直升机复合材料结构设计PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1．1直升机研制历程与主要技术特征 2

1．2复合材料在直升机上的应用 7

1．3直升机使用环境与结构设计要求 10

直升机使用环境 10

直升机结构设计要求 10

1．4直升机复合材料结构设计特点 11

参考文献 14

旋翼系统篇 16

第2章 旋翼系统设计导论 16

2．1旋翼基本工作原理与结构特点 16

旋翼的功能 16

旋翼基本工作原理 17

西尔瓦的贡献——全铰接式桨毂 20

旋翼结构特点 21

2．2复合材料旋翼桨叶研制概述 22

旋翼桨叶结构设计特点 22

旋翼桨叶设计对材料的要求 24

旋翼桨叶选用复合材料的依据 25

复合材料旋翼桨叶研制历程 27

2．3旋翼桨叶新翼型与新桨尖 29

旋翼桨叶新翼型 29

旋翼桨叶新桨尖 30

2．4旋翼桨毂结构研究进展 31

铰接式和无铰式桨毂 32

无轴承桨毂与球柔性桨毂 33

2．5尾桨结构 34

尾桨的功能与结构型式 34

普通尾桨的问题 35

尾桨的改进与创新 36

参考文献 36

第3章 旋翼桨叶结构设计 38

3．1旋翼桨叶空气动力设计（简介） 38

3．2旋翼桨叶结构设计要求 40

3．3复合材料桨叶结构设计 42

复合材料桨叶结构设计特点 42

桨叶剖面构型设计选择 46

桨叶根部结构型式设计选择 48

3．4复合材料旋翼桨叶制造工艺 50

复合材料旋翼桨叶制造工艺要点 50

旋翼桨叶质量保证 51

桨叶修理 53

3．5桨叶结构设计选材与许用应变确定 53

桨叶结构设计选材原则 53

桨叶结构元件设计选材特点 54

桨叶材料设计许用应变确定 56

3．6桨叶剖面特性控制与调频设计 57

桨叶剖面特性控制设计的基本方法 58

桨叶调频设计的基本方法 58

桨叶调频设计分析实例 59

3．7复合材料旋翼桨叶设计实例 60

轻型直升机旋翼桨叶设计实例 60

C形梁复合材料旋翼桨叶结构设计实例 68

D形梁复合材料旋翼桨叶结构设计实例 81

D形缠绕梁多后段件复合材料旋翼桨叶 90

新颖复合材料旋翼桨叶 92

3．8自适应旋翼桨叶研究简介 97

自适应旋翼的基本含义 97

驱动系统设计方案简介 98

自适应旋翼桨叶设计方案简介 99

参考文献 102

第4章 旋翼桨毂设计 104

4．1复合材料旋翼桨毂的研制 104

旋翼桨毂的功能 104

旋翼桨毂结构设计要求 105

复合材料旋翼桨毂研制 105

4．2层压星形柔性桨毂设计分析 106

层压星形柔性桨毂设计原理 107

层压星形柔性桨毂设计 107

星形柔性桨毂复合材料件设计 109

星形柔性桨毂复合材料件成形工艺特点 112

4．3纤维缠绕中央件桨毂设计分析 114

4．4复合材料柔性元件无轴承旋翼桨毂设计分析 118

无轴承桨毂设计原理 118

无轴承桨毂应用实例 119

柔性臂设计 121

4．5新型旋翼桨毂设计分析 123

新型纤维缠绕桨毂设计分析 123

纤维／弹性轴承旋翼桨毂设计分析 125

球柔性桨毂设计分析 127

“柔性梁”无轴承桨毂设计分析 129

4．6桨毂球面弹性轴承（简介） 131

参考文献 133

第5章 尾桨设计 134

5．1尾桨设计特点 134

5．2无轴承尾桨设计分析 135

5．3涵道尾桨设计分析 137

涵道尾桨设计特点 137

涵道尾桨设计实例 139

带静子涵道尾桨 140

参考文献 141

第6章 旋翼系统结构试验与寿命估算 142

6．1旋翼系统结构试验规划 142

旋翼系统结构设计许用值确定试验 142

旋翼系统结构设计研制试验 144

旋翼系统全尺寸结构验证试验 145

6．2桨叶动态特性测试 145

桨叶剖面刚度特性测量 145

桨叶固有频率与振型测试 149

6．3动部件寿命评估程序与寿命估算方法 153

寿命评估的原始资料 153

全尺寸疲劳鉴定试验与寿命评估程序 155

寿命估算方法 155

6．4复合材料动部件疲劳曲线与安全疲劳极限 161

复合材料疲劳行为特点 161

复合材料S-N曲线方程与疲劳极限 162

等寿命曲线图（Goodman图）与材料工作边界 165

复合材料动部件疲劳曲线 168

动部件中值疲劳极限和标准差 169

动部件安全疲劳极限估计 170

动部件质量保证与安全疲劳极限“截尾”修正 172

动部件工作疲劳曲线与飞行静力修正 175

6．5桨叶结构疲劳试验与安全寿命计算 177

桨叶根部（接头段）全尺寸疲劳试验 177

桨叶叶身（翼型段）全尺寸疲劳试验 179

桨叶全尺寸疲劳试验实例 179

桨叶安全寿命估算 180

6．6旋翼系统动部件损伤容限试验与分析 181

旋翼桨叶弹击损伤容限试验分析 181

层压星形柔性桨毂疲劳／损伤容限试验与分析 182

柔性梁元件弹击损伤剩余寿命试验 187

6．7复合材料桨叶环境试验 188

复合材料桨叶老化试验 188

复合材料桨叶防雷击设计与试验验证 190

参考文献 192

机体结构篇 195

第7章 机体结构设计导论 195

7．1直升机机体结构复合材料应用研究 195

直升机机体结构设计特点 195

复合材料在机体结构上的应用研究 197

7．2复合材料结构设计的一般原则和方法 198

复合材料结构设计特点 198

铺层设计和组件化整体化设计概念 199

复合材料结构设计应考虑的工艺问题 202

复合材料结构设计一般原则 203

复合材料结构设计一般方法 204

7．3机体结构设计选材与设计许用值 207

机体结构设计选材 207

机体结构设计许用值 212

7．4工艺选择与质量控制 212

工艺选择 212

质量控制标准与质量保证措施 213

缺陷、损伤与无损检测 214

参考文献 214

第8章 典型结构设计 216

8．1层合板与加筋板壁板设计 216

层合板壁板设计 216

加筋板壁板设计 219

8．2夹层结构设计 221

夹层结构设计要求 221

蜂窝夹层结构设计 222

泡沫夹层结构设计 228

X-CorTM芯夹层板设计 229

8．3梁（墙）类结构件设计 230

梁（墙）类结构件铺层设计要求 231

立柱加筋腹板梁设计 231

夹层结构腹板梁设计 232

正弦波腹板梁设计 233

8．4隔框类结构件设计 235

加强框设计 235

普通框设计 237

8．5管梁骨架结构设计 238

8．6连接设计 240

机械连接设计 240

胶接连接设计 241

混合连接设计 242

连接防腐蚀 243

参考文献 243

第9章 机身结构设计 245

9．1研究机全复合材料机身结构设计 245

全复合材料机身研究目标 245

研究机全复合材料机身结构设计 246

9．2多用途中／大型直升机机身结构设计 250

多用途中型直升机机身结构设计 250

多用途大型直升机机身结构设计 253

9．3武装直升机机身结构设计 256

武装直升机机身结构特点 256

武装直升机机身结构设计实例分析 257

短翼结构设计 261

防弹座椅设计 261

9．4机身油箱设计 264

9．5复合材料机体结构防护设计 265

电磁干扰／雷电防护设计 266

静电及其防护 268

环境介质腐蚀及其控制 268

生物腐蚀及其控制 269

雨蚀及其防护 269

复合材料与金属电位腐蚀及其防护 269

参考文献 271

第10章 尾段结构设计 272

10．1普通尾桨尾段结构设计 272

尾梁结构设计 272

垂尾（斜梁）结构设计 274

平尾结构设计 275

普通尾桨尾段结构设计实例分析 275

10．2涵道尾桨尾段结构设计 279

涵道垂尾结构设计 279

涵道尾桨尾段结构设计实例分析 284

10．3无尾桨尾段结构设计 285

共轴双旋翼直升机尾段结构设计 286

无尾桨直升机环量控制尾梁结构设计 286

参考文献 290

第11章 耐坠吸能结构设计 291

11．1机体结构耐坠毁设计要求与设计特点 292

机体结构耐坠毁设计状态 292

机体结构耐坠毁设计要求 293

机体结构耐坠毁设计特点 294

11．2复合材料耐坠吸能元件设计 294

11．3复合材料耐坠吸能地板结构设计 297

耐坠吸能地板结构设计原理 298

正弦波梁耐坠吸能地板结构设计 298

11．4机体结构耐坠性设计实例 300

参考文献 308

第12章 结构试验 310

12．1结构试验目的与积木式方法 310

12．2试样、元件、组合件试验 313

试样级试验 313

元件级试验 316

组合件级试验 317

12．3全尺寸部件试验 317

全机或全尺寸部件静强度验证试验 317

全尺寸部件耐久性验证试验 319

全尺寸部件损伤容限验证试验 319

12．4载荷／环境谱的编制 320

载荷谱的修正 321

湿热环境谱编制 321

加速吸湿方法 322

载荷谱与环境谱的叠加 322

12．5寿命分散系数与载荷放大系数法 323

寿命分散系数 323

载荷放大系数法 324

12．6结构设计研制／验证试验实例 326

参考文献 331

第13章 使用保障 332

13．1使用保障性定义与设计基本原理 332

使用保障性定义 332

使用保障性设计基本原理 333

13．2机体结构使用保障性设计 334

机体结构维修性和可靠性设计要素 334

机体结构使用保障性设计特点 335

机体结构使用保障性设计实例 337

13．3机体结构修理设计 338

复合材料结构损伤与修理方法 338

复合材料结构修理设计原则和可修理损伤 340

结构常见损伤修理 343

参考文献 346