气动弹性设计基础PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1　气动弹性问题的概述 1

1.2　气动弹性力学发展的历史梗概 2

1.3　气动弹性方框图 3

1.4　气动弹性问题的分类 5

1.4.1　气动弹性的力三角形 5

1.4.2　热气动弹性的力四面体 6

1.4.3　气动伺服弹性问题 7

1.5　飞行器设计与气动弹性设计 8

1.5.1　在飞机设计中的气动弹性设计 8

1.5.2　气动弹性设计在飞机设计中的新进展 11

思考题 12

参考文献 12

第2章 气动弹性静力问题的基本原理和解析方法2.1　气动弹性静力问题的基本原理 13

2.1.1　扭转发散 14

2.1.2　载荷重新分布 15

2.1.3　操纵效率与操纵反效 17

2.1.4　非线性影响 22

2.2　长直机翼的解析方法 23

2.2.1　长直机翼的扭转发散 23

2.2.2　长直机翼的载荷重新分布 26

2.2.3　长直机翼的操纵反效及操纵效率 29

思考题 32

参考文献 33

第3章 气动弹性静力问题的矩阵分析方法3.1　气动力影响系数的矩阵表示 34

3.1.1　马蹄涡系 35

3.1.2　三元机翼的气动力影响系数矩阵 36

3.1.3　气动力影响系数矩阵A的近似求解方法 38

3.2　气动弹性静力问题分析的基本方程 41

3.2.1　大展弦比直机翼静气动弹性基本方程 41

3.2.2　大展弦比后掠机翼静气动弹性基本方程 43

3.2.3　一般翼面静气动弹性基本方程 44

3.3　机翼发散计算与分析 45

3.3.1　机翼发散基本方程 45

3.3.2　机翼发散计算方法 46

3.3.3　带有掠角的机翼发散的特点 50

3.3.4　提高发散动压的设计考虑 53

3.4　机翼载荷重新分布的计算与分析 54

3.4.1　载荷重新分布基本方程 54

3.4.2　载荷重新分布的两种计算情况 55

3.5　副翼操纵效率与反效 59

3.5.1　操纵反效基本方程 59

3.5.2　操纵效率计算方法 61

3.5.3　提高操纵效率的设计考虑 62

思考题 63

参考文献 63

第4章 非定常气动力计算方法 64

4.1　准定常气动力 64

4.1.1　格罗斯曼理论 64

4.1.2　细长体理论 68

4.1.3　气动力导数 69

4.1.4　活塞理论 70

4.2　非定常气动力 72

4.2.1　西奥道生理论 72

4.2.2　亚声速偶极子格网法简述 74

4.2.3　超声速偶极子格网法特点 76

思考题 77

参考文献 77

第5章　颤振的基本概念 78

5.1　颤振概述 78

5.2　颤振的物理本质 81

5.2.1 自激振动 81

5.2.2　机翼弯扭颤振现象 82

5.2.3　机翼-副翼颤振现象 85

5.3　简化的颤振理论 86

5.3.1　颤振方程的建立 86

5.3.2　频率重合理论 88

5.3.3　举例 89

5.4　影响颤振速度的因素 91

思考题 93

参考文献 93

第6章　颤振分析基础 94

6.1　应用准定常气动力理论的二元机翼颤振 94

6.2　应用非定常气动力理论的二元机翼颤振 99

6.3　颤振行列式的求解 101

6.3.1　西奥道生法 101

6.3.2 V-g法 103

6.3.3 p-k法 106

6.3.4　关于计及压缩性影响的颤振计算 108

6.4　二元机翼-副翼颤振 109

思考题 112

参考文献 112

第7章　工程颤振分析和设计方法（一）7.1　工程颤振分析的概述 113

7.2　大展弦比直机翼的运动方程 115

7.3　大展弦比直机翼的颤振计算——用准定常气动力理论 118

7.4　大展弦比直机翼的颤振计算——用非定常气动力理论 122

7.5　大展弦比后掠机翼颤振分析的特点 127

思考题 130

参考文献 130

第8章　工程颤振分析和设计方法（二）8.1　小展弦比机翼的颤振计算 131

8.1.1　小展弦比机翼的运动方程 131

8.1.2　用偶极子格网法的颤振计算 133

8.1.3　应用活塞理论的颤振计算 134

8.2　尾翼颤振分析的特点 136

8.2.1　常规的固定尾翼颤振分析 136

8.2.2　全动水平尾翼的颤振分析 137

8.2.3　T形尾翼的颤振分析 139

8.3　操纵面的颤振 139

8.4　操纵面颤振的防止 143

8.4.1　操纵面质量平衡 143

8.4.2　不可逆操纵 145

8.4.3　操纵面颤振设计概要 146

8.5　气动弹性设计的程序 147

8.5.1　气动弹性设计规范 147

8.5.2 气动弹性设计步骤 149

8.5.3　有关颤振分析中的试验介绍 151

思考题 155

参考文献 155

第9章　气动弹性动力响应 156

9.1　动力响应概述 156

9.2　弹性飞机的扰动运动方程 157

9.3　飞机受到阵风的动力响应 161

9.3.1　刚硬机翼——应用准定常理论 161

9.3.2　刚硬机翼——应用非定常理论 163

9.3.3　弹性机翼——应用非定常理论 167

9.4　气动弹性抖振 168

9.4.1　抖振的现象 169

9.4.2　抖振边界及抖振载荷 169

思考题 171

参考文献 171

第10章　气动伺服弹性（动）稳定性分析10.1　气动伺服弹性概念 173

10.1.1　气动伺服弹性力学的定义及分类 173

10.1.2　气动伺服弹性问题的形成 173

10.1.3　气动伺服弹性的分析与综合 175

10.2　飞机气动伺服弹性稳定性分析的特点 175

10.2.1　舵面伺服操纵系统的动力学特性 175

10.2.2　结构反馈控制回路的动力学特性 176

10.3　气动伺服弹性运动方程的建立 177

10.3.1 自由度和运动方程 177

10.3.2　复阻抗 180

10.4　气动伺服弹性稳定性分析的频域方法 184

10.4.1　奈奎斯特图线方法在气动伺服弹性稳定性分析中的应用 184

10.4.2　传递函数的确定 185

10.4.3　气动伺服弹性系统稳定裕度的确定 188

10.4.4　不利耦合的排除 189

10.4.5　频域方法在多回路气动伺服弹性稳定性分析中的应用 191

10.5　导弹的气动伺服弹性稳定性分析 195

10.5.1 自由度选择和运动方程的建立 195

10.5.2　广义准定常气动力Aq和控制力Q△β 196

10.5.3　细长体理论在弹体气动力上的应用 198

思考题 200

参考文献 200

第11章　气动弹性设计的新进展 202

11.1　气动弹性系统的状态空间法 202

11.1.1　状态变量、状态空间表达式 202

11.1.2　状态空间法中非定常气动力的拉氏域有理近似 203

11.1.3　气动弹性系统的状态空间表达式 205

11.1.4　气动弹性系统稳定性问题的状态空间法 208

11.2　气动伺服弹性鲁棒稳定性分析的状态空间法 209

11.2.1　奇异值 210

11.2.2　基于系统回差矩阵最小奇异值的鲁棒稳定裕度估算 210

11.2.3　在μ方法下的系统鲁棒稳定裕度 214

11.3　主动气动弹性机翼设计技术 219

11.3.1　AAW设计理念——对传统设计思想的突破 219

11.3.2　AAW技术中的主动控制 221

11.3.3　颤振主动抑制控制律设计 222

11.4　复合材料气动弹性剪裁 227

11.4.1　气动弹性剪裁的概念 228

11.4.2　气动弹性剪裁的机理 228

11.4.3　气动弹性剪裁的性能效益 229

11.4.4　气动弹性综合优化设计 233

思考题 234

参考文献 235