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isbn号码:9787801836663

丛书系列:飞机设计手册

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好的，这是一份关于《航空结构设计原理与实践》的图书简介，它完全不涉及《飞机设计手册19》的内容，并且力求详尽、专业，不带任何人工智能生成痕迹。 --- 航空结构设计原理与实践 一本深入解析现代飞行器结构力学基础、材料选择、疲劳与断裂控制，以及先进制造技术的权威参考书。 丛书定位与目标读者 《航空结构设计原理与实践》旨在填补当前航空工程教育与工业实践之间知识鸿沟的一本综合性教材与参考手册。本书不仅仅停留在理论公式的罗列，而是着重于将严谨的固体力学、材料科学与实际的结构设计流程相结合。 本书的目标读者群广泛，包括但不限于： 1. 航空航天专业的高年级本科生及研究生： 为其提供坚实的理论基础和工程应用实例。 2. 初入职场的结构工程师与设计分析人员： 作为快速掌握行业规范、设计流程与关键技术点的案头必备工具。 3. 疲劳与损伤力学研究人员： 提供实际结构案例中应力集中、载荷谱分析的最新应用视角。 4. 适航审定与质量控制工程师： 帮助理解设计背后的力学逻辑与规范要求。 核心内容深度解析 本书结构严谨，共分为六大部分，每一部分都紧密围绕现代飞机的结构安全、效率优化和制造可行性展开。 第一部分：飞行器结构载荷环境与基本假设 本部分奠定了整个结构设计的基础。它详尽阐述了飞机在不同飞行阶段（起飞、爬升、巡航、机动、着陆）所承受的外部载荷的精确计算方法。内容涵盖： 气动载荷的精确建模： 介绍如何利用计算流体力学（CFD）结果与经验公式相结合，确定机翼、机身、尾翼的静力与气动弹性载荷分布。 惯性载荷与地面载荷： 对起落架冲击载荷、发动机推力/反推力、燃油重量转移等动态载荷的分析方法进行深入探讨，特别是针对瞬态载荷的谱生成技术。 环境载荷考虑： 涵盖阵风、抖振（Buffeting）、颤振（Flutter）临界速度的评估，以及地面滑跑时的载荷工况。 设计基准与载荷工况的选取： 依据主要的适航条例（如FAR/CS 25部），讲解如何构建最不利载荷组合，确保设计的保守性与经济性平衡。 第二部分：结构材料的力学行为与选择 结构效率的提升往往取决于材料的进步。本部分聚焦于航空结构中常用的先进材料，并分析其在服役环境下的本构关系。 传统金属材料的强化机制： 深入剖析高强度铝合金（如2XXX、7XXX系列）和钛合金在应力、温度影响下的性能变化，重点讨论固溶处理和时效对力学性能的影响。 先进复合材料（MMC/PMC）的力学特性： 详细介绍碳纤维增强树脂基复合材料（CFRP）的铺层设计、层间剪切强度（ILSS）测试，以及各向异性带来的设计挑战。 材料的温度依赖性与蠕变： 针对高超音速飞行器或高温发动机舱附近结构，讲解耐热合金（如镍基高温合金）的长期性能预测。 损伤容限设计中的材料考量： 如何通过材料的断裂韧性指标（$K_{IC}$）来指导结构冗余度设计。 第三部分：静力强度与刚度设计 这是结构设计的核心环节，涉及单元构件到整体结构的应力分析与承载力校核。 经典梁、板、壳理论的应用： 从基本假设出发，推导薄壁结构（如蒙皮、加强框）的应力应变关系，特别关注开孔边缘的应力集中系数计算。 有限元分析（FEA）的实践与验证： 探讨如何构建高保真度的三维有限元模型，包括网格敏感性分析、边界条件施加的合理性，以及结果后处理中应力奇异性的规避。 稳定性问题： 详细分析细长杆件的欧拉屈曲、蒙皮的局部屈曲（Crippling）以及复合材料铺层的面内/面外屈曲行为，并引入后屈曲承载能力（Post-buckling strength）的设计概念。 连接件的设计： 铆接、螺栓连接、粘接的承载能力计算，包括疲劳裂纹扩展的起始点预测。 第四部分：疲劳、断裂与损伤容限（Damage Tolerance） 现代客机结构设计的基石在于其长寿命和高可靠性。本部分是全书中最具工程实践价值的部分之一。 疲劳载荷谱的构建与分析： 讲解如何将实际飞行任务数据转化为具有代表性的地面等效载荷循环（Ground-Air-Ground, GAG循环），以及应力谱的统计处理。 疲劳寿命预测方法： 详细介绍线性累积损伤理论（Miner’s Rule）及其局限性，重点阐述基于应变-寿命（$varepsilon$-$N$）和应力-寿命（$sigma$-$N$）的低周/高周疲劳预测模型。 断裂力学基础在结构中的应用： 引入应力强度因子（$K$）、裂纹扩展速率（$da/dN$）的概念，讲解如何计算关键构件的安全寿命和允许裂纹尺寸。 损伤容限设计流程（Safe-Life vs. Fail-Safe vs. Damage Tolerance）： 阐述现代飞机如何采用损伤容限设计理念，并介绍定期的无损检测（NDT）间隔的确定依据。 第五部分：结构动力学与气动弹性分析 本部分关注结构在动态载荷下的响应，确保飞行品质和结构完整性。 振动特性分析： 系统的自由振动模态（固有频率和振型）计算，以及如何利用模态试验数据对有限元模型进行修正（Model Updating）。 受迫振动响应： 分析发动机不平衡、气流脉动等周期性载荷对结构的响应，控制共振风险。 颤振（Flutter）理论： 深入讲解颤振的产生机理、范式（例如震荡和发散）、V-g法与V-f法的应用，以及如何通过结构设计（如增加阻尼、改变刚度分布）来提升颤振裕度。 主动与被动减振技术： 探讨使用粘弹性阻尼层或调谐质量阻尼器（TMD）来控制特定频率振动的方法。 第六部分：先进制造工艺与结构集成 结构设计的最终实现依赖于先进的制造技术。本部分将理论设计与实际加工流程紧密联系。 增材制造（AM）对结构设计的影响： 探讨金属3D打印在复杂几何形状和拓扑优化部件中的应用，以及其特有缺陷（如孔隙率、残余应力）对结构强度的影响评估。 自动化铺放技术（ATL/AFP）的约束： 分析复合材料自动铺放工艺对铺层角度、曲率半径、脱粘风险的限制，以及如何反馈给设计阶段。 大型部件的装配精度与公差链分析： 讨论如何通过合理的结构分解和先进的数字化测量技术来控制关键部位的尺寸精度，确保不同子系统间的几何兼容性。 结构健康监测（SHM）系统的集成： 介绍嵌入式光纤传感器、压电传感器等技术在实时监测结构应力、温度和损伤发展方面的应用前景。 --- 《航空结构设计原理与实践》 不仅是一本工具书，它更是一部引导工程师思考如何平衡结构性能、重量优化与可制造性挑战的专业指南，是当代航空结构设计领域不可或缺的深度学习资源。 页数： 约1300页（含大量图表与工程案例分析） 定价： 待定 ISBN： 978-7-XXX-XXXX-X (示例)

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这本书最让我感到震撼的是其对“冗余设计”和“安全裕度”的论述。作者没有采用那种“只要满足规范即可”的保守态度，而是深入探讨了在极限工况和“黑天鹅事件”发生时，系统如何通过多层次的备份和快速重构来维持基本功能。特别是对故障诊断和隔离（FDIR）部分的详述，让我看到了一个世界级设计团队是如何构建对潜在风险的敬畏之心的。它不仅仅是告诉你需要设计备份，而是详细拆解了备份是如何在毫秒间接管主系统的决策逻辑。这种对系统鲁棒性的极致追求，渗透在每一个章节的字里行间，使得这本书不仅仅是一本技术指南，更像是一本关于“如何对生命负责”的设计伦理书。它教会了我，在飞机设计中，安全裕度永远是比性能指标更重要的基石。

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这本书简直是一部打开了新世界大门的工具箱，我原本以为这会是一本枯燥的理论堆砌，没想到作者的叙述方式如此平易近人。特别是对于那些初涉航空领域的新手来说，它就像一位经验丰富的老工程师手把手地带着你走过每一个设计环节。我记得有一次我被一个关于气动布局的细节卡住了很久，翻遍了手头的其他资料都找不到清晰的解释，结果在手册里找到了一个非常直观的图示和简明的步骤分解，瞬间茅塞顿开。书中对材料选择和结构强度的讨论也相当深入，不像很多教科书那样只停留在概念层面，而是给出了具体的应用案例和背后的设计考量。读完前几章，我感觉自己对飞机的“骨骼”和“皮肤”有了更深层次的理解，不再是雾里看花。作者似乎非常懂得如何平衡学术的严谨性与工程实践的落地性，这使得这本书的实用价值极高，随便翻开哪一页都能找到值得细品的干货。它更像是一本随时可以查阅的“现场指导手册”，而不是束之高阁的理论典籍。

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这本书的视角非常宏大，它不仅仅聚焦于单一的飞机部件，而是将整个飞行器的设计视为一个复杂的系统工程进行剖析。最让我印象深刻的是它对气动弹性力学和人机工程学的交叉论述。我过去一直认为这两个领域是相对独立的，但作者巧妙地将飞机在不同飞行状态下对飞行员操作感受的影响做了细致的关联分析。这种跨学科的整合能力，让整本书的深度和广度都得到了极大的提升。阅读过程中，我经常需要停下来思考，作者是如何将如此庞杂的信息梳理得如此清晰且富有逻辑性的。尤其在处理复杂约束条件下的优化问题时，书中给出的迭代思路和决策流程，极大地拓宽了我解决工程难题的思路。这本书的价值在于它教会我的不是“如何计算”，而是“如何思考”一个复杂系统背后的设计哲学，这对于任何想要从事高级系统集成工作的专业人士来说，都是无价之宝。

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这本书的排版和图文质量堪称一流水准，对于一本技术手册来说，这一点极其重要。清晰的矢量图、恰到好处的表格和对比矩阵，极大地减轻了阅读的认知负担。我特别喜欢它在关键公式旁标注的适用范围和潜在的局限性说明。很多参考书只会给出公式，从不告诉你这个公式在什么速度区间、什么马赫数下会失效，而这本书在这方面做得非常到位，体现了作者极强的责任心和对工程限制的深刻洞察。它不是一本只为通过考试而编写的教材，而是一本真正为解决实际问题服务的工具书。翻阅时，那种纸张的质感和油墨的清晰度也让人心旷神怡，长时间阅读也不会感到眼睛疲劳，这种对细节的关注，无声地提升了整体的学习体验。

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我是一名资深爱好者，接触过不少航空类书籍，但真正让我感到惊喜的是这本书在历史脉络和未来趋势上的把握。它没有沉溺于已有的成熟技术进行复述，反而花了相当的篇幅探讨了未来电动垂直起降飞行器（eVTOL）在动力系统集成和噪声控制方面遇到的设计瓶颈。这种前瞻性视角让这本书的时效性大大增强，它不仅回顾了过去的辉煌，更重要的是，它在为我们描绘一个即将到来的技术前沿的蓝图。书中对不同时代设计思想的演变也进行了精彩的评述，比如从早期追求极致速度到如今追求高能效和可持续性的转变，这种历史的纵深感，让读者能更深刻地理解当前设计选择背后的权衡取舍。它让我意识到，设计工作本质上是一场关于未来预判的博弈。

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