复合材料结构设计基础
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课程详情
课程评价
spContent=《复合材料结构设计基础》课程是一次对数学知识、弹性力学、材料力学以及物理化学知识综合运用的一个综合体，此门课程蕴含了较多的工程推导和计算运用。通过，此类线上课程可以让学生能够反复复习其中的知识点，结合课本、文献能更深刻地理解理论计算过程，以及深度挖掘复合材料区别于单一材料的力学基础。希望线上课程的开设可以提高学生举一反三的能力，具备基本的设计思维和理念。
—— 课程团队
课程概述

复合材料的特点是结构设计、工艺成型及后后期加工一体化，因此复合材料结构设计成为复合材料制品的第一道把关口。这也就意味着《复合材料结构设计基础》课程是复合材料专业的灵魂课程，重点课程，引领着复合材料成型及应用。

通过此门课程的学习， 能够提高学生对复合材料行业的认识水平，理解数学假设在复合材料设计中的重要性，让学生掌握基本的单层板、层合板性能的预测和力学性能特点；能够理论联系实际，能够利用计算机模拟软件，设计出具有一定需求的复合材料结构构件及工艺流程；从案例教学中挖掘知识点，讨论复合材料复杂工程主要要素之间的关系，设计研究路线、设计方案。

授课目标

通过本课程的学习，要求学生掌握复合材料力学性能基本特征：各向异性；掌握单层板刚度和强度对单层复合材料的形变和失效的原因，包括模量分量、柔量分量举证，偏轴、正轴的转换矩阵；掌握复合材料层合板的面内刚度、柔度矩阵；熟悉复合材料的连接方式；掌握复合材料结构设计方法，包括材料设计和结构设计；熟悉复合材料构件的结结构的基本原理与设计计算方法，熟悉典型结构构件的设计方案及设计过程中各类因素影响关系。综合利用新知识、新方法，利在课内实验上进行新型复合材料结构构件及工艺的设计与开发。


课程大纲
预备知识


由于本门课程涉及大量的公式推导和基本的应用，需要的基本预备知识主要涵盖：

  1. 高等数学，能够为矩阵、逆矩阵的计算，极值运算，储备基础知识；

  2. 力学基本知识-包括工程力学、材料力学、结构力学，主要是进行力学基本概念、定义以及基本假设运用在复合材料力学中；

  3.复合材料概论-包括复合材料原理、表面界面，主要是通过对复合材料的充分了解，实现对复合材料结构设计中关键问题的评估。

证书要求

为积极响应国家低碳环保政策， 2021年秋季学期开始，中国大学MOOC平台将取消纸质版的认证证书，仅提供电子版的认证证书服务，证书申请方式和流程不变。

 

电子版认证证书支持查询验证，可通过扫描证书上的二维码进行有效性查询，或者访问 https://www.icourse163.org/verify，通过证书编号进行查询。学生可在“个人中心-证书-查看证书”页面自行下载、打印电子版认证证书。

 

完成课程教学内容学习和考核，成绩达到课程考核标准的学生（每门课程的考核标准不同，详见课程内的评分标准），具备申请认证证书资格，可在证书申请开放期间（以申请页面显示的时间为准），完成在线付费申请。

 

认证证书申请注意事项：

1. 根据国家相关法律法规要求，认证证书申请时要求进行实名认证，请保证所提交的实名认证信息真实完整有效。

2. 完成实名认证并支付后，系统将自动生成并发送电子版认证证书。电子版认证证书生成后不支持退费。


参考资料

[1] 王耀先等，《复合材料力学与结构设计》，华东理工大学出版社，2012年。

[2]李顺林等，《复合材料结构设计基础》，武汉理工大学出版社，1993年。

[3] 李顺林等，《复合材料力学引论》，上海交通大学出版社出版，1986年。

[4] 王兴业等，《复合材料力学性能》， 国防科技大学出版社出版，1988年。

[5] 刘锡礼等，《复合材料力学基础》，中国建筑工业出版社，1984年。

[6] 刘雄亚等，《复合材料制品设计及应用》，化学工业出版社，2007年。


常见问题

  1. Q :  这门课程中涉及很多的数学知识、力学知识，如何进行系统学习？

    A :  有兴趣的同学可以通过线上的其他的课程进行融会贯通，各类知识整合后进行学习；比如有些同学对于矩阵、对于边界等认识不清，可能会造成一定的困扰，需要同学们自行学习或者在讨论板块与老师进行沟通。

  2. Q :  此们课程中涉及较多的公式推导和数学运算，需要掌握到哪些程度？

    A :  由基体和增强相来预测单层板的刚度模型以及推导过程需要各位同学掌握；单层板的柔量、模量矩阵需要各位同学自行学会推导，这是本课程的最基础内容；单层板中的偏轴-正轴转换矩阵需要各位同学掌握，并可自行推导；层合板中的各类换算、三角函数换算等，可自行根据情况进行学习。

  3. Q :  复合材料结构设计基础中所涉及的假设理论较多，容易混淆，如何去学习？

    A :  最基本的理论为弹性力学的三大基本理论，以及经典层合板理论；需要同学们在记忆假设理论过程中，还是要把理论揉入到各类公式表达中，才能更好的理解。另外，有很多的力学知识，如有想在结构设计中深入学习得同学，需要工程力学、结构力学、弹性力学等知识进行汇总来看。

  4. Q :  课程学习的意义？

    A :  此课程是复合材料区别于其他单一材料的特色课程，能深刻说明复合材料在设计过程中的材料、结构与工艺设计的一体化。可以以课程群的内涵去学习，理解更加透彻，可与《复合材料原理》、《复合材料结构设计课程设计》、《复合材料综合实验》、《复合材料工艺与设备》、《复合材料工艺设计》，多方面理解设计对复合材料应用的基本前提。