實用飛機結構應力分析及尺寸設計 [Airframe Stress Analysis And Sizing] 下載 mobi epub pdf 電子書 2024

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內容簡介

　　本書對飛機結構應力分析及尺寸設計進行瞭詳細係統的介紹，闡述瞭飛機結構應力分析的設計方法及具體結構的尺寸設計細節。全書共17章，其內容包括緒論，飛機結構尺寸設計工作，外載荷，材料的選擇，結構分析，梁的應力，闆殼，盒形梁，壓杆的穩定，薄闆屈麯，剪切闆，開口，承壓壁闆，損傷容限壁闆，結構補救與修理，以及結構試驗方案，基本涵蓋瞭飛機結構尺寸設計中的主要問題。
　　本書主要供航空工程技術人員和結構工程師參考，也可作為航空高等院校教材參考用書。
　　作者簡介：牛春勻教授一直從事金屬和復閤材料飛機結構研究及谘詢工作，曾是洛剋希德航空係統公司的高級研發主管工程師，現任(美國)AD飛機結構谘詢公司總經理。
　　牛教授在航天器結構和飛機結構的分析與設計方麵有30多年的工作經驗。在洛剋希德，曾任部門主任和規劃主任，負責結構布置與各種結構計劃工作，其中包括金屬和復閤材料創新結構設計，這些結構可用在現在和(或)將來的先進戰鬥機和先進運輸機上。在洛剋希德工作期間，他深入參與初步設計各個方麵的工作，其中包括飛機總體布局、結構布置、結構形式選擇以及適航等內容。他是L-1011的主任工程師，負責機翼和尾翼的應力分析工作。他還於1966年和1968年，在波音公司先後做過波音727和波音747兩架飛機的應力分析工程師。
　　牛教授的主要著作有三部：AIRFRAMESTRUCTURALDESIGN(1988)，COMPOSITEAIRFRAMESTRUCTURES(1992)以及AIRFRAMESTRESSANALYSISANDSIZING(1997)。此外，他還編寫瞭洛剋希德復閤材料設計指南和復閤材料製圖手冊。他先後於1973年和1986年獲得洛剋希德成就奬和成果卓越奬，並在1973年列入WhosWho航空專傢名錄。
　　牛教授是北京航空航天大學的顧問教授，以及南京航空航天大學、西北工業大學和瀋陽航空工業學院的客座教授。
　　牛教授在洛杉磯加州大學講授“飛機結構設計與修理”、“復閤材料飛機結構”以及“飛機結構應力分析與尺寸布置”等工程短訓課程。
　　牛教授1962年畢業於中國颱灣中原大學土木工程專業，獲學士學位；1966年在美國懷俄明大學獲土木工程專業碩士學位。

作者簡介

　　牛春勻，教授，一直從事金屬和復閤材料飛機結構研究及谘詢工作，曾是洛剋希德航空係統公司的高級研發主管工程師，現任（美國）AD飛機結構谘詢公司總經理。
　　牛教授在航天器結構和飛機結構的分析與設計方麵有30多年的工作經驗。在洛剋希德，曾任部門主任和規劃主任，負責結構布置與各種結構計劃工作，其中包括金屬和復閤材料創新結構設計，這些結構可用在現在和（或）將來的先進戰鬥機和先進運輸機上。在洛剋希德工作期間，他深入參與初步設計各個方麵的工作，其中包括飛機總體布局、結構布置、結構形式選擇以及適航等內容。他是L-1011的主任工程師，負責機翼和尾翼的應力分析工作。他還於1966年和1968年，在波音公司先後做過波音727和波音747兩架飛機的應力分析工程師。
　　牛教授的主要著作有三部：AIRFRAMESTRUCTURALDESIGN（1988），COMPOSITEAIRFRAMESTRUCTURES（1992）以及AIRFRAMESTRESSANALYSISANDSIZING（1997）。此外，他還編寫瞭洛剋希德復閤材料設計指南和復閤材料製圖手冊。他先後於1973年和1986年獲得洛剋希德成就奬和成果卓越奬，並在1973年列入WhosWho航空專傢名錄。
　　牛教授是北京航空航天大學的顧問教授，以及南京航空航天大學、西北工業大學和瀋陽航空工業學院的客座教授。
　　牛教授在洛杉磯加州大學講授“飛機結構設計與修理”、“復閤材料飛機結構”以及“飛機結構應力分析與尺寸布置”等工程短訓課程。
　　牛教授1962年畢業於中國颱灣中原大學土木工程專業，獲學士學位；1966年在美國懷俄明大學獲土木工程專業碩士學位。

內頁插圖

目錄

縮寫詞、首字母縮寫詞及術語
第1章 緒論
1.1 概述
1.2 優化設計討論
1.3 結構重量
1.4 針對製造的設計
參考文獻

第2章 尺寸設計工作
2.1 概述
2.2 初步尺寸設計
2.3 産品應力分析
2.4 正式應力分析報告
2.5 符號規定的選擇
2.6 載荷傳遞路徑和分離體圖
2.7 製圖公差
2.8 安全裕度
2.9 剛度要求
2.10 討論

第3章 外載荷
3.1 概述
3.2 結構設計準則
3.3 重量及平衡
3.4 飛行載荷
3.5 地麵載荷
3.6 動載荷
3.7 操縱麵
3.8 機身增壓載荷
3.9 機翼燃油壓力載荷
3.10 其他載荷
3.11 商用運輸機的載荷狀態小結
參考文獻

第4章 材料的選擇
4.1 概述
4.2 應力——應變麯綫
4.3 材料許可值
4.4 適航要求
4.5 斷裂韌性和裂紋擴展速率
4.6 材料的應用
4.7 選材程序
參考文獻

第5章 結構分析
5.1 鬍剋定律
5.2 主應力
5.3 平衡與協調
5.4 靜定結構
5.5 靜不定（冗餘）結構
5.6 有限元建模
參考文獻

第6章 梁的應力
6.1 梁理論
6.2 截麵特性
6.3 對稱截麵和非對稱截麵的彎麯
6.4 塑性彎麯
6.5 梁的剪應力
6.6 剪心
6.7 楔形梁
6.8 扭轉
6.9 盒形梁的壓塌載荷
參考文獻

第7章 闆殼
7.1 引言
7.2 闆
7.3 圓柱殼
7.4 半球形殼
7.5 蜂窩闆
參考文獻

第8章 盒形梁
8.1 概述
8.2 扭矩引起的剪流
8.3 單閉室盒形梁（雙桁條截麵）
8.4 單閉室盒形梁（多桁條截麵）
8.5 雙閉室盒形梁
8.6 變截麵盒形梁
8.7 剪滯效應
參考文獻

第9章 連接件和接頭
9.1 引言
9.2 緊固件
9.3 連接
9.4 偏心連接
9.5 角闆連接
9.6 焊接連接
9.7 膠結連接
9.8 耳片分析
9.9 拉伸接頭
9.10 拉伸角片
9.11 間隙和墊片的使用
9.12 疲勞的考慮
參考文獻

第10章 壓杆的穩定
10.1 前言
10.2 歐拉方程（長的壓杆）
10.3 階形杆
10.4 變截麵錐形杆
10.5 梁的橫嚮失穩
10.6 壓彎構件
10.7 局部失穩應力
10.8 壓杆整體失穩和局部失穩的相互影響
參考文獻

第11章 薄闆屈麯
11.1 概述
11.2 一般屈麯公式
11.3 平闆屈麯
11.4 麯闆屈麯
11.5 聯閤載荷作用
參考文獻

第12章 剪切闆
12.1 引言
12.2 抗剪腹闆
12.3 純對角張力腹闆
12.4 對角張力平腹闆
12.5 對角張力麯闆
12.6 末端閉室和對接處的對角張力效應
參考文獻

第13章 開口
13.1 引言
13.2 腹闆不加強的剪切梁
13.3 腹闆加強的剪切梁
13.4 開口用環形加強闆加強的腹闆
13.5 彎麯加強闆加強的腹闆開口
13.6 深剪切梁口框加強開口
13.7 軸嚮載荷作用下濛皮一桁條壁闆上的開口
13.8濛皮一桁條麯麵壁闆上的大開口
參考文獻

第14章 壓縮壁闆
14.1 概述
14.2 有效寬度
14.3 鉚釘之間的濛皮屈麯
14.4濛皮一長桁壁闆
14.5 堅固的整體一加筋壁闆
14.6 無凸緣整體一加筋壁闆
參考文獻

第15章 損傷容限拉伸壁闆
15.1 簡介
15.2 應力循環和載荷譜
15.3 結構壽命預測（安全壽命）
15.4 結構裂紋擴展（檢查周期）
15.5 剩餘強度（破損一安全設計）
15.6 組閤梁的剩餘強度
參考文獻

第16章 結構補救與修理
16.1 引言
16.2 結構補救
16.3 補救案例
16.4 修理時要考慮的因素
16.5 修理案例
16.6 腐蝕損傷的修理
16.7 濛皮一桁條壁闆的修理
16.8 結構改裝
參考文獻

第17章 結構試驗方案
17.1 介紹
17.2 試驗載荷譜
17.3 應變片
17.4 疲勞試驗壁闆試樣
17.5 壓縮試驗壁闆試樣
17.6 剪切試驗壁闆試樣
17.7 主要連接試樣
參考文獻
習題

附錄A 常用單位換算
附錄B 緊固件
附錄C 常用截麵特性
附錄D 梁的常用公式
附錄E 計算機輔助工程（CAE）

精彩書摘

　　飛機總重對於設計載荷的另一個顯著的影響就是當飛機以給定下沉速度接地時，施加在起落架上的垂直載荷。用於結構設計的總重是由飛機的任務要求確定的。任務要求和／或設計標準詳細描述瞭在考慮到飛機運行的各個階段後，燃油、有效載荷的最大值和最小值。典型的飛機主要設計重量為：
　　·起飛總重——執行指定任務的最大起飛重量，一般認為是飛機裝滿燃油及最大有效載荷情況下的重量，有時會因為具體設計要求而有所變化。在滑行狀態和飛行條件下考慮起飛總重，但是不要求設計的飛機在此重量下降落。
　　·設計著陸重量——著陸時的最大重量。飛機按預定降落時，有理由認為耗盡瞭預定應消耗的燃油。在設計飛機結構時不能要求飛機在高於設計著陸重量時著陸。多數飛機上都有放油設備，飛機重量可以在緊急著陸時很快降低到設計重量。在著陸時，考慮機翼和機身嚮下彎麯是很重要的。
　　·空油重量——飛機上沒有燃料時的最大重量。對於設計重量來說，這個多少令人疑惑的概念在結構中很常見，因為屬於描述性的。空油重量包括空機重量、運行必需項目（機組人員、發動機滑油等）、貨物和／或乘客。這種狀態通常對於機翼上彎是至關重要的。
　　在形成設計準則期間要綜閤考慮所有的設計重量。根據過去的經驗，嘗試確定設計重量水平，包含初步設計和最終設計時飛機總重的正常增加；也包括未來飛機重量的增加（有時高達初始飛機總重的30%）。但也不能超過太多，否則對設計不利。
　　3.3.3重心包綫
　　要綜閤考慮設計重量和飛機重心位置。可以用圖錶示重心隨設計重量的變化。包綫包含瞭設計確定的所有極限狀態。在設置重心極限時可以包括在設計過程中發生變化而導緻的極限狀態。典型的重心包綫如圖3.3.2所示。

前言/序言

　　這本書旨在為進行飛機和其他航空器結構尺寸設計的工程技術人員提供必要的數據和程序支持。書中的各種材料性能數據絕大部分來源於政府機構的相關齣版物，如NACA報告和一些技術文獻資料。當然，如果讀者對材料強度和結構分析的基本概念不是十分通曉，可能會對本書的內容理解不夠全麵深入；本書作者假設讀者對相關學科已經比較熟悉，因而，這些相關基礎知識不再贅述。為保持本書結構緊湊，文中僅保留瞭與飛機結構相關的數據和技術資料。鑒於現代飛機結構主要是金屬結構，本書集中考慮瞭金屬結構的布局問題。讀者在進行飛機結構布局過程中，可以參考書中的一些材料性能許用數據和結構布局分析案例。
　　本書內容盡可能循序漸進，許多章節包含瞭大量的數值計算例題，以便於驗證分析方法，正確使用設計數據和／或設計麯綫，使飛機結構工程師真實體會如何纔能獲取一個結構效率最高的結構。飛機結構工程師通過閱讀本書，可以初步瞭解飛機結構布局過程中的應力分析工作內容。如何將材料強度理論和作者豐富的實踐經驗應用於工程實際是本書的重點內容。而做到飛機結構理論和實踐應用並重，則依賴於擁有大量支持結構分析理論的試驗數據。
　　飛機結構分析問題通常涉及到薄闆（或厚闆）和加筋闆的屈麯和局部失穩。薄闆屈麯設計是機體結構分析中最重要的一項工作。20世紀40年代以來的NACA報告提供瞭該研究領域大量的技術資料和設計數據。目前，結構工程師在機體結構應力分析工作中仍在利用這些技術資料和數據作為設計依據。
　　在全麵考慮靜強度、疲勞強度、破損一安全要求、損傷容限和經濟成本影響的情況下，通過仔細選擇結構布局形式和材料而獲取一個最終的設計優化方案是本書最重要的內容。書中以圖錶和麯綫形式提供瞭大量來自於過去的經驗和／或試驗結果的材料性能數據，用於金屬機體尺寸設計。本書的另一個目的是幫助結構工程師全麵迴顧從飛機設計製造（包括零部件的使用維護）經驗教訓中得到的數據資料，以指導設計具有結構完整性和重量效率的飛機結構。
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正在學習之中，內容還可以

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裏麵有很多實際結構的算例，完全可以當作工程手冊來使用。

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工程設計人員必備工程設計人員必備

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例題多，適閤循序漸進的學習。

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