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绪论 1

第1章 飞机的外载荷 3

1.1 飞行载荷 3

1.1.1 水平等速直线飞行载荷 4

1.1.2 机动飞行载荷 5

1.1.3 在大气紊流中的飞行载荷 7

1.2 过载 9

1.2.1 飞机的过载 10

1.2.2 飞机部件的过载 13

1.3 飞行限制参数的确定 16

1.3.1 最大使用过载nymax.sy的确定 16

1.3.2 最大允许速度的确定 18

1.3.3 最大升力系数的确定 19

1.4 飞机在飞行中的严重受载情况 20

1.4.1 严重受载情况的确定 20

1.4.2 严重受载情况的载荷特点 21

1.5 复杂载荷情况 24

1.5.1 疲劳载荷 25

1.5.2 其他特殊情况的载荷 25

1.5.3 环境谱的编制 27

习题 28

第2章 飞机与发动机结构受力分析 30

2.1 飞机结构的受力分析 30

2.1.1 飞机结构受力分析的目的 30

2.1.2 飞机基本结构元件和结构的传力特性 31

2.1.3 受力分析的一般原则 33

2.1.4 飞机结构受力分析的方法和步骤 36

2.2 机翼结构的受力分析 38

2.2.1 机翼的结构特点与形式 38

2.2.2 机翼的外部载荷和内力 42

2.2.3 机翼结构的传力分析 46

2.3 机身结构的受力分析 61

2.3.1 机身结构的特点与形式 61

2.3.2 机身的外部载荷分析 63

2.3.3 机身结构的传力分析 65

2.4 起落架结构的受力分析 67

2.4.1 起落架的布置形式 68

2.4.2 起落架的外部载荷 69

2.4.3 起落架的结构形式和受力分析 73

2.5 发动机结构的受力分析 82

2.5.1 作用在发动机上的载荷 82

2.5.2 作用在发动机主要部件上的气体轴向力 83

2.5.3 作用在发动机主要部件上的气动扭矩 88

2.5.4 作用在发动机上的惯性力和惯性力矩 90

2.5.5 转子的支承形式和支承结构 91

2.5.6 发动机转子的联轴器 97

2.5.7 发动机静子传力系统 100

习题 103

第3章 结构静强度、刚度及稳定性 104

3.1 飞机结构设计方法概述 104

3.1.1 飞机结构设计思想的演变 104

3.1.2 飞机结构设计中的安全系数与剩余强度 107

3.1.3 近代飞机结构的特点 108

3.2 飞机结构静强度评估 114

3.2.1 机翼结构的应力计算 114

3.2.2 机身结构的应力计算 120

3.2.3 起落架结构的应力计算 123

3.2.4 结构静强度评估 124

3.3 飞机结构刚度及稳定性要求 124

3.3.1 飞机结构的刚度 124

3.3.2 飞机结构的稳定性 129

3.4 有限元分析方法 131

3.4.1 有限元法简介 131

3.4.2 有限元法在飞机结构静强度分析中的应用 133

习题 135

第4章 结构疲劳强度 137

4.1 疲劳的基本概念 137

4.1.1 疲劳破坏的特征 137

4.1.2 疲劳破坏的过程 138

4.1.3 疲劳破坏的断口分析 139

4.2 金属材料的疲劳强度 141

4.2.1 疲劳应力与持久极限 141

4.2.2 材料疲劳性能曲线 143

4.2.3 疲劳特性图 145

4.3 疲劳强度的影响因素及提高措施 147

4.3.1 影响疲劳强度的因素 147

4.3.2 提高疲劳强度的措施 154

4.4 飞机结构的疲劳载荷 157

4.4.1 飞机结构承受的疲劳载荷 157

4.4.2 飞机疲劳载荷谱简介 158

4.5 疲劳累积损伤理论 159

4.5.1 线性累积损伤理论及其应用 159

4.5.2 修正线性累积损伤理论 163

4.6 飞机结构疲劳寿命估算 164

4.6.1 疲劳寿命的概念 164

4.6.2 疲劳寿命估算的名义应力法 166

4.6.3 局部应力-应变法 171

4.6.4 估算裂纹形成寿命的类比法 174

4.7 发动机结构的蠕变 176

4.7.1 金属材料的蠕变现象 177

4.7.2 金属材料的蠕变机理 179

4.7.3 金属材料的松弛 181

4.7.4 金属材料的高温性能 181

习题 182

第5章 线弹性断裂力学基本理论及应用 185

5.1 线弹性断裂力学能量原理 186

5.1.1 Griffith能量释放观点 186

5.1.2 能量平衡理论 188

5.2 应力强度因子断裂准则 189

5.2.1 裂纹体的三种断裂类型 189

5.2.2 平面应力与平面应变 190

5.2.3 裂纹尖端附近的应力场和应力强度因子 191

5.2.4 K断裂准则 194

5.2.5 裂纹尖端塑性区 197

5.3 线弹性断裂力学在结构静强度分析方面的应用 204

5.3.1 线弹性断裂力学的适用范围 204

5.3.2 应用举例 206

5.4 疲劳裂纹的扩展 211

5.4.1 疲劳裂纹的扩展机理 211

5.4.2 等幅载荷作用下疲劳裂纹扩展速率 211

5.4.3 超载对裂纹扩展的延迟效应 213

5.5 疲劳裂纹扩展寿命计算 216

5.5.1 等幅载荷下裂纹扩展寿命的计算 216

5.5.2 谱载荷下裂纹扩展寿命的计算 217

5.5.3 结构断裂控制 218

5.5.4 应用举例 221

5.6 应力腐蚀开裂 226

5.6.1 应力腐蚀开裂现象 226

5.6.2 KISCC、tF和da/dt的基本概念 227

5.6.3 应力腐蚀构件的安全性和寿命估算 229

5.7 加劲壁板的断裂分析 230

5.7.1 非加劲平板断裂临界应力曲线 230

5.7.2 加劲平板的断裂分析 231

5.8 飞机结构损伤容限和耐久性评定 236

5.8.1 损伤容限和耐久性的概念 237

5.8.2 损伤容限和耐久性评定的目标 237

5.8.3 损伤容限和耐久性评定的程序 237

5.8.4 损伤容限和耐久性设计的主要内容 240

5.8.5 提高飞机结构损伤容限和耐久性特性的措施 241

5.9 弹塑性断裂力学简介 242

5.9.1 COD理论 242

5.9.2 J积分理论 244

习题 249

第6章 飞机机体结构修理中的强度计算 252

6.1 飞机机体结构修理的原则 252

6.2 等强度原则在结构铆接修理中的应用 253

6.2.1 计算载荷的确定 253

6.2.2 机体结构典型构件修理强度计算 254

6.3 结构修理中提高损伤部位疲劳强度的措施 263

6.4 飞机结构战伤修理 269

6.4.1 飞机战伤抢修的特点 269

6.4.2 飞机结构战伤评估 270

6.4.3 飞机结构战伤修理方法 273

第7章 飞机结构强度试验简介 278

7.1 飞机结构静强度试验 278

7.1.1 试验的目的 278

7.1.2 试验情况的选择 278

7.1.3 试验顺序的安排 279

7.1.4 对试件的要求 279

7.1.5 试验的过程 280

7.1.6 试验的验收标准 280

7.2 飞机结构疲劳试验 280

7.2.1 飞机疲劳试验的分类 281

7.2.2 疲劳试验设备 281

7.2.3 疲劳试验方法 282

7.3 金属材料KIC的测定 286

7.3.1 测试原理 286

7.3.2 测试方法 289

附录A 飞机强度综合作业——飞机前起落架旋转臂焊缝附近疲劳寿命估算 293

附录B 飞机强度综合作业指导 300

参考文献 307