目錄
叢書序
前言
第1章 飛機結構的組成分析 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 桿系結構的組成 012
1.3.1 桁架的組成 012
1.3.2 剛架的組成 013
1.4 薄壁結構的組成 015
1.4.1 薄壁結構的概念和特點 015
1.4.2 平面薄壁結構的組成 016
1.4.3 空間薄壁結構的組成 017
習題 020
第2章 飛機的外載荷 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 機動飛行載荷 025
2.1.3 在大氣紊流中的飛行載荷 027
2.2 過載 030
2.2.1 飛機的過載 030
2.2.2 飛機部件的過載 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 飛行中的嚴重受載情況 042
2.4.1 嚴重受載情況的確定 043
2.4.2 嚴重受載情況的載荷特點 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
習題 050
第3章 飛機結構的受力分析 053
3.1 飛機結構受力分析概述 053
3.1.1 飛機結構受力分析的目的 053
3.1.2 飛機基本結構元件的傳力特性 054
3.1.3 受力分析的一般原則 057
3.1.4 飛機結構受力分析的方法和步驟 060
3.2 機翼結構的受力分析 069
3.2.1 機翼的結構特點與形式 069
3.2.2 機翼的外部載荷和內力 074
3.2.3 機翼結構的傳力分析 078
3.3 機身結構的受力分析 095
3.3.1 機身結構的特點與形式 095
3.3.2 機身的外部載荷和內力 097
3.3.3 機身結構的傳力分析 099
3.4 起落架結構的受力分析 102
3.4.1 起落架的布置形式和結構形式 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
習題 117
第4章 飛機結構的應力計算和靜強度評估 119
4.1飛機結構的應力簡化計算 119
4.1.1工程梁假設 119
4.1.2 機翼結構的應力計算 120
4.1.3 機身結構的應力計算 127
4.1.4 起落架結構的應力計算 131
4.2 飛機結構應力計算的有限元法 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 有限元法在飛機結構強度分析中的應用 134
4.2.4 有限元分析軟件 135
4.3 飛機結構的屈服和斷裂判據(jù) 138
4.4 飛機結構的剛度判據(jù) 139
4.4.1 飛機結構的剛度對飛機的影響 139
4.4.2 飛機結構的剛度要求 141
4.5 飛機結構的穩(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
習題 154
第5章 飛機結構的疲勞強度 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 金屬材料的疲勞強度 162
5.2.1 疲勞應力與持久極限 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 疲勞強度的影響因素及提高措施 169
5.3.1 影響疲勞強度的因素 169
5.3.2 提高疲勞強度的措施 176
5.4 飛機結構的疲勞載荷 180
5.4.1 飛機結構承受的疲勞載荷 180
5.4.2 飛機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用 185
5.5.2 修正線性累積損傷理論 189
5.6 飛機結構疲勞壽命估算 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力法 192
5.6.3 疲勞壽命估算的局部應力應變法 199
5.6.4 估算裂紋形成壽命的類比法 203
習題 205
第6章 斷裂力學的基本理論及應用 209
6.1 線彈性斷裂力學能量原理 210
6.1.1 Griffith能量釋放觀點 210
6.1.2 能量平衡理論 213
6.2 裂紋尖端應力場及應力強度因子 214
6.2.1 裂紋體的三種斷裂類型 214
6.2.2 平面應力與平面應變 215
6.2.3 裂紋尖端附近的應力場和應力強度因子 216
6.3 線彈性斷裂準則及其應用 220
6.3.1 K斷裂準則 220
6.3.2 裂紋尖端塑性區(qū) 223
6.3.3 線彈性斷裂力學的適用范圍 231
6.3.4 應用舉例 233
6.4 疲勞裂紋擴展規(guī)律 239
6.4.1 疲勞裂紋的擴展機理 239
6.4.2 等幅載荷作用下疲勞裂紋的擴展速率 240
6.4.3 超載對裂紋擴展的延遲效應 242
6.5 疲勞裂紋擴展壽命計算 245
6.5.1 等幅載荷下裂紋擴展壽命的計算 245
6.5.2 譜載荷下裂紋擴展壽命的計算 246
6.5.3 結構斷裂控制 248
6.5.4 應用舉例 251
6.6 飛機結構損傷容限和耐久性評定 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定的目標 258
6.6.3 損傷容限和耐久性評定的程序 259
6.6.4 損傷容限和耐久性設計的主要內容 261
6.6.5 提高飛機結構損傷容限和耐久性特性的措施 262
6.7 彈塑性斷裂力學簡介 263
習題 264
第7章 飛機復合材料結構強度 266
7.1 復合材料概述 266
7.1.1 復合材料及其種類 266
7.1.2 復合材料的構造 270
7.1.3 復合材料的力學分析方法 271
7.1.4 復合材料的主要力學性能 272
7.1.5 復合材料的各種應用 274
7.2 復合材料的本構模型 276
7.2.1 平面應力下單層復合材料的應力應變關系 277
7.2.2 層合板的剛度和柔度 277
7.2.3 層合板的應力應變關系 278
7.3 復合材料的強度分析 280
7.3.1 復合材料強度理論 280
7.3.2 復合材料損傷特性 282
7.3.3 復合材料的失效分析 287
7.3.4 復合材料層合板強度的宏觀力學分析 288
習題 298
第8章 服役環(huán)境影響下的飛機結構強度 299
8.1 飛機的服役環(huán)境與壽命指標 299
8.1.1 軍用飛機的服役環(huán)境 299
8.1.2 飛機結構的壽命指標 302
8.2 飛機金屬結構的腐蝕 303
8.2.1 金屬材料的腐蝕機理303
8.2.2 飛機金屬結構的常見腐蝕類型 307
8.2.3 飛機腐蝕的一般規(guī)律 313
8.2.4 腐蝕損傷對結構壽命的影響 315
8.2.5 飛機的腐蝕預防、檢查與修理 315
8.3 飛機非金屬材料結構的老化 322
8.3.1 高分子材料的老化機理 322
8.3.2 飛機非金屬材料結構的老化類型及使用要求 325
8.4 濕熱環(huán)境影響下的復合材料結構強度 328
8.4.1 濕熱環(huán)境對復合材料物理性能的影響 328
8.4.2 濕熱環(huán)境對復合材料力學性能的影響 330
8.4.3 濕熱環(huán)境對復合材料破壞模式的影響 331
8.4.4 濕熱老化效應 331
8.5 熱環(huán)境影響下的飛機結構強度 334
8.5.1 飛機上的熱源及其產生的影響 334
8.5.2 受熱結構的蠕變 336
8.5.3 受熱結構的疲勞強度 339
8.6 飛機結構安全壽命包線的基本原理與應用方法 341
8.6.1 飛機結構壽命包線的基本概念與內涵 342
8.6.2 飛機結構壽命包線的建立方法 347
8.6.3 基于壽命包線的結構剩余壽命預測方法 349
8.6.4 基于壽命包線的飛機服役使用壽命調控 352
習題 353
第9章 飛機結構的動強度 355
9.1 振動基礎理論簡介 355
9.1.1 單自由度系統(tǒng)的振動 355
9.1.2 多自由度系統(tǒng)的振動 361
9.1.3 連續(xù)體系統(tǒng)的振動 364
9.2 飛機結構的振動和噪聲環(huán)境 364
9.3 液壓/燃油管系結構的動強度 366
9.3.1 概述 366
9.3.2 管系振動故障模式 367
9.3.3 管系結構振動控制 369
9.3.4 管系振動故障排除 372
9.4 飛機結構的聲疲勞 373
9.4.1 概述 373
9.4.2 結構聲疲勞基本假定 373
9.4.3 聲疲勞分析流程和方法 375
9.4.4 飛機結構的聲疲勞試驗 376
9.5 飛機結構的抖振 377
9.5.1 飛機抖振機理與抖振邊界確定 377
9.5.2 飛機抖振預防和抖振抑制 378
9.6 飛機結構的沖擊 379
9.6.1 概述 379
9.6.2 抗鳥撞設計與驗證 380
9.6.3 抗冰雹設計與驗證 382
9.6.4 發(fā)動機碎片 384
9.6.5 輪胎碎片和跑道碎石 385
9.6.6 結構易損性分析和戰(zhàn)傷模擬試驗 386
9.7 飛機結構的顫振 387
9.7.1 機翼彎扭顫振 387
9.7.2 機翼彎曲副翼偏轉顫振 389
9.7.3 嗡鳴 391
9.8 起落架結構的動強度 391
9.8.1 起落架緩沖性能分析和落震試驗 391
9.8.2 起落架擺振穩(wěn)定性設計和驗證 394
習題 395
第10章 飛機結構修理中的強度分析 397
10.1 飛機機體結構修理的原則 397
10.2 等強度原則在修理中的應用 398
10.2.1 計算載荷的確定 398
10.2.2 機體結構典型構件修理強度計算 399
10.3 修理中的飛機結構疲勞強度分析 409
10.4 飛機結構戰(zhàn)時維修中的強度分析 416
10.4.1 飛機戰(zhàn)時維修的特點 416
10.4.2 飛機結構戰(zhàn)傷評估 418
10.4.3 飛機結構戰(zhàn)傷維修方法 422
10.5 復合材料結構的修理 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
習題 430
第11章 飛機結構地面強度試驗 432
11.1 飛機地面強度試驗的意義和依據(jù) 432
11.1.1 飛機地面強度試驗的意義 432
11.1.2 飛機地面強度試驗的依據(jù) 433
11.2 飛機地面強度試驗發(fā)展概況 433
11.2.1 靜強度試驗發(fā)展概況 434
11.2.2 疲勞試驗發(fā)展概況 435
11.2.3 動力學試驗發(fā)展概況 436
11.2.4 熱強度試驗發(fā)展概況 440
11.3 飛機地面強度試驗分類 442
11.3.1 專業(yè)分類 442
11.3.2 性質分類 443
11.3.3 尺度分類 443
11.4 飛機地面強度試驗流程 443
11.4.1 試驗規(guī)劃 443
11.4.2 試驗設計 443
11.4.3 試驗安裝 444
11.4.4 試驗調試 444
11.4.5 試驗過程 444
11.4.6 試驗總結 445
習題 445
參考文獻 446