基本信息
作 者：中國飛機強度研究所;郭倩旎;李志偉
責任編輯：郭倩旎李志偉;
出版社：航空工業出版社
I S B N：978-7-5165-0347-8
出版日期：2013年12月
內容簡介
航空結構強度的概念和要求貫穿於航空器研發、生產、改進和使用全過程，強度技術解決結構和系統的強度、剛度、氣動彈性、重量、壽命和維修性等綜合問題，是航空器總體、氣動、系統、工藝及維護等專業和環節不可或缺的基礎技術。相對於其他裝備製造業，航空器研製中強度技術更為重要。 本書從航空器在為人類服務的100餘年的進展中不斷提出的強度問題和解決方法入手，介紹了強度技術在航空器設計、製造和運營中發揮的作用。分別對靜強度、動強度、耐久性/損傷容限、熱強度、環境強度、航空噪聲、結構驗證試驗和結構強度計算技術等方面進行敘述。
目錄
第1章 概述
1.1 概念
1.1.1 航空結構強度
1.1.2 結構強度技術
1.2 結構強度在航空器研製中的地位和作用
1.2.1 航空器研製中結構強度的地位
1.2.2 結構完整性大綱對結構強度任務的總要求
1.2.3 強度規範對結構強度的具體要求
1.2.4 適航性對結構強度的總要求
1.3 結構強度技術發展現狀
1.3.1 飛機結構強度設計思想的發展
1.3.2 結構強度技術體系
1.3.3 結構強度技術現況概要
1.3.4 結構強度技術的研究、試驗能力現狀——設備和設施
1.4 結構強度技術發展趨勢
1.4.1 新材料、新工藝結構靜強度、耐久性/損傷容限分析與試驗驗證技術研究
1.4.2 結構試驗驗證無損檢測和健康監測與使用維護的相關性技術研究
1.4.3 結構動強度設計技術研究
1.4.4 高超聲速飛行器結構完整性研究
1.4.5 特殊結構航空噪聲控制和振動/聲耐久性研究
1.4.6 全尺寸飛機結構及相關係統氣候適應性與可靠性分析與試驗技術
1.4.7 全尺寸飛機結構試驗驗證技術深化研究
1.4.8 計算結構技術深化研究
1.4.9 結構完整性標準、規範和適航符合性深化研究
第2章 靜強度設計與驗證
2.1 靜強度設計與驗證的內容和要求
2.1.1 設計載荷的確定和要求
2.1.2 材料性能和設計許用值的確定和要求
2.1.3 結構應力分析的內容和要求
2.1.4 結構強度和剛度校核的內容和要求
2.1.5 試驗驗證的內容和要求
2.2 結構應力分析的原理和方法
2.2.1 結構應力的有限元分析的原理和方法
2.2.2 結構應力的工程分析原理和方法
2.3 結構強度和剛度校核的原理和方法
2.3.1 薄壁板殼結構的穩定性分析與強度校核
2.3.2 蜂窩夾層結構的設計分析與強度校核
2.3.3 結構連線件的強度分析與校核
2.3.4 開口結構的設計分析與強度校核
2.4 結構強度試驗驗證的原理和方法
2.5 複合材料結構靜強度設計、分析與驗證中的特殊問題簡介
2.5.1 複合材料結構的特點
2.5.2 複合材料結構靜強度設計、分析與驗證中的特殊問題
2.6 結構靜強度設計分析與驗證的發展趨勢
第3章 動強度設計與驗證
3.1 飛機動強度設計與驗證要求
3.1.1 飛機強度規範和標準簡介
3.1.2 動強度設計與驗證要求概述
3.1.3 動強度設計與驗證要求有關說明
3.2 飛機動載荷分析與動力環境預計
3.2.1 飛機動載荷分析
3.2.2 涉及發動機陀螺效應的飛機動載荷
3.2.3 飛機振動環境預計
3.2.4 飛機抖振機理與抖振邊界確定
3.3 結構動力學設計與振動控制設計
3.3.1 結構動力學設計
3.3.2 振動控制設計
3.3.3 抖振預防和抖振抑制
3.3.4 發動機隔振安裝設計
3.4 結構隨機振動疲勞壽命分析
3.4.1 隨機振動過程及其統計特性簡介
3.4.2 隨機振動疲勞分析方法
3.5 飛機動力學特性地面試驗
3.5.1 全尺寸飛機地面振動試驗
3.5.2 飛機氣動伺服彈性地面試驗
3.5.3 高超聲速飛行器結構熱模態試驗
3.6 飛機動力環境試驗
3.6.1 動力環境試驗的分類
3.6.2 動力環境試驗的一般工作程式
3.6.3 結構振動環境與多點靜載荷的複合載入試驗
3.6.4 油箱晃振試驗
3.6.5 炮振試驗
3.6.6 大迎角機動飛行飛機的後機身動態疲勞試驗
3.7 起落架動力學分析與驗證
3.7.1 起落架緩衝性能分析和落震試驗
3.7.2 起落架擺振穩定性設計和驗證
3.7.3 起落架地面滑跑模擬試驗
3.7.4 多支柱起落架等效落震試驗
3.7.5 艦載飛機全機落震試驗
3.8 抗離散源撞擊設計與驗證
3.8.1 離散源撞擊概述
3.8.2 抗鳥撞設計與驗證
3.8.3 抗冰雹設計與驗證
3.8.4 發動機碎片
3.8.5 輪胎碎片和跑道碎石
3.8.6 戰傷評估和戰傷模擬試驗
3.9 飛機結構適墜性設計、評估與驗證技術
3.9.1 飛機結構的適墜性要求
3.9.2 應急著陸適墜性設計、驗證與評估
3.9.3 水上迫降適墜性分析與試驗驗證
3.10 氣動彈性穩定性
3.10.1 氣動彈性力學
3.10.2 顫振
3.10.3 破損—安全氣動彈性穩定性
3.10.4 涉及翼吊發動機陀螺效應的飛機顫振分析
3.10.5 高超聲速飛行器熱顫振
3.10.6 地面模擬熱顫振試驗
第4章 耐久性/損傷容限設計與驗證
4.1 疲勞/斷裂現象與耐久性/損傷容限
4.1.1 疲勞/斷裂現象
4.1.2 結構耐久性與損傷容限設計思想
4.1.3 耐久性/損傷容限設計原則和要求
4.1.4 耐久性/損傷容限設計與驗證範圍
4.1.5 相應的規章和規範
4.2 耐久性/損傷容限設計控制
4.2.1 設計使用（服役）目標
4.2.2 結構設計控制
4.3 耐久性/損傷容限分析評估
4.3.1 耐久性/損傷容限分析評估的目的
4.3.2 分析評估流程
4.3.3 設計載荷/環境譜—設計應力/環境譜
4.3.4 可靠性要求
4.3.5 耐久性分析
4.3.6 損傷容限分析評估
4.4 預發展階段的耐久性/損傷容限試驗
4.4.1 預發展階段耐久性/損傷容限試驗目的
4.4.2 元件試驗
4.4.3 零組件試驗
4.4.4 構件級試驗及其支持剛度模擬
4.4.5 考慮動載荷的耐久性/損傷容限評估方法
4.5 全機結構耐久性/損傷容限驗證試驗
4.6 複合材料結構耐久性/損傷容限評定中的一些特殊問題
4.6.1 複合材料結構特點簡介
4.6.2 複合材料結構的初始缺陷尺寸
4.6.3 複合材料結構的剩餘強度和損傷擴展要求
4.6.4 複合材料結構耐久性/損傷容限試驗
4.6.5 複合材料/金屬混合結構的損傷容限試驗技術
4.7 和耐久性/損傷容限相關的持續適航
4.7.1 概述
4.7.2 持續適航管理要求
4.7.3 單機疲勞壽命監控
4.8 耐久性/損傷容限設計和驗證技術展望
第5章 受熱結構強度設計與驗證
5.1 熱源、熱應力和熱強度驗證
5.1.1 飛行器結構的熱源
5.1.2 氣動加熱
5.1.3 熱衝擊
5.1.4 溫度場和溫度梯度
5.1.5 熱應力
5.1.6 熱對結構強度的影響
5.1.7 受熱結構強度設計與試驗驗證的特點
5.1.8 受熱結構強度設計與試驗驗證的作用
5.2 傳熱學的基本原理和氣動加熱計算
5.2.1 傳熱學的基本原理和方法
5.2.2 氣動加熱計算的原理和方法
5.3 受熱結構強度設計
5.3.1 受熱結構強度設計準則
5.3.2 結構中熱應力計算
5.3.3 熱氣動彈性力學
5.3.4 蠕變設計
5.3.5 受熱結構疲勞強度
5.3.6 熱防護系統強度設計
5.4 受熱結構試驗驗證
5.4.1 受熱結構試驗模擬機理
5.4.2 受熱結構試驗分類
5.4.3 典型的受熱結構試驗
5.5 受熱結構強度設計與試驗驗證發展趨勢
5.5.1 國外超聲速飛行器結構強度與試驗驗證發展情況
5.5.2 氣動加熱/振動/噪聲載荷預計和結構回響一體化分析技術
5.5.3 耐高溫新材料和新結構的強度設計與驗證
5.5.4 超聲速和高超聲速飛行器強度設計準則和結構完整性研究
5.5.5 高溫/振動/噪聲等多環境綜合試驗驗證技術研究
5.5.6 大溫度梯度和快速降溫試驗技術
第6章 航空噪聲與聲疲勞強度
6.1 航空噪聲與聲疲勞問題
6.1.1 航空噪聲問題
6.1.2 飛機結構抗聲疲勞設計要求
6.1.3 機載設備或武器裝備噪聲環境試驗要求
6.1.4 飛機適航噪聲限制
6.1.5 飛機艙內噪聲控制要求
6.2 飛機噪聲源分析
6.2.1 主要噪聲源
6.2.2 發動機動力裝置噪聲
6.2.3 機體噪聲
6.2.4 空腔噪聲
6.3 聲疲勞研究的範圍與內容
6.3.1 聲振載荷環境
6.3.2 飛機結構抗聲疲勞設計、分析與試驗方法
6.3.3 結構聲疲勞基本假定
6.4 飛機結構抗聲疲勞設計與驗證
6.4.1 飛機結構抗聲疲勞設計與驗證流程
6.4.2 飛機結構抗聲疲勞設計與驗證方法
6.5 飛機噪聲控制
6.5.1 飛機噪聲控制概念
6.5.2 動力裝置噪聲控制
6.5.3 艙內噪聲控制
6.5.4 空腔噪聲抑制
6.6 航空聲學實驗室
6.6.1 實驗室概述
6.6.2 低聲強實驗室
6.6.3 高聲強實驗室
6.6.4 氣動聲學實驗室
6.6.5 機身艙段聲學試驗平台
6.6.6 航空材料及聲學校準實驗室
6.7 航空聲學試驗與測試
6.7.1 航空聲學試驗與測試概述
6.7.2 隔聲試驗
6.7.3 吸聲試驗
6.7.4 機身艙段聲學試驗
6.7.5 艙內噪聲測試
6.8 飛機適航噪聲驗證試驗
6.8.1 適航噪聲驗證試驗的必要性
6.8.2 飛機適航噪聲試驗依據
6.8.3 適航噪聲審定測量條件要求
6.8.4 飛行航跡要求及測點位置
6.9 航空噪聲與聲疲勞強度研究發展趨勢
第7章 飛機結構腐蝕/老化試驗驗證
7.1 結構腐蝕/老化控制
7.1.1 結構腐蝕/老化
7.1.2 腐蝕條件對飛機結構壽命的影響
7.1.3 結構腐蝕/老化控制的總體要求
7.1.4 結構腐蝕/老化加速試驗
7.1.5 確定加速腐蝕/老化當量加速關係
7.1.6 結構腐蝕/老化控制的技術途徑
7.1.7 結構腐蝕/老化試驗
7.2 環境譜
7.2.1 影響腐蝕/老化的主要環境因素和特點
7.2.2 環境譜及編制原則
7.2.3 幾種環境譜
7.2.4 載荷/環境譜
7.2.5 飛機機體結構日曆年限評定的載荷/環境譜編制方法
7.3 自然條件下大氣暴露腐蝕/老化試驗
7.3.1 自然暴露試驗及其作用
7.3.2 自然暴露試驗場的選擇
7.3.3 暴露試驗架的安裝
7.4 加速腐蝕/老化試驗
7.4.1 飛機透明構件的實驗室加速老化試驗
7.4.2 飛機防護塗層實驗室加速試驗
7.4.3 腐蝕及腐蝕疲勞試驗
7.4.4 加速腐蝕（老化）試驗設備與裝置
7.5 飛機結構腐蝕/老化試驗驗證的發展趨勢
7.5.1 國內外飛機結構腐蝕/老化試驗驗證發展現狀
7.5.2 國內飛機結構腐蝕/老化驗證研究趨勢
第8章 全尺寸飛機結構驗證試驗
8.1 全尺寸飛機結構強度試驗的意義、依據和資質
8.1.1 全尺寸飛機結構強度試驗的意義
8.1.2 全尺寸飛機結構強度試驗依據的規範和規章
8.1.3 全尺寸飛機結構強度試驗單位的資質和責任
8.2 全尺寸結構強度試驗通用技術及設施
8.2.1 試驗計畫與飛行試驗、批量生產及服役使用的關係
8.2.2 試驗技術檔案與試驗設計
8.2.3 試驗件
8.2.4 試驗件支持和飛機平衡
8.2.5 載荷的施加方法
8.2.6 試驗扣重方法
8.2.7 試驗重大風險分析和規避
8.2.8 試驗主要設備
8.2.9 試驗基礎設施
8.2.10 無損檢測
8.2.11 試驗質量計畫
8.3 全尺寸結構靜強度和剛度試驗
8.3.1 全尺寸飛機結構靜強度試驗的目的
8.3.2 靜強度試驗項目
8.3.3 全尺寸飛機結構靜強度試驗的支持/約束方法
8.3.4 靜強度試驗的順序和程式
8.3.5 對試件的檢查、分析和修理
8.3.6 剛度試驗
8.3.7 靜強度試驗報告
8.4 全尺寸結構耐久性和損傷容限試驗
8.4.1 試驗件
8.4.2 全機疲勞試驗件懸空支持/約束
8.4.3 用同一架飛機進行全尺寸結構耐久性和損傷容限試驗
8.4.4 試驗載荷譜
8.4.5 結構初始缺陷與裂紋容限
8.4.6 結構剩餘強度試驗
8.4.7 關於疲勞試驗壽命分散係數
8.4.8 依據試驗壽命分散係數處理試驗中出現的損傷
8.4.9 廣布疲勞損傷
8.4.10 對試驗件的檢查
8.4.11 試驗件的修理
8.4.12 疲勞和損傷容限試驗報告
8.5 可動機構的可靠性試驗
8.5.1 機構可靠性試驗特點
8.5.2 機構可靠性試驗應注意的問題
第9章 計算結構技術——結構分析與最佳化設計
9.1 計算結構技術概述
9.1.1 計算結構技術的作用
9.1.2 計算結構技術的研究目標
9.1.3 CST軟體的發展歷程
9.2 結構分析
9.2.1 結構分析方法
9.2.2 有限元結構分析
9.2.3 有限元結構分析的建模技術
9.2.4 結構分析的進展
9.3 結構最佳化設計
9.3.1 結構最佳化設計概述
9.3.2 結構最佳化設計的技術基礎
9.3.3 結構最佳化設計的方法
9.3.4 結構最佳化設計的套用
9.3.5 結構最佳化設計的發展趨勢
9.4 CAE軟體
9.4.1 國外CAE軟體的發展
9.4.2 CST在我國航空工業中的發展
9.4.3 MSC/NASTRAN和COMPASS
9.5 CST的發展趨勢
9.5.1 未來工程系統的特徵
9.5.2 新興的計算模式和環境
9.5.3 虛擬產品開發系統和信息技術
9.5.4 重點發展項目
9.5.5 相關任務
參考文獻
