[拼音]：fuhe cailiao lixue

[外文]：mechanics of composite material

研究复合材料在外力、环境(湿、热)、时间等因素作用下的力学性能。它是复合材料和复合材料结构（构件）的设计、制造的基础。现阶段复合材料力学研究得比较多的是纤维复合材料。如用玻璃纤维、碳纤维等增强的塑料，碳纤维、硼纤维等增强的铝等。

复合材料力学的研究可分为微观力学和宏观力学。

也称细观力学，是从微观角度研究复合材料组分之间的相互影响，以此预测复合材料的宏观力学性能，为材料的设计、制造提供依据。微观力学分析对象是从复合材料中取出一个代表性的体积单元，它不能是通常的无限小的单元体，而是必须能够代表复合材料的细观结构，因而足以用它表征复合材料的基本性能。如研究单向增强纤维复合材料的弹性时，最简单的是取如图所示的代表性体积单元。根据指定荷载及单元相应的边界条件，用材料力学或弹性力学等方法求解边值问题，以求出复合材料的弹性模量和强度。微观力学考虑了各组分的含量、几何形态及组分的力学性质，以期提供有实用价值的结果。

微观力学研究单向增强的复合材料轴向压缩强度时，采用纤维受压曲屈而基体提供的横向弹性支承的力学模型。在研究这种材料的轴向拉伸强度时，考虑到这时荷载主要由纤维承担，部分纤维断裂后，由于纤维与基体界面性能，基体屈服应力等不同情况，复合材料内部将出现多种可能的裂纹扩展形成，而呈现不同的强度。单向增强复合材料的轴向拉伸强度，取决于组分材料的力学性质、含量、纤维排列布置的几何形态，纤维与基体间界面的性能等许多因素。用微观力学研究复合材料强度的工作，目前还在深入进行中。

也称粗观力学，只考虑复合材料的平均表观性能而不详细讨论各组分间的相互作用。如对纤维复合材料简单层板，通常将其看成是均质各向异性体，通过实测或应用微观力学得出它的宏观性能。由许多个这样的单层粘合而成层合板，用结构力学方法分析层合板在荷载作用下拉伸、弯曲、振动、屈曲等问题。宏观力学中分析层合板的强度，是通过单层的破坏准则，结合层合板的层间应力及层间粘合性能，并计入加工成型(固化)中的变温应力，逐步确定全板的破坏过程及最终破坏。

目前，在工程上普遍应用的简单层板宏观强度理论有三种：

（1）蔡-希尔理论。把均质各向异性材料的广义屈服条件应用到复合材料简单层板。

（2）霍夫曼理论。是在蔡－希尔理论的基础上考虑了复合材料拉压强度不同的特性。

（3）蔡－吴张量理论。其破坏准则是应力张量的多项式。所有这些理论的破坏准则是以材料主方向的宏观拉伸、压缩、剪切等宏观强度（基本强度）表达其中的参数而写成的表达式。宏观强度理论没有解释材料破坏的微观物理机理。

参考书目

1. 上海玻璃钢结构研究所：《玻璃钢结构设计》，中国建筑工业出版社，北京，1980。
2. R.琼斯著，朱颐龄等译：《复合材料力学》，上海科技出版社，上海，1981。(R.Jones，Mechanics of Composite Materials，McGraw-Hill，New York，1975.)
3. 刘锡礼、王秉权：《复合材料力学基础》，中国建筑工业出版社，北京，1984。