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材料科學技術著作叢書復合材料點陣結構力學性能表征 版權信息
- ISBN：9787030461810
- 條形碼：9787030461810 ; 978-7-03-046181-0
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
材料科學技術著作叢書復合材料點陣結構力學性能表征 內容簡介
本書的內容主要是總結作者所在團隊近年來很好的研究成果和學術心得，是集體智慧的結晶，同時借鑒了國內外優選的研究經驗，試圖系統地概況優選復合材料點陣結構制備技術和力學特性，使讀者能夠全面認識該結構的特點。全書大約30萬字，包括12章，基本涵蓋了優選復合材料點陣結構在設計、制備及力學性能方面的近期新研究成果，力學性能表征方面將會涉及靜態和動態等典型工況的力學性能，在構型方面涉及板、梁和殼等典型結構形式。主要包括：復合材料點陣結構制備技術；復合材料點陣結構平壓和剪切性能；復合材料點陣結構的側壓性能；復合材料點陣結構彎曲性能；復合材料點陣的扭轉性能；復合材料點陣結構的屈曲性能；復合材料點陣結構的振動特性；復合材料點陣結構低速沖擊及剩余壓縮強度；多層級復合材料點陣結構力學性能；復合材料增強型點陣結構力學性能；復合材料金字塔點陣曲面殼及圓柱殼力學性能。
材料科學技術著作叢書復合材料點陣結構力學性能表征 目錄
目錄
序
前言
第1章緒論1
1.1引言1
1.2復合材料點陣結構的研究背景1
1.3復合材料點陣結構的基本概念2
1.3.1復合材料點陣結構的仿生學啟示2
1.3.2復合材料點陣結構概念的提出2
1.4本書的結構與內容安排5
第2章復合材料點陣結構的制備技術6
2.1引言6
2.2嵌鎖組裝成型技術6
2.3纖維絲編織成型技術9
2.4模具熱壓一次成型技術10
2.5軟膜熱壓一次成型技術13
2.6模具熱壓二次成型技術14
2.6.1制備工藝流程14
2.6.2微觀組織分析16
2.7真空輔助成型技術17
2.8本章小結19
第3章復合材料點陣結構的平壓和剪切性能20
3.1引言20
3.2復合材料點陣結構的平壓及剪切理論20
3.2.1金字塔點陣結構20
3.2.2四面體點陣結構24
3.2.3Kagome點陣結構27
3.3平壓和剪切載荷下復合材料點陣結構的失效機制30
3.3.1桿件歐拉屈曲30
3.3.2桿件分層31
3.3.3節點斷裂31
3.3.4面芯脫膠32
3.4本章小結34
第4章復合材料點陣結構的側壓性能36
4.1引言36
4.2復合材料點陣結構極限載荷的理論預報36
4.2.1宏觀屈曲37
4.2.2面板皺曲38
4.2.3面板壓潰38
4.3復合材料點陣結構的失效機制圖39
4.4復合材料點陣結構的側壓試驗40
4.4.1試件準備和試驗方案40
4.4.2試驗結果和討論41
4.5復合材料點陣結構側壓性能的數值模擬44
4.5.1各種屈曲模式的模擬45
4.5.2面板壓潰的模擬46
4.6本章小結47
第5章復合材料點陣結構的彎曲性能48
5.1引言48
5.2復合材料點陣夾芯梁的彎曲剛度48
5.2.1三點彎曲載荷下夾芯梁的撓度48
5.2.2面板薄厚的定義50
5.3復合材料點陣夾芯梁的彎曲強度50
5.3.1受力分析50
5.3.2面板壓潰52
5.3.3面板皺曲52
5.3.4芯子壓潰53
5.3.5芯子屈曲53
5.3.6節點斷裂53
5.4三點彎曲載荷下金字塔點陣結構的優化設計54
5.4.1桿件的傾角設計54
5.4.2桿件的半徑設計54
5.4.3面板的厚度設計54
5.4.4夾芯梁的長度設計55
5.5三點彎曲載荷下金字塔點陣結構的試驗研究55
5.5.1試驗方案55
5.5.2試驗結果與討論56
5.6本章小結58
第6章復合材料點陣結構的扭轉特性59
6.1引言59
6.2扭轉問題綜述60
6.3正交各向異性夾芯結構的扭轉解60
6.3.1基于普朗特應力函數的扭轉解60
6.3.2材料和幾何參數對等效扭轉剛度的影響64
6.4復合材料點陣結構的扭轉試驗和數值分析66
6.4.1試驗研究66
6.4.2等效材料模型68
6.4.3實際幾何模型68
6.4.4結果與討論69
6.5本章小結72
第7章復合材料點陣結構的屈曲特性73
7.1引言73
7.2Allen模型73
7.3復合材料點陣結構的臨界屈曲載荷75
7.3.1等效參數75
7.3.2平衡方程78
7.3.3多種邊界條件下的臨界屈曲載荷81
7.4復合材料點陣芯子等效方法的合理性驗證84
7.4.1等效芯子所儲存的應變能84
7.4.2離散桿件所儲存的應變能84
7.4.3應變能比較85
7.5結果與討論86
7.5.1與Allen模型的比較86
7.5.2與試驗結果的比較86
7.5.3不同位移假設下的臨界屈曲載荷89
7.6本章小結91
第8章復合材料點陣結構的振動特性92
8.1引言92
8.2夾芯結構振動特性的理論研究92
8.2.1基于“折線”模型的夾芯結構振動特性92
8.2.2基于改進“折線”模型的夾芯結構振動特性96
8.2.3三種不同位移模型的比較100
8.3復合材料點陣結構振動特性的數值分析103
8.4材料性能和幾何參數對點陣夾芯結構固有頻率的影響105
8.5局部損傷對復合材料點陣結構振動特性的影響108
8.5.1試件制備108
8.5.2試驗方法109
8.5.3試驗與數值結果的比較110
8.5.4缺陷敏感性分析112
8.6本章小結122
第9章復合材料點陣結構的低速及高速沖擊響應124
9.1引言124
9.2試驗方法124
9.3復合材料金字塔點陣結構的低速沖擊試驗125
9.3.1復合材料金字塔點陣結構的沖擊失效機制125
9.3.2復合材料金字塔點陣結構的沖擊響應129
9.3.3熱暴露對金字塔點陣結構能量吸收特性的影響131
9.3.4熱暴露對金字塔點陣結構大沖擊載荷的影響132
9.4復合材料金字塔點陣結構沖擊后剩余壓縮強度的試驗研究132
9.4.1側壓失效機制132
9.4.2沖擊后的剩余壓縮強度135
9.5復合材料點陣結構的高速撞擊響應136
9.5.1試驗原理及設備136
9.5.2碳纖維層合板和金字塔點陣結構的破壞模式137
9.6本章小結141
第10章多層級復合材料點陣結構的力學性能142
10.1引言142
10.2拉拉混合型多層級復合材料點陣結構142
10.2.1結構概念及制備方法142
10.2.2理論分析與破壞機制圖144
10.2.3試驗驗證147
10.2.4優化與結構效率評價148
10.3拉彎混合型多層級復合材料點陣結構154
10.3.1結構概念與制備方法154
10.3.2面外壓縮響應157
10.3.3理論分析158
10.3.4優化與結構效率評價161
10.4本章小結164
第11章復合材料增強型點陣結構的力學性能165
11.1引言165
11.2結構設計與制備165
11.2.1波紋板的制備165
11.2.2電火花切割法166
11.2.3激光切割法169
11.3增強型點陣結構的平壓及剪切理論172
11.3.1斜桿增強型點陣結構的平壓模量及強度173
11.3.2斜桿增強型點陣結構的剪切模量及強度174
11.4增強型點陣結構的平壓及剪切試驗175
11.4.1增強型點陣結構的平壓試驗175
11.4.2增強型點陣結構的剪切試驗178
11.5幾何參數對增強型點陣結構力學性能的影響181
11.6復合材料點陣結構剪切強度的比較183
11.7本章小結184
第12章復合材料點陣曲面殼及圓柱殼的力學性能186
12.1引言186
12.2復合材料金字塔點陣曲面殼的彎曲行為186
12.2.1嵌片和嵌鎖組裝186
12.2.2曲面殼的設計與制備187
12.2.3彎曲性能的理論研究190
12.2.4彎曲性能的試驗研究195
12.2.5彎曲性能的數值模擬200
12.3復合材料金字塔點陣圓柱殼的軸壓行為203
12.3.1結構設計與制備203
12.3.2軸向壓縮性能的理論研究205
12.3.3軸向壓縮性能的試驗研究208
12.4本章小結218
參考文獻220
序
前言
第1章緒論1
1.1引言1
1.2復合材料點陣結構的研究背景1
1.3復合材料點陣結構的基本概念2
1.3.1復合材料點陣結構的仿生學啟示2
1.3.2復合材料點陣結構概念的提出2
1.4本書的結構與內容安排5
第2章復合材料點陣結構的制備技術6
2.1引言6
2.2嵌鎖組裝成型技術6
2.3纖維絲編織成型技術9
2.4模具熱壓一次成型技術10
2.5軟膜熱壓一次成型技術13
2.6模具熱壓二次成型技術14
2.6.1制備工藝流程14
2.6.2微觀組織分析16
2.7真空輔助成型技術17
2.8本章小結19
第3章復合材料點陣結構的平壓和剪切性能20
3.1引言20
3.2復合材料點陣結構的平壓及剪切理論20
3.2.1金字塔點陣結構20
3.2.2四面體點陣結構24
3.2.3Kagome點陣結構27
3.3平壓和剪切載荷下復合材料點陣結構的失效機制30
3.3.1桿件歐拉屈曲30
3.3.2桿件分層31
3.3.3節點斷裂31
3.3.4面芯脫膠32
3.4本章小結34
第4章復合材料點陣結構的側壓性能36
4.1引言36
4.2復合材料點陣結構極限載荷的理論預報36
4.2.1宏觀屈曲37
4.2.2面板皺曲38
4.2.3面板壓潰38
4.3復合材料點陣結構的失效機制圖39
4.4復合材料點陣結構的側壓試驗40
4.4.1試件準備和試驗方案40
4.4.2試驗結果和討論41
4.5復合材料點陣結構側壓性能的數值模擬44
4.5.1各種屈曲模式的模擬45
4.5.2面板壓潰的模擬46
4.6本章小結47
第5章復合材料點陣結構的彎曲性能48
5.1引言48
5.2復合材料點陣夾芯梁的彎曲剛度48
5.2.1三點彎曲載荷下夾芯梁的撓度48
5.2.2面板薄厚的定義50
5.3復合材料點陣夾芯梁的彎曲強度50
5.3.1受力分析50
5.3.2面板壓潰52
5.3.3面板皺曲52
5.3.4芯子壓潰53
5.3.5芯子屈曲53
5.3.6節點斷裂53
5.4三點彎曲載荷下金字塔點陣結構的優化設計54
5.4.1桿件的傾角設計54
5.4.2桿件的半徑設計54
5.4.3面板的厚度設計54
5.4.4夾芯梁的長度設計55
5.5三點彎曲載荷下金字塔點陣結構的試驗研究55
5.5.1試驗方案55
5.5.2試驗結果與討論56
5.6本章小結58
第6章復合材料點陣結構的扭轉特性59
6.1引言59
6.2扭轉問題綜述60
6.3正交各向異性夾芯結構的扭轉解60
6.3.1基于普朗特應力函數的扭轉解60
6.3.2材料和幾何參數對等效扭轉剛度的影響64
6.4復合材料點陣結構的扭轉試驗和數值分析66
6.4.1試驗研究66
6.4.2等效材料模型68
6.4.3實際幾何模型68
6.4.4結果與討論69
6.5本章小結72
第7章復合材料點陣結構的屈曲特性73
7.1引言73
7.2Allen模型73
7.3復合材料點陣結構的臨界屈曲載荷75
7.3.1等效參數75
7.3.2平衡方程78
7.3.3多種邊界條件下的臨界屈曲載荷81
7.4復合材料點陣芯子等效方法的合理性驗證84
7.4.1等效芯子所儲存的應變能84
7.4.2離散桿件所儲存的應變能84
7.4.3應變能比較85
7.5結果與討論86
7.5.1與Allen模型的比較86
7.5.2與試驗結果的比較86
7.5.3不同位移假設下的臨界屈曲載荷89
7.6本章小結91
第8章復合材料點陣結構的振動特性92
8.1引言92
8.2夾芯結構振動特性的理論研究92
8.2.1基于“折線”模型的夾芯結構振動特性92
8.2.2基于改進“折線”模型的夾芯結構振動特性96
8.2.3三種不同位移模型的比較100
8.3復合材料點陣結構振動特性的數值分析103
8.4材料性能和幾何參數對點陣夾芯結構固有頻率的影響105
8.5局部損傷對復合材料點陣結構振動特性的影響108
8.5.1試件制備108
8.5.2試驗方法109
8.5.3試驗與數值結果的比較110
8.5.4缺陷敏感性分析112
8.6本章小結122
第9章復合材料點陣結構的低速及高速沖擊響應124
9.1引言124
9.2試驗方法124
9.3復合材料金字塔點陣結構的低速沖擊試驗125
9.3.1復合材料金字塔點陣結構的沖擊失效機制125
9.3.2復合材料金字塔點陣結構的沖擊響應129
9.3.3熱暴露對金字塔點陣結構能量吸收特性的影響131
9.3.4熱暴露對金字塔點陣結構大沖擊載荷的影響132
9.4復合材料金字塔點陣結構沖擊后剩余壓縮強度的試驗研究132
9.4.1側壓失效機制132
9.4.2沖擊后的剩余壓縮強度135
9.5復合材料點陣結構的高速撞擊響應136
9.5.1試驗原理及設備136
9.5.2碳纖維層合板和金字塔點陣結構的破壞模式137
9.6本章小結141
第10章多層級復合材料點陣結構的力學性能142
10.1引言142
10.2拉拉混合型多層級復合材料點陣結構142
10.2.1結構概念及制備方法142
10.2.2理論分析與破壞機制圖144
10.2.3試驗驗證147
10.2.4優化與結構效率評價148
10.3拉彎混合型多層級復合材料點陣結構154
10.3.1結構概念與制備方法154
10.3.2面外壓縮響應157
10.3.3理論分析158
10.3.4優化與結構效率評價161
10.4本章小結164
第11章復合材料增強型點陣結構的力學性能165
11.1引言165
11.2結構設計與制備165
11.2.1波紋板的制備165
11.2.2電火花切割法166
11.2.3激光切割法169
11.3增強型點陣結構的平壓及剪切理論172
11.3.1斜桿增強型點陣結構的平壓模量及強度173
11.3.2斜桿增強型點陣結構的剪切模量及強度174
11.4增強型點陣結構的平壓及剪切試驗175
11.4.1增強型點陣結構的平壓試驗175
11.4.2增強型點陣結構的剪切試驗178
11.5幾何參數對增強型點陣結構力學性能的影響181
11.6復合材料點陣結構剪切強度的比較183
11.7本章小結184
第12章復合材料點陣曲面殼及圓柱殼的力學性能186
12.1引言186
12.2復合材料金字塔點陣曲面殼的彎曲行為186
12.2.1嵌片和嵌鎖組裝186
12.2.2曲面殼的設計與制備187
12.2.3彎曲性能的理論研究190
12.2.4彎曲性能的試驗研究195
12.2.5彎曲性能的數值模擬200
12.3復合材料金字塔點陣圓柱殼的軸壓行為203
12.3.1結構設計與制備203
12.3.2軸向壓縮性能的理論研究205
12.3.3軸向壓縮性能的試驗研究208
12.4本章小結218
參考文獻220
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