题目：平纹编织复合材料弹性性能与热应力分析

本文建立了一套用于预测平纹编织复合材料拉伸模量，压缩模量和剪切模量的解析模型。与之前的各种模型相比，新的模型除了考虑了纤维束的弯曲效应对模量的影响外，还进一步考虑了两方向纤维的相互影响和相互作用力，并采用能量法求解，得到了有效的模量估算结果。与多种材料的实验数据和之前模型的计算结果进行了对比表明，证明新模型能够实现较好的预测精度，可以在工程中得到应用。在模量估算的基础上，研究了编织复合材料高空气球的力学性能。主要计算了平流层的热环境中，气球的形状变化和表皮复合材料中的应力。在此过程中，详细计算了高空热环境，及其与气球间的各种热量交换。并根据气球的受力特点，建立了气球外形与应力微分方程组，设计解法对方程组进行了求解。得到的最终结果为在高空悬浮状态下，气球表皮的编织复合材料，在经向和纬向的应力值。根据用于气球表皮的薄层编织复合材料的特点，建立了静强度破坏判据，和带有初始裂口的材料撕裂判据。由于在使用过程中，薄层编织复合材料的微小损伤通常无法避免，但却会严重削弱材料的强度，所以撕裂准则的建立十分必要。本文所采用的方法是将断裂力学中产用的最大强度因子准则，用于判断薄层复合材料的撕裂是否会发生。