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《實用飛機結(jié)構(gòu)應(yīng)力分析及尺寸設(shè)計》對飛機結(jié)構(gòu)應(yīng)力分析及尺寸設(shè)計進行了詳細系統(tǒng)的介紹，闡述了飛機結(jié)構(gòu)應(yīng)力分析的設(shè)計方法及具體結(jié)構(gòu)的尺寸設(shè)計細節(jié)。全書共17章，其內(nèi)容包括緒論，飛機結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計工作，外載荷，材料的選擇，結(jié)構(gòu)分析，梁的應(yīng)力，板殼，盒形梁，壓桿的穩(wěn)定，薄板屈曲，剪切板，開口，承壓壁板，損傷容限壁板，結(jié)構(gòu)補救與修理，以及結(jié)構(gòu)試驗方案，基本涵蓋了飛機結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計中的主要問題�！秾嵱蔑w機結(jié)構(gòu)應(yīng)力分析及尺寸設(shè)計》主要供航空工程技術(shù)人員和結(jié)構(gòu)工程師參考，也可作為航空高等院校教材參考用書。

這本書旨在為進行飛機和其他航空器結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計的工程技術(shù)人員提供必要的數(shù)據(jù)和程序支持。書中的各種材料性能數(shù)據(jù)絕大部分來源于政府機構(gòu)的相關(guān)出版物，如NACA報告和一些技術(shù)文獻資料。當(dāng)然，如果讀者對材料強度和結(jié)構(gòu)分析的基本概念不是十分通曉，可能會對本書的內(nèi)容理解不夠全面深入；本書作者假設(shè)讀者對相關(guān)學(xué)科已經(jīng)比較熟悉，因而，這些相關(guān)基礎(chǔ)知識不再贅述。為保持本書結(jié)構(gòu)緊湊，文中僅保留了與飛機結(jié)構(gòu)相關(guān)的數(shù)據(jù)和技術(shù)資料。鑒于現(xiàn)代飛機結(jié)構(gòu)主要是金屬結(jié)構(gòu)，本書集中考慮了金屬結(jié)構(gòu)的布局問題。讀者在進行飛機結(jié)構(gòu)布局過程中，可以參考書中的一些材料性能許用數(shù)據(jù)和結(jié)構(gòu)布局分析案例。
本書內(nèi)容盡可能循序漸進，許多章節(jié)包含了大量的數(shù)值計算例題，以便于驗證分析方法，正確使用設(shè)計數(shù)據(jù)和／或設(shè)計曲線，使飛機結(jié)構(gòu)工程師真實體會如何才能獲取一個結(jié)構(gòu)效率最高的結(jié)構(gòu)。飛機結(jié)構(gòu)工程師通過閱讀本書，可以初步了解飛機結(jié)構(gòu)布局過程中的應(yīng)力分析工作內(nèi)容。如何將材料強度理論和作者豐富的實踐經(jīng)驗應(yīng)用于工程實際是本書的重點內(nèi)容。而做到飛機結(jié)構(gòu)理論和實踐應(yīng)用并重，則依賴于擁有大量支持結(jié)構(gòu)分析理論的試驗數(shù)據(jù)。
飛機結(jié)構(gòu)分析問題通常涉及到薄板（或厚板）和加筋板的屈曲和局部失穩(wěn)。薄板屈曲設(shè)計是機體結(jié)構(gòu)分析中最重要的一項工作。20世紀40年代以來的NACA報告提供了該研究領(lǐng)域大量的技術(shù)資料和設(shè)計數(shù)據(jù)。目前，結(jié)構(gòu)工程師在機體結(jié)構(gòu)應(yīng)力分析工作中仍在利用這些技術(shù)資料和數(shù)據(jù)作為設(shè)計依據(jù)。
在全面考慮靜強度、疲勞強度、破損一安全要求、損傷容限和經(jīng)濟成本影響的情況下，通過仔細選擇結(jié)構(gòu)布局形式和材料而獲取一個最終的設(shè)計優(yōu)化方案是本書最重要的內(nèi)容。書中以圖表和曲線形式提供了大量來自于過去的經(jīng)驗和／或試驗結(jié)果的材料性能數(shù)據(jù)，用于金屬機體尺寸設(shè)計。本書的另一個目的是幫助結(jié)構(gòu)工程師全面回顧從飛機設(shè)計制造（包括零部件的使用維護）經(jīng)驗教訓(xùn)中得到的數(shù)據(jù)資料，以指導(dǎo)設(shè)計具有結(jié)構(gòu)完整性和重量效率的飛機結(jié)構(gòu)。

作者：(美國)牛春勻(Michael C.Y.Niu) 譯者：馮振宇程小全張紀奎合著者：徐建新

牛春勻，教授，一直從事金屬和復(fù)合材料飛機結(jié)構(gòu)研究及咨詢工作，曾是洛克希德航空系統(tǒng)公司的高級研發(fā)主管工程師，現(xiàn)任(美國)AD飛機結(jié)構(gòu)咨詢公司總經(jīng)理。
牛教授在航天器結(jié)構(gòu)和飛機結(jié)構(gòu)的分析與設(shè)計方面有30多年的工作經(jīng)驗。在洛克希德，曾任部門主任和規(guī)劃主任，負責(zé)結(jié)構(gòu)布置與各種結(jié)構(gòu)計劃工作，其中包括金屬和復(fù)合材料創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設(shè)計，這些結(jié)構(gòu)可用在現(xiàn)在和(或)將來的先進戰(zhàn)斗機和先進運輸機上。在洛克希德工作期間，他深入?yún)⑴c初步設(shè)計各個方面的工作，其中包括飛機總體布局、結(jié)構(gòu)布置、結(jié)構(gòu)形式選擇以及適航等內(nèi)容。他是L-1011的主任工程師，負責(zé)機翼和尾翼的應(yīng)力分析工作。他還于1966年和1968年，在波音公司先后做過波音727和波音747兩架飛機的應(yīng)力分析工程師。
牛教授的主要著作有三部：AIRFRAMESTRUCTURALDESIGN(1988)，COMPOSITEAIRFRAMESTRUCTURES(1992)以及AIRFRAMESTRESSANALYSISANDSIZING(1997)。此外，他還編寫了洛克希德復(fù)合材料設(shè)計指南和復(fù)合材料制圖手冊。他先后于1973年和1986年獲得洛克希德成就獎和成果卓越獎，并在1973年列入Who'sWho航空專家名錄。
牛教授是北京航空航天大學(xué)的顧問教授，以及南京航空航天大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)和沈陽航空工業(yè)學(xué)院的客座教授。
牛教授在洛杉磯加州大學(xué)講授“飛機結(jié)構(gòu)設(shè)計與修理”、“復(fù)合材料飛機結(jié)構(gòu)”以及“飛機結(jié)構(gòu)應(yīng)力分析與尺寸布置”等工程短訓(xùn)課程。
牛教授1962年畢業(yè)于中國臺灣中原大學(xué)土木工程專業(yè)，獲學(xué)士學(xué)位；1966年在美國懷俄明大學(xué)獲土木工程專業(yè)碩士學(xué)位。

插圖：

飛機總重對于設(shè)計載荷的另一個顯著的影響就是當(dāng)飛機以給定下沉速度接地時，施加在起落架上的垂直載荷。用于結(jié)構(gòu)設(shè)計的總重是由飛機的任務(wù)要求確定的。任務(wù)要求和／或設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)詳細描述了在考慮到飛機運行的各個階段后，燃油、有效載荷的最大值和最小值。典型的飛機主要設(shè)計重量為：
·起飛總重——執(zhí)行指定任務(wù)的最大起飛重量，一般認為是飛機裝滿燃油及最大有效載荷情況下的重量，有時會因為具體設(shè)計要求而有所變化。在滑行狀態(tài)和飛行條件下考慮起飛總重，但是不要求設(shè)計的飛機在此重量下降落。
·設(shè)計著陸重量——著陸時的最大重量。飛機按預(yù)定降落時，有理由認為耗盡了預(yù)定應(yīng)消耗的燃油。在設(shè)計飛機結(jié)構(gòu)時不能要求飛機在高于設(shè)計著陸重量時著陸。多數(shù)飛機上都有放油設(shè)備，飛機重量可以在緊急著陸時很快降低到設(shè)計重量。在著陸時，考慮機翼和機身向下彎曲是很重要的。
·空油重量——飛機上沒有燃料時的最大重量。對于設(shè)計重量來說，這個多少令人疑惑的概念在結(jié)構(gòu)中很常見，因為屬于描述性的�？沼椭亓堪ǹ諜C重量、運行必需項目（機組人員、發(fā)動機滑油等）、貨物和／或乘客。這種狀態(tài)通常對于機翼上彎是至關(guān)重要的。
在形成設(shè)計準(zhǔn)則期間要綜合考慮所有的設(shè)計重量。根據(jù)過去的經(jīng)驗，嘗試確定設(shè)計重量水平，包含初步設(shè)計和最終設(shè)計時飛機總重的正常增加；也包括未來飛機重量的增加（有時高達初始飛機總重的30%）。但也不能超過太多，否則對設(shè)計不利。
3.3.3重心包線
要綜合考慮設(shè)計重量和飛機重心位置�？梢杂脠D表示重心隨設(shè)計重量的變化。包線包含了設(shè)計確定的所有極限狀態(tài)。在設(shè)置重心極限時可以包括在設(shè)計過程中發(fā)生變化而導(dǎo)致的極限狀態(tài)。典型的重心包線如圖3.3.2所示。

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