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第1章 绪论1

1.1引言1

1.2飞机载荷和载荷谱基本知识2

1.2.1飞机载荷2

1.2.2飞机载荷谱4

1.3飞机环境和环境谱基本知识7

1.3.1飞机环境7

1.3.2飞机环境谱7

1.4飞机载荷/环境谱的重要性10

1.5飞机载荷/环境谱的历史发展10

1.5.1国外发展概况11

1.5.2迅速发展的原因12

1.5.3国内发展概况13

1.6飞机结构规范和标准对载荷/环境谱的要求19

1.6.1军用飞机结构完整性大纲要求19

1.6.2军用飞机结构强度规范要求19

1.6.3民用飞机适航标准要求20

参考文献21

第2章 飞机结构设计和结构完整性23

2.1引言23

2.2飞机结构设计23

2.2.1飞机结构设计内涵23

2.2.2飞机结构设计要求24

2.2.3飞机设计目标24

2.2.4飞机结构设计原理27

2.2.5飞机结构抗腐蚀疲劳设计32

2.2.6飞机结构设计与载荷/环境谱37

2.3飞机结构完整性37

2.3.1飞机结构完整性含义37

2.3.2飞机结构完整性大纲38

2.3.3飞机结构完整性和结构可靠性43

2.3.4飞机结构完整性和飞机适航性44

2.3.5飞机结构完整性和飞机载荷/环境谱44

参考文献45

第3章 飞机结构使用寿命47

3.1引言47

3.2飞机使用寿命分类47

3.3飞机使用寿命和载荷/环境谱50

3.4飞机使用寿命确定方法52

3.4.1分析方法53

3.4.2试验方法54

3.5谱载下的疲劳寿命估算54

3.5.1名义应力法54

3.5.2局部应力-应变法56

3.6谱载下的腐蚀疲劳寿命估算57

3.7基于谱载的飞机结构日历寿命估算58

3.7.1飞机结构日历寿命含义58

3.7.2飞机结构日历寿命计算模型58

3.7.3飞机结构日历寿命影响因素分析60

3.7.4实例63

参考文献64

第4章 飞机使用方法66

4.1引言66

4.2飞机使用方法和任务剖面66

4.2.1使用方法和任务剖面的引入66

4.2.2任务剖面含义67

4.2.3任务剖面表示法67

4.3飞机任务剖面主要内容和参数69

4.3.1任务剖面主要内容69

4.3.2任务剖面主要参数70

4.4任务剖面的确定方法73

4.4.1设计使用载荷谱用典型任务剖面的确定方法73

4.4.2实测载荷谱用典型任务剖面的确定方法74

参考文献76

第5章 飞机疲劳载荷/环境77

5.1引言77

5.2机动载荷77

5.2.1机动飞行分类77

5.2.2机动载荷形态特征78

5.2.3机动载荷计算基本方法79

5.2.4机动载荷谱87

5.3阵风载荷88

5.3.1离散阵风88

5.3.2连续紊流93

5.3.3飞机结构设计阵风载荷要求95

5.4地面载荷96

5.5地—空—地循环98

5.6动载荷98

5.6.1动载荷、静载荷和疲劳载荷三者关系98

5.6.2动载荷受载情况99

5.6.3飞机振动环境100

5.6.4航空声环境102

5.6.5振动/航空声疲劳103

5.6.6振动/航空声预计、测量和编谱104

5.7腐蚀环境106

5.7.1腐蚀环境种类106

5.7.2腐蚀环境特点108

5.7.3环境参数的表示法109

5.7.4环境参数获取方法110

5.8载荷和腐蚀环境联合作用111

5.8.1应力腐蚀111

5.8.2腐蚀疲劳111

参考文献114

第6章 疲劳载荷统计分析基础115

6.1引言115

6.2计数法115

6.2.1计数法分类115

6.2.2计数法选择116

6.2.3增量峰值计数法116

6.2.4双参数循环计数法116

6.3随机数据频谱分析120

6.3.1随机数据的特性120

6.3.2结构的响应特性127

6.4马尔可夫矩阵129

6.4.1马尔可夫过程与马尔可夫链129

6.4.2马尔可夫转移概率矩阵130

6.4.3随机数据测量结果的马尔可夫矩阵表示132

6.5疲劳载荷的概率分布133

6.5.1一维疲劳载荷概率分布函数134

6.5.2二维疲劳载荷概率分布函数139

6.6核密度估计140

6.7最小子样容量141

6.7.1确定小子样容量的理论基础和方法142

6.7.2飞机实测载荷谱子样容量的初步考虑150

参考文献151

第7章 飞机载荷谱编制的基本方法——任务分析法153

7.1引言153

7.2获取编谱原始数据155

7.3确定典型任务剖面156

7.4确定结构载荷环境156

7.5确定载荷情况157

7.6载荷计算和应力分析158

7.7编制无顺序载荷谱159

7.8无顺序载荷谱离散化160

7.9编制试验谱和分析谱161

参考文献162

第8章 飞机设计使用载荷谱编制方法163

8.1引言163

8.2编制设计使用载荷谱的规范谱分析法163

8.2.1任务段型设计规范谱分析法165

8.2.2任务型设计规范谱分析法168

8.3编制设计使用载荷谱的类比分析法170

8.4编制设计使用载荷谱的飞行模拟法174

8.5编制设计使用载荷谱的综合分析法176

8.6飞—续—飞载荷谱及其编制方法176

8.6.1飞—续—飞载荷谱分类176

8.6.2飞—续—飞载荷谱编制方法177

8.7飞机耐久性设计和损伤容限设计使用载荷谱181

8.7.1耐久性设计使用载荷谱181

8.7.2损伤容限设计使用载荷谱181

8.8实例182

8.8.1编谱实施要点182

8.8.2确定A型飞机编谱用典型任务剖面183

8.8.3编制类似飞机实测组合载荷谱183

8.8.4编制设计规范谱185

8.8.5曲线拟合186

8.8.6高载外推186

8.8.7编制各种设计谱187

8.8.8飞—续—飞载荷谱编制190

参考文献195

第9章 飞机实测载荷谱编制方法196

9.1引言196

9.2实测结果的数据处理196

9.2.1数据预处理197

9.2.2参数换算和载荷计算197

9.2.3参数峰谷值有效采集和滤波199

9.2.4计数处理203

9.3传统均值载荷谱编制方法203

9.3.1任务段型传统均值载荷谱的编制203

9.3.2任务型传统均值载荷谱的编制206

9.3.3疲劳载荷情况的确定208

9.4代表起落随机载荷谱编制方法217

9.4.1方法概述217

9.4.2实施步骤218

9.4.3两类实测载荷谱编制方法之间的关系231

9.5飞机不同阶段实测载荷谱的编制232

9.5.1飞机定型试飞阶段实测载荷谱的编制232

9.5.2专门飞行试验实测载荷谱的编制237

9.5.3飞机寿命监控期间使用载荷谱的编制238

参考文献240

第10章 飞机飞行载荷谱实测和编制242

10.1引言242

10.2飞行中机体结构受载分析242

10.2.1飞行限制242

10.2.2飞行载荷和过载243

10.2.3机翼飞行载荷分析244

10.2.4机翼结构与载荷传递方式247

10.2.5机身载荷和结构受力分析249

10.3确定实测典型任务剖面250

10.4确定实测参数和需记录的信息251

10.4.1确定飞行现场需记录的信息251

10.4.2确定实测参数252

10.5试验飞机改装254

10.5.1飞机测试改装的原则255

10.5.2电阻应变计特性与粘贴工艺255

10.5.3飞行载荷测量应变计电桥改装259

10.5.4飞行参数及其他传感器的改装260

10.5.5参数采集记录设备改装260

10.6载荷校准试验260

10.6.1校准试验加载点位置及校准载荷260

10.6.2校准过程中试验飞机的约束261

10.6.3校准载荷施加262

10.6.4校准试验数据记录262

10.6.5校准试验数据处理262

10.6.6建立载荷方程264

10.6.7载荷方程的精度266

10.6.8后续载荷校准试验267

10.7飞行试验267

10.8重心法向过载谱编制268

10.9载荷情况统计272

10.10全机载荷谱编制273

10.11部件载荷谱编制276

参考文献288

第11章 飞机操纵系统载荷谱实测和编制289

11.1引言289

11.2飞机操纵系统简介290

11.3操纵系统载荷谱飞行测量292

11.4操纵系统实测载荷谱编制方法294

11.5平尾操纵系统载荷谱编制示例296

11.6其他方向操纵系统载荷谱编制299

参考文献299

第12章 飞机地面载荷谱实测和编制300

12.1引言300

12.2起落架组成及分类301

12.3地面重复载荷源302

12.4地面载荷及其定义303

12.5测试与改装303

12.5.1参数表303

12.5.2应变计布置304

12.5.3下沉速度307

12.5.4跑道不平度308

12.6载荷校准308

12.6.1加载表309

12.6.2校准系统309

12.6.3直接校准310

12.6.4间接校准311

12.6.5参数法校准311

12.6.6台架校准312

12.6.7连机校准313

12.7编谱数据处理314

12.7.1数据预处理315

12.7.2受载情况识别315

12.7.3计数处理315

12.7.4等寿命和等损伤折算316

12.8实测地面载荷谱317

12.8.1着陆载荷谱317

12.8.2滑行载荷谱318

12.8.3刹车载荷谱319

12.8.4转弯载荷谱319

12.8.5起飞线发动机地面试车载荷谱320

12.8.6发动机地面试车载荷谱321

12.8.7牵引载荷谱321

12.8.8下沉速度谱321

参考文献322

第13章 飞机环境谱和载荷-环境谱编制324

13.1引言324

13.2编制飞机环境谱的基本方法324

13.3飞机使用环境谱编制325

13.3.1确定飞机使用环境种类325

13.3.2确定飞机典型的使用情况325

13.3.3获取环境数据326

13.3.4编制各种使用环境谱326

13.4飞机当量环境谱的编制331

13.4.1当量环境谱编制原则331

13.4.2当量环境飞行谱编制331

13.4.3当量环境停放谱编制332

13.5飞机载荷—环境谱编制333

13.5.1飞机载荷—环境谱概念333

13.5.2载荷—环境谱分类334

13.5.3载荷—环境谱编制方法334

13.6实例335

13.6.1飞机使用环境谱335

13.6.2飞机当量环境谱342

13.6.3飞机试验载荷—环境谱343

13.7地面停放谱的当量关系确定方法344

13.7.1当量折算法345

13.7.2腐蚀程度对比法348

13.7.3疲劳强度（寿命）对比法354

参考文献355

第14章 飞机疲劳载荷参数识别技术357

14.1引言357

14.2载荷识别概述358

14.3静载荷识别359

14.3.1基于函数模型的载荷参数识别360

14.3.2基于微分模型的载荷参数识别361

14.3.3基于神经网络模型的载荷参数识别363

14.4动载荷识别365

14.4.1动载荷识别频域法366

14.4.2动载荷识别时域法368

参考文献368

第15章 飞机疲劳载荷的可靠性分析370

15.1引言370

15.2结构载荷可靠性分析基础370

15.3疲劳载荷可靠性分析内涵372

15.3.1疲劳载荷可靠性分析含义372

15.3.2疲劳载荷统计分析特点373

15.3.3疲劳载荷可靠性分析的主要内容374

15.4疲劳载荷-疲劳强度可靠性干涉模型374

15.5实测载荷谱的子样容量376

15.5.1小子样容量理论在飞机实测载荷谱中的应用分析376

15.5.2飞机实测载荷谱子样容量的确定方法377

15.6实测载荷谱的统计真实性379

15.6.1实测任务剖面379

15.6.2地面试验380

15.6.3飞行试验380

15.6.4数据预处理和二次处理381

15.6.5编谱飞行起落数据的选取381

15.6.6计数处理383

15.6.7编谱方法388

15.6.8疲劳载荷情况393

15.7载荷谱的统计分散性393

15.7.1载荷谱的分布曲线族393

15.7.2疲劳载荷分布函数曲线394

15.8载荷谱的高载外推394

15.8.1高载外推方法394

15.8.2高载外推的实施395

15.9载荷谱与疲劳损伤395

15.9.1载荷谱与疲劳损伤的关系395

15.9.2谱载下的损伤考虑396

15.10载荷谱与疲劳分散系数397

15.10.1疲劳分散系数与结构可靠性397

15.10.2载荷谱与疲劳分散系数关系398

15.10.3疲劳分散系数取值399

参考文献400