纺织复合材料设计

纺织复合材料是以纺织物为预成型体并包埋于基体材料中所形成的纤维增强复合材料，是目前和将来相当长的时期内真正能在工程技术领域得到广泛应用的材料。《纺织复合材料设计》主要以纺织复合材料多尺度几何结构为主线，在简要介绍单向板和层合板设计的基础上，系统描述其他种类纺织复合材料的力学和设计方法，涉及材料种类有二维和三维结构的机织复合材料、针织复合材料、编织复合材料、纺织柔性复合材料、混编复合材料、夹芯复合材料、缝编和Z-pinned复合材料。《纺织复合材料设计》是纺织复合材料力学和设计的基础著作，可为复合材料行业工程师设计复合材料结构和工程结构提供参考，也适用于复合材料专业教学。

顾伯洪，1967年出生于江苏省武进县，长江学者特聘教授。现任东华大学纺织学院院长。致力于纺织科学与工程一级学科教学和研究工作。教学工作包括讲授“纺织数理统计”“纺织复合材料力学”“纤维集合体力学”等课程，获宝钢教师奖；指导研究生研究纺织复合材料多尺度几何结构和动态强度，研究生曾获全国百篇博士学位论文。研究工作主要包括纺织复合材料热力耦合效应、三维纺织复合材料冲击动力学和复合材料工程结构温度／应变率耦合强度，在该领域发表学术论文被科学引文索引（SCI）收录180余篇，出版《纺织结构复合材料冲击动力学》和《纤维集合体力学》等专著和教材。曾经入选新世纪人才支持计划和上海市曙光学者计划。
　　
　　孙宝忠，1978年出生于山东省曹县，东华大学教授、博士生导师。现任民用航空复合材料东华大学协同创新中心副主任（主持工作），纺织行业纺织复合材料与结构重点实验室主任，高性能纤维及制品熏点实验室副主任，纺织学院高技术纺织品系主任，纺织学院纺织复合材料学科负责人。长期致力于纺织材料与纺织品设计领域和纺织复合材料领域的基础理论、关键技术及应用研究，取得了系列原创性成果。近年发表SCI论文100余篇，出版《纺织结构复合材料冲击动力学》和《纤维集合体力学》专著两部。获纺织之光教师奖、上海市教卫系统员、宝钢教师奖、曙光学者、青年科技启明星、晨光学者、全国博士学位论文奖等荣誉。主持国家自然科学基金、项目、霍英东基金、上海市科学技术委员会项目、上海市教育发展基金项目等23项，参与国家863项目、上海市复合材料重大专项、国防项目等6项。

目 录1绪论1．1纺织复合材料多尺度几何结构1．2二维平纹层压复合材料1．3三维正交机织复合材料1．4四步法编织复合材料1．5设计原理和方法2纺织复合材料多尺度几何结构和多层次建模2．1颗粒复合材料2．2纤维复合材料2．3机织复合材料2．4三维纺织复合材料3复合材料概念和设计3．1概念3．2设计4复合材料单层板4．1单层板宏观力学4．2单层板细观力学5复合材料层合板5．1引言5．2层合板表示方式5．3层合板应力应变关系5．4层合板面内模量和弯曲模量5．5层合板热湿效应5．6层合板结构、破坏准则与设计6机织复合材料结构设计6．1概述6．2设计模型和设计方法6．3刚度模型概况6．4三轴向机织复合材料6．5结论7针织复合材料结构设计7．1概述7．2针织物结构7．3拉伸行为7．4三维弹性性能分析7．5拉伸强度分析7．6结论8编织复合材料结构设计8．1编织物力学性能8．2编织复合材料结构模型8．3编织复合材料热弹性行为8．4三维编织复合材料力学性能数值计算9纺织柔性复合材料和充气结构材料设计9．1柔性复合材料9．2张力结构设计10混编结构复合材料设计10．1机织/针织混编织物10．2机织/针织混编复合材料成型10．3拉伸测试10．4 CWK复合材料细观结构模型简化10．5等效树脂10．6 CWK复合材料细观结构简化模型10．7有限元计算方案及过程10．8冲击拉伸系统有限元计算模型10．9破坏准则10．10 0°方向结果与讨论10．11 45°方向结果与讨论10．12 90°方向结果与讨论11夹芯复合材料设计11．1夹芯结构材料概述11．2简化弯曲模型11．3一些要点11．4制造和设计11．5无损质量控制12缝编结构和Z-pinned结构复合材料12．1缝编复合材料概述12．2缝编复合材料制造工艺12．3缝编复合材料力学性能12．4缝编复合材料层间性能12．5缝编复合材料耐冲击损伤性能12．6缝编复合材料接头12．7 Z-pinned复合材料简介12．8 Z-pinned复合材料制作12．9 Z-pinned复合材料力学性能12．10 Z-pinned复合材料抗分层能力及耐损伤性能12．11 Z-pinned接头12．12 Z-pinned夹芯复合材料13三维纺织预成型体13．1概述13．2纺织预成型体分类13．3三维纺织预成型体几何结构14三维纺织复合材料成型14．1概述14．2液态成型技术14．3树脂注入装置14．4树脂14．5预成型体固化14．6模具14．7产品质量14．8仿真及优化14．9总结15纺织柔性复合材料非线性变形15．1概述15．2背景知识15．3基于拉格朗日法的本构关系描述15．4基于欧拉法的本构关系描述15．5波浪形纤维增强柔性复合材料弹性行为16三维纺织复合材料宏观力学16．1引言16．2求解三维纺织复合材料的刚度和强度16．3编织复合材料刚度和强度性质16．4纬编针织复合材料刚度和强度性质16．5宏观力学分析在经编针织夹层结构能量吸收设计中的应用16．6宏观力学分析在能量吸收类型三点弯曲设计中的应用16．7结论附录A 矩阵代数附录B 应力应变变换附录C 常用术语和缩略词 附录D 常用力学术语附录E 矩阵常用术语