航空发动机系列 ：航空发动机结构强度设计问题 [The Design Problem of Aero-Engine Structure Strength] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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李其汉，王延荣 等 著，陈懋章，顾诵芬 编

图书标签:

• 航空发动机
• 结构强度
• 设计
• 气动
• 材料力学
• 有限元分析
• 可靠性
• 疲劳
• 振动
• 航空工程

出版社： 上海交通大学出版社

ISBN：9787313118752

版次：1

商品编码：11664587

包装：精装

丛书名： 航空发动机系列

外文名称：The Design Problem of Aero-Engine Structure Strength

开本：16 开

出版时间：2014-10-01

用纸：胶版纸

页数：445###

编辑推荐

　　《航空发动机系列：航空发动机结构强度设计问题》适合航空发动机结构强度设计专业的研究生和该领域的工程技术与管理人员使用，也可供航空航天动力装置、地面燃气轮机等相关领域的工程技术人员参考。

内容简介

　　《航空发动机系列：航空发动机结构强度设计问题》基于国内外航空发动机结构强度（结构完整性）设计技术的发展现状与趋势，结合作者近年来在该领域的研究成果，针对当前航空发动机结构强度设计中共同关注的一些典型问题：叶片—轮盘结构的振动及其抑制（抗高循环疲劳设计），涡轮叶片和涡轮盘的低循环疲劳与蠕变损伤及寿命，整机结构系统动力学分析与设计，发动机典型结构（如轮盘和叶片）可靠性设计等，系统、深入地介绍了其研究内涵和设计分析理论、模型与方法，并结合实例介绍了相关的设计要求和分析流程。

目录

1 绪论
1.1 航空发动机结构完整性研究进展
1.2 最大限度地降低叶轮机叶片结构高循环疲劳失效
1.3 提供足够的涡轮叶片和盘的蠕变与低循环疲劳寿命
1.4 有效控制航空发动机整机振动水平
1.5 切实开展航空发动机结构可靠性设计与试验
参考文献

2 叶轮机械叶片流体诱导振动强迫响应问题
2.1 引言
2.2 叶片振动的气动激振力
2.3 叶片振动的气动阻尼
2.4 尾流激励下叶片结构的强迫振动
参考文献

3 叶轮机械叶片气动弹性稳定性问题
3.1 引言
3.2 气动弹性稳定性预测设计的能量法
3.3 气动弹性稳定性预测设计的特征值法
参考文献

4 失谐叶盘结构振动问题
4.1 引言
4.2 谐调叶盘结构振动特性
4.3 失谐叶盘结构的模拟与模型减缩
4.4 振动模态局部化和振动响应局部化定量描述
4.5 失谐叶盘结构振动模态特性和模态局部化
4.6 失谐叶盘结构振动响应特性和响应局部化
4.7 失谐叶盘结构振动问题的分析、设计与评价
参考文献

5 叶盘结构振动抑制问题
5.1 叶盘阻尼结构类型
5.2 干摩擦阻尼结构减振机理与设计方法
5.3 干摩擦阻尼结构的应用
5.4 叶盘新型阻尼结构减振机理与应用
参考文献

6 涡轮叶片热机械疲劳／蠕变损伤及寿命问题
6.1 引言
6.2 镍基高温合金典型损伤和破坏机理
6.3 镍基定向凝固高温合金的低循环疲劳性能
6.4 镍基单晶合金的蠕变特性
6.5 本构模型及叶片应力应变分析
6.6 镍基单晶合金典型疲劳寿命模型及其应用
6.7 蠕变变形和应力断裂寿命的预测模型及其应用
参考文献

7 涡轮盘低循环疲劳损伤及寿命问题
7.1 引言
7.2 涡轮盘损伤与寿命
7.3 涡轮盘用镍基合金材料复杂变形行为及疲劳特性
7.4 本构模型及涡轮盘应力一应变分析方法
7.5 缺陷对粉末冶金涡轮盘寿命的影响及分析方法
7.6 涡轮盘定寿方法
参考文献

8 整机结构系统动力学分析与设计问题
8.1 引言
8.2 整机结构系统动力学建模技术
8.3 整机结构系统动力特性
8.4 整机结构系统振动响应
8.5 极限／恶劣载荷作用下转子动力响应
参考文献

9 航空发动机结构可靠性设计问题
9.1 引言
9.2 结构概率分析的高精度高效率方法
9.3 涡轮盘结构可靠性设计方法
9.4 涡轮叶片结构可靠性试验及其评定方法
9.5 叶片振动可靠性设计方法
参考文献
索引

精彩书摘

　　《航空发动机系列：航空发动机结构强度设计问题》：
　　
　　分布的对比可以看出，不同错频模式的转子叶片气动弹性特征值虚部的最小值相对谐调转子叶片特征值虚部的最小值均存在不同程度的增大；同时，特征值虚部的最大值均存在不同程度的减小，且在错频量为1％的情况下，三种错频模式的特征值虚部最小值均为正，此时错频转子叶片均气动弹性稳定，其中交叉错频的最小特征值相应最大，对应错频转子叶片的气动弹性稳定性最好，而正弦错频和三联错频的最小值均接近于0，对应错频转子叶片的气动弹性稳定性相对较差。
　　由错频转子叶片的特征值分布可以看出，错频转子叶片和谐调转子叶片的特征值虚部的分布存在某一相同的中心值，该中心值与气流工况、转子叶片固有特性有关，而且错频转子叶片的特征值虚部均以该中心值为中心，最大、最小特征值向该中心靠拢，在最小特征值虚部增大的同时，最大特征值虚部必然减小，即错频转子叶片在改善特征值虚部较小的叶片的气动弹性稳定性的同时对特征值虚部较大的叶片的稳定性是不利的。因此，可以认为，引入错频对调节转子叶片的气动弹性稳定性是有一定限度的，取决于其中心值的大小，只有当谐调转子叶片特征值虚部的中心值为正时，采用错频手段才可改善转子叶片的气动弹性稳定性。
　　3）错频量对气动弹性稳定性的影响
　　在不同的错频模式下，转子叶片的气动弹性稳定性随错频量的变化规律也不同。下面将分别就不同的错频方案计算不同错频量大小对应的特征值分布，并探讨错频量的大小对转子叶片气动弹性稳定性的影响规律。
　　在100％转速下，给定进口总压1 atm、总温288.15K，当出口平均静压为114kPa时，前述发动机第一级压气机转子叶片处于近失速点工况，在叶片的一阶弯曲模态的振荡作用下，就正弦错频、交叉错频和三联错频三种不同的错频模式，分别计算了不同错频量的转子叶片的特征值分布。
　　……

前言/序言

好的，这是一份针对您提供的书名《航空发动机系列：航空发动机结构强度设计问题》的替代性图书简介，这份简介将不会涉及该书的任何具体内容（结构强度设计），而是聚焦于航空发动机的其他关键领域，旨在吸引对航空动力学、材料科学、先进制造及未来发展感兴趣的读者。 --- 替代性图书聚焦：航空发动机系列 蓝天之魂：新一代航空动力系统的挑战与前沿技术 本书聚焦于航空发动机技术领域的宏大叙事、系统集成、环境适应性以及面向未来的颠覆性创新。 在人类对速度与高度的永恒追求中，航空发动机无疑是驱动现代文明进步的核心引擎。它不仅仅是简单的热力学循环装置，更是一门集空气动力学、燃烧学、材料科学、精密制造与智能控制于一体的尖端交叉学科的集大成者。本书旨在为专业工程师、科研人员以及高层次技术爱好者提供一个超越传统结构强度范畴的、对现代航空动力系统进行全面审视的视角。我们将深入探讨驱动下一代飞行器实现突破的关键技术瓶颈与前沿研究方向。 第一部分：高效率与低排放：热力学边界的拓展 现代航空发动机面临的首要挑战是如何在满足日益严格的环保法规（如 ICAO 碳排放标准）的同时，持续提升燃油效率（降低比油耗）。这要求我们重新审视发动机的核心——热力循环与燃烧系统的潜力。 1. 先进热力循环的探索与实现 本书将详细分析超越传统布雷顿循环的先进概念，如： 齿轮传动涡扇（Geared Turbofan, GTF）的系统优化： 深入解析低涵道比与高涵道比之间的平衡点，重点关注齿轮箱的轻量化、高可靠性设计，以及在不同高度和速度下的动态响应特性。 可变循环发动机（Variable Cycle Engine, VCE）： 探讨如何通过灵活改变发动机的工作模式（如在起飞、巡航和超音速阶段切换不同的循环结构），以实现在全飞行包线内效率的最大化。这包括对三流道或具有旁通比调节能力的发动机核心机设计的深入剖析。 2. 极端工作条件下的燃烧技术 提高涡轮进口温度是提升效率的直接途径，但这给燃烧室带来了前所未有的热负荷和污染物控制压力。 贫油预混燃烧技术（LPP/RQL）： 分析如何通过精确控制燃料与空气的混合方式，实现 NOx 排放的显著降低，同时保证火焰稳定性和宽广的工况适应性。 替代燃料兼容性研究： 探讨生物燃料（SAF）和氢燃料在航空发动机中的应用潜力。这不仅涉及燃料性质的匹配性，更需要对燃烧室材料的耐受性、喷油系统的雾化精度进行重新设计。 第二部分：材料科学的革命与先进制造 发动机内部部件承受着高温、高压、高应力、高腐蚀的极端环境。材料和制造工艺的进步是突破现有性能瓶颈的基石。 1. 极端服役环境下的材料系统 本书将聚焦于超越传统镍基高温合金的新一代材料体系： 单晶与定向凝固叶片： 深入解析晶界控制技术如何显著提高蠕变寿命和抗疲劳性能。同时，介绍先进的热障涂层（TBC）体系，如高熵氧化物涂层，及其在应对热腐蚀方面的最新进展。 陶瓷基复合材料（CMC）的结构应用： 探讨碳化硅/碳化硅（SiC/SiC）复合材料在静子导向叶片、燃烧室衬里中的应用挑战与优势，特别是其在减轻重量、提升耐温性方面的革命性影响。 2. 增材制造与智能化装配 革命性的制造技术正在重塑发动机部件的几何形状和集成度。 拓扑优化与增材制造（AM）： 分析如何利用选区激光熔化（SLM）或电子束熔化（EBM）技术，制造出传统铸造或加工无法实现的复杂冷却结构和集成化部件（如喷注器），从而实现部件减重与性能的集成化提升。 全生命周期质量监控： 探讨将传感器技术、无损检测（NDT）与数字孪生技术结合，对关键部件进行实时健康监测（PHM），预测潜在故障，优化维护策略。 第三部分：系统集成与未来动力构型 现代航空动力系统是一个复杂的、相互耦合的网络。对系统层级的优化和对全新动力构型的探索，是实现下一代飞行器性能目标的关键。 1. 进气道-风扇/压气机的气动匹配 系统的效率高度依赖于进气道与前风扇（或压气机）之间的精确匹配，尤其是在跨音速和高攻角条件下。 喘振与畸流控制： 详细研究先进的边界层吸入技术（BLE）和动态可调静子叶片系统，以拓宽发动机的安全工作裕度，减少喘振风险。 风扇叶片的超声速流动控制： 探讨如何通过三维气动设计和先进气动弹性分析，抑制风扇叶片在高速运转中产生的激波与颤振。 2. 电气化与混合动力推进 面对绿色航空的趋势，本书将展望电力系统在航空发动机中的集成作用。 混合电推进系统的架构设计： 分析高功率密度发电机、电动机与燃气轮机如何协同工作，实现推力的优化分配。这包括对高压直流电（HVDC）系统的热管理和电磁兼容性的挑战分析。 热管理与冷却系统的创新： 探讨如何管理和利用大型电气设备产生的巨大热量，可能采用的闭环冷却系统或集成式热交换方案。 --- 本书不仅是技术的深度剖析，更是对未来航空动力发展方向的战略研判。 它为工程师提供了在结构强度之外，实现发动机效率、环保性、可靠性和先进制造集成的关键理论支撑和工程实践案例。

评分☆☆☆☆☆

翻开书页，那种扑面而来的专业气息让人立刻意识到这不是一本轻松的读物。我原本希望这本书能提供一个相对宏观的视角，来理解现代航空发动机结构设计哲学是如何在“轻量化”与“可靠性”这两个永恒矛盾体之间寻求平衡的。尤其是在高推重比的背景下，结构冗余度在不断被压缩，这要求设计者必须对失效模式有极其深刻的洞察力。我期待看到作者能用生动的案例，比如某一代著名发动机的结构演进历史，来阐释特定的设计决策是如何受到当时材料科学和计算能力的制约与推动的。此外，对于整个测试验证体系的介绍也至关重要，从单一部件的静力学试验到整机的高温高频振动测试，每一个环节的设计考量都体现了工程的严谨性。如果此书能将这些实践经验与理论模型巧妙地结合起来，形成一个闭环的知识体系，那对于提升从业者的工程直觉将是无可替代的财富。仅仅停留在理论推导层面，对于解决实际工程中的“疑难杂症”帮助有限。

评分☆☆☆☆☆

对于我们这些长期在相关领域摸爬滚打的人来说，工具和方法的更新速度快得令人咋舌。因此，我非常希望这本书能够对当前主流的CAE（计算机辅助工程）工具链在结构强度分析中的最新应用趋势有所涉及。比如，如何利用并行计算和云计算平台来加速超大型装配体的非线性分析？在疲劳寿命预测方面，是否探讨了基于数据的机器学习方法辅助传统S-N曲线或 ε-N 曲线方法的局限性与改进？一个优秀的技术专著应该具备前瞻性，能够引导读者看到未来五年内行业可能会采用的分析范式。如果书中还能提供一些关于如何进行逆向设计或拓扑优化在结构减重方面的案例分析，那将是非常吸引人的亮点。毕竟，在保持性能的前提下将重量降到极致，是每一位发动机设计师梦寐以求的能力，而这种能力的实现，离不开对结构承载机理的深刻理解和对先进计算技术的熟练掌握。

评分☆☆☆☆☆

这本书的结构设计，从读者的角度来看，是否具备良好的可检索性和层次感至关重要。我希望它不是简单地堆砌知识点，而是能构建一个逻辑严密的知识地图。比如，从材料选择到单元划分，再到边界条件设定，最后到结果评估和规范校核，每一步骤都应有清晰的上下文关联。如果书中能够详细梳理国际上主要的发动机设计规范（如FAR或CS-25等附件中对结构强度的具体要求），并将其与书中所述的计算方法一一对应起来，那它无疑将从一本学术参考书升级为一本实用的工程手册。我尤其看重那些关于“设计裕度”的哲学讨论——在多大程度上可以接受概率性的风险？这个平衡点是如何在安全标准、制造成本和性能追求之间找到的？这种对工程决策背后深层逻辑的探讨，往往比具体的计算步骤更具启发性，它关乎工程师的职业素养和责任感。

评分☆☆☆☆☆

这本《航空发动机系列：航空发动机结构强度设计问题》光是书名就让人感到沉甸甸的，它精准地指向了航空动力领域最核心、最严峻的挑战之一。作为一名对航空工程抱有浓厚兴趣的读者，我本期待能在这本书中找到关于现代航空发动机复杂结构如何应对极端载荷与热应力的深度剖析。我特别关注的，是那些关于疲劳损伤、蠕变效应以及在超高转速下材料的动态响应机制的详尽论述。比如，叶片根部与盘体连接处的应力集中如何通过先进的有限元分析手段进行精确模拟和优化设计？涡轮导向叶片在高温燃气流作用下如何保持其几何精度和抗氧化性？这些都是决定发动机寿命和安全性的关键因素。一本真正有价值的专业著作，应该能提供一套系统性的、从理论基础到工程应用的完整解决方案框架，不仅仅是罗列公式，更重要的是展示这些公式在实际设计流程中的应用逻辑和软件操作的思维导图。我对那些探讨新型轻量化复合材料在结构件中应用潜力，以及如何应对不同工作状态下瞬态应力波传播的章节抱有极大的期待，希望能从中汲取前沿的知识养分，理解现代航空动力装置背后的工程智慧。

评分☆☆☆☆☆

阅读一本关于结构强度的书籍，一个核心诉求是它必须能够清晰地梳理出不同载荷工况下的载荷识别流程。航空发动机的运行环境是极其复杂的，它不仅仅承受着稳态的离心力和气动载荷，更伴随着起落、加速、熄火等瞬态过程带来的巨大冲击。我十分关注书中对转子动力学与静力学分析如何有效耦合的阐述。例如，在设计过程中，如何通过模态分析来避免危险的共振区域，以及在进行损伤容限设计时，裂纹的萌生和扩展路径是如何被精确预测的。如果这本书能深入探讨先进的损伤力学模型，如XFEM（扩展有限元法）在模拟复杂裂纹扩展中的应用优势与局限性，那将极大地拓宽我对结构安全评估的认知边界。我希望能看到关于如何处理材料各向异性带来的计算复杂性，以及如何将这些复杂的计算结果转化为可供决策者理解的设计规范的叙述，而不是一堆晦涩难懂的数学符号。

评分☆☆☆☆☆

质量很好，很实用，对得起这个价

评分☆☆☆☆☆

精装版的书质量很好，内容也很好。

评分☆☆☆☆☆

还可以，就是一直没时间看。

评分☆☆☆☆☆

专业书籍，值得购买

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这么贵的书，纸张质量和印刷质量一般，不知道还以为盗版呢！

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挺好的一本书，值得一读。

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送货速度一如既往的快，快递小哥都成熟人了。京东直营，值得信赖！内容太少价格偏高。

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专业书 内容丰富

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