民用飛機(jī)(簡稱民機(jī))的結(jié)構(gòu)分析工作貫穿飛機(jī)設(shè)計的整個過程,是直接影響民機(jī)結(jié)構(gòu)的 安全性、可靠性和先進(jìn)性的關(guān)鍵工作。隨著世界民機(jī)市場競爭的不斷加劇,現(xiàn)代的民機(jī)結(jié)構(gòu)不斷 朝著輕質(zhì)量、長壽命和高可靠性方向發(fā)展,相應(yīng)地,需要結(jié)構(gòu)分析方法的與時俱進(jìn),以提供全面可 靠的結(jié)構(gòu)分析結(jié)果。 世界各主要民用飛機(jī)制造商都擁有各自較為完備的民機(jī)結(jié)構(gòu)分析手冊,并且不斷地對其進(jìn) 行更新和細(xì)化,成為民用飛機(jī)設(shè)計的堅實基礎(chǔ)。國內(nèi)現(xiàn)有手冊的覆蓋內(nèi)容較廣,但實用性和針對 適航要求方面有待提高。在ARJ 21和C919的研制過程中,中國商用飛機(jī)有限責(zé)任公司已積累 了一些民機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析方法和適航取證經(jīng)驗。本手冊旨在以適航要求為指導(dǎo),集成世界各主 要民機(jī)研制公司結(jié)構(gòu)分析經(jīng)驗,為民用飛機(jī)的研制和適航取證工作提供技術(shù)支持。 本書參考國外先進(jìn)民機(jī)設(shè)計公司的結(jié)構(gòu)分析方法,對民機(jī)典型結(jié)構(gòu)設(shè)計中12種主要分析類 型開展研究,結(jié)合有限元數(shù)值分析手段,形成分析流程和分析準(zhǔn)則。全書共12章,主要內(nèi)容包括 民機(jī)金屬和復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的靜強(qiáng)度和穩(wěn)定性分析以及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度實驗技術(shù)。在實際的民機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè) 計中,可根據(jù)結(jié)構(gòu)的類型和主要的失效情況,通過選用書中相應(yīng)的分析和實驗方法,確定結(jié)構(gòu)是 否滿足靜強(qiáng)度和穩(wěn)定性要求,并參考裕度值對結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。 由于復(fù)合材料在民用飛機(jī)上應(yīng)用日益廣泛,本書的第9~11章專講民機(jī)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的分 析方法,結(jié)合復(fù)合材料不同于金屬材料的特有性能,如可設(shè)計性、結(jié)構(gòu)成形與材料成形的同時性、 材料性能對環(huán)境因素敏感性和破壞模式多樣性等,收集和整理國際上先進(jìn)的復(fù)合材料分析方法 和設(shè)計曲線,為民機(jī)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的設(shè)計分析提供指導(dǎo)。 在本書的編寫過程中,始終圍繞適航符合性驗證要求,嚴(yán)格把控分析方法的收錄來源的可靠 性,使書中的分析數(shù)據(jù)和方法能規(guī)范、系統(tǒng)、完整地反映國際上最新的研究成果,具備工程應(yīng)用條 件。為提高手冊的實用性,精心編排了針對實際典型民機(jī)結(jié)構(gòu)的設(shè)計分析實例,有助于使用本書 的工程師加深理解分析方法的實際應(yīng)用。 在本書的編制和修改過程中,得到了北京航空航天大學(xué)、上海交通大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、中 國商用飛機(jī)有限責(zé)任公司上海飛機(jī)設(shè)計研究院等的大力支持,特別得到了杜善義院士的專門指 導(dǎo)和極大幫助,在此一并感謝。 本書可供飛機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計、強(qiáng)度專業(yè)工程師參考。由于水平和資源的限制,書中錯誤、疏漏和 不合適之處,請使用者指正。
編 者 2016年12月