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第1章 绪论1

第2章 成功的故事和NASA兰利的作用3

2.1 商用运输机3

2.2 通用飞机7

2.3 战斗机8

2.4 军用运输机11

2.5 直升机12

2.6 地球和空间科学飞机16

2.6.1 环境研究飞机和传感技术16

2.6.2 “太阳神”飞机失事调查18

2.6.3 火星飞机19

2.7 空间发射飞行器20

2.8 空间结构22

参考文献24

第3章 NASA参与的复合材料研究25

3.1 兰利复合材料研究计划的主要驱动力25

3.1.1 国家和全球事件对国家科技政策的影响25

3.1.2 NASA响应OSTP指导的优先权和计划25

3.2 NASA兰利复合材料研究资助的基础及重点研发项目27

3.3 NASA和FAA研究合作30

3.4 复合材料研究生教育计划32

3.5 NASA项目的经验35

参考文献38

第4章 亚声速运输机研究39

4.1 复合材料环境曝露计划39

参考文献46

4.2 飞机节 能复合材料计划47

参考文献58

4.3 碳纤维风险分析计划59

参考文献62

4.4 纺织复合材料63

参考文献65

4.5 先进复合材料技术计划66

4.5.1 ACT飞机机翼71

4.5.2 ACT机身项目83

4.5.3 ACT成本建模86

4.5.4 缝合复合材料的新进展87

参考文献90

4.6 美国航空公司587航班事故的结构研究92

4.6.1 引言93

4.6.2 空客A300-600认证的调查93

4.6.3 模型发展和确认94

4.6.4 失效模式发展和确认95

4.6.5 最有可能失效模式的确认102

4.6.6 失效顺序分析106

4.6.7 结论109

参考文献109

4.7 经验教训和未来方向110

第5章 复合材料在商业运输中的应用111

5.1 经验教训111

5.1.1 设计111

5.1.2 制造112

5.1.3 航空公司运营113

5.2 主要的最新进展115

5.3 新的挑战116

5.4 未来的发展方向118

参考文献118

第6章 超声速运输机的研究119

6.1 历史背景119

参考文献122

6.2 SCAR计划122

参考文献128

6.3 高速研究计划129

6.3.1 简介130

6.3.2 树脂／复合材料进展131

6.3.3 规模化应用和测试131

6.3.4 老化研究132

6.3.5 结构137

参考文献142

6.4 航空超声速基础研究项目143

6.5 经验教训和未来方向146

参考文献146

第7章 通用航空147

7.1 比奇“星舟”飞船（Beech Starship）147

7.2 先进通用航空运输试验复合材料148

参考文献154

7.3 经验教训和未来发展方向154

第8章 旋翼机156

8.1 抗坠毁性156

参考文献158

8.2 吸能材料和概念158

参考文献162

8.3 经验教训和未来发展方向163

第9章 运载火箭164

9.1 航天飞机货舱门165

参考文献166

9.2 先进空间运输系统复合材料166

参考文献170

9.3 复合材料低温贮箱170

9.3.1 最先进的美国空军DC-X和NASA对DC-XA的贡献171

9.3.2 未来可重复使用运载器复合材料应用的NASA技术开发结构测试171

9.3.3 NASA X-33运载火箭和复合材料贮箱173

9.3.4 复合材料贮箱失败的原因：微细裂纹和其他原因175

参考文献178

9.4 “战神”1号和“战神”5号运载火箭179

参考文献183

9.5 复合材料乘员舱183

参考文献186

9.6 经验教训和未来发展方向186

第10章 空间材料和结构187

10.1 空间材料的发展187

参考文献188

10.2 空间结构188

参考文献189

10.3 空间环境效应189

参考文献190

10.4 复合材料的尺寸稳定性191

参考文献192

10.5 长期曝露设施193

参考文献196

10.6 经验教训和未来的发展方向198

第11章 NASA兰利研究中心的耐高温聚合物技术研究进展199

11.1 纤维和树脂的发展时间路线199

11.2 新团队组建初期201

11.3 高温聚合物研究背景203

11.4 兰利对热稳定聚合物的追求：开端207

11.5 复合材料基体研究：无论成功或失败都将继续210

11.5.1 线性热塑性聚合物211

11.5.2 低交联密度热塑性聚合物224

11.5.3 高交联密度的热固性树脂227

11.6 高速研究计划——树脂和复合材料的发展：实现230

11.6.1 引言和指标性能230

11.6.2 初始候选材料与筛选232

11.6.3 早期PETI候选材料：LARC-PETI-1与LARC-PETI-2234

11.6.4 候选材料：LARC-PETI-4、LARC-8515和LARC-PETI-5236

11.6.5 LARC-PETI-5的制造工艺246

11.6.6 HSR胶黏剂248

11.6.7 HSR数据库251

11.7 胶黏剂及其他应用252

11.8 聚合物表征：1962—1995254

11.9 经验教训和未来方向260

11.9.1 经验教训260

11.9.2 未来研究方向261

参考文献262

第12章 复合材料制造技术280

12.1 制造技术时间表与综述280

12.2 高性能复合材料制造工艺的可变因素281

12.3 环氧树脂的液体成形或树脂膜熔渗工艺281

12.4 连续纤维预浸料制备技术282

12.5 非热压罐成形铺放工艺技术：干法自动铺丝／带工艺283

12.6 粉末浸渍法预浸带制备技术289

12.7 粉末浸渍法增强纤维织物293

12.8 预浸带制备技术294

12.9 适用于自动铺放工艺的电子束固化技术298

12.10 感应加热技术300

12.11 ATP的成本因素302

12.12 其他类型的复合材料制备技术304

12.13 聚酰亚胺树脂的液态浸渍工艺305

12.13.1 背景、工装和树脂要求305

12.13.2 初始研究307

12.13.3 新型HT-VARTM树脂体系307

12.14 纤维—金属层板310

12.15 经验教训和未来趋势311

参考文献313

第13章 纳米技术325

13.1 纳米增强复合材料325

13.2 碳纳米管增强复合材料326

13.3 氮化硼纳米技术：最新进展333

13.4 经验教训与未来方向334

参考文献334

第14章 无损检测338

14.1 复合材料无损检测技术的发展338

14.2 NASA兰利的NDE研究340

14.2.1 无损评价科学分部的发展340

14.2.2 兰利研究中心对无损检测的贡献341

14.2.3 近期的无损检测项目346

14.3 经验教训和未来展望347

参考文献348

第15章 损伤容限351

15.1 损伤容限的理解351

15.2 兰利研究中心损伤容限研究353

15.2.1 冲击对抗压强度的影响353

15.2.2 树脂模量的作用：必需的材料参数361

15.3 分层机理362

15.4 渐进失效分析法367

15.5 经验教训和未来方向367

参考文献368

第16章 材料与结构力学373

16.1 复合材料失效分析的历史状况373

16.2 多尺度模型378

16.3 屈曲和后屈曲的力学行为380

16.4 经验教训和未来的方向385

参考文献386

第17章 结构分析388

17.1 有限元方法388

17.2 对小詹姆斯·H．斯塔恩斯博士的赞扬391

17.3 经验教训和未来方向392

参考文献393

第18章 高性能复合材料及其结构技术面临的重大挑战395

18.1 分析认证395

18.2 材料设计：多尺度建模和表征395

18.3 高精度失效预测：微观和纳观机制396

18.4 从纳米复合材料获利：多功能材料体系397

18.5 智能材料和结构：更大、更集成化的结构399

18.6 通用复合材料知识和经验：各向同性塑性思维399

18.7 可靠性设计401

18.8 非热压罐、低压固化复合材料体系401

18.9 “谷歌”时代的研究402

参考文献403

第19章 作者介绍404

第20章 附录407

20.1 附录1：NASA兰利先进材料分部，复合材料研究主要单位之一的部分成果407

20.1.1 技术资料／出版物／著作407

20.1.2 专利和发明成果408

20.1.3 工业研究R＆D-100奖励408

20.1.4 专利商业许可409

20.1.5 短期课程410

20.1.6 戈登研究会议410

20.1.7 NASA年度民用发明410

20.1.8 其他各种奖励、活动和会员资格410

参考文献411

20.2 附录2：AMPB作者的聚合物化学、胶黏剂和胶黏剂性能，复合材料和复合材料性能的部分综述和专题论文412

20.2.1 聚合物化学412

20.2.2 胶黏剂413

20.2.3 复合材料414

20.2.4 聚合物特性表征416

20.2.5 由NASA兰利研究中心组织的有关聚合物化学、胶黏剂及其性能、复合材料及其性能的专题研讨会（NASA和非NASA人员提出）416

20.3 附录3：AMPB专利和发明成果417

20.3.1 专利（以授权号排列）417

20.3.2 发明成果424

后记428