民用飞机结构强度刚度设计与验证指南 1PDF电子书下载

第一部分 民用飞机结构强度刚度设计与验证总体要求 2

前言 2

第1章 民用飞机研制的适航性要求概述 3

1.1 民用飞机分类与适用的适航标准 3

1.1.1 通用类飞机与适航标准 3

1.1.2 运输类飞机与适航标准 4

1.2 民用飞机型号合格审定程序与研制阶段划分 5

1.2.1 民用飞机型号合格审定程序 5

1.2.2 民用飞机研制阶段划分与主要工作内容 10

1.3 民用飞机研制中适航符合性验证要求与方法 15

1.3.1 型号合格审定基础编制 15

1.3.2 适航符合性验证要求与方法 16

1.4 结构与构造设计技术资料和试验的工程评审要求 16

1.4.1 结构设计与分析的工程评审要求 17

1.4.2 详细构造设计的工程评审要求 21

1.5 试验产品制造符合性适航检查要求 22

1.5.1 制造符合性适航检查范围的确定 22

1.5.2 工程更改控制 24

1.5.3 试验原型样机的适航性审定 25

1.5.4 工艺过程评审 25

1.5.5 飞机结构试验件 26

1.5.6 飞机原型样机 26

1.5.7 飞机原型样机的地面检查 26

1.5.8 功能和可靠性的试验检查 27

1.5.9 符合性检查记录报告 28

第2章 运输类飞机结构强度刚度设计与验证总体要求 29

2.1 运输类飞机结构强度刚度设计理念 29

2.2 运输类飞机结构静强度设计与验证总体要求 30

2.2.1 载荷 30

2.2.2 安全系数 31

2.2.3 结构强度许用值和结构强度设计 32

2.2.4 静强度要求 34

2.3 运输类飞机结构刚度（动强度）设计与验证总体要求 35

2.4 运输类飞机结构疲劳（或耐久性）和损伤容限设计与验证总体要求 38

2.4.1 损伤容限评定要求 39

2.4.2 损伤容限（离散源）评定要求 39

2.5 运输类飞机应急着陆与水上迫降抗坠撞损伤设计与验证总体要求 40

2.5.1 应急着陆静力要求（§25.5 61） 40

2.5.2 应急着陆动力要求（§25.5 62） 41

2.5.3 水上迫降结构要求（§25.5 63） 41

第3章 运输类飞机结构强度刚度设计与验证涉及的工作范围与适航条款 43

3.1 确定飞机的外载荷 43

3.1.1 飞行载荷 43

3.1.2 地面载荷 45

3.1.3 水面载荷 46

3.2 结构静强度设计和结构要害构造详细设计与验证 46

3.3 结构静强度分析与试验验证 49

3.4 结构疲劳（或耐久性）和损伤容限设计与试验验证 50

3.4.1 疲劳寿命分散系数 51

3.4.2 疲劳和损伤容限设计工作 51

3.5 飞机气动弹性稳定性分析与试验验证 52

3.6 鸟撞损伤评定 52

3.7 飞机应急着陆和水上迫降抗坠撞损伤设计与试验验证 53

3.8 结构声疲劳强度评定 53

3.9 飞机振动和抖振特性分析与飞行试验验证 53

3.1 0增压座舱设计与验证试验 54

3.1 0.1 增压座舱强度试验 54

3.1 0.2 增压座舱功能试验 54

3.1 1燃油箱内压与振动试验 55

第4章 通用类飞机结构强度刚度设计与验证总体要求 57

4.1 通用类飞机结构强度刚度设计理念 57

4.2 通用类飞机结构强度设计与验证总体要求 58

4.3 通用类飞机结构刚度设计与验证总体要求 60

4.4 通用类飞机结构疲劳和损伤容限设计与试验验证总体要求 62

4.5 通用类飞机应急着陆抗坠撞损伤设计与验证总体要求 65

第5章 通用类飞机结构强度刚度设计与验证涉及的工作范围与适航条款 70

5.1 确定飞机的外载荷 70

5.1.1 飞行载荷 70

5.1.2 地面载荷 72

5.2 结构静强度设计与结构要害构造详细设计与验证 73

5.3 结构静强度分析与试验验证 76

5.4 结构刚度设计与试验验证 76

5.5 结构疲劳和损伤容限设计与试验验证 77

5.6 飞机应急着陆抗坠撞损伤设计与试验验证 77

5.7 增压座舱设计与试验验证 78

5.8 燃油箱内压与振动试验 79

附录A 大型客机起落架结构强度刚度设计与验证要求的探讨 81

A.1 大型客机起落架总体布局设计要求 81

A.1.1 起落架在飞机侧视图上定位 81

A.1.2 起落架在飞机俯视图上定位 82

A.2 大型客机地面载荷适航符合性要求 82

A.3 多支柱多轮起落架载荷分配设计及载荷预测要求 85

A.3.1 前、主起落架载荷分配 85

A.3.2 主起落架垂直总载荷分配 85

A.3.3 飞机地面载荷（起落架载荷）预测要求 85

A.3.4 多轮起落架的非对称载荷 87

A.3.5 飞机顶升和系留载荷 88

A.3.6 讨论 88

A.4 大型客机起落架静强度设计与验证要求 88

A.5 大型客机起落架功能设计适航符合性要求 90

A.6 大型客机起落架疲劳评定适航符合性要求 93

A.6.1 大型客机起落架寿命与可靠性要求 93

A.6.2 大型客机起落架疲劳评定适航符合性要求 93

A.6.3 关于寿命分散系数 94

A.6.4 关于耐久性设计基础上的疲劳评定 95

A.6.5 关于检查门槛值的确定 95

参考文献 96

第二部分 民用飞机结构强度刚度设计与验证适航符合性审定及文件编写要求前言 98

第1章 民用飞机型号合格适航符合性审定程序与要求 99

1.1 型号合格适航符合性审定体系 99

1.1.1 型号合格审定委员会 99

1.1.2 型号合格审查组 100

1.1.3 授权审查部门 104

1.1.4 项目工程师 104

1.1.5 委任代表 104

1.1.6 维修审查委员会和主最低设备清单评审组 105

1.2 型号合格适航符合性审定程序 105

1.3 型号合格适航符合性审定要求 107

1.3.1 型号合格审定基础的审定要求 107

1.3.2 适航符合性验证计划的审定要求 108

1.3.3 随机审定项目的审定要求 108

1.3.4 《设计保证手册》的审定要求 109

1.3.5 适航标准和专用条件之条款适航符合性验证计划的审定要求 111

1.3.6 试验产品制造符合性检查的审定要求 111

1.3.7 验证试验的一般审定要求 111

1.3.8 地面验证试验的审定要求 113

1.3.9 飞行验证试验的审定要求 113

1.3.1 0最终技术资料的工程评审要求 114

第2章 民用飞机结构强度刚度设计与验证审定应提供的技术资料目录汇编及内容要求 115

2.1 技术资料分类及目录汇编 115

2.1.1 技术资料分类 115

2.1.2 技术资料目录汇编 115

2.2 技术资料内容要求 117

2.2.1 结构工作计划报告 117

2.2.2 结构设计准则报告 117

2.2.3 外载荷报告 119

2.2.4 振动环境分析报告 121

2.2.5 颤振和发散分析报告 121

2.2.6 强度与变形分析报告 122

2.2.7 地面试验报告 123

2.2.8 飞行试验报告 128

2.2.9 疲劳损伤计算与分析报告 129

2.2.1 0疲劳监控报告 129

第3章 民用飞机结构适航条款符合性验证方法与符合性文件编写要求 130

3.1 适航符合性验证要求与方法 130

3.2 适航符合性文件体系 132

3.3 适航符合性文件编写要求 132

第4章 适航标准结构（C）分部适航条款的适航符合性验证实施方法 134

4.1 结构强度和变形符合性验证实施方法 134

4.1.1 载荷 134

4.1.2 结构强度和变形适航符合性要求 135

4.1.3 结构符合性的证明 135

4.2 飞行载荷符合性验证实施方法 135

4.3 操纵面和操纵系统载荷符合性验证实施方法 136

4.4 水平安定面和平衡翼面气动载荷符合性验证实施方法 138

4.5 垂直尾翼气动载荷符合性验证实施方法 138

4.6 副翼气动载荷符合性验证实施方法 139

4.7 飞机地面载荷符合性验证实施方法 139

4.8 飞机水面载荷符合性验证实施方法 141

4.9 飞机应急着陆情况符合性验证实施方法 142

4.1 0水上迫降情况符合性验证实施方法 142

4.1 1结构疲劳评定符合性验证实施方法 143

第5章 适航标准设计与构造（D）分部适航条款的适航符合性验证实施方法 145

5.1 设计与构造总则符合性验证实施方法 145

5.2 气动弹性稳定性符合性验证实施方法 146

5.3 鸟撞损伤符合性验证实施方法 146

5.4 操纵面符合性验证实施方法 147

5.5 操纵系统符合性验证实施方法 147

5.6 起落架符合性验证实施方法 148

5.7 载人和装货设施符合性验证实施方法 149

5.8 应急设施符合性验证实施方法 150

5.9 增压座舱符合性验证实施方法 151

第6章 民用飞机结构强度刚度设计与验证的顶层设计依据与适航管理 153

6.1 顶层设计的依据与目标 153

6.2 顶层设计的要点 154

6.3 顶层设计的适航管理 155

第7章 民用飞机随机审定项目的审定程序和要求 156

7.1 随机审定项目的提出与确定 156

7.2 审查方法 156

7.3 审查资料的提供 156

7.4 审查步骤 157

7.5 随机审定项目的批准 158

7.6 持续适航性有关要求 158

7.7 随机审定项目的审查报告 158

第8章 民用飞机专用条件的审定程序和要求 160

8.1 专用条件的提出 160

8.2 专用条件的颁发 160

附录A AC500型飞机型号合格审定及结构强度刚度适航符合性验证 161

A.1 AC500型飞机概述 161

A.1.1 飞机的总体定义 161

A.1.2 AC500飞机主要结构和系统说明 162

A.2 AC500飞机型号合格审定基础和适航符合性验证计划 163

A.2.1 飞机型号合格审定基础的确定 163

A.2.2 适航符合性验证计划 163

A.3 AC500型飞机型号合格审定过程 164

A.3.1 审定概况 164

A.3.2 型号合格审定过程主要大事记 164

A.4 AC500型飞机结构强度刚度适航符合性验证实施 167

A.4.1 概述 167

A.4.2 审查工作中所完成的工作 167

A.4.3 结构强度刚度试验及适航验证结论 168

A.4.4 结构疲劳试验及审定结论 169

A.5 AC500飞机结构强度刚度所涉及的适航条款及其适航符合性验证实施 169

A.6 AC500飞机起飞着陆噪声测定与适航符合性验证 199

A.6.1 AC500型飞机起飞着陆噪声适航要求 199

A.6.2 AC500飞机噪声适航验证实施与结论 199

A.7 经验、教训和建议 199

A.7.1 认真学习民航相关法规，适航申请工作做到有的放矢 199

A.7.2 学习并依照国际先进的适航标准，做好适航验证最初的顶层管理文件 200

A.7.3 充分掌握资料，深入理解条款要求和执行方法 200

A.7.4 做好适航验证工作计划，及时与审定人员达成工作节点的统一 200

A.7.5 机载设备成品件管理专人专职，选购要做到目光远大，同时确定好备选设备目录 200

参考文献 203

第三部分 民用飞机结构静强度 206

前言 206

符号说明 208

下标说明 211

名词术语 212

第1章 静强度设计 214

1.1 静强度设计目标 214

1.2 静强度设计要求 215

1.2.1 强度和变形基本要求 215

1.2.2 载荷分析要求 218

1.2.3 安全系数和特殊系数 218

1.2.4 材料强度性能和许用值 220

1.2.5 制造方法 221

1.2.6 紧固件 222

1.2.7 验证要求 222

1.3 静强度设计内容和方法 222

1.3.1 失效模式和强度准则 223

1.3.2 结构应力分析 224

1.3.3 结构强度校核 225

1.3.4 结构静强度试验 226

1.4 静强度设计符合性验证 227

1.4.1 符合性验证的基本方法 227

1.4.2 结构静强度符合性验证 229

1.5 静强度设计控制 234

1.5.1 静强度设计控制流程 234

1.5.2 型号研制各阶段的强度控制 234

参考文献 236

第2章 飞行载荷 237

2.1 概述 237

2.2 飞行载荷适航条款及理解 237

2.2.1 §25.3 21总则 237

2.2.2 §25.3 31对称机动情况 238

2.2.3 §25.3 33飞行机动包线 240

2.2.4 §25.3 35设计空速 240

2.2.5 §25.3 37限制机动载荷因数 243

2.2.6 §25.3 41阵风和湍流载荷 244

2.2.7 §25.3 43设计燃油和滑油载荷 245

2.2.8 §25.3 45增升装置 246

2.2.9 §25.3 49滚转情况 247

2.2.1 0§25.3 51偏航机动情况 248

2.2.1 1 §25.3 67发动机失效引起的非对称载荷 249

2.3 飞行载荷计算状态的确定 250

2.3.1 高度、重量、重心 250

2.3.2 速度 250

2.3.3 气动力数据 250

2.4 飞行包线 251

2.5 飞机运动方程描述 251

2.5.1 机动平衡 251

2.5.2 失配平 253

2.5.3 非校验机动 253

2.5.4 校验机动 254

2.5.5 滚转机动 255

2.5.6 偏航机动 257

2.5.7 发动机失效 259

2.6 阵风和湍流载荷分析 260

2.6.1 离散阵风载荷分析 260

2.6.2 连续湍流载荷分析 263

2.7 载荷计算结果的分析与筛选 265

2.8 飞行载荷的飞行试验验证 266

2.8.1 飞行载荷测量的目的 266

2.8.2 飞行载荷测量的背景材料 266

2.8.3 飞行载荷测量大纲 267

2.9 关于其他载荷的说明 268

参考资料 269

参考文献 269

第3章 水面载荷 270

3.1 概述 270

3.2 水面载荷分析的技术原则和计算工况 270

3.2.1 水面载荷分析计算的依据 270

3.2.2 水面环境／海况条件选取 270

3.2.3 水面载荷的适航符合性 270

3.2.4 水面载荷计算工况 270

3.3 水面载荷适航条款及解读 271

3.3.1 §25.5 21总则 271

3.3.2 §25.5 23设计重量和重心位置 271

3.3.3 §25.5 25载荷的假定 271

3.3.4 §25.5 27船体和主浮筒载荷因数 272

3.3.5 §25.5 29船体和主浮筒着水情况 273

3.3.6 §25.5 31船体和主浮筒起飞情况 274

3.3.7 §25.5 33船体和主浮筒底部压力 274

3.3.8 §25.5 35辅助浮筒载荷 275

3.3.9 §25.5 37水翼载荷 277

3.3.1 0§25.7 51主浮筒浮力 277

3.3.1 1 §25.7 53主浮筒设计 277

3.3.1 2 §25.7 55船体 277

3.4 工程设计分析中的应用指导 278

3.4.1 水面载荷分析的输入 278

3.4.2 机身和主浮筒着水载荷因数（§25.5 27） 281

3.4.3 着水载荷合力（§25.5 29） 285

3.4.4 机身或主浮筒底部压力（§25.5 33） 285

3.4.5 辅助浮筒载荷（§25.5 35） 289

3.4.6 机翼补充受载情况（§25.5 31） 290

3.4.7 水翼载荷（§25.5 37） 290

3.4.8 机身和浮筒浮力（§25.7 51） 290

3.4.9 补充水面载荷情况 290

3.5 水上飞机其他载荷情况 291

3.5.1 登陆轮架的载荷 291

3.5.2 地面上滑行 292

3.5.3 地面机轮偏转及侧向运动 293

3.5.4 地面上牵引 293

3.5.5 发动机装置的补充受载情况 293

3.5.6 地面系留时的载荷 293

3.6 水面载荷分析方法的验证 294

3.6.1 理论／模拟分析验证 294

3.6.2 水面载荷测试试验 294

3.6.3 飞行试验验证 294

3.7 飞机水上迫降载荷分析与验证 294

3.7.1 水上迫降一般要求 294

3.7.2 水上迫降载荷一般规定 295

3.7.3 水上迫降载荷分析 295

3.7.4 水上迫降载荷验证试验 296

附录A 分析计算中各系数的量纲及单位制间的换算关系 296

A.1 系数C1 296

A.2 系数C2、C3、C4 296

A.3 系数C5 296

A.4 系数Cx、Cy 296

A.5 系数Cto 297

参考文献 297

第4章 地面载荷 299

4.1 概述 299

4.2 地面载荷适航条款及理解 299

4.2.1 §25.4 71总则 299

4.2.2 §25.4 73着陆载荷情况和假定 301

4.2.3 §25.4 79水平着陆情况 302

4.2.4 §25.4 81尾沉着陆情况 304

4.2.5 §25.4 83单起落架着陆情况 305

4.2.6 §25.4 85侧向载荷情况 306

4.2.7 §25.4 87回跳着陆情况 306

4.2.8 §25.4 89地面操纵情况 307

4.2.9 §25.4 91滑行、起飞和着陆滑跑 307

4.2.1 0§25.4 93滑行刹车情况 307

4.2.1 1 §25.4 95转弯 309

4.2.1 2§25.5 09牵引载荷 309

4.2.1 3 §25.5 11地面载荷：多轮起落架装置上的非对称载荷 311

4.3 地面载荷验证 313

4.3.1 地面载荷确定 313

4.3.2 临界重心的确定 314

4.3.3 起落架载荷符号说明规定 314

4.4 着陆载荷情况的确定 315

4.4.1 验证方法 315

4.4.2 对比分析 315

4.5 水平着陆分析 317

4.5.1 静态分析方法 317

4.5.2 动态分析方法 318

4.5.3 背景材料 320

4.5.4 对比分析 320

4.6 尾沉着陆分析方法 321

4.6.1 静态分析方法 321

4.6.2 动态分析方法 321

4.7 单起落架着陆的确定 321

4.7.1 飞机着陆姿态 321

4.7.2 载荷 321

4.8 侧向载荷验证方法 322

4.8.1 飞机着陆姿态 322

4.8.2 载荷 322

4.9 回跳着陆载荷分析方法 322

4.9.1 依据载荷因数确定反弹载荷 322

4.9.2 依据缓冲器空气压力确定反弹载荷 323

4.1 0滑行、起飞着陆滑跑载荷确定方法 323

4.1 0.1 工程估算方法 323

4.1 0.2 离散颠簸计算 323

4.1 1滑行刹车 324

4.1 1.1 验证方法 324

4.1 1.2 背景材料 325

4.1 1.3 对比分析 326

4.1 2转弯 328

4.1 2.1 验证方法 328

4.1 2.2 背景材料 329

4.1 2.3 对比分析 329

4.1 3牵引载荷验证方法 330

4.1 3.1 牵引载荷确定方法 330

4.1 3.2 牵引情况载荷的确定 330

4.1 4多轮起落架装置上的非对称载荷验证 331

4.1 4.1 验证方法 331

4.1 4.2 对比分析 332

参考资料 332

参考文献 332

第5章 材料性能 333

5.1 概述 333

5.2 适航规章对材料性能的要求 334

5.2.1 对材料性能的基本要求 334

5.2.2 材料强度性能和设计值 335

5.3 材料性能数据 335

5.3.1 一般说明 335

5.3.2 手册所包含的力学性能与物理性能 336

5.3.3 数据提供形式 338

5.4 材料性能的表征 343

5.4.1 基本材料性能及其表征 344

5.4.2 材料性能的确定 346

5.4.3 材料性能数据的提供、证实、更新和退出 348

5.5 满足适航要求的材料性能数据来源 349

5.5.1 国外材料的性能 349

5.5.2 国产材料的性能 350

5.5.3 材料性能数据库 350

5.5.4 推荐采用和参照的金属材料性能标准、数据 350

附录A MMPDS中的有关要求 351

附录B 材料性能试验标准汇总 358

附录C 设计许用值统计分析方法 361

参考文献 363

第6章 典型结构静强度设计和验证方法 365

6.1 民用飞机机身壁板的强度设计要点 365

6.1.1 概述 365

6.1.2 机身壁板强度评估 365

6.1.3 机身壁板设计许用值确定——试验法 368

6.1.4 壁板压缩－剪切相关设计曲线的确定 373

6.1.5 机身壁板轴压和剪切许用值图线（试验值图线） 373

6.2 大开口结构强度分析与验证 376

6.2.1 大开口结构的受力特点 376

6.2.2 工程分析方法 376

6.2.3 有限元分析法 381

6.2.4 实例分析 382

6.2.5 试验验证 383

6.3 增压舱 384

6.3.1 概述 384

6.3.2 设计载荷情况与受力形式 384

6.3.3 典型结构分析计算 385

6.3.4 试验验证 391

6.4 蜂窝夹层结构的设计与分析 391

6.4.1 分析方法评述 392

6.4.2 分析与设计方法简介 392

6.4.3 重点提示 406

参考文献 407

第7章 结构连接件强度分析 408

7.1 概述 408

7.2 结构连接件强度设计要求和接头系数 408

7.3 螺纹紧固件的强度分析 409

7.3.1 螺纹紧固件的力学特性及破坏部位 409

7.3.2 影响受拉螺栓强度的因素及其改善措施 414

7.3.3 螺栓的静强度分析 417

7.4 耳片的强度分析 419

7.4.1 耳片的受力特点和破坏形式 419

7.4.2 耳片连接的应力分布 421

7.4.3 耳片的静强度计算 427

7.4.4 影响耳片强度的主要因素 437

7.5 典型连接件的强度分析 437

7.5.1 典型连接件的力学特征及破坏部位 437

7.5.2 典型结构连接件的内力分布 439

7.5.3 典型连接件强度计算 452

7.5.4 提高结构连接件强度的设计措施 454

附录A 附加安全系数（铸件系数、挤压／支承系数和接头系数）的工程应用 459

A.1 附加安全系数的一般要求 459

A.2 附加安全系数的选取 460

A.2.1 铸件系数 460

A.2.2 挤压／支承系数 461

A.2.3 接头系数 461

参考资料 462

参考文献 462

第8章 飞机薄壁板壳结构的稳定性设计与分析 463

8.1 概述 463

8.2 平板的屈曲分析 464

8.2.1 分析方法评述 464

8.2.2 基本计算方法 465

8.3 板组合元件／桁条的屈曲分析 473

8.3.1 分析方法评述 473

8.3.2 基本计算方法 474

8.4 加筋板的屈曲分析 478

8.4.1 分析方法评述 479

8.4.2 基本计算方法 479

8.5 板和桁条的后屈曲分析 485

8.5.1 分析方法评述 485

8.5.2 基本计算方法 486

8.6 加筋板的压缩破坏强度 489

8.6.1 分析方法评述 489

8.6.2 基本计算方法 489

8.7 圆柱曲板的屈曲分析 501

8.7.1 分析方法评述 501

8.7.2 基本计算方法 501

8.8 加筋圆柱曲板和加筋圆筒壳的强度 503

8.8.1 分析方法评述 503

8.8.2 基本计算方法 506

8.9 受剪薄腹板梁的设计与张力场分析 511

8.9.1 分析方法评述 511

8.9.2 基本计算方法 511

8.1 0加筋曲板的后屈曲强度的张力场分析 526

8.1 0.1 分析方法评述 527

8.1 0.2 基本计算方法 527

参考文献 533

第9章 结构有限元建模与分析技术 535

9.1 概述 535

9.2 结构有限元应力分析流程 535

9.3 结构模型化准则 536

9.3.1 结构的简化 537

9.3.2 建模约定 538

9.3.3 MSC.NASTRAN软件数据卡 539

9.4 民用飞机结构模型简化方法 542

9.4.1 典型结构元素选取 542

9.4.2 模型约束 545

9.4.3 载荷施加 548

9.4.4 材料 550

9.5 有限元建模中的一些特殊问题 550

9.5.1 梁元偏心距 550

9.5.2 网格过渡 551

9.5.3 增压载荷的施加 552

9.5.4 虚拟元素 552

9.5.5 一般单元的使用 553

9.5.6 间隙元的使用 553

9.5.7 部件对接 553

9.6 结构细节建模技术 553

9.7 模型的正确性检查 554

9.7.1 调试与检查 554

9.7.2 计算结果诊断 555

9.8 应力分析结果的处理 555

9.9 应力分析结果使用时应该注意的问题 555

9.1 0有限元模型可靠性评估和模型修正 556

9.1 0.1 试验数据的筛选 556

9.1 0.2 模型评估技术 558

9.1 0.3 模型修正 562

9.1 1有限元模型管理 565

附录A 结构分析的工程方法 565

A.1 机身、机翼结构的切面计算 565

A.2 结构稳定性分析 566

A.3 开口结构应力分析与强度校核 566

附录B 结构线性分析适用性 566

B.1 构件的抗弯极限强度 567

B.2 结构稳定性分析 567

B.3 有限元分析中的限制载荷与极限载荷 567

参考文献 567

第10章 飞机结构多学科优化设计技术 569

10.1 概述 569

10.2 航空器多学科结构优化设计技术综述 569

10.2.1 结构优化设计技术发展概况 569

10.2.2 多学科优化设计技术与发展 570

10.3 结构优化设计技术基础 573

10.3.1 结构优化设计问题的一般数学描述 573

10.3.2 结构优化设计典型流程 574

10.3.3 敏度分析 575

10.3.4 优化算法（优化器）分析 577

10.4 多学科优化设计模型及相关问题 582

10.4.1 优化设计的变量 582

10.4.2 约束函数 584

10.5 优化设计中的近似模型和代理模型及相关问题 587

10.5.1 近似模型技术 587

10.5.2 代理模型技术 588

10.6 实施结构多学科优化设计的若干问题 589

10.6.1 多学科结构优化设计模型 589

10.6.2 结构数值分析模型的兼容性问题 589

10.6.3 适当的过程控制与参数 590

10.6.4 优化设计计算结果不合理的排查处置 590

10.6.5 优化设计结果的最优性 590

10.6.6 优化设计计算结果的圆整化 590

10.7 结构多学科优化设计软件及其应用 591

10.7.1 MSC.NASTRAN/MSC.PATRAN结构多学科综合优化设计分析软件平台概述 591

10.7.2 COMPASS结构多学科综合优化设计分析软件平台概述 593

附录A 数值优化算法及序列二次规划方法 595

A.1 非线性最优化问题常用解法 595

A.2 序列二次规划法数值优化算法原理 597

A.2.1 等式约束非线性规划问题的牛顿－拉格朗日算法 597

A.2.2 序列二次规划法及其解算法一般步骤 598

A.2.3 不等式约束非线性规划的子问题序列二次规划法 599

A.2.4 实用化子问题序列二次规划法需要解决的算法问题 599

附录B 结构优化中的代理模型 600

B.1 代理模型技术 600

B.2 代理模型优化技术 601

B.2.1 置信域增广拉格朗日（Trust Region-Augmented Lagarngian）优化模型（TRALSBO） 601

B.2.2 类序列二次规划法（Sequential Quadratic Programming alike）优化模型（SQP-alike SBO） 602

B.2.3 直接代理（Direct Surrogate）优化模型（DS SBO） 602

B.2.4 内点置信域序列近似优化（Interior PointTrustRegion Sequential Approximation Optimization）代理模型（IPTRSAO SBO） 602

附录C 结构性态的解析敏度公式举例 603

参考资料 605

参考文献 605

第11章 结构静强度试验验证 607

11.1 设计研制试验 607

11.1.1 设计研制试验的目的和内容 607

11.1.2 设计研制试验方法简介 608

11.1.3 设计研制试验设计和实施中的要点 613

11.1.4 试验结果的分析与处理 614

11.2 全尺寸飞机结构静力验证试验 617

11.2.1 CCAR-25-R3对结构静强度验证的要求 617

11.2.2 CCAR-25-R3对结构符合性证明的要求 620

11.2.3 适航程序 620

11.2.4 静力试验过程 621

11.2.5 静力试验通用技术 627