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第1章 概述 1

1.1 导弹的分类、组成及功用 1

1.1.1 火箭与导弹 1

1.1.2 导弹的分类 2

1.1.3 导弹的组成及功用 4

1.2 导弹武器研制依据与研制程序 6

1.2.1 研制依据 6

1.2.2 研制程序 9

1.3 导弹武器总体设计思想 12

1.3.1 总体设计特点 12

1.3.2 总体设计内容 14

1.4 导弹结构设计的任务、方法和步骤 16

1.4.1 导弹结构设计的任务 17

1.4.2 导弹结构设计的方法和步骤 17

1.5 导弹结构设计准则 18

1.5.1 导弹结构设计中的基本原则 18

1.5.2 材料选用原则 21

1.6 导弹结构设计的发展趋势 22

1.6.1 导弹结构的发展趋势 22

1.6.2 结构设计方法的发展趋势 23

习题与思考题 24

第2章 导弹结构总体设计 25

2.1 概述 25

2.1.1 导弹结构总体设计的地位和作用 25

2.1.2 导弹结构总体设计的特点 26

2.1.3 导弹结构总体设计的任务 26

2.1.4 设计原则与基本要求 27

2.2 导弹总体布局 28

2.2.1 总体布局要求 28

2.2.2 结构工艺和使用要求 29

2.2.3 弹上仪器的配置要求 29

2.3 导弹结构总体方案选择 30

2.3.1 舱段部位安排及结构方案 31

2.3.2 弹上设备的布置方案 34

2.3.3 分离系统结构方案 37

2.3.4 部段连接结构方案 43

2.4 结构总体协调与设计 48

2.4.1 主要任务与原则 48

2.4.2 弹体与发动机的结构协调 49

2.4.3 弹体与弹载设备的结构协调 52

2.4.4 弹体与地面设备的结构协调 55

2.4.5 弹体开口及突起物布局安排协调 57

2.4.6 部段对接结构协调 58

2.4.7 弹体结构偏差控制与计算 59

习题与思考题 60

第3章 导弹弹体结构设计 61

3.1 典型弹体结构形式及特点 61

3.1.1 弹体的受力构件 61

3.1.2 弹体的结构形式及特点 62

3.2 弹头结构设计 64

3.2.1 弹头的要求和分类 64

3.2.2 弹头的结构方案 65

3.2.3 弹头的防热结构设计 68

3.3 储箱结构设计 69

3.3.1 概述 69

3.3.2 储箱的结构形式 71

3.3.3 储箱的容积和外形尺寸计算 71

3.3.4 储箱典型结构元件设计 72

3.3.5 储箱的断裂力学设计 79

3.3.6 储箱材料选择 82

3.3.7 储箱的制造工艺 84

3.4 舱段结构设计 85

3.4.1 舱段的功用及要求 85

3.4.2 舱段外形和结构 87

3.4.3 舱段的结构布局 90

3.4.4 各舱段的对接方法 92

3.4.5 舱段的材料选择 93

3.5 分离机构设计 94

3.5.1 对分离机构的要求 94

3.5.2 分离机构的形式 95

3.5.3 头体分离机构 98

3.5.4 级间分离 98

3.6 尾罩结构设计 100

3.6.1 功用与要求 100

3.6.2 设计特点 101

3.6.3 结构组成与布局 102

3.6.4 承力壳体设计 104

3.7 复合材料结构设计 107

3.7.1 复合材料概述 107

3.7.2 复合材料结构的力学特点 108

3.7.3 复合材料结构设计的几个主要问题 109

3.7.4 纤维缠绕结构设计 112

习题与思考题 118

第4章 导弹受力分析及载荷计算 120

4.1 导弹的飞行弹道 120

4.2 作用在导弹上的力和力矩 121

4.2.1 推力P 122

4.2.2 重力G 123

4.2.3 柯里奥利惯性力Fk 124

4.2.4 空气动力和空气动力矩 126

4.2.5 控制力和控制力矩 128

4.2.6 载荷的分类和平衡方程 129

4.3 导弹的载荷系数 130

4.3.1 载荷系数的概念 130

4.3.2 平移载荷系数和旋转载荷系数 132

4.4 导弹在主动段飞行时的内力计算 136

4.5 导弹竖立在发射台上时的载荷 137

4.6 导弹在地面使用时的载荷 139

4.6.1 地面存放时的情况 139

4.6.2 运输时的载荷 140

4.6.3 起吊及竖立过程中的载荷 141

4.7 导弹弹体结构载荷分析与计算 142

4.7.1 载荷计算情况 142

4.7.2 计算载荷和计算应力 143

4.7.3 破坏载荷和破坏应力 144

4.7.4 强度储备系数 144

习题与思考题 144

第5章 导弹弹体结构强度计算 146

5.1 强度计算概述 146

5.1.1 强度计算的分类 146

5.1.2 强度计算的内容 147

5.1.3 安全系数 147

5.2 强度计算模型简化 151

5.2.1 载荷性质 151

5.2.2 计算工况确定 151

5.2.3 计算模型简化 152

5.3 薄板强度理论 152

5.3.1 定义及基本假设 152

5.3.2 条形板的筒形弯曲 153

5.3.3 薄板的横向弯曲和挠曲面微分方程 156

5.3.4 平板问题的求解 161

5.4 薄壳理论 169

5.4.1 关于壳体的一些概念和假设 169

5.4.2 壳体的变形和内力 170

5.4.3 旋转壳的无矩理论 174

5.5 板壳的稳定性分析 178

5.5.1 概述 178

5.5.2 压杆稳定性 181

5.5.3 平板的稳定性 187

5.5.4 壳体稳定性 191

5.6 光筒壳计算 192

5.6.1 光筒壳强度计算 192

5.6.2 光筒壳稳定性计算 193

5.7 球壳计算 196

5.7.1 球壳强度计算 196

5.7.2 球壳稳定性计算 197

5.8 网格结构强度计算 198

5.8.1 中长网格筒轴压临界应力 198

5.8.2 短网格筒轴压临界应力计算 201

5.8.3 网格结构蒙皮局部稳定性计算 202

5.8.4 网格圆筒壳的内压强计算 202

5.8.5 轴内压联合作用下的网格圆筒壳计算 203

5.8.6 外压作用下的网格圆筒壳 203

5.8.7 轴外压作用下的相关方程 203

5.9 薄壁加筋壳结构计算 205

5.9.1 结构元件的计算 205

5.9.2 轴压极限载荷 213

5.9.3 轴压作用下的中间框刚度判别式 214

5.9.4 集中力扩散式加筋壳的承载能力 217

5.9.5 外压计算 226

5.9.6 轴压和外压联合作用下的承载能力 227

5.9.7 锥壳的承载能力计算 228

5.10 特殊结构强度计算 228

5.10.1 焊缝强度计算 228

5.10.2 吊点载荷分析及强度计算 231

5.11 复合材料结构强度计算 239

5.11.1 单向复合材料强度准则 240

5.11.2 复合材料层合结构的强度理论 242

5.11.3 纤维缠绕壳体的强度计算 246

习题与思考题 254

第6章 导弹弹体结构的优化设计方法 254

6.1 概述 254

6.2 结构优化设计理论与方法 255

6.2.1 结构优化设计的数学模型 255

6.2.2 结构优化设计理论与方法 257

6.3 弹体结构的优化设计 266

6.3.1 基于网络的平衡型纤维缠绕壳体基本方程 267

6.3.2 优化模型 270

6.3.3 算例 273

6.4 弹体结构可靠性优化设计 274

6.4.1 结构可靠性及设计的基本概念 274

6.4.2 结构可靠性分析方法 276

6.4.3 结构可靠性优化数学模型及求解方法 281

6.4.4 弹体结构的可靠性优化 285

习题与思考题 290

第7章 导弹弹体结构强度试验 291

7.1 概述 291

7.1.1 强度试验的重要性 291

7.1.2 强度试验分类及目的 292

7.2 弹体结构的静强度试验 293

7.2.1 试验方案及试验件 293

7.2.2 试验载荷及边界条件的确定 294

7.2.3 导弹壳体在轴外压联合作用下的稳定性试验 295

7.2.4 液体导弹推进剂储箱的静力试验 298

7.2.5 固体导弹尾罩静力强度试验 299

7.3 弹体结构的动力试验 300

7.3.1 试验目的与内容 301

7.3.2 振动试验 301

7.3.3 冲击试验 304

7.3.4 导弹压力容器的疲劳试验 304

习题与思考题 305

参考文献 306