第1章 总论 1
1.1 概述 1
1.2 飞机设计中的结构稳定性问题 1
目录 1
1.3 结构稳定性的基本概念 2
1.3.1 屈曲 2
1.3.2 过屈曲 5
1.3.3 屈曲与破坏 5
1.4 稳定性的基本理论和分析方法 7
1.4.1 失稳判别准则 7
1.4.2 工程中常用的计算方法简介 8
参考文献 12
2.2 单一载荷下平板的弹性屈曲 13
2.2.1 薄板弹性弯曲微分方程及屈曲系数 13
2.1 概述 13
第2章 平板的屈曲 13
2.2.2 矩形平板的受压屈曲 14
2.2.3 边缘旋转弹性约束矩形板受压屈曲 16
2.2.4 轴向压载变化的等厚度矩形平板 16
2.2.5 轴向压载变化的变厚度矩形平板 17
2.2.6 板柱 17
2.2.7 凸缘 18
2.2.8 矩形平板的受剪屈曲 20
2.2.9 矩形平板的弯曲屈曲 21
2.2.10 平行四边形板受压屈曲 22
2.2.11 边缘固支的平行四边形板的受压、受剪屈曲 23
2.2.12 等腰三角形板的受压、受剪屈曲 24
2.2.13 梯形板的受压屈曲 25
2.3 复合载荷下平板的弹性屈曲 27
2.3.1 矩形平板压—压、压—拉复合的屈曲 27
2.3.4 其他复合载荷下的屈曲 28
2.3.3 矩形平板弯曲与其他各类载荷复合的屈曲 28
2.3.2 矩形平板压—剪复合屈曲 28
2.4 平板的塑性屈曲 31
2.4.1 塑性区应力—应变关系 31
2.4.2 非弹性模量 32
2.4.3 部分航空铝合金材料数据 33
2.4.4 非弹性泊松比 35
2.4.5 平板的塑性屈曲 36
2.4.6 计算用塑性修正系数和图表 36
2.5 包覆层塑性对平板屈曲的影响 39
2.5.1 有包覆层板屈曲的工程近似 40
2.5.2 工程近似的包覆层修正系数 40
2.5.3 常用航空硬铝合包铝层机械性能 41
参考文献 41
附录A 42
3.2 受轴压作用的圆筒 48
3.2.1 计算公式及曲线 48
3.1 概述 48
第3章 圆筒与曲板的屈曲 48
3.2.2 圆柱壳体轴压屈曲的临界载荷 50
3.2.3 塑性修正 52
3.2.4 内压影响 53
3.3 圆筒的弯曲屈曲 54
3.3.1 计算公式 54
3.3.2 内压影响 54
3.3.3 塑性修正 55
3.4 圆筒的扭转屈曲 55
3.4.1 计算公式及曲线 55
3.4.2 塑性修正 56
3.4.3 内压与扭转同时作用下的屈曲相关方程 56
3.4.4 非圆剖面的扭转屈曲 57
3.5.1 计算公式 58
3.5.2 塑性修正 58
3.5 圆筒在外压载荷作用下屈曲 58
3.6 圆筒复合载荷作用下的屈曲 59
3.6.1 相关方程汇总 59
3.6.2 轴压和内压或外压复合作用 60
3.6.3 轴压和弯曲联合作用下圆筒的屈曲 60
3.6.4 轴压和扭转复合受载的圆筒屈曲 61
3.6.5 弯曲和扭转联合作用的圆筒屈曲 61
3.6.6 轴压、弯曲和扭转联合作用的圆筒屈曲 62
3.6.8 圆柱壳体复合受载的实用相关曲线 63
3.6.7 横向剪切和弯曲复合受载的圆筒屈曲 63
3.7 圆柱曲板轴压屈曲 64
3.7.1 计算公式及曲线 65
3.7.2 塑性修正 65
3.7.3 内压的影响 66
3.8 曲板受剪屈曲 66
3.8.1 曲板剪切屈曲应力计算公式 66
3.8.3 内压载荷的影响 67
3.8.2 塑性修正 67
3.9 曲板的弯曲屈曲 68
3.9.1 曲板弯曲屈曲应力计算公式 68
3.9.2 塑性修正 68
3.10 受外压的曲板屈曲 69
3.10.1 曲板屈曲压力的计算公式 69
3.11 复合受载柱形曲板的屈曲 69
3.11.1 圆柱曲板轴压和剪切联合作用下的屈曲 69
3.11.2 轴压和侧压的耦合 71
3.12 受外压作用的球面曲板 73
3.12.1 屈曲应力计算公式 73
3.12.2 塑性修正 74
参考文献 74
4.2.1 轴向压缩的加筋条屈曲形式 75
4.2 加筋条的压缩屈曲特性 75
4.1.3 组合元件屈曲的研究内容 75
4.1.1 组合元件的定义 75
4.1.2 组合元件的屈曲应力 75
4.1 概述 75
第4章 组合元件的屈曲 75
4.2.2 加筋条的总体屈曲应力 76
4.2.3 加筋条的局部屈曲应力 77
4.3 加筋板的压缩屈曲特性 86
4.3.1 加筋板的压缩屈曲形式 87
4.3.2 加筋板压缩屈曲应力计算 87
4.4 加筋板的剪切屈曲特性 108
4.4.1 纵向加筋平板剪切屈曲应力 108
4.4.2 横向加筋平板剪切屈曲应力 110
4.4.3 加筋曲板剪切屈曲应力 111
4.4.4 受扭加筋圆筒的屈曲应力 112
4.4.5 塑性影响 112
4.5 加筋板的弯曲屈曲应力 112
4.6 加筋板的压缩和弯曲复合屈曲应力 117
4.7 加筋板双向压缩的复合屈曲应力 121
参考文献 122
第5章 板和组合元件的破坏 123
5.1 概述 123
5.2 屈曲后品质分析 123
5.3 凸缘、平板与曲板的破坏 124
5.3.1 凸缘的破坏 124
5.3.2 平板的破坏 125
5.3.3 曲板的破坏 128
5.4 型材的压损 129
5.4.1 单角元件 129
5.4.2 双角元件 132
5.4.3 多角元件 135
参考文献 136
6.2 加筋平板屏压缩破坏的几种形式 137
6.1 概述 137
第6章 加筋平板屏的压缩破坏 137
6.3 带加筋条的板屏压损强度 140
6.3.1 带弯制加筋条的板屏压损强度 140
6.3.2 带挤压加筋条的板屏压损强度 144
6.3.3 典型加筋板屏压损强度简化计算 149
6.3.4 铆接短板屏的强度 152
6.4 加筋板屏的柱强度 156
6.4.1 加筋板有效板屏强度？co的计算 156
6.4.2 翼肋端面支持系数的确定 157
6.5 加筋板有效板屏强度？co计算实例 158
6.5.1 带T形剖面整体加筋板屏？co计算 158
6.5.2 带角形型材铆接加筋板屏？co计算 160
6.5.3 算例分析 161
6.6 提高加筋板承载能力的途径 162
参考文献 164
附录B 165
第7章 加筋曲板和加筋壳的强度 178
7.1 概述 178
7.2 加筋圆柱壳屈曲的主要形式 178
7.3 板屏失稳强度 179
7.4 加筋圆筒的总体屈曲 179
7.4.1 综述 179
7.4.2 弯曲总体失稳 180
7.4.3 外压总体屈曲 181
7.4.4 扭转总体屈曲 182
7.4.5 横向剪切总体失稳 182
7.4.6 弯曲和扭转复合受载总体屈曲 182
7.5 总体屈曲部分计算公式汇总 183
参考文献 183
第8章 受剪板张力场结构设计 184
8.1 概述 184
8.2.2 剪切屈曲应力 185
8.2 平板张力场结构设计 185
8.2.1 确定结构参数 185
8.2.3 张力场系数 188
8.2.4 张力场角 188
8.2.5 支柱的有效面积 189
8.2.6 支柱应力 190
8.2.7 支柱的许用应力 190
8.2.8 支柱与腹板的铆接 190
8.2.9 支柱与凸缘的铆接 191
8.2.10 凸缘中的应力 191
8.2.11 腹板中的最大名义应力 192
8.2.12 腹板的许用应用 192
8.2.13 腹板与凸缘的铆接 192
8.2.14 张力场腹板的有效剪切模量 192
8.3 曲板张力场结构设计 192
8.3.1 剪切屈曲应力 192
8.3.2 压缩屈曲应力 193
8.3.3 曲板张力场系数 194
8.3.4 张力场角 194
8.3.5 长桁中的应力 195
8.3.6 长桁的强度检查 195
8.3.7 框中的应力 196
8.3.8 框的强度检查 196
8.3.9 曲板的强度检查 196
8.4 计算示例 197
8.4.1 平板纯剪张力场梁计算 197
8.4.2 曲板纯剪张力场计算 199
参考文献 202
第9章 多墙多支柱结构稳定性 203
9.1 概述 203
9.2 多墙结构承载能力计算 204
9.2.1 弯曲载荷下的结构总承载能力 204
9.2.2 蒙皮承载能力计算方法 205
9.2.3 筋条承弯能力计算 212
9.2.4 腹板承载能力计算 213
9.2.5 腹板抗压塌应力计算 213
9.2.6 腹板对蒙皮支持条件计算 214
9.2.7 腹板两个设计条件的相互关系 215
9.3 多墙结构连接件计算 215
9.4 多墙结构设计 216
9.4.1 多墙盒段闭室参数选择 216
9.4.2 多墙结构设计要求 217
9.5 多墙多支柱结构承载能力与设计计算 221
9.5.1 应用背景与总承载能力 221
9.5.2 多墙多支柱结构蒙皮承弯能力计算 222
9.5.3 筋条及支柱计算 224
9.5.4 多墙多支柱结构设计 226
参考文献 228
10.1 概述 229
第10章 蜂窝结构设计计算方法 229
10.2 蜂窝夹芯性能计算方法 230
10.2.1 蜂窝夹芯强度特征参数及LF-2铝箔性能 230
10.2.2 蜂窝夹芯压缩性能计算 230
10.2.3 蜂窝夹芯剪切性能计算 236
10.3 蜂窝夹层板的设计计算方法 240
10.3.1 蜂窝夹层板的设计准则 240
10.3.2 蜂窝夹层板的结构特性 241
10.3.3 蜂窝平板的失效分析 241
10.3.4 蜂窝夹层板结构的设计 252
10.4 全高度蜂窝结构设计计算方法 257
10.4.1 全高度蜂窝屈曲破坏模式 257
10.4.2 蜂窝面板的压损破坏及蒙皮厚度参数的选择 258
10.4.3 蜂窝夹芯参数选择 259
10.4.4 全高度蜂窝结构的设计 261
参考文献 263
第11章 结构热屈曲简介 264
11.1 概述 264
11.2 温度对结构稳定性的影响 264
11.2.1 温度对结构件稳定性的影响 264
11.2.2 温度对结构材料的影响 264
11.3 结构热屈曲分析 266
11.4 常用材料高温应力—应变曲线 266
参考文献 271
第12章 常用受压结构形式的适用范围分析 272
12.1 概述 272
12.1.1 翼面结构特征参数 272
12.1.2 机身结构特征参数 273
12.2 带翼肋的加筋板结构最小重量设计 273
12.2.1 有效加筋板分析 273
12.2.2 加筋板肋刚度准则 275
12.2.3 加筋盒最小重量分析 277
12.3 横向加筋板盒最小重量分析 278
12.4 多墙结构最小重量分析 279
12.5 夹层盒结构和夹层板结构最小重量分析 279
12.5.1 夹层盒结构最小重量分析 279
12.5.2 夹层板结构最小重量分析 280
12.6 圆筒结构受弯最小重量分析 280
12.6.1 加筋圆筒结构受弯的屈曲 280
12.6.2 圆筒加筋壳结构最小重量分析 281
12.6.3 无加筋圆筒最小重量分析 282
12.6.4 夹层壳结构最小重量分析 282
12.7 弯曲载荷下受压结构效率分析 282
12.7.1 基本参数描述 282
12.7.2 按结构稳定性准则翼面结构最小重量分析 283
12.7.3 按结构稳定性准则圆筒壳结构最小重量分析 284
参考文献 286
跋 287