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在自然界中，存在著大量的復合材料，如竹子、木材、動物的肌肉和骨骼等。從力學的觀點來看，天然復合材料結構往往是很理想的結構，它們為發展人工纖維增強復合材料提供了仿生學依據。
人類早已創制了有力學概念的復合材料。例如，古代中國人和猶太人用稻草或麥秸增強蓋房用的泥磚；兩千年前，中國制造了防腐蝕用的生漆襯布；由薄綢和漆粘結制成的中國漆器，也是近代纖維增強復合材料的雛形，它體現了重量輕、強度和剛度大的力學優點。
以混凝土為標志的近代復合材料是在一百多年前出現的。后來，原有的混凝土結構不能滿足高層建筑的強度要求，建筑者轉而使用鋼筋混凝土結構，其中的鋼筋提高了混凝土的抗拉強度，從而解決了建筑方面的大量問題。
20世紀初，為滿足軍部方面對材料力學性能的要求，人們開始研制新材料，并在20世紀40年代研制成功玻璃纖維增強復合材料（即玻璃鋼）。它的出現豐富了復合材料的力學內容。50年代又出現了強度更高的碳纖維、硼纖維復合材料，復合材料的力學研究工作由此得到很大發展，并逐步形成了一門新興的力學學科——復合材料力學。
為了克服碳纖維、硼纖維不耐高溫和抗剪切能力差等缺點，近二十年來，人們又研制出金屬基和陶瓷基的復合材料。華人在復合材料的研究中做出了很多貢獻，但中國在復合材料力學研究方面的起步和水平晚于歐美十到十五年。
進入20世紀60年代后，復合材料力學發展的步伐加快了。1964年羅森提出了確定單向纖維增強復合材料縱向壓縮強度的方法。1966年惠特尼和賴利提出了確定復合材料彈性常數的獨立模型法。1968年，經蔡為侖和希爾的多年研究形成了蔡-希爾破壞準則；后于1971年又出現了張量形式的蔡-吳破壞準則。
1970年瓊斯研究了一般的多向層板，并得到簡單的解；1972年惠特尼用雙重傅里葉級數，求解了扭轉耦合剛度對各向異性層板的撓度、屈曲載荷和振動的影響問題，用這種方法求解的位移既滿足自然邊界條件，又能很快收斂到解；同年，夏米斯、漢森和塞拉菲尼研究了復合材料的抗沖擊性能。另外，蔡為侖在單向層板非線性變形性能的分析方面，亞當斯在非彈性問題的細觀力學理論方面，索哈佩里在復合材料粘彈性應力分析等都做了開創性的研究工作。
近年來，混雜復合材料力學性能的研究吸引了一些學者的注意力。林毅于1972年首先發現，混雜復合材料的應力-應變曲線的直線部分所對應的zui大應變，已超過混雜復合材料中具有低延伸率的纖維的破壞應變。這一不易理解的現象，于1974年又被班塞爾等所發現，后人稱之為“混雜效應”。
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