飞行器结构设计 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:543

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出版时间:1970-1

价格:65.00元

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isbn号码:9787561227633

丛书系列:

图书标签:

• 航天
• 飞行器结构
• 结构设计
• 航空工程
• 气动外形
• 材料力学
• 有限元分析
• 复合材料
• 结构优化
• 飞行性能
• 结构强度

航空航天工程基础理论与实践系列丛书：新一代飞行器设计与制造技术 （本书籍旨在深入探讨现代飞行器，特别是未来高性能、多任务飞行器在结构设计、材料应用、制造工艺及适航性验证等方面的前沿理论与工程实践，与《飞行器结构设计》中的传统结构静力学、强度分析侧重点有所区别。） --- 卷首语：迈向智能与多功能化的飞行器结构新纪元 随着全球地缘政治格局的演变、对可持续发展和太空探索需求的激增，当代飞行器正朝着高超声速、隐身化、电推进、智能化和无人化方向迅猛发展。传统的以“刚度与强度为核心”的结构设计理念已无法完全支撑这些对重量、冗余性、环境适应性和制造复杂性提出极致要求的下一代平台。本卷丛书聚焦于从概念设计到全寿命周期管理的关键技术突破，特别强调多学科设计优化（MDO）、先进复合材料的界面与损伤容限、增材制造的结构化集成，以及智能结构/结构健康监测（SHM）在保障飞行安全与效能中的核心作用。 --- 第一部分：面向极端环境的先进结构理论与材料科学基础 (约 450 字) 1.1 高性能结构材料的本构关系与失效预测 本部分摒弃了对传统铝合金和钛合金的常规讨论，转而深入研究极端温度、高频载荷和辐射环境下的新型结构材料。 超高温陶瓷基复合材料（UHTCs）的热-力-化耦合响应： 重点分析SiC/SiC、ZrB2/SiC 等材料在再入大气层和高超声速飞行中的热防护与结构耦合效应。研究其在复杂应力状态下的微观裂纹萌生、扩展速率模型，以及如何通过界面工程调控材料的抗氧化性和抗热震性。 智能/自适应材料的宏观力学表征： 探讨形状记忆合金（SMA）、压电陶瓷与磁流变弹性体（MR Fluid）在结构阻尼、颤振抑制和主动负载控制中的本构模型建立。特别关注这些材料在嵌入式传感器和执行器结构中的力学行为衰减。 多尺度建模与计算力学的前沿： 介绍如何利用分子动力学（MD）与有限元方法（FEM）进行有效耦合，以预测先进纤维增强复合材料（FRCs）在冲击载荷下的多尺度损伤演化路径，超越经典的层合板理论极限。 1.2 柔性化与可变形结构设计 针对翼身融合、变体气动布局（Morphing Wing）的需求，本节侧重于结构如何实现功能性。 拓扑优化在非线性约束下的应用： 探讨如何将气动效率、驱动器布局、刚度分布等多种约束条件集成到拓扑优化算法中，以生成具有仿生学特征的轻量化桁架或梁系结构。 软体机构与弹性变形体的有限元分析： 阐述处理大变形、超弹性材料（如硅橡胶、柔性聚合物）时，应采用的非线性有限元方法，包括应变梯度理论和几何非线性处理。 --- 第二部分：下一代制造技术对结构完整性的重塑 (约 550 字) 本部分的核心思想是：制造工艺不再是结构的后置步骤，而是与设计同步进行的关键驱动力。 2.1 增材制造（AM）的结构设计范式转变 重点分析选区激光熔化（SLM）和电子束熔化（EBM）对传统结构冗余度的颠覆性影响。 面向增材制造的结构设计（DfAM）： 详细阐述如何利用AM技术实现点阵（Lattice）结构、仿生多孔结构的精确打印。分析这些结构在各向异性力学性能（如各向同性与各向异性平衡）上的设计策略。 残余应力与热循环对疲劳性能的影响： 深入研究高能量密度输入导致的冶金变化和内部残余应力场。如何通过后处理（如热等静压HIP）和优化制造参数，消除或补偿这些缺陷，确保增材制造部件的长期疲劳寿命和抗蠕变性能。 异质材料的结构集成： 探讨在同一构件内通过AM技术梯度过渡结合不同金属（如Ti-Al系合金）或陶瓷/金属界面，以实现局部性能优化（如界面耐磨性与核心承载力）。 2.2 复杂曲面与整体化结构的先进加工技术 五轴/多轴数控（CNC）在大型整体构件中的应用： 聚焦于高精度复杂曲面铣削中刀具路径优化、颤振抑制技术，确保大型结构件（如机翼外板、整体框梁）的表面完整性和尺寸精度。 复合材料的自动化铺放与固化： 侧重于高精度、高速度的自动纤维铺放（AFP）技术，特别是针对变厚度和复杂曲面铺层设计中的角度误差控制、褶皱（Wrinkling）预测与消除策略。 --- 第三部分：结构健康监测（SHM）与飞行器智能运维 (约 500 字) 本部分关注结构在服役期间的实时状态感知、数据驱动的剩余寿命评估，以取代传统的定期检查。 3.1 嵌入式传感网络与数据采集 压电导纳法（PZT-based Impedance Spectroscopy）的应用： 详细介绍如何利用粘贴在结构表面的压电材料作为传感器和激励器，监测微小损伤（如分层、基体开裂）对局部动态特性的影响，并建立损伤指标的识别算法。 光纤布拉格光栅（FBG）阵列的集成设计： 探讨FBG传感器如何在大尺寸、高应变区域（如复合材料蒙皮连接处、高载荷梁段）中进行多点、高精度应变和温度场测量，并解决信号串扰和封装对结构性能的影响。 3.2 结构损伤的智能识别与寿命预测 基于深度学习的损伤模式分类： 介绍如何利用卷积神经网络（CNN）处理SHM采集的振动信号或超声波数据，实现对损伤类型（如疲劳裂纹、腐蚀坑）的自动识别和定位，避免传统信号处理方法的繁琐特征提取过程。 剩余使用寿命（RUL）的概率模型： 结合飞行载荷谱数据和损伤演化模型，利用贝叶斯网络或高斯过程回归（GPR）建立结构部件的概率性寿命预测框架，实现基于状态的维护计划（CbM）。 3.3 结构-控制耦合的反馈机制 探讨主动减振（Active Vibration Control）和颤振抑制策略，即利用传感器实时反馈信号，通过智能驱动器（如SMA或机电作动器）对结构模态进行瞬时干预，从而在不增加静力学裕度的前提下，提升结构的工作包线。 --- 总结 本书籍提供了一个从基础理论到尖端工程应用的全面视角，它关注的是如何通过材料、制造和信息技术的深度融合，构建出更轻、更智能、更适应未来任务需求的飞行器结构体系，是研究人员和工程师应对未来挑战的必备参考。

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这本书的叙述方式极其严谨，几乎每一个论点都有坚实的理论基础支撑，让人在阅读过程中产生一种莫名的信服感。我特别喜欢作者处理复杂概念时的细腻手法，比如在讲解颤振和屈曲这些关键的空气动力弹性问题时，他没有直接抛出复杂的微分方程，而是先通过一个形象的比喻，将抽象的力学现象具象化。随后，再逐步引入数学模型，每一步的逻辑递进都让人感到水到渠成。对于那些已经具备一定工程背景的读者而言，这本书无疑是一部极佳的工具书，其中的图表制作精良，标注清晰，很多参数的选取和背后的考量都值得反复揣摩。我甚至发现，一些在其他专业文献中一笔带过的设计经验，在这里都被详尽地展开分析了，体现了作者深厚的实践功底。那种深入骨髓的专业性，让这本书的价值远超一般教材的范畴。

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这本书的语言风格非常具有个人色彩，读起来不像是在阅读一份冰冷的工程手册，更像是在和一位睿智的导师进行深入的对话。作者擅长使用排比和对比的手法来强调重点，使得那些原本容易混淆的概念变得泾渭分明。比如，在比较两种不同连接方式的疲劳寿命时，他用了一种近乎散文式的笔调，将材料的“韧性”与设计的“寿命预期”巧妙地联系起来，读起来颇有韵味。对于那些初学者来说，这本书的难度曲线控制得很好，前半部分铺垫扎实，后半部分则逐步深入到高级设计规范和认证流程，为读者提供了一个完整的知识闭环。我特别欣赏作者对工程伦理和安全性冗余的强调，这说明作者不仅关注如何让飞机“飞起来”，更关注如何让它“安全地回来”。

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这本书的封面设计着实吸引人，那种深邃的蓝色调配合着流线型的银色字体，让人一眼就能感受到一种科技的冷峻与力量感。我本来以为《飞行器结构设计》会是一本枯燥的教科书，里面充斥着密密麻麻的公式和理论推导，但翻开第一页，我就被它的图文并茂深深吸引了。作者显然在排版上下了很大功夫，不仅有清晰的原理图，还有大量剖面图和实际工程案例的照片。尤其让我印象深刻的是对复合材料在现代航空器中应用的章节，讲解得非常生动，仿佛能看到那些轻盈而坚固的碳纤维是如何编织成飞机的骨架的。它不像那种只停留在理论层面的书，更像是带着你走进一间现代化设计工作室，手把手教你如何思考结构受力、如何权衡重量与强度的矛盾。对于我这个非专业人士来说，它提供了一个极好的入门视角，让我对“飞起来”这件事背后的工程智慧有了更直观的认识，文字的节奏感把握得非常好，读起来丝毫不费劲。

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说实话，刚拿到这本书的时候，我对它抱持着一丝怀疑，毕竟市面上关于结构设计的书籍汗牛充栋，真正能让人眼前一亮的太少。然而，这本书在“创新结构方案探讨”这部分内容，彻底颠覆了我的看法。它没有墨守成规地讨论传统的桁架或蒙皮结构，而是大量引入了仿生学设计理念和拓扑优化在航空结构中的应用。我记得有一段关于蜂窝夹层板的介绍，作者不仅分析了它的力学特性，还追溯了其灵感来源，这种跨学科的视角非常开阔。读起来，感觉就像是在听一位经验丰富的设计大师在分享他多年的“独门秘籍”，那种对突破现有设计局限的渴望和探索精神，极具感染力。它激励着读者去思考，除了已有的成熟方案，还有没有更巧妙、更高效的实现方式。

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这本书的实用性简直是惊人，它不仅仅停留在“是什么”的层面，更侧重于“怎么做”和“为什么这么做”。我最欣赏的是它对于材料选择的实用性指导。比如，针对特定载荷环境和温度范围，作者给出了一个非常实用的决策树图表，直接指导读者如何从铝合金、钛合金到先进复合材料中进行筛选。这种高度集成化的信息展示，极大地提高了工程设计的效率。而且，书中的案例分析都非常贴合实际工程中的痛点，比如如何处理翼身连接处的应力集中问题，或者如何在保证结构完整性的前提下进行隐身优化。这表明作者对当代航空工业面临的实际挑战有着深刻的理解，这本书无疑是工程师案头必备的一本实战指南，内容扎实，经得起推敲。

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