纤维金属层板的失效行为与应用性能

纤维金属层板作为一种超混杂复合材料，综合了传统纤维复合材料和金属材料的特点，具有高的比强度和比刚度，并兼具优异的抗冲击和耐疲劳性能，是航空航天、轨道交通及汽车等领域备受青睐的优选复合材料。《纤维金属层板的失效行为与应用性能》共8章，详细介绍了作者团队近年来在纤维金属层板失效理论及应用性能方面的研究结果；重点阐述了纤维金属层板在不同承载条件下的失效行为特征及界面、残余应力对其损伤产生的影响；同时，聚焦乏燃料贮存、汽车吸能结构、高速列车蒙皮等方面的应用，详述了该类材料的应用性能。

前言
第1章 纤维金属层板的力学分析 1
1.1 纤维金属层板细观力学分析 1
1.1.1 刚度的材料力学分析方法 1
1.1.2 强度的材料力学分析方法 7
1.2 纤维金属层板宏观力学分析 11
参考文献 24
第2章 残余应力对纤维金属层板力学性能与失效行为的影响 25
2.1 纤维金属层板残余应力的测试方法及分布特征 25
2.1.1 残余应力测试方法 25
2.1.2 固化过程的残余应力演变特征 29
2.1.3 喷丸成形过程的残余应力特征 39
2.2 固化残余应力对纤维金属层板力学性能与失效行为的影响 45
2.2.1 层间性能 46
2.2.2 基本力学性能 49
2.3 喷丸残余应力对纤维金属层板力学性能与失效行为的影响 54
2.3.1 层间性能 54
2.3.2 基本力学性能 55
2.3.3 疲劳性能 57
参考文献 58
第3章 纤维金属层板的I型断裂韧性研究与失效分析 61
3.1 纤维金属层板在双悬臂梁条件下的断裂韧性及失效行为 61
3.1.1 双悬臂梁法I型层间断裂韧性试验方法 61
3.1.2 双悬臂梁法I型层间断裂韧性及失效行为 63
3.1.3 双悬臂梁法I型层间断裂韧性的理论预测 70
3.2 纤维金属层板在单悬臂梁条件下的断裂韧性及失效行为 77
3.2.1 单悬臂梁法I型层间断裂韧性试验方法 78
3.2.2 单悬臂梁法I型层间断裂韧性试验的有效性验证 80
3.2.3 GLARE层板单悬臂梁法I型层间断裂韧性及失效行为研究 82
参考文献 88
第4章 纤维金属层板的界面增强方法与失效机制 90
4.1 胶黏剂含量对纤维金属层板界面特性和力学性能的影响 90
4.1.1 试验方法 90
4.1.2 层间性能及失效行为 91
4.1.3 力学性能及失效行为 93
4.2 多壁碳纳米管对纤维金属层板界面特性和力学性能的影响 95
4.2.1 试验方法 96
4.2.2 MWCNTs对聚酰亚胺/钛界面的增强作用 96
4.2.3 MWCNTs对TiGr层板力学性能及失效行为的影响 103
4.3 等离子处理对纤维金属层板界面特性和力学性能的影响 112
4.3.1 试验方法 112
4.3.2 等离子处理后的表面特性 113
4.3.3 等离子表面处理对Al/GF/PP层板层间性能及力学性能的影响 116
4.3.4 不同表面处理工艺对Al/GF/PP层板层间性能及力学性能的影响 119
参考文献 120
第5章 热塑性基体纤维金属层板温热条件下的基本力学性能与动态应变
时效行为 122
5.1 Al/GF/PP层板温热条件下的基本力学性能研究 122
5.1.1 拉伸性能 122
5.1.2 弯曲性能 127
5.1.3 剪切性能 130
5.2 Al/GF/PA层板的动态应变时效行为 132
5.2.1 应力–应变曲线与锯齿状塑性流动现象 132
5.2.2 特征量随应变速率与试验温度的演化 135
5.2.3 纤维金属层板动态应变时效的机制分析 140
参考文献 142
第6章 纤维金属层板超混杂复合管的吸能特性与失效行为 144
6.1 纤维金属复合管的成形方法 145
6.1.1 纤维金属复合管的成形工艺 145
6.1.2 纤维金属复合管的成形质量分析与层间性能表征 150
6.2 纤维金属复合管在准静态压溃条件下的性能特性与失效行为 153
6.2.1 试验方法与有限元模型的建立 154
6.2.2 吸能性能 155
6.2.3 变形及失效模式 156
6.2.4 吸能机制 164
6.3 纤维金属复合管在多角度冲击条件下的性能特性与失效行为 171
6.3.1 有限元模型的建立 171
6.3.2 变形及失效模式 172
6.3.3 吸能性能 175
6.3.4 吸能机制 179
参考文献 180
第7章 乏燃料贮存用纤维金属层板的设计及应用性能.182
7.1 AA6061/B4C/CF/PI复合层板的设计、制备及性能研究 182
7.1.1 AA6061/B4C/CF/PI复合层板结构设计 182
7.1.2 AA6061/B4C/CF/PI复合层板的制备及力学性能 183
7.2 AA6061/B4C/CF/PI复合层板的中子屏蔽性能研究 193
7.2.1 中子屏蔽试验与MCNP模拟 193
7.2.2 中子屏蔽性能 197
7.2.3 MCNP数值模拟结果分析 202
7.3 AA6061/B4C/CF/PI复合层板的辐照损伤效应研究 204
7.3.1 60Co-γ辐照损伤效应 204
7.3.2 氦离子(He+)辐照损伤效应 213
参考文献 219
第8章 纤维金属层板夹层结构的设计与应用性能研究 222
8.1 纤维金属层板夹层结构的设计及制备方法 222
8.2 纤维金属层板夹层结构的力学性能及失效行为225
8.2.1 层间性能 225
8.2.2 弯曲性能 227
8.2.3 冲击性能 236
8.3 纤维金属层板夹层结构的应用性能 258
8.3.1 基于气动效应的强度分析 258
8.3.2 隔声性能 263
8.3.3 隔热性能 266
参考文献 269