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《AIAA航空航天技術(shù)叢書(shū):航空工程中的結(jié)構(gòu)力學(xué)》是一本關(guān)于結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)和氣動(dòng)彈性力學(xué)基礎(chǔ)的教材，適合航空航天工程專業(yè)高年級(jí)學(xué)生和一年級(jí)研究生。介紹了航空器結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析和氣動(dòng)彈性分析的基本原理和分析方法。按照由淺人深，循序漸進(jìn)的原則，《AIAA航空航天技術(shù)叢書(shū):航空工程中的結(jié)構(gòu)力學(xué)》分為兩個(gè)部分。在第一部分中，在介紹相關(guān)數(shù)學(xué)方法的基礎(chǔ)上，主要介紹單自由度線性振動(dòng)系統(tǒng)的基本概念、原理和分析方法，多自由度線性振動(dòng)系統(tǒng)的分析方法特別是模態(tài)變換的概念，連續(xù)體(包含梁、板、殼結(jié)構(gòu))的動(dòng)力學(xué)特性分析方法，以及非線性結(jié)構(gòu)振動(dòng)問(wèn)題和隨機(jī)振動(dòng)問(wèn)題。在第二部分中，從典型翼段的氣動(dòng)彈性問(wèn)題分析人手，介紹氣動(dòng)彈性穩(wěn)定性的基本概念以及可擴(kuò)展到三維升力面氣動(dòng)彈性分析的片條理論等分析方法，隨后介紹了復(fù)雜飛行器結(jié)構(gòu)氣動(dòng)彈性問(wèn)題的分析方法，最后講述了現(xiàn)代飛行器結(jié)構(gòu)中存在的板殼氣動(dòng)彈性力學(xué)問(wèn)題。

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在這一節(jié)，將給出類似機(jī)翼結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)特性計(jì)算的實(shí)際應(yīng)用，即計(jì)算其自然頻率和模態(tài)振型�，F(xiàn)在，幾乎所有的這種計(jì)算的實(shí)際應(yīng)用都用有限元方法來(lái)完成。因此這一節(jié)一開(kāi)始將簡(jiǎn)要介紹有限元方法和它在結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題中的應(yīng)用。然后會(huì)給出相應(yīng)的例子，并給出分析結(jié)果。
有限元方法是一個(gè)得到邊值問(wèn)題近似解的數(shù)值分析方法，在工程應(yīng)用中，有限元方法作為一種將結(jié)構(gòu)矩陣分析方法擴(kuò)展到彈性連續(xù)體問(wèn)題的直觀的思想，第一次在特納（Turner）等人的開(kāi)創(chuàng)性工作中提出的。這些作者認(rèn)為連續(xù)體是由有限的區(qū)域組成的（后來(lái)被克拉夫（Clough）稱作有限元），以有限個(gè)參數(shù)來(lái)描述每一個(gè)區(qū)域，即在區(qū)域邊界上以指定點(diǎn)（稱為節(jié)點(diǎn)）的位移來(lái)描述該區(qū)域的特性；然后在這些點(diǎn)上應(yīng)用位移協(xié)調(diào)條件將這些單元連接起來(lái)，以節(jié)點(diǎn)位移為未知量建立系統(tǒng)的聯(lián)立線性方程。這些方程的解給出了各個(gè)節(jié)點(diǎn)的位移，進(jìn)而用這些位移來(lái)確定各個(gè)區(qū)域內(nèi)的應(yīng)力。幾乎是在同一時(shí)期，阿吉里斯（Argyris）也開(kāi)始發(fā)表一系列論文，內(nèi)容覆蓋了二維和三維線性結(jié)構(gòu)分析，分析中，采取了適于自動(dòng)數(shù)字計(jì)算的方法。此外，早在1943年的應(yīng)用數(shù)學(xué)文獻(xiàn)中闡述了這種方法的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，將其描述成雷利一里茨（Rayleigh—Ritz）方法在這一領(lǐng)域的子域中的應(yīng)用。在20世紀(jì)60年代，發(fā)表了很多關(guān)于有限元方法在結(jié)構(gòu)力學(xué)中應(yīng)用的論文，并且開(kāi)始在有限元方法的直觀工程思想以及用應(yīng)用數(shù)學(xué)的觀點(diǎn)尋找這種方法的嚴(yán)格數(shù)學(xué)基礎(chǔ)這兩件事情上不斷反復(fù)推進(jìn)。這種方法的運(yùn)用迅速?gòu)淖詈?jiǎn)單的線性結(jié)構(gòu)分析延伸到非線性問(wèn)題、動(dòng)力學(xué)問(wèn)題、流體問(wèn)題和耦合問(wèn)題等領(lǐng)域中。目前，在科學(xué)文獻(xiàn)中有超過(guò)500種的教材以及會(huì)議論文集致力于有限元方法的應(yīng)用與研究。本書(shū)引用參考文獻(xiàn)[13]～[25]僅是作為一些例子。
工程應(yīng)用中遇到的邊值問(wèn)題一般由以下兩種方式之一來(lái)表述。在第一種方法中，根據(jù)在定義域內(nèi)一個(gè)無(wú)窮小區(qū)域內(nèi)的特性，寫(xiě)出控制問(wèn)題的微分方程并施加一定的邊界條件。在第二種方法中，表述為適用于整個(gè)定義域的變分駐值原理，這個(gè)問(wèn)題的因變量的精確解就是可使原理泛函取最大值的那個(gè)解。此外，從數(shù)學(xué)的觀點(diǎn)來(lái)看，這兩種方法實(shí)際上是等同的，一種方法的精確解也是另外一種方法的精確解。一旦問(wèn)題以這兩種形式中的任何一種來(lái)表述，就可以運(yùn)用有限元方法以分段的方式得到問(wèn)題的近似解。所關(guān)注的區(qū)域被以虛擬的點(diǎn)、線、面分成更小的但是有限的子域——我們稱之為有限元——從而形成一維、二維和三維的問(wèn)題。然后，在每一個(gè)單元及其邊界上構(gòu)想出近似的容許解。

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