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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A42

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B165

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