尺度效应
尺度效应和粒度效应
尺度效应和粒度效应一、引言尺度效应和粒度效应是地理学中常用的概念，用于描述地理现象在不同尺度或粒度下的变化规律。
尺度效应和粒度效应的研究对于我们深入理解地理现象的本质和规律具有重要意义。
本文将从概念的解释、影响因素、应用案例等方面对尺度效应和粒度效应进行全面、详细、完整且深入地探讨。
二、尺度效应的概念尺度效应是指地理现象在不同尺度下的表现形式和变化规律。
地理现象具有多个尺度，从微观到宏观，从小区域到全球范围，都会呈现出不同的特征。
尺度效应研究的核心问题是在不同尺度下地理现象的变化规律以及尺度变化对地理现象的影响。
1. 尺度效应的类型尺度效应可以分为空间尺度效应和时间尺度效应两种类型。
空间尺度效应是指地理现象在不同空间尺度下的变化规律，例如城市人口密度在不同城市规模下的变化规律；时间尺度效应是指地理现象随时间变化的规律，例如气候变化对植被分布的影响。
2. 尺度效应的机制尺度效应的产生机制是多样的，主要包括尺度依赖性、尺度冲突和尺度转换三种机制。
尺度依赖性是指地理现象在不同尺度下的相互依赖关系，例如城市发展对周边乡村的影响；尺度冲突是指地理现象在不同尺度下表现出的矛盾和冲突，例如全球环境保护与国家经济发展之间的矛盾；尺度转换是指地理现象在不同尺度下表现出的转换关系，例如城市的空间扩张与人口增长之间的转换关系。
三、粒度效应的概念粒度效应是指地理现象在不同粒度下的表现形式和变化规律。
粒度是指地理现象观测和分析的单位大小，可以是空间上的单元大小，也可以是时间上的观测间隔。
粒度效应研究的核心问题是在不同粒度下地理现象的变化规律以及粒度变化对地理现象的影响。
1. 粒度效应的类型粒度效应可以分为空间粒度效应和时间粒度效应两种类型。
空间粒度效应是指地理现象在不同空间粒度下的变化规律，例如土地利用在不同空间分辨率下的变化规律；时间粒度效应是指地理现象在不同时间粒度下的变化规律，例如气候变化对农作物产量的影响。
2. 粒度效应的机制粒度效应的产生机制也是多样的，主要包括粒度依赖性、粒度冲突和粒度转换三种机制。
尺度效应的名词解释
尺度效应的名词解释尺度效应是一个在心理学和社会科学中常用的概念，用来描述人们对事物或现象的评价和预测与时间、空间或情境的尺度变化相关的现象。
简单来说，尺度效应指的是我们的行为和观点在不同尺度下可能发生的变化。
在研究尺度效应时，我们需要考虑三个重要方面：时间尺度、空间尺度和认知尺度。
首先，时间尺度效应指的是人们对不同时间尺度上的事件或现象有不同的反应。
例如，人们对于短期事件往往更关注即时利益，而对于长期事件则更倾向于考虑长期收益。
这对于个体和集体的决策具有重要影响。
其次，空间尺度效应涉及人们对不同空间尺度上的事物或现象的感知和评价差异。
例如，一个国家的环境政策可能在全球尺度上被认为是相对良好的，但在本地尺度上可能会被批评为不足。
这种尺度效应的存在可能导致不同群体之间对某一问题的观念发生冲突。
最后，认知尺度效应描述了人们在处理信息时对于不同尺度的倾向。
人们常常有着更多关注细节而忽视整体的倾向，或者相反。
这种认知尺度效应在日常生活中的许多决策和判断中都扮演着重要的角色。
比如，当我们通过放大镜看待问题时，要小心不要忽视了整体的影响。
尺度效应的研究对理解人类行为和社会动态的演化具有重要意义。
它可以帮助我们更好地理解为什么人们在不同场景下会有不同的态度和偏好。
尺度效应还有助于我们更好地制定政策、改进营销策略以及促进更有效的沟通。
然而，尺度效应也有一些潜在的挑战和限制。
比如，人们容易在处理尺度变换时产生认知偏差，这可能导致不准确的预测和评估。
此外，尺度效应可能被其他因素所干扰，比如情绪、文化背景和社会认同。
这些因素的影响使得尺度效应的解释变得更加复杂。
尺度效应的研究还面临着一些方法上的挑战。
由于尺度效应涉及到多个维度的变化，研究者需要设计出合适的实验和问卷调查来准确地捕捉这些变化。
此外，对于不同领域中的尺度效应的交互作用和影响也需要更多的深入研究。
总之，尺度效应是一个有趣又复杂的研究领域。
通过深入理解尺度效应的概念和影响，我们可以更好地理解人类行为和社会动态的形成过程。
流体力学中的微流动现象
流体力学中的微流动现象一、引言流体力学是研究液体和气体运动规律的学科，而微流动现象则专注于研究在微观尺度下流体的行为和性质。
微流动现象的研究对于理解和应用纳米技术、生物医学、化学工程等领域具有重要意义。
本文将介绍流体力学中的微流动现象以及其在科学研究和工业领域中的应用。
二、微流动现象的基本原理微流动是指在微观尺度下流体的运动行为，其流动特征与宏观流体力学存在明显不同。
微流动现象的基本原理包括两个重要的尺度效应：尺度缩放效应和表面效应。
1. 尺度缩放效应在微观尺度下，流体所受到的惯性力相对于粘性力较小，因此微流动过程中惯性力可以忽略不计。
与宏观流体运动相比，微流动现象更加稳定和受控。
2. 表面效应在微观尺度下，流体与固体表面的相互作用对流动行为具有显著影响。
例如，当流体分子靠近固体表面时，分子与表面之间的相互作用会使得流体粘性增加，从而改变流体的流动性质。
三、微流动现象的研究方法为了研究微流动现象，科学家们提出了一系列实验方法和理论模型。
以下介绍几种常用的研究方法：1. 微管道实验微管道实验是研究微流动现象最常用的方法之一。
通过制造微观尺寸的通道，科学家们可以观察和测量微流动的行为。
常用的实验手段包括流速控制、压力测量、视觉观察等。
2. 数值模拟数值模拟是一种通过计算机仿真来研究微流动现象的方法。
科学家们可以运用流体力学方程和有限元分析等方法，模拟微流动的行为和性质，进一步理解微尺度下的流体行为。
3.微流控技术微流控技术是一种将微流动现象应用于实际应用中的方法。
通过设计微流控芯片和微流控器件，可以在微观尺度下实现液体的分配、混合、操作和反应，为生物化学实验、医学诊断等提供了新的方法和工具。
四、微流动现象的应用微流动现象的研究对于科学研究和工业应用具有广泛的意义。
以下介绍几个微流动现象在不同领域中的应用：1. 生物医学微流动现象在生物医学领域的应用非常广泛。
例如，在基因测序中，微流动技术可以提高测序效率和准确性。
生态学尺度概念
生态学尺度概念The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020关于生态学尺度概念通过学习和讨论，我对尺度的相关概念有了一定的了解和理解。
1、生态学尺度的三重概念：生态学尺度的维数、种类、组分，是尺度的三个不重叠且相互联系的方面，它们有机地组成一个整合统一的尺度概念体系。
在尺度概念中，我认为最难区分的是尺度组分的部分概念。
尺度的组分包括粒度、幅度、间隔、分辨率、比例尺、支撑、覆盖度等。
这些组分之间是相互联系的，有些时候甚至是对同一尺度单元的不同表述。
比如，就空间上的最小可辨别单元而言，既可以表示粒度，也可以表示分辨率。
而对于分辨率、比例尺，我们也往往认为是相通的两个概念，不过分辨率的内涵更为丰富。
在具体研究过程中，我认为还是有必要交代清楚尺度组分及其含义的。
2、尺度效应：（1）尺度效应的普遍性：尺度效应是普遍存在的，归根结底由于在时空上，在不同层次上普遍存在着异质性，使得各种现象的格局和过程等，在时空和不同层次上不是连续的均匀分布，存在着一些“突变”。
根据分形理论，由于系统的自相似性，系统在一定尺度范围内往往不会发生显著的或者说具有统计学意义的变化，但一旦超出某一尺度域范围，就会出现“突变”现象。
而对于跨等级的尺度外推就是对这种普遍存在的异质性的聚合或者分解。
（2）尺度效应的表现：在随着尺度（尺度域或者尺度等级）的变化，景观格局或过程的统计分布发生变化，景观空间格局的改变，即特征尺度组分发生变化，出现新的过程，新的景观特性。
（3）尺度效应的启示：正是由于景观效应的存在，我们在实际研究中，应该鉴别出所研究的格局和过程对应的特征尺度，特征尺度的识别依赖于多尺度研究。
而在大多数研究中，是没有考虑到特征尺度的识别的，往往基于经验判断等，具有一定的任意性。
对于后续研究的启发是，在进行生态现象的格局或过程研究时，首先要考虑其特征尺度，可以通过相关文献查阅，或前期研究准备过程中对其尺度现象的分析，在要求更为精细时可以收集相关的数据，通过相应的方法、途径识别特征尺度。
微细加工中的尺度效应 整理
微细加工中的尺度效应在科技飞速发展的今天，人类对机械产品的性能有了许多更高的要求，在通讯、电予、航天、微系统技术、微机电系统等领域，产品微型化已成为人类所追求的同时也是工业界不可阻挡的一个发展方向。
这些微小精密产品的制造离不开微细加工技术。
而在微细加工中，尺度效应对加工的整个过程有着极大的影响。
同时，也正是尺度效应，使得加工后的微小精密零部件有着非常好的性能。
所以，尺度效应是微细加工过程中至关重要的可行性评估依据和理论基础。
在下面的论述中，将对微细加工中尺度效应的定义、对加工过程的影响以及它的重要意义与实际应用进行简要的阐述。
1.微细加工中的尺度效应的定义尺度效应是一个很广泛的概念，在不同的学科领域中有着相应的定义。
在机械工程领域，尺度效应主要体现在微细加工过程中。
如果对尺度效应做一个概括性质的定义，是指:在微细加工的过程中，由于被加工材料整体或局部尺寸的微小化，引起的成形机理、材料变形规律以及材料性能表现出不同于传统成形过程的现象。
2.微细加工中尺度效应的作用机理与影响在微细加工过程中，由于切削层厚度已经十分薄，尺寸与微观尺度相近，尺度效应对加工精度的影响是十分明显的。
传统的制造精度理论和分析方法将不再适用。
在加工过程中，尺度效应的作用并非仅仅是将传统加工在尺寸上简单缩小，其主要可以表现为两个方面。
（1）在物理学方面，当切削加工的尺寸减小到一定的程度进入纳米量级时，晶体周期性的边界条件将被破坏，非晶态纳米微粒的颗粒表面层附近原子密度减小，导致多个物理性质呈现新的小尺寸效应。
在微米量级或该量级以下时，金属材料的硬度值急剧上升，转剪应力---剪应变曲线、弯曲应力---应变曲线明显升高。
由此可见，制造中工件的受力与变形特征与传统构件情况是大不相同的。
这主要是由于尺寸的缩小使得切削过程中起主导作用的力发生了变化。
对于微细加工中的工件，随着线性尺寸的减小，其表面积与体积的减小程度是不同的。
实际上，随着尺寸减小，微构件表面积与体积之增大。
第二章 景观生态学的理论基础.
第四节 源－汇系统理论
在地球表层系统普遍存在的物质迁移运动中，有 的系统单元是作为物质迁出源，而另一些系统组 成单元则是作为接纳迁移物质的聚集场所，被称 为汇。
流域水文状况，地貌过程中的侵蚀－沉积，土壤 －植物系统的生物地球化学循环，养分元素和污 染物质在土壤圈、水圈和生物圈中的运移、物种 迁移等存在源汇问题。
பைடு நூலகம்
2.3尺度对生态学格局和过程的影响
• 景观格局和生态过程在不同尺度上会表现出不同的 特征。当尺度发生改变时，景观格局和生态过程都 随之变化。
• 尺度对空间异质性的影响：
–假设幅度一定，粒度增大通常会降低空间的差异。假设 粒度一定，幅度增大将会包含更多的空间异质性，体现 多样化的景观类型或研究区域内更多的景观要素。
2.2 异质种群持续生存的必要条件
离散的局部繁殖种群。 所有的亚种群均有绝灭的风险。即使是最大
的亚种群也有绝灭的可能。 亚种群有重建的可能。重建率随斑块间距离
的增大而锐减，也与物种的迁移能力有关。 局域动态的非同步性。（P31）
第三节 渗透理论
• 临界阈现象：某一事件或过程在影响因子或环境 条件到达某一阈值而发生的从一种状态过渡到另 一种截然不同状态的过程。
最根本的作用在于简化复杂系统，以便对其结 构、功能和动态进行理解和预测。
2.尺度效应
2.1尺度定义
–指在所研究的生态系统的面积大小（空间尺度）， 或者指所研究的生态系统动态的时间间隔（即时 间尺度）。
–小尺度表示较小的研究面积，或较短的时间间隔。 大尺度则用于表示较大的研究面积和较长的时间 间隔。
2.（复合）异质种群理论
1.岛屿生物地理学理论
岛屿生物地理学理论的研究对象：岛屿。也被 广泛地应用于所有岛状生境的研究中。
浅析高层建筑设计尺度效应及要点
浅析高层建筑设计尺度效应及要点世界各城市的生产和消费的发展达到一定程度后，莫不积极致力于提高城市建筑的层数。
实践证明，高层建筑可以带来明显的社会经济效益：首先，使人口集中，可利用建筑内部的竖向和横向交通缩短部门之间的联系距离，从而提高效率；其次能使大面积建筑的用地大幅度缩小，有可能在城市中心地段选址；第三，可以减少市政建设投资和缩短建筑工期。
当高层建筑的层数和高度增加到一定程度时，它的功能适用性、技术合理性和经济可行性都将发生质的变化。
与多层建筑相比，在设计上、技术上都有许多新的问题需要加以考虑和解决。
一、高层建筑设计尺度效应高层建筑设计中尺度非常难把握，因为它不同于日常生活用品，日常生活用品很容易根据经验做出正确的判断。
其主要原因有：一是高层建筑物的体量巨大，远远超出人的尺度。
二是高层建筑物中很多要素不是单纯根据功能来决定他们的尺寸的，例如门，本来可以略高于人的尺度就可以了，但是有的门出于其他因素考虑设计得很高，这些都会给辨认尺度带来困难。
1.1城市尺度效应高层建筑是一座城市的有机组成部分，因其体量巨大，高度很大，是城市的重要景点，对城市产生重大的影响。
从对城市整体影响的角度来看，表现在高层建筑对城市天际轮廓线的影响，城市的天际轮廓线有实、虚之分，实的天际线即是建筑物的轮廓，虚的天际线是建筑物顶部之间连接的光滑曲线，高层建筑在城市天际线创造中起着重要的作用，因城市的天际轮廓线从一个城市很远的地方就可以看见，也是一座城市给人的第一印象。
高层建筑对城市各构成要素也产生重大的影响，高层建筑的位置、高度的确定，也应充分地考虑城市尺度、传统文化，不当的尺度会对城市产生不良影响，改变城市传统的历史文化，也改变了原来城市各构成要素之间的有机协调的比例关系。
1.2整体尺度效应整体尺度是指高层建筑各构成部分，如：裙房、主体和顶部等主要体块之间的相互关系及给人的感觉。
整体尺度是设计师十分注重的，关于建筑的尺度的均衡理论有很多种，但都强调整体尺度均衡的重要性。
中科院遥地所定量遥感_第六讲_遥感尺度效应与产品真实性检验
f v; p; i F v; p; i
UpScaling
DownScaling
Local Scale
Large Scale
待解决的关键点：
? v; p; i v; p; i
? f F
模型非线性的影响 参数异质性的影响
基于地表特征参数的尺度转换模型(李召良、阎广建，973交流报告)
h=0 h>0
C0为块金值，C1为基台值，ɑ为变程参数，取该模型的 变程为6ɑ，并用该变程代表图像冠层特征尺度.
2、尺度概念与特性
（2）特征尺度：线性与非线性混合
A点为株行距实测值，B点为冠层特 征尺度模型值
3、遥感尺度效应产生的原因
（1）遥感尺度效应定义
定量遥感关心的可标度参量的尺度效应。
可标度量： 不同尺度下实测参数是一致的。
MSS has 4 spectral bands: •Band 1: 0.5 to 0.6 m (green) •Band 2: 0.6 to 0.7 m (red) •Band 3: 0.7 to 0.8 m (near IR) •Band 4: 0.8 to 1.1 m (near IR)
– Polar orbiting satellites – Geosynchronous – Aerial
• Temporal extent: the time between sensor launch and retirement.
– Important to consider if historical data is necessary.
70.5
60Þ
45.6Þ 26.1
0?
26.1
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• 断裂力学 • 损伤力学 • 细观力学 • 纳观力学 • …. • 各种与力学有关的交叉学科等。 －力学学科的发展是以新材料、新的生产工 艺、新的工程应用环境、检测手段以及评 价手段等近代力学性能实验方法的发展为 基础，同时，实验方法反过来又进一步促 进了力学学科的进步与发展。
近代力学性能实验方法
Burt Rutan 公司首次制造出全复合材料飞机，经受了雷电风 暴，创造了不着陆环球飞行的记录； 1987年 美国X29前掠翼飞机试飞成功，增强纤维具有不反射 电磁波，透波无磁性等特点，是一种性能优良的隐身材料； 1988年 美国研制成功B2隐形轰炸机。 目前， 几乎所有的飞机、导弹、火箭和各种航天器都大 量的使用了复合材料。 应用部位：机翼、尾翼和整流罩、卫星天线等，约占结构总 重量的20－40％。
干法：先把纤维铺设成平行的纤维带，加入黏性液态树脂、预热 使树脂成半熔态，制成预浸带，加宽、切割成所需长度铺成层合 板，在热压罐中加热抽出气体及挥发物，树脂再次熔融－直到聚 合物分子彼此交联而开始固化。
湿法：不经过中间半成品预浸带的过程，直接浇注树脂于纤维上， 如火箭的壳体结构，整体固化。 －根据铺设角度不同有单向叠层板、多向叠层板。
如：
欧洲380空中客车，除大梁外，机身、机翼、操作纵面均 采用复合材料，其用量是波音777的2倍，其中，仅机翼就 用了53T（真机翼88T） 随着军用到民用的大面积推广，说明了复合材料成熟程度 大大的提高，从损伤容限的设计、材料的选择、制造计算 的工程化都反映出技术的革命。 ~ 现代复合材料的出现，是自喷气式发动机发明以来最大的 技术革命。 现已经向民用化发展，车辆、船舶、化工、建筑及体育用品 等。
其中11 , 22 , 33 分别垂直于外法线方向为 e1, e2 , e3 的平面， 叫作正应力，另外6个应力 ij (i j)是它们的作用面力，剪 应力。 应变
力学性能实验方法及所要解决的问题： 内涵 －是以近代力学理论为基础，以先进的科 学方法为手段，正确真实地评价材料、零 部件、结构等的技术手段与方法； －是用来解决“物尽其用”问题的科学方 法；
力学试验的总体目标
• • • • • 材料或产品的质量控制与质量保证 材料的筛选及相互比较 材料的设计计算与性能预报 材料在服役过程中的性能表征 理论发展的出发点及验证
取微小六面体
33 31 13 32 23
22
11
12 21
x2
t ji
(i ) j
又注意到均匀应力状态下，左右两面对应应力分量等值、反向， 即这两个平行平面上的应力矢量大小相当、方向相反。 这样，过一点的3个正交面上一共是3个应力矢量，3 3 9 个应 力分量。以 t (i ) 代表作用在外法线方向 ei 的面上的应力矢量，
t (ji ) 代表 t (i ) 在 ei 方向的分量，则
t ji
(i ) j
(1) (1) t (1) t1(1) e1 t2 e2 t3 e3 11e1 12e2 13e3
t t
(2) (3)
t e t e t e 21e1 22e2 23e3
纤维增强复合材料－层合复合材料 －航天、航空及国防的迫切需求，高强质轻 具有可设计性的新材料得以开发，出现了 纤维增强复合材料。 增强相－纤维的大体分类（参见P5－8） • 玻璃纤维 • 碳纤维 • 碳化硅纤维 • 硅化合物纤维 • 有机纤维
基体相－聚合物（树脂）的大体分类： 一、热固性： 最高使用温度 • 聚酯（PE） 50 • 环氧树脂（Ep） 150 • 酚醛树脂（Ph） 200 • 双马来酰亚胺（BMI） 220 • 聚酰亚胺（PI） 280
2. 抗疲劳性能好
复合材料的疲劳破坏机制与金属均匀材料完全不同。金属材 料往往出现单一裂纹，汇合成主裂纹，主裂纹控制着最终疲 劳破坏。而复合材料往往在高应力区出现大量损伤（界面脱 胶、层间开裂、纤维断裂等）并于材料种类、铺设方式、
纤维断裂等）并与材料种类、铺设方式、疲劳载荷类型有关，机 理复杂。 3. 减振性能好 －结构的固有频率除与结构的形状有关外，还与材料的比模量的 平方根成正比。由于复合材料的比刚度大，故其自振频率甚高， 可避免早起共振。此外，在吸能能力强、振动阻尼大的特点，一 旦振动，衰减也快。如：轻金属合金梁需9s,而复合材料梁只需 2.5s。 4. 抗高温性能好和膨胀系数小 －人们可根据不同工况条件选择抗高低温性能良好、膨胀系数小 的复合材料。一般铝合金在400度时弹性模量几乎接近零，而硼 纤维/钛合金复合材料在此温度下性能不变，此外，韧性较好。 5. 安全性能好－ 单一纤维的断裂不会导致突然破坏。
塑料
陶瓷
材料的发展
传统的材料的优缺点： 塑料：低密度，良好的短期化学稳定性和较好的耐 环境性能，易成型和连接；热稳定性差，力学性 能较低。 陶瓷：热稳定性极高，耐腐蚀耐磨损；呈脆性，成 型及加工及其困难。 金属：中高密度，如镁合金、铝合金等密度接近塑 料，具有良好热稳定性，合金耐腐蚀，力学性能 较高，韧性好，易成型及加工等；
近代力学实验方法
本科程讲授及实验内容
一、概论及总体目标、术语介绍 二、实验应变分析方法：电阻应变测量、光 测技术及其它方法 三、 无损检测方法及原位观测（AE）技术 四、复合材料的拉伸、压缩方法 五、剪切、弯曲、横向性能 六、断裂和韧性
七、复合材料冲击及损伤容限 八、疲劳性能 九、MEMS材料力学性能的测试技术薄膜力 学性能 十、复合材料环境测试、尺度效应、实验数 据处理 十一、复合材料层合板拉伸实验、压缩实 验、弯曲实验 复习考试
显然，不同点处，方向相同的面上应力一般不同，而同一点处不 同方向的面上，应力一般也不相同，所以一般情况下t是点的位 置和作用面方向的函数：
t f x, n
固定x而改变n，就得到过一点的不同 面上的应力，这就是一点的应力状态， x3 而改变x，得到不同点的应力状态，即 应力场。
因此，为了解和描述一点的应力状态， 必须固定x而改变n，即应当了解过此 点各个方向的面上的应力矢量，过一 点可作无穷多个面，然而可证明只要 知道了过一点的3个正交面上的应力， 就能完全确定过这点的任何其它的面 x1 上的应力。
热塑性树脂：
• • • • • • • 聚酰胺（PA） 聚醚醚酮（PPS） 聚碳酸酯（PC） 聚砜（PS） 聚醚酰亚胺（PEI） 聚醚砜（PES） 热塑性聚酰亚胺（TPI） 125 250 125 150 170 180 240
复合材料的发展及应用
现代的复合材料是在20世纪40年代以玻璃纤维增强聚合物 基体复合材料发展而来。 －60年代高摸量硼纤维问世。标志是F－11战术轰炸机水平 安定面的研制成功（硼纤维环氧树脂基复合材料），从而 开始了在高性能航空航天领域中的应用； －稍后，碳纤维问世，接着芳伦纤维，很快实现商品化。 现代复合材料的问世，是科学上一大突破，使原有的只 能为特定结构选择材料发展成为为特定结构物设计材料。 如：用玻璃纤维增强环氧树脂复合材料制作的直升飞机的螺 旋浆，合理利用材料的刚度和阻尼特性，设计结构简单， 使用维修方便，使飞机的机动性和加速性能大为提高，且 寿命得以延长；
6. 成型工艺好－可制备各种形状复杂的零部件，一次成型，工艺 简单，无浪费等。
复合材料力学－基本术语、概念
应力 －应力是一个重要的概念，它是连续介质力学描述物体的一部 分与另一部分之间的相互作用时所具有的唯一方法。 •外力和内力 外力－物体之间的相互作用力 内力－物体内部两部分间的作用力 连续介质力学中的内力－指的是可变形体因受外力而变形，在 其内部各部分间因相对位置改变引起的相互作用力。 •体积力
柯西应力（Cauchy stress）
x3
F
P
t
P
S
n
M
x2 x1
柯西应力原理认为，在n 不变的情况下无限缩小 S 一直收缩 到P点，在 S 0 的过程中， F 对p的矩为零，而 F / S
趋于一个确定的极限。以 t 表示此极限，从而定义了 t 为 过P而外法线方向为n 的无限小面元dS上的应力矢量（也叫张 力矢量）即： F dF t lim S 0 S dS
现阶段的复合材料主要有6项特点：
1. 比强度高、比刚度大
只是指沿纤维方向受拉的优越性。如有偏离纤维方向的力存 在，这种材料的性能会很差。因此，在多项受力时，为发挥 复合材料的优越性，不能沿单一方向铺设。 如：T300/环氧5280的比强度是铝的6.3倍；比刚度是铝的4.16倍 －目前，在航空工业中使用的结构复合材料，主要是利用它的高 比刚度，如制造飞机的尾翼合安定面等。至于比强度，由于 现阶段强度数据分散，经验还不足，用作飞机承力结构还是 有所顾虑。
复合材料的定义及分类
定义－是两种或两种以上不同性能的材料在宏观尺度上组成的
多相材料，或概括的讲：由两种或两种以上独立的物理相所组 成的固体材料。 概念：相物理：各相材料的物理性能；相几何：各相材料的几 何形状及分布总称，二者的改变可获得功能不同的复合材料； 界面：混合效应）
分类
按性能和用途分：功能复合材料，结构复合材料。前者利用其 物理性能（如耐烧蚀材料、可透波材料等），后者可用在承力 结构中。
材料的发展带动了实验方法的进步
发展
天然材料
人工合成材料
金属（Au、Ag、Al）
金属基复合材料
无机非金属（木、竹）
陶瓷基复合材料
有机非金属（骨、贝）
高分子有机材料
金属 金属和合金 二相结构
金属填充塑料 金属基复合材料
塑料，聚合物合 金，橡胶增韧聚 合物
GRP CFRP
陶瓷和玻璃，二相 结构，如水泥
概论及总体目标、术语介绍
力学的内涵与发展历程： 是研究物质机械运动规律的科学，研究对象 是宏观物质机械运动所遵从的客观规律。 人们实践基础上发展起来，十六、七世纪 开始形成物理学的一个分支，一般把力学分 为运动学、动力学和静力学三部分。