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課程概述
複合材料力學研究複合材料的宏細觀力學行為，是固體力學的一個重要分支，也是蓬勃發展中的新興交叉學科。
由兩種或兩種以上的單一材料復合而成的材料，稱為複合材料。複合材料力學就是從宏觀上研究複合材料的結構力學行為，從細觀上研究由相組分和界面組成的細觀結構的相互作用。因此，複合材料力學一般被簡單地分為複合材料細觀力學和複合材料結構力學。
複合材料力學的研究方法有解析、實驗和數值方法，涉及到複合材料的細觀和宏觀兩種層次的力學性能。在實際研究和應用中，需要根據複合材料的特點將多種研究手段進行綜合應用，以對於複合材料的力學行為和其他物理性能具有更為全面的理解和認識。
複合材料力學隨著工程複合材料的迅速發展和廣泛應用而興起。隨著複合材料的日益發展和廣泛應用，複合材料力學的研究範圍也在逐漸擴大，特別是隨著納米複合材料和智能複合材料的發展，複合材料力學正在向多尺度和多場耦合的方向延伸，例如從原子尺度、細觀尺度到宏觀工程尺度的力學行為關聯；熱、電、磁、光、化學等多物理作用下複合材料的力學行為等。一些極端環境下，如超高、低溫、高輻射、超高速衝擊的問題，也是複合材料力學的研究熱點。
本課程主要講述複合材料力學的基本理論和研究方法，包括複合材料細觀力學和複合材料結構力學兩大部分，共有28講。
教學單元
1 第一章 概述
1.1 複合材料與複合材料力學
1.2 複合材料的製造與應用
2 第二章 細觀結構的數學描述
2.1 複合材料的細觀結構描述
3 第三章 細觀力學基礎
3.1 單一夾雜問題—Eshelby解
3.2 夾雜物問題—等效夾雜法
4 第四章 細觀結構的均勻化與複合材料有效性能
4.1 複合材料的有效性能
4.2 計算有效性能的材料力學方法和彈性力學方法
4.3 自洽模型和廣義自洽模型
4.4 Mori-Tanaka模型
4.5 微分介質法與變分法
4.6 二尺度展開法
5 第五章 複合材料界面力學
5.1 界面的應力傳遞理論
5.2 界面性能的表徵與測試方法
5.3 界面的內聚力模型
5.4 微滴包埋界面脫粘數值模擬
6 第六章 複合材料細觀損傷力學
6.1 複合材料損傷力學
7 第七章 單層板理論
7.1 各向異性材料的本構方程
7.2 平面狀態的本構關係
7.3 單層板力學性能
8 第八章 層合板理論
8.1 經典層合理論
8.2 層合板的耦合效應
8.3 層合板的高階理論
9 第九章 層合板的彎曲、屈曲和振動
9.1 層合板的彎曲、屈曲和振動理論
9.2 層合板彎曲的數值模擬實例
10 第十章 複合材料計算力學
10.1 層合板強度準則
10.2 層合板計算力學——應力與強度分析
11 第十一章 複合材料實驗力學
11.1 層合板力學性能實驗
11.2 複合材料細觀實驗力學
課程列表
名稱 時間長度
第01講1.1 複合材料與複合材料力學 00:20:09
第02講1.2 複合材料的製造與應用 00:16:31
第03講2.1 複合材料的細觀結構描述 00:24:19
第04講3.1 單一夾雜問題—Eshelby解 00:17:19
第05講3.2 夾雜物問題—等效夾雜法 00:14:20
第06講4.1 複合材料的有效性能 00:17:41
第07講4.2 計算有效性能的材料力學和彈性力學方法 00:15:49
第08講4.3自 洽模型與廣義自洽模型 00:15:26
第09講4.4 Mori-Tanaka模型 00:24:05
第10講4.5 微分介質法與變分法 00:24:07
第11講4.6 二尺度展開法 00:26:26
第12講5.1 界面的應力傳遞理論 00:18:36
第13講5.2 界面性能的表徵與測試方法 00:14:26
第14講5.3 界面的內聚力模型 00:13:58
第15講5.4 微滴包埋界面脫粘數值模擬 00:20:22
第16講6.1 複合材料損傷力學 00:14:36
第17講7.1 各向異性材料的本構方程 00:11:00
第18講7.2 平面狀態的本構關係 00:13:30
第19講7.3 單層板力學性能 00:18:11
第20講8.1 經典層合理論 00:14:38
第21講8.2 層合板的耦合效應 00:30:15
第22講8.3 層合板的高階理論 00:11:16
第23講9.1 層合板的彎曲、屈曲和振動理論 00:22:46
第24講9.2 層合板彎曲的數值模擬實例 00:09:41
第25講10.1 層合板強度準則 00:14:17
第26講10.2 層合板計算力學——應力與強度分析 00:14:34
第27講11.1 層合板力學性能實驗 00:06:09
第28講11.2.1 纖維拉伸實驗 00:12:11
第29講11.2.2 纖維壓出實驗 00:07:52
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