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《飞机复合材料结构分析与优化设计》可作为航空、航天、力学、材料专业高年级本科生及研究生课程教材，也可供相关专业的研究人员和工程技术人员参考。内容简介
《飞机复合材料结构分析与优化设计》介绍了飞机复合材料结构的关键分析技术和优化设计技术。分析技术涉及双曲度壁板、中厚板、变厚度厚蒙皮、层合板开口缝合补强、连接件、纤维缠绕复合材料、复合材料力学性能分散性、机头天线罩稳定性和机翼气动弹性的分析。优化设计技术涉及参数化设计技术、机翼综合优化设计以及雷达罩鸟撞和冰雹冲击优化设计和软件开发。《飞机复合材料结构分析与优化设计》可作为航空、航天、力学、材料专业高年级本科生及研究生课程教材，也可供相关专业的研究人员和工程技术人员参考。
内页插图
目录
前言绪论
参考文献
第一篇 复合材料结构分析
第1章 复合材料力学性能分析
1.1 复合材料的应力一应变关系
1.1.1 一般各向异性材料的应力一应变关系
1.1.2 正交各向异性材料的应力一应变关系
1.2 复合材料的工程弹性常数
1.2.1 工程弹性常数表示的应变一应力关系
1.2.2 正交各向异性材料工程弹性常数的限制条件
1.3 复合材料的应力／应变和刚度／柔度矩阵的坐标转换
1.3.1 一般各向异性材料的应力／应变和刚度／柔度矩阵的坐标转换
1.3.2 正交各向异性材料的应力／应变和刚度／柔度矩阵的坐标转换
1.3.3 平面应力状态下应力／应变和刚度／柔度矩阵的坐标转换
1.4 复合材料层合板的刚度
1.4.1 经典层合板的基本假设
1.4.2 层合板的应力一应变关系
1.4.3 对称层合板的刚度
1.4.4 一维均衡层合板的刚度
1.4.5 三维均衡层合板的刚度
1.5 复合材料层合板的强度估算
1.5.1 单层板的强度
1.5.2 层合板的强度
1.5.3 有限元分析中常用的层合板失效判据
参考文献
第2章 双曲度复合材料壁板分析
2.1 研究现状
2.2 材料子程序修正
2.2.1 材料子程序修正可行性分析
2.2.2 材料子程序应力修正方法及修正系数选取
2.2.3 双曲度复合材料板应力修正
2.3 新型复合材料高精度单元
2.3.1 基础理论
2.3.2 用户单元子程序
2.3.3 应用实例
2.4 本章 小结
参考文献
第3章 复合材料中厚板稳定性分析
3.1 研究现状
3.2 稳定性分析方法
3.2.1 特征值分析方法
3.2.2 弧长法
3.3 复合材料中厚层合板稳定性研究
3.3.1 单向压缩
3.3.2 纯剪
3.4 中厚蒙皮多墙翼面结构稳定性分析
3.4.1 整体结构模型
3.4.2 有限元分析模型及其边界条件
3.4.3 计算结果与分析
3.5 本章 小结
参考文献
第4章 变厚度厚层合板结构分析
4.1 概述
4.1.1 变厚度厚层合板结构分析面临的主要问题
4.1.2 变厚度厚层合板分析中遇到的困难
4.1.3 本章 主要解决的问题
4.2 变厚度厚层合板结构分析
4.2.1 变厚度厚层合板结构有限元分析
4.2.2 变厚度厚层合板过渡段结构分析
4.2.3 变厚度厚层合板二维与三维有限元方法比较
4.3 压缩试验和损伤模拟研究
4.3.1 结构及试验
4.3.2 试验与数值模拟比较
……
第二篇 复合材料结构优化设计
精彩书摘
雷达已大量应用于飞机、导弹、航海等领域，雷达罩的运用也日趋广泛。雷达罩是电磁波的窗口，其作用是保护天线，防止环境对雷达天线工作状态的影响和干扰，从而减少驱动天线运转的功率，提高其可靠性，保证雷达天线全天候工作。雷达罩的存在延长了天线的使用寿命，简化了天线的结构，减轻了结构的重量。雷达罩作为雷达系统的重要组成部分，其性能好坏直接影响到雷达系统的功能。可以说，雷达罩与天线同等重要，目前雷达罩大多为泡沫或蜂窝夹层结构。但是由于现代飞机速度更快、噪音更低和飞行路线的增加，飞机的这些暴露部位极易受到鸟撞和冰雹冲击而损伤和破坏，所以冰雹冲击和鸟撞的问题长期以来一直受到飞机设计师和飞机用户的广泛关注_1叫]。本章针对复合材料结构本身具有设计变量多、约束多、优化目标多、结构破坏机理复杂、计算精度要求高、结构和优化方法计算效率要求高等特点，开展了复合材料雷达罩蜂窝结构的鸟撞和冰雹冲击优化设计，并在此基础上开发了相应的软件系统。13.2雷达罩鸟撞和冰雹冲击动力学分析方法
雷达罩的鸟撞和冰雹冲击问题是一个材料非线性、结构非线性和接触状态非线性问题[5]。这类非线性问题的数值模拟涉及两种最常使用的单元类型：体单元和壳单元的实常数定义，速度初始条件与接触碰撞准则的选定，同时还包括了鸟体和冰雹几何参数、材料参数的设定和蜂窝夹层雷达罩冲击破坏准则的定义。
……
前言/序言
用户评价
作为一名对航空工业怀有深厚兴趣的普通读者，我总是喜欢阅读那些能够拓展我视野的书籍。《飞机复合材料结构分析与优化设计》这本书，就如同打开了一扇通往未来航空科技的大门。我之前对复合材料的认识仅限于“轻而坚固”，但这本书让我看到了更深层次的内涵。作者在书中详细介绍了复合材料是如何通过精密的“设计”来实现其优异性能的，而不仅仅是材料本身的属性。我特别着迷于书中关于“铺层设计”的章节。书中通过生动的图示，展示了如何通过改变纤维的取向和排列方式，来精确控制结构的承载能力、刚度和抗疲劳性能。这让我意识到，材料的设计与结构的分析是紧密相连的，两者协同作用才能创造出卓越的工程产品。书中对于“分析”部分的讲解，虽然涉及一些我不太熟悉的数学公式，但作者的叙述方式非常友好，常常会用类比和实例来解释抽象的概念。例如，在讲解应力集中时，作者将之比作河流中的礁石，形象地说明了结构几何形状对受力状态的影响。而“优化设计”部分，则让我看到了科技如何赋能工程。书中介绍了各种智能化的设计方法，通过计算机的辅助，工程师可以快速找到最优的设计方案，这让我对未来的工程设计充满期待。这本书的语言风格也很独特，既有严谨的学术探讨，又不乏一些对科技进步的热情赞美，使得阅读过程非常愉快。总而言之，这本书为我打开了一个全新的认知维度，让我对飞机复合材料结构有了更深刻的理解和欣赏。
评分我是一名退休多年的资深航空工程师，在我的职业生涯中，金属材料一直是飞机结构的主流。如今，看到复合材料在航空领域扮演着越来越重要的角色，我感到既欣慰又好奇。于是，我购买了《飞机复合材料结构分析与优化设计》这本书，希望能够跟上时代发展的步伐。这本书给了我许多惊喜。首先，作者对复合材料基本力学原理的讲解非常透彻，我尤其欣赏他对层合板理论的梳理，虽然年代不同，但我当年学习的应力应变理论在这里得到了全新的应用和发展。书中关于复合材料各向异性、非线性等特性对结构整体性能影响的分析，让我深刻理解了为何复合材料的设计与分析与传统金属材料有本质的区别。我特别喜欢书中关于复合材料制造工艺对结构性能影响的章节。从铺层、固化到后处理，每一个环节都可能对最终产品的性能产生微妙的影响。书中对此的细致阐述，让我认识到复合材料结构的复杂性和精细化程度。在分析部分，书中对各种载荷下的应力、变形和损伤的预测方法进行了详细介绍，并提供了相应的计算模型和软件应用指南。这对于我这个习惯于手工计算的“老派”工程师来说，是一个很好的学习机会。而优化设计的部分，则让我看到了工程设计的未来方向。书中对参数优化、拓扑优化等方法的介绍，展现了如何利用先进的计算工具，在满足性能要求的同时，最大程度地提升材料利用率和结构效率。这本书不仅让我回顾了许多经典力学理论，更让我领略了新材料、新技术的魅力，是一次非常宝贵的学习经历。
评分我最近入手了这本《飞机复合材料结构分析与优化设计》，纯粹是出于对尖端航空技术的好奇心。我本身并不是该领域的专业人士，更多的是一种跨界学习的尝试。然而，这本书的开篇就成功地吸引了我。它以一种非常生动和引人入胜的方式，介绍了复合材料在现代飞机制造中的重要性，从打破传统金属材料的局限性，到实现更轻、更强、更高效的飞行器设计，整个过程的介绍充满了科技感。书中的插图也非常精美，各种结构的示意图、材料微观结构的放大图，都让复杂的概念变得直观易懂。我尤其欣赏作者在处理“分析”部分时所采用的方法。它没有简单地罗列公式，而是深入浅出地解释了各种力学模型的建立过程，以及这些模型是如何反映复合材料的独特性能的。例如，关于层合板理论的讲解，我虽然无法完全理解每一个数学推导，但通过书中对不同铺层角度对承载能力影响的对比分析，我得以窥见其背后蕴含的精妙设计。而“优化设计”的部分，则更是让我看到了工程智慧的闪光点。通过各种算法和模拟手段，工程师如何在满足严苛的性能要求的同时，最大程度地减少材料的使用，从而降低成本和提高燃油效率，这其中的权衡与取舍，让我对现代工程的复杂性有了更深的认识。这本书的语言风格也很独特，既有严谨的学术探讨，又不乏一些生动有趣的描述，使得阅读过程不会感到枯燥乏味。总的来说，这本书让我对飞机复合材料的世界有了初步的了解，也激发了我进一步探索的兴趣。
评分我是一名机械工程专业的学生，平时对各种工程材料都非常感兴趣。偶然间，我看到这本《飞机复合材料结构分析与优化设计》，觉得内容很有吸引力。翻开书，我首先被其精美的排版和高质量的印刷所吸引。书中大量精美的插图，如层合板的微观结构示意图、不同载荷下的应力分布云图、优化设计后的三维模型等，都极大地增强了阅读的体验。我尤其喜欢书中关于复合材料宏观力学行为的讲解。它没有仅仅停留在概念层面，而是深入剖析了层合板的应力-应变关系，并提供了详细的数学推导过程。虽然有些推导过程对我来说需要花些时间去理解，但作者的讲解非常有条理，一步一步地引导读者深入理解。书中关于复合材料的损伤和失效分析也让我印象深刻。它详细介绍了各种典型的损伤模式，如分层、纤维断裂、基体开裂等，并给出了相应的评估方法。这让我认识到，飞机结构的安全性不仅仅取决于其在正常载荷下的表现，更在于其在承受损伤后的剩余能力。在优化设计方面，这本书介绍的各种优化算法，如灵敏度分析、遗传算法、模拟退火算法等，以及它们在复合材料结构设计中的应用，都给我留下了深刻的印象。作者通过大量的案例分析，展示了如何利用这些先进的优化工具，实现结构的最优设计。总而言之，这本书是一本集理论与实践于一体的优秀教材，它不仅为我打下了坚实的复合材料结构分析基础，更让我领略了现代工程设计的魅力。
评分我是一位对工程技术充满热情的业余爱好者，常常会订阅一些前沿科技的书籍来充实自己的知识库。这次拿到《飞机复合材料结构分析与优化设计》之后，我简直被深深吸引住了。首先，它让我看到了材料科学是如何改变制造业的。书中关于复合材料的介绍，不仅仅是冰冷的科学术语，而是生动地描绘了它们如何从实验室走向实际应用，如何让飞机变得更强大、更节能。我尤其对书中关于复合材料的“设计自由度”的讨论非常着迷。与传统的金属材料相比，复合材料可以根据设计需求定制其性能，这一点在书中得到了淋漓尽致的体现。作者通过大量的实例，展示了如何通过调整纤维的铺层方向、厚度等参数，来精确控制结构的受力特性，从而实现轻量化和高性能的目标。这让我觉得，设计飞机结构就像在玩一个高级的3D拼图游戏，但其背后是深厚的工程智慧。书中关于“分析”的部分，虽然涉及一些我不太熟悉的数学公式，但作者的讲解方式非常巧妙，常常会用形象的比喻来解释抽象的概念，比如将应力集中比作河流中的漩涡，将材料的各向异性比作木材顺纹和逆纹受力的不同。这让我能够在不完全理解所有数学细节的情况下，依然能够把握其核心思想。而“优化设计”的部分，则让我看到了科技如何让设计变得更加智能和高效。通过计算机模拟和算法，工程师可以快速找到最佳的设计方案，这让我感叹现代科技的强大力量。总而言之，这本书是一次令人兴奋的学习体验，它让我看到了科学、工程和设计的完美结合。
评分我最近因为工作原因，需要接触飞机制造领域，对其中涉及的各种材料和技术都想有所了解。朋友推荐了《飞机复合材料结构分析与优化设计》这本书，我抱着学习的态度阅读。这本书给我最直观的感受就是“硬核”。它详细介绍了复合材料的种类、性能特点，以及在飞机上的应用。我尤其对书中关于复合材料的“轻质高强”特性是如何通过科学的结构设计来实现的感到好奇。书中通过大量的图示和表格，清晰地展示了不同材料组合、不同铺层设计所带来的力学性能差异。例如，对于机翼的受力分析，书中详细讲解了如何通过优化纤维的铺层角度来抵抗弯曲、扭转以及剪切载荷，从而在保证强度的同时，最大限度地减轻结构重量。这让我深刻体会到，材料的性能不仅仅取决于其本身的属性，更在于如何将其巧妙地应用于结构设计中。在“分析”的部分，虽然涉及一些我不太理解的专业术语和公式，但作者的逻辑清晰，循序渐进，通过大量的实例，让我能够大致理解如何评估一个复合材料结构的强度和刚度。书中关于应力分析和损伤评估的部分，让我认识到飞机结构设计并非易事，需要考虑各种复杂的因素。而“优化设计”的部分，则让我看到了科技的力量。书中介绍了如何利用计算机模拟和算法来寻找最优的设计方案，这让我觉得，未来的工程设计将更加智能化和高效化。总而言之，这本书是一本非常专业且信息量巨大的书籍，它让我对飞机复合材料结构有了更深入的认识，也激发了我对工程技术的好奇心。
评分我是一名正在学习材料科学专业的学生，对各种先进材料的应用一直充满好奇。这次读了《飞机复合材料结构分析与优化设计》这本书，我发现它为我提供了一个非常好的视角来理解复合材料的实际应用。书中从宏观的飞机结构，到微观的材料内部，都有非常详尽的介绍。我尤其喜欢书中关于复合材料力学性能与微观结构之间关系的阐述。作者通过大量的显微组织照片和力学测试数据，清晰地展示了纤维、基体以及界面在力学响应中的作用。这对于我理解材料的性能来源，以及如何通过控制微观结构来优化材料性能，提供了非常重要的指导。书中关于复合材料的失效机理分析也让我受益匪浅。它详细介绍了在不同载荷条件下，复合材料可能发生的各种失效模式，以及这些失效模式对结构整体性能的影响。这让我认识到，在进行结构设计时，必须充分考虑材料的潜在失效风险，并采取相应的预防措施。在优化设计方面，书中介绍的各种优化算法，如参数化设计、拓扑优化等，并结合了有限元分析软件的应用，为我提供了一个学习如何将理论知识应用于实际工程设计的范例。作者还强调了设计中的多目标优化问题，即如何在满足多种性能要求的同时，实现最优化的设计。这让我认识到，工程设计是一个复杂而又充满挑战的过程。这本书的语言表达清晰流畅，逻辑性强，而且配有大量的图表和插图，使得复杂的科学概念易于理解。总而言之，这本书不仅是飞机复合材料领域的权威参考，更是我学习材料科学与工程设计的宝贵财富。
评分作为一个在航空制造行业摸爬滚打多年的工程师，我一直密切关注着新材料和新工艺的应用。这次有幸拜读了《飞机复合材料结构分析与优化设计》，我必须说，这本书的出版对于我们这个领域的研究和实践，无疑是雪中送炭。我最看重的是它对复合材料损伤机制和评估方法的深入阐述。书中详细介绍了压痕、分层、纤维断裂等多种典型损伤形式，并提供了相应的无损检测和评估技术。这对于提高飞机的安全性和可靠性，以及延长其服役寿命，具有极其重要的指导意义。我尤其对书中关于损伤容限设计的章节印象深刻，它结合了大量的案例分析，说明了如何在设计初期就考虑潜在的损伤，并采取相应的对策，以确保飞机在受到一定损伤后仍能安全飞行。此外，书中对复合材料结构振动特性的分析也十分到位。共振是飞机结构设计中需要高度警惕的因素，而这本书提供了详细的计算方法和模拟手段，帮助工程师预测和规避潜在的共振风险。在优化设计方面，书中介绍的拓扑优化、尺寸优化和形貌优化等多种先进技术，为我们提供了更加高效和精细的设计工具。我亲身实践过书中的一些优化流程，发现其效率和效果都远超传统的经验设计方法。这本书不仅内容翔实，而且图文并茂，许多复杂的概念都通过精美的图示得以清晰地呈现，这对于快速理解和掌握核心技术非常有帮助。总而言之，这本书是我近年来看过的最实用、最前沿的航空复合材料技术专著之一，我强烈推荐给所有从事相关工作的同行。
评分作为一名正在攻读航空航天工程博士的学生，我一直在寻找能够帮助我深入理解复合材料结构分析和设计方法的书籍。《飞机复合材料结构分析与优化设计》这本书完全超出了我的预期。我尤其看重它在理论深度和工程实践之间的平衡。书中对于复合材料力学行为的数学描述严谨而全面，从微观的纤维-基体界面行为，到宏观的层合板力学，都有非常详细的推导和解释。我反复研读了关于失效准则和损伤累积模型的部分，这些内容对于理解复合材料结构的寿命预测和剩余寿命评估至关重要。书中提供的多种失效准则，如Tsai-Wu、Max Stress、Max Strain等，并对它们的适用范围和优缺点进行了比较，这为我开展相关的研究提供了清晰的思路。另外，书中关于复合材料结构的振动和屈曲分析的部分也做得非常出色。对于高精度结构，这些模态特性对结构的稳定性和安全性有着直接的影响。书中结合了解析解和数值解的方法，并提供了详细的算例，这对于我进行仿真分析非常有帮助。在优化设计方面，本书介绍的多种优化算法，如遗传算法、粒子群优化算法等，以及它们在复合材料结构设计中的应用，为我的研究提供了新的视角和工具。作者还对不同优化目标（如最小化重量、最大化刚度、最小化应力集中等）进行了详细的讨论，并提供了相应的实现方法。这本书的参考文献列表也非常详尽，为我进一步深入研究提供了丰富的资源。总而言之，这本书是一本非常高质量的学术专著，它不仅提供了扎实的理论基础，还紧密结合了工程实践，对于我这样需要进行前沿研究的学生来说，是不可多得的参考资料。
评分这本书我是在一次偶然的机会下看到的，当时正值我准备毕业设计，研究方向恰好与航空航天领域的材料科学有关。拿到这本《飞机复合材料结构分析与优化设计》后，我迫不及待地翻阅起来。扉页的印刷质量就相当不错，纸张厚实，触感细腻，这立刻给我一种物有所值的感觉。我首先注意到的是目录，它清晰地划分了各个章节，从基础理论到高级应用，循序渐进，逻辑性很强。我对其中关于复合材料力学性能的章节特别感兴趣，它详细介绍了碳纤维、玻璃纤维等不同增强体的性能特点，以及纤维取向、铺层顺序对整体力学性能的影响。这部分内容用了很多图表和公式来解释，虽然有些公式对我来说有一定的难度，但作者的讲解非常到位，通过类比和实例，让我逐渐理解了其中的精髓。我特别喜欢作者在讲解弯曲和扭转性能时，所举的飞机机翼和尾翼的实际例子，这让我觉得理论知识不再是枯燥的公式堆砌，而是与实际工程紧密相连的。同时，书中对于损伤容限和疲劳性能的分析也让我印象深刻。在设计飞机结构时，这些性能的评估至关重要，而这本书在这方面提供了详尽的指导。我还在书的后面看到了关于优化设计的部分，例如采用有限元分析软件来模拟结构的响应，并根据仿真结果进行参数调整，以达到最优化的性能和最小化的重量。这对于我后续的毕业设计非常有启发。总而言之，这本书不仅是一本理论教材，更像是一本实用的工程手册，对于想要深入了解飞机复合材料结构的学生和工程师来说，无疑是一本宝贵的参考资料。
评分不错
评分感觉用原价买了本二手书。
评分给研究生上课做课件，内容还可以
评分感觉用原价买了本二手书。
评分好
评分不错
评分首先说书的内容真的很一般，理论化，不切实际，说的都比较粗浅。其次，竟然捡了一本坏了的书给我，还好京东服务好，给退了
评分基础类的入门书籍。。。
评分首先说书的内容真的很一般，理论化，不切实际，说的都比较粗浅。其次，竟然捡了一本坏了的书给我，还好京东服务好，给退了
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