薄壳是工程领域的关键承载部件，对其开展轻量化设计是高端装备研制的永恒主题。随着尺寸大型化、构型复杂化、承载重型化的发展趋势，薄壳结构模型规模、变量数目及非线性程度均大幅提升，导致其结构设计同时面临模型、分析与优化三重复杂度挑战，被认为是最复杂的结构优化难题之一。本书作者及团队长期从事工程薄壳稳定性设计理论与方法研究，相关成果已应用于多型航空航天装备结构强度与轻量化设计。本书从工程薄壳高效线性屈曲/后屈曲分析方法、缺陷数据库、含缺陷工程薄壳承载力评估方法、高精度稳定性实验等方面，介绍了国内外研究现状以及团队代表性研究成果。
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序
前言
第1章 绪论 1
1.1 典型工程薄壳概述 1
1.2 工程薄壳稳定性概述 4
1.3 工程薄壳缺陷敏感性分析概述 6
1.4 工程薄壳设计概述 8
参考文献 12
第2章 工程薄壳稳定性数值分析方法 22
2.1 引言 22
2.2 瑞利–里茨法 23
2.3 特征值分析方法 26
2.4 隐式分析方法.27
2.4.1 牛顿–拉弗森法 27
2.4.2 弧长法 28
2.5 显式动力学方法 29
参考文献 30
第3章 工程薄壳高效线性屈曲分析方法 33
3.1 引言 33
3.2 等效刚度法（SSM） 35
3.2.1 计算框架 35
3.2.2 SSM的预测精度验证 36
3.3 数值等效刚度法（NSSM） 38
3.3.1 计算框架 38
3.3.2 NSSM的预测精度验证 43
3.3.3 NSSM的预测效率验证 46
3.3.4 NSSM对不同加筋构型适用性验证 47
3.3.5 NSSM对不同载荷工况适用性验证 49
3.4 POD降阶屈曲分析方法 55
3.4.1 计算框架 55
3.4.2 光筒壳算例适用性验证 57
3.4.3 含开口光筒壳算例适用性验证.61
3.5 振动相关技术（VCT）方法 63
3.5.1 经典VCT方法 63
3.5.2 POD加速的VCT方法 71
3.5.3 算例验证 74
参考文献 80
第4章 工程薄壳高效后屈曲分析方法 86
4.1 引言 86
4.2 基于NIAH等效模型的后屈曲分析方法 88
4.2.1 多级加筋圆柱壳自适应等效模型分析方法 88
4.2.2 含开口加筋圆柱壳混合等效模型分析方法 90
4.3 CA 加速的Koiter方法 95
4.3.1 理论方法 95
4.3.2 圆柱壳算例验证 103
4.3.3 加筋圆柱壳算例验证 109
参考文献 112
第5章 工程薄壳缺陷数据库 117
5.1 工程薄壳制造工艺进展 117
5.2 工程薄壳中的典型缺陷 118
5.2.1 几何缺陷 119
5.2.2 边界缺陷 119
5.2.3 刚度缺陷 119
5.3 缺陷测量技术 120
5.3.1 接触式测量技术 120
5.3.2 基于光学扫描的数字图像测量技术 120
5.4 实测缺陷数据处理技术 125
5.4.1 实测缺陷点云数据精简 125
5.4.2 实测缺陷点云数据坐标系校正 128
5.4.3 基于实测缺陷数据的有限元模型修调.129
5.5 壳体几何质量人工检测卡 131
5.6 缺陷数据库 134
5.6.1 缺陷数据的傅里叶级数表征 134
5.6.2 数据库架构与界面 136
5.7 基于实测缺陷数据的圆柱壳缺陷敏感性分析方法 139
5.7.1 金属光筒实测缺陷敏感性分析 139
5.7.2 加筋圆柱壳缺陷敏感性分析 141
5.7.3 基于点云数据的缺陷主成分分析 144
参考文献 149
第6章 含缺陷工程薄壳结构承载力现行评估方法 152
6.1 引言 152
6.2 基于既往实验数据的近似评估方法——NASA SP-8007规范 154
6.3 基于近三十年实验数据的改进建议 155
6.4 基于数值分析的近似评估方法.161
6.4.1 实测缺陷评估方法 161
6.4.2 模态缺陷评估方法 162
6.4.3 单点扰动载荷方法 163
参考文献 163
第7章 含缺陷工程薄壳结构承载力高精度预测方法 168
7.1 引言.168
7.2 复杂薄壳缺陷敏感机理与等效数值缺陷 168
7.3 多点最不利扰动载荷法（WMPLA） 170
7.3.1 WMPLA方法框架 171
7.3.2 WMPLA与现行评估方法精度比较.172
7.3.3 WMPLA普适性验证 178
参考文献 180
第8章 工程薄壳高精度稳定性实验技术 182
8.1 引言 182
8.2 工程薄壳稳定性实验系统 185
8.2.1 轴压稳定性实验系统 185
8.2.2 轴外压稳定性实验系统 190
8.2.3 工程薄壳工装设计 194
8.2.4 工程薄壳装配精度调控技术 197
8.3 工程薄壳稳定性实验案例 203
8.3.1 光筒薄壳轴压稳定性实验案例 203
8.3.2 加筋圆柱壳轴压稳定性实验案例 208
8.3.3 密肋加筋圆柱壳轴压稳定性实验案例.219
8.3.4 蒙皮桁条轴压稳定性实验案例 229
8.3.5 加筋圆柱壳轴外压稳定性实验案例 238
参考文献 241
第9章 工程薄壳分析的若干新进展 246
9.1 工程薄壳Hamilton求解方法的应用与展望 246
9.1.1 Hamilton求解方法的需求和优势 246
9.1.2 Hamilton体系的发展 246
9.1.3 Hamilton求解体系的基础 247
9.1.4 封闭柱壳屈曲求解的Hamilton体系 250
9.1.5 柱面曲板屈曲求解的辛叠加方法 255
9.1.6 小结 260
9.2 工程薄壳缺陷敏感性分析的随机场建模应用与展望 260
9.2.1 随机场简介 261
9.2.2 圆柱薄壳初始几何缺陷的随机场模型 263
9.2.3 随机屈曲载荷分析 267
9.2.4 数值算例 269
9.2.5 小结 272
参考文献 272
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