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第1章 气动弹性力学引论1

1.1 气动弹性力学的范畴2

1.2 气动弹性分析基本概念4

1.3 气动弹性在航空航天飞行器设计中的作用5

1.4 力与坐标系9

第2章 气动弹性问题的简要历史回顾13

2.1 早期的气动弹性现象实例13

2.2 航空领域的气动弹性力学20

2.3 第一次世界大战期间所获得的启示21

2.4 第一次世界大战后的发展24

2.5 一些事故统计25

2.6 第二次世界大战以来的发展32

2.7 稳定性与操纵性中的气动弹性力学33

2.8 非定常气动力理论的发展34

2.9 早期的试验技术36

第3章 空气动力学：定常与非定常理论43

3.1 翼型的空气动力特性43

3.2 非定常二维翼型47

3.3 动态稳定性导数的估算62

3.4 非定常位势流理论64

3.5 机翼和机身的近似解析解73

3.6 定常流升力面的数值解法81

3.7 振荡升力面的数值解法88

3.8 升力面和体干扰的数值解法97

3.9 气动力影响系数105

3.10 计算流体力学107

第4章 结构：变形理论113

4.1 弯曲和扭转理论基础113

4.2 能量定理115

4.3 扭转盒段的剪心和扭转刚度117

4.4 变刚度弹性轴的变形121

4.5 柔度影响系数的插值124

4.6 薄板理论与曲面样条131

4.7 有限元分析143

4.8 直接刚度法144

4.9 由假设变形求刚度矩阵151

4.10 刚度与柔度的互逆性153

4.11 利用假设应力求刚度矩阵154

第5章 振动：频率和模态157

5.1 单自由度系统157

5.2 结构阻尼160

5.3 二自由度系统162

5.4 弦的振动164

5.5 杆的扭转振动168

5.6 梁的弯曲振动170

5.7 弹性轴的振动172

5.8 耦合质量矩阵173

5.9 振动问题的矩阵表述178

5.10 计算与测量振动模态的正交性180

5.11 从地面振动试验获得柔度矩阵的方法183

第6章 准静态气动弹性力学：机动飞行188

6.1 二维翼段188

6.2 柔性支持下的刚性后掠机翼193

6.3 长直机翼196

6.4 一般翼面形状的影响系数公式200

6.5 一般布局形式的刚度矩阵方程208

6.6 有支持飞行器的发散212

6.7 静气动弹性模态方程212

6.8 计入动态结构效应的运动方程213

6.9 速度导数和气动弹性效应对阻力的影响218

6.10 弹性机翼的上反效应219

6.11 “刚体”风洞模型试验结果的修正222

第7章 颤振：动气动弹性稳定性223

7.1 准定常颤振分析223

7.2 一阶非定常颤振分析226

7.3 颤振分析的美国方法（K法）229

7.4 颤振分析的英国方法（PK法）237

7.5 广义气动弹性分析方法（GAAM）240

7.6 颤振相似律参数243

7.7 操纵面颤振246

7.8 壁板颤振248

7.9 螺旋桨／发动机舱的螺旋颤振250

7.10 T形尾翼颤振256

第8章 瞬态响应：着陆和阵风载荷262

8.1 任意时间相关外力的响应262

8.2 响应计算的数值方法267

8.3 机动翼剖面上的瞬时升力273

8.4 二维翼型的离散阵风响应274

8.5 计算瞬时应力的方法279

8.6 离散的均匀阵风下飞行器的响应281

第9章 随机响应：大气扰动和跑道粗糙度283

9.1 随机载荷的统计学描述283

9.2 由协方差函数表示的随机响应285

9.3 由功率谱表示的随机响应289

9.4 超过指定值的频率293

9.5 简谐阵风函数294

9.6 功率谱密度示例296

9.7 随机大气阵风的设计载荷300

9.8 随机阵风响应示例305

第10章 气动伺服弹性：与控制系统相互作用311

10.1 传递函数311

10.2 运动方程的状态空间形式315

10.3 广义振荡气动力近似函数322

10.4 稳定性分析结果的介绍324

10.5 主动控制设计325

10.6 结构模态控制系统设计326

10.7 阵风减缓系统设计328

10.8 颤振抑制系统设计330

第11章 热气动弹性：高速大气飞行333

11.1 受热结构的大变形333

11.2 气动加热335

11.3 热气动弹性颤振算例336

第12章 气动弹性设计：优化340

12.1 气动弹性优化342

12.2 数值优化基础343

12.3 气动弹性响应347

12.4 设计灵敏度347

12.5 气动弹性设计灵敏度349

12.6 优化器351

12.7 气动弹性设计实例355

附录A 矩阵算法360

A.1 定义360

A.2 加法和减法361

A.3 乘法361

A.4 逆运算361

A.5 微分运算362

A.6 积分运算362

A.7 矩阵分块363

A.8 特征值与特征向量363

附录B 拉普拉斯变换和傅里叶变换367

B.1 拉普拉斯变换367

B.2 拉普拉斯变换的一般性质367

B.3 简单函数的拉普拉斯变换369

B.4 采用拉普拉斯变换列表求解微分方程371

B.5 拉普拉斯反变换372

B.6 傅里叶变换373

附录C 概率与概率分布378

C.1 基本概念378

C.2 随机变量及其概率函数379

C.3 期望值与矩382

C.4 高斯分布382

C.5 瑞利分布384

附录D 偶极子格网法的发展386

摘要386

D.1 引言386

D.2 偶极子格网法386

D.3 方法的发展388

D.4 偶极子格网法的发表389

D.5 后续的发展391

D.6 近期发展391

D.7 评述总结392

献辞392

结语392

附录E 刚体飞行器飞行力学394

摘要394

E.1 引言394

E.2 符号395

E.3 矢量运动方程396

E.4 标量运动方程397

结论398

附录F 与联邦航空局往来的信件400

附录G 伽辽金——传记和他的方法421

G.1 伽辽金传记421

G.2 伽辽金法422

附录H 自传446

参考文献454