《复合材料力学》课程简介【模板】

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。

《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。

《复合材料概论》课程介绍一、课程简介《复合材料概论》最初是复合材料与工程专业的一门专业选修课，后来由于整个专业减学分，又考虑到材料物理专业对复合材料知识几乎没有了解，因为该课程成为材料物理专业的专业选修课。

其主要任务是使学生内容注重理论和实践的密切结合，在讲述基本理论的同时，也讲述大量的应用实例。

通过教学使学生不但掌握复合材料的基本理论知识，更注重学生掌握各类复合材料的特点、应用领域和使用性能等常识性的知识，为学生以后的工作、研究打好基础。

课程的主要教学内容包括：1、复合材料的基础知识复合材料的定义与命名、分类、应用、特性以及我国复合材料的发展潜力和热点。

2、复合材料的基体材料，介绍复合材料的各类基体材料化学组成、结构特点及性能；无机胶凝材料（水泥、镁质胶凝材料、石膏）的分类、生产工艺、凝结原理及应用；有机胶凝材料（塑料、橡胶、纤维），其中重点介绍应用最为广泛的不饱和聚酯树脂和环氧树脂的合成、交联原理及应用。

重点关注各种有机胶凝材料结构与性能的关系。

3、复合材料的增强材料，介绍复合材料的各类增强材料(纤维与填料)的化学成分、制备工艺及性能特点；各类增强纤维（玻璃纤维、芳纶纤维、碳纤维）的发展状况、分类、结构与组成、物理性能及化学性能。

填料（石墨、云母、高岭土、膨润土、碳酸钙、滑石粉、白碳黑、空心玻璃微珠）的种类和作用、影响填充改性的因素以及填充改性的作用机理。

4、复合材料各论，介绍各类复合材料的结构特点、性能、结构与性能之间的关系及应用。

聚合物基复合材料的分类与结构形式；聚合物基复合材料的手糊成型、喷射法成型、SMC模压法、缠绕成型法、RTM (Resin Transfer Molding)成型法、喷涂成型法、压缩成型法、注射成型法。

聚合物基复合材料的基本性能（机械性能、物理性能、温度性能、老化性能）。

影响纤维增强塑料（FRP）性能的因素：原材料、结构设计方法及成型工艺。

强调增强材料的强度及弹性模量以及基体材料的强度及化学稳定性等是决定FRP性能的主要因素，增强材料的含量及其排布方式与方向次之；增强纤维与基体树脂的界面粘结状况。

第九章复合材料力学材料力学的任务是研究均匀、各向同性材料在外力作用下的变形、受力和破坏的规律。

为合理设计构件提供有关强度、刚度和稳定性分析的基本理论和方法。

自20世纪40年代开始，现代复合材料得到了飞速发展，这种由两种或两种以上组分材料复合而成的多相材料，其物理、化学、力学等性能，满足了任何单一材料都难以满足的性能要求。

然而，这种复合材料在外力作用下的变形、受力和破坏的规律已不同于像传统金属材料那样的规律，因此复合材料力学就是研究这种新型的材料在外力作用下的变形、受力和破坏规律，为合理设计复合材料构件提供有关强度、刚度和稳定性分析的基本理论和方法。

本章介绍的复合材料力学是以纤维和塑料组成的纤维增强复合材料为主要对象的，主要介绍连续纤维增强复合材料在外力作用下的变形、受力和破坏的规律。

各向异性体弹性力学基础传统的金属材料一般看作是各向同性体，通常在弹性范围内研究其变形和受力采用的是各向同性体弹性力学。

然而纤维增强复合材料最常用的是层合板结构形式，即由纤维和基体组成一种铺层（或称单层），并以不同方向层合而成一种多向层合板（如果同一种铺层都处于同一方向称为单向层合板）。

这种层合板成为复合材料结构件的基本单元，而铺层是层合板的基本单元。

因此本章介绍复合材料的刚度与强度，是从介绍铺层的刚度与强度开始，然后介绍多向层合板的刚度和强度。

铺层是由无纬布或交织布经预浸胶处理并按实际结构件的形状及构成多向层合板所规定的方向进行铺设，然后加温（或常温）固化制成。

所以铺层、层合板和复合材料结构件是一次完成的一般的铺层（无论是无纬布或交织布形成的）是正交各向异性的，即具有两个相互垂直的弹性对称面。

因此复合材料不同于金属材料，它具有各向异性的弹性特性，为此首先要对各向异性体弹性力学作一简要介绍。

各向异性体弹性力学与各向同性体弹性力学的主要差别，仅在于应力-应变关系的不同，而解决弹性力学问题还需涉及的平衡方程、几何方程、协调方程和边界条件等，则完全相同。

《复合材料概论》课程教学大纲课程代码：ABCL0410课程中文名称：复合材料概论课程英文名称：Introduction of Composite Materials课程性质：选修课程学分数：1.5课程学时数：24授课对象：材料化学专业本课程的前导课程：物理化学、材料科学基础等一、课程简介本课程是材料化学等专业的一门重要的专业课程。

是从事无机材料科学研究和工程制造的科技人员必须具备的专业基础知识。

通过本课程的学习，使学生掌握材料表面与界面的基本概念、基本理论和基本研究方法，为今后在工作中打下有关材料研究和材料表面改性的理论基础。

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。

二、教学基本内容和要求1、绪论课程教学内容：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。

课程教学要求：掌握复合材料的基本性能及分类，了解复合材料的应用。

2、材料的基体材料课程教学内容：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。

课程教学要求：掌握常用基体材料的种类、结构性能及其选用的原则。

3、材料的增强材料课程教学内容：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。

课程教学要求：掌握常用增强材料的种类、性能及其选用的原则。

复合材料课程介紹课程编号：40120192课程名称：复合材料英文名称：Composite Materials主讲教师：李言祥学分：2（课内学时：2/周）开课学期：7课程类别：选修课程性质：专业课先修课程：物理化学，材料科学基础，工程材料教材：无一、课程简介二、基本要求本课程是为材料加工工程学科本科高年级学生开设的选修课。

目的是希望通过本课程的学习，使学生用较短的时间系统了解复合材料这类新型工程材料的主要内容。

学完本课程后，学生应对复合材料及其发展概况有一个基本的了解。

掌握复合材料的基本增强原理，熟悉各类复合材料的制备方法、性能特点与应用。

了解各类复合材料的研究现状与发展趋势。

三、课程内容第一部分复合材料的基本知识(10学时)第一章绪论第二章复合材料的增强原理第三章复合材料的增强体第二部分聚合物基复合材料(6学时)第四章聚合物基复合材料概论第五章聚合物基复合材料的制造工艺第六章聚合物基复合材料的性能与应用第三部分金属基复合材料(6学时)第七章金属基复合材料的制备方法第八章铝基复合材料第九章钛基、镍基复合材料第四部分陶瓷基复合材料(6学时)第十章陶瓷基复合材料概论第十一章陶瓷基复合材料的制备第十二章陶瓷基复合材料的性能与应用四、实验五、课程参考书1.K.K.Chawla, Composite Materials, Springer-Verlag, 1987.2.M.Taya and R.J.Arsenault, Metal Matrix Composites — Thermomechanical Behavior,Pergamon Press, 1989.3.R.K.Everett and R.J.Arsenault, Metal Matrix Composites: Processing and Interfaces,Academic Press, 1991.4.R.K.Everett and R.J.Arsenault, Metal Matrix Composites: Mechanisms and Properties,Academic Press, 1991.5.张国定，赵昌正，金属基复合材料，上海交通大学出版社，19966.陈华辉等，现代复合材料，中国物资出版社，19987.黄丽等，聚合物复合材料，中国轻工业出版社，20018.张长瑞，陶瓷基复合材料，国防科技大学出版社，20019.中文杂志：复合材料学报，北京航空航天大学，自198410.English Journal: J. of Composites Materials, Lancaster, since 1967Composite MaterialsLecturer: Prof. Li Yanxiang , Course No.: 40120192Objectives & Outline:This is an optional course for high grade undergraduate students majored in materials processing. The objectives of this course are to introduce for the students all the three main kinds of composites materials, i.e. polymer matrix composites, metal matrix compositesand ceramic matrix composites. After learning this course, the students would have a broad understanding of various kinds of composite materials and their development history, grasp the basic principles of composite reinforcement, be familiar with their synthesis, processing, properties and application, and have a brief knowledge of state of the art and prospects of research and development of composite materials.Pre-courses required: Physical Chemistry, Principles of Materials Science and Engineering MaterialsReferences:1.K.K.Chawla, Composite Materials, Springer-Verlag, 1987.2.M.Taya and R.J.Arsenault, Metal Matrix Composites — Thermomechanical Behavior,Pergamon Press, 1989.3.R.K.Everett and R.J.Arsenault, Metal Matrix Composites: Processing and Interfaces,Academic Press, 1991.4.R.K.Everett and R.J.Arsenault, Metal Matrix Composites: Mechanisms and Properties,Academic Press, 1991.5.张国定，赵昌正，金属基复合材料，上海交通大学出版社，19966.陈华辉等，现代复合材料，中国物资出版社，19987.黄丽等，聚合物复合材料，中国轻工业出版社，20018.张长瑞，陶瓷基复合材料，国防科技大学出版社，2001ContentsPart 1----Fundamentals of Composite MaterialsChapter 1 Introduction of composite materialsChapter 2 Principles of composite reinforcementChapter 3 Reinforcement elementsPart 2----Polymer Matrix CompositesChapter 4 Introduction of polymer matrix compositesChapter 5 Fabrication of polymer matrix compositesChapter 6 Properties and application of polymer matrix compositesPart 3----Metal Matrix CompositesChapter 7 Fabrication of metal matrix compositesChapter 8 Aluminium matrix compositesChapter 9 Titanium and Nickel matrix compositesPart 4----Ceramic Matrix CompositesChapter 10 Introduction of ceramic matrix compositesChapter 11 Fabrication of ceramic matrix compositesChapter 12 Properties and application of ceramic matrix composites。

复合材料力学课程
复合材料力学课程是一门介绍复合材料力学原理和应用的课程。

在这门课程中，学生将学习复合材料的结构、性质和行为，以及它们在材料工程和应用中的重要性。

课程内容通常涵盖以下方面：
1. 复合材料基础知识：介绍复合材料的定义、分类和特点，包括纤维增强复合材料、层合复合材料和粒子增强复合材料等；
2. 复合材料力学模型：介绍复合材料的强度、刚度和失效机制等基本力学模型，包括经典层合板理论、微观力学模型和细观力学模型等；
3. 复合材料的力学性能：讲解复合材料的力学性能测试方法和评估标准，包括拉伸、压缩、剪切等力学性能的测定和分析；
4. 复合材料的疲劳和断裂：讨论复合材料的疲劳行为和断裂机制，包括疲劳寿命评估和断裂力学分析等；
5. 复合材料的设计和优化：介绍复合材料的设计原理和优化方法，包括最优化设计、材料选择和性能匹配等方面的内容；
6. 复合材料的应用案例：分析和讨论不同领域中复合材料的应用案例，如航空航天、汽车工程、体育器材等。

通过这门课程，学生可以掌握复合材料的基础理论和应用技术，
理解复合材料在工程和科学研究中的重要性，并能够应用所学知识解决复合材料相关的问题和挑战。

《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。