目錄
叢書序
前言
第1章 飛機(jī)結(jié)構(gòu)的組成分析 001
1.1 幾何不變性的概念 001
1.2 系統(tǒng)幾何不變性的判定 004
1.2.1 自由度與約束 004
1.2.2 系統(tǒng)幾何不變性的判定方法 007
1.3 桿系結(jié)構(gòu)的組成 012
1.3.1 桁架的組成 012
1.3.2 剛架的組成 013
1.4 薄壁結(jié)構(gòu)的組成 015
1.4.1 薄壁結(jié)構(gòu)的概念和特點(diǎn) 015
1.4.2 平面薄壁結(jié)構(gòu)的組成 016
1.4.3 空間薄壁結(jié)構(gòu)的組成 017
習(xí)題 020
第2章 飛機(jī)的外載荷 023
2.1 飛行載荷 023
2.1.1 水平等速直線飛行載荷 024
2.1.2 機(jī)動(dòng)飛行載荷 025
2.1.3 在大氣紊流中的飛行載荷 027
2.2 過載 030
2.2.1 飛機(jī)的過載 030
2.2.2 飛機(jī)部件的過載 034
2.3 飛行限制參數(shù)的確定 037
2.3.1 最大使用過載的確定 038
2.3.2 最大允許速度的確定 040
2.3.3 最大升力系數(shù)的確定 042
2.4 飛行中的嚴(yán)重受載情況 042
2.4.1 嚴(yán)重受載情況的確定 043
2.4.2 嚴(yán)重受載情況的載荷特點(diǎn) 044
2.5 其他載荷情況 047
2.5.1 疲勞載荷 048
2.5.2 其他特殊情況下的載荷 049
2.5.3 環(huán)境載荷 050
習(xí)題 050
第3章 飛機(jī)結(jié)構(gòu)的受力分析 053
3.1 飛機(jī)結(jié)構(gòu)受力分析概述 053
3.1.1 飛機(jī)結(jié)構(gòu)受力分析的目的 053
3.1.2 飛機(jī)基本結(jié)構(gòu)元件的傳力特性 054
3.1.3 受力分析的一般原則 057
3.1.4 飛機(jī)結(jié)構(gòu)受力分析的方法和步驟 060
3.2 機(jī)翼結(jié)構(gòu)的受力分析 069
3.2.1 機(jī)翼的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與形式 069
3.2.2 機(jī)翼的外部載荷和內(nèi)力 074
3.2.3 機(jī)翼結(jié)構(gòu)的傳力分析 078
3.3 機(jī)身結(jié)構(gòu)的受力分析 095
3.3.1 機(jī)身結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)與形式 095
3.3.2 機(jī)身的外部載荷和內(nèi)力 097
3.3.3 機(jī)身結(jié)構(gòu)的傳力分析 099
3.4 起落架結(jié)構(gòu)的受力分析 102
3.4.1 起落架的布置形式和結(jié)構(gòu)形式 102
3.4.2 起落架的外部載荷 104
3.4.3 起落架的傳力分析 109
習(xí)題 117
第4章 飛機(jī)結(jié)構(gòu)的應(yīng)力計(jì)算和靜強(qiáng)度評(píng)估 119
4.1飛機(jī)結(jié)構(gòu)的應(yīng)力簡化計(jì)算 119
4.1.1工程梁假設(shè) 119
4.1.2 機(jī)翼結(jié)構(gòu)的應(yīng)力計(jì)算 120
4.1.3 機(jī)身結(jié)構(gòu)的應(yīng)力計(jì)算 127
4.1.4 起落架結(jié)構(gòu)的應(yīng)力計(jì)算 131
4.2 飛機(jī)結(jié)構(gòu)應(yīng)力計(jì)算的有限元法 132
4.2.1 有限元法的基本原理 133
4.2.2 有限元法的基本步驟 134
4.2.3 有限元法在飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析中的應(yīng)用 134
4.2.4 有限元分析軟件 135
4.3 飛機(jī)結(jié)構(gòu)的屈服和斷裂判據(jù) 138
4.4 飛機(jī)結(jié)構(gòu)的剛度判據(jù) 139
4.4.1 飛機(jī)結(jié)構(gòu)的剛度對(duì)飛機(jī)的影響 139
4.4.2 飛機(jī)結(jié)構(gòu)的剛度要求 141
4.5 飛機(jī)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性分析和判據(jù) 141
4.5.1 矩形平板的穩(wěn)定性 142
4.5.2 受壓薄壁桿件的穩(wěn)定性 150
習(xí)題 154
第5章 飛機(jī)結(jié)構(gòu)的疲勞強(qiáng)度 157
5.1 疲勞的基本概念 157
5.1.1 疲勞破壞的特征 157
5.1.2 疲勞破壞的過程 158
5.1.3 疲勞破壞的斷口分析 159
5.2 金屬材料的疲勞強(qiáng)度 162
5.2.1 疲勞應(yīng)力與持久極限 162
5.2.2 材料的SN曲線 165
5.2.3 材料的等壽命曲線 167
5.3 疲勞強(qiáng)度的影響因素及提高措施 169
5.3.1 影響疲勞強(qiáng)度的因素 169
5.3.2 提高疲勞強(qiáng)度的措施 176
5.4 飛機(jī)結(jié)構(gòu)的疲勞載荷 180
5.4.1 飛機(jī)結(jié)構(gòu)承受的疲勞載荷 180
5.4.2 飛機(jī)疲勞載荷譜及其處理 181
5.5 疲勞累積損傷理論 185
5.5.1 線性累積損傷理論及其應(yīng)用 185
5.5.2 修正線性累積損傷理論 189
5.6 飛機(jī)結(jié)構(gòu)疲勞壽命估算 191
5.6.1 疲勞壽命的概念 191
5.6.2 疲勞壽命估算的名義應(yīng)力法 192
5.6.3 疲勞壽命估算的局部應(yīng)力應(yīng)變法 199
5.6.4 估算裂紋形成壽命的類比法 203
習(xí)題 205
第6章 斷裂力學(xué)的基本理論及應(yīng)用 209
6.1 線彈性斷裂力學(xué)能量原理 210
6.1.1 Griffith能量釋放觀點(diǎn) 210
6.1.2 能量平衡理論 213
6.2 裂紋尖端應(yīng)力場(chǎng)及應(yīng)力強(qiáng)度因子 214
6.2.1 裂紋體的三種斷裂類型 214
6.2.2 平面應(yīng)力與平面應(yīng)變 215
6.2.3 裂紋尖端附近的應(yīng)力場(chǎng)和應(yīng)力強(qiáng)度因子 216
6.3 線彈性斷裂準(zhǔn)則及其應(yīng)用 220
6.3.1 K斷裂準(zhǔn)則 220
6.3.2 裂紋尖端塑性區(qū) 223
6.3.3 線彈性斷裂力學(xué)的適用范圍 231
6.3.4 應(yīng)用舉例 233
6.4 疲勞裂紋擴(kuò)展規(guī)律 239
6.4.1 疲勞裂紋的擴(kuò)展機(jī)理 239
6.4.2 等幅載荷作用下疲勞裂紋的擴(kuò)展速率 240
6.4.3 超載對(duì)裂紋擴(kuò)展的延遲效應(yīng) 242
6.5 疲勞裂紋擴(kuò)展壽命計(jì)算 245
6.5.1 等幅載荷下裂紋擴(kuò)展壽命的計(jì)算 245
6.5.2 譜載荷下裂紋擴(kuò)展壽命的計(jì)算 246
6.5.3 結(jié)構(gòu)斷裂控制 248
6.5.4 應(yīng)用舉例 251
6.6 飛機(jī)結(jié)構(gòu)損傷容限和耐久性評(píng)定 257
6.6.1 損傷容限和耐久性的概念 257
6.6.2 損傷容限和耐久性評(píng)定的目標(biāo) 258
6.6.3 損傷容限和耐久性評(píng)定的程序 259
6.6.4 損傷容限和耐久性設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 261
6.6.5 提高飛機(jī)結(jié)構(gòu)損傷容限和耐久性特性的措施 262
6.7 彈塑性斷裂力學(xué)簡介 263
習(xí)題 264
第7章 飛機(jī)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)強(qiáng)度 266
7.1 復(fù)合材料概述 266
7.1.1 復(fù)合材料及其種類 266
7.1.2 復(fù)合材料的構(gòu)造 270
7.1.3 復(fù)合材料的力學(xué)分析方法 271
7.1.4 復(fù)合材料的主要力學(xué)性能 272
7.1.5 復(fù)合材料的各種應(yīng)用 274
7.2 復(fù)合材料的本構(gòu)模型 276
7.2.1 平面應(yīng)力下單層復(fù)合材料的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系 277
7.2.2 層合板的剛度和柔度 277
7.2.3 層合板的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系 278
7.3 復(fù)合材料的強(qiáng)度分析 280
7.3.1 復(fù)合材料強(qiáng)度理論 280
7.3.2 復(fù)合材料損傷特性 282
7.3.3 復(fù)合材料的失效分析 287
7.3.4 復(fù)合材料層合板強(qiáng)度的宏觀力學(xué)分析 288
習(xí)題 298
第8章 服役環(huán)境影響下的飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度 299
8.1 飛機(jī)的服役環(huán)境與壽命指標(biāo) 299
8.1.1 軍用飛機(jī)的服役環(huán)境 299
8.1.2 飛機(jī)結(jié)構(gòu)的壽命指標(biāo) 302
8.2 飛機(jī)金屬結(jié)構(gòu)的腐蝕 303
8.2.1 金屬材料的腐蝕機(jī)理303
8.2.2 飛機(jī)金屬結(jié)構(gòu)的常見腐蝕類型 307
8.2.3 飛機(jī)腐蝕的一般規(guī)律 313
8.2.4 腐蝕損傷對(duì)結(jié)構(gòu)壽命的影響 315
8.2.5 飛機(jī)的腐蝕預(yù)防、檢查與修理 315
8.3 飛機(jī)非金屬材料結(jié)構(gòu)的老化 322
8.3.1 高分子材料的老化機(jī)理 322
8.3.2 飛機(jī)非金屬材料結(jié)構(gòu)的老化類型及使用要求 325
8.4 濕熱環(huán)境影響下的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)強(qiáng)度 328
8.4.1 濕熱環(huán)境對(duì)復(fù)合材料物理性能的影響 328
8.4.2 濕熱環(huán)境對(duì)復(fù)合材料力學(xué)性能的影響 330
8.4.3 濕熱環(huán)境對(duì)復(fù)合材料破壞模式的影響 331
8.4.4 濕熱老化效應(yīng) 331
8.5 熱環(huán)境影響下的飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度 334
8.5.1 飛機(jī)上的熱源及其產(chǎn)生的影響 334
8.5.2 受熱結(jié)構(gòu)的蠕變 336
8.5.3 受熱結(jié)構(gòu)的疲勞強(qiáng)度 339
8.6 飛機(jī)結(jié)構(gòu)安全壽命包線的基本原理與應(yīng)用方法 341
8.6.1 飛機(jī)結(jié)構(gòu)壽命包線的基本概念與內(nèi)涵 342
8.6.2 飛機(jī)結(jié)構(gòu)壽命包線的建立方法 347
8.6.3 基于壽命包線的結(jié)構(gòu)剩余壽命預(yù)測(cè)方法 349
8.6.4 基于壽命包線的飛機(jī)服役使用壽命調(diào)控 352
習(xí)題 353
第9章 飛機(jī)結(jié)構(gòu)的動(dòng)強(qiáng)度 355
9.1 振動(dòng)基礎(chǔ)理論簡介 355
9.1.1 單自由度系統(tǒng)的振動(dòng) 355
9.1.2 多自由度系統(tǒng)的振動(dòng) 361
9.1.3 連續(xù)體系統(tǒng)的振動(dòng) 364
9.2 飛機(jī)結(jié)構(gòu)的振動(dòng)和噪聲環(huán)境 364
9.3 液壓/燃油管系結(jié)構(gòu)的動(dòng)強(qiáng)度 366
9.3.1 概述 366
9.3.2 管系振動(dòng)故障模式 367
9.3.3 管系結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制 369
9.3.4 管系振動(dòng)故障排除 372
9.4 飛機(jī)結(jié)構(gòu)的聲疲勞 373
9.4.1 概述 373
9.4.2 結(jié)構(gòu)聲疲勞基本假定 373
9.4.3 聲疲勞分析流程和方法 375
9.4.4 飛機(jī)結(jié)構(gòu)的聲疲勞試驗(yàn) 376
9.5 飛機(jī)結(jié)構(gòu)的抖振 377
9.5.1 飛機(jī)抖振機(jī)理與抖振邊界確定 377
9.5.2 飛機(jī)抖振預(yù)防和抖振抑制 378
9.6 飛機(jī)結(jié)構(gòu)的沖擊 379
9.6.1 概述 379
9.6.2 抗鳥撞設(shè)計(jì)與驗(yàn)證 380
9.6.3 抗冰雹設(shè)計(jì)與驗(yàn)證 382
9.6.4 發(fā)動(dòng)機(jī)碎片 384
9.6.5 輪胎碎片和跑道碎石 385
9.6.6 結(jié)構(gòu)易損性分析和戰(zhàn)傷模擬試驗(yàn) 386
9.7 飛機(jī)結(jié)構(gòu)的顫振 387
9.7.1 機(jī)翼彎扭顫振 387
9.7.2 機(jī)翼彎曲副翼偏轉(zhuǎn)顫振 389
9.7.3 嗡鳴 391
9.8 起落架結(jié)構(gòu)的動(dòng)強(qiáng)度 391
9.8.1 起落架緩沖性能分析和落震試驗(yàn) 391
9.8.2 起落架擺振穩(wěn)定性設(shè)計(jì)和驗(yàn)證 394
習(xí)題 395
第10章 飛機(jī)結(jié)構(gòu)修理中的強(qiáng)度分析 397
10.1 飛機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)修理的原則 397
10.2 等強(qiáng)度原則在修理中的應(yīng)用 398
10.2.1 計(jì)算載荷的確定 398
10.2.2 機(jī)體結(jié)構(gòu)典型構(gòu)件修理強(qiáng)度計(jì)算 399
10.3 修理中的飛機(jī)結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度分析 409
10.4 飛機(jī)結(jié)構(gòu)戰(zhàn)時(shí)維修中的強(qiáng)度分析 416
10.4.1 飛機(jī)戰(zhàn)時(shí)維修的特點(diǎn) 416
10.4.2 飛機(jī)結(jié)構(gòu)戰(zhàn)傷評(píng)估 418
10.4.3 飛機(jī)結(jié)構(gòu)戰(zhàn)傷維修方法 422
10.5 復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的修理 426
10.5.1 注膠與填膠修理 426
10.5.2 鋪層修理 427
10.5.3 膠接連接修理 428
10.5.4 機(jī)械連接修理 429
10.6 隱身涂層的修理 429
10.6.1 隱身涂層的損傷模式 429
10.6.2 隱身涂層的修理方法 430
習(xí)題 430
第11章 飛機(jī)結(jié)構(gòu)地面強(qiáng)度試驗(yàn) 432
11.1 飛機(jī)地面強(qiáng)度試驗(yàn)的意義和依據(jù) 432
11.1.1 飛機(jī)地面強(qiáng)度試驗(yàn)的意義 432
11.1.2 飛機(jī)地面強(qiáng)度試驗(yàn)的依據(jù) 433
11.2 飛機(jī)地面強(qiáng)度試驗(yàn)發(fā)展概況 433
11.2.1 靜強(qiáng)度試驗(yàn)發(fā)展概況 434
11.2.2 疲勞試驗(yàn)發(fā)展概況 435
11.2.3 動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)發(fā)展概況 436
11.2.4 熱強(qiáng)度試驗(yàn)發(fā)展概況 440
11.3 飛機(jī)地面強(qiáng)度試驗(yàn)分類 442
11.3.1 專業(yè)分類 442
11.3.2 性質(zhì)分類 443
11.3.3 尺度分類 443
11.4 飛機(jī)地面強(qiáng)度試驗(yàn)流程 443
11.4.1 試驗(yàn)規(guī)劃 443
11.4.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 443
11.4.3 試驗(yàn)安裝 444
11.4.4 試驗(yàn)調(diào)試 444
11.4.5 試驗(yàn)過程 444
11.4.6 試驗(yàn)總結(jié) 445
習(xí)題 445
參考文獻(xiàn) 446