空间飞行器设计专业教材：航天器结构与机构 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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陈烈民 著

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• 航天器设计
• 航天结构
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• 机构设计
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• 航空航天
• 专业教材
• 工程技术
• 结构力学
• 航天工程

出版社： 中国科学技术出版社

ISBN：9787504639677

商品编码：10172788

包装：平装

出版时间：2005-01-01

页数：462

内容简介

　　《航天器结构与机构》较全面地说明了航天器结构与机构的技术基础．包括它们的环境条件、材料、设计、分析、制造、试验和可靠性重点是阐述航天器结构与机构的设计和分析技术。
　　全书共18章，可以分为四个部分：第1章到第3章说明了航天器结构与机构的基本概念、功能、类型、研制流程以及相关的环境条件和应用的材料。第4章到第11章为航天器结构的设计和分析，重点设计和分析的原理和方法，并详细介绍了较典型的航天器结构，包括杆系结构、蜂窝夹层板结构、中心承力筒结构、密封舱结构和防热结构。 第12章到第15章为航天器机构的设计和分析。重点阐述设计和分析的原理和方法，并详细介绍了机构的主要装置以及太阳翼机构和连接分离机构.第16章到第18章为航天器结构与机构的可靠性、制造和试验，说明了它们的一些基本概念和与设计有关的要求。

目录

第1章 概论
1.1 航天器结构与机构的基本概念
1.2 航天器结构与机构的功能
1.3 航天器结构与机构的类型
1.4 航天器结构与机构的研制

第2章 航天器的环境条件和载荷
2.1 航天器的环境条件
2.2 航天器的载荷

第3章 航天器结构材料
3.1 概述
3.2 金属材料
3.3 复合材料
3.4 结构材料的选择

第4章 航天器结构设计
4.1 航天器结构设计的特点和原则
4.2 航天器结构设计的技术要求
4.3 航天器结构的方案设计
4.4 航天器结构的详细设计
4.5 结构强度设计
4.6 结构优化设计
4.7 复合材料设计
4.8 计算机辅助设计

第5章 航天器结构力学理论基础
5.1 结构力学理论
5.2 振动理论
5.3 结构有限元法

第6章 航天器结构分析
6.1 结构分析模型的建立
6.2 结构静力分析
6.3 结构模态分析
6.4 结构动态响应分析

第7章 杆系结构
7.1 概述
7.2 杆系结构的设计和分析
7.3 杆系结构的应用

第8章 蜂窝夹层板结构
8.1 概述
8.2 蜂窝夹层板的材料和规格
8.3 蜂窝夹层板的设计和分析
8.4 蜂窝夹层板结构的应用

第9章 中心承力筒结构
9.1 概述
9.2 桁条加筋中心承力筒的设计和分析
9.3 蜂窝夹层中心承力筒的设计和分析
9.4 中心承力筒结构的应用

第10章 密封舱结构
10.1 概述
10.2 密封舱结构设计和分析
10.3 密封装置设计
10.4 密封舱结构的应用

第11章 防热结构
11.1 概述
11.2 吸热防热结构
11.3 辐射防热结构
11.4 烧蚀防热结构
11.5 防热结构的应用

第12章 航天器机构的主要装置
12.1 释放装置
12.2 展开装置
12.3 分离装置
12.4 驱动装置

第13章 航天器机构设计
13.1 航天器机构设计的特点和原则
13.2 航天器机构设计的技术要求
13.3 航天器机构设计的具体问题
13.4 航天器机构的润滑设计
第ⅱ4章太阳翼机构
14.1 太阳翼构造
14.2 压紧与释放机构
14.3 展开机构
14.4 太阳翼展开分析

第15章 航天器连接与分离机构
15.1 星／箭连接与分离机构
15.2 飞船舱段连接与分离机构
15.3 空间对接机构
15.4 连接与分离机构分析

第16章 航天器结构与机构可靠性
16.1 可靠性分析
16.2 航天器结构的可靠性预计
16.3 航天器机构的可靠性预计

第17章 航天器结构与机构制造
17.1 概述
17.2 金属材料零件制造技术
17.3 复合材料零件制造技术

第18章 航天器结构与机构试验
18.1 概述
18.2 力学环境试验
18.3 机构功能试验

前言/序言

航天器结构与机构设计：理论、实践与前沿探索 本书特色： 本书全面深入地探讨了航天器结构与机构设计的核心原理、关键技术以及工程实践。内容涵盖了从基础力学分析到先进材料应用，再到复杂机构动态行为的综合性论述，旨在为读者提供一个系统、前瞻性的学习框架。 第一章：航天器结构设计基础 本章旨在建立读者对航天器结构设计基本概念和理论框架的理解。我们将从航天器任务需求出发，解析结构设计所面临的独特环境挑战，包括真空、极端温度变化、高加速度载荷以及微重力下的应力分布。 航天器载荷分析： 详细阐述发射阶段的振动与冲击载荷、轨道运行阶段的热应力和辐射载荷。重点介绍如何运用模态分析和瞬态动力学方法预测结构响应。 结构体系选择： 对比分析桁架结构、板壳结构、蜂窝夹层结构以及复合材料层合板在不同任务中的适用性。探讨结构冗余设计和故障容错性在保证任务成功中的重要性。 静力学与稳定性分析： 深入讲解有限元方法（FEM）在结构静力分析中的应用，包括单元选择、网格划分的原则与技巧。着重分析屈曲问题，特别是薄壁结构在高载荷下的稳定性判据。 第二章：先进材料与连接技术 航天器结构的性能极大程度上依赖于所选材料及其连接方式。本章聚焦于支撑未来航天任务的关键材料科学和制造工艺。 高性能复合材料： 重点介绍碳纤维增强树脂基复合材料（CFRP）和陶瓷基复合材料（CMC）的力学性能、抗疲劳特性以及在极端环境下的长期可靠性。探讨铺层设计对结构性能的各向异性影响。 轻量化金属合金： 阐述钛合金、铝锂合金在航天结构中的应用优势。讨论其焊接、钎焊等连接工艺对材料微观结构和力学性能的影响。 连接技术与界面完整性： 详细分析铆接、胶接（Adhesive Bonding）和机械连接在航天器装配中的应用标准。强调连接界面是结构薄弱环节，需进行严格的无损检测（NDT）验证。 第三章：航天器机构学与动力学 机构是航天器实现功能（如姿态控制、展开、采样）的核心执行单元。本章侧重于复杂机构的运动学、动力学分析及其控制。 机构运动学分析： 阐述闭环机构和开环机构的数学建模方法，包括拉格朗日方程和牛顿-欧拉法在描述机构运动中的应用。重点分析多自由度机构的运动解耦问题。 机构动力学与振动控制： 探讨机构运动产生的动载荷对主体结构的影响。介绍柔性机构的建模，如使用梁单元或壳单元模拟柔性连接件的挠度。讨论主动和被动减振技术在抑制机构振动耦合中的作用。 空间机构的润滑与密封： 针对真空和空间辐射环境，分析固体润滑剂（如二硫化钼、石墨）和特种润滑油的选择标准。探讨密封技术在活动关节中防止泄漏和污染物扩散的关键性。 第四章：热应力分析与热-结构耦合 温度变化是影响航天器结构寿命和精度的主要因素之一。本章系统性地阐述热设计对结构完整性的约束。 传热学基础与热环境建模： 介绍航天器在轨道上的辐射换热模型、材料的热导率、比热容等热物性参数。分析太阳直射、地球反射、地球发射等复杂热源的计算方法。 热应力分析： 阐述温度场如何转化为结构内力，导致热膨胀和热变形。讨论如何通过热控设计（如隔热材料、散热器布局）来最小化结构热应力。 热-结构耦合分析： 深入讲解如何利用有限元软件实现热载荷与结构响应的迭代计算，确保关键光学基准面或精密仪器的位置精度不受热扰动影响。 第五章：结构动态测试与验证 所有航天结构在投入使用前，必须经过严格的地面验证，以确保其在发射和运行阶段的可靠性。 模态测试与系统辨识： 详细介绍激振方法（敲击、激振器施加）和传感器布置（加速度计、激光测振仪）的标准流程。讲解如何通过实验模态分析（EMA）来校准和修正有限元模型（FEA）。 环境适应性测试： 阐述振动测试（扫频、随机振动）、冲击测试和声学测试的规范要求和夹具设计原则。强调测试设备与被试件（SUT）的连接方式对测试结果的真实性影响。 疲劳寿命评估： 介绍基于载荷谱的结构疲劳寿命预测方法，包括应力寿命法和应变寿命法。讨论如何将地面加速老化测试的结果外推到实际任务寿命。 第六章：面向任务的结构设计案例研究 本章通过具体的航天器子系统案例，将前述理论知识与工程实践相结合。 发射载荷段结构优化： 以运载火箭整流罩或有效载荷适配器为例，分析如何通过拓扑优化技术，在满足刚度要求的前提下，实现质量的最小化。 在轨展开机构的可靠性设计： 以太阳能帆板或天线展开机构为例，探讨其在设计、地面展开测试和在轨部署过程中的关键控制点和潜在失效模式（如卡死、过冲）。 深空探测器热防护结构设计： 探讨再入大气层飞行器（如返回舱）的烧蚀材料与内部承力结构的连接与热隔离技术，确保内部设备在极端烧蚀环境下的存活。 总结： 本书内容覆盖了航天器结构与机构设计的全流程，从基础理论的构建、先进材料的选择，到复杂的机构动力学分析和严苛的地面验证标准。它不仅是结构工程师和机构设计师必备的工具书，也是从事航天器总体设计、系统集成和可靠性工程人员的参考手册。读者通过研读本书，将能掌握设计下一代高可靠、高性能航天器的核心技术能力。

评分☆☆☆☆☆

对于一个注重工程实践的读者来说，这本书最吸引我的地方在于，它在理论讲解的同时，总能穿插进来一些实际项目中的“教训”和“经验之谈”。例如，在讨论连接件的选择时，它会提及在某个历史项目中，因材料兼容性问题导致的早期失效案例，这种真实世界的反馈是书本知识无法替代的。它不仅仅告诉你“应该做什么”，更告诉你“为什么不该那样做”，这种负面经验的总结，对于避免设计陷阱极其宝贵。此外，书中对环境载荷的分类和量化标准非常细致，无论是轨道环境的微流星体撞击风险，还是大气再入阶段的气动热载荷，它都给出了详尽的工程估算方法，让读者对未来将要面对的严酷环境有一个非常立体的感知。总而言之，这本书读起来感觉像是拿到了一份顶尖航天工程师的内部设计指南，既有理论的骨架，又有实践的血肉，让人受益匪浅。

评分☆☆☆☆☆

这本书的阅读体验，说实话，对于我这种非科班出身但有志于转行的人来说，挑战性是存在的，但它提供的辅助资源和学习路径设计却非常贴心。它在每章末尾设置的思考题和案例分析，设计得极其巧妙，不是那种简单的知识点复述，而是要求读者综合运用前几章学到的知识来解决一个小型设计难题。我尝试做了几道题，发现它们真的能把你的思维从单一概念的理解，拉扯到整体系统设计的层面。而且，我发现这本书的参考文献列表异常丰富且权威，很多引用都指向了最新的研究论文和关键的工程标准，这让读者在深入学习某个子领域时，有了一个非常清晰和可靠的导航地图。它没有直接给出代码或者具体的软件操作流程，但它描述的数学模型和物理约束条件，足以让我自己去选择合适的数值仿真工具进行验证，这培养的是独立解决问题的能力，而不是单纯的软件操作技能，这一点我非常欣赏。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和装帧真是让人眼前一亮，那种沉甸甸的感觉，翻开扉页就能感受到作者的用心。插图的质量高得惊人，不仅清晰，而且很多关键的结构图，比如复杂的受力分析图或者空间机构的分解图，都处理得极为精细，即便是一个初学者，也能通过这些图示迅速掌握核心概念。我特别喜欢它在理论推导过程中所采用的逻辑顺序，往往先从最基本的物理原理入手，然后逐步过渡到复杂的工程应用，循序渐进，绝不含糊其辞。虽然内容涉及深奥的力学计算，但作者似乎深谙教学之道，总能在关键节点给出通俗易懂的解释或者引入一个生活中的类比，让那些原本抽象的数学模型变得触手可及。而且，这本书的专业术语解释得非常到位，很多行业内的“黑话”都被赋予了清晰的定义，极大地降低了阅读门槛。相比我之前读过的几本同类教材，这本书的知识覆盖面广而不失深度，像是为我搭建了一个坚实的知识脚手架，让我对接下来的专业学习充满了信心。

评分☆☆☆☆☆

这本书的写作风格，怎么说呢，带着一股老派工程师的严谨和一丝不苟，读起来有一种信赖感。它没有花里胡哨的辞藻，全篇都是干货，每一个章节的论述都像是在精密仪器上打磨过一样，没有一丝冗余。我尤其欣赏它对历史背景的梳理，在介绍某些设计理念的演变时，它会追溯到早期的设计思想和遇到的瓶颈，这让我理解了为什么现代的航天器结构会是现在的样子，而不是简单地接受“这是标准答案”。比如在讲解疲劳分析和寿命预测的部分，它不仅仅罗列了公式，还深入探讨了不同材料在极端环境下的微观变化，这种对细节的执着，在其他教材中是很少见的。我花了好几天时间仔细研读了其中关于材料选择和连接技术的那几章，发现它对每一个连接点的应力集中分析都做到了极致的量化，这种对可靠性的极致追求，正是一个优秀设计人员必备的素养。这本书更像是一本“工具书”与“教科书”的完美结合体，随时翻阅都能找到解决实际问题的思路。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格非常具有学术性，用词精准，逻辑链条环环相扣，几乎没有歧义的空间。它仿佛是一位经验丰富的大师，站在讲台上，用最精确的语言向你传授独到的见解。我尤其赞叹它对“冗余设计”和“失效模式与影响分析（FMEA）”的探讨，它没有将这些概念仅仅视为标准流程，而是深入剖析了在不同任务需求下，如何权衡重量、成本与可靠性之间的微妙平衡点。书中关于动载荷和热应力耦合分析的部分，对非线性问题的处理思路非常具有启发性，它展示了在面对复杂真实世界环境时，理论是如何一步步向工程实践靠拢和妥协的。我常常在阅读时需要停下来，在草稿纸上重新绘制它所描述的受力示意图，才能真正把握住那种空间结构在瞬态变化中的微妙受力变化。这本书的深度足以支撑起研究生阶段的深度学习，绝非泛泛之作。

评分☆☆☆☆☆

物流非常给力，书也不错，价格也实惠

评分☆☆☆☆☆

这本书是航天一线专家根据多几年经验写成，可以作为航天器设计的教材和相关工程师的参考书。本人学习航天研究生，这本书很适合飞行器设计专业同学使用。

评分☆☆☆☆☆

好好好好好好好好好好好好

评分☆☆☆☆☆

[SM]写的很好！书籍是人类的朋友，而读书则是人类的亲密朋友。在读书的过程中，我们能培养文化修养；若果经常地去研究，去读，去思考，便能从中央到地方找到新的知识点，正所谓“温故而知新”，还可以把知识点都牢牢地记住，就像刻在脑海里一样。“书中自有黄金屋，书中自有颜如玉”，只有多读健康有益的书，努力地学习，才能为自己幸福的将来奠定良好的基础。

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好评

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发货速度很快，商品质量很好

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不错

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质量好，是正品，送货快，有发票，是全新，反正很好就是了

评分☆☆☆☆☆

书还行，不过好像我买错了。对我没啥用。