大飞机复合材料结构设计导论

　　《大飞机复合材料结构设计导论》以新一代大型民用飞机复合材料结构为对象，以民用飞机结构设计特点和适航要求为主线，通过波音公司和空中客车公司大飞机复合材料结构技术最新研究和应用成果，全面、系统地论述大型民用飞机复合材料结构设计要求、设计原理和设计方法，包括尾翼、机翼、机身等部件结构设计、耐久性与损伤容限设计和油箱设计、雷电防护设计，以及复合材料结构适航符合性验证。《大飞机复合材料结构设计导论》内容开篇即直述国外新一代民用飞机复合材料的应用和技术最新进展，不再重复叙述复合材料基础知识和手册内容。全书内容力求概念清楚、科学严谨、全面系统、图文并茂，大量实例和插图能帮助读者了解民用飞机复合材料结构设计原理和方法以及适航特点。阅读《大飞机复合材料结构设计导论》需具备飞机结构设计和复合材料方面的基础知识。《大飞机复合材料结构设计导论》是一本旨在系统阐述大型民用飞机复合材料（以聚合物基碳纤维复合材料为代表）结构设计的编著。《大飞机复合材料结构设计导论》可供航空工业飞机设计人员、其他工程技术人员和研究人员参考，也可供航空高等院校相关专业作为教材使用。

　　杨乃宾，教授，北京航空航天大学航空科学与工程学院固体力学系教授。自1976年起从事先进复合材料研究至今已30余载，在力学性能表征与测试、结构力学、疲劳/耐久性、损伤容限以及结构设计等方面破有造诣。译著《复合材料疲劳》；编著《复合材料飞机结构设计》和《直升机复合材料结构设计》；编写其他手册、指南10种；10多项复合材料性能测试标准主要起草人；国内外发表学术论文30余篇；曾获航空工业部科技进步二等奖4项、三等奖1项。梁伟，副教授，西北工业大学复合材料专业硕士学位，西安交通大学力学专业博士，清华大学固体本构与破坏力学组博士后。2002年9月到北京航空航天大学航空科学与工程学院任教。2008年调北京航空航天大学交通学院，任飞行器运用系主任。目前主要研究方向：航空器结构适航符合性验证方法研究、复合材料结构损伤容限设计、高超声速飞行器热结构动力学与设计。在国际和国内期刊和重要会议上发表论文40余篇。中国复合材料学会第五届理事、复合材料设计应用与评价专业委员会副主任，《复合材料学报》第六届编委。

第1章 绪论
1.1 大型民用飞机复合材料结构的应用
1.2 民机复合材料结构技术研发历程
1.2.1 复合材料飞机结构试用与航空工业认可（20世纪60年代～70年代中）
1.2.2 复合材料结构应用技术研究与新型纤维、树脂开发（20世纪70年代中80年代末）
1.2.3 复合材料主承力结构应用技术研究（20世纪80年代中～90年代）
1.2.4 “可买得起”复合材料结构技术研究（20世纪90年代～至今）
1.3 复合材料结构设计相关条例和规范
1.4 大飞机复合材料结构设计特点
1.4.1 复合材料结构设计特殊考虑
1.4.2 复合材料结构并行工程设计方法
1.4.3 大飞机复合材料结构设计特点
1.5 复合材料结构质量保证
1.5.1 复合材料结构质量保证特点
1.5.2 复合材料结构质量保证计划（技术要点）
1.5.3 复合材料结构质量保证计划实施与首批件检查
1.6 复合材料结构成本与效益
1.6.1 产品成本与性价比
1.6.2 复合材料结构成本
1.6.3 复合材料结构降低成本的技术途径
第2章 结构设计基础
2.1 结构设计概念的两大转变
2.1.1 结构设计概念从金属材料到复合材料
2.1.2 结构设计概念从军用飞机到民用飞机
2.2 民机用复合材料
2.2.1 民机对结构用复合材料的要求
2.2.2 中模量高强碳纤维的研发
2.2.3 碳纤维复合材料规范主要力学性能
2.2.4 民机用复合材料现状分析
2.3 复合材料结构积木式方法
2.3.1 积木式方法基本原理和假设
2.3.2 积木式方法应用
2.4 材料许用值
2.4.1 复合材料性能表征
2.4.2 许用值定义
2.4.3 材料许用值的确定方法
2.5 复合材料结构设计选材
2.5.1 设计选材原则
2.5.2 设计选材主要考虑的材料性能
2.5.3 设计选材试验矩阵
2.5.4 设计选材参考
2.5.5 替代材料选择（等效性评定）
2.6 设计值
2.6.1 设计值的定义与内涵
2.6.2 设计值确定的一般原则
2.6.3 设计许用应变确定参考
2.7 设计分析经验
2.7.1 铺层设计
2.7.2 设计细节
2.7.3 螺栓连接设计
2.7.4 胶结连接设计
2.8 制造和装配经验
2.8.1 结构制造
2.8.2 结构装配
第3章 尾翼、机翼结构设计
3.1 尾翼结构设计方案分析
3.1.1 复合材料尾翼研制目的
3.1.2 安定面结构设计要求和翼盒结构形式选择
3.2 尾翼结构设计参考
3.2.1 垂直安定面设计参考
3.2.2 水平安定面设计参考
3.3 民机机翼结构的设计方案分析
3.3.1 民机机翼结构总体布局
3.3.2 复合材料机翼结构设计特点
3.3.3 复合材料机翼（翼盒）制造工艺特点
3.4 翼面壁板气动弹性剪裁设计（简介）
3.4.1 机翼气动弹性问题
3.4.2 翼面壁板气动弹性剪裁设计简介
3.5 民机机翼结构设计参考
3.5.1 民机机翼结构设计方案
3.5.2 民机复合材料机翼设计参考
3.5.3 民机复合材料机翼成形工艺新技术
3.6 中央翼盒结构设计
3.6.1 中央翼盒的功能与结构特点
3.6.2 中央翼盒（整体油箱）设计分析
3.6.3 中央翼盒设计参考
3.7 活动面、前缘结构设计参考
3.7.1 襟翼结构设计实例
3.7.2 副翼结构设计参考
3.7.3 舵面结构设计
3.7.4 前缘结构设计参考
3.8 雷电防护设计
3.8.1 雷电环境
3.8.2 雷电防护设计
3.8.3 静电及其防护
第4章 机身结构设计
4.1 机身结构特点
4.1.1 机身的功用与外形
4.1.2 机身载荷
4.1.3 机身筒壳结构特点
4.2 机身结构设计和制造中的关键技术
4.3 复合材料机身结构设计方案分析
4.3.1 壁板组合机身结构设计方案分析
4.3.2 整体筒壳机身结构设计方案分析
4.3.3 机身结构设计方案选择实例分析
4.4 机身结构设计参考
4.4.1 整体筒壳机身结构
4.4.2 舱门周边结构补强
4.4.3 地板／龙骨结构
4.4.4 后承压框
4.4.5 窗框
4.5 复合材料机身结构一电功能设计
4.6 纤维一金属层合板的应用
4.6.1 纤维一金属层合板的构成与性能特点
4.6.2 纤维一金属层合板性能
4.6.3 纤维一金属层合板在大型客机上的应用
第5章 耐久性与损伤容限设计
5.1 复合材料疲劳、缺陷与损伤和损伤阻抗
5.1.1 复合材料疲劳
5.1.2 复合材料缺陷与损伤
5.1.3 损伤阻抗
5.1.4 复合材料冲击损伤研究历程
5.2 冲击损伤与典型冲击威胁
5.2.1 冲击损伤
5.2.2 典型冲击威胁
5.3 耐久性与损伤容限设计要求
5.3.1 复合材料结构耐久性与损伤容限设计特点
5.3.2 损伤容限设计要求
5.3.3 分层、脱胶损伤设计要求
5.4 复合材料结构损伤容限设计
5.4.1 初始损伤假设
5.4.2 损伤“无扩展方法”
5.4.3 意外冲击损伤设计考虑
5.4.4 检测间隔确定
5.4.5 耐久性设计
5.5 耐久性与损伤容限验证试验
5.5.1 损伤容限设计的积木式方法验证
5.5.2 损伤无扩展／疲劳符合性验证方法
5.5.3 试生产部件典型试验载荷顺序
5.6 AC20-107B（草案）对结构验证——疲劳／损伤容限的修订
第6章 适航符合性验证
6.1 民机适航性的主要内容与特点
6.1.1 民机适航性概述
6.1.2 民机适航管理的特点
6.1.3 结构适航认证要点
6.2 复合材料结构适航符合性验证特点
6.2.1 复合材料结构行为新特点
6.2.2 复合材料结构适航中的新问题
6.3 复合材料结构适航符合性验证内容
6.3.1 复合材料结构适航符合性验证指导性文件
6.3.2 复合材料结构适航符合性验证内容
6.3.3 复合材料结构适航符合性验证内容的说明
6.4 适航符合性验证试验
……
附录 名词术语
参考文献