飞机结构强度分析和设计基础 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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邱志平，王晓军 著

图书标签:

• 飞机结构
• 结构强度
• 结构分析
• 航空工程
• 飞行器设计
• 有限元分析
• 材料力学
• 结构设计
• 航空材料
• 结构可靠性

出版社： 北京航空航天大学出版社

ISBN：9787512404793

版次：1

商品编码：10926299

包装：平装

开本：16开

出版时间：2012-01-01

用纸：胶版纸

页数：238

字数：347000

正文语种：中文

内容简介

《飞机结构强度分析和设计基础》是关于飞机结构强度分析与设计的基础性和专门性的教材，全面系统地介绍飞机结构设计思想演变过程中飞机静强度设计、疲劳设计、损伤容限／耐久性设计和可靠性设计等的基本原理、基本方法以及在飞机设计中的一些实际应用，具有内容全面、理论性强以及与工程实际相结合的特点。
《飞机结构强度分析和设计基础》可作为高等院校本科生、研究生的教材，并对从事飞机结构和强度设计的技术人员具有重要的使用价值，也可作为飞机研究设计部门工程技术人员的培训教材。

目录

第1章 绪论
1.1 现代飞机的分类和对不同类型飞机的要求
1.2 飞机结构设计过程简介
1.3 飞机结构设计方法概述
1.4 现代飞机结构的综合设计思想
习题

第2章 飞机结构强度设计基础
2.1 静强度设计
2.2 气动弹性设计
2.3 疲劳安全寿命设计
2.4 安全寿命／破损一安全设计
2.5 经济寿命／损伤容限设计
2.5.1 损伤容限设计方法
2.5.2 耐久性设计方法
2.6 可靠性设计
习题

第3章 飞机的载荷
3.1 作用在飞机结构上的主要外力
3.2 典型飞行情况和过载系数
3.2.1 水平等速直线飞行情况
3.2.2 垂直平面内机动飞行情况
3.2.3 水平平面内机动飞行情况
3.2.4 大气紊流中的飞行载荷
3.3 飞行包线和相应参数的确定
3.3.1 飞机外载的主要相关参数
3.3.2 对称机动飞行包线
3.3.3 突风过载飞行包线
3.4 设计载荷与安全系数
习题

第4章 飞机结构疲劳设计
4.1 疲劳设计概念
4.1.1 断裂机理
4.1.2 材料疲劳性能曲线
4.1.3 疲劳特性图
4.1.4 影响疲劳强度的因素及相应改进措施
4.2 疲劳设计
4.2.1 疲劳设计准则
4.2.2 疲劳设计原理
4.2.3 疲劳寿命估算方法
习题

第5章 损伤容限设计方法
5.1 损伤容限设计思想
5.1.1 基本概念
5.1.2 与安全寿命设计方法的区别
5.1.3 与断裂力学的关系
5.2 飞机损伤容限设计的内容和方法
5.2.1 损伤容限设计要点
5.2.2 损伤容限设计步骤
5.2.3 损伤容限设计内容
5.3 结构剩余强度分析
习题

第6章 耐久性设计方法
6.1 耐久性设计概述
6.2 概率断裂力学方法
6.2.1 概率断裂力学方法的基本思想和基本假设
6.2.2 概率断裂力学的一般步骤
6.2.3 原始疲劳质量模型（IFQ）
6.2.4 通用EIFS分布
6.2.5 使用期裂纹扩展控制曲线（SCGMC）
6.2.6 裂纹超越数
6.2.7 损伤度评估与经济寿命预测
……
第7章 飞机结构可靠性设计
第8章 飞机复合材料结构设计
第9章 飞机结构的先进设计技术
参考文献

前言/序言

本书将带您深入探索工程领域至关重要的一环——结构强度分析与设计。我们将从基础概念出发，逐步构建起理解复杂结构行为的知识框架。 在本书的开篇，我们将首先考察结构分析的基本原理。这包括对荷载的分类（如静载、动载、热载等）及其作用方式的详细阐述，以及应力和应变这两个核心概念的深入剖析。我们将借助数学模型，理解材料在外部作用下发生的形变以及内部抵抗变形的力量。本书将清晰地介绍各种基本杆件的力学行为，例如轴向受力杆、弯曲梁以及扭转轴，并推导其应力应变关系，为后续更复杂的分析打下坚实基础。 接着，我们将进入材料力学的范畴。本书会详细介绍各类常用工程材料的力学性能，包括弹性模量、泊松比、屈服强度、抗拉强度、疲劳极限和断裂韧性等关键参数。我们将探讨材料在不同加载条件下的表现，例如塑性变形、疲劳破坏以及断裂机理。此外，书中还会涵盖材料的失效准则，如最大应力理论、最大应变理论、Von Mises屈服准则以及Mohr-Coulomb准则等，帮助读者判断结构是否会发生失效，并为失效的预防提供理论依据。 理解了材料的特性后，我们将转向结构分析的数值方法。有限元法（FEM）作为一种强大的工程分析工具，将在本书中得到详细介绍。我们将阐述有限元法的基本思想，包括区域离散化、单元形函数、刚度矩阵的建立以及求解方程组等过程。书中将通过实例演示，说明如何利用有限元软件进行应力、应变和位移的计算，以及如何解读分析结果。此外，本书还会触及其他数值分析方法，如边界元法（BEM）和离散单元法（DEM），并简要介绍它们的适用范围和特点。 在结构分析方法掌握之后，本书将重点关注结构设计原则与方法。我们将探讨如何根据实际工程需求，选择合适的结构形式和材料，并运用前面学到的分析方法进行初步设计。书中将详细介绍强度设计、刚度设计和稳定性设计的理念和具体方法。例如，在强度设计方面，我们将学习如何根据材料的许用应力或疲劳寿命来确定构件的尺寸；在刚度设计方面，我们将学习如何限制结构的变形以满足使用要求；在稳定性设计方面，我们将探讨如何防止结构在临界荷载下发生失稳，例如压杆失稳的欧拉公式及其应用。 此外，本书还将深入探讨疲劳设计和断裂力学。疲劳是工程结构中最常见的失效模式之一，我们将详细讲解疲劳的产生机理，影响疲劳寿命的因素，以及进行疲劳寿命评估的方法。本书将介绍S-N曲线、Miner线性损伤累积定律等概念，并提供相应的计算实例。在断裂力学部分，我们将介绍裂纹扩展的机理，裂纹尖端的应力集中效应，以及断裂韧性等参数，帮助读者理解和预测结构在存在裂纹时的失效行为。 本书还会涵盖结构优化的概念和技术。我们将探讨如何通过调整结构参数，在满足强度、刚度和稳定性等要求的前提下，最小化结构的重量或成本。书中将介绍一些常见的优化算法，如梯度法、遗传算法等，并演示它们在结构设计中的应用。 最后，本书将在特定工程领域中的结构强度分析与设计进行展望。虽然本书聚焦于基础原理，但将简要介绍这些原理如何在更广泛的工程领域中得到应用，例如桥梁、建筑、机械设备以及高科技产品的结构设计等，启发读者将所学知识迁移到实际工程问题中。 总而言之，本书旨在为读者提供一个全面而深入的结构强度分析与设计知识体系，从理论基础到数值方法，再到实际设计应用，帮助读者掌握评估和提升结构安全性和可靠性的关键技能。

评分☆☆☆☆☆

这本书在结构可靠性分析方面，也存在着严重的不足。在航空工程领域，结构的可靠性是衡量其安全性的重要指标，尤其是在面对不确定性因素时。然而，这本书对于如何量化和评估飞机结构的可靠性，却几乎没有提供任何深入的讲解。我期望书中能够详细介绍结构可靠性分析的方法，例如基于概率的结构设计（PFSD），如何考虑材料性能、载荷、制造工艺等各种不确定性因素，并如何计算结构的失效概率。书中还应该阐述如何通过设计优化来提高结构的可靠性，例如通过冗余设计、增加安全裕度等。此外，书中对于如何利用蒙特卡洛模拟、高级可靠性方法（如ASEP、FORM/SORM）等数值工具来求解可靠性问题，也应该有所涉及。一本真正意义上的“飞机结构强度分析和设计基础”的书，不应回避结构可靠性这个核心概念，而应提供切实可行的分析方法和设计准则，帮助读者理解如何在复杂多变的工程环境中，设计出安全可靠的飞机结构。

评分☆☆☆☆☆

我对这本书的失望之处还在于，它在关于材料选择和应用的部分，显得极其肤浅，几乎没有触及到现代飞机制造中广泛使用的复合材料。一本“飞机结构强度分析和设计基础”的书，竟然在材料篇幅中，仍旧以传统的金属材料为主，而对航空领域日益重要的碳纤维增强复合材料（CFRP）、玻璃纤维增强复合材料（GFRP）等，只是寥寥几笔带过，甚至完全不提及。我本期待书中能详细介绍这些复合材料的力学性能，例如其各向异性特点、高比强度、高比刚度等优势，以及在设计和分析时需要注意的特殊性。例如，书中应该讲解如何根据纤维方向、铺层顺序来设计复合材料构件的力学行为，如何分析复合材料的层合板理论，以及如何进行复合材料的损伤容限设计和疲劳分析。此外，书中对于复合材料的制造工艺、连接方法（如铆接、粘接）以及相关的检测技术，也应有所涉及。忽视了复合材料，就等于忽视了现代飞机设计和制造领域最重要的技术发展方向之一，这本书也就失去了其作为“基础”教材的真正价值，无法为读者提供与时俱进的知识。

评分☆☆☆☆☆

这本书在数值模拟方法论述上的局限性，也让我感到相当失望。作为一本“飞机结构强度分析和设计基础”的书，我期望它能够详细讲解有限元分析（FEA）等数值模拟方法的原理、应用和注意事项。书中应该深入剖析有限元法的基本概念，例如单元类型、插值函数、单元刚度矩阵的建立，以及整体刚度矩阵的组装和求解过程。更重要的是，书中应该强调在进行有限元分析时，如何进行网格划分，如何选择合适的单元类型，如何施加边界条件和载荷，以及如何进行结果的后处理和验证。此外，对于如何利用数值模拟来分析结构的静力学、动力学、屈曲、模态等行为，也应有详细的指导。如果书中只是笼统地提到“数值模拟很重要”，而没有提供任何关于如何正确有效地应用这些强大工具的实质性内容，那么它就无法真正帮助读者掌握结构分析的必备技能，也无法让他们理解如何利用这些工具来解决实际工程问题。

评分☆☆☆☆☆

更为令人难以接受的是，这本书在讨论结构减重和轻量化设计方面，显得相当滞后，甚至可以说毫无建树。在当前航空制造业追求极致效率和性能的背景下，结构的轻量化是降低油耗、提高载荷能力的关键。然而，这本书对于如何有效地实现结构减重，却几乎没有提供任何有价值的参考。我期望书中能够详细介绍各种轻量化设计策略，例如拓扑优化、仿生设计、以及应用高强度轻质材料等。书中应该展示如何通过先进的数值模拟工具，对现有结构进行优化，去除冗余的材料，同时保证结构的强度和刚度。此外，书中对于如何利用蜂窝结构、点阵结构等新型轻质构件来提升结构的承载效率，以及如何通过增材制造（3D打印）技术来设计和制造复杂轻质结构，也应有所阐述。一本真正具有前瞻性的“飞机结构强度分析和设计基础”的书，绝不能停留在传统的结构设计理念上，而应该积极拥抱新兴的设计方法和制造技术，为读者提供如何在保证安全性的前提下，实现结构轻量化的有效途径。

评分☆☆☆☆☆

令人费解的是，这本书对结构健康监测（SHM）这个在现代飞机维护中越来越重要的领域，几乎是只字未提。我原本期望一本关于“飞机结构强度分析和设计基础”的书，能够对如何通过集成传感器、数据处理和智能算法，实时监测飞机结构的健康状况，进而预测和诊断潜在的损伤，有一个详细的介绍。书中应该探讨不同类型的传感器（如应变片、加速度计、光纤传感器）在结构健康监测中的应用，以及如何通过数据融合和模式识别技术，从海量传感器数据中提取有用的信息，从而实现对结构损伤的早期预警。此外，书中还应该讨论结构健康监测在延长飞机寿命、优化维修策略、提高飞行安全方面的价值。如果一本关于飞机结构的书，完全忽略了这一能够显著提升飞机整体安全性和经济性的关键技术，那么它的“基础”性就大打折扣，无法满足现代航空工程对技术发展的需求。

评分☆☆☆☆☆

这本书在阐述飞机结构设计原则时，似乎过于侧重于理论推导，而对工程实践中的经验和创新几乎没有提及。一本“飞机结构强度分析和设计基础”的书，本应是理论与实践相结合的典范。然而，这本书在讲解诸如“载荷路径”、“刚度设计”、“连接设计”等基础概念时，更多的是罗列各种公式和理论模型，却鲜有提及这些原则在实际飞机设计中的应用案例，以及设计师们是如何根据具体需求进行权衡和取舍的。我期望书中能够穿插更多来自实际工程的案例，例如不同飞机型号的设计亮点、关键结构的优化思路、以及设计师在面对挑战时所采取的创新方法。同时，书中对于如何将先进的设计理念，如数字化设计、参数化设计、以及基于模型的定义（MBD）等，融入到实际的飞机结构设计流程中，也应该有所探讨。如果仅仅是理论的堆砌，而缺乏工程实践的佐证和创新的启发，那么这本书的“基础”意义便会大打折扣，无法真正激发读者对飞机结构设计的兴趣和创造力。

评分☆☆☆☆☆

令人费解的是，这本书在谈到结构设计时，似乎完全忽略了空气动力学载荷的动态特性。作为一本“飞机结构强度分析和设计基础”的书，我期望它能深入讲解在飞行过程中，飞机结构所承受的各种动态气动载荷，例如由于襟翼、缝翼等操纵面运动引起的瞬态气动压力变化，或者由于阵风、机动飞行带来的气动载荷波动。这些动态载荷往往比静态载荷更加复杂，且对结构的影响更为显著，可能导致结构的共振、颤振等问题。书中本应包含如何精确计算和模拟这些动态气动载荷的方法，并阐述这些载荷如何作用于飞机结构，以及如何通过结构设计来抵抗这些动态效应。例如，书中应该讨论如何根据飞行速度、高度、攻角等参数，计算不同飞行状态下的气动载荷分布，以及如何考虑载荷的频率特性，与结构的固有频率进行对比，以避免共振。一本真正具有指导意义的飞机结构教材，绝不能仅仅停留在静态载荷的分析层面，而应该将动态气动载荷的分析和设计作为核心内容之一，详细阐述其对结构安全性、稳定性和操纵性的重要影响，以及如何通过结构优化来提升飞机的气动-结构耦合性能。

评分☆☆☆☆☆

更为令人遗憾的是，这本书在涉及到非线性分析方面，显得格外薄弱。飞机结构在某些极端工况下，例如大变形、材料塑性行为、或者接触力学等，会表现出明显的非线性特征。而这本书，对于如何进行非线性结构分析，几乎没有提供任何深入的讲解。我期望书中能够详细介绍非线性分析的基本原理，包括几何非线性和材料非线性的概念，以及如何通过迭代求解方法来处理这些非线性问题。书中还应该阐述在进行非线性分析时，需要注意的关键点，例如步长选择、收敛准则的设置，以及如何解释非线性分析的结果。此外，书中对于如何利用非线性分析来评估结构的极限承载能力、分析碰撞载荷、或者研究材料的塑性变形行为，也应该有所涉及。忽视非线性分析，就无法准确预测飞机结构在复杂工况下的真实响应，也就难以确保其在极端条件下的安全性。

评分☆☆☆☆☆

一本关于“飞机结构强度分析和设计基础”的书，竟然没有关于应力集中效应的深入探讨？我真是大跌眼镜。这本书号称是基础，但连最基本、最常见的应力集中问题都一带而过，这让我不禁怀疑其“基础”的定义。我期望的“基础”应该是涵盖材料在受力时的局部应力增强现象，例如孔洞、缺口、圆角过渡等几何形状变化处，应力会显著高于平均应力。书中应该详细讲解这些应力集中系数的计算方法，比如如何根据几何形状和加载条件来确定，并且最好能配以实际工程案例，展示应力集中对飞机结构疲劳寿命和断裂韧性的巨大影响。例如，在蒙皮上的螺栓孔、翼梁上的起落架连接处、或者机身框架的转角处，这些都是典型的应力集中区域。一本好的基础教材，应该能引导读者理解，为何在设计这些关键部位时，需要格外小心，甚至采取一些特殊的设计措施来减缓应力集中，例如采用圆角过渡、打磨倒角、或者使用特殊材料。如果书中仅仅提到了“应力集中是一个需要考虑的因素”，却没有提供任何实质性的分析方法或设计指导，那么它就未能真正履行其作为“基础”的职责，对于初学者来说，无疑是巨大的缺失，让他们在面对实际工程问题时，会感到无所适从，无法有效识别和解决潜在的结构风险。甚至，书中对于应力集中造成的疲劳裂纹萌生机制的解释也显得苍白无力，未能深入剖析其微观过程，让人难以建立起对疲劳破坏的直观认识。

评分☆☆☆☆☆

我本来满心期待这本书能够详尽地阐述疲劳分析的最新进展和复杂模拟技术，结果发现它对这个至关重要的领域几乎是隻字未提。对于现代飞机结构而言，疲劳寿命的预测和控制是确保飞行安全的关键。一本“飞机结构强度分析和设计基础”的书，竟然对疲劳分析中的各种模型，比如Miner累积损伤理论，或者更先进的基于断裂力学的裂纹扩展模型，都避而不谈，这简直是匪夷所思。我希望书中能够详细讲解不同载荷谱（如起降循环、阵风、机动载荷）对飞机结构造成的累积损伤，以及如何利用这些信息来评估结构的剩余寿命。此外，书中对于如何通过设计来提高结构的抗疲劳性能，例如优化载荷路径、采用抗疲劳材料、或者引入冗余设计等，也应有深入的论述。如果它仅仅提到“疲劳是结构需要考虑的问题”，而没有提供任何计算工具、仿真方法或者设计准则，那么它就无法帮助读者理解如何进行有效的疲劳强度分析和设计。想象一下，一本关于飞机结构的书，却对如何避免飞机因为反复载荷而发生灾难性的断裂这个问题，如此轻描淡写，这让任何一名有责任感的读者都会感到深深的失望。它似乎完全忽视了实际工程中，疲劳问题所带来的巨大挑战和高昂的维修成本，以及对航空安全的潜在威胁。

评分☆☆☆☆☆

可是，每当遇到虚荣时，他总要用言语挑战你，说你的羊角辫还真有乡土风味，起初，我并不赞同，可是每当看到你在人群中格格不入时，心中便不受控制地生出了一种讨厌的感觉。于是我便渐渐的与你疏远了，和虚荣的交往越来越亲切了。

评分☆☆☆☆☆

辫子，伸出你的手，给我，让我们一起再数星星，摸摸鱼，拽拽云。

评分☆☆☆☆☆

虚荣一如既往的和我密切交往着，但是我身边的人却一个个离我而去。当我非常迷惑地问他们为什么时，他们回答说：“你变了，就连诚信都离你而去，我们为什么还要呆在你的身边。”

评分☆☆☆☆☆

那些日子，真好。一起数着天上的星星，寻找着最亮的一颗，计算着牛郎织女相遇的日子；一起拽着云，飘到最美丽的地方，看着鸟儿的家在哪儿；一起舔着棉花糖，看着彼此的脸，傻傻发笑。

评分☆☆☆☆☆

虚荣一如既往的和我密切交往着，但是我身边的人却一个个离我而去。当我非常迷惑地问他们为什么时，他们回答说：“你变了，就连诚信都离你而去，我们为什么还要呆在你的身边。”

评分☆☆☆☆☆

在强度设计方面，算是不错的教材。至于实际工程设计，另说了。

评分☆☆☆☆☆

《论语》第一句话："学而时习之，不亦说乎？"意思是说，我们学了之后，又不断地温习它，这不是件很快活的事吗？曾子又说："吾日三省吾身，为人谋而不忠乎？与朋友交而不信乎？传不习乎？"曾子每天反省三件事：做事、对人，是不是有不忠心的地方？与朋友交往，说话是不是没有算话？读书是不是没温习？孔子和曾子都提出"習"这个字。"習"字造字的由来，是人们看到刚出生的小鸟，由母鸟教飞，常常飞不好，便摔了下来，会有性命之忧。母鸟用翅膀帮助并逼迫它学飞，一天又一天，慢慢地，学飞成了习惯之后，也就成了自然，它终于能从低处往高处飞了。孔子和曾子提出"習"字，用意在于告诉我们，读书也是习惯的养成。

评分☆☆☆☆☆

检测什么

评分☆☆☆☆☆

养成读书习惯最难