树脂基体浸渍玻璃纤维经烘干形成半成品材料预浸料，再通过不同成型方法得到各种制品，其中有手糊方法喷射成型缠绕方法层压方法等。

复合材料制造方法碳纤维增强金属基复合材料般制造方法有扩散结合法熔融金属渗透法连续铸造法等离子喷涂法等。

材料力学精品课程湘潭大学土木工程与力学学院单向短纤维复合材料将短切纤维悬浮在甘油中不停搅动，加压迫使悬浮物经过收敛渠道，纤维走向与流向相同，将含纤维液膜沉积到细眼筛上快速过滤去掉甘油，这样形成了定向纤维毡，然后再加树脂并模压成短纤维复合材料。

材料力学精品课程湘潭大学土木工程与力学学院层合板是连续单向板是均匀单向板是正交各向异性层合板是线弹性层合板变形是很小复合材料力学分析基本假设和方法基本假设材料力学精品课程湘潭大学土木工程与力学学院它从细观角度分析组分材料之间相互影响来研究复合材料力学性能。

它从材料是均匀假定出发，只从复合材料平均表观性能检验组分材料作用来研究复合材料宏观力学性能。

细观力学宏观力学材料力学精品课程湘潭大学土木工程与力学学院它从更粗略角度来分析复合材料结构力学性能，把叠层材料作为分析问题起点，叠层材料力学性能可由上述宏观力学方法求出，或为了简便和可靠可用实验方法直接求出。

复合材料结构力学材料力学精品课程湘潭大学土木工程与力学学院复合材料力学性能纤维增强复合材料重要力学性能玻璃纤维增强复合材料特点是比强度高，耐腐蚀电绝缘易制造成本低，缺点是比模量较低。

碳纤维复合材料有很高比强度和比模量，耐高温耐疲劳热稳定性好。

芳纶纤维增强复合材料是种新复合材料，它有较高比强度和比模量。

材料力学精品课程湘潭大学土木工程与力学学院比强度高，尤其是高强碳纤维芳纶纤维复合材料。

比模量高，除玻璃纤维环氧外其余复合材料比模量值比金属高很多，特别是高模量碳纤维复合材料最为突出。

材料具有可设计性，这是复合材料与金属材料很大不同点，复合材料性能除了决定纤维和基体材料本身性能外，还决定于纤维含量和铺设方式。

复合材料优点材料力学精品课程湘潭大学土木工程与力学学院材料各向异性严重，垂直于纤维方向性能主要取决于基本材料性能和基体与纤维间结合能力。

因此般性能较低，特别是层间剪切强度很低。

材料性能分散度较大，质量控制和检测较困难。

材料成本较高，目前硼纤维复合材料最贵，碳纤维及金属基复合材料比金属成本高很多。

有些复合材料韧性较差，机械连接较困难。

复合材料缺点材料力学精品课程湘潭大学土木工程与力学学院复合材料各种应用航空航天工程应用航空工程国内外已应用于飞机发动机机身机翼驾驶舱螺旋桨雷达罩机翼表面整流装置直升飞机旋翼桨叶客机前后