复合材料力学课件第05章湿热效应
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《复合材料原理》界面热物理相容性 ppt课件
Interphase layer
25-1000º C范围 碳纤维ΔαC=8×10-6 SiC相ΔαSiC=4×10-6
SiC Matrix
C fiber
= rC • (αSiC-αC)• ΔT
间隙宽度约为24nm
热膨胀失配
ppt课件
28
3 界面应力与性能
3.2 界面失配与界面应力
由于热膨胀系数接近，SiC/SiC中界面层与纤维和基 体结合紧密，界面结合强度随温度变化不大，这与 C/SiC中纤维与基体热膨胀失配时的情况完全不同。
1.3 界面应力分析
基体中的应力达到屈服强度Ru时，基体开裂：
=do-df代入得：
Ru L( )( ) df m 2
L为两条裂纹之间的间距。 L表示开裂倾向大小。 裂纹间距等于L时基体开裂。
ppt课件 11
2 影响基体裂纹的因素
2.1 裂纹间距
L(
2
df
Ru )( ) m
R+dR
8
1 界面热应力分析
1.3 界面应力分析
基体一端所受的总的张力为： R/4(do2-df2) d 纤维一端 基体另一端所受的总的张力为： 2 2 (R+dR)(/4)(do -df ) dL 界面上所受的总的剪切力为： d dfdLi 平衡时，应有： +d (/4) (do2-df2)R+dfidL = /4 (do2-df2 )(R+dR) 或 dfidL =(/4) (do2-df2)d R
ppt课件 16
2 影响基体裂纹的因素
2.2 裂纹生成温度
Dl D DT ( m f )(TF TC )
C SiC C
25-1000º C范围 碳纤维ΔαC=8×10-6 SiC相ΔαSiC=4×10-6
SiC Matrix
C fiber
= rC • (αSiC-αC)• ΔT
间隙宽度约为24nm
热膨胀失配
ppt课件
28
3 界面应力与性能
3.2 界面失配与界面应力
由于热膨胀系数接近，SiC/SiC中界面层与纤维和基 体结合紧密，界面结合强度随温度变化不大，这与 C/SiC中纤维与基体热膨胀失配时的情况完全不同。
1.3 界面应力分析
基体中的应力达到屈服强度Ru时，基体开裂：
=do-df代入得：
Ru L( )( ) df m 2
L为两条裂纹之间的间距。 L表示开裂倾向大小。 裂纹间距等于L时基体开裂。
ppt课件 11
2 影响基体裂纹的因素
2.1 裂纹间距
L(
2
df
Ru )( ) m
R+dR
8
1 界面热应力分析
1.3 界面应力分析
基体一端所受的总的张力为： R/4(do2-df2) d 纤维一端 基体另一端所受的总的张力为： 2 2 (R+dR)(/4)(do -df ) dL 界面上所受的总的剪切力为： d dfdLi 平衡时，应有： +d (/4) (do2-df2)R+dfidL = /4 (do2-df2 )(R+dR) 或 dfidL =(/4) (do2-df2)d R
ppt课件 16
2 影响基体裂纹的因素
2.2 裂纹生成温度
Dl D DT ( m f )(TF TC )
C SiC C
复合材料力学性能ppt课件
低分子是瞬变过程
（10-9 ～ 10-10 秒）
各种运动单元的运动需要 克服内摩擦阻力，不可能
瞬时完成。
高分子是松弛过程
运动单元多重性：
键长、键角、侧基、支链、 链节、链段、分子链
需要时间
（ 10-1 ～ 10+4 秒）
.
8
Tg 粘流态
Tf
Td
Tf ～ Td
分解温 度
（1）分子运动机制：整链分子产生相对位移
应变硬化
E D A
D A
O A
B
y
图2.4 非晶态聚合物的应力. -应变曲线（玻璃态）
20
2.2 高分子材料的力学性能
.
21
2.2 高分子材料的力学性能
序号 类型
1
2
硬而脆 硬而强
3 强而韧
4 软而韧
5 软而弱
曲线
模量
高
高
高
低
低
拉伸强度
中
高
高
中
低
断裂伸长率 小
中
大
很大
中
断裂能
小
中
大
大
小
F
F
A0
一点弯曲
三点弯曲
均匀压缩 体积形变 压缩应变
F
扭转
F
.
17
2.2 高分子材料的力学性能
应力-应变曲线 Stress-strain curve
标准哑 铃型试
样
实验条件：一定拉伸速率和温度
.
电子万能材料试验机
18
2.2 高分子材料的力学性能
图2.3 高分子材料三种典型的应力-应变曲线
.
19
材料热力学5.界面交接及润湿现象.吴申庆
L1—L2—V体系 当两种液体L1和L2以及气相V交接时，如图4-2，表 面张力γ1V和γ2V和界面张力γ12与水平面的夹角分别 为θ、ψ、φ。 按照力学平衡条件 :
i 1v 2v 12 0
考虑水平面上的分量： γ2VCOSψ—γ1Vcosθ—γ12cosφ=0 (4-4) 垂直方面的分量： γ2Vsinψ—γ1Vsinθ—γ12sinφ=0 (4-5)
三种润湿方式的共同之处是：液体将气体从 固体表面排挤开，使原有的固-气界面消失， 而代之以新的固-液界面。
二．润湿过程进行的方向 根据热力学，可以用润湿过程总体系总表面自由能 （焓）的减少程度来判断润湿过程的方向，为此引入 润湿功的概念，即润湿过程中体系对环境所作的有效 功。这功在数值上应等于体系总表面自由能的减少： —ΔG=W润 （4-10）
材料热力学
Thermodynamic of Materials
材料科学与工程学院 吴申庆
2012.2
第五章： 界面交接及润湿现象
Interface Connection and Wetting Process
•界面交接处的力学平衡 •固-液相间的湿润现象 •影响润湿性的因素 •润湿性的研究测量方法 •材料加工过程的润湿问题
一.界面交接处的力学平衡
• S-L-V体系 • L1-L2-V体系 • Sa—Sb—Sc体系
•S-L-V体系
当固（S）、液（L）、气（V）三相交接并且处 于平衡状态时，其润湿程度由交接各相的性质共同 决定，为了定量描述润湿过程，需要利用润湿角 （亦称接触角Contact angle）这一概念。 定义润湿角（接触角）为三相交接处液-气界面 （L-V）和液-固（L-S）界面之间的夹角，即界面 张力γLV和γSL的夹角。
《复合材料原理》PPT课件
的树脂(如乙烯基酯树脂)为基体； 对于碱性介质：宜采用无碱玻璃纤维为增强体和耐碱性
良好的树脂(如胺固化环氧树脂)。
.
15
复合材料特性：
.
16
抗拉强度与密度 之比 比强度高的材料 能承受高的应力
弹性模量与密度之 比 比模量高说明材料 轻而且刚性大
.
17
疲劳破坏的种类不同： 金属： 突发性破坏 疲劳强度极 限是其拉伸强度的30%~50% 聚合物基复合材料： 有预兆破坏 极限为拉伸强度的70%~80%
.
20
(1) 密度低 ； (2) 耐腐蚀； (3) 易氧化、老化； (4) 聚合物的耐热性通常较差； (5) 易燃； (6) 低的摩擦系数； (7) 低的导热性和高的热膨胀性； (8) 极佳的电绝缘性和静电积累； (9) 聚合物可以整体着色而制得带色制品。 (10) 聚合物的一些力学性能随其分子结构的改变而变化。
复合材料原理
.
1
主要内容
1、绪论 2、复合材料的复合效应 3、复合材料的界面状态解析 4、复合体系的界面结合特性 5、复合体系的典型界面反应 6、复合材料的界面处理技术
.
2
7、复合材料物理和化学性能的复合规律 8 、结构复合材复合材料的起源：
.
4
二、复合材料的定义
和聚芳酰胺纤维等高模量纤维为增强剂；
☼ 4、金属、陶瓷基复合材料：上世纪70年代则又出现以
金属、陶瓷等为基体材料的复合材料。
.
7
四、复合材料的分类：
1、无机非金属基复合材料 2、聚合物基复合材料 3、金属基复合材料
基体材料不同
.
8
4.1 复合材料中的材料设计和结构设计
工程应用的角度
结构复合材料
良好的树脂(如胺固化环氧树脂)。
.
15
复合材料特性：
.
16
抗拉强度与密度 之比 比强度高的材料 能承受高的应力
弹性模量与密度之 比 比模量高说明材料 轻而且刚性大
.
17
疲劳破坏的种类不同： 金属： 突发性破坏 疲劳强度极 限是其拉伸强度的30%~50% 聚合物基复合材料： 有预兆破坏 极限为拉伸强度的70%~80%
.
20
(1) 密度低 ； (2) 耐腐蚀； (3) 易氧化、老化； (4) 聚合物的耐热性通常较差； (5) 易燃； (6) 低的摩擦系数； (7) 低的导热性和高的热膨胀性； (8) 极佳的电绝缘性和静电积累； (9) 聚合物可以整体着色而制得带色制品。 (10) 聚合物的一些力学性能随其分子结构的改变而变化。
复合材料原理
.
1
主要内容
1、绪论 2、复合材料的复合效应 3、复合材料的界面状态解析 4、复合体系的界面结合特性 5、复合体系的典型界面反应 6、复合材料的界面处理技术
.
2
7、复合材料物理和化学性能的复合规律 8 、结构复合材复合材料的起源：
.
4
二、复合材料的定义
和聚芳酰胺纤维等高模量纤维为增强剂；
☼ 4、金属、陶瓷基复合材料：上世纪70年代则又出现以
金属、陶瓷等为基体材料的复合材料。
.
7
四、复合材料的分类：
1、无机非金属基复合材料 2、聚合物基复合材料 3、金属基复合材料
基体材料不同
.
8
4.1 复合材料中的材料设计和结构设计
工程应用的角度
结构复合材料
复合材料的力学性能ppt课件
外表改性剂对植物纤维/ 聚丙烯复 合资料力学性能的影响
采用不同的外表改性剂(苯甲酸、硬脂酸、 有机硅烷) 对植物纤维/ 聚丙烯复合体系进 展了处置,研讨了外表改性剂对体系力学性 能的影响规律,讨论了复合资料界面粘接机 理,分析了力学性能的变化规律。研讨结果 阐明,苯甲酸的参与可以使复合资料的拉伸 强度有较大提高,但冲击强度下降;经硬脂 酸处置的复合资料,其冲击强度有明显提高; 经有机硅烷处置的复合资料,拉伸强度及冲 击强度均有所提高。
由以下图可知,随着有机硅烷用量的加,复合资料的 拉伸强度会明显添加, 当有机烷含量达115 %时,拉 伸强度达最大值。以上结果阐明,硅烷偶联剂水溶 液的浸透性极强,可浸透植物纤维颗粒的一切间隙, 从而进一步浸润植物纤维颗粒的全部外表,使得偶 联剂与植物纤维外表坚持良好的接触;而有机硅烷 中的烷氧基团水解后构成硅醇,这样,硅醇就可以跟 植物纤维中的羟基作用,使纤维的吸水性减少,降低 了纤维的极性[3 ] 。
复合资料的特点
以天然植物纤维与热塑性树脂混合制备的复合资料 具有质量轻,加工性能好的特点,在许多领域有着广 泛的运用前景。植物纤维价廉易得,具有较大的强 度,刚度和耐热性。作为天然资料,植物纤维还可被 生物降解,植物纤维/ 热塑性树脂复合资料也因此具 备一定的环境相容性,是一条减轻目前“白色污染 〞的可行途径。因此,对植物纤维/ 聚丙烯复合资料 的研讨有着很重要的实际意义和适用价值。由于植 物纤维分子构造中含有大量的羟基,极性较强,与非 极性的聚丙烯混合时相互作用力很小,界面结合力 差,会影响复合资料的力学性能。故必需运用外表 改性剂对资料进展改性,以提高两种资料的界面结
苯甲酸含量对复合资料拉伸性能和冲击性能的影响
硬脂酸含量对复合资料力学性能的影响
以下图分别表示了在复合资料中参与了硬脂酸之 后,其拉伸性能和冲击性能的变化。从图 中可知, 复合资料的拉伸性能随硬脂酸含量的添加变化不
采用不同的外表改性剂(苯甲酸、硬脂酸、 有机硅烷) 对植物纤维/ 聚丙烯复合体系进 展了处置,研讨了外表改性剂对体系力学性 能的影响规律,讨论了复合资料界面粘接机 理,分析了力学性能的变化规律。研讨结果 阐明,苯甲酸的参与可以使复合资料的拉伸 强度有较大提高,但冲击强度下降;经硬脂 酸处置的复合资料,其冲击强度有明显提高; 经有机硅烷处置的复合资料,拉伸强度及冲 击强度均有所提高。
由以下图可知,随着有机硅烷用量的加,复合资料的 拉伸强度会明显添加, 当有机烷含量达115 %时,拉 伸强度达最大值。以上结果阐明,硅烷偶联剂水溶 液的浸透性极强,可浸透植物纤维颗粒的一切间隙, 从而进一步浸润植物纤维颗粒的全部外表,使得偶 联剂与植物纤维外表坚持良好的接触;而有机硅烷 中的烷氧基团水解后构成硅醇,这样,硅醇就可以跟 植物纤维中的羟基作用,使纤维的吸水性减少,降低 了纤维的极性[3 ] 。
复合资料的特点
以天然植物纤维与热塑性树脂混合制备的复合资料 具有质量轻,加工性能好的特点,在许多领域有着广 泛的运用前景。植物纤维价廉易得,具有较大的强 度,刚度和耐热性。作为天然资料,植物纤维还可被 生物降解,植物纤维/ 热塑性树脂复合资料也因此具 备一定的环境相容性,是一条减轻目前“白色污染 〞的可行途径。因此,对植物纤维/ 聚丙烯复合资料 的研讨有着很重要的实际意义和适用价值。由于植 物纤维分子构造中含有大量的羟基,极性较强,与非 极性的聚丙烯混合时相互作用力很小,界面结合力 差,会影响复合资料的力学性能。故必需运用外表 改性剂对资料进展改性,以提高两种资料的界面结
苯甲酸含量对复合资料拉伸性能和冲击性能的影响
硬脂酸含量对复合资料力学性能的影响
以下图分别表示了在复合资料中参与了硬脂酸之 后,其拉伸性能和冲击性能的变化。从图 中可知, 复合资料的拉伸性能随硬脂酸含量的添加变化不
复合材料层合板的湿热效应课件
06
复合材料层合板湿热效 应的工程应用案例分析
工程应用背景介绍
复合材料层合板在航 空航天、汽车、船舶 等领域的广泛应用
复合材料层合板湿热 效应的研究意义
湿热环境对复合材料 层合板性能的影响
工程应用案例分析
案例一：航空航天领域中的应 用
复合材料层合板在飞机机身、 机翼等部位的应用
湿热环境对飞机性能的影响及 复合材料层合板的性能变化
数据处理
对实验数据进行整理、分析和处 理，提取关键参数，如吸湿率、
膨胀率、力学性能等。
结果解释
根据实验数据，分析复合材料层 合板在湿热环境下的性能变化规 律，探讨其影响因素，如温度、
湿度、材料组成等。
图表绘制
绘制各种性能参数随环境条件变 化的图表，直观展示复合材料层
合板的湿热效应。
实验结果的优化与应用
。
国外研究现状
国外对于复合材料层合板的湿热效 应研究较早，积累了丰富的经验和 成果，为国内研究提供了有益的借 鉴。
发展趋势
随着科技的不断发展，复合材料层 合板的湿热效应研究将更加深入， 涉及的领域将更加广泛。
主要研究方法与技术手段
研究方法
主要包括实验研究、数值模拟和 理论分析等方法。
技术手段
主要包括X射线衍射、扫描电子显 微镜、红外热像仪等先进技术手 段。
材料力学性能变化机制
湿度和温度都会影响材料的力学性能，包括弹性模量、屈 服强度、拉伸强度等。这些性能变化可能会影响材料在使 用过程中的安全性和可靠性。
03
复合材料层合板的湿热 效应研究现状
国内外研究现状及发展趋势
国内研究现状
国内对于复合材料层合板的湿热 效应研究起步较晚，但近年来发 展迅速，取得了一系列重要成果
教学课件：第六章-复合材料层合板的湿热效应
加强跨学科合作
复合材料层合板的湿热效应涉及到多个学科领域，如材料科学、物理学、化学和工程学等。因此，需要 加强跨学科合作，整合各学科的优势资源和技术手段，共同推进复合材料层合板湿热效应的研究进展。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
主要包括湿气的吸附、扩散和传 递，这些过程主要依赖于材料的 孔隙结构和湿度梯度。
化学过程
在某些情况下，湿气可能与复合 材料层合板中的组分发生化学反 应，导致材料的化学性质发生变 化。
04 复合材料层合板的湿热性 能测试
湿热性能测试的方法与标准
测试方法
采用标准ASTM D7379-17，通过在 湿热环境中对复合材料层合板进行周 期性温度和湿度循环，观察其性能变 化。
03 湿热效应的原理与影响
湿气的吸附与扩散
01
02
03
湿气吸附
当湿气与复合材料层合板 接触时，湿气分子会吸附 到材料的表面和孔隙中。
湿气扩散
吸附在材料中的湿气分子 会随着时间的推移，从高 湿度区域向低湿度区域扩 散。
湿度传递
湿气在复合材料层合板中 的传递是一个复杂的过程， 涉及到扩散、吸附和解吸 等物理和化学过程。
复合材料层合板的应用领域
• 总结词：复合材料层合板因其优异的性能和可定制的特点，在航空航天、 汽车、船舶、体育器材等领域得到了广泛应用。
• 详细描述：复合材料层合板因其高强度、高刚度、耐腐蚀、抗疲劳等优 异性能，在许多领域都有着广泛的应用。在航空航天领域，复合材料层 合板被用于制造飞机和卫星的结构件和蒙皮，以提高飞行器的性能和安 全性。在汽车领域，复合材料层合板被用于制造车身面板、车底板和发 动机罩等部件，以提高车辆的外观和性能。在船舶领域，复合材料层合 板被用于制造船体和甲板等部件，以提高船舶的耐腐蚀性和航行效率。 在体育器材领域，复合材料层合板被用于制造球拍、滑雪板、自行车等 运动器材，以提高运动员的成绩和安全性。
复合材料层合板的湿热效应涉及到多个学科领域，如材料科学、物理学、化学和工程学等。因此，需要 加强跨学科合作，整合各学科的优势资源和技术手段，共同推进复合材料层合板湿热效应的研究进展。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
主要包括湿气的吸附、扩散和传 递，这些过程主要依赖于材料的 孔隙结构和湿度梯度。
化学过程
在某些情况下，湿气可能与复合 材料层合板中的组分发生化学反 应，导致材料的化学性质发生变 化。
04 复合材料层合板的湿热性 能测试
湿热性能测试的方法与标准
测试方法
采用标准ASTM D7379-17，通过在 湿热环境中对复合材料层合板进行周 期性温度和湿度循环，观察其性能变 化。
03 湿热效应的原理与影响
湿气的吸附与扩散
01
02
03
湿气吸附
当湿气与复合材料层合板 接触时，湿气分子会吸附 到材料的表面和孔隙中。
湿气扩散
吸附在材料中的湿气分子 会随着时间的推移，从高 湿度区域向低湿度区域扩 散。
湿度传递
湿气在复合材料层合板中 的传递是一个复杂的过程， 涉及到扩散、吸附和解吸 等物理和化学过程。
复合材料层合板的应用领域
• 总结词：复合材料层合板因其优异的性能和可定制的特点，在航空航天、 汽车、船舶、体育器材等领域得到了广泛应用。
• 详细描述：复合材料层合板因其高强度、高刚度、耐腐蚀、抗疲劳等优 异性能，在许多领域都有着广泛的应用。在航空航天领域，复合材料层 合板被用于制造飞机和卫星的结构件和蒙皮，以提高飞行器的性能和安 全性。在汽车领域，复合材料层合板被用于制造车身面板、车底板和发 动机罩等部件，以提高车辆的外观和性能。在船舶领域，复合材料层合 板被用于制造船体和甲板等部件，以提高船舶的耐腐蚀性和航行效率。 在体育器材领域，复合材料层合板被用于制造球拍、滑雪板、自行车等 运动器材，以提高运动员的成绩和安全性。
第七章-复合材料的湿热效应
讨论由湿热变化而引起的残余应力及应变。
无外载，即 N 0,M 0时，层合板的应变
等于湿热总应变：
ε xN 0T 0H z T H
而无约束时湿热自由总应变为:
exN x T x C
则残余应变为:
εxR εxN exN 0T 0H z T H xT xC
可见： xy 0 （为θ的奇函数）
二、单层板的湿膨胀系数
当吸水浓度为C时，则单层材料主方向的膨胀
系数可由下式定义:
12 3
H 1
H 2
H 12
1 C
C: 复合材料吸湿后的质量和干燥时的质量比。
1 ， 2 为纵向，横向湿膨胀系数；
12 为纵横向湿交变系数，一般为0，则 ：
H 1
残余应力为:
xR [Q (k) ] ε xR [Q (k) ]( ε xN e xN
0T 0H z T H x T x C)
作业:
仅有温升 T 和比湿度c，求[0/90]叠层的湿热 变形与应力。已知单层沿轴的 1 1
22
§7-6 层合板考虑湿热变形的强度分析
54.92
0 (GPa)
0
0 8.62
（主向） （非主向）
2、层合板的拉伸刚度A 及其逆阵A
24.42t 4.58t 0
A
4.58t
18.33t
0 (GPa)
0
0 8.62t
0.042 / t
A 0.0039/ t
0
0.0039/ t 0.0209/ t
0
0 0 (GPa1 ) 0.1160/ t
T
M
H
B
D
κ
另外有:
ε0 κ
ε0 M
无外载，即 N 0,M 0时，层合板的应变
等于湿热总应变：
ε xN 0T 0H z T H
而无约束时湿热自由总应变为:
exN x T x C
则残余应变为:
εxR εxN exN 0T 0H z T H xT xC
可见： xy 0 （为θ的奇函数）
二、单层板的湿膨胀系数
当吸水浓度为C时，则单层材料主方向的膨胀
系数可由下式定义:
12 3
H 1
H 2
H 12
1 C
C: 复合材料吸湿后的质量和干燥时的质量比。
1 ， 2 为纵向，横向湿膨胀系数；
12 为纵横向湿交变系数，一般为0，则 ：
H 1
残余应力为:
xR [Q (k) ] ε xR [Q (k) ]( ε xN e xN
0T 0H z T H x T x C)
作业:
仅有温升 T 和比湿度c，求[0/90]叠层的湿热 变形与应力。已知单层沿轴的 1 1
22
§7-6 层合板考虑湿热变形的强度分析
54.92
0 (GPa)
0
0 8.62
（主向） （非主向）
2、层合板的拉伸刚度A 及其逆阵A
24.42t 4.58t 0
A
4.58t
18.33t
0 (GPa)
0
0 8.62t
0.042 / t
A 0.0039/ t
0
0.0039/ t 0.0209/ t
0
0 0 (GPa1 ) 0.1160/ t
T
M
H
B
D
κ
另外有:
ε0 κ
ε0 M
复合材料力学(全套课件240P)
第一章、引言
复合材料力学
随直径减小，玻璃纤维拉伸强度趋 向于原子间的内聚强度11,000MPa
随直径减小，玻璃纤维拉伸强度 趋向于玻璃板材的强度170MPa
这是因为细小的纤维直径直接导致以下结果: 1) 更少、更小的微观裂纹；
2) 聚合物链延展并取向；
3) 结晶更少并且晶体间的断层密度更低；等等。
第一章、引言
复合材料力学
宏观力学(Macromechanical or phenomenological) 理论: 根据沿某些特定方向测试得到的复合材料的 宏观力学性能预报其受其它任意载荷的力学特性。 细观力学(Micromechanical)理论: 仅仅根据组成 材料的力学性能预报复合材料受任意载荷作用的 力学特性。 细观理论与宏观理论相比的优点: • 只需一次性确定组成材料的性能参数, 大大节省时间与金钱； • 可以事先由组成材料设计复合材料的性能。
第一章、引言
1.3 组成材料
1.3.1 增强体
复合材料力学
典型增强纤维
1) 玻璃纤维（Glass fiber） 分为E型、 S型、A型和C型，主要成份为SiO2, 另 含有些其它氧化物。 E (electrical insulator)型玻璃纤维应用最广, 1938 年实现商业化生产。现代复合材料诞生于1940年。 S型玻璃纤维比E型纤维的模量、强度及韧性都高， 但价格更高，最初主要是军用。
复合材料是由两种或两种以上性能各异的单一材 料，经过物理或者化学的方法组合而成的一种新 型材料。
复合材料分为天然与人工合成两大类。天然复合 材料种类繁多，包括一些动、植物组织如人的骨 格。我们只讨论人工合成复合材料 。 大多数人工合成的复合材料都是由两相构成：一个 是增强相，为非连续体；另一个是基体(matrix)相， 为连续体。
复合材料力学ppt
yx
y
yz
zx zy z
变形分析
物质坐标和空间坐标 应变张量的定义 微小应变张量的几何解释 主应变和应变主轴 应变协调方程
几何方程
x
u , x
yz
y
v , y
zx
z
w z
,
xy
w y
v z
;
u z
w ; x
v x
u y
.
x
yx
zx
xy y zy
x z
– 美国国防部委托国家科学研究院发表的面向21世纪国 防需求的材料研究报告指出
• 复合材料包括三要素：
• 基体材料 • 增强相 • 复合方式界面结合形式
• 复合材料的分类
– 按增强剂形状不同;可分为颗粒 连续纤维 短纤维 弥散晶须 层状 骨架或网状 编织体增强复合材料 等
– 按照基体材料的不同;复合材料包括聚合物基复合 材料 金属基复合材料 陶瓷基复合材料 碳/碳复合 材料等
y z
z
变形协调方程
2 x y 2
2 y x 2
2 xy xy
2 y z 2
2 z y 2
2 yz yz
2 z x 2
2 x z 2
2 xz zx
x
xz y
xy z
yz x
2 2x yz
y
xy z
yz x
zx y
2 2y zx
z
yz x
zx y
xy z
2 2z xy
物理方程— 本构关系 Hooke 定理
on S :
s
u u*
v v*
w w*
• 第三类基本问题
– 在弹性体的一部分表面上都给定了外力;在 其余的表面上给定了位移;要求确定弹性体 内部及表面任意一点的应力和位移