高中化学《复合材料力学》教学大纲
《复合材料》教学大纲
《复合材料》课程教学大纲课程代码：MSEN3012课程类别：基础课程授课对象：材料科学与工程专业开课学期：春季学分：3 学分指定教材：《复合材料概论》，哈尔滨工业大学出版社，2001年一、教学目的：使学生系统掌握复合材料的基本知识，包括聚合物基复合材料基体材料、增强材料、复合材料界面、复合效应、复合材料成成型方法等方面的基础和最新发展动态，为新型材料的研发奠定坚实基础。
二、课程内容第一章总论1.、教学内容复合材料定义、复合材料的基本性能、复合材料结构设计基础。
2、教学要点了解与掌握国际标准化组织（ISO）关于复合材料定义，描述复合材料性能的一些基本参数，特别是比强度、比模量两个基本要概念。
了解各类复合材料的基本性能，复合材料结构设计基础，特别是复合材料设计中多级结构的设计理念。
第二章复合材料的基体材料1.、教学内容聚合物基复合材料的基体材料、金属基复合材料的基体材料、无机非金属基复合材料的基体材料。
2、教学要点通过对比的方式了解三类复合材料的基体材料的基本结构与其物化性能的关系，各类基体材料的特点及其优缺点，加深对复合材料的认识。
针对本专业的知识结构，重点要求学生理解热塑性与热固性树脂结构及其物化性能，重点掌握“四烯”、“四纶”及环氧树脂的结构、物化性能及成型加工过程中的变化。
关于无机非金属基复合材料的基体材料将在后续章节中重点介绍。
第三章复合材料的增强材料1.、教学内容玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维（有机纤维）、其它纤维2、教学要点重点要求掌握玻璃纤维、碳纤维及芳纶纤维的分类、结构特征、物化性能、基本制备方法及应用领域。
了解其它（特种）纤维如碳化硅纤维、硼纤维、氧化铝纤维基本物化性能及纤维增强材料的一些最新进展。
第四章复合材料的界面1.、教学内容界面的定义及界面效应、各类复合材料的界面特征、材料的表面处理（表面改性）。
2、教学要点了解界面的定义、复合材料中界面的形成机理、各类复合材料界面的基本特征及异同点。
【课程大纲】《复合材料学》
《复合材料学》课程大纲一、课程概述课程名称（中文）：复合材料学（英文）：Composite Materials Science课程编号：14351027课程学分：2.5课程总学时：40课程性质：专业课二、课程内容简介（300字以内）复合材料是材料类学科中最具活力的领域之一，由于现代科学技术的迅速发展，对材料的各种性能提出了更高的要求，即力求性能全优的新型材料，而只有采取将各种材料的优越性能集于一体即复合材料技术才能满足这种要求。
因此本课程在介绍复合材料学的发展简史、复合材料学的研究内容、复合材料设计、复合材料成型与加工工艺、复合材料应用等的基础上，重点对纤维增强复合材料、生物质复合材料、木塑复合材料等内容进行详细介绍。
本课程是针对材料科学与工程专业学生开设的一门专业核心课程，是学生在学完了高分子材料学、材料科学与工程基础等专业基础课程之后而开设的课程，旨在拓宽学生的知识面，增强思维能力，为毕业后从事科研或其它相关工作打下坚实基础。
三、教学目标与要求通过本课程的学习，学生应对复合材料的发展概况有一个基本的了解，掌握复合材料的基本知识，包括增强原理，基体、增强体材料，复合材料的界面，熟悉各类复合材料的制备方法、性能特点和应用。
四、教学内容与学时安排绪论（2学时）1. 教学目的与要求：了解：复合材料的发展概况和应用领域。
掌握：复合材料的概念、组成、分类、特性。
2. 教学重点与难点：重点：复合材料的定义；复合材料的分类方法；复合材料的主要特性；复合材料的应用领域。
难点：复合材料概念的理解。
第一章复合材料基体（4学时）1. 教学目的与要求：了解：聚合物基体的制备过程、改性方法和应用。
掌握：聚合物基体的作用、分类、选择原则、性能特点；金属基体的选择原则；陶瓷基体的种类和特点。
2. 教学重点与难点：重点：聚合物基体和陶瓷基体的性能特点及选择依据。
第一节金属基体（1学时）一、选择基体的基本原则（一）MMC的使用要求（二）MMC的组成特点（三）基体金属与增强物的相容性二、结构复合材料的基体（一）用于450℃以下的MMC轻金属基体（二）用于450-700℃的MMC金属基体（三）用于1000℃以上的高温MMC的金属基体三、功能用MMC的基体第二节陶瓷基体材料（1学时）一、陶瓷材料发展历史和概念内涵二、陶瓷分类（一）按化学成分分类（二）按功能和用途分三、陶瓷材料的特点四、陶瓷的力学性能第三节聚合物基体材料（2学时）一、聚合物基体的作用二、聚合物基体材料分类（一）按树脂热行为（二）按树脂特性及用途（三）按成型工艺分为三、聚合物基体的选择四、热固性树脂（一）不饱和聚酯树脂（二）环氧树脂（三）酚醛树脂（四）其它热固性树脂五、热塑性树脂（一）聚酰胺（PA 俗称尼龙）（二）聚碳酸酯（PC）（三）聚砜第二章复合材料增强体（7学时）1. 教学目的与要求：了解：增强体的分类、发展和应用。
2024版复合材料力学讲课课件
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课程总结回顾
复合材料力学基础知识
涵盖了复合材料的组成、结构、性能 及其力学行为等方面的基本概念和原
理。
复合材料的力学性能
深入探讨了复合材料的强度、刚度、 韧性等力学性能，以及不同加载条件
下的力学响应。
复合材料的失效与破坏
分析了复合材料的失效模式、破坏机 理和寿命预测方法，为学生提供了对
复合材料耐久性的全面理解。
应力-应变关系
分析复合材料在不同加载条件下 的应力-应变关系，可以揭示其弹 性性能的变化规律。
弹性力学模型
建立复合材料的弹性力学模型， 如层合板理论、等效连续介质模 型等，可以预测其宏观弹性性能。
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塑性力学方法
01
屈服准则
通过确定复合材料的屈服准则， 可以判断其在复杂应力状态下的 塑性变形行为。
复合材料力学研究内容
1 2
复合材料的力学性能 研究复合材料的强度、刚度、韧性等力学性能。
复合材料的破坏机理 研究复合材料在不同应力状态下的破坏形式和机 理。
3
复合材料的优化设计 通过改变复合材料的组分、结构等，优化其力学 性能。
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5
复合材料力学发展历程
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起步阶段
01
随着汽车工业向电动化、智能化、轻量化方 向发展，复合材料的应用前景广阔。
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其他领域应用拓展及创新点
体育器材
复合材料可用于制造高性能的体育器材，如自行车 车架、高尔夫球杆、滑雪板等，提高运动成绩和体 验。
医疗器械
复合材料可用于制造医疗器械和人体植入物，如手 术器械、人工关节等，提高医疗器械的性能和人体 相容性。
《复合材料力学》教学课件第一章
混杂复合材料：
两种或两种以上增强体
同一种基体制成的复合材料。可以看成是两种
或多种单一纤维或颗粒复合材料的相互复合，
即复合材料的“复合材料”。
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① 玻璃纤维复合材料
用玻璃纤维增强工程塑料的复合材料，即玻璃钢。
玻璃钢分为两种，即热塑性玻璃钢和热固性玻璃钢。
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Ａ、热塑性玻璃钢
热塑性玻璃钢是以玻璃纤维为增强剂和以热塑性树脂为 粘结剂制成的复合材料。
要给复合材料下一个严格精确而又统一的定义是很困难
的。概括前人的观点，有关复合材料的定义或偏重于考虑复 合后材料的性能，或偏重于考虑复合材料的结构
6
偏重于考虑复合后材料的性能 诸如（１） 复合材料是由两种或更多的组分材料结合在 一起，复合后的整体性能应超过组分材料，保留了所期 望的性能(高强度、刚度、轻的重量)，抑制了所不期望 的特性(低延性)。
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（3）基体材料名称与增强体材料并用。这种命名方法 常用来表示某一种具体的复合材料，习惯上把增强体材 料的名称放在前面，基体材料的名称放在后面。
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例如：“玻璃纤维增强环氧树脂复合材料”，或
简称为“玻璃纤维/环氧树脂复合材料或玻璃纤维/环氧”。
而我国则常把这类复合材料通称为“玻璃钢”。碳纤维
和金属基体构成的复合材料叫“金属基复合材料”，也
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《材料大辞典》中关于复合材料的定义为： 复合材料是根据应用的需要进行设计，把两种以上的有机 聚合物材料，或无机非金属材料，或金属材料组合在一起， 使之互补性能优势，从而制成的一类新型材料。一般由基 体组元与增强材料或功能体组元所组成，因此亦属于多相 材料范畴。
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根据《材料大辞典》中关于复合材料的定义可以看出,复
《复合材料》 课程教学大纲
《复合材料》课程教学大纲一、课程名称（中英文）中文名称：复合材料英文名称：Composite Materials二、课程代码及性质课程代码:0801492课程性质:专业选修课,选修课三、学时与学分总学时：32（理论学时：32学时；实践学时：0学时）学分：2四、先修课程材料科学基础、热处理原理与工艺、工程材料学、金属材料学五、授课对象本课程面向材料科学与工程专业、材料成型及控制工程专业学生开设六、课程教学目的（对学生知识、能力、素质培养的贡献和作用）本课程的教学目的:1. 掌握复合材料的复合理论、界面设计原则及制备技术，具备应用这些知识分析、解决材料科学与工程专业中的复合材料的设计与制备问题的能力；2. 掌握聚合物基复合材料、金属基复合材料、陶瓷复合材料的强化机制、界面类型、制备方法及性能评价方法，具备独立进行复合材料性能分析的能力；理解表面改性与表面复合材料的制备、评价方法。
3. 以小组合作的方式对感兴趣的复合材料进行调研，具备资料收集，制作、使用PPT进行交流的能力。
4. 了解复合材料的发展前沿，掌握其发展特点与动向。
七、教学重点与难点：教学重点：复合材料的复合理论及界面设计，几种不同类型复合材料的强化机制及失效分析。
教学难点：复合材料的复合理论及界面设计。
八、教学方法与手段：教学方法：(1)以课堂讲授为主,阐述该课程的基本内容,保证主要教学内容的完成。
(2)安排适量的课堂讨论环节。
(3)分配小组对复合材料进行调研，并以讲解PPT的形式在课堂展示，使学生通过课下的资料查阅而掌握基本的专业资料获取方法、途径、整理归纳和讲演能力。
教学手段：(1)运用现代教学工具,在课堂上通过PPT讲授方式,实现图文并茂,形象直观;九、教学内容与学时安排（1）总体安排教学内容与学时的总体安排，如表2所示。
（2）具体内容各章节的具体内容如下：第一章复合材料概述．（1学时）第一节复合材料的发展简史第二节复合材料的定义、命名和分类一、复合材料的定义二、复合材料的分类第三节复合材料的特性第二童增强材料（4学时）第一节纤维一、有机纤维二、无机纤维三、金属与其它纤维四、各种纤维性能的比较第二节晶须第三节颗粒第四节增强材料的表面处理第三章复合理论（4学时）第一节复合原则一、材料组元的选择二、制备方法的选择第二节复合材料的界面设计原则一、界面及其类型二、聚合物基复合材料界面设计三、金属基、陶瓷基复合材料界面设计第三节复合材料界面理论一、浸润性二、界面粘结三、热残余应力四、界面相容性与不稳定性第四节界面粘结强度的测定一、宏观试验法二、单纤维试验法三、微压入试验法第五节混合定律一、连续纤维单向增强复合材料(单向层板)二、短纤维增强复合材料第四童聚合物基复合材料(PMC) （5学时）第一节概述一、PMc的发展历史二、PMC的分类第二节聚合物基体一、概述二、热固性基体三、热塑性基体第三节 PMC界面一、PMc界面表征二、PMc界面特点三、PMc界面设计第四节 PMC制备工艺第五节 FRP的力学性能第五章金属基复台材料(MMc)（5学时）第一节概述一、MMC的历史二、MMC的分类第二节金属基体一、铝及铝合金二、钛及钛合金三、镁及镁合金第三节 MMC制备工艺•第四节MMC的界面一、MMC界面类型与界面结合二、MMC界面稳定性三、MMC界面浸润与界面反应控制第五节 MMC的性能第六章陶瓷基复合材料(CMC) （2学时）第一节概述第二节陶瓷基体及其粉末原料的制备第三节 CMC制备工艺第四节 CMC界面第五节 CMC增韧机制第六节 CMC的性能第七章表面改性与表面复合材料（1学时）第一节概述第一节表面复合材料的制造技术第二节表面复合材料性能评价方法第八章复合材料的最新进展展望（2学时）第一节增强相的进展第二节纳米复合材料第三节智能复合材料第四节功能梯度复合材料（3）各章节的课后思考题（作业）及讨论要求思考题（课后作业）：第1章思考题：1．复合材料的定义是什么？2．复合材料有哪些不同的分类？3．复合材料有哪些优势？3．复合材料可以应用在哪些领域?第2章思考题：1．常用的增强相有哪些？2．纤维的基本概率有哪些？3．Kevlar纤维和超高分子量聚乙烯纤维有什么特点？4．列举几种典型的无机纤维，它们分别有什么特点或用途？5．简述金属纤维的特点。
《复合材料》课程教学大纲
《复合材料》教学大纲1.课程编号：1000952032.课程名称：复合材料3.高等教育层次：本科4.课程在培养方案中的地位：课程性质：选修对应于材料科学与工程专业，属于BZ专业课程基本模块。
5.开课学年及学期：非强制6.先修课程：a材料科学基础A，材料力学性能与失效分析；b陶瓷材料学，材料物理性能；c材料现代测试技术7.课程总学时：4.0，总学分：64（实验学时：0）。
8.课程教学形式：0普通课程9.课程教学目标详见第10项相关内容。
10.课程教学目标与教学效果评价（如填此项则上一项可不填）11.课程教学目标与所支撑的毕业要求对应关系（公共平台课无需细化到毕业要求指标点（见各专业培养方案说明书），暂无专业认证需求的专业下表可选填）12.教学内容、学时分配、与进度安排13.考核与成绩评定：平时成绩、期末考试在总成绩中的比例，平时成绩的记录方法。
考核方式：闭卷考试成绩评定：百分制，卷面成绩70%，平时成绩30%（其中综述论文8分，文献讲解12分，日常出勤考核9分，平时课堂提问、研讨可适当奖励，每次1分），按百分制给出最终成绩。
14.教材，参考书:选用教材：[1]王荣国, 武卫莉, 谷万里. 复合材料概论[M]. 哈尔滨: 哈尔滨工业大学出版社,1999.[2]吴人洁. 复合材料[M]. 天津: 天津大学出版社，2000.参考书：[1]尹洪峰，任耘，罗发. 复合材料及其应用[M]. 陕西: 陕西科学技术出版社,2003.[2]Bryan Harris著. 陈详宝，张宝艳译. 工程复合材料[M]. 北京: 化学工业出版社,2004.[3]周曦亚. 复合材料[M]. 北京: 化学工业出版社,2005.[4]车剑飞，黄洁雯，杨娟. 复合材料及其工程应用[M]. 北京: 机械工业出版社, 2006.[5]刘雄亚. 复合材料新进展[M]. 北京: 化学工业出版社,2007.[6]薛云飞等，先进金属基复合材料修订稿。
复合材料力学课程简介
《复合材料力学》课程简介
课程代码：0800461 开课学院：土木建筑工程学院
开课学期： 7授课对象：工程力学专业本科生
学分：2 课程负责人：乐运国
课程简介：
《复合材料力学》是一门专业课，以培养学生用复合材料力学方法分析工程中的复合材料中的力学问题为目的。
本课程的内容复合材料概论及其在工程中的应用和发展，各向异性弹性力学的基本方程式，单层板的弹性特性和强度理论（宏观力学部分）、层合板的弹性常数的基本强度预测（细观力学部分），复合材料单层板的弹性特性，无矩复合材料层合板，复合材料的湿热效应，耦合效应对复合材料层合板刚度性能影响，复合材料力学性能实验。
本课程主要采用课堂讲授的教学手段，安排在第7学期授课。
课程考核：闭卷考试、出勤、平时成绩
教材：《复合材料力学力学》，清华大学出版社，沈观林，1996
参考书目：
[1] 《复合材料力学》，中国建筑工业出版社，刘锡礼，1983。
《复合材料力学》教学大纲 - 武汉理工大学卓越工程师培养计划
《复合材料力学》教学大纲课程编号：课程名称：复合材料力学/ Mechanics of Composite Materials学时/学分：32/2先修课程：工程力学适用专业：复合材料与工程开课学院（部）、系(教研室)：材料科学与工程学院复合材料系一、课程的性质与任务复合材料力学是复合材料与工程专业的专业必修课，是为培养复合材料与工程专业高质量专门人才服务的。
通过本课程的学习，要使学生获得：1．复合材料的结构、特点、优点与缺点2．单层板的刚度与强度3．单层板的细观力学4．层合板的刚度与强度等复合材料力学的基础理论知识，为复合材料结构设计、复合材料产品设计奠定理论基础。
在传授复合材料力学知识的同时，要通过各个教学环节逐步培养学生根据复合材料各向异性、可设计性的特点，初步掌握复合材料设计的基本原理和综合运用所学知识去分析和进行复合材料设计的能力。
二、课程的教学内容、基本要求及学时分配（一）教学内容1．复合材料的结构、特点、优点与缺点复合材料的结构：复合材料的结构层次，单层板的概念，双向板的概念，单层材料设计、层合板设计和结构设计的概念。
复合材料的特点：复合材料的各向异性和非均质性概念，复合材料的可设计性、材料与结构的同一性、结构设计包括材料设计、材料性能对复合工艺的依赖性的概念。
复合材料的优点与缺点：比强度、比模量的定义，疲劳性能、减振性能、破损安全性能、耐化学腐蚀性能、电性能、热性能的特点，复合材料模量、层间性能、性能离散性大等概念。
2．单层的刚度与强度单层板的正轴刚度：正轴与偏轴的概念，单层板的正轴应力-应变关系，柔度与刚度的定义，柔度、刚度与工程弹性常数的关系。
单层板的偏轴刚度：应力转换和应变转换公式，单层板的偏轴下的应力-应变关系式，应变-应力关系式的确定，偏轴工程弹性常数与正轴弹性常数的转换关系。
单层板的强度：单层板的基本强度的概念，最大应力准则和最大应变准则公式，蔡-希尔（Tasi-Hill）强度准则和霍夫曼（Hoffman）准则强度条件，蔡-吴（Tsai-Wu）张量准则，单层板强度的计算方法。
复合材料原理教学大纲
《复合材料原理》教学大纲课程编号：B03080400课程名称：复合材料原理英文名称：Composites Theory课程性质：必修课学时/学分：32/2考核方式：闭卷考试和平时成绩相结合，以闭卷考试成绩为主。
选用教材：《复合材料原理》，朱和国编著，国防工业出版社，2013年先修课程：复合材料学，高分子物理，高分子化学后继课程：纳米复合材料，功能复合材料，金属基复合材料适用专业及层次：复合材料与工程专业,本科生一、课程目标通过本课程的学习，使学生掌握复合材料的复合效应和复合原理、复合材料增强体和基体形成界面的热力学和动力学条件、复合材料界面结构和界面结合理论以及复合界面处理技术和界面设计方法。
通过本课程的教学，使学生具备下列能力：1.能够准确理解材料复合的基本原则、九大界面结合理论和复合材料的界面破坏理论，以解决复合材料制造和应用及相关领域的复杂工程问题。
2. 能够运用材料复合八大复合效应、界面结合理论，从微观、亚微观角度设计、制备复合材料，探究复合材料组成-结构-性能及其相互关系。
3. 能够利用现代分析仪器对复合材料进行识别表征，分析复合材料增强体表面物理形态和化学组成，分析复合材料界面的物理结构和化学以及界面结合强度进行分析表征，并综合所得信息解决复合材料领域相关复杂工程问题。
二、课程目标与毕业要求的对应关系三、教学基本内容第一章：绪论（支撑课程目标1）1. 材料为什么要进行复合（Why）2. 材料依据什么进行复合（What）3. 材料怎样进行复合（How）4. 复合材料原理课程的研究范围5. 学习本课程的意义和要求要求学生：理解并掌握复合材料复合的四大基本原则，并对本课程所涉及的主要内容有所了解。
第二章：复合材料的复合效应（支撑课程目标1、2）1. 材料的复合效应2. 复合材料的结构与复合效果3. 复合材料的模型及性能的一般规律4. 复合材料增强原理要求学生：理解并掌握复合材料复合的八大复合效应，及有复合效应决定的复合材料的复合效果。
《复合材料导论》教学大纲
《复合材料导论》教学大纲一、课程信息课程名称：复合材料导论授课对象：材料类专业本科生学时：36学时学分：2学分先修课程：材料力学基础，材料结构与性能开设学期：大三下学期二、课程目标1.理解复合材料的基本概念和特征。
2.掌握各种复合材料的组成、制备方法及其性能表征方法。
3.能够使用常见的复合材料进行材料设计与选择。
4.了解复合材料在不同领域的应用。
三、教学内容与教学安排1.复合材料的概念与分类（2学时）a.复合材料的定义b.复合材料的分类及常见应用领域2.复合材料的组成成分（4学时）a.基体材料b.强化材料c.界面材料3.复合材料的制备方法（8学时）a.复合材料的层合制备方法b.复合材料的增强制备方法c.复合材料的注塑制备方法4.复合材料的性能评价与测试方法（10学时）a.力学性能测试方法b.热学性能测试方法c.导电性能测试方法d.耐腐蚀性能测试方法5.复合材料的力学行为（6学时）a.弹性行为b.塑性行为c.破坏行为6.复合材料的应用领域（4学时）a.航空航天领域b.汽车工业领域c.化工工业领域四、教学方法与评估方式教学方法：1.课堂讲解：通过讲解复合材料的基本概念、制备方法和性能评价等知识，帮助学生建立对复合材料的基本理解。
2.实际操作：安排实验或实例让学生实际制备和测试复合材料，加深学生对复合材料性能的认识。
3.学生讨论：设置小组讨论环节，促进学生之间的互动和思考，提高学生的综合运用能力。
评估方式：1.平时成绩（30%）：考察学生的课堂参与度和作业完成情况。
2.期中考试（30%）：考察学生对复合材料概念、制备方法和性能的掌握程度。
3.期末考试（40%）：考察学生对整个课程内容的掌握程度。
五、教材与参考资料教材：。
复合材料教学大纲
《复合材料》教学大纲一、课程名称：复合材料二、学分、学时：2学分、32学时三、教学对象：06级应用化学本科四、课程性质、教学目标《复合材料》是应用化学专业的一门学科基础课程，选修。
复合材料是包括多学科、多领域的一门综合性学科。
本课程以恰当的比例分别对复合材料的各种增强材料、复合材料的各种基体材料以及聚合物基复合材料、陶瓷基复合材料等的性能、制备、应用和发展动态进行了较为系统的讨论。
使学生在已有的材料科学的基础上，较为系统地学习复合材料的各种基体材料和增强材料，以及各种复合材料的性能、制备方法与应用，了解材料的复合原理，以及复合材料的发展方向。
从而丰富和拓宽学生在材料及材料学方面的知识。
五、课堂要求要求认真随堂听课，认真阅读指定教材，广泛查阅有关复合材料方面的最新资料。
按教学要求完成专题综述论文的撰写，并进行课堂交流。
六、教学内容与基本要求〔一〕绪论〔2学时〕复合材料的国内外发展状况及今后的发展方向；复合材料的分类；复合材料的基本性能；复合材料的增韧增强原理；复合材料的特性；复合材料的应用。
基本要求：掌握复合材料的基本性能及分类，了解复合材料的应用。
〔二〕材料的基体材料〔6学时〕金属材料：金属的结构与性能、各种合金材料；陶瓷材料：包括水泥、氧化物陶瓷、碳化物陶瓷、氮化物陶瓷；聚合物材料：聚合物的种类、结构与性能，复合材料选用聚合物的原则。
基本要求：掌握常用基体材料的种类、结构性能及其选用的原则。
〔三〕材料的增强材料〔6学时〕玻璃纤维及其制品的分类、制备、性能与应用；碳纤维的分类、制备、性能与应用；陶瓷纤维、芳纶纤维、晶须的制备、性能与应用；填料〔高岭土、石墨、烹饪土、烹饪土、碳酸钙、化石粉等〕的性能与应用。
基本要求：掌握常用增强材料的种类、性能及其选用的原则。
〔四〕传统复合材料的新发展〔4学时〕航空用先进树脂基复合材料的发展：先进复合材料在飞机上的应用、材料技术的进展、低成本复合制造技术的进展；热塑性片材与热塑性树脂基复合材料：由片材制造成品的成型工艺、GMT片材在汽车工业中的应用；熔体自发浸渗制备金属基复合材料：熔体自发浸渗制备金属基复合材料的原理及方法及研究现状；陶瓷基层状复合材料：陶瓷制品的仿生结构构思、材料体系和制备技术、陶瓷基层状复合材料的结构性能及其强韧化机制、陶瓷基层状复合材料的发展方向。
复合材料力学课程设计
复合材料力学课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解复合材料的定义、分类和基本性质，掌握复合材料的基本力学原理；2. 使学生掌握复合材料力学性能的表征方法，了解影响复合材料力学性能的因素；3. 引导学生运用所学知识，分析复合材料在工程实际中的应用，并能解决简单问题。
技能目标：1. 培养学生运用数学和力学知识分析复合材料力学问题的能力；2. 提高学生设计复合材料结构的能力，能根据实际需求选择合适的复合材料和结构；3. 培养学生通过实验和计算等方法，对复合材料力学性能进行测试和评估的能力。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对复合材料及其力学性能的兴趣，培养学生对材料科学的热爱；2. 培养学生的创新意识和团队协作精神，让学生在探讨问题中学会尊重他人意见；3. 使学生认识到复合材料在现代科技发展中的重要性，增强学生的社会责任感和使命感。
课程性质：本课程为高二年级选修课程，旨在让学生在掌握力学基础知识的基础上，进一步学习复合材料的力学性质及其应用。
学生特点：高二学生在知识结构、思维能力和实践能力方面有一定基础，具备一定的自主学习能力和合作探究精神。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，充分调动学生的主观能动性，提高学生的创新能力和实践操作能力。
在教学过程中，注重目标导向，分解课程目标为具体学习成果，以便教学设计和评估。
二、教学内容1. 复合材料概述- 复合材料的定义、分类及特点- 复合材料的应用领域2. 复合材料基本力学原理- 弹性力学基础理论- 复合材料的应力-应变关系- 复合材料的强度理论3. 复合材料力学性能表征- 弹性模量、泊松比等力学性能参数- 力学性能测试方法及设备- 影响复合材料力学性能的因素4. 复合材料设计与应用- 复合材料结构设计原则- 复合材料选材及结构优化- 复合材料在工程实际中的应用案例5. 复合材料力学问题分析- 简单复合材料结构的力学分析- 复合材料力学问题的求解方法- 复合材料力学问题的实验研究教学大纲安排：第一周：复合材料概述第二周：复合材料基本力学原理第三周：复合材料力学性能表征第四周：复合材料设计与应用第五周：复合材料力学问题分析教材章节：第一章：复合材料概述第二章：复合材料基本力学原理第三章：复合材料力学性能表征第四章：复合材料设计与应用第五章：复合材料力学问题分析教学内容与课程目标紧密关联，旨在确保学生掌握复合材料力学的基本知识和实践应用，注重内容的科学性和系统性。
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《复合材料力学》教学大纲
课程编号：
课程名称：复合材料力学/ Mechanics of Composite Materials
学时/学分：32/2
先修课程：工程力学
适用专业：复合材料与工程
开课学院（部）、系(教研室)：材料科学与工程学院复合材料系
一、课程的性质与任务
复合材料力学是复合材料与工程专业的专业必修课，是为培养复合材料与工程专业高质量专门人才服务的。
通过本课程的学习，要使学生获得：
1．复合材料的结构、特点、优点与缺点
2．单层板的刚度与强度
3．单层板的细观力学
4．层合板的刚度与强度
等复合材料力学的基础理论知识，为复合材料结构设计、复合材料产品设计奠定理论基础。
在传授复合材料力学知识的同时，要通过各个教学环节逐步培养学生根据复合材料各向异性、可设计性的特点，初步掌握复合材料设计的基本原理和综合运用所学知识去分析和进行复合材料设计的能力。
二、课程的教学内容、基本要求及学时分配
（一）教学内容
1．复合材料的结构、特点、优点与缺点
复合材料的结构：复合材料的结构层次，单层板的概念，双向板的概念，单层材料设计、层合板设计和结构设计的概念。
复合材料的特点：复合材料的各向异性和非均质性概念，复合材料的可设计性、材料与结构的同一性、结构设计包括材料设计、材料性能对复合工艺的依赖性的概念。
复合材料的优点与缺点：比强度、比模量的定义，疲劳性能、减振性能、破损安全性能、耐化学腐蚀性能、电性能、热性能的特点，复合材料模量、层间性能、性能离散性大等概念。
2．单层的刚度与强度
单层板的正轴刚度：正轴与偏轴的概念，单层板的正轴应力-应变关系，柔度与刚度的定义，柔度、刚度与工程弹性常数的关系。
单层板的偏轴刚度：应力转换和应变转换公式，单层板的偏轴下的应力-应变关系式，应变-应力关系式的确定，偏轴工程弹性常数与正轴弹性常数的转换关系。
单层板的强度：单层板的基本强度的概念，最大应力准则和最大应变准则公式，蔡-希尔（Tasi-Hill）强度准则和霍夫曼（Hoffman）准则强度条件，蔡-吴（Tsai-Wu）张量准则，单层板强度的计算方法。
3．单层板的细观力学
细观力学：复合材料细观力学，复合材料宏观力学的概念，材料力学方法，弹性力学方
法、半经验方法的概念。
复合材料的密度和组分材料的含量：体积密度、质量密度的定义及与组分材料含量的关系。
复合材料弹性常数的预测：串联模型的弹性常数，纵向弹性模量、横向弹性模量、泊松比、面内剪切弹性模量的计算，并联模型的弹性常数，纵向弹性模量、横向弹性模量、泊松比、面内剪切弹性模量的计算，组合模型的弹性常数，蔡-韩（Tsai-Hahn）的修正公式。
复合材料基本强度的预测：纵向拉伸强度、纵向压缩强度的概念，正交织物的弹性常数和强度预测，颗粒增强复合材料的弹性模量与强度。
短纤维增强复合材料的细观力学分析：应力传递理论的概念，单向短纤维复合材料的弹性模量和强度，随机取向短纤维增强复合材料的弹性模量和强度，短纤维复合毡增强复合材料的弹性常数和强度。
颗粒增强复合材料的弹性模量与强度：基本概念。
湿、热膨胀系数的细观力学分析：纵向热膨胀系数，横向热膨胀系数，纵向湿膨胀系数，横向湿膨胀系数。
4．层合板的刚度与强度
一般层合板的弹性特性：变形分析，层合板内力的一般表达式，一般层合板的弹性特性。
单层板的刚度：各向同性单层板，横观各向同性单层板，参考轴与主轴一致的正交异性单层板，参考轴与主轴不一致的正交异性单层板的刚度。
层合板的刚度：各向同性层组成的对称层合板，对称正交铺设层合板，规则对称角铺设层合板，反对称层合板的刚度，平性移轴定理。
层合板的强度：层合板各层的应力-应变分析，强度分析，考虑湿热应变的单层板应力与应变关系，考虑湿热应变的层合板内力与应变关系，层合板的湿热应变，层合板的残余应变和残余应力。
（二）基本要求
1．正确理解下列基本概念和它们之间的内在联系：
复合材料的结构层次，单层板，层合板，各向异性和非均质性，可设计性、比强度、比模量，层间性能，正轴与偏轴，柔度与刚度，细观力学方法，
2．正确理解下列公式并能正确运用：
霍夫曼（Hoffman）准则强度条件，蔡-吴（Tsai-Wu）张量准则，单层板强度的计算方法，复合材料弹性常数的蔡-韩（Tsai-Hahn）的修正公式，一般层合板的内力-应变关系，层合板的强度计算。
3．牢固掌握下列公式：
单层板的正轴应力-应变关系，柔度、刚度与工程弹性常数的关系式，最大应力准则和最大应变准则公式，蔡-希尔（Tasi-Hill）强度准则，混和法则，刚度系数的计算公式。
4．熟练运用下列公式和方法：
应力转换和应变转换公式，单层板的偏轴下的应力-应变关系式，应变-应力关系式的确定，偏轴工程弹性常数与正轴弹性常数的转换关系，复合材料弹性常数的预测材料力学方法。
5.会运用材料力学方法预测一些简单复合材料的弹性常数，及进行简单的复合材料力学分析。
（三）学时分配
本课程的教学时数为32学时，课内学时分配如下表：
（四）课程内容的重点、难点
1．复合材料的结构、特点、优点与缺点
重点：复合材料的可设计性, 复合材料的结构层次, 比强度、比模量的概念，复合材料模量、层间性能概念。
难点：复合材料的各向异性和非均质性概念。
2．单层的刚度与强度
重点：正轴与偏轴的概念，单层板的正轴应力-应变关系，柔度与刚度的定义，柔度、刚度与工程弹性常数的关系，最大应力准则和最大应变准则公式，蔡-希尔（Tasi-Hill）强度准则和霍夫曼（Hoffman）准则强度条件。
难点：应力转换和应变转换公式，单层板的偏轴下的应力-应变关系式，应变-应力关系式的确定，偏轴工程弹性常数与正轴弹性常数的转换关系，蔡-吴（Tsai-Wu）张量准则，单层板强度的计算方法。
3．单层板的细观力学
重点：细观力学，宏观力学的概念，复合材料弹性常数预测的材料力学方法，弹性常数预测的蔡-韩（Tsai-Hahn）的修正公式，纵向拉伸强度、纵向压缩强度的概念难点：复合材料弹性常数预测的弹性力学方法、半经验方法的概念，颗粒增强复合材料的弹性模量与强度的概念与预测。
4．层合板的刚度与强度
重点：一般层合板的变形分析，层合板内力的一般表达式，一般层合板的弹性特性，各向同性单层板、横观各向同性单层板、参考轴与主轴一致的正交异性单层板，参考轴与主轴不一致的正交异性单层板的刚度的概念，各向同性层组成的对称层合板，对称正交铺设层合板，规则对称角铺设层合板，反对称层合板的刚度。
难点：层合板各层的应力-应变分析，层合板的强度分析与计算等。
三、课程改革与特色
本门课程使用了多媒体教学，开设了复合材料性能实验课，进行了计算机考试与笔试相结合的考试改革。
四、推荐教材及参考书
推荐教材：
《复合材料结构设计》，主编：王耀先，出版社：化学工业出版社，出版或修订时间：2001年9月
参考书：
《复合材料结构设计基础》，主编：李顺林、王兴业，出版社：武汉工业大学出版社，出版或修订时间：1993年
《复合材料力学基础》，主编：刘锡礼、王秉权，出版社：中国建筑工业出版社，出版或修订时间：1993
《复合材料细观力学》，主编：杜善义、王彪，出版社：科学出版社，出版或修订时间：1998
《Mechanics of Composite Materials 》第二版，主编：Robert M. Jones，出版社：Talyor & Francis, Inc.，出版或修订时间：1987。