复合材料点阵结构力学性能表征

目录序前言第1章 绪论11.1 引言11.2 复合材料点阵结构的研究背景11.3 复合材料点阵结构的基本概念21.3.1 复合材料点阵结构的仿生学启示21.3.2 复合材料点阵结构概念的提出21.4 本书的结构与内容安排5第2章 复合材料点阵结构的制备技术62.1 引言62.2 嵌锁组装成型技术62.3 纤维丝编织成型技术92.4 模具热压一次成型技术102.5 软膜热压一次成型技术132.6 模具热压二次成型技术142.6.1 制备工艺流程142.6.2 微观组织分析162.7 真空辅助成型技术172.8 本章小结19第3章 复合材料点阵结构的平压和剪切性能203.1 引言203.2 复合材料点阵结构的平压及剪切理论203.2.1 金字塔点阵结构203.2.2 四面体点阵结构243.2.3 Kagome点阵结构273.3 平压和剪切载荷下复合材料点阵结构的失效机制303.3.1 杆件欧拉屈*303.3.2 杆件分层313.3.3 节点断裂313.3.4 面芯脱胶323.4 本章小结34第4章 复合材料点阵结构的侧压性能364.1 引言364.2 复合材料点阵结构极限载荷的理论预报364.2.1 宏观屈*374.2.2 面板皱*384.2.3 面板压溃384.3 复合材料点阵结构的失效机制图394.4 复合材料点阵结构的侧压试验404.4.1 试件准备和试验方案404.4.2 试验结果和讨论414.5 复合材料点阵结构侧压性能的数值模拟444.5.1 各种屈*模式的模拟454.5.2 面板压溃的模拟464.6 本章小结47第5章 复合材料点阵结构的弯*性能485.1 引言485.2 复合材料点阵夹芯梁的弯*刚度485.2.1 三点弯*载荷下夹芯梁的挠度485.2.2 面板薄厚的定义505.3 复合材料点阵夹芯梁的弯*强度505.3.1 受力分析505.3.2 面板压溃525.3.3 面板皱*525.3.4 芯子压溃535.3.5 芯子屈*535.3.6 节点断裂535.4 三点弯*载荷下金字塔点阵结构的优化设计545.4.1 杆件的倾角设计545.4.2 杆件的半径设计545.4.3 面板的厚度设计545.4.4 夹芯梁的长度设计555.5 三点弯*载荷下金字塔点阵结构的试验研究555.5.1 试验方案555.5.2 试验结果与讨论565.6 本章小结58第6章 复合材料点阵结构的扭转特性596.1 引言596.2 扭转问题综述606.3 正交各向异性夹芯结构的扭转解606.3.1 基于普朗特应力函数的扭转解606.3.2 材料和几何参数对等效扭转刚度的影响646.4 复合材料点阵结构的扭转试验和数值分析666.4.1 试验研究666.4.2 等效材料模型686.4.3 实际几何模型686.4.4 结果与讨论696.5 本章小结72第7章 复合材料点阵结构的屈*特性737.1 引言737.2 Allen模型737.3 复合材料点阵结构的临界屈*载荷757.3.1 等效参数757.3.2 平衡方程787.3.3 多种边界条件下的临界屈*载荷817.4 复合材料点阵芯子等效方法的合理性验证847.4.1 等效芯子所储存的应变能847.4.2 离散杆件所储存的应变能847.4.3 应变能比较857.5 结果与讨论867.5.1 与Allen模型的比较867.5.2 与试验结果的比较867.5.3 不同位移假设下的临界屈*载荷897.6 本章小结91第8章 复合材料点阵结构的振动特性928.1 引言928.2 夹芯结构振动特性的理论研究928.2.1 基于“折线”模型的夹芯结构振动特性928.2.2 基于改进“折线”模型的夹芯结构振动特性968.2.3 三种不同位移模型的比较1008.3 复合材料点阵结构振动特性的数值分析1038.4 材料性能和几何参数对点阵夹芯结构固有频率的影响1058.5 局部损伤对复合材料点阵结构振动特性的影响1088.5.1 试件制备1088.5.2 试验方法1098.5.3 试验与数值结果的比较1108.5.4 缺陷敏感性分析1128.6 本章小结122第9章 复合材料点阵结构的低速及高速冲击响应1249.1 引言1249.2 试验方法1249.3 复合材料金字塔点阵结构的低速冲击试验1259.3.1 复合材料金字塔点阵结构的冲击失效机制1259.3.2 复合材料金字塔点阵结构的冲击响应1299.3.3 热暴露对金字塔点阵结构能量吸收特性的影响1319.3.4 热暴露对金字塔点阵结构*大冲击载荷的影响1329.4 复合材料金字塔点阵结构冲击后剩余压缩强度的试验研究1329.4.1 侧压失效机制1329.4.2 冲击后的剩余压缩强度1359.5 复合材料点阵结构的高速撞击响应1369.5.1 试验原理及设备1369.5.2 碳纤维层合板和金字塔点阵结构的破坏模式1379.6 本章小结141第10章 多层级复合材料点阵结构的力学性能14210.1 引言14210.2 拉拉混合型多层级复合材料点阵结构14210.2.1 结构概念及制备方法14210.2.2 理论分析与破坏机制图14410.2.3 试验验证14710.2.4 优化与结构效率评价14810.3 拉弯混合型多层级复合材料点阵结构15410.3.1 结构概念与制备方法15410.3.2 面外压缩响应15710.3.3 理论分析15810.3.4 优化与结构效率评价16110.4 本章小结164第11章 复合材料增强型点阵结构的力学性能16511.1 引言16511.2 结构设计与制备16511.2.1 波纹板的制备16511.2.2 电火花切割法16611.2.3 激光切割法16911.3 增强型点阵结构的平压及剪切理论17211.3.1 斜杆增强型点阵结构的平压模量及强度17311.3.2 斜杆增强型点阵结构的剪切模量及强度17411.4 增强型点阵结构的平压及剪切试验17511.4.1 增强型点阵结构的平压试验17511.4.2 增强型点阵结构的剪切试验17811.5 几何参数对增强型点阵结构力学性能的影响18111.6 复合材料点阵结构剪切强度的比较18311.7 本章小结184第12章 复合材料点阵*面壳及圆柱壳的力学性能18612.1 引言18612.2 复合材料金字塔点阵*面壳的弯*行为18612.2.1 嵌片和嵌锁组装18612.2.2 *面壳的设计与制备18712.2.3 弯*性能的理论研究19012.2.4 弯*性能的试验研究19512.2.5 弯*性能的数值模拟20012.3 复合材料金字塔点阵圆柱壳的轴压行为20312.3.1 结构设计与制备20312.3.2 轴向压缩性能的理论研究20512.3.3 轴向压缩性能的试验研究20812.4 本章小结218参考文献220