汇总的复合材料结构设计教案.doc

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1、济南大学教案200 82009学年第一学期学 院 材料科学与工程学院教 研 室 复合材料教研室课程名称 复合材料结构设计基础课程编号 010909 课程类型 专业课 授课班级 复材051052班 任课教师 葛曷一 曹笃霞 济南大学教务处制课程说明课程编号：010909课程名称：复合材料结构设计授课对象：复合材料与工程专业本科生课程性质：专业课学时安排：共计42学时，每节课安排2个学时，考虑到每年的10月1日放假7天，可能要占用计划学时数，所以在上课期间可能部分内容要做适当调整。教学内容安排：第一章到第四章是本课程的基本理论知识与重点部分；第五章和第六章为本课程基础知识的扩展；第七章是本课程对基

2、础知识的进一步提高。教学目的：本课程是全国高校复合材料专业教材编审委员会审查通过的复合材料专业6门专业课程之一，是遵照编审委员会核准的教学大纲编写的。课程主要讲授复合材料中有关结构设计的基本知识，涉及到复合材料单层的刚度与强度、层合板的刚度与强度、结构分析、连接及典型产品设计。学习本课程后，使学生能够掌握复合材料力学的概念、力学性能和结构设计方面的特点，开拓复合材料结构的分析与设计。教材：李顺林、王兴业主编“复合材料结构设计基础”，武汉理工大学出版社，2000年7月第二版。主要参考书：（1）刘雄亚、晏石林主编，复合材料制品设计及应用， 化学工业出版社；（2）顾宜主编，材料科学与工程基础，化学工

3、业出版社；（3）李顺林主编，复合材料力学引论，上海交通大学出版社出版；（4）王兴业主编，复合材料力学性能，国防科技大学出版社出版；（5）刘锡礼主编，复合材料力学基础，中国建筑工业出版社；（6）李顺林主编，复合材料工作手册，航空工业出版社出版。济南大学教案第 1 周 授课日期 2008.9.2 学时数 42 课程名称：复合材料工艺与设备本课内容：课程介绍1 绪论 学时安排：2学时，教学时数合计：2教学目的及要求：掌握：1）复合材料的主要性能特点；2）复合材料结构设计的特点；3) 复合材料力学性能的特点。理解：1）复合材料的定义；2）复合材料结构设计相关的几个假设。了解：1）复合材料的发展简史与现

4、状；2）复合材料的分类与命名。教学内容要点基本内容：1、1）课程特点、教材及参考书2）本课程主要内容2、复合材料定义、分类与命名1) 复合材料的定义；2) 复合材料的分类；3) 复合材料的命名。3、复合材料的发展简史与现状4、复合材料及其结构设计的特点1) 复合材料的主要性能特点；2) 复合材料结构设计的特点；3) 复合材料力学性能的特点。重点：复合材料的定义、复合材料的主要性能特点与复合材料结构设计的特点难点及关键： 复合材料结构设计的特点授课类型理论课教学方式以电子课件为主的多媒体教学。教学内容及讲授方法有关说明首先向学生简单介绍这门课主要讲授内容、特点以及与实际工业化生产之间连接的紧密程

5、度，强调这门课是复合材料专业的一门主要专业课程，从而引起学生的注意力和学习兴趣。然后介绍这次课所讲授内容，让学生对次课所要学习的内容有一个大略的了。（一）复合材料定义、分类与命名介绍复合材料的定义。向学生指出根据不同的分类标准，复合材料可分为不同的类型，介绍每类复合材料的结构特点。介绍复合材料的命名情况，指出可以以基体、增强体、基体与增强体并用来命名。（二）复合材料的发展简史与现状强调复合材料在国民经济建设和国防建设的各个领域中发挥重要作用。简述复合材料国内外发展简史与现状，阐明复合材料发展的迅速及其对现代生活及工业的重要意义，激发学生的学习兴趣。（三）复合材料及其结构设计的特点介绍复合材料的

6、基本性能特点、结构设计的特点和力学性能的特点，复合材料突出特点是比强度高、比模量高，分析具有这一特点的原因。详细讲授复合材料结构设计的特点，强调这是需要重点掌握的知识点。强调一般在研究复合材料的刚度和强度时，需要做一些基本假设，详细介绍这些假设的内容。时间分配本次课程全部用时 90 分钟，分配如下： 课程简介：用时10分钟。 复合材料定义、分类与命名：用时25分钟。其中复合材料定义5分钟；分类10分钟；命名9分钟；机动1分钟。 复合材料的发展简史与现状：用时10分钟。 复合材料及其结构设计的特点：用时45分钟。其中复合材料的主要性能特点9分钟；复合材料结构设计的特点15分钟；复合材料力学性能的

7、特点15分钟；几个基本假设5分钟；机动1分钟。思考与作业复合材料结构设计和力学性能各有何特点？教学后记(讲课后的体会) 结合实际应用讲解复合材料结构设计的特点，学生兴趣较浓。 时 间：2007.9.4注：要求一次课一个教案济南大学教案第 1 周 授课日期 2007/09/5 学时数 42 课程名称：复合材料结构设计本课内容：单层的正轴刚度学时安排：2学时 教学时数合计：4教学目的及要求：掌握：掌握平面应力状态下单轴的正轴应力-应变关系理解：宏观力学方法、细观力学方法了解：各种复合材料的单层正轴刚度参数教学内容要点基本内容：（一）宏观力学方法与细观力学方法的研究方法 宏观力学方法； 细观力学方法

8、二）单层的正轴刚度单层的正轴应变应力关系；单层的正轴应力应变关系；各种复合材料的单层正轴刚度参数。难点及关键：应变的叠加；应变应力关系的推导。授课类型理论课教学方式以电子课件为主的多媒体教学。教学内容及讲授方法有关说明（一）宏观力学方法与细观力学方法的研究方法以研究对象以及是否考虑材料的相互作用来讲解。（二）单层的正轴刚度单层的正轴应变应力关系结合材料力学的应变叠加原理，推导应变应力关系式。单层的正轴应力应变关系通过求逆矩阵，求得应力应变关系式。各种复合材料的单层正轴刚度参数结合测试数据，举例说明单层的工程弹性常数的限制条件，并以此来判断正交各相异性的材料模型是否正确。时间分配本次课程全部

9、用时 90分钟，分配如下： 宏观力学方法与细观力学方法的研究方法：用时 5分钟。单层的正轴应变应力关系：用时40分钟。单层的正轴应力应变关系：用时15分钟。各种复合材料的单层正轴刚度参数：用时15分钟。例题讲解：用时15分钟。思考柔量分量与模量分量的关系？教学后记(讲课后的体会) 学生上课积极性较高，对课程所讲授内容理解较好。 时 间：2007/09/11济南大学教案第 2 周 授课日期 09/13 学时数 42 课程名称：复合材料结构设计本课内容：单层的偏轴强度学时安排：2学时，教学时数合计：6教学目的及要求：掌握：单层的偏轴应力应变关系；单层偏轴模量分量、柔量分量及工程弹性常数的计算。理解

10、倍角函数形式的模量、柔量转换公式了解：偏轴工程弹性常数的转换关系教学内容要点基本内容：（一）偏轴应力转换与应变转换关系（二）单层的偏轴应力应变关系（三）单层的偏轴模量、偏轴柔量（四）单层的偏轴工程弹性常数重点：单层的偏轴应力应变关系的推导与偏轴工程弹性常数的推导难点及关键：对正轴应力应变关系的理解与应用；偏轴工程弹性常数的定义。授课类型理论课教学方式以电子课件为主的多媒体教学。教学内容及讲授方法有关说明（一）偏轴应力转换与应变转换关系结合材料力学知识和方法，推得偏轴应力转换与应变转换关系。（二）单层的偏轴应力应变关系结合正轴应力应变关系，推得偏轴应力应变关系。利用数学方法推导偏轴应变应力关系

11、三）单层的偏轴模量、偏轴柔量 利用倍角函数形式的模量、柔量转换公式简化。 偏轴模量分量的常数项、周期幅值（四）单层的偏轴工程弹性常数由定义，分三种情况进行推导。时间分配本次课程全部用时 90分钟，分配如下： 偏轴应力转换与应变转换关系：用时 20分钟。单层的偏轴应力应变关系：用时20分钟。单层的偏轴模量、偏轴柔量：用时20分钟。单层的偏轴工程弹性常数：30分钟。思考偏轴应力应变公式与正轴应力应变公式的联系？教学后记(讲课后的体会) 结合材料力学基本知识，学生理解比较透彻，但对公式的应用还不熟练。 时 间：2007.9.13济南大学教案第 3 周 授课日期 2007/9/18 学时数 42

12、课程名称：复合材料结构设计一、 本课内容：单层的强度学时安排：2学时，教学时数合计：8教学目的及要求：掌握：掌握单层的弹性指标和单层的失效准则以及强度比方程。理解：各准则的适用范围。了解：实验方法测定复合材料的基本强度。教学内容要点基本内容：（一）单层的基本强度 拉伸强度； 压缩强度； 面内剪切强度。（二）单层的失效准则 最大应力失效准则； 最大应变失效准则； 蔡希尔失效准则；霍夫曼失效准则；蔡胡失效准则。（三）单层的强度比方程 定义；强度比方程。重点： 最大应力失效准则； 最大应变失效准则；蔡胡失效准则；强度比方程。难点及关键：单层的失效各准则的表达式授课类型理论课教学方式以电子课件为主的多

13、媒体教学。教学内容及讲授方法有关说明（一）单层的基本强度从材料力学中的各向同性材料出发，讲解复合材料单层的5个基本强度和4个工程弹性常数。 （二）单层的失效准则 最大应力失效准则讲述定义及数学表达式。最大应变失效准则讲述定义及数学表达式。蔡希尔失效准则讲述数学表达式与应用范围。霍夫曼失效准则讲述数学表达式与应用范围。蔡胡失效准则讲述数学表达式与应用范围。（三）单层的强度比方程 定义讲述定义、数学表达式及R取值含义。 强度比方程具体讲解蔡胡失效准则的强度比方程。时间分配本次课程全部用时 90分钟，分配如下： 单层的基本强度：用时 15分钟。最大应力失效准则：用时10分钟。最大应变失效准则：10分

14、钟。蔡希尔失效准则：10分钟。霍夫曼失效准则：10分钟。蔡胡失效准则：10分钟。单层的强度比方程：15分钟。例题讲解：10分钟。思考单层的失效各准则的意义教学后记(讲课后的体会) 课程信息量大，学生理解比较透彻，但对公式的应用不够熟练。 时 间：2007.9.18注：要求一次课一个教案济南大学教案第 4 周 授课日期 2007/09/25 学时数 42 课程名称：复合材料结构设计本课内容：单层的三维应力-应变关系学时安排：2学时，教学时数合计：10教学目的及要求：掌握：单层的一般三维应力应变关系；单层的正轴三维应力应变关系；单层的三维工程弹性常数。理解：单层的偏轴三维应力应变关系了解：横向各向

15、同性单层的正轴三维应力应变关系教学内容要点基本内容：（一）单层的一般三维应力应变关系单层的一般三维应变应力关系式；单层的一般三维应力应变关系式。（二）单层的正轴三维应力应变关系单层的正轴三维应变应力关系式；单层的正轴三维应力应变关系式。（三）横向各向同性单层的正轴三维应力应变关系横向各向同性单层的正轴三维应变应力关系式；横向各向同性单层的正轴三维应力应变关系式。（四）单层的偏轴三维应力应变关系单层的偏轴三维应变应力关系式；单层的偏轴三维应力应变关系式。（五）与平面应力状态的关系（六）单层的三维工程弹性常数重点：单层的一般三维应力应变关系；单层的正轴三维应力应变关系；单层的三维工程弹性常数。难点

16、及关键：三维状态下的叠加原理、单层的三维工程弹性常数的定义。授课类型理论课教学方式以电子课件为主的多媒体教学。教学内容及讲授方法有关说明（一）单层的一般三维应力应变关系以仿照平面应力状态下利用叠加原理得到应变应力关系，推广到三维应力状态的情况，得到单层的一般三维应力应变关系。（二）单层的正轴三维应力应变关系以xyz坐标系正好位于具有正交各向异性的单层的主方向上加以分析讲解。（三）横向各向同性单层的正轴三维应力应变关系根据单层中的无纬单层通常具有横向各向同性的性能加以分析讲解。（四）单层的偏轴三维应力应变关系对于与单层面内主方向1、2成铺层角的x、y轴情况，此时Z轴与主方向3仍相同，加以分析讲解

17、五）与平面应力状态的关系单层按平面应力状态进行分析时，在偏轴下（z轴与主方向3仍相同），只考虑x、y、xy等面内应力分量。推导单层的偏轴模量分量与三维的模量分量是不同的。（六）单层的三维工程弹性常数单层的三维工程弹性常数是单层在三维情况下，由单轴应力或纯剪应力确定的刚度性能参数。时间分配本次课程全部用时 90分钟，分配如下： 单层的一般三维应力应变关系：用时15分钟。单层的正轴三维应力应变关系：用时10分钟。横向各向同性单层的正轴三维应力应变关系：用时15分钟。单层的偏轴三维应力应变关系：用时15分钟。与平面应力状态的关系: 用时15分钟。单层的三维工程弹性常数: 用时20分钟。思考复合材

18、料三维状态下的耦合变形教学后记(讲课后的体会) 本次课以单层的三维应力-应变关系为主，难度较大，部分学生理解有一定困难。 时 间：2007.9.25注：要求一次课一个教案济南大学教案第 4 周 授课日期 2007/09/27 学时数 42 课程名称：复合材料结构设计本课内容：第二章总结、习题讲解学时安排：2学时，教学时数合计：12教学目的及要求：掌握：单层刚度与强度在平面应力状态下的计算、应用等理解：单层刚度与强度在三维状态下的计算、应用等教学内容要点基本内容：（一）单层刚度与强度在平面应力状态下的计算、应用单层的正轴刚度；单层的偏轴刚度；单层的强度（二）单层刚度与强度在三维状态下的计算、应用

19、重点：单层的失效准则难点及关键：偏轴的应力应变关系；强度比方程。授课类型理论课教学方式以电子课件为主的多媒体教学。教学内容及讲授方法有关说明（一）单层刚度与强度在平面应力状态下的计算、应用首先总结公式，然后分别讲解习题22、26、28、213、214、216、219具体说明。（二）单层刚度与强度在三维状态下的计算、应用总结公式，然后分别讲解习题220、221、222具体说明。时间分配本次课程全部用时 90分钟，分配如下： 单层刚度与强度在平面应力状态下的计算公式总结；用时 20分钟。讲解习题：用时40分钟。单层刚度与强度在三维状态下的计算：用时10分钟。讲解习题：用时20分钟。思考单层刚度与强

20、度在平面应力状态下的公式之间有何联系？ 教学后记(讲课后的体会) 本次课重点在于公式的应用，通过习题的讲解，学生加深了对本章的理解。 时 间：2007.9.27注：要求一次课一个教案济南大学教案第 6 周 授课日期 2007/10/9 学时数 42 课程名称：复合材料结构设计本课内容：层合板的刚度与强度：对称层合板的面内刚度学时安排：2学时，教学时数合计：14教学目的及要求：掌握：层合板的表示法；对称层合板面内内力与面内应变的关系；几种典型对称层合板的面内刚度系数的计算。理解：面内内力与面内应变关系的推导过程；一般对称层合板面内刚度系数的计算。 了解：对称层合板面内刚度的转换教学内容要点基本内

21、容：（一）层合板的表示法（二）对称层合板面内内力与面内应变的关系（三）对称层合板的面内工程弹性常数（四）面内刚度系数的计算（五）几种典型对称层合板的面内刚度 正交铺设对称层合板； 斜交铺设对称层合板；准各向同性层合板；一般 /4层合板（六）对称层合板面内刚度的转换重点：对称层合板面内内力与面内应变的关系；几种典型对称层合板的面内刚度。难点及关键：对称层合板面内内力与面内应变关系的应用；典型对称层合板的面内刚度系数的计算。授课类型理论课教学方式以电子课件为主的多媒体教学。教学内容及讲授方法有关说明（一）层合板的表示法首先给出对称层合板的定义，然后以提问的方式引起思考，让学生考虑层合板的表示法。（

22、二）对称层合板面内内力与面内应变的关系这部分主要采用力学分析与偏轴应力应变关系进行推导。（三）对称层合板的面内工程弹性常数类似于定义单层的工程弹性常数，利用单轴层合板应力或纯剪层合板应力来定义对称层合板的面内工程弹性常数。（四）面内刚度系数的计算 利用偏轴模量的计算公式及面内刚度系数的定义进行推导。（五）几种典型对称层合板的面内刚度 由正则化面内刚度系数的计算式推导正交铺设对称层合板、斜交铺设对称层合板、准各向同性层合板、一般 /4层合板的面内刚度。（六）对称层合板面内刚度的转换时间分配本次课程全部用时 90分钟，分配如下： 层合板的表示法：用时10分钟。对称层合板面内内力与面内应变的关系：用

23、时20分钟。对称层合板的面内工程弹性常数：用时10分钟。面内刚度系数的计算：用时10分钟。几种典型对称层合板的面内刚度：用时30分钟。对称层合板面内刚度的转换：用时10分钟。思考面内力与应力的关系？面内刚度系数与模量分量的关系？教学后记(讲课后的体会) 通过对称层合板面内内力与面内应变关系的详细推导，使学生理解得比较透彻。 时 间：2007.10.9注：要求一次课一个教案济南大学教案第 6 周 授课日期 2007/10/11 学时数 42 课程名称：复合材料结构设计本课内容：对称层合板的弯曲强度学时安排：2学时，教学时数合计：16教学目的及要求：掌握：对称层合板弯曲矩与曲率的关系；弯曲刚度系数

24、的计算。 理解：对称层合板弯曲工程弹性常数计算了解：对称层合板弯曲刚度的转换教学内容要点基本内容：对称层合板的弯曲强度对称层合板的弯曲力矩曲率关系式；对称层合板的弯曲工程弹性常数；弯曲刚度系数的计算几种典型对称层合板的弯曲刚度；对称层合板弯曲刚度的转换。重点：对称层合板的弯曲力矩曲率关系式； 弯曲刚度系数的计算。难点及关键：弯曲力矩与曲率的关系授课类型理论课教学方式以电子课件为主的多媒体教学。教学内容及讲授方法有关说明（一）对称层合板的弯曲力矩与曲率的关系首先从假设来近似处理层合板的弯曲问题，然后逐渐讲解。（二）对称层合板的弯曲工程弹性常数类似于定义单层的工程弹性常数，利用某一方向弯曲或扭转时

25、层合板刚度性能的参数表达弯曲工程弹性常数。（三）弯曲刚度系数的计算利用偏轴模量分量的计算公式代入层合板的弯曲刚度系数定义式进行推导。（四）几种典型对称层合板的弯曲刚度由正则化弯曲刚度系数的计算式推导几种典型对称层合板的弯曲刚度。（五）对称层合板弯曲刚度的转换时间分配本次课程全部用时 90分钟，分配如下： 对称层合板的弯曲力矩曲率关系式：用时30分钟。对称层合板的弯曲工程弹性常数：用时10分钟。弯曲刚度系数的计算：用时10分钟。几种典型对称层合板的弯曲刚度：用时30分钟。对称层合板弯曲刚度的转换：用时10分钟。思考为何对称层合板的应变是线性分布的，而应力一般不是线性分布的？如果对称层合板为单向层

26、合板，则弯曲时应力沿厚度是否是线性分布？Mx*、My*、Mxy*是否变成底面的真实应力？教学后记(讲课后的体会) 对于直法线假设、曲率和扭率在下一次课需要进一步讲解。 时 间：2007.10.11注：要求一次课一个教案济南大学教案第 7 周 授课日期 2007/10/16 学时数 42 课程名称：复合材料结构设计本课内容：一般层合板的刚度；最先一层失效强度。学时安排：2学时，教学时数合计：18教学目的及要求：掌握：一般层合板的面内力与面内应变的关系；平行移轴定理；如何依据单层的强度来预测层合板的最先一层失效强度。理解：一般层合板工程弹性常数的计算。了解：一般层合板刚度系数的计算。教学内容要点基

27、本内容：（一）一般层合板的刚度内力应变关系；一般层合板的工程弹性常数；一般层合板刚度系数的计算；两种非对称层合板的刚度；平行移轴定理。（二）最先一层失效强度 定义； 计算。重点：依据单层的强度来预测层合板的最先一层失效强度。难点及关键：层合板的单层分析。授课类型理论课教学方式以电子课件为主的多媒体教学。教学内容及讲授方法有关说明（一）一般层合板的刚度引导学生：对于非对称层合板，一般情况下，面内力还将引起弯曲变形，或弯曲力矩还将引起面内变形，即存在拉弯耦合或弯拉耦合。所以，一般层合板的刚度系数除了面内刚度系数和弯曲刚度系数外，还存在耦合刚度系数。 内力应变关系；根据直法线假设，推导一般层合板的内

28、力应变关系 一般层合板的工程弹性常数；象以往定义工程弹性常数一样，分别设某一内力不为零，而其余五个内力均为零，定义各个工程弹性常数。 一般层合板刚度系数的计算；一般层合板面内刚度系数与弯曲刚度系数的定义表达式与对称层合板相同，然后推导计算。 两种非对称层合板的刚度；讲解规则非对称正交铺设层合板和规则反对称层合板的刚度。平行移轴定理。讨论关于层合板相对于平行层合板中面的面的刚度系数与中面刚度系数之间的关系，推导层合板刚度系数的平行移轴定理。（二）最先一层失效强度以不同方向的铺层迭合而成的多向层合板，其刚度是通过铺层的刚度来预测的，其强度也将是通过铺层的强度来预测的。 定义；在外力作用下，多向层合

29、板最先一层失效时的层合板正则化内力称为最先一层失效强度。 计算。举例讲解如何依据铺层的强度来预测层合板的最先一层失效强度。时间分配本次课程全部用时 90分钟，分配如下： 一般层合板的内力应变关系：用时15分钟。一般层合板的工程弹性常数：用时10分钟。一般层合板刚度系数的计算：用时10分钟。两种非对称层合板的刚度：用时20分钟。平行移轴定理：用时15分钟。最先一层失效强度：用时20分钟。思考一般层合板的内力应变关系与对称层合板的内力应变关系的区别？多向层合板的失效形式和强度指标是什么？教学后记(讲课后的体会) 由于涉及到耦合变形，难度较大，部分学生理解得不是很好。 时 间：2007.10.16注

30、要求一次课一个教案济南大学教案第 8 周 授课日期 2007/10/23 学时数 42 课程名称：复合材料结构设计本课内容：极限强度；第三章总结、习题讲解学时安排：2学时，教学时数合计：20教学目的及要求：掌握：层合板极限强度的计算； 层合板刚度与强度的计算、应用等。理解： 层合板在外力作用下逐层失效的过程。了解： 层合板逐层失效的机理。教学内容要点基本内容：（一）层合板极限强度（二）对称层合板面内刚度的计算与应用；（三）对称层合板弯曲刚度的计算与应用；（四）平行移轴定理的计算与应用；重点：层合板极限强度的计算。难点及关键：层合板的单层应力分析与强度比方程计算。授课类型理论课教学方式以电子课

31、件为主的多媒体教学。教学内容及讲授方法有关说明（一） 层合板极限强度举例说明多向层合板用最先一层失效强度作为强度指标似乎太保守了，多向层合板一般在最先一层失效后仍能继续承受较高的载荷。介绍一种比较简便的极限强度计算方法、计算步骤。（二） 对称层合板面内刚度的计算与应用；以习题37、38为例进行讲解。（三） 对称层合板弯曲刚度的计算与应用；以习题310为例进行讲解。（四） 平行移轴定理的计算与应用；以习题315为例进行讲解。时间分配本次课程全部用时 90分钟，分配如下： 层合板极限强度：用时35分钟。习题37、38：用时30分钟。习题310：用时10分钟。习题315：用时15分钟。思考对同一块层

32、合板，多向层合板的最先一层失效强度和极限强度，如层合板正则化内力各量之间的比例不同，其对应的层合板最先一层失效强度和极限强度是否相同，为什么？教学后记(讲课后的体会) 本节是对前两章的综合应用，通过详尽的讲解，绝大部分学生能够应用、分析。 时 间：2007.10.23注：要求一次课一个教案济南大学教案第 8 周 授课日期 2007/10/25 学时数 42 课程名称：复合材料结构设计本课内容：复合材料结构分析的基本问题学时安排：2学时，教学时数合计：22教学目的及要求：掌握：各向异性体弹性力学基本方程；复合材料受拉直杆分析；纯剪和纯弯载荷作用下的复合材料构件分析。理解：弹性力学问题的一般解法了

33、解：根据求解方法和边界条件不同，可归纳的三类基本问题。教学内容要点基本内容：（一）各向异性体弹性力学基本方程；弹性体受力变形的位移与应变关系；平衡方程；应力应变关系。（二）弹性力学问题的一般解法；第一类基本问题；第二类基本问题；第三类基本问题。（三）复合材料受拉直杆分析（四）纯剪和纯弯载荷作用下的复合材料构件分析重点：各向异性体弹性力学基本方程。难点及关键：一维受力构件分析。授课类型理论课教学方式以电子课件为主的多媒体教学。教学内容及讲授方法有关说明（一） 各向异性体弹性力学基本方程讲解复合材料力学（强度与刚度）与复合材料结构力学（边界条件、应力与应变的分布规律）的联系与区别。弹性体受力变形的

34、位移与应变关系；根据定义推导。平衡方程；根据受力分析推导。应力应变关系。复习并推导三维应力应变关系。（二）弹性力学问题的一般解法分析弹性体在受力后的状态，要求解的是：6个应力分量、6个应变分量、三个位移分量（u, v, w）；共 15 个未知数，为此需要15个方程联立求解。对于具体问题，采用何种方法，与问题所给的边界条件相联系。（三）复合材料受拉直杆分析分析受拉直杆，推导求解位移分量公式。（四）纯剪和纯弯载荷作用下的复合材料构件分析分析纯剪和纯弯载荷作用下的复合材料构件，推导求解位移分量公式。时间分配本次课程全部用时 90分钟，分配如下： 各向异性体弹性力学基本方程：用时25分钟。弹性力学问题

35、的一般解法：用时15分钟。复合材料受拉直杆分析：用时25分钟。纯剪和纯弯载荷作用下的复合材料构件分析：用时25分钟。思考什么是平面应力状态？其特点是什么？受纯弯的复合材料简支梁的最大挠度是多少？教学后记(讲课后的体会) 由于涉及弹性力学和高等数学，难度较大，部分学生在理解上存在一定困难。 时 间：2007.10.25注：要求一次课一个教案济南大学教案第 9 周 授课日期 2007/10/30 学时数 42 课程名称：复合材料结构设计本课内容：复合材料梁学时安排：2学时，教学时数合计：24教学目的及要求：掌握：复合材料板梁分析；复合材料薄壁梁分析。理解：层合梁的抗弯刚度和应力了解：层合梁的剪应力

36、教学内容要点基本内容：（一）层合梁分析层合梁的抗弯刚度和应力；层合梁的剪应力；复合材料板梁分析。（二）复合材料薄壁梁弯曲时薄壁梁截面的变形；薄壁梁中的剪应力；剪切变形对正应力分布的影响。重点：复合材料板梁分析和复合材料薄壁梁分析。难点及关键：弹性力学对平面应力问题的解法。授课类型理论课教学方式以电子课件为主的多媒体教学。教学内容及讲授方法有关说明（一）层合梁分析 层合梁的抗弯刚度和应力；根据受力、位移和几何关系分析推导。 层合梁的剪应力；根据受力、位移和几何关系分析推导。 复合材料板梁分析。根据受力、位移和几何关系分析推导。（二）复合材料薄壁梁 弯曲时薄壁梁截面的变形；根据受力、位移和几何关系

37、分析推导。 薄壁梁中的剪应力；根据受力、位移和几何关系分析推导。剪切变形对正应力分布的影响。根据受力、位移和几何关系分析推导。时间分配本次课程全部用时 90分钟，分配如下： 层合梁的抗弯刚度和应力：用时15分钟。层合梁的剪应力：用时10分钟。复合材料板梁分析：用时20分钟。弯曲时薄壁梁截面的变形：用时15分钟。薄壁梁中的剪应力：用时10分钟。剪切变形对正应力分布的影响：用时20分钟。思考导出层合梁层间剪应力的公式。在设计层合梁时首先应注意什么问题？教学后记(讲课后的体会) 需要进一步对学生补充材料力学和弹性力学的基本知识。 时 间：2007.10.30注：要求一次课一个教案济南大学教案第 10

38、 周 授课日期 2007/11/6 学时数 42 课程名称：复合材料结构设计本课内容：夹层结构分析学时安排：2学时，教学时数合计：26教学目的及要求：掌握：夹层板分析基础；蜂窝夹层结构的密度计算、弹性模量计算和应力计算。理解：夹层结构的分析和工程计算方法了解：夹层结构的实际应用教学内容要点基本内容：（一）夹层板分析基础（二）蜂窝夹层结构的工程计算蜂窝夹层结构的密度计算；蜂窝夹层结构的弹性模量计算；蜂窝夹层结构的应力计算。重点：夹层结构的特点与受力分析。难点及关键：夹层结构的受力假设。授课类型理论课教学方式以电子课件为主的多媒体教学。教学内容及讲授方法有关说明（一） 夹层板分析基础根据假设条件、

39、受力、位移和几何关系分析推导。（二）蜂窝夹层结构的工程计算 蜂窝夹层结构的密度计算；根据组成材料的密度进行推导。 蜂窝夹层结构的弹性模量计算；主要讲解推导面内拉伸弹性模量、剪切模量、平拉（平压）模量。蜂窝夹层结构的应力计算。根据假设计算推导夹层结构的正应力、剪应力以及芯材的承剪能力分析。时间分配本次课程全部用时 90分钟，分配如下： 夹层板分析基础：用时25分钟。蜂窝夹层结构的密度计算：用时10分钟。蜂窝夹层结构的弹性模量计算：用时30分钟。蜂窝夹层结构的应力计算：用时25分钟。思考导出夹层结构的内力和内力矩公式，并写出夹层结构的内力应变关系式。教学后记(讲课后的体会) 时 间：注：要求一次课

40、一个教案济南大学教案第 10 周 授课日期 2007/11/8 学时数 42 课程名称：复合材料结构设计本课内容：复合材料板的弯曲分析学时安排：2学时，教学时数合计：28教学目的及要求：掌握：平板问题基本假设；薄板弯曲的应力应变关系、板弯曲基本方程。理解：四边简支正交各向异性板弯曲的解了解：一般层合板的弯曲分析教学内容要点基本内容：（一）板弯曲控制方程（二）复合材料板弯曲的应力和应变（三）四边简支正交各向异性板弯曲的解（四）一般层合板的弯曲分析重点：平板问题基本假设、薄板弯曲的应力应变关系、板弯曲基本方程难点及关键：板弯曲基本方程的推导授课类型理论课教学方式以电子课件为主的多媒体教学。教学内容及讲授方法有关说明（一） 板弯曲控制方程板的基本概念平板问题基本假设薄