飞行器结构力学 / 现代工程结构力学丛书
定价：￥149.00
作者： 于哲峰，孙海
出版时间：2026-05-15
出版社：机械工业出版社
国家出版基金项目
- 机械工业出版社
- 9787111805120
- 1-1
- 2026-05-15
- 605
内容简介
本书是2023年度国家出版基金资助项目“现代工程结构力学丛书”中的《飞行器结构力学》分册。
本书共12章，以飞机结构为例介绍飞行器结构力学分析相关的知识和理论，主要包括：绪论、飞行器结构设计准则、飞行载荷计算、应力函数及其在梁分析中的应用、能量原理及其应用、薄板的弯曲、结构的稳定性、薄壁梁分析基本理论、结构简化及几何组成分析、典型飞行器结构的分析方法、飞行器结构的传力分析和飞行器结构分析的有限元方法。
本书可供从事飞行器结构设计的工程技术人员参考，也可用作飞行器设计专业的高年级本科生及研究生的教材。
本书共12章，以飞机结构为例介绍飞行器结构力学分析相关的知识和理论，主要包括：绪论、飞行器结构设计准则、飞行载荷计算、应力函数及其在梁分析中的应用、能量原理及其应用、薄板的弯曲、结构的稳定性、薄壁梁分析基本理论、结构简化及几何组成分析、典型飞行器结构的分析方法、飞行器结构的传力分析和飞行器结构分析的有限元方法。
本书可供从事飞行器结构设计的工程技术人员参考，也可用作飞行器设计专业的高年级本科生及研究生的教材。
目录
前言
第 1 章 绪论 1
1. 1 结构力学主要任务 1
1. 2 飞机构件与功能 4
参考文献 13
第 2 章 飞行器结构设计准则 14
2. 1 飞机结构设计简介 14
2. 2 飞机结构设计总要求 17
2. 3 静强度设计准则 19
2. 4 气动弹性设计准则 21
2. 5 刚度设计准则 25
2. 6 安全寿命设计准则 25
2. 7 损伤容限设计准则 27
2. 8 耐久性设计准则 29
参考文献 30
第 3 章 飞行载荷计算 31
3. 1 飞机外载荷的来源 32
3. 2 载荷系数与飞行载荷包线 37
3. 3 对称机动飞行载荷的计算 43
3. 4 阵风载荷的计算 47
参考文献 51
第 4 章 应力函数及其在梁分析中的
应用 52
4. 1 弹性力学基本方程 52
4. 2 弹性力学中的二维问题 56
4. 3 端部受载的悬臂梁 60
4. 4 实心截面扭转 64
4. 5 狭长矩形截面的扭转 74
参考文献 76
第 5 章 能量原理及其应用 77
5. 1 引言 77
5. 2 虚功原理和余虚功原理 78
5. 3 最小势能原理和最小余能原理 79
5. 4 最小势能原理的驻值条件 80
5. 5 最小余能原理的驻值条件 86
5. 6 功的互等定理 93
5. 7 里茨方法 95
参考文献 96
第 6 章 薄板的弯曲 97
6. 1 薄板的纯弯曲 97
6. 2 同时承受弯矩和扭矩的板 99
6. 3 承受面外分布载荷的薄板 102
6. 4 四边简支矩形板的纳维解 105
6. 5 面内载荷作用下薄板的微分方程 108
6. 6 含初始曲率的板的弯曲 111
6. 7 薄板弯曲能量法 112
6. 8 矩形薄板的莱维解 118
6. 9 圆形薄板的弯曲 120
参考文献 126
第 7 章 结构的稳定性 127
7. 1 柱的欧拉屈曲 127
7. 2 初始缺陷对受压柱的影响 132
7. 3 轴心受压杆的扭转屈曲和弯扭屈曲 135
7. 4 基于力平衡法的单向均匀受压四边
简支薄板屈曲临界载荷求解 143
7. 5 用瑞利-里茨法计算薄板的临界
载荷 147
7. 6 用迦辽金法计算薄板的临界载荷 151
7. 7 加筋壁板的失稳 155
7. 8 型材的整体失稳和局部失稳 159
7. 9 型材的压损 160
7. 10 型材弯曲失稳和局部失稳的混合
失稳形式 163
7. 11 张力场梁 164
参考文献 169
第 8 章 薄壁梁分析基本理论 170
8. 1 薄壁梁的外载荷 170
8. 2 薄壁梁的弯曲 172
8. 3 梁结构中横向分布载荷、 剪力和
弯矩的关系 179
8. 4 受剪薄壁梁中应力、 应变和位移
关系 180
8. 5 开口截面梁剪流的计算 184
8. 6 闭口截面薄壁梁剪流的计算 190
8. 7 受剪闭口截面梁的扭转和翘曲位移
计算 195
8. 8 薄壁梁剪心的确定 197
8. 9 闭口截面梁扭转剪流的计算 201
8. 10 闭口截面梁扭转和翘曲位移的
计算 202
8. 11 开口截面梁的扭转 207
参考文献 210
第 9 章 结构简化及几何组成分析 211
9. 1 杆板薄壁结构的简化 211
9. 2 受剪板的平衡 216
9. 3 结构几何组成分析 219
9. 4 几何组成分析的基本规则 224
9. 5 平面杆板薄壁结构几何组成规则 227
9. 6 空间杆板薄壁结构几何组成规则 230
参考文献 233
第 10 章 典型飞行器结构的分析
方法 234
10. 1 平面杆板薄壁结构内力计算 234
10. 2 广义力和广义位移 240
10. 3 静定杆板薄壁结构的位移计算 243
10. 4 静不定杆板薄壁结构的内力计算 248
10. 5 对称系统的简化计算 250
10. 6 简化薄壁工程梁模型的弯曲 252
10. 7 简化薄壁工程梁模型的扭转 254
10. 8 简化后开口截面薄壁工程梁的
剪切 254
10. 9 简化后闭合截面薄壁工程梁的
剪切 258
10. 10 机身在弯曲、 剪切和扭转载荷下
的分析 260
10. 11 机身上的开口分析 262
10. 12 锥形梁的分析 263
10. 13 多闭室截面的分析 267
10. 14 开口翼盒的受扭分析 272
10. 15 开口截面薄壁梁的限制扭转 276
10. 16 闭口截面薄壁梁的限制扭转 286
10. 17 剪切滞后 294
参考文献 305
第 11 章 飞行器结构的传力分析 306
11. 1 符号约定 306
11. 2 机翼的传力 308
11. 3 机身总体传力的特点 313
11. 4 载荷扩散结构设计方法 318
11. 5 弹性结构之间超静定对接情况下的
载荷求解 320
参考文献 322
第 12 章 飞行器结构分析的有限元
方法 323
12. 1 有限单元法简述 323
12. 2 杆系结构有限元分析 337
12. 3 平面问题有限元 344
12. 4 薄板弯曲问题有限元 361
12. 5 杆板结构有限元分析举例 370
参考文献 382
第 1 章 绪论 1
1. 1 结构力学主要任务 1
1. 2 飞机构件与功能 4
参考文献 13
第 2 章 飞行器结构设计准则 14
2. 1 飞机结构设计简介 14
2. 2 飞机结构设计总要求 17
2. 3 静强度设计准则 19
2. 4 气动弹性设计准则 21
2. 5 刚度设计准则 25
2. 6 安全寿命设计准则 25
2. 7 损伤容限设计准则 27
2. 8 耐久性设计准则 29
参考文献 30
第 3 章 飞行载荷计算 31
3. 1 飞机外载荷的来源 32
3. 2 载荷系数与飞行载荷包线 37
3. 3 对称机动飞行载荷的计算 43
3. 4 阵风载荷的计算 47
参考文献 51
第 4 章 应力函数及其在梁分析中的
应用 52
4. 1 弹性力学基本方程 52
4. 2 弹性力学中的二维问题 56
4. 3 端部受载的悬臂梁 60
4. 4 实心截面扭转 64
4. 5 狭长矩形截面的扭转 74
参考文献 76
第 5 章 能量原理及其应用 77
5. 1 引言 77
5. 2 虚功原理和余虚功原理 78
5. 3 最小势能原理和最小余能原理 79
5. 4 最小势能原理的驻值条件 80
5. 5 最小余能原理的驻值条件 86
5. 6 功的互等定理 93
5. 7 里茨方法 95
参考文献 96
第 6 章 薄板的弯曲 97
6. 1 薄板的纯弯曲 97
6. 2 同时承受弯矩和扭矩的板 99
6. 3 承受面外分布载荷的薄板 102
6. 4 四边简支矩形板的纳维解 105
6. 5 面内载荷作用下薄板的微分方程 108
6. 6 含初始曲率的板的弯曲 111
6. 7 薄板弯曲能量法 112
6. 8 矩形薄板的莱维解 118
6. 9 圆形薄板的弯曲 120
参考文献 126
第 7 章 结构的稳定性 127
7. 1 柱的欧拉屈曲 127
7. 2 初始缺陷对受压柱的影响 132
7. 3 轴心受压杆的扭转屈曲和弯扭屈曲 135
7. 4 基于力平衡法的单向均匀受压四边
简支薄板屈曲临界载荷求解 143
7. 5 用瑞利-里茨法计算薄板的临界
载荷 147
7. 6 用迦辽金法计算薄板的临界载荷 151
7. 7 加筋壁板的失稳 155
7. 8 型材的整体失稳和局部失稳 159
7. 9 型材的压损 160
7. 10 型材弯曲失稳和局部失稳的混合
失稳形式 163
7. 11 张力场梁 164
参考文献 169
第 8 章 薄壁梁分析基本理论 170
8. 1 薄壁梁的外载荷 170
8. 2 薄壁梁的弯曲 172
8. 3 梁结构中横向分布载荷、 剪力和
弯矩的关系 179
8. 4 受剪薄壁梁中应力、 应变和位移
关系 180
8. 5 开口截面梁剪流的计算 184
8. 6 闭口截面薄壁梁剪流的计算 190
8. 7 受剪闭口截面梁的扭转和翘曲位移
计算 195
8. 8 薄壁梁剪心的确定 197
8. 9 闭口截面梁扭转剪流的计算 201
8. 10 闭口截面梁扭转和翘曲位移的
计算 202
8. 11 开口截面梁的扭转 207
参考文献 210
第 9 章 结构简化及几何组成分析 211
9. 1 杆板薄壁结构的简化 211
9. 2 受剪板的平衡 216
9. 3 结构几何组成分析 219
9. 4 几何组成分析的基本规则 224
9. 5 平面杆板薄壁结构几何组成规则 227
9. 6 空间杆板薄壁结构几何组成规则 230
参考文献 233
第 10 章 典型飞行器结构的分析
方法 234
10. 1 平面杆板薄壁结构内力计算 234
10. 2 广义力和广义位移 240
10. 3 静定杆板薄壁结构的位移计算 243
10. 4 静不定杆板薄壁结构的内力计算 248
10. 5 对称系统的简化计算 250
10. 6 简化薄壁工程梁模型的弯曲 252
10. 7 简化薄壁工程梁模型的扭转 254
10. 8 简化后开口截面薄壁工程梁的
剪切 254
10. 9 简化后闭合截面薄壁工程梁的
剪切 258
10. 10 机身在弯曲、 剪切和扭转载荷下
的分析 260
10. 11 机身上的开口分析 262
10. 12 锥形梁的分析 263
10. 13 多闭室截面的分析 267
10. 14 开口翼盒的受扭分析 272
10. 15 开口截面薄壁梁的限制扭转 276
10. 16 闭口截面薄壁梁的限制扭转 286
10. 17 剪切滞后 294
参考文献 305
第 11 章 飞行器结构的传力分析 306
11. 1 符号约定 306
11. 2 机翼的传力 308
11. 3 机身总体传力的特点 313
11. 4 载荷扩散结构设计方法 318
11. 5 弹性结构之间超静定对接情况下的
载荷求解 320
参考文献 322
第 12 章 飞行器结构分析的有限元
方法 323
12. 1 有限单元法简述 323
12. 2 杆系结构有限元分析 337
12. 3 平面问题有限元 344
12. 4 薄板弯曲问题有限元 361
12. 5 杆板结构有限元分析举例 370
参考文献 382
