在实验研究植物纤维增强复合材料的过程中，发现该种复合材料的力学行为在拉伸时即呈现明显的非线性。造成这种非线性的主要原因是纤维加捻、偏轴拉伸以及基体的粘弹性行为 本书利用实验研究、机理分析、数学建模、数值模拟等手段开展植物纤维增强复合材料非线性力学行为的研究，主要工作如下： （1）系统地研究了植物纤维增强复合材料的非线性力学问题，从加捻纵向拉伸非线性、无捻偏轴拉伸非线性，到加捻偏轴拉伸非线性； （2）针对不同研究对象和载荷条件，分别建立了基于分段函数的纵向拉伸数学模型、单参数偏轴拉伸模型、多层次角度融合偏轴拉伸模型； （3）结合有限元仿真软件对植物纤维增强复合材料非线性力学行为进行了数值模拟，并举例分析。
李永平，男，中共党员，博士、讲师，同济大学航空航天与力学学院力学专业博士；曾就职于海航集团海南航空股份有限公司， 2006年4月进入上海工程技术大学任教，上海航空学会民机试飞专业委员会委员。长期从事飞机维修性、可靠性、安全性和飞机复合材料力学性能研究，持上海市优青项目1项（结题优秀）、上海科普教育发展基金会项目2项，承担C919飞机适航子项目1项，多次参与上海市自然科学基金项目和上海市重点学科建设项目"现代飞行模拟机的研制”。发表论文20余篇，其中被SCI检索1篇、被EI检索6篇；获得软件著作权2项。
第1章 绪论 1
1.1 概述 1
1.2 植物纤维及其特征 3
1.2.1 植物纤维 3
1.2.2 植物纤维的重要特征 4
1.3 传统纤维增强复合材料非线性力学行为研究 6
1.3.1 产生原因 6
1.3.2 传统纤维增强复合材料非线性本构关系研究现状 7
1.4 植物纤维增强复合材料非线性力学行为研究 16
1.4.1 重要性 16
1.4.2 研究现状 18
1.5 复合材料非线性力学行为的数值模拟 22
1.5.1 ABAQUS求解非线性问题 23
1.5.2 有限元法在复合材料研究中的应用现状 25
1.6 研究思路、研究内容与创新点 26
1.6.1 研究思路 26
1.6.2 研究内容 27
1.6.3 创新点 28
第2章 加捻植物纤维增强复合材料纵向拉伸非线性研究 30
2.1 引言 30
2.2 试验部分 31
2.2.1 原材料 31
2.2.2 试验仪器 31
2.2.3 试样制备 32
2.2.4 纵向拉伸试验 33
2.3 结果与讨论 33
2.3.1 加捻剑麻/环氧复合材料纵向拉伸非线性力学行为 33
2.3.2 基于分段函数的单向加捻植物纤维增强复合材料纵向
拉伸模型 35
2.4 本章小结 47
第3章 无捻植物纤维增强复合材料偏轴拉伸非线性研究 49
3.1 引言 49
3.2 试验部分 50
3.2.1 原材料 50
3.2.2 试验仪器 50
3.2.3 复合材料制备 50
3.2.4 偏轴拉伸试验 50
3.3 结果与讨论 52
3.3.1 无捻剑麻纤维增强环氧树脂复合材料偏轴拉伸非线性
力学行为 52
3.3.2 基于单参数的单向植物纤维增强复合材料偏轴拉伸
非线性分析 53
3.4 本章小结 60
第4章 加捻植物纤维增强复合材料偏轴拉伸非线性研究 62
4.1 引言 62
4.2 基于多层次角度的偏轴拉伸唯象模型 63
4.2.1 植物纤维增强复合材料偏轴拉伸时的多层次角度 63
4.2.2 多层次角度融合的偏轴拉伸应力—应变关系模型 66
4.3 试验部分 70
4.4 结果与讨论 75
4.5 本章小结 76
第5章 植物纤维增强复合材料非线性力学行为的数值模拟 78
5.1 引言 78
5.2 ABAQUS有限元分析在复合材料中的应用 79
5.2.1 复合材料模拟技术 79
5.2.2 复合材料的单元技术 79
5.2.3 复合材料的一般模拟过程 80
5.3 植物纤维增强复合材料偏轴拉伸有限元模拟 82
5.3.1 应力—应变关系的增量形式 82
5.3.2 UMAT子程序编程思路 84
5.3.3 有限元建模 87
5.3.4 结果与讨论 90
5.4 本章小结 92
第6章 结论与展望 94
6.1 结论 94
6.2 创新点 96
6.3 展望 96
参考文献 98
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