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《實用飛機結(jié)構(gòu)應力分析及尺寸設計》對飛機結(jié)構(gòu)應力分析及尺寸設計進行了詳細系統(tǒng)的介紹，闡述了飛機結(jié)構(gòu)應力分析的設計方法及具體結(jié)構(gòu)的尺寸設計細節(jié)。全書共17章，其內(nèi)容包括緒論，飛機結(jié)構(gòu)尺寸設計工作，外載荷，材料的選擇，結(jié)構(gòu)分析，梁的應力，板殼，盒形梁，壓桿的穩(wěn)定，薄板屈曲，剪切板，開口，承壓壁板，損傷容限壁板，結(jié)構(gòu)補救與修理，以及結(jié)構(gòu)試驗方案，基本涵蓋了飛機結(jié)構(gòu)尺寸設計中的主要問題�！秾嵱蔑w機結(jié)構(gòu)應力分析及尺寸設計》主要供航空工程技術(shù)人員和結(jié)構(gòu)工程師參考，也可作為航空高等院校教材參考用書。

這本書旨在為進行飛機和其他航空器結(jié)構(gòu)尺寸設計的工程技術(shù)人員提供必要的數(shù)據(jù)和程序支持。書中的各種材料性能數(shù)據(jù)絕大部分來源于政府機構(gòu)的相關(guān)出版物，如NACA報告和一些技術(shù)文獻資料。當然，如果讀者對材料強度和結(jié)構(gòu)分析的基本概念不是十分通曉，可能會對本書的內(nèi)容理解不夠全面深入；本書作者假設讀者對相關(guān)學科已經(jīng)比較熟悉，因而，這些相關(guān)基礎知識不再贅述。為保持本書結(jié)構(gòu)緊湊，文中僅保留了與飛機結(jié)構(gòu)相關(guān)的數(shù)據(jù)和技術(shù)資料。鑒于現(xiàn)代飛機結(jié)構(gòu)主要是金屬結(jié)構(gòu)，本書集中考慮了金屬結(jié)構(gòu)的布局問題。讀者在進行飛機結(jié)構(gòu)布局過程中，可以參考書中的一些材料性能許用數(shù)據(jù)和結(jié)構(gòu)布局分析案例。
本書內(nèi)容盡可能循序漸進，許多章節(jié)包含了大量的數(shù)值計算例題，以便于驗證分析方法，正確使用設計數(shù)據(jù)和／或設計曲線，使飛機結(jié)構(gòu)工程師真實體會如何才能獲取一個結(jié)構(gòu)效率最高的結(jié)構(gòu)。飛機結(jié)構(gòu)工程師通過閱讀本書，可以初步了解飛機結(jié)構(gòu)布局過程中的應力分析工作內(nèi)容。如何將材料強度理論和作者豐富的實踐經(jīng)驗應用于工程實際是本書的重點內(nèi)容。而做到飛機結(jié)構(gòu)理論和實踐應用并重，則依賴于擁有大量支持結(jié)構(gòu)分析理論的試驗數(shù)據(jù)。
飛機結(jié)構(gòu)分析問題通常涉及到薄板（或厚板）和加筋板的屈曲和局部失穩(wěn)。薄板屈曲設計是機體結(jié)構(gòu)分析中最重要的一項工作。20世紀40年代以來的NACA報告提供了該研究領域大量的技術(shù)資料和設計數(shù)據(jù)。目前，結(jié)構(gòu)工程師在機體結(jié)構(gòu)應力分析工作中仍在利用這些技術(shù)資料和數(shù)據(jù)作為設計依據(jù)。
在全面考慮靜強度、疲勞強度、破損一安全要求、損傷容限和經(jīng)濟成本影響的情況下，通過仔細選擇結(jié)構(gòu)布局形式和材料而獲取一個最終的設計優(yōu)化方案是本書最重要的內(nèi)容。書中以圖表和曲線形式提供了大量來自于過去的經(jīng)驗和／或試驗結(jié)果的材料性能數(shù)據(jù)，用于金屬機體尺寸設計。本書的另一個目的是幫助結(jié)構(gòu)工程師全面回顧從飛機設計制造（包括零部件的使用維護）經(jīng)驗教訓中得到的數(shù)據(jù)資料，以指導設計具有結(jié)構(gòu)完整性和重量效率的飛機結(jié)構(gòu)。

作者：(美國)牛春勻(Michael C.Y.Niu) 譯者：馮振宇程小全張紀奎合著者：徐建新

牛春勻，教授，一直從事金屬和復合材料飛機結(jié)構(gòu)研究及咨詢工作，曾是洛克希德航空系統(tǒng)公司的高級研發(fā)主管工程師，現(xiàn)任(美國)AD飛機結(jié)構(gòu)咨詢公司總經(jīng)理。
牛教授在航天器結(jié)構(gòu)和飛機結(jié)構(gòu)的分析與設計方面有30多年的工作經(jīng)驗。在洛克希德，曾任部門主任和規(guī)劃主任，負責結(jié)構(gòu)布置與各種結(jié)構(gòu)計劃工作，其中包括金屬和復合材料創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設計，這些結(jié)構(gòu)可用在現(xiàn)在和(或)將來的先進戰(zhàn)斗機和先進運輸機上。在洛克希德工作期間，他深入?yún)⑴c初步設計各個方面的工作，其中包括飛機總體布局、結(jié)構(gòu)布置、結(jié)構(gòu)形式選擇以及適航等內(nèi)容。他是L-1011的主任工程師，負責機翼和尾翼的應力分析工作。他還于1966年和1968年，在波音公司先后做過波音727和波音747兩架飛機的應力分析工程師。
牛教授的主要著作有三部：AIRFRAMESTRUCTURALDESIGN(1988)，COMPOSITEAIRFRAMESTRUCTURES(1992)以及AIRFRAMESTRESSANALYSISANDSIZING(1997)。此外，他還編寫了洛克希德復合材料設計指南和復合材料制圖手冊。他先后于1973年和1986年獲得洛克希德成就獎和成果卓越獎，并在1973年列入Who'sWho航空專家名錄。
牛教授是北京航空航天大學的顧問教授，以及南京航空航天大學、西北工業(yè)大學和沈陽航空工業(yè)學院的客座教授。
牛教授在洛杉磯加州大學講授“飛機結(jié)構(gòu)設計與修理”、“復合材料飛機結(jié)構(gòu)”以及“飛機結(jié)構(gòu)應力分析與尺寸布置”等工程短訓課程。
牛教授1962年畢業(yè)于中國臺灣中原大學土木工程專業(yè)，獲學士學位；1966年在美國懷俄明大學獲土木工程專業(yè)碩士學位。

插圖：

飛機總重對于設計載荷的另一個顯著的影響就是當飛機以給定下沉速度接地時，施加在起落架上的垂直載荷。用于結(jié)構(gòu)設計的總重是由飛機的任務要求確定的。任務要求和／或設計標準詳細描述了在考慮到飛機運行的各個階段后，燃油、有效載荷的最大值和最小值。典型的飛機主要設計重量為：
·起飛總重——執(zhí)行指定任務的最大起飛重量，一般認為是飛機裝滿燃油及最大有效載荷情況下的重量，有時會因為具體設計要求而有所變化。在滑行狀態(tài)和飛行條件下考慮起飛總重，但是不要求設計的飛機在此重量下降落。
·設計著陸重量——著陸時的最大重量。飛機按預定降落時，有理由認為耗盡了預定應消耗的燃油。在設計飛機結(jié)構(gòu)時不能要求飛機在高于設計著陸重量時著陸。多數(shù)飛機上都有放油設備，飛機重量可以在緊急著陸時很快降低到設計重量。在著陸時，考慮機翼和機身向下彎曲是很重要的。
·空油重量——飛機上沒有燃料時的最大重量。對于設計重量來說，這個多少令人疑惑的概念在結(jié)構(gòu)中很常見，因為屬于描述性的。空油重量包括空機重量、運行必需項目（機組人員、發(fā)動機滑油等）、貨物和／或乘客。這種狀態(tài)通常對于機翼上彎是至關(guān)重要的。
在形成設計準則期間要綜合考慮所有的設計重量。根據(jù)過去的經(jīng)驗，嘗試確定設計重量水平，包含初步設計和最終設計時飛機總重的正常增加；也包括未來飛機重量的增加（有時高達初始飛機總重的30%）。但也不能超過太多，否則對設計不利。
3.3.3重心包線
要綜合考慮設計重量和飛機重心位置�？梢杂脠D表示重心隨設計重量的變化。包線包含了設計確定的所有極限狀態(tài)。在設置重心極限時可以包括在設計過程中發(fā)生變化而導致的極限狀態(tài)。典型的重心包線如圖3.3.2所示。

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