纤维集合体力学

本书特色

[

    纤维集合体是由柔性纤维以一定的纺织成型制造方法而形成的结构稳定的纺织品总称。纤维集合体力学研究各类纺织品在外力场作用下的结构变形和破坏过程。本书在叙述纤维集合体发展历史的基础上，介绍纤维集合体的多尺度结构、结构表征指标和力学性质，以材料/结构/性质一体化设计为主线，着重阐述纤维集合体的结构力学分析建模方法、力学性质预测和纤维集合体结构设计。本书涉及的纤维集合体种类包括纤维、平行长丝纱、加捻长丝纱和短纤维纱，二维和三维机织物、针织物、编织物及其增强复合材料，以及非织造布等。本书描述纤维集合体及其力学特征优化设计的详细体系，进而应用于纺织工艺技术优化和纤维集合体复合材料细观结构设计。
    本书适用于纺织科学与工程、纺织材料、以及对非线性柔性有兴趣的力学、复合材料等专业的高年级本科生和研究生教学或自学，也可为纺织行业的工程师进行纤维集合体设计提供参考。

]

内容简介

[

本书两位作者均为相关领域的的佼佼者，教学心得和科研成果丰硕，今汇集成这部系统探讨纤维集合体的力学性能及其影响因素、表征方法、测试技术和优化设计等内容的学术专著，对学界和业界定有极高的参考价值。

]

作者简介

[

顾伯洪，东华大学纺织学院教授，主要研究纺织结构复合材料冲击动力学、纤维集合体多尺度结构/性能一体化设计，近5年内，在Philosophical Magazine等国际著名期刊上以第一或通讯作者发表的论文被科学引文索引（SCI）收录70余篇，著有《纺织结构复合材料冲击动力学》，指导的《三维纺织结构复合材料压缩性能的应变率效应及动态特性分析》获2009年全国百篇优秀博士学位论文；主持国家自然科学基金项目4项，任《复合材料学报》三届编委和中国复合材料学会两届理事，入选上海市曙光学者计划和教育部新世纪优秀人才支持计划。
孙宝忠，纺织材料专业博士，东华大学纺织学院教授；现任东华大学纺织学院高技术纺织品系副主任，轻质结构复合材料研究所副所长；主要研究纺织品结构和性能、轻质结构复合材料制备及力学、纤维集合体构造及力学、材料系统的频域分析、有限元计算和模拟等，近5年内发表国际SCI期刊论文60余篇，主持国家自然基金委、教育部、上海市科委、上海市教育发展基金委课题7项，先后获得“上海市晨光学者”“上海市青年科技启明星”“全国优秀博士学位论文奖”等荣誉。

]

目录

绪论0.1纤维集合体概念及范畴0.2纤维集合体分类0.2.1纤维0.2.2长丝纱0.2.3短纤维纱线0.2.4变形纱0.2.5机织物0.2.6针织物0.2.7非织造布0.2.8编织物0.3纤维集合体力学发展历史沿革0.3.1机织物几何结构0.3.2机织物结构力学0.3.3非织造布 1连续介质与纤维集合体1.1连续介质物质构成1.1.1基本概念1.1.2基本假设和发展历史1.2连续介质及其变形描述1.2.1应力应变定义1.2.2物体变形1.3纤维集合体构成和结构分级1.4从分子层级模拟纤维1.4.1构造、结构和性能1.4.2聚合物形式1.4.3天然纤维1.4.4人造纤维1.4.5无机纤维1.5纤维结构性能模拟1.5.1力学响应1.5.2其他性质1.6纱线结构性质模拟1.6.1纱线类型1.6.2纱线结构1.6.3纱线力学1.7织物结构性能模拟1.7.1机织与针织物结构1.7.2几何模型1.7.3力学模型1.8总结 2纤维集合体力学基础2.1引言2.2纤维分类2.3纺织品和纺织复合材料功能2.4纤维结构建模2.4.1天然纤维结构建模2.4.2合成纤维结构2.5纤维几何结构统计模型2.5.1纤维长度分布2.5.2纤维直径分布2.5.3纤维横截面模型2.5.4纤维空间形状建模2.5.5外观轮廓建模2.6单纤维力学性质建模2.7纤维黏弹性2.7.1蠕变和松弛模型2.7.2无限单元模型2.7.3非线性模型2.7.4温度依赖性2.8纤维摩擦性能2.9纤维集合体模型2.9.1线性纤维集合体的不均匀性2.9.2混纺纤维性能2.9.3纤维集合体结构的力学性能2.10结论 3纤维摩擦和纤维集合体压缩性质3.1纤维摩擦性质3.1.1引言3.1.2纤维、金属和聚合物的结构和性能差异3.1.3经典摩擦公式3.1.4纤维摩擦实验3.1.5摩擦行为结构模型3.1.6摩擦常数通用公式和结构3.1.7摩擦影响因素3.1.8实验结果研究3.1.9极端法向力下纺织品摩擦性质3.1.10羊毛纤维摩擦3.1.11纤维摩擦性质总结3.2纤维集合体压缩性质3.2.1羊毛压缩性概述——van wyk压缩理论3.2.2纤维集合体压缩性质模型与数值模拟 4纱线拉伸性质4.1平行长丝纱4.2加捻长丝纱4.2.1应力分析方法4.2.2长丝纱线断裂过程特征4.3加捻短纤纱4.3.1短纤维纯纺纱 4.3.2短纤维混纺纱 5纱线扭转性质5.1纤维扭转性质5.1.1纤维扭转刚度5.1.2扭转实验方法5.1.3纤维扭转破坏5.2长丝纱扭转性质5.2.1纤维弯曲对纱线扭转的影响5.2.2纤维扭转对纱线扭矩的影响5.2.3纤维拉伸对纱线扭矩的影响5.3短纤纱的扭转性质 6机织物结构力学模型6.1机织物结构力学模型意义与目标6.2机织物力学性质6.2.1多尺度研究6.2.2纤维性能6.3机织物多尺度力学建模6.3.1几何模型6.3.2连续介质力学模型6.3.3离散法6.3.4半离散单元6.4机织物单胞和几何模型6.5机织物力学实验6.5.1双轴向拉伸测试6.5.2面内剪切测试6.5.3弯曲测试6.5.4横向压缩6.6机织物单胞变形细观尺度三维模型6.6.1本构模型6.6.2周期性对称边界条件6.6.3双轴向拉伸6.6.4面内剪切6.6.5横向压缩6.6.6渗透率计算6.7图像分析：全域数字图像相关法和x射线断层扫描6.7.1全域数字图像相关法6.7.2 x射线断层扫描6.8结论和展望 7针织物建模与可视化7.1针织物结构建模目的7.2针织结构种类7.3结构尺度7.4中观尺度针织物结构单元7.4.1线圈7.4.2添纱组织7.4.3握持组织7.4.4浮线组织7.4.5集圈或压圈7.4.6移圈组织7.4.7衬纬组织7.4.8衬垫组织7.4.9其他改性结构单元7.5建模步骤7.6模型建立7.6.1输入数据7.6.2拓扑生成7.6.3纱线路径表示法7.6.4力学模型7.6.5纱线接触7.6.6纱线截面形态和纱线路径7.6.7纱线不匀7.7后处理7.7.1纱体绘制7.7.2可视化7.8其他类型模型7.9面料模拟应用领域及发展趋势7.10结论 8编织与其他纺织复合材料结构与力学性能8.1纺织结构复合材料8.2二维织物8.2.1直接成型织物8.2.2机织物8.2.3纬编针织物8.2.4经编针织物8.2.5编织物8.2.6混杂织物8.3三维织物8.3.1三维机织物8.3.2三维编织织物8.3.3正交铺纱织物 8.4刚度/柔度矩阵均匀化计算8.4.1基体修正法8.4.2弯曲纤维模型8.4.3平均刚度法8.4.4平均柔度法8.4.5刚度柔度混合法8.5桥联模型8.6数值模型比较8.6.1与三维正交类复合材料实验数据对比8.6.2与二维机织物实验数据对比8.7数值模型在有限元分析中的应用8.7.1传统有限元分析8.7.2混杂有限元分析8.8非单胞方法 9非织造材料结构力学与过滤性质9.1引言9.2非织造布结构模型9.3非织造布中孔径与孔径分布模拟9.3.1孔径模型9.3.2孔径分布模型9.4拉伸强度9.4.1拉伸强度各向同性模型9.4.2小应变下力法模型9.4.3能量分析方法9.5非织造布弯曲刚度9.6非织造布比渗透率模型9.6.1比渗透率理论模型9.6.2三维各向异性非织造布的方向渗透率9.6.3非织造布定向毛细压力和流体芯吸9.7热阻和导热系数9.8声阻9.8.1理论模型9.8.2经验模型9.9非织造布颗粒过滤性能9.9.1过滤性能评价9.9.2过滤机制9.9.3干燥空气过滤过滤效率9.9.4压力降9.10展望和进一步阅读材料 10织物性能表征与测试10.1引言10.2机织物拉伸测试10.3织物刚度(弯曲)测试10.4织物剪切测试概念10.5织物撕裂强力10.6织物剪切测试方法10.6.1舌形法(单缝法)10.6.2梯形法(翼形撕裂法)10.6.3落摆试验(elmendorf装置)10.7 kawabata评价系统kes10.7.1拉伸性质10.7.2剪切性能10.7.3弯曲性能10.7.4压缩性能10.7.5表面性能10.8 fast测试系统10.9织物压缩性能10.10织物的变形机理总结10.11作为复合材料结构增强体的纤维集合体10.11.1增强聚合物复合材料的疲劳10.11.2刚性聚合物基复合材料和弹性基复合材料10.11.3预测试验的基本知识10.12层合板的基本力学：在测试中的应用10.12.1在测试中的应用10.12.2几何参数的重要性10.13三维纤维集合体结构复合材料10.14更多信息10.14.1本章提到的astm测试方法列表10.14.2补充阅读材料 11机织物和柔性复合材料撕裂与顶破11.1撕裂11.1.1撕裂性能研究概述11.1.2柔性复合材料梯形撕裂分析计算模型11.1.3机织物和柔性复合材料梯形撕裂有限元计算模型实例11.2顶破11.2.1顶破性能研究概述11.2.2柔性复合材料顶破分析计算模型实例11.2.3机织物和柔性复合材料顶破过程有限元计算实例 12复杂应力状态12.1纤维集合体弯曲性质12.1.1纤维弯曲12.1.2纱线弯曲12.1.3织物弯曲12.2织物悬垂性质12.2.1悬垂性测试方法12.2.2织物悬垂变形分析 13三维纤维集合体13.1三维纤维集合体基本概念13.2二维预成型体(二维织物)13.2.1二维机织物13.2.2二维针织物13.2.3二维非织造布13.2.4二维编织物13.3二维纺织预成型体局限性13.4三维预成型体(三维织物)13.4.1三维纤维集合体定义13.4.2三维织物和二维织物对比13.4.3三维机织物13.4.4三维针织物13.4.5三维编织物13.4.6三维缝合织物13.4.7三维非织造布13.5结论 14纺织品悬垂性与服装三维建模、模拟以及可视化技术14.1引言14.2三维纺织模型回顾 14.2.1几何模型14.2.2有限元模型14.2.3粒子系统14.3织物力学的自动测量14.4悬垂性测量与评价14.5三维质量弹簧模型的关键原则14.5.1质量弹簧系统的一般描述14.5.2触碰检测和反应14.6织物模拟：优点、缺点与改进建议14.7实验结果和讨论14.8应用与实例14.8.1合成人体的建模和可视化14.8.2虚拟穿着实验14.9结论与展望 15非经典方法15.1数理统计方法15.1.1数理统计方法简介15.1.2数理统计方法在纺织中的具体应用15.2灰色理论方法15.2.1灰色系统15.2.2灰色关联分析15.2.3灰色理论在纺织中的应用实例15.3人工神经网络方法15.3.1人工神经网络纺织应用综述15.3.2人工神经网络原理15.3.3人工神经网络在纺织中的应用实例：预测织物拉伸性能 后记

封面

书名:纤维集合体力学

作者:顾伯洪，孙宝忠编著

页数:553

定价:¥88.0

出版社:东华大学出版社

出版日期:2014-08-01

ISBN:9787566905475

PDF电子书大小:70MB 高清扫描完整版