复合材料力学

固体力学的一个新兴分支，研究由两种或多种不同性能的材料在宏观尺度上组成的多相固体材料的力学问题。复合材料由增强物和基体组成，如古代就出现的漆衬布、漆器等。近代复合材料是以100多年前出现的混凝土为标志的。后来使用钢筋混凝土解决了建筑方面的大量问题。20世纪40年代研究制成玻璃纤维增强复合材料，50年代又出现碳纤维、硼纤维复合材料。20世纪60年代后复合材料的力学研究得到很大发展。1964年B.W.罗森提出了确定单向纤维增强复合材料纵向压缩强度的方法。1966年J.M.惠特尼和M.B.赖利提出了确定复合材料弹性常数的独立模型法。1968年经蔡为仑和R.希尔的多年研究形成了蔡-希尔破坏准则，1971年又出现张量形式的蔡-吴破坏准则。1968年E.M.吴导出了各向异性材料中裂纹尖端周围的应力场，1970年R.M.琼斯研究了一般的多向层板，并得到简单的精确解。1972年，惠特尼求解了扭转耦合刚度对各向异性板的挠度、屈曲载荷和振动的影响；C.C.夏米斯、M.P.汉森和T.T.塞拉菲尼研究了复合材料抗冲击性能。1972年林毅首先发现了混杂复合材料的应力-应变曲线的直线部分所对应的最大应变，超过了混杂复合材料中具有低延伸率的纤维的破坏应变，这被后人称为“混杂效应”。复合材料在力学性能上具有许多特点，目前研究有3个层次，即微观、细观和宏观。