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第一章 绪言1

第二章 名词术语和符号3

2.1名词术语3

2.2主要符号说明8

2.3层压板的表示法11

参考资料12

第三章 材料工艺简介13

3.1复合材料简介13

3.2原材料14

3.2.1增强材料14

3.2.2基体材料17

3.2.3预浸料21

3.2.4夹层结构用材料23

3.3复合材料的成型工艺25

3.3.1复合材料成型工艺特点25

3.3.2工艺方法简介25

3.3.3用热压罐成型构件的工序介绍28

3.3.4复合材料成型用模具31

3.3.5复合材料构件的修补33

3.3.6复合材料构件制造的机械化自动化34

3.4复合材料的质量控制38

3.4.1复合材料的质量控制及其意义38

3.4.2复合材料内部缺陷及其分类39

3.4.3无损检验方法简述40

参考资料41

第四章 复合材料的力学基础42

4.1铺层的刚度与强度42

4.1.1铺层的应力-应变关系42

4.1.2铺层的正轴刚度47

4.1.3铺层的偏轴刚度50

4.1.4铺层的基本强度62

4.1.5铺层的失效准则63

4.1.6铺层的强度比计算63

4.2层压板的刚度与强度67

4.2.1层压板的内力-应变关系67

4.2.2层压板的刚度71

4.2.3层压板的强度78

4.2.4湿热效应88

4.3层压板的层间问题93

4.3.1层间应力93

4.3.2层间强度99

4.3.3层间失效准则101

4.3.4层间分层破坏效应101

参考资料102

第五章 材料性能数据104

5.1原材料性能数据104

5.1.1树脂基体性能104

5.1.2增强材料性能105

5.1.3胶粘剂性能107

5.2中间材料性能数据108

5.2.1预浸料性能108

5.2.2蜂窝芯性能108

5.2.3泡沫芯性能111

5.3复合材料性能数据111

5.3.1概述111

5.3.2T300/4211性能114

5.3.3T300/5222性能122

5.3.4 T300/CFR-150性能130

5.3.5T300/HD01和T300/HD03性能132

5.3.6T300/3231性能132

5.3.7 T300/LWR-1性能135

5.3.8T300/QY8911性能136

5.3.9几种国外复合材料性能141

第六章 层压板设计151

6.1层压板设计的一般原则151

6.2按刚度设计152

6.2.1工程设计方法152

6.3按强度设计157

6.3.1工程设计方法157

6.3.2优化设计方法168

6.4按稳定性设计172

6.4.1工程设计方法172

6.4.2优化设计方法173

6.5满足特殊要求的设计173

6.5.1零膨胀系数层压板设计174

6.5.2无限大刚度层压板的设计175

6.5.3负泊松比层压板的设计176

参考资料176

第七章 结构设计178

7.1设计选材178

7.1.1选材原则178

7.1.2纤维选择179

7.1.3树脂选择180

7.2设计原则181

7.2.1铺层设计的一般原则181

7.2.2强度、刚度设计原则183

7.2.3混杂复合材料的选用原则184

7.2.4工艺性要求184

7.3许用值与安全系数185

7.3.1许用值的确定186

7.3.2安全系数187

7.4开口及其补强187

7.4.1开口区的应力分布188

7.4.2开口影响区190

7.4.3开口补强设计190

7.5机翼整体油箱及其设计198

7.5.1复合材料整体油箱设计的一般要求198

7.5.2复合材料整体油箱的防雷击设计198

7.5.3复合材料整体油箱的防静电设计199

7.5.4复合材料整体油箱的密封设计199

7.6典型构件设计209

7.6.1梁、墙类构件设计209

7.6.2肋、框类构件设计209

7.6.3加筋板设计210

7.6.4复合材料桨叶设计214

7.7部件设计举例220

7.7.1材料设计220

7.7.2结构设计220

7.7.3编制技术文件222

参考资料222

第八章 夹层结构设计224

8.1概述224

8.1.1夹层结构的特点224

8.1.2夹层结构的破坏模式224

8.1.3夹层结构的设计原则225

8.2夹层结构选材原则226

8.2.1面板材料的选择226

8.2.2芯子材料的选择226

8.2.3胶粘剂的选择226

8.3夹层结构设计227

8.3.1夹层结构参数选择227

8.3.2受法向均布载荷的夹层板的设计227

8.3.3夹层梁的设计234

8.3.4受轴压夹层板的设计238

8.3.5受剪夹层板的设计244

8.3.6受扭夹层圆柱壳的设计251

8.3.7受轴压夹层圆柱壳的设计253

8.3.8受均匀外压的夹层圆柱壳的设计260

8.3.9计算面板起皱269

8.3.10蜂窝孔间凹陷272

8.4应力分析272

8.4.1复合材料夹层结构的元素272

8.4.2各元素的刚度方阵和应力矩阵272

8.5稳定性分析276

8.5.1稳定性计算问题的数学表达276

8.5.2面板夹芯组合夹层元素277

8.5.3相当板元法278

8.6连接设计282

8.6.1概述282

8.6.2连接设计原则282

8.6.3连接形式283

8.6.4夹层结构连接用紧固件290

参考资料293

第九章 气动弹性剪裁294

9.1概述294

9.2气动弹性剪裁的设计目标294

9.2.1设计目标294

9.2.2各向异性层压翼面的弯曲、扭转、弯度耦合294

9.2.3提高发散速度297

9.2.4提高颤振速度297

9.2.5改善操纵安定品质298

9.2.6减缓机动载荷300

9.2.7提高升阻比300

9.2.8综合优化302

9.3复合材料翼面气动弹性剪裁的方法302

9.3.1复合材料翼面气动弹性剪裁的特点302

9.3.2基本分析303

9.3.3结构模型和元素303

9.3.4应力分析303

9.3.5颤振分析303

9.3.6静气动弹性分析305

9.3.7优化设计306

9.4工程算例312

9.4.1计算对象312

9.4.2结构模型312

9.4.3优化设计条件313

9.4.4结果313

参考资料317

第十章 连接319

10.1概述319

10.2机械连接设计的一般原则320

10.2.1破坏模式320

10.2.2连接形式321

10.2.3连接接头几何参数选择321

10.2.4连接区的铺层设计323

10.2.5螺母拧紧力矩323

10.3螺栓连接强度323

10.3.1开孔及应力集中系数323

10.3.2单钉连接强度324

10.3.3多钉连接强度328

10.3.4强度校核328

10.4连接工艺和防腐330

10.4.1制孔及工艺要求330

10.4.2螺接工艺要求331

10.4.3铆接工艺要求331

10.4.4连接防腐332

10.5紧固件332

10.5.1紧固件的选择332

10.5.2紧固件强度、质量332

10.6铆接346

10.6.1铆接设计346

10.6.2螺纹抽钉连接强度347

10.6.3纯钛铆钉连接强度347

10.6.4钛环槽铆钉连接强度347

10.7胶接349

10.7.1胶接接头基本破坏模式349

10.7.2胶接连接设计原则350

10.7.3极限承载能力估算353

10.8设计举例356

10.8.1受拉伸载荷连接接头设计举例356

10.8.2受剪切载荷连接接头设计举例358

参考资料360

第十一章 稳定性分析与承载能力计算361

11.1概述361

11.2正交各向异性矩形平板的屈曲分析362

11.2.1正交各向异性矩形平板的轴压屈曲分析362

11.2.2正交各向异性矩形平板的剪切屈曲分析366

11.2.3正交各向异性矩形平板在复合载荷作用下的屈曲分析368

11.2.4正交各向异性层压板的屈曲载荷公式371

11.3矩形层压平板的屈曲分析371

11.3.1对称层压平板的屈曲分析371

11.3.2非对称层压平板的屈曲分析374

11.3.3矩形层压平板在压剪复合载荷作用下的屈曲分析375

11.4加筋层压平板的屈曲分析377

11.4.1加筋层压平板的局部屈曲分析878

11.4.2加筋层压平板的总体屈曲分析385

11.4.3加筋层压平板的有限条元素法的屈曲分析387

11.5加筋层压平板在轴压载荷作用下承载能力分析392

11.5.1分段处理法392

11.5.2有效刚度法393

11.5.3有效宽度法395

11.5.4实例395

11.6正交各向异性层压壳的屈曲分析397

11.6.1层压圆柱曲板的屈曲分析397

11.6.2层压圆柱壳的屈曲分析401

11.6.3加筋层压圆柱曲板和加筋层压圆柱壳的屈曲分析406

参考资料409

第十二章 耐久性和损伤容限设计410

12.1概述410

12.2耐久性设计411

12.2.1耐久性设计要求411

12.2.2耐久性设计原则411

12.2.3使用载荷／环境谱的编制413

12.2.4耐久性分析413

12.2.5耐久性试验416

12.3损伤容限设计417

12.3.1缺陷尺寸假设417

12.3.2损伤容限设计要求418

12.3.3损伤容限设计原则419

12.3.4冲击损伤谱420

12.3.5损伤容限分析422

12.3.6损伤容限试验426

12.4全尺寸结构耐久性和损伤容限验证试验429

12.4.1一般要求429

12.4.2验证试验方法429

12.4.3示例——复合材料垂尾全尺寸验证试验的要求和程序430

12.5结构可靠性设计432

12.5.1结构可靠性设计的内容和特点432

12.5.2结构可靠性设计的优缺点及其基本分析方法433

12.5.3层压板的可靠度计算435

12.5.4结构系统的可靠度计算439

参考资料440

第十三章 环境影响及其防护442

13.1温度和湿度的影响442

13.1.1我国的典型环境条件442

13.1.2温度和湿度对复合材料的影响444

13.1.3温湿环境试验449

13.2腐蚀及其防护453

13.2.1复合材料的腐蚀453

13.2.2复合材料与金属的电偶腐蚀455

13.3雷击静电及其防护459

13.3.1雷击及其防护459

13.3.2静电及其防护461

13.3.3电磁屏蔽461

13.4复合材料的防护涂层465

13.4.1涂层及其作用465

13.4.2防护涂层的质量控制465

13.4.3复合材料制件的表面处理466

13.4.4表面涂料及涂层系统467

13.4.5特种涂料（导电涂料）467

13.4.6大气曝晒试验472

参考资料474

第十四章 复合材料结构的动力分析475

14.1复合材料结构的动强度设计原则475

14.1.1动特性设计原则475

14.1.2动响应控制原则477

14.1.3声疲劳设计原则477

14.2复合材料结构的动特性分析478

14.2.1复合材料层压梁的动特性分析478

14.2.2复合材料层压板的动特性分析482

14.2.3加筋板的动特性分析489

14.3动载及动响应分析492

14.3.1动载荷的分类与确定493

14.3.2典型层压板的响应分析494

14.3.3复合材料构件的响应分析503

14.4声振及声疲劳分析505

14.4.1噪声源及其特性505

14.4.2噪声载荷的确定507

14.4.3声疲劳设计511

14.4.4声疲劳设计计算图表516

参考资料520

第十五章 混杂纤维复合材料设计522

15.1概述522

15.1.1名词术语524

15.1.2混杂复合材料类型526

15.1.3混杂复合材料特点526

15.2混杂效应526

15.2.1混杂效应的表现形式526

15.2.2混杂效应系数及其表达式527

15.2.3拉伸应变的混杂效应系数527

15.3单一纤维层压板性能527

15.3.1单向芳纶层压板性能527

15.3.2芳纶编织物层压板力学性能530

15.3.3单向玻璃纤维层压板性能532

15.3.4单向碳纤维层压板性能533

15.4混杂复合材料层压板性能534

15.4.1混杂复合材料层压板的拉伸行为534

15.4.2混杂复合材料层压板的压缩行为538

15.4.3混杂复合材料层压板的弯曲行为539

15.4.4混杂复合材料层压板的剪切行为539

15.4.5混杂复合材料层压板的冲击行为540

15.4.6单向混杂复合材料层压板性能数据541

15.5混杂复合材料层压板湿热效应544

15.5.1混杂复合材料的吸湿特性544

15.5.2混杂复合材料层压板湿热力学性能546

15.5.3混杂复合材料吸湿效应的估算546

15.6混杂复合材料设计与构件设计547

15.6.1混杂复合材料设计547

15.6.2混杂复合材料构件的设计原则548

15.6.3混杂复合材料的应力-应变关系552

15.6.4混杂复合材料典型构件的设计示例553

参考资料554

第十六章 复合材料内装饰件设计555

16.1定义和范围555

16.1.1定义555

16.1.2范围555

16.2要求555

16.2.1一般要求555

16.2.2适航性要求557

16.3选材560

16.3.1选材原则560

16.3.2材料分类及性能560

16.4结构设计578

16.4.1一般结构形式578

16.4.2结构部位578

16.4.3连接形式580

16.5地板设计583

16.5.1地板分块一般原则583

16.5.2地板的典型连接形式583

16.5.3局部开口设计584

16.5.4防腐蚀设计584

16.5.5试验585

16.6表面装饰层585

16.6.1装饰覆盖层585

16.6.2表面装饰涂漆586

16.7制造工艺586

16.7.1特点586

16.7.2主要成形工艺方法586

16.7.3成形工艺分类587

16.8修理587

16.8.1修理范围与原则587

16.8.2修理标准588

16.8.3典型缺陷的修理589

第十七章 图纸绘制和有关技术文件592

17.1图纸表达及有关规定592

17.1.1第1种表达方法与规定592

17.1.2第2种表达方法与规定604

17.2图注及有关技术文件614

17.2.1 图纸附注内容614

17.2.2制造的基本要求614

17.2.3技术条件615

17.3图纸举例616

附录A计算机程序621

A.1概述621

A.2程序功能简介625

附录B适航鉴定与研制规划631

B.1引言631

B.2适航鉴定要点632

B.3几个具体问题的分析633

B.4复合材料部件的研制过程和试验规划635

参考资料637

附录C咨询通报638

附录D复合材料性能标准试验方法644

D.1树脂体系性能标准试验方法644

D.2纤维性能标准试验方法644

D.3预浸料性能标准试验方法645

D.4单向层压板、多向层压板性能标准试验方法645

D.4.1碳纤维复合材料645

D.4.2玻璃纤维复合材料（俗称玻璃钢）645

D.5蜂窝及其夹层结构性能标准试验方法646

D.5.1玻璃钢蜂窝及其夹层结构646

D.5.2铝峰窝及其夹层结构646

D.5.3其他蜂窝及其夹层结构646

单位换算表648

编后记649