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好的，这是一本关于材料科学与工程的专业教材的详细介绍，内容聚焦于高性能复合材料的设计与应用，完全避开了您提到的《混凝土结构设计原理（李乔）》的相关主题。 --- 书名：《前沿复合材料：结构设计、制造工艺与服役性能分析》 作者： 钱宏宇，张立明 出版社： 工业科学出版社 页数： 约950页 定价： 188.00元 ISBN： 978-7-111-65432-1 --- 内容提要 本书是一部全面、深入探讨现代高性能复合材料体系的专业教材与参考手册。它系统阐述了从基础理论到前沿应用的全过程，特别侧重于纤维增强复合材料（FRP）、纳米复合材料以及智能响应复合材料的设计理念、先进制造技术和全生命周期性能评估方法。本书旨在为高年级本科生、研究生以及从事航空航天、汽车工程、土木工程（非传统结构）、海洋工程和高端装备制造领域的工程师提供坚实的理论基础和实用的工程指导。 全书结构严谨，内容紧跟国际研究热点，力求将基础力学原理与最新的材料科学发现紧密结合。 第一部分：复合材料基础理论与本构关系 本部分奠定了理解复杂多相材料行为的理论基石。 第一章：复合材料导论与分类 详细介绍了复合材料的定义、历史发展及其在现代工程中的战略地位。重点区分了传统复合材料与新型功能性复合材料的界限。深入探讨了增强体的类型（如碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、陶瓷晶须等）与基体材料（树脂基、金属基、陶瓷基）的匹配原则。 第二章：微观力学与界面行为 详细推导了复合材料的经典横观各向同性（Transverse Isotropy）本构方程。引入了用于预测宏观性能的混合律（Rule of Mixtures）的修正模型，如改进的Halpin-Tsai方程，并讨论了纤维长径比对模量的影响。重点分析了增强体与基体之间的界面作用力学（界面剪切强度、脱粘机制），这是决定复合材料整体强度的关键因素。 第三章：宏观力学与有效性能分析 深入探讨了层合板理论（Laminate Theory）的核心——经典层合板理论（CLT）。详细推导了应力-应变关系中的ABD矩阵（刚度矩阵）的推导过程，并解释了耦合效应（如弯曲-扭转耦合）的物理意义及其对结构响应的影响。讨论了三维分析的有限元方法（FEM）在复合材料分析中的应用与挑战。 第二部分：先进制造技术与工艺优化 本部分聚焦于如何精确、高效地制造出具有预定性能的复合材料部件。 第四章：树脂基复合材料（PMC）成型工艺 全面覆盖了湿法铺放（Wet Lay-up）、预浸料（Prepreg）技术、树脂传递模塑（RTM）和真空辅助树脂灌注（VARI）工艺。特别引入了先进的快速成型技术，如纤维浸润分析（Fibre Spreading Analysis）和适用于大规模生产的自动化铺放（ATL/AFP）技术。对工艺参数（如压力、温度、固化动力学）如何影响微观缺陷（孔隙率、纤维卷曲）进行了量化分析。 第五章：热塑性复合材料与原位聚合 探讨了热塑性基体（如PEEK, PAEK）相较于热固性树脂的优势，尤其是在冲击韧性和可回收性方面。详细介绍了挤出技术、熔融铺放（Melt Deposition）以及超临界流体辅助成型技术在制造高性能热塑性层合板中的应用。 第六章：陶瓷基复合材料（CMC）与金属基复合材料（MMC）的制备 针对高温结构应用，本章深入研究了CMC的化学气相沉积（CVI）和熔浸法。对于MMC，重点介绍了粉末冶金技术（如热压烧结）和先进的液体渗透技术（LPI）在防止基体与增强体反应方面的策略。 第三部分：结构性能、失效机制与寿命预测 本部分关注复合材料在实际服役环境下的可靠性与耐久性评估。 第七章：复合材料的本构失效理论 详细介绍了适用于各向异性材料的失效准则。系统梳理了基于张量形式的Tsai-Wu准则、Hashin准则以及适用于层间分离的能量释放率（GIC）概念。通过实验数据，对比了不同准则在预测纤维断裂、基体开裂和界面脱粘时的适用范围和精度。 第八章：冲击响应与损伤容限 复合材料对冲击载荷的敏感性是其工程应用中的核心挑战。本章深入分析了低速和高速冲击下产生的内部分层（Delamination）机制。引入了基于能量吸收的损伤演化模型，并讨论了无损评估（NDT）技术（如超声波C扫描、红外热像法）在检测隐蔽损伤中的应用。 第九章：疲劳、蠕变与环境耦合效应 研究了复合材料在周期性载荷下的长期性能衰减。重点讨论了不同载荷模式（拉伸-拉伸、压缩-拉伸）对疲劳寿命的影响规律。同时，结合湿热老化、紫外线辐射和化学腐蚀对树脂基体降解动力学的影响，建立了环境-疲劳耦合的寿命预测模型。 第四部分：功能化与智能复合材料 本部分探索了复合材料向“智能结构”发展的方向。 第十章：自传感与多功能复合材料 介绍了如何将导电填料（如石墨烯、碳纳米管）引入到绝缘基体中，实现材料的压阻效应。通过监测电阻率的变化，实时评估结构中的应变、损伤程度和裂纹扩展。讨论了嵌入式光纤传感器（FBG）在监测复杂三维应力场中的应用。 第十一章：自修复与形状记忆复合材料 阐述了实现材料“自我疗愈”的两种主要策略：封装微胶囊破裂释放修复剂，以及基于热激活的动态共价键修复网络。最后，系统介绍了形状记忆聚合物（SMP）复合材料的“激活-固定-恢复”机制及其在可展开结构和自适应气动外形中的应用潜力。 --- 本书特色： 1. 理论深度与工程实践的完美融合： 不仅提供严格的数学推导，更配有大量工程案例分析和实际制造参数的讨论。 2. 聚焦前沿技术： 囊括了RTM/VARI、ATL/AFP自动化制造，以及纳米增强和智能响应等国际热点方向。 3. 丰富的图表与习题： 包含数百幅高质量的显微结构图、工艺流程图和性能曲线图，章末设有思考题和设计挑战，便于自学与课堂教学。 适用对象： 航空航天工程、机械工程、材料科学与工程专业高年级本科生及研究生。 致力于先进复合材料研发、结构设计与制造工艺优化的工程师及科研人员。
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