气动弹性力学原理PDF电子书下载

目录 1

第一章　引言和气动弹性问题的分类 1

1.1　定义和历史梗概 1

1.2　气动弹性过程的基本物理关系 7

1.2.1　气动弹性方块图 7

1.2.2　气动弹性算子 13

1.3　气动弹性问题的分类 14

1.3.1　气动弹性的力三角形 14

1.3.2　气动热弹性的力四面体 19

1.3.3　空间运载系统的气动弹性问题及有关问题 20

参考文献 22

第二章　弹性力学基础 24

2.1　引言 24

2.2　一维梁式系统的弹性力学特性 27

2.2.1　概述 27

2.2.2　简单梁理论的基本方程 28

2.2.3　剪心和弹性轴 36

2.2.4　利用影响函数对弹性特征作一般描述 44

2.2.5　大展弦比后掠机翼的弹性特征 56

2.2.6　动载荷作用下的特性和固有振动特性 63

2.2.7　轴向离心力影响下的一维旋转系统 72

2.3　二维板式系统的弹性力学特性 74

2.3.1　概述 74

2.3.2　板壳线性化理论的基本方程 75

2.3.3　利用二维影响函数描述平面结构的弹性力学特性 97

2.4.1　概述 105

2.4　三维弹性系统的结构特性 105

2.4.2　无约束弹性连续介质的运动方程 106

2.4.3　真空中的自由固有振动 113

2.4.4　广义动力学基本方程 119

2.5　具有结构阻尼的弹性力学系统 128

2.5.1　基本关系式 128

2.5.2　阻尼定律和阻尼参数 129

2.5.3　广义运动方程中考虑结构阻尼 132

参考文献 138

3.1　引言 142

第三章　空气动力学基础 142

3.2　流体物理学基本关系 144

3.2.1　概述 144

3.2.2　流动介质的物理性质 145

3.2.3　流体力学基本方程 150

3.2.4　旋涡运动 167

3.2.5　具有摩擦和边界层的流动 176

3.2.6　空气动力算子 179

3.3.1　概述 182

3.3　定常流动中的升力系统 182

3.3.2　二维定常流中的机翼 183

3.3.3　三维定常流中的有限翼展机翼 197

3.3.4　定常跨音速流中的机翼 220

3.3.5　定常流中的机翼-舵面系统 222

3.3.6　空气动力片条理论 232

3.4　谐和振动升力系统的非定常空气动力学 236

3.4.1　概述 236

3.4.2　二维流中的谐和振动机翼 237

3.4.3　三维流中的谐和振动升力面 272

3.4.4　三维超音速流中的谐和振动升力面 294

3.4.5　跨音速流中的谐和振动升力面 305

3.4.6　谐和振动升力系统的非定常气动力干扰 309

3.5　轴向流中的谐和振动细长体 320

3.5.1　概述 320

3.5.2　非定常细长体理论 320

3.5.3　机翼-机身和机翼-外挂物的非定常气动力干扰 323

3.6.1　概述 325

3.6　任意运动升力系统的非定常空气动力学 325

3.6.2　平面流中的任意运动升力系统 326

3.6.3　任意运动时的有限翼展升力系统 341

3.7　工程结构剖面的非定常空气动力学 343

3.7.1　概述 343

3.7.2　周期性旋涡分离的非定常气动力 344

3.7.3　准定常舞动稳定性系数 351

3.8　展望 355

参考文献 358

4.2　气动弹性问题的一般表述 367

第四章　气动弹性方程的一般解法 367

4.1　概述 367

4.3　解析解法 370

4.3.1　概述 370

4.3.2　直接配置法和矩阵法 371

4.3.3　利用广义坐标和形态函数的配置法 377

4.3.4　Galerkin法 381

4.3.5　能量法——Rayleigh-Ritz法 384

4.4　特征方程的数值解法 392

参考文献 396

第五章　气动弹性静力学问题 397

5.1　引言 397

5.2　平面流中机翼-舵面系统的气动弹性静稳定性 398

5.3.1　概述 403

5.3　大展弦比升力系统的气动弹性静力学问题 403

5.3.2　一般解析关系式 405

5.3.3　气动弹性静力学发散特性 412

5.3.4　弹性机翼的对称升力分布 425

5.3.5　弹性机翼的副翼效率和反对称升力分布 439

5.4　小展弦比升力系统的气动弹性静力学问题 451

5.4.1　概述 451

5.4.2　超音速飞行速度下的弯曲发散 452

5.4.3　小展弦比升力系统气动弹性静力学特性的一般分析 454

5.5　弹性飞机的平尾效率和飞行静稳定性 458

5.5.1　平尾效率 458

5.6　细长飞行器的弯曲发散 466

参考文献 469

第六章　气动弹性动稳定性问题 471

6.1　引言 471

6.2　颤振现象的物理基础 473

6.3　二维颤振理论 481

6.3.1　概述 481

6.3.2　平面颤振问题的经典稳定性方程 482

6.3.3　颤振方程的解 484

6.3.4　参数对颤振稳定性的影响 491

6.4　一维弹性升力系统的颤振理论 497

6.4.1　基于简单梁理论的颤振分析 498

6.4.2　利用广义坐标求解 499

6.4.3　考虑舵面自由度 510

6.4.4　机翼后掠角对颤振特性的影响 521

6.5　二维弹性系统的颤振 527

6.5.1　小展弦比机翼的颤振 528

6.5.2　壁板颤振 531

6.6　整架飞机的颤振理论 547

6.6.1　经典的广义颤振方程 548

6.6.2　伺服操纵飞机的颤振理论 557

5.5.2　弹性飞机的纵向静稳定性 562

6.7　弹性升力系统的其他颤振问题 568

6.7.1　概述 568

6.7.2　失速颤振 569

6.7.3　跨音速舵面颤振（嗡鸣） 573

6.7.4　螺桨／旋翼-螺旋颤振 578

6.8　工程-高层结构的气动弹性动稳定性问题 591

6.8.1　概述 591

6.8.2　桥梁颤振 593

6.8.3　舞动不稳定性 597

参考文献 604

第七章　气动弹性动力响应问题 609

7.1　引言 609

7.2　弹性系统受与系统无关的空气动力作用 611

7.2.1　单质量振子对任意时间函数激励力的动力响应 611

7.2.2　一维弹性系统受任意时间函数大气风力的作用 625

7.3.1　平面流动中典型机翼剖面的强迫振动 643

7.3　升力系统受系统运动引起的和与系统无关的空气动力作用 643

7.3.2　一维弹性升力系统 651

7.3.3　整架飞机的气动弹性突风问题 670

7.4　周期性旋涡分离产生的气动弹性激励振动 673

7.4.1　概述 673

7.4.2　旋涡共振激励 674

7.4.3　随机旋涡激励 679

7.5　气动弹性抖振问题 680

参考文献 683

附录：紊流中飞机的飞行问题 687