CHINA 飞行器结构力学 梁立孚刘石泉齐辉编著 中国宇出版社
CHINA 序言 从飞行器设计的角度来看问题，飞行器结构力学应当是研究作用在飞行器结构上的 力（飞行器的外载荷）、力在结构中的传递（传力）和力在结构中引起的效应（强度、刚 度和稳定性)的一门科学。作用在飞行器结构上的力即指作用在飞行器上的外载荷， 一 般说来作用在飞行器结构上的力有空气动力、集中和分布质量力、发动机的推（拉）力 等，有时还涉及热载荷。在固连在飞行器上的坐标系中来观察问题，作用在飞行器上的 外载荷构成一个平衡力系，应当注意到，作用在飞行器的不同部位的外载荷是通过力在 结构中的传递来达到平衡的，这就又引出力在结构中怎样传递更合理的问题，因为飞行 器结构是相当复杂的，所以传力的规律也是相当丰富的。熟悉传力规律的人看飞行器结 构，就像研究电器的人看电路图一样，各个元件都有其固有的作用，飞行器结构的部件、 组合件和零件的传力构成合理的传力系统图。用通俗的话说，飞行器的各元件的传力是 以其受力为代价的，由于飞行器结构是变形体，结构元件在传力（受力）过程中要引起 一些效应，这些效应归结为飞行器结构的强度问题、刚度问题和稳定性问题。强度问题 是从研究结构元件内力着眼，使其内应力不大于容许应力，此时，认为结构满足了强度 要求。刚度问题是从研究结构的变形〔位移)着眼，使其变形限制在结构完成其使命容 许的范围内，此时，认为结构满足了刚度要求。稳定性问题是指不允许结构失去稳定性， 研究这类问题的关键是正确地确定失去稳定性的临界应力或临界载荷。以上论述的是飞 行器结构力学的大体系，本书重点研究飞行器结构力学基本原理和方法，不能遵循这个 大体系，而把重点放在研究力的效应上，而且也不是力的效应的全部内容，而是着重研 究内力计算、位移计算和失稳临界载荷，为了实现这一目的，需要研究一些力学基本原 理和方法，这些问题在绪论中再做详细的说明。 本书在编写过程中，得到宋海燕博士、李海波博士、刘宗民硕士的大力协助，中国 宇航出版社的宋兆武编审对文稿进行了仔细的审阅和编辑，作者一并表示感谢。 本书部分内容属于国家自然科学基金N0.10272034、博士学科点专项科研基金和黑龙 江省自然科学基金资助课题。 尽管作者努力将该书编写好，但由于作者水平限制，加之书中有些内容是作者的新 提法，难免有不妥之处，作者诚恳地希望广大读者给予指导和帮助。 作者 2002年10月
CHINA 目录 序1 言 绪论 第1章能量原理 1.1引言 1.2虚功原理和最小势能原理…… 1.3余虚功原理和最小余能原理… 12 1.4最小势能、余能原理衍生的变分原理 16 1.4.1应变能与余应变能… 16 14.2最小应变能原理和最小余应变能原理… 17 1.4.3 Castigliano定理 17 1.4.4单位位移法和单位载荷法… 19 1.4.5功的互等定理*… 21 1.4.6叠如原理 23 1.5Ritz方法… 28 16说明一个问题*… 30 练习题 30 第2章力法*… 33 2.】引言… 33 2.1.1系统的儿何不变性 33 2.1.2自由度和约束（几何不变性的判断） 35 2.1.3结构的组成… 38 2.1.4静不定度的判定… 40 2.2静定结构的内力计算… 43 2.2.1结构元件的平衡… 44 2.2.2平面静定结构的内力计算… 49 2.2.3空间静定结构的内力计算…。 52 2.3静定结构的位移计算 55 i
CHINA 23.1元件的柔度特性… 55 2.3.2静定结构的位移计算… 60 2.4静不定结构的内力和位移计算… 65 2.4.1对称性的利用t… 65 2.42静不定结构的内力计算—力法…… 66 2.4.3静不定结构的位移计算 73 2.5矩阵力法4 78 2.51应用矩阵方法计算结构的内力… 78 252应用矩阵方法计算静不定结构的变形…… 79 2.5.3单位状态和载荷状态可以取得不一致… 80 2.6秩力法* 86 练习题… 89 第3章位移法… 95 3.】引言 95 3,1.1应用最小势能原理来研究问题… 95 3.1.2位移法… 97 3.13矩阵位移法… 98 31.4直接刚度法… 100 3.2元件（局部坐标)的刚度矩阵… 107 3.2.1位移变换和力的变换矩阵*， 4…107 3.2.2梁元件的刚度矩阵… 108 3.23扭杆刚度矩阵… 110 3.2.4复合受力状态的杆元件的刚度矩阵… 110 3,2.5变轴力杆的刚度矩阵… 111 32.6矩形受剪板的刚度矩阵（用于矩阵位移法)· 113 3.27梯形板的刚度矩阵（用于直接刚度法) 113 3.3坐标变换 115 3.3.1等轴力杆的坐标变换…。 115 33,2平面梁元素的坐标变换…… 117 3.3.3板-杆结构元件的坐标变换 118 3.4总体刚度矩阵的形成… 120 3.4.1扮架问题… *120 3.42刚架问题+*… *…124 3.4.3板-杆结构问题 133 3.5有限元素法的基本概念… 4…139 3.5.1从Rit忆法到有限元法**…140 3.5.2平面应力和平面应变问题的有限元素法…143
CHINA 练习题 440DDDD64440DEDDn440n041E小e+ee◆Caadnc408444Ecaed4444mec0048aaaa0g 152 第4章工程梁理论 154 4.】引言 154 4.1.1基本假设…… 154 4.1.2坐标系的选择… 156 4.2正应力的计算 157 4.21计算正应力的一般方法… 157 422计算组合壳体剂面正应力的折算系数法. 158 42.3工程梁中的热应力 *…159 4.3开剖面系统的弯曲剪流和弯心… 161 4.3.1开剖面系统的弯曲剪流… 161 4.3.2开剂面系统的弯心… 1G5 4.4单闭剖面的剪流和刚心… 168 4.4.1在扭矩M2作用下单闭剖面的剪流…168 4.4.22作用下单闭剖面的剪流… 169 44.3单闭剖面的闪刚心*** 170 4.5多闭剖面的剪流与刚心*4*…175 4.51静不定度的判定… 175 45.2确定闭荆面剪流的几种思路（以三闭室剖面为例) 175 4.53多闭剖面的剪流… 176 4.5.4多闭剂面的刚心… 179 4.5.5多闭剖面剪流及刚心的近似计算· 182 4.6隔膜计算 185 4.61写引言… 185 4.6.2加强框的算… 185 4.7框中的热应力 …188 4.8限制扭转的概念… …193 48.1引言… *193 4.82开剖面系统的限制扭转的一般情况… 194 4.9闭剖面结构的限制扭转… 199 4.10加筋薄壁板的参与（剪滞）问题 202 练习题… 204 第5章板壳稳定 208 5.1引言… 208 5.2弹性薄板的近似理论。 209 5.21弹性薄板的控制方程… 209 近