具體描述
好的，這是一本關於材料科學與工程的專業教材的詳細介紹，內容聚焦於高性能復閤材料的設計與應用，完全避開瞭您提到的《混凝土結構設計原理（李喬）》的相關主題。 --- 書名：《前沿復閤材料：結構設計、製造工藝與服役性能分析》 作者： 錢宏宇，張立明 齣版社： 工業科學齣版社 頁數： 約950頁 定價： 188.00元 ISBN： 978-7-111-65432-1 --- 內容提要 本書是一部全麵、深入探討現代高性能復閤材料體係的專業教材與參考手冊。它係統闡述瞭從基礎理論到前沿應用的全過程，特彆側重於縴維增強復閤材料（FRP）、納米復閤材料以及智能響應復閤材料的設計理念、先進製造技術和全生命周期性能評估方法。本書旨在為高年級本科生、研究生以及從事航空航天、汽車工程、土木工程（非傳統結構）、海洋工程和高端裝備製造領域的工程師提供堅實的理論基礎和實用的工程指導。 全書結構嚴謹，內容緊跟國際研究熱點，力求將基礎力學原理與最新的材料科學發現緊密結閤。 第一部分：復閤材料基礎理論與本構關係 本部分奠定瞭理解復雜多相材料行為的理論基石。 第一章：復閤材料導論與分類 詳細介紹瞭復閤材料的定義、曆史發展及其在現代工程中的戰略地位。重點區分瞭傳統復閤材料與新型功能性復閤材料的界限。深入探討瞭增強體的類型（如碳縴維、玻璃縴維、芳綸縴維、陶瓷晶須等）與基體材料（樹脂基、金屬基、陶瓷基）的匹配原則。 第二章：微觀力學與界麵行為 詳細推導瞭復閤材料的經典橫觀各嚮同性（Transverse Isotropy）本構方程。引入瞭用於預測宏觀性能的混閤律（Rule of Mixtures）的修正模型，如改進的Halpin-Tsai方程，並討論瞭縴維長徑比對模量的影響。重點分析瞭增強體與基體之間的界麵作用力學（界麵剪切強度、脫粘機製），這是決定復閤材料整體強度的關鍵因素。 第三章：宏觀力學與有效性能分析 深入探討瞭層閤闆理論（Laminate Theory）的核心——經典層閤闆理論（CLT）。詳細推導瞭應力-應變關係中的ABD矩陣（剛度矩陣）的推導過程，並解釋瞭耦閤效應（如彎麯-扭轉耦閤）的物理意義及其對結構響應的影響。討論瞭三維分析的有限元方法（FEM）在復閤材料分析中的應用與挑戰。 第二部分：先進製造技術與工藝優化 本部分聚焦於如何精確、高效地製造齣具有預定性能的復閤材料部件。 第四章：樹脂基復閤材料（PMC）成型工藝 全麵覆蓋瞭濕法鋪放（Wet Lay-up）、預浸料（Prepreg）技術、樹脂傳遞模塑（RTM）和真空輔助樹脂灌注（VARI）工藝。特彆引入瞭先進的快速成型技術，如縴維浸潤分析（Fibre Spreading Analysis）和適用於大規模生産的自動化鋪放（ATL/AFP）技術。對工藝參數（如壓力、溫度、固化動力學）如何影響微觀缺陷（孔隙率、縴維捲麯）進行瞭量化分析。 第五章：熱塑性復閤材料與原位聚閤 探討瞭熱塑性基體（如PEEK, PAEK）相較於熱固性樹脂的優勢，尤其是在衝擊韌性和可迴收性方麵。詳細介紹瞭擠齣技術、熔融鋪放（Melt Deposition）以及超臨界流體輔助成型技術在製造高性能熱塑性層閤闆中的應用。 第六章：陶瓷基復閤材料（CMC）與金屬基復閤材料（MMC）的製備 針對高溫結構應用，本章深入研究瞭CMC的化學氣相沉積（CVI）和熔浸法。對於MMC，重點介紹瞭粉末冶金技術（如熱壓燒結）和先進的液體滲透技術（LPI）在防止基體與增強體反應方麵的策略。 第三部分：結構性能、失效機製與壽命預測 本部分關注復閤材料在實際服役環境下的可靠性與耐久性評估。 第七章：復閤材料的本構失效理論 詳細介紹瞭適用於各嚮異性材料的失效準則。係統梳理瞭基於張量形式的Tsai-Wu準則、Hashin準則以及適用於層間分離的能量釋放率（GIC）概念。通過實驗數據，對比瞭不同準則在預測縴維斷裂、基體開裂和界麵脫粘時的適用範圍和精度。 第八章：衝擊響應與損傷容限 復閤材料對衝擊載荷的敏感性是其工程應用中的核心挑戰。本章深入分析瞭低速和高速衝擊下産生的內部分層（Delamination）機製。引入瞭基於能量吸收的損傷演化模型，並討論瞭無損評估（NDT）技術（如超聲波C掃描、紅外熱像法）在檢測隱蔽損傷中的應用。 第九章：疲勞、蠕變與環境耦閤效應 研究瞭復閤材料在周期性載荷下的長期性能衰減。重點討論瞭不同載荷模式（拉伸-拉伸、壓縮-拉伸）對疲勞壽命的影響規律。同時，結閤濕熱老化、紫外綫輻射和化學腐蝕對樹脂基體降解動力學的影響，建立瞭環境-疲勞耦閤的壽命預測模型。 第四部分：功能化與智能復閤材料 本部分探索瞭復閤材料嚮“智能結構”發展的方嚮。 第十章：自傳感與多功能復閤材料 介紹瞭如何將導電填料（如石墨烯、碳納米管）引入到絕緣基體中，實現材料的壓阻效應。通過監測電阻率的變化，實時評估結構中的應變、損傷程度和裂紋擴展。討論瞭嵌入式光縴傳感器（FBG）在監測復雜三維應力場中的應用。 第十一章：自修復與形狀記憶復閤材料 闡述瞭實現材料“自我療愈”的兩種主要策略：封裝微膠囊破裂釋放修復劑，以及基於熱激活的動態共價鍵修復網絡。最後，係統介紹瞭形狀記憶聚閤物（SMP）復閤材料的“激活-固定-恢復”機製及其在可展開結構和自適應氣動外形中的應用潛力。 --- 本書特色： 1. 理論深度與工程實踐的完美融閤： 不僅提供嚴格的數學推導，更配有大量工程案例分析和實際製造參數的討論。 2. 聚焦前沿技術： 囊括瞭RTM/VARI、ATL/AFP自動化製造，以及納米增強和智能響應等國際熱點方嚮。 3. 豐富的圖錶與習題： 包含數百幅高質量的顯微結構圖、工藝流程圖和性能麯綫圖，章末設有思考題和設計挑戰，便於自學與課堂教學。 適用對象： 航空航天工程、機械工程、材料科學與工程專業高年級本科生及研究生。 緻力於先進復閤材料研發、結構設計與製造工藝優化的工程師及科研人員。
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