《复合材料结构设计基础》课程介绍

《复合材料结构设计基础》课程介绍

一、课程简介

《复合材料结构设计基础》是复合材料与工程专业的承前启后的专业方向课，它包含材料力学基础、弹性力学基础、材料设计、结构设计等，因而是具有立体性质的一个科学领域。其主要任务是使学生掌握复合材料结构设计的基础理论、基本知识和基本技能。通过本科程学习，要求学生掌握复合材料经典层合板理论、刚度和强度的计算方法、复合材料结构元件的分析和典型产品结构设计的基本步骤和方法等内容，为后续专业课的学习以及从事复合材料领域的生产和科研奠定坚实的理论基础；学习科学思维方法和研究问题的方法，达到开阔思路、激发探索和创新精神、增强理论分析能力与实践能力的目的。

课程的主要教学内容包括：

第一章绪论

学习了解什么是复合材料特别是什么是纤维增强树脂基复合材料；了解复合材料的发展历史及现状；了解复合材料的结构设计的特点。

第二章单层的刚度与强度

掌握平面应力状态下单轴的正轴应力-应变关系等。掌握单层的偏轴应力-应变关系；掌握单层弹性模量、柔量及工程弹性常数的计算。掌握单层的弹性指标和单层的失效准则。

第三章层合板的刚度与强度

掌握层合板的表示法、掌握对称层合板面内内力与面内应力的关系。掌握几种典型对称层合板的面内刚度系数的计算。了解对称层合板弯曲矩与曲率的关系、掌握对称层合板弯曲工程弹性常数及弯曲刚度系数的计算。了解一般层合板的面内力与面内应变的关系、了解一般层合板工程弹性常数、刚度系数的计算。掌握如何依据单层的强度来预测层合板的最先一层失效强度。

第四章复合材料结构分析

了解在复材构件进行结构分析时所采用的弹性力学的基本方法。了解复材层合梁、薄壁梁等构件的分析方法及设计计算的基本公式。

第五章复合材料连接

了解复材连接方式、掌握胶接连接接头的内力与应力分析计算方法、了解胶

接连接设计时应考虑因素。了解机械连接的主要形式、掌握机械连接接头应力分析的步骤。

第六章复合材料结构设计

了解复合材料结构设计过程、了解材料设计包括的几个方面、了解结构设计的一般原则、掌握典型结构件的设计。

通过课程的教学，要求学生掌握复合材料力学中的基本概念；掌握复合材料在力学性能和结构设计方面的特点；掌握复合材料结构的分析与设计。对复合材料结构设计过程中的一些共性和规律有较全面和系统的理解与认识，并具有初步应用的能力。

二、教学内容改革与教学条件完善

本课程的教学手段均采用多媒体教学法，配合以模型及鼓励学生课下进入实验室参观或直接参与一些简单的材料制备等实验，扩大了信息量，有利于学生的课堂学习并理解课程的重点和强调难点。在授课过程中根据各章节的特点，因材施教。

综合考虑《复合材料结构设计基础》课程面向的是复合材料专业的特点，本门课程开课以来对教学大纲进行了多次修订，完善了教学内容，特别是自2013级开始实现一本招生以来，学生质量明显提高的情况之下，课题组对本课程的教学方式，教学内容，考核方式等都进行了针对性的改革与实践。

三、网络建设

2008年11月已完成了本课程的网络建设工作。主要内容包括：课程介绍、师资队伍介绍、教学大纲、网络课件、实验教学、文献资料、教学录像、习题库及答疑教室。近几年一直注重网络建设与维护，保证网络畅通，促进了学生对本课程知识的掌握。