纏繞復合材料殼體結(jié)構(gòu)，由于具有優(yōu)異的性能和良好的工藝性，已廣泛應用于武器裝備、航空航天、核工業(yè)及其他重要領(lǐng)域。與金屬材料結(jié)構(gòu)不同，復合材料結(jié)構(gòu)對機械沖擊載荷非常敏感，遭受低速沖擊載荷后，會產(chǎn)生目視不可見損傷，這種損傷具有隱蔽性，不易被發(fā)現(xiàn)，對裝備結(jié)構(gòu)的完整性會形成潛在的巨大威脅。對于應用于武器裝備、航空航天領(lǐng)域的戰(zhàn)略性產(chǎn)品，會進一步影響其發(fā)射安全性和飛行可靠性。因此，纏繞復合材料殼體的低速沖擊和結(jié)構(gòu)完整性問題，成為學術(shù)界和工程界十分關(guān)注和迫切需要研究和解決的問題。
　　本書以纏繞復合材料典型結(jié)構(gòu)為研究對象，針對其在低速沖擊條件下的損傷和結(jié)構(gòu)完整性問題，采用試驗、理論建模和仿真模擬等方法，開展了較為系統(tǒng)的研究和闡述。首先對纏繞復合材料殼體力學分析方法、低速沖擊損傷以及損傷后剩余強度的研究現(xiàn)狀進行了綜述，然后對纏繞復合材料制作工藝與細觀力學特性進行了分析，并據(jù)此構(gòu)建了界面損傷模型和纖維交疊區(qū)域剛度解析計算模型，給出了適用于纏繞復合材料結(jié)構(gòu)特點的力學性能試驗方法。在此基礎(chǔ)上，基于連續(xù)介質(zhì)損傷力學，構(gòu)建了纏繞復合材料漸進損傷模型，發(fā)展了三維Hashin失效準則，建立了纏繞復合材料殼體低速沖擊有限元模型，對纏繞復合材料殼體低速沖擊過程進行了仿真研究。同時，闡述了纏繞復合材料殼體低速沖擊試驗情況，系統(tǒng)開展了纏繞復合材料殼體、纏繞復合材料平板、復合材料層合板三類結(jié)構(gòu)的低速落錘沖擊試驗及沖擊后損傷檢測試驗，通過對比分析給出纏繞復合材料結(jié)構(gòu)的低速沖擊損傷特性，研究了纏繞復合材料殼體在不同沖擊能量、不同沖擊部位下的沖擊響應規(guī)律，并將試驗結(jié)果與上述仿真結(jié)果進行對比，驗證了仿真模型的有效性。基于驗證有效的仿真模型，采用預定義場變量方法，構(gòu)建了低速沖擊與沖擊后剩余強度的一體化數(shù)值仿真模型，并采用水壓爆破試驗進行了驗證，然后采用該模型研究了不同因素對復合材料殼體沖擊后剩余強度的影響規(guī)律。最后，采用結(jié)構(gòu)可靠性評估思想，基于最終層失效，建立了概率漸進失效可靠性評估模型，并利用典型結(jié)構(gòu)件和固體火箭發(fā)動機復合材料殼體對模型進行了驗證。
　　本書的重點，也是特別有價值的地方：一是采用試驗方法獲得了纏繞復合材料典型結(jié)構(gòu)在低速沖擊條件下的大量翔實、可靠、全面的數(shù)據(jù)（包括沖擊過程監(jiān)測、沖擊后損傷檢測和含損傷結(jié)構(gòu)的爆破數(shù)據(jù)），以及由此得到的沖擊損傷特性和規(guī)律；二是構(gòu)建了低速沖擊與沖擊后剩余強度的一體化數(shù)值仿真模型，并且通過試驗驗證，解決了“如何合理評價結(jié)構(gòu)內(nèi)部缺陷／損傷對纖維纏繞殼體爆破強度的影響”難題，可以直接應用于工程實踐；三是在漸進失效分析中考慮不確定性，建立了基于概率漸進失效分析的可靠性評估模型，該模型在定量給出結(jié)構(gòu)可靠性度量的同時，可以給出結(jié)構(gòu)損傷演化過程。
　　本書由張曉軍統(tǒng)稿，第1章~第3章由范士鋒、李宏巖撰寫，第4章和第5章由張曉軍、劉萬雷撰寫，第6章~第8章由張曉軍、李宏巖、范士鋒撰寫。
　　本書主要研究成果獲得國家自然科學基金資助（批準號：11302249），本書的出版獲得了國防科技圖書出版基金資助。書中難免有不當之處，敬請廣大讀者批評指正。