飞行器复合材料结构设计基础

第1章 绪论

1.1 复合材料定义及其分类

1.2 复合材料结构的发展与应用

1.3 复合材料性能、结构设计的特点

第2章 单层的刚度和强度

2.1 单层的正轴刚度

2.1.1 单层的正轴应力-应变关系

2.1.2 各种复合材料的单层正轴刚度系数

2.2 单层的偏轴刚度

2.2.1 应力转换与应变转换关系

2.2.2 单层的偏轴应力-应变关系

2.2.3 单层的偏轴工程弹性常数

2.3 单层板的强度

2.3.1 单层板的强度指标

2.3.2 单层板的失效准则

第1章  绪论

1.1  复合材料定义及其分类

1.2  复合材料结构的发展与应用

1.3  复合材料性能、结构设计的特点

第2章  单层的刚度和强度

2.1  单层的正轴刚度

2.1.1  单层的正轴应力-应变关系

2.1.2  各种复合材料的单层正轴刚度系数

2.2  单层的偏轴刚度

2.2.1  应力转换与应变转换关系

2.2.2  单层的偏轴应力-应变关系

2.2.3  单层的偏轴工程弹性常数

2.3  单层板的强度

2.3.1  单层板的强度指标

2.3.2  单层板的失效准则

2.3.3  单层板的强度比方程

2.4  单层的三维应力-应变关系

2.4.1  单层的一般三维应力-应变关系

2.4.2  单层的正轴三维应力-应变关系

2.4.3  横观各向同性单层的正轴三维应力-应变关系

2.4.4  单层的偏轴三维应力-应变关系

2.4.5  与平面应力状态的关系

2.4.6  单层的三维工程弹性常数

习题

第3章  复合材料层合板的刚度和强度

3.1  层合板的表示方法

3.2  一般层合板的弹性分析

3.2.1  假设

3.2.2  层合板的应力和应变关系

3.2.3  层合板的合力及合力矩

3.3  对称层合板的刚度特性

3.3.1  单层层合板的刚度

3.3.2  各向同性对称层合板的刚度

3.3.3  正交铺设对称层合板的刚度

3.3.4  斜交铺设对称层合板

3.4  两种非对称层合板的刚度

3.4.1  规则非对称正交铺设层合板

3.4.2  规则反对称层合板

3.4.3  平行移轴定理

3.5  层合板的强度

3.5.1  最先一层失效强度

3.5.2  极限强度

3.5.3  层合板的湿热效应

习题

第4章  复合材料结构分析

4.1  复合材料梁

4.1.1  复合材料结构分析的基本问题

4.1.2  复合材料层合梁分析

4.1.3  复合材料板梁分析

4.2  夹层结构分析

4.2.1  夹层板分析基础

4.2.2  蜂窝夹层结构的工程计算

4.3  层合板的弯曲、屈曲与振动方程

4.3.1  基本假设

4.3.2  基本方程

4.4  各向异性层合圆柱壳分析

4.4.1  基本方程式

4.4.2  层合圆柱壳自由振动问题的求解l

4.4.3  正交各向异性圆柱壳在局部法向载荷下弯曲问题的求解

4.5  复合材料层合结构有限元分析

习题

第5章  复合材料连接

5.1  复合材料连接方式

5.1.1  胶接与机械连接的比较

5.1.2  接头效率

5.2  胶接连接

5.2.1  胶接连接接头分析

5.2.2  胶接连接设计

5.3  机械连接

5.3.1  机械连接接头的分析

5.3.2  机械连接设计

第6章  复合材料结构设计方法与特点

6.1  复合材料结构设计步骤和要求

6.2  单层板设计特点

6.2.1  原材料的选择

6.2.2  单层板的基本力学性能确定

6.2.3  单层板热膨胀系数及湿膨胀系数的预测

6.2.4  单层板加工工艺

6.3  层合板设计特点

6.3.1  层合板设计的一般原则

6.3.2  工程设计方法

6.4  复合结构设计

6.4.1  设计原则

6.4.2  许用基准、许用值与安全系数的确定

6.4.3  选择结构形式

6.4.4  结构件设计

6.4.5  典型的结构件设计

第7章  中央翼盒结构设计

7.1  机翼传力路线设计概述

7.2  中央翼盒前、后梁结构设计

7.2.1  前梁结构设计

7.2.2  后梁结构设计

7.3  中央翼盒上、下整体壁板结构设计

7.3.1  上整体壁板结构设计

7.3.2  下整体壁板结构设计

7.4  中央翼盒翼肋结构设计

7.4.1  内部下翼肋结构设计

7.4.2  内部上翼肋结构设计

7.4.3  端部翼肋结构设计

7.5  中央翼盒结构强度分析

7.6  中央翼盒结构优化设计

7.6.1  结构优化算法和模型

7.6.2  结构优化设计方法

7.6.3  中央翼盒结构的优化设计

第8章  纤维缠绕的内压容器结构设计

8.1  平衡型网络

8.2  纤维缠绕压力容器圆筒的网络分析

8.2.1  单一螺旋型缠绕圆筒

8.2.2  螺旋加环向缠绕圆简

8.2.3  螺旋缠绕加纵向铺放圆筒

8.2.4  纵向铺放加环向缠绕圆简

8.3  纤维缠绕压力容器封头的网络分析

8.3.1  基本方程

8.3.2  平衡型等应力封头

8.3.3  平衡型平面缠绕封头

8.4  纤维缠绕压力容器设计举例

8.4.1  给定原始参数

8.4.2  圆筒段厚度计算

8.4.3  平衡型平面缠绕封头设计

参考文献

复合材料已成为航空航天领域内的主要结构材料 之一。本书是为飞行器设计、结构力学专业本科高年 级学生和研究生编写的教材，包括复合材料单层板、 层合板的刚度和强度，复合材料结构力学，复合材料 连接件的设计，复合材料结构设计方法与特点等内容 ，同时给出了飞机中央翼盒结构设计和纤维缠绕内容 器结构设计两个示例。
　　邓忠民主编的《飞行器复合材料结构设计基础》 主要作为高等院校本科生及研究生的教学用书，也可 作为从事飞行器复合材料结构设计与分析的工程技术 人员和研究人员的参考书。

《飞行器复合材料结构设计基础》是在现有的国内外一些复合材料结构设计、复合材料力学相关教材和资料的基础上，结合编者邓忠民10余年为飞行器设计专业学生主讲飞行器复合材料结构设计基础课程的体会编撰而成，希望它能为飞行器设计及其他相关的工程结构设计专业的学生掌握这方面的知识发挥一定的作用。 本书内容包括复合材料力学、复合材料结构力学及复合材料结构设计相关内容。复合材料力学习惯上是指复合材料的材料力学部分，这部分内容为第2、3章；而复合材料结构（如梁、板结构等）的力学部分称为复合材料结构力学，为第4章；5～8章则分别介绍了连接件的设计基础、复合材料结构设计方法与特点，以及复合材料结构设计案例。