本书为《复合材料力学基础》第四版的译著，内容主要包括复合材料单向板应力-应变关系，连续纤维增强单向板的有效模量和强度等；同时对单向板和层压板吸湿行为、粘弹特性和动力学行为进行了详细阐述；最后介绍了材料的断裂分析以及性能测试方法。每章节设有例题和习题，以帮助读者理解和掌握相关知识，并附有参考答案。
本书对复合材料力学方面的知识表述逻辑清晰，语言浅显易懂，非常适合复合材料及力学领域的初学者，同时可供材料领域及其相关专业的高等院校师生、工程技术人员、研发人员等参考使用。

罗纳德·F·吉布森，博士，目前是内达华大学的机械工程兼职教授。他在明尼苏达大学获得力学博士学位，在田纳西大学获得机械工程硕士学位，在佛罗里达大学获得机械工程本科学位。他的工业和政府经历包括担任联合碳化物公司开发工程师、核分部和NASA兰利研究中心夏季教员研究员职位。他曾在爱荷华州立大学、爱达荷大学、韦恩州立大学全职工作，在斯坦福大学、佛罗里达大学和密西根州立大学做访问学者。他被选为美国机械工程师协会、美国复合材料学会、美国材料和工艺工程促进协会会员。他也是美国工程师教育协会、AIAA和实验力学协会会员。他曾担任2004—2005年美国复合材料协会主席及2002—2003年的副主席。
吉布森博士曾获得的奖项包括实验力学协会年度最佳研究论文Hetenyi奖、爱达荷大学工程学院杰出教师奖、杰出教师奖学金奖、DeVlieg教授和WSU的杰出研究生院导师奖。他的研究成果已发表在许多学术期刊中，并在各种国内和国际会议上发表。他当前的研究方向包括复合材料和结构的力学表征、复合材料的噪声和振动控制、复合材料的设计和制造、吸能材料的表征、多功能复合材料和纳米复合材料。

1 绪论
1.1 基本概念
1.2 复合材料组分材料
1.2.1 包含纳米增强体的增强体材料
1.2.2 基体和填充材料
1.3 复合材料的结构应用
1.4 复合材料的多功能应用
1.5 制造工艺
1.6 复合材料力学行为要素
1.7 材料力学基本方程回顾
参考文献
2 单层板的应力—应变关系
2.1 引言
2.2 应力—应变关系中的有效模量
2.3 应力—应变关系中的对称性
2.4 正交各向异性和各向同性的工程常数
2.5 特别正交各向异性单层板
2.6 一般正交各向异性单层板
参考文献
3 连续纤维增强单层板的有效模量
3.1 引言
3.2 材料力学基本模型
3.2.1 纵向模量
3.2.2 横向模量
3.2.3 剪切模量和泊松比
3.3 改进的材料力学模型
3.4 弹性模型
3.4.1 有限差分模型
3.4.2 有限元模型
3.4.3 封闭解和变分模型
3.5 半经验模型
参考文献
4 连续纤维增强单层板的强度
4.1 引言
4.2 多轴强度准则
4.2.1 最大应力准则
4.2.2 最大应变准则
4.2.3 二次交互准则
4.3 单层板强度的细观力学模型
4.3.1 纵向强度
4.3.2 横向强度
4.3.3 面内剪切强度
4.3.4 多轴强度
参考文献
5 单层板的湿热性能分析
5.1 引言
5.2 湿热性能退化
5.3 湿热效应下单层板的应力—应变关系
5.4 湿热性能的细观力学模型
参考文献
6 不连续纤维增强复合材料单层板分析
6.1 引言
6.2 定向不连续纤维
6.2.1 应力和强度分析
6.2.2 模量分析
6.3 偏轴定向不连续纤维
6.3.1 应力和强度分析
6.3.2 模量分析
6.4 随机取向不连续纤维
6.4.1 应力和强度分析
6.4.2 模量分析
6.5 纳米纤维和纳米管
6.5.1 应力和强度分析
6.5.2 模量分析
6.6 颗粒增强复合材料
6.6.1 应力和强度分析
6.6.2 模量分析
6.7 混杂多层复合材料
参考文献
7 层压板分析
7.1 引言
7.2 层压梁分析
7.2.1 弯曲应力和变形
7.2.2 剪切应力和变形
7.3 考虑耦合的层压板理论
7.4 典型层压板的刚度特征
7.4.1 特殊正交各向异性层压板
7.4.2 一般正交各向异性层压板
7.4.3 对称层压板
7.4.4 反对称层压板
7.4.5 准各向同性层压板
7.5 层压板柔度的推导和使用
7.5.1 层压板力—变形方程的逆形式
7.5.2 单层板应力和应变的确定
7.5.3 层压板工程常数的确定
7.5.4 柔度实验值与预测值的比较
7.6 层压板湿热效应
7.6.1 层压板的湿热退化
7.6.2 层压板的湿热应力
7.6.3 层压板的有效湿热膨胀系数
7.7 层间应力
7.8 层压板强度分析
7.8.1 面内应力引起的首层破坏及后续破坏
7.8.2 层间应力引起的分层
7.9 层压板的变形和屈曲
7.9.1 横向小变形分析
7.9.2 屈曲分析
7.10 层压板的设计选型
7.11 层压板分析在复合材料结构中的应用
7.11.1 复合材料夹层结构
7.11.2 复合材料格栅结构
参考文献
8 粘弹性和动力学特性
8.1 引言
8.2 复合材料的线性粘弹性特性
8.2.1 蠕变和弛豫的玻尔兹曼叠加积分
8.2.2 微分方程和弹簧—阻尼模型
8.2.3 准弹性分析
8.2.4 正弦振荡和复数模量符号
8.2.5 弹性—粘弹性对应准则
8.2.6 温度和老化的影响
8.3 复合材料的动力学性能
8.3.1 特殊正交各向异性复合材料杆中的纵向波动和振动
8.3.2 复合材料梁的弯曲振动
8.3.3 层压板的横向振动
8.3.4 复合材料阻尼分析
8.4 粘弹性和动态特性的纳米增强
参考文献
9 断裂分析
9.1 引言
9.2 穿透厚度裂纹的断裂力学分析
9.2.1 应力强度因子方法
9.2.2 应变能释放率方法
9.2.3 虚拟裂纹闭合技术
9.3 穿透厚度缺口的应力断裂准则
9.4 层间断裂
9.5 断裂韧性的纳米增强
参考文献
10 复合材料力学实验
10.1 引言
10.2 组分材料性能的测试
10.2.1 纤维测试
10.2.2 树脂基体测试
10.2.3 材料体积分数的测量
10.3 复合材料基本性能的测试
10.3.1 拉伸实验
10.3.2 压缩实验
10.3.3 剪切实验
10.3.4 弯曲实验
10.3.5 层间断裂实验
10.3.6 纤维／基体界面实验
10.3.7 开孔和填充孔实验
10.3.8 挤压实验
10.3.9 拉脱实验
10.4 粘弹性和动力学特性测量
10.4.1 蠕变实验
10.4.2 振动实验
10.5 湿热性能测量
10.5.1 玻璃化转变温度实验
10.5.2 热膨胀实验
10.5.3 吸湿实验
参考文献
部分参考答案
附录A 矩阵的概念与运算
附录B 应力平衡方程
附录C 应变—位移方程
索引