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第1章 绪论1

1．1直升机研制历程与主要技术特征2

1．2复合材料在直升机上的应用7

1．3直升机使用环境与结构设计要求10

直升机使用环境10

直升机结构设计要求10

1．4直升机复合材料结构设计特点11

参考文献14

旋翼系统篇16

第2章 旋翼系统设计导论16

2．1旋翼基本工作原理与结构特点16

旋翼的功能16

旋翼基本工作原理17

西尔瓦的贡献——全铰接式桨毂20

旋翼结构特点21

2．2复合材料旋翼桨叶研制概述22

旋翼桨叶结构设计特点22

旋翼桨叶设计对材料的要求24

旋翼桨叶选用复合材料的依据25

复合材料旋翼桨叶研制历程27

2．3旋翼桨叶新翼型与新桨尖29

旋翼桨叶新翼型29

旋翼桨叶新桨尖30

2．4旋翼桨毂结构研究进展31

铰接式和无铰式桨毂32

无轴承桨毂与球柔性桨毂33

2．5尾桨结构34

尾桨的功能与结构型式34

普通尾桨的问题35

尾桨的改进与创新36

参考文献36

第3章 旋翼桨叶结构设计38

3．1旋翼桨叶空气动力设计（简介）38

3．2旋翼桨叶结构设计要求40

3．3复合材料桨叶结构设计42

复合材料桨叶结构设计特点42

桨叶剖面构型设计选择46

桨叶根部结构型式设计选择48

3．4复合材料旋翼桨叶制造工艺50

复合材料旋翼桨叶制造工艺要点50

旋翼桨叶质量保证51

桨叶修理53

3．5桨叶结构设计选材与许用应变确定53

桨叶结构设计选材原则53

桨叶结构元件设计选材特点54

桨叶材料设计许用应变确定56

3．6桨叶剖面特性控制与调频设计57

桨叶剖面特性控制设计的基本方法58

桨叶调频设计的基本方法58

桨叶调频设计分析实例59

3．7复合材料旋翼桨叶设计实例60

轻型直升机旋翼桨叶设计实例60

C形梁复合材料旋翼桨叶结构设计实例68

D形梁复合材料旋翼桨叶结构设计实例81

D形缠绕梁多后段件复合材料旋翼桨叶90

新颖复合材料旋翼桨叶92

3．8自适应旋翼桨叶研究简介97

自适应旋翼的基本含义97

驱动系统设计方案简介98

自适应旋翼桨叶设计方案简介99

参考文献102

第4章 旋翼桨毂设计104

4．1复合材料旋翼桨毂的研制104

旋翼桨毂的功能104

旋翼桨毂结构设计要求105

复合材料旋翼桨毂研制105

4．2层压星形柔性桨毂设计分析106

层压星形柔性桨毂设计原理107

层压星形柔性桨毂设计107

星形柔性桨毂复合材料件设计109

星形柔性桨毂复合材料件成形工艺特点112

4．3纤维缠绕中央件桨毂设计分析114

4．4复合材料柔性元件无轴承旋翼桨毂设计分析118

无轴承桨毂设计原理118

无轴承桨毂应用实例119

柔性臂设计121

4．5新型旋翼桨毂设计分析123

新型纤维缠绕桨毂设计分析123

纤维／弹性轴承旋翼桨毂设计分析125

球柔性桨毂设计分析127

“柔性梁”无轴承桨毂设计分析129

4．6桨毂球面弹性轴承（简介）131

参考文献133

第5章 尾桨设计134

5．1尾桨设计特点134

5．2无轴承尾桨设计分析135

5．3涵道尾桨设计分析137

涵道尾桨设计特点137

涵道尾桨设计实例139

带静子涵道尾桨140

参考文献141

第6章 旋翼系统结构试验与寿命估算142

6．1旋翼系统结构试验规划142

旋翼系统结构设计许用值确定试验142

旋翼系统结构设计研制试验144

旋翼系统全尺寸结构验证试验145

6．2桨叶动态特性测试145

桨叶剖面刚度特性测量145

桨叶固有频率与振型测试149

6．3动部件寿命评估程序与寿命估算方法153

寿命评估的原始资料153

全尺寸疲劳鉴定试验与寿命评估程序155

寿命估算方法155

6．4复合材料动部件疲劳曲线与安全疲劳极限161

复合材料疲劳行为特点161

复合材料S-N曲线方程与疲劳极限162

等寿命曲线图（Goodman图）与材料工作边界165

复合材料动部件疲劳曲线168

动部件中值疲劳极限和标准差169

动部件安全疲劳极限估计170

动部件质量保证与安全疲劳极限“截尾”修正172

动部件工作疲劳曲线与飞行静力修正175

6．5桨叶结构疲劳试验与安全寿命计算177

桨叶根部（接头段）全尺寸疲劳试验177

桨叶叶身（翼型段）全尺寸疲劳试验179

桨叶全尺寸疲劳试验实例179

桨叶安全寿命估算180

6．6旋翼系统动部件损伤容限试验与分析181

旋翼桨叶弹击损伤容限试验分析181

层压星形柔性桨毂疲劳／损伤容限试验与分析182

柔性梁元件弹击损伤剩余寿命试验187

6．7复合材料桨叶环境试验188

复合材料桨叶老化试验188

复合材料桨叶防雷击设计与试验验证190

参考文献192

机体结构篇195

第7章 机体结构设计导论195

7．1直升机机体结构复合材料应用研究195

直升机机体结构设计特点195

复合材料在机体结构上的应用研究197

7．2复合材料结构设计的一般原则和方法198

复合材料结构设计特点198

铺层设计和组件化整体化设计概念199

复合材料结构设计应考虑的工艺问题202

复合材料结构设计一般原则203

复合材料结构设计一般方法204

7．3机体结构设计选材与设计许用值207

机体结构设计选材207

机体结构设计许用值212

7．4工艺选择与质量控制212

工艺选择212

质量控制标准与质量保证措施213

缺陷、损伤与无损检测214

参考文献214

第8章 典型结构设计216

8．1层合板与加筋板壁板设计216

层合板壁板设计216

加筋板壁板设计219

8．2夹层结构设计221

夹层结构设计要求221

蜂窝夹层结构设计222

泡沫夹层结构设计228

X-CorTM芯夹层板设计229

8．3梁（墙）类结构件设计230

梁（墙）类结构件铺层设计要求231

立柱加筋腹板梁设计231

夹层结构腹板梁设计232

正弦波腹板梁设计233

8．4隔框类结构件设计235

加强框设计235

普通框设计237

8．5管梁骨架结构设计238

8．6连接设计240

机械连接设计240

胶接连接设计241

混合连接设计242

连接防腐蚀243

参考文献243

第9章 机身结构设计245

9．1研究机全复合材料机身结构设计245

全复合材料机身研究目标245

研究机全复合材料机身结构设计246

9．2多用途中／大型直升机机身结构设计250

多用途中型直升机机身结构设计250

多用途大型直升机机身结构设计253

9．3武装直升机机身结构设计256

武装直升机机身结构特点256

武装直升机机身结构设计实例分析257

短翼结构设计261

防弹座椅设计261

9．4机身油箱设计264

9．5复合材料机体结构防护设计265

电磁干扰／雷电防护设计266

静电及其防护268

环境介质腐蚀及其控制268

生物腐蚀及其控制269

雨蚀及其防护269

复合材料与金属电位腐蚀及其防护269

参考文献271

第10章 尾段结构设计272

10．1普通尾桨尾段结构设计272

尾梁结构设计272

垂尾（斜梁）结构设计274

平尾结构设计275

普通尾桨尾段结构设计实例分析275

10．2涵道尾桨尾段结构设计279

涵道垂尾结构设计279

涵道尾桨尾段结构设计实例分析284

10．3无尾桨尾段结构设计285

共轴双旋翼直升机尾段结构设计286

无尾桨直升机环量控制尾梁结构设计286

参考文献290

第11章 耐坠吸能结构设计291

11．1机体结构耐坠毁设计要求与设计特点292

机体结构耐坠毁设计状态292

机体结构耐坠毁设计要求293

机体结构耐坠毁设计特点294

11．2复合材料耐坠吸能元件设计294

11．3复合材料耐坠吸能地板结构设计297

耐坠吸能地板结构设计原理298

正弦波梁耐坠吸能地板结构设计298

11．4机体结构耐坠性设计实例300

参考文献308

第12章 结构试验310

12．1结构试验目的与积木式方法310

12．2试样、元件、组合件试验313

试样级试验313

元件级试验316

组合件级试验317

12．3全尺寸部件试验317

全机或全尺寸部件静强度验证试验317

全尺寸部件耐久性验证试验319

全尺寸部件损伤容限验证试验319

12．4载荷／环境谱的编制320

载荷谱的修正321

湿热环境谱编制321

加速吸湿方法322

载荷谱与环境谱的叠加322

12．5寿命分散系数与载荷放大系数法323

寿命分散系数323

载荷放大系数法324

12．6结构设计研制／验证试验实例326

参考文献331

第13章 使用保障332

13．1使用保障性定义与设计基本原理332

使用保障性定义332

使用保障性设计基本原理333

13．2机体结构使用保障性设计334

机体结构维修性和可靠性设计要素334

机体结构使用保障性设计特点335

机体结构使用保障性设计实例337

13．3机体结构修理设计338

复合材料结构损伤与修理方法338

复合材料结构修理设计原则和可修理损伤340

结构常见损伤修理343

参考文献346