spContent=复合材料是一种新型材料,具有优良的力学性能,目前已广泛应用于航空航天、交通、电子及建筑等领域。了解和掌握复合材料的力学性能已成为相关领域工程技术人员和研发人员的要求之一。复合材料力学可作为对现代新型材料及其力学性质等教学内容有要求的专业,如工程力学、飞行器设计、材料工程等专业的技术课。该课程为新型复合材料、复合材料结构的设计和安全使用等打下重要的基础,也对学生开扩视野、扩大知识面、参与科学研究等起到重要作用。
复合材料是一种新型材料,具有优良的力学性能,目前已广泛应用于航空航天、交通、电子及建筑等领域。了解和掌握复合材料的力学性能已成为相关领域工程技术人员和研发人员的要求之一。复合材料力学可作为对现代新型材料及其力学性质等教学内容有要求的专业,如工程力学、飞行器设计、材料工程等专业的技术课。该课程为新型复合材料、复合材料结构的设计和安全使用等打下重要的基础,也对学生开扩视野、扩大知识面、参与科学研究等起到重要作用。
—— 课程团队
课程概述
复合材料是一种新型材料,具有优良的力学性能,目前已广泛应用于航空航天、交通、电子及建筑等领域。了解和掌握复合材料的力学性能已成为相关领域工程技术人员和研发人员的要求之一。
复合材料力学是一门专业技术课。该课程以材料力学、弹性力学、工程材料的先行学习为基础,可作为对现代新型材料及其力学性质等教学内容有要求的专业的技术课。该课程是西南交通大学力航学院开设的比较有特色的重点专业课程,为新型复合材料、复合材料结构的设计和安全使用等打下重要的基础,也对学生开扩视野、扩大知识面、参与科学研究等起到重要作用。
复合材料力学主要讲授复合材料宏观力学和复合材料的细观力学的相关知识。此课程的目的教学目标为: 通过复合材料力学课程的学习,使学生了解现代新型复合材料的分类、性能、应用和制备的基本知识;掌握复合材料应力和变形分析、强度和刚度校核,并能够采用多种手段分析复合材料的力学性能;同时了解现代新型复合材料的国内外研究进展等该领域最新动态。
授课目标
1、了解现代复合材料的力学性能及其在工程中的应用;
2、掌握典型复合材料的强度和刚度计算方法;
3、掌握复合材料细观力学基本原理和计算方法;
4、了解复合材料力学领域的研究进展以及复合材料力学有限元分析的基本方法。
5、具有比较熟练的计算能力和一定的上机操作能力,并且初步具有工程实际中复合材料力学问题的建模、求解能力。
课程大纲
绪论
课时目标:了解复合材料的基本知识,包括定义、分类、制备、用途等。
1-1 复合材料的定义及分类
1-2 复合材料的组分
1-3 复合材料的性能
1-4 复合材料的应用
1-5 复合材料的构造及制法
1-6 复合材料的力学分析方法
各向异性弹性力学基础
课时目标:掌握正交各向异性材料的弹性力学基本方程以及工程弹性常数的含义。
2-1 各向异性弹性力学基本方程
2-2 各向异性弹性体的应力-应变关系
2-3 正交各向异性材料的工程弹性常数
单层复合材料的宏观力学分析
课时目标:掌握单层复合材料再主轴和任意坐标系下的应力-应变关系以及正交各向异性单层复合材料的强度理论。
3-1 单层板主轴坐标系下的应力-应变关系
3-2 单层板任意方向的应力-应变关系
3-3 单层复合材料的强度
3-4 正交各向异性单层复合材料的强度理论
复合材料力学性能的实验测定
课时目标:了解复合材料单层板沿轴力学性能的实验测定方法。
4-1 纤维和基体的力学性能测定
4-2 复合材料单层板沿轴力学性能的实验测定
4-3 其它力学性能实验
层合板刚度的宏观力学分析
课时目标:掌握层合板的应力-应变关系,能够计算典型层合板的刚度矩阵。
5-1 概述及标记法
5-2 层合板的应力-应变关系
5-3 几种典型层合板的刚度计算
5-4 层合板刚度的实验验证
层合板强度的宏观力学分析
课时目标:了解层合板强度计算的特点,掌握层合板进行强度计算的步骤。
6-1 层合板强度概述
6-2 层合板的强度分析
6-3 层合板的层间应力分析
湿热效应
课时目标:掌握 单层板和层合板再考虑湿热效应时的应力和应变计算。
7-1 单层板的湿热本构方程
7-2 层合板的湿热本构方程
7-3 考虑湿热变形的层合板的应力和强度分析
复合材料的有效模量
课时目标:了解复合材料细观力学求解有效模量的方法,能够用材料力学半经验解法求解长纤维复合材料的有效模量。
8-1 复合材料细观力学概述
8-2 有效模量理论
8-3 有效模量的材料力学半经验解法
8-4 有效模量的其他求解方法
复合材料强度的细观力学分析
课时目标:掌握长纤维复合材料强度的材料力学分析方法,了解短纤维复合材料强度的细观力学分析方法。
9-1 长纤维复合材料强度的材料力学分析
9-2 短纤维复合材料强度的材料力学分析
湿热胀系数的细观力学分析
课时目标:能够采用细观力学分析预测复合材料的湿、热胀系数。
10-1 单层板热膨胀系数的预测
10-2 单层板湿膨胀系数的预测
复合材料有限元分析专题
课时目标:了解有限元分析方法在复合材料宏观力学和细观力学中的应用。
11-1 复合材料宏观力学算例
11-2 复合材料细观力学算例
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预备知识
证书要求
为积极响应国家低碳环保政策, 2021年秋季学期开始,中国大学MOOC平台将取消纸质版的认证证书,仅提供电子版的认证证书服务,证书申请方式和流程不变。
电子版认证证书支持查询验证,可通过扫描证书上的二维码进行有效性查询,或者访问 https://www.icourse163.org/verify,通过证书编号进行查询。学生可在“个人中心-证书-查看证书”页面自行下载、打印电子版认证证书。
完成课程教学内容学习和考核,成绩达到课程考核标准的学生(每门课程的考核标准不同,详见课程内的评分标准),具备申请认证证书资格,可在证书申请开放期间(以申请页面显示的时间为准),完成在线付费申请。
认证证书申请注意事项:
1. 根据国家相关法律法规要求,认证证书申请时要求进行实名认证,请保证所提交的实名认证信息真实完整有效。
2. 完成实名认证并支付后,系统将自动生成并发送电子版认证证书。电子版认证证书生成后不支持退费。
参考资料
1、复合材料力学,沈观林,胡更开,刘彬,清华大学出版社。
2、复合材料力学,周履,范赋群,高等教育出版社。
3、复合材料力学,矫桂琼,贾普荣,西北工业大学出版社。
4、复合材料力学,蒋咏秋,西安交通大学出版社。
5、复合材料细观结构力学与设计,杨庆生,中国铁道出版社。