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科技前沿

复合材料英文经典著作(二十四)《复合材料层合板壳的力学理论与分析》
来源:武汉理工王继辉教授课题组  2017-04-12 16:39:53
本文阅读次数:688

原文:http://chinacompositesexpo.com/cn/news.php?show=detail&c_id=288&news_id=4646       作者:(美)J.N. Reddy
       出版社:CRC,2003年11月24日

       前言:

       自这本书的第一版面世后的七年里,在一般材料,特别是复合材料及其结构的建模领域,已取得了重大发展,其中发展最快的是智能材料、结构功能梯度材料(FGM)和纳米科技材料等课题,而该领域对这些课题的涵盖是有限的,所以读者应该注意了解智能材料和功能梯度材料结构分析的发展。当然,纳米科学技术不在本书目前的研究范围。另外,本书第一版没有涵盖层合板壳体的理论与分析,而这些本当是复合材料层合板结构中不可分割的一部分。
       本书再版的关注重点依然是对需要深入理解复合材料层合板结构的力学理论以及相关有限元模型的人员的教育。在本版中,几乎没有删除前版内容,但增加了一些新的内容,并对章节进行了重新编排,以使得内容条理更加清晰。特别地,原版前三章中的内容在第二版中集合了成了一章(第一章),以留出章节增加新的内容。其中,第一章涵盖了数学基础、各向异性弹性方程、虚位移原理和经典变分方法(Ritz和伽辽金方法)的介绍。此修订版中,第二到七章的内容分别对应第一版的第四到九章,修订增加了智能结构和功能梯度材料的内容。新的章节----第八章,则包含了层合板壳的理论与分析,从而补充了第一版中明显的遗漏。第九、十章(分别对应于第一版中的第十、十三章)分别侧重于层合板平面和壳体的线性和非线性有限元分析。本版对这些章节做了大量修订,涵盖了更加详细的切线刚度矩阵推导以及壳体有限元模型,并附带数值实例。第十一、十二章分别对应于第一版的第十一、十二章,新版本在此部分也进行了重大修订,包含了层合板壳的内容。章节后问题基本上和原版保持一致,只在各章节略有添加。
       本书第一版前言中,作者已表达了诚挚的致谢,本书再版时,感激犹存,但前言中不再重复。再此,我还想表达对同事们,尤其是陈甄青博士的感谢,感谢他们帮忙校对手稿。同时也特别感谢Roman Arciniega先生在第九章中提供的壳体算例的数值计算结果。 J.N.Reddy
College Station, Texas

       关于作者:
       J.N. Reddy是一位杰出的教授,任职德克萨斯州卡城的德克萨斯A&M大学机械工程学院的奥斯卡S.怀亚特名誉教授。此前,他曾任职德克萨斯大学奥斯汀分校的博士后(1973-1974),洛克希德导弹空间公司的研究科学家(1974),并任教于州立大学(1980-1992),同时任职Clifton C. Garvin客座教授。
       Reddy教授共发表了300多篇期刊论文,并出版了13本教材,内容涵盖固体和结构力学(板、壳)、复合材料、计算流体力学、传热学、以及应用数学问题的理论推导和有限元分析。通过对细化板壳理论及其有限元模型研究,他对复合材料和结构力学的贡献广为人知。
       Reddy教授因其杰出的研究成果获得第一个俄克拉何马大学工程奖、1984年的美国土木工程师协会(ASCE) Waller L.Hubei土木工程研究奖、1985年的弗吉尼亚理工学院校友研究奖、1992年的伍斯特芦苇华纳奖章和1995年的美国机械工程师协会(ASME)查尔斯理查兹纪念奖。他还获得德国学术交流基金会(DAAD)和洪堡特(德国)研究奖。最近,他还获得了美国俄克拉荷马州立大学建筑与技术工程学院1997年梅尔文•罗曼奖章、美国工程教育学会机械师1997年阿尔奇Higdon杰出教育家奖、美国复合材料学会2000年优秀复合材料领域奖,2000年因其研究获得杰出成就奖,2003年获得德克萨斯农机大学国际研究奖布什卓越奖以及美国协会计算力学计算结构力学奖等。
       Reddy教授是美国力学科学院(AAM)、美国土木工程师学会(ASCE)、美国机械工程师协会(ASME)、美国社会的复合(ASC)、国际计算力学协会(民政总署)、美国计算力学协会(USACM),美国印度社会(ASI)、美国社会复合材料研究员。Reddy博士是先进材料与结构力学期刊(Taylor and Francis出版社)的主编,同时还是国际计算工程科学期刊和国际结构稳定性及动力学期刊(二者均为世界科学杂志的分刊)的主编,且同时供职于二十多种其他期刊的编辑委员会。

       Contents
       1 Equations of Anisotropic Elasticity,Virtual Work Principles,and Variational Methods
       1.1 fiber-reinforced composite materials
       1.2 mathematical preliminaries
       1.3 equations of anisotropic entropy
       1.4 virtual work principles
       1.5 variational methods
       1.6 summary
       2 Introduction to composite materials
       2.1 basic concepts and terminology
       2.2 constitutive equations of a lamina
       2.3 transformation of stresses and strains
       2.4 plan stress constitutive relation
       Problem
       References for additional reading
       3 Classical and first-order theories of laminated
       3.1 introduction
       3.2 an overview of laminated plate theories
       3.3 the classical laminated plate theory
       3.4 the first-order laminated plate theory
       3.5 laminate stiffnesses for selected laminates
       Problem
       References for additional reading
       4 One-dimensional analysis of laminated composite plate
       4.1 introduction
       4.2 analysis of laminated beams using CLPT
       4.3 analysis of laminated beams using FSDT
       4.4 cylindrical bending using CLPT
       4.5 cylindrical bending using FSDT
       4.6 vibration suppression in beams
       4.7 closing remarks
       Problem
       References for additional reading
       5 Analysis of specially orthotropic laminated using CLPT
       5.1 introduction
       5.2 bending of simply supported rectangular plate
       5.3 bending of plates with two opposite edges simply supported
       5.4 bending of rectangular plates with various boundary conditions
       5.5 buckling of simply supported plates under compressive loads
       5.6 buckling of rectangular plates under in-plane shear load
       5.7 vibration of simply supported plates
       5.8 buckling and vibration of plates with two parallel edges
       5.9 transient analysis
       5.10 closure
       Problem
       References for additional reading
       6 analytical solutions of rectangular laminated plates
       6.1 governing equations in terms of displacements
       6.2 admissible boundary conditions for the navier solutions
       6.3 naver solutions of antisymmetric cross-ply laminates
       6.4 naver solutions of antisymmetric angle-ply laminates
       6.5 the levy solutions
       6.6 analysis of midplane symmetric laminates
       6.7 transient analysis
       6.8 summary
       Problem
       References for additional reading
       7 analytical solutions of rectangular laminated plates using FSDT
       7.1 introduction
       7.2 simply supported antisymmetric cross-ply laminated plates
       7.3 simply supported antisymmetric angle-ply laminated plates
       7.4 antisymmetric cross-ply laminates with two opposite
       7.5 antisymmetric angle-ply laminates with two opposite
       7.6 transient solutions
       7.7 vibration control of laminates plates
       7.8 summary
       Problem
       References for additional reading
       8 Theory and analysis of laminated shells
       8.1 introduction
       8.2 governing equations
       8.3 theory of doubly-curved shells
       8.4 vibration and bucking of cross-ply laminates
       Problem
       References for additional reading
       9 Linear finite element analysis of composite plates and shells
       9.1 introduction
       9.2 finite element modals of the classical plate theory (SLPT)
       9.3 finite element modals of shear deformation plate theory (FSDT)
       9.4 finite element analysis of shells
       9.5 summary
       Problem
       References for additional reading
       10 Nonlinear analysis of composite plates and shells
       10.1 introduction
       10.2 classical plate theory
       10.3 first-order shear deformation plate theory
       10.4 time approximation and the newton-raphson method
       10.5 numerical examples of plates
       10.6 functionally graded plates
       10.7 finite element modals of laminated shell theory
       10.8 comtinuum shell finite element
       10.9 postbuckling response and progressive failure of composite
       10.10 closure
       Problem
       References for additional reading
       11 Third-order theory of laminated composite plates and shells
       11.1 introduction
       11.2 a third-order plate theory
       11.3 higher-order laminated stiffness characteristics
       11.4 the navier solutions
       11.5 levy solutions of cross-ply laminates
       11.6 finite element modal of plates
       11.7 equations of motion of third-order theory of doubly-curved shells
       Problem
       References for additional reading
       12 Layerwise theory and variable kinematic models
       12.1 introduction
       12.2 development of the theory
       12.3 finite element model
       12.4 variable kinematic formulations
       12.5 application to adaptive structures
       12.6 layerwise theory of cylindrical shells
       12.7 closure
       References for additional reading
       Subject index

       本书评价:
       “当代作家、教育家、研究工作者J.N. Reddy对本书进行了彻底修改和更新,并提高了其标准设定[书籍]。每章中都附有实例,并且附有300多个图表以帮助读者理解那些概念难点,以加深理解和明确典型应用。简单地说,没有其他书比此书更与时俱进,没有其他书像此书一样主要采用有限元法的途径来探讨问题,也没有其他书能够提供如此完整、独到见解的理论、解析解以及复合材料层合板壳结构的模拟过程” ----Apollit 于2004年10月
       “这是一本权威书籍,无论复合材料结构行业人员从事的是复合材料结构的理论还是分析研究,本书应该是一本必备书目。本书为板壳结构、智能材料以及功能梯度材料提供了大量的指导材料”。
——马里兰大学航空航天工程学院复合材料研究实验室主任Anthony J. Vizzini

 

 
文章来源:http://chinacompositesexpo.com/cn/news.php?show=detail&c_id=288&news_id=4646