气动弹性力学理论与计算PDF电子书下载

第1章 气动弹性力学引论 1

1.1 气动弹性力学的范畴 2

1.2 气动弹性分析基本概念 4

1.3 气动弹性在航空航天飞行器设计中的作用 5

1.4 力与坐标系 9

第2章 气动弹性问题的简要历史回顾 13

2.1 早期的气动弹性现象实例 13

2.2 航空领域的气动弹性力学 20

2.3 第一次世界大战期间所获得的启示 21

2.4 第一次世界大战后的发展 24

2.5 一些事故统计 25

2.6 第二次世界大战以来的发展 32

2.7 稳定性与操纵性中的气动弹性力学 33

2.8 非定常气动力理论的发展 34

2.9 早期的试验技术 36

第3章 空气动力学：定常与非定常理论 43

3.1 翼型的空气动力特性 43

3.2 非定常二维翼型 47

3.3 动态稳定性导数的估算 62

3.4 非定常位势流理论 64

3.5 机翼和机身的近似解析解 73

3.6 定常流升力面的数值解法 81

3.7 振荡升力面的数值解法 88

3.8 升力面和体干扰的数值解法 97

3.9 气动力影响系数 105

3.10 计算流体力学 107

第4章 结构：变形理论 113

4.1 弯曲和扭转理论基础 113

4.2 能量定理 115

4.3 扭转盒段的剪心和扭转刚度 117

4.4 变刚度弹性轴的变形 121

4.5 柔度影响系数的插值 124

4.6 薄板理论与曲面样条 131

4.7 有限元分析 143

4.8 直接刚度法 144

4.9 由假设变形求刚度矩阵 151

4.10 刚度与柔度的互逆性 153

4.11 利用假设应力求刚度矩阵 154

第5章 振动：频率和模态 157

5.1 单自由度系统 157

5.2 结构阻尼 160

5.3 二自由度系统 162

5.4 弦的振动 164

5.5 杆的扭转振动 168

5.6 梁的弯曲振动 170

5.7 弹性轴的振动 172

5.8 耦合质量矩阵 173

5.9 振动问题的矩阵表述 178

5.10 计算与测量振动模态的正交性 180

5.11 从地面振动试验获得柔度矩阵的方法 183

第6章 准静态气动弹性力学：机动飞行 188

6.1 二维翼段 188

6.2 柔性支持下的刚性后掠机翼 193

6.3 长直机翼 196

6.4 一般翼面形状的影响系数公式 200

6.5 一般布局形式的刚度矩阵方程 208

6.6 有支持飞行器的发散 212

6.7 静气动弹性模态方程 212

6.8 计入动态结构效应的运动方程 213

6.9 速度导数和气动弹性效应对阻力的影响 218

6.10 弹性机翼的上反效应 219

6.11 “刚体”风洞模型试验结果的修正 222

第7章 颤振：动气动弹性稳定性 223

7.1 准定常颤振分析 223

7.2 一阶非定常颤振分析 226

7.3 颤振分析的美国方法（K法） 229

7.4 颤振分析的英国方法（PK法） 237

7.5 广义气动弹性分析方法（GAAM） 240

7.6 颤振相似律参数 243

7.7 操纵面颤振 246

7.8 壁板颤振 248

7.9 螺旋桨／发动机舱的螺旋颤振 250

7.10 T形尾翼颤振 256

第8章 瞬态响应：着陆和阵风载荷 262

8.1 任意时间相关外力的响应 262

8.2 响应计算的数值方法 267

8.3 机动翼剖面上的瞬时升力 273

8.4 二维翼型的离散阵风响应 274

8.5 计算瞬时应力的方法 279

8.6 离散的均匀阵风下飞行器的响应 281

第9章 随机响应：大气扰动和跑道粗糙度 283

9.1 随机载荷的统计学描述 283

9.2 由协方差函数表示的随机响应 285

9.3 由功率谱表示的随机响应 289

9.4 超过指定值的频率 293

9.5 简谐阵风函数 294

9.6 功率谱密度示例 296

9.7 随机大气阵风的设计载荷 300

9.8 随机阵风响应示例 305

第10章 气动伺服弹性：与控制系统相互作用 311

10.1 传递函数 311

10.2 运动方程的状态空间形式 315

10.3 广义振荡气动力近似函数 322

10.4 稳定性分析结果的介绍 324

10.5 主动控制设计 325

10.6 结构模态控制系统设计 326

10.7 阵风减缓系统设计 328

10.8 颤振抑制系统设计 330

第11章 热气动弹性：高速大气飞行 333

11.1 受热结构的大变形 333

11.2 气动加热 335

11.3 热气动弹性颤振算例 336

第12章 气动弹性设计：优化 340

12.1 气动弹性优化 342

12.2 数值优化基础 343

12.3 气动弹性响应 347

12.4 设计灵敏度 347

12.5 气动弹性设计灵敏度 349

12.6 优化器 351

12.7 气动弹性设计实例 355

附录A 矩阵算法 360

A.1 定义 360

A.2 加法和减法 361

A.3 乘法 361

A.4 逆运算 361

A.5 微分运算 362

A.6 积分运算 362

A.7 矩阵分块 363

A.8 特征值与特征向量 363

附录B 拉普拉斯变换和傅里叶变换 367

B.1 拉普拉斯变换 367

B.2 拉普拉斯变换的一般性质 367

B.3 简单函数的拉普拉斯变换 369

B.4 采用拉普拉斯变换列表求解微分方程 371

B.5 拉普拉斯反变换 372

B.6 傅里叶变换 373

附录C 概率与概率分布 378

C.1 基本概念 378

C.2 随机变量及其概率函数 379

C.3 期望值与矩 382

C.4 高斯分布 382

C.5 瑞利分布 384

附录D 偶极子格网法的发展 386

摘要 386

D.1 引言 386

D.2 偶极子格网法 386

D.3 方法的发展 388

D.4 偶极子格网法的发表 389

D.5 后续的发展 391

D.6 近期发展 391

D.7 评述总结 392

献辞 392

结语 392

附录E 刚体飞行器飞行力学 394

摘要 394

E.1 引言 394

E.2 符号 395

E.3 矢量运动方程 396

E.4 标量运动方程 397

结论 398

附录F 与联邦航空局往来的信件 400

附录G 伽辽金——传记和他的方法 421

G.1 伽辽金传记 421

G.2 伽辽金法 422

附录H 自传 446

参考文献 454