先進復合材料在航空航天中的應用日趨廣泛，其連接結構的強度是結構安全性的核心問題之一。《先進復合材料連接結構分析方法》基于國內外先進復合材料連接結構分析基礎及作者在該領域的研究成果和經驗總結，結合理論和實踐系統地闡述了復合材料的基本概念、復合材料結構分析的理論基礎和有限元分析技術、先進復合材料機械連接和膠接連接的基本知識和強度預測的典型分析方法，以及典型分析方法的應用實例和試驗驗證。

《先進復合材料連接結構分析方法》可作為航空、航天專業、力學專業研究生的教科書，也可供飛機結構設計和強度專業的教師和工程技術人員參考。

第一篇 先進復合材料結構分析基礎

第1章復合材料基本概念

1.1復合材料的定義

1.2復合材料的分類

1.3復合材料的性能特點

1.4復合材料結構的力學性能特點

參考文獻

第2章單層板彈性力學基礎

2.1各向異性體彈性力學基本方程

2.2平面應力與平面應變

2.3單層板的彈性特征

2.4單層板的工程常數

參考文獻

第3章層壓板彈性力學基礎

3.1經典層壓板理論

3.2層壓板鋪層應力分析

3.3典型層壓板剛度特征

參考文獻

第4章強度理論

4.1本位強度

4.2就地強度

4.3復合材料結構強度特點

4.4強度比

4.5層間強度

4.6典型失效準則

4.7層間失效準則

參考文獻

第5章復合材料結構有限元分析技術基礎

5.1復合材料結構基本分析方法

5.2基于ABAQUS軟件的有限元模型基本單元

5.2.1基本單元

5.2.2單元相關知識

5.3材料本構參數設置

5.3.1二維材料模型本構參數設置方法

5.3.2三維材料模型本構參數設置方法

5.4復雜復合材料結構載荷、強度和失效模式綜合顯示方法

5.5基于ABAQUS軟件的二次開發功能

參考文獻

第二篇 先進復合材料機械連接分析方法

第6章復合材料機械連接概論

6.1機械連接形式及典型失效模式

6.2機械連接分析的主要內容

6.3BOJCAS計劃簡介

參考文獻

第7章釘載分配分析方法

7.1概述

7.2釘載分配的剛度法

7.2.1單排釘連接

7.2.2多排單列釘連接

7.2.3規則的多排多列釘連接

7.3釘載分配計算的有限元方法

7.3.1傳統的二維有限元模型

7.3.2新二維有限元模型

7.3.3三維有限元模型

參考文獻

第8章機械連接應力分析方法

8.1概述

8.2解析法

8.3有限元法

參考文獻

第9章機械連接靜強度預測方法

9.1概述

9.2強度包線方法

9.2.1復合材料應力集中減縮系數及應力集中減緩因子

9.2.2經典強度包線方法

9.2.3應力集中減緩因子修正方法

9.2.4強度系數修正方法

9.2.5釘載均布修正方法

9.2.6基于旁路載荷影響的修正方法

9.3特征尺寸方法

9.3.1特征尺寸方法研究進展

9.3.2經典特征曲線方法

9.3.3特征曲線方法的修正研究

9.4漸進損傷方法

9.4.1復合材料機械連接中漸進損傷方法研究現狀

9.4.2漸進損傷方法四要素

9.4.3漸進損傷方法預測流程

參考文獻

第10章典型機械連接分析方法應用實例

10.1典型螺栓連接靜強度試驗

10.1.1試驗件

10.1.2試驗過程

10.1.3靜強度試驗結果

10.2釘載分配計算

10.2.1直接剛度法計算釘載分配

10.2.2有限元法計算釘載分配

10.2.3直接剛度法與有限元法計算結果的比較

10.3螺栓連接的應力分析

10.3.1解析法計算孔邊應力分布

10.3.2有限元法計算孔邊應力分布

10.3.3孔邊應力分布曲線

10.3.4緊固件對孔邊應力的影響研究

10.4基于強度包線方法的強度預測

10.4.1經典強度包線方法

10.4.2釘載均布修正方法

10.4.3應力集中減緩因子修正方法

10.4.4基于旁路載荷影響修正方法

10.5基于特征尺寸方法的強度預測

10.5.1經典特征曲線方法

10.5.2基于關鍵層的特征曲線方法

10.5.3三參數特征曲線方法

10.6基于漸進損傷方法的強度預測

10.6.1復合材料開孔板的漸進損傷分析

10.6.2單釘連接漸進損傷分析

10.6.3多釘連接漸進損傷分析

參考文獻

第三篇先進復合材料膠接連接分析方法

第11章復合材料膠接連接概論

11.1膠接連接的特點、基本形式及典型失效模式

11.2膠接連接分析方法研究現狀

11.2.1國外相關研究計劃

11.2.2平面膠接連接

11.2.3非平面膠接連接

參考文獻

第12章膠接連接應力分析方法

12.1理論分析方法

12.1.1復合材料單搭接膠接接頭應力分析方法

12.1.2復合材料雙搭接膠接接頭應力分析方法

12.2有限元分析方法

參考文獻

第13章膠接連接靜強度預測方法

13.1概述

13.2基于彈塑性力學的傳統強度預測方法

13.2.1應力/應變極值方法

13.2.2等效應力方法

13.2.3膠層的失效準則

13.3基于損傷力學的方法

13.3.1傳統的損傷力學分析方法

13.3.2損傷區域理論

13.3.3漸進損傷方法

13.4基于斷裂力學的方法

13.4.1彈塑性的斷裂力學預測方法

13.4.2虛擬裂紋閉合技術

13.5基于損傷斷裂力學的方法

13.5.1內聚力模型

13.5.2內聚力模型的分層萌生及分層擴展準則

13.5.3基于雙線性本構的內聚力模型基本參數

參考文獻

第14章典型膠接連接分析方法應用實例

14.1典型復合材料π膠接接頭靜強度試驗

14.1.1試驗件

14.1.2拉伸試驗

14.1.3彎曲試驗

14.2拉伸載荷下復合材料π膠接接頭的漸進損傷模型研究

14.2.1復合材料π膠接接頭漸進損傷模型

14.2.2復合材料π膠接接頭強度預測

14.2.3修正最大應力準則的驗證研究

14.3拉伸載荷下復合材料π膠接接頭的失效機理及承載/傳載特性

14.3.1失效機理及破壞過程

14.3.2應力分布及傳載路徑

14.4彎曲載荷下復合材料π膠接接頭的失效

14.5典型復合材料π膠接接頭結構參數影響

14.6基于內聚力模型的分層擴展模擬

14.6.1典型分層擴展試驗

14.6.2內聚力模型的參數模型

14.6.3分層擴展模擬及參數模型驗證

參考文獻

附錄A各向同性材料孔邊彈性應力集中系數

A.1各向同性材料受載孔擠壓彈性應力集中系數

A.2各向同性材料開孔拉伸彈性應力集中系數

參考文獻

附錄B緊固件強度校核

B.1螺栓抗拉強度校核

B.2螺栓抗剪強度校核

B.3螺栓擠壓強度校核

B.4拉剪同時作用下螺栓強度校核

B.5螺紋強度校核

參考文獻

結構工程學傳統分析方法是利用坐標軸簡化各類張量數值方程（如內力、位移等）以求得結構構件（如：梁、柱等）的內力及位移。在電腦出現後，有限元法、非線性分析法等新型分析方法得到廣泛的應用以用于求解各類更加復雜的結構問題（如多種不同性質材料協調工作等）。

在試驗觀察和研究含損傷先進復合材料格柵加筋結構（AGS）服役期的后繼損傷、破壞及其失效特征的基礎上，采用理論和實驗相結合的方法，建立含損傷格柵加筋結構的破壞全過程數值仿真的分析理論、模型和方法，通過工程典型含損傷復合材料格柵加筋結構的參數討論，系統地研究先進復合材料格柵加筋結構在承載過程中可能出現的多種損傷形式和擴展方式，以及多種損傷形式間的耦合效應；預測結構的剩余承載能力，為該類結構的損傷容限的制定提供理論依據。本項目的研究成果將為我國航空和航天結構分析工作者和設計師們提供先進復合材料格柵加筋結構的損傷容限設計思想和方法，以促進我國先進復合材料格柵加筋結構的應用和研究領域的發展，故具有重要的理論意義和工程價值。 2100433B