复合材料力学的发展简史
在自然界中,存在着大量的复合材料,如竹子、木材、动物的肌肉和骨骼等。从力学的观点来看,天然复合材料结构往往是很理想的结构,它们为发展人工纤维增强复合材料提供了仿生学依据。
人类早已创制了有力学概念的复合材料。例如,古代中国人和犹太人用稻草或麦秸增强盖房用的泥砖;两千年前,中国制造了防腐蚀用的生漆衬布;由薄绸和漆粘结制成的中国漆器,也是近代纤维增强复合材料的雏形,它体现了重量轻、强度和刚度大的力学优点。
以混凝土为标志的近代复合材料是在一百多年前出现的。后来,原有的混凝土结构不能满足高层建筑的强度要求,建筑者转而使用钢筋混凝土结构,其中的钢筋提高了混凝土的抗拉强度,从而解决了建筑方面的大量问题。
20世纪初,为满足军用方面对材料力学性能的要求,人们开始研制新材料,并在20世纪40年代研制成功玻璃纤维增强复合材料(即玻璃钢)。它的出现丰富了复合材料的力学内容。50年代又出现了强度更高的碳纤维、硼纤维复合材料,复合材料的力学研究工作由此得到很大发展,并逐步形成了一门新兴的力学学科——复合材料力学。