飞行器结构力学基础

第1章 绪论

1.1 飞行器结构力学的发展简史

1.1.1 飞机结构和材料的演变

1.1.2 飞机结构的力学分析

1.1.3 火箭和导弹结构

1.1.4 航天器结构

1.1.5 气球和飞艇结构

1.2 飞行器研制的基本过程和思想

1.2.1 飞行器研制的基本过程

1.2.2 飞行器结构设计的思想

习题

本章参考文献

第2章 薄壁元件的力学分析

2.1 典型飞行器结构的受力特征

2.1.1 作用在飞机上的外载荷

2.1.2 机翼结构

2.1.3 机身结构

2.1.4 火箭结构

2.2 杆件、薄板与薄壳承载的基本特点与基本假定

2.2.1 杆件、薄板与薄壳的几何特点与坐标系的建立

2.2.2 杆件、板与壳受力与变形的基本特点，广义内力素

2.2.3 杆件、板与壳所承受的外载荷

2.2.4 杆件、板与壳承载方式与承载能力的比较

2.3 任意截面形状直杆的拉伸、压缩、弯曲与扭转

2.3.1 直杆受单轴拉压

2.3.2 直梁受横向力作用下的平面弯曲

2.3.3 复合截面直杆受轴力与横向力作用下的平面拉压与弯曲

2.3.4 梁的弯曲剪应力，非对称截面梁的弯曲，剪力中心

2.3.5 杆件的自由扭转问题

2.4 薄壁杆件

2.4.1 薄壁杆件受力与变形的基本假定

2.4.2 薄壁杆件的自由扭转问题

2.4.3 薄壁梁的弯曲剪应力

2.4.4 开口薄壁杆件的约束扭转

2.4.5 闭口薄壁杆件的约束扭转*

2.4.6 剪切滞后

2.5 弹性圆环*

2.5.1 弹性圆环的基本形状、坐标系与力学分析的基本假定

2.5.2 弹性圆环变形的几何关系和弹性关系

2.5.3 弹性圆环的平衡方程

2.6 弹性薄板的弯曲问题

2.6.1 弹性薄板的小挠度弯曲微分方程

2.6.2 弹性薄板小挠度弯曲的边界条件

2.6.3 弹性薄板小挠度弯曲微分方程的解

2.7 弹性薄壳理论

2.7.1 旋转曲面的几何特性

2.7.2 旋转壳的薄膜理论

2.7.3 圆柱壳轴对称情况的一般（有矩）理论

习题

本章参考文献

第3章 静定薄壁结构的内力分析

3.1 几何不变性和不可移动性

3.2 桁架结构

3.2.1 判断桁架几何不变性和不可移动性的方法

3.2.2 静定桁架的解法

3.3 刚架结构

3.3.1 组成刚架的方法

3.3.2 静定刚架的解法

3.4 混合杆系结构

3.5 静定薄壁结构

3.5.1 受剪板的平衡

3.5.2 平面静定薄壁结构

3.5.3 空间静定薄壁结构

习题

本章参考文献

第4章 能量原理及弹性结构的变形分析

4.1 功和能量的基本概念

4.1.1 真实状态与可能状态

4.1.2 功、广义力、广义位移和广义变形

4.1.3 应变能和应变余能

4.2 能量原理

4.2.1 可能功原理与功的互等定理

4.2.2 和应变能相关的能量原理

4.2.3 和应变余能相关的能量原理

4.3 静不定结构的分析

4.3.1 力法

4.3.2 位移法

4.4 近似解法

4.4.1 里兹法

4.4.2 伽辽金法

4.4.3 有限单元法

习题

本章参考文献

第5章 薄壁结构的弹性静力稳定性分析

5.1 结构稳定性的基本概念

5.1.1 平衡状态的类型

5.1.2 静力稳定性问题的分类

5.1.3 屈曲模态

5.1.4 屈曲与破坏的关系

5.1.5 保守系统中弹性结构屈曲的研究方法

5.2 开口薄壁杆件的弯扭屈曲

5.2.1 中心受压杆件的扭转屈曲

5.2.2 受弯薄壁梁的侧向屈曲

5.3 薄板的弹性屈曲

5.3.1 矩形薄板的弹性屈曲

5.3.2 加筋薄板的前屈曲分析

5.3.3 受压加筋板的后屈曲分析

5.3.4 张力场梁设计

5.4 薄壳的弹性屈曲

5.4.1 圆柱薄壳的轴压屈曲

5.4.2 圆柱薄壳在纯弯曲载荷作用下的屈曲

5.4.3 圆柱薄壳的扭转屈曲

5.4.4 圆柱薄壳的外压屈曲

5.4.5 圆柱薄壳在多组载荷下的屈曲

5.4.6 圆柱曲板的轴压和剪切屈曲

5.4.7 球壳的外压失稳

5.4.8 加筋壳屈曲问题简介

习题

本章参考文献

本书是一本阐述飞行器结构分析基本理论与方法的教材。全书首先介绍了飞行器结构的发展过程以及设计思想的演变。随后介绍了杆件(特别是包括了闭口、开口薄壁杆件以及复合截面杆件)、板与壳等组成飞行器结构的基本薄壁元件的受力与变形特点以及相应的力学分析方法。在此基础上介绍了静定杆系与杆板组合结构分析的理论与方法，然后从能量原理入手讲述了相应的静不定结构的分析方法。最后讲述了结构稳定性的基本概念、稳定性分析的基本原理以及飞行器中典型的杆、板与壳在轴压、侧压及扭矩作用时失稳的力学行为与分析方法。各章附有例题、习题及参考文献。本书可作为航空航天专业、力学专业大学本科教材，也可作为其他有关专业结构力学课程的参考书，还可供上述专业教师及工程技术人员参考。