第1章 绪论 1
1.1引言 1
1.2飞机载荷和载荷谱基本知识 2
1.2.1飞机载荷 2
1.2.2飞机载荷谱 4
1.3飞机环境和环境谱基本知识 7
1.3.1飞机环境 7
1.3.2飞机环境谱 7
1.4飞机载荷/环境谱的重要性 10
1.5飞机载荷/环境谱的历史发展 10
1.5.1国外发展概况 11
1.5.2迅速发展的原因 12
1.5.3国内发展概况 13
1.6飞机结构规范和标准对载荷/环境谱的要求 19
1.6.1军用飞机结构完整性大纲要求 19
1.6.2军用飞机结构强度规范要求 19
1.6.3民用飞机适航标准要求 20
参考文献 21
第2章 飞机结构设计和结构完整性 23
2.1引言 23
2.2飞机结构设计 23
2.2.1飞机结构设计内涵 23
2.2.2飞机结构设计要求 24
2.2.3飞机设计目标 24
2.2.4飞机结构设计原理 27
2.2.5飞机结构抗腐蚀疲劳设计 32
2.2.6飞机结构设计与载荷/环境谱 37
2.3飞机结构完整性 37
2.3.1飞机结构完整性含义 37
2.3.2飞机结构完整性大纲 38
2.3.3飞机结构完整性和结构可靠性 43
2.3.4飞机结构完整性和飞机适航性 44
2.3.5飞机结构完整性和飞机载荷/环境谱 44
参考文献 45
第3章 飞机结构使用寿命 47
3.1引言 47
3.2飞机使用寿命分类 47
3.3飞机使用寿命和载荷/环境谱 50
3.4飞机使用寿命确定方法 52
3.4.1分析方法 53
3.4.2试验方法 54
3.5谱载下的疲劳寿命估算 54
3.5.1名义应力法 54
3.5.2局部应力-应变法 56
3.6谱载下的腐蚀疲劳寿命估算 57
3.7基于谱载的飞机结构日历寿命估算 58
3.7.1飞机结构日历寿命含义 58
3.7.2飞机结构日历寿命计算模型 58
3.7.3飞机结构日历寿命影响因素分析 60
3.7.4实例 63
参考文献 64
第4章 飞机使用方法 66
4.1引言 66
4.2飞机使用方法和任务剖面 66
4.2.1使用方法和任务剖面的引入 66
4.2.2任务剖面含义 67
4.2.3任务剖面表示法 67
4.3飞机任务剖面主要内容和参数 69
4.3.1任务剖面主要内容 69
4.3.2任务剖面主要参数 70
4.4任务剖面的确定方法 73
4.4.1设计使用载荷谱用典型任务剖面的确定方法 73
4.4.2实测载荷谱用典型任务剖面的确定方法 74
参考文献 76
第5章 飞机疲劳载荷/环境 77
5.1引言 77
5.2机动载荷 77
5.2.1机动飞行分类 77
5.2.2机动载荷形态特征 78
5.2.3机动载荷计算基本方法 79
5.2.4机动载荷谱 87
5.3阵风载荷 88
5.3.1离散阵风 88
5.3.2连续紊流 93
5.3.3飞机结构设计阵风载荷要求 95
5.4地面载荷 96
5.5地—空—地循环 98
5.6动载荷 98
5.6.1动载荷、静载荷和疲劳载荷三者关系 98
5.6.2动载荷受载情况 99
5.6.3飞机振动环境 100
5.6.4航空声环境 102
5.6.5振动/航空声疲劳 103
5.6.6振动/航空声预计、测量和编谱 104
5.7腐蚀环境 106
5.7.1腐蚀环境种类 106
5.7.2腐蚀环境特点 108
5.7.3环境参数的表示法 109
5.7.4环境参数获取方法 110
5.8载荷和腐蚀环境联合作用 111
5.8.1应力腐蚀 111
5.8.2腐蚀疲劳 111
参考文献 114
第6章 疲劳载荷统计分析基础 115
6.1引言 115
6.2计数法 115
6.2.1计数法分类 115
6.2.2计数法选择 116
6.2.3增量峰值计数法 116
6.2.4双参数循环计数法 116
6.3随机数据频谱分析 120
6.3.1随机数据的特性 120
6.3.2结构的响应特性 127
6.4马尔可夫矩阵 129
6.4.1马尔可夫过程与马尔可夫链 129
6.4.2马尔可夫转移概率矩阵 130
6.4.3随机数据测量结果的马尔可夫矩阵表示 132
6.5疲劳载荷的概率分布 133
6.5.1一维疲劳载荷概率分布函数 134
6.5.2二维疲劳载荷概率分布函数 139
6.6核密度估计 140
6.7最小子样容量 141
6.7.1确定小子样容量的理论基础和方法 142
6.7.2飞机实测载荷谱子样容量的初步考虑 150
参考文献 151
第7章 飞机载荷谱编制的基本方法——任务分析法 153
7.1引言 153
7.2获取编谱原始数据 155
7.3确定典型任务剖面 156
7.4确定结构载荷环境 156
7.5确定载荷情况 157
7.6载荷计算和应力分析 158
7.7编制无顺序载荷谱 159
7.8无顺序载荷谱离散化 160
7.9编制试验谱和分析谱 161
参考文献 162
第8章 飞机设计使用载荷谱编制方法 163
8.1引言 163
8.2编制设计使用载荷谱的规范谱分析法 163
8.2.1任务段型设计规范谱分析法 165
8.2.2任务型设计规范谱分析法 168
8.3编制设计使用载荷谱的类比分析法 170
8.4编制设计使用载荷谱的飞行模拟法 174
8.5编制设计使用载荷谱的综合分析法 176
8.6飞—续—飞载荷谱及其编制方法 176
8.6.1飞—续—飞载荷谱分类 176
8.6.2飞—续—飞载荷谱编制方法 177
8.7飞机耐久性设计和损伤容限设计使用载荷谱 181
8.7.1耐久性设计使用载荷谱 181
8.7.2损伤容限设计使用载荷谱 181
8.8实例 182
8.8.1编谱实施要点 182
8.8.2确定A型飞机编谱用典型任务剖面 183
8.8.3编制类似飞机实测组合载荷谱 183
8.8.4编制设计规范谱 185
8.8.5曲线拟合 186
8.8.6高载外推 186
8.8.7编制各种设计谱 187
8.8.8飞—续—飞载荷谱编制 190
参考文献 195
第9章 飞机实测载荷谱编制方法 196
9.1引言 196
9.2实测结果的数据处理 196
9.2.1数据预处理 197
9.2.2参数换算和载荷计算 197
9.2.3参数峰谷值有效采集和滤波 199
9.2.4计数处理 203
9.3传统均值载荷谱编制方法 203
9.3.1任务段型传统均值载荷谱的编制 203
9.3.2任务型传统均值载荷谱的编制 206
9.3.3疲劳载荷情况的确定 208
9.4代表起落随机载荷谱编制方法 217
9.4.1方法概述 217
9.4.2实施步骤 218
9.4.3两类实测载荷谱编制方法之间的关系 231
9.5飞机不同阶段实测载荷谱的编制 232
9.5.1飞机定型试飞阶段实测载荷谱的编制 232
9.5.2专门飞行试验实测载荷谱的编制 237
9.5.3飞机寿命监控期间使用载荷谱的编制 238
参考文献 240
第10章 飞机飞行载荷谱实测和编制 242
10.1引言 242
10.2飞行中机体结构受载分析 242
10.2.1飞行限制 242
10.2.2飞行载荷和过载 243
10.2.3机翼飞行载荷分析 244
10.2.4机翼结构与载荷传递方式 247
10.2.5机身载荷和结构受力分析 249
10.3确定实测典型任务剖面 250
10.4确定实测参数和需记录的信息 251
10.4.1确定飞行现场需记录的信息 251
10.4.2确定实测参数 252
10.5试验飞机改装 254
10.5.1飞机测试改装的原则 255
10.5.2电阻应变计特性与粘贴工艺 255
10.5.3飞行载荷测量应变计电桥改装 259
10.5.4飞行参数及其他传感器的改装 260
10.5.5参数采集记录设备改装 260
10.6载荷校准试验 260
10.6.1校准试验加载点位置及校准载荷 260
10.6.2校准过程中试验飞机的约束 261
10.6.3校准载荷施加 262
10.6.4校准试验数据记录 262
10.6.5校准试验数据处理 262
10.6.6建立载荷方程 264
10.6.7载荷方程的精度 266
10.6.8后续载荷校准试验 267
10.7飞行试验 267
10.8重心法向过载谱编制 268
10.9载荷情况统计 272
10.10全机载荷谱编制 273
10.11部件载荷谱编制 276
参考文献 288
第11章 飞机操纵系统载荷谱实测和编制 289
11.1引言 289
11.2飞机操纵系统简介 290
11.3操纵系统载荷谱飞行测量 292
11.4操纵系统实测载荷谱编制方法 294
11.5平尾操纵系统载荷谱编制示例 296
11.6其他方向操纵系统载荷谱编制 299
参考文献 299
第12章 飞机地面载荷谱实测和编制 300
12.1引言 300
12.2起落架组成及分类 301
12.3地面重复载荷源 302
12.4地面载荷及其定义 303
12.5测试与改装 303
12.5.1参数表 303
12.5.2应变计布置 304
12.5.3下沉速度 307
12.5.4跑道不平度 308
12.6载荷校准 308
12.6.1加载表 309
12.6.2校准系统 309
12.6.3直接校准 310
12.6.4间接校准 311
12.6.5参数法校准 311
12.6.6台架校准 312
12.6.7连机校准 313
12.7编谱数据处理 314
12.7.1数据预处理 315
12.7.2受载情况识别 315
12.7.3计数处理 315
12.7.4等寿命和等损伤折算 316
12.8实测地面载荷谱 317
12.8.1着陆载荷谱 317
12.8.2滑行载荷谱 318
12.8.3刹车载荷谱 319
12.8.4转弯载荷谱 319
12.8.5起飞线发动机地面试车载荷谱 320
12.8.6发动机地面试车载荷谱 321
12.8.7牵引载荷谱 321
12.8.8下沉速度谱 321
参考文献 322
第13章 飞机环境谱和载荷-环境谱编制 324
13.1引言 324
13.2编制飞机环境谱的基本方法 324
13.3飞机使用环境谱编制 325
13.3.1确定飞机使用环境种类 325
13.3.2确定飞机典型的使用情况 325
13.3.3获取环境数据 326
13.3.4编制各种使用环境谱 326
13.4飞机当量环境谱的编制 331
13.4.1当量环境谱编制原则 331
13.4.2当量环境飞行谱编制 331
13.4.3当量环境停放谱编制 332
13.5飞机载荷—环境谱编制 333
13.5.1飞机载荷—环境谱概念 333
13.5.2载荷—环境谱分类 334
13.5.3载荷—环境谱编制方法 334
13.6实例 335
13.6.1飞机使用环境谱 335
13.6.2飞机当量环境谱 342
13.6.3飞机试验载荷—环境谱 343
13.7地面停放谱的当量关系确定方法 344
13.7.1当量折算法 345
13.7.2腐蚀程度对比法 348
13.7.3疲劳强度（寿命）对比法 354
参考文献 355
第14章 飞机疲劳载荷参数识别技术 357
14.1引言 357
14.2载荷识别概述 358
14.3静载荷识别 359
14.3.1基于函数模型的载荷参数识别 360
14.3.2基于微分模型的载荷参数识别 361
14.3.3基于神经网络模型的载荷参数识别 363
14.4动载荷识别 365
14.4.1动载荷识别频域法 366
14.4.2动载荷识别时域法 368
参考文献 368
第15章 飞机疲劳载荷的可靠性分析 370
15.1引言 370
15.2结构载荷可靠性分析基础 370
15.3疲劳载荷可靠性分析内涵 372
15.3.1疲劳载荷可靠性分析含义 372
15.3.2疲劳载荷统计分析特点 373
15.3.3疲劳载荷可靠性分析的主要内容 374
15.4疲劳载荷-疲劳强度可靠性干涉模型 374
15.5实测载荷谱的子样容量 376
15.5.1小子样容量理论在飞机实测载荷谱中的应用分析 376
15.5.2飞机实测载荷谱子样容量的确定方法 377
15.6实测载荷谱的统计真实性 379
15.6.1实测任务剖面 379
15.6.2地面试验 380
15.6.3飞行试验 380
15.6.4数据预处理和二次处理 381
15.6.5编谱飞行起落数据的选取 381
15.6.6计数处理 383
15.6.7编谱方法 388
15.6.8疲劳载荷情况 393
15.7载荷谱的统计分散性 393
15.7.1载荷谱的分布曲线族 393
15.7.2疲劳载荷分布函数曲线 394
15.8载荷谱的高载外推 394
15.8.1高载外推方法 394
15.8.2高载外推的实施 395
15.9载荷谱与疲劳损伤 395
15.9.1载荷谱与疲劳损伤的关系 395
15.9.2谱载下的损伤考虑 396
15.10载荷谱与疲劳分散系数 397
15.10.1疲劳分散系数与结构可靠性 397
15.10.2载荷谱与疲劳分散系数关系 398
15.10.3疲劳分散系数取值 399
参考文献 400