飛行器結(jié)構(gòu)力學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)大綱

1、飛行器結(jié)構(gòu)力學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)大綱一、課程基本信息1、課程代碼：（ 0120140）2、課程名稱（中/英文） ：飛行器結(jié)構(gòu)力學(xué)基礎(chǔ)/ Structural Mechanics for Aerocraft3、學(xué)時/ 學(xué)分： 50/6.54、先修課程：理論力學(xué)、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度基礎(chǔ)、彈性力學(xué)，/0120120/01201705、面向?qū)ο螅猴w行器設(shè)計(jì)與工程專業(yè)本科生6、開課院（系）：航空學(xué)院（航空結(jié)構(gòu)工程系）7、教材、教學(xué)參考書：結(jié)構(gòu)力學(xué)基礎(chǔ), 黃其青，王生楠，西北工業(yè)大學(xué)出版社，2001.4飛行器結(jié)構(gòu)力學(xué), 王生楠，西北工業(yè)大學(xué)出版社,1998.12二、課程性質(zhì)和任務(wù)飛行器結(jié)構(gòu)力學(xué)基礎(chǔ)是航空高等院校飛行器結(jié)構(gòu)

2、設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度專業(yè)教學(xué)計(jì)劃中的一門專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，是航空飛行器設(shè)計(jì)、固體力學(xué)、流體力學(xué)、工程力學(xué)、理論與應(yīng)用力學(xué)、人機(jī)環(huán)境與工程等學(xué)科或?qū)I(yè)的必修課程。本課程以桿系和薄壁結(jié)構(gòu)為對象，研究桿系和薄壁結(jié)構(gòu)的組成原理及其受力和變形分析的力法和位移法，薄壁工程梁理論，結(jié)構(gòu)分析中的能量原理。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解和掌握結(jié)構(gòu)的受力和傳力特點(diǎn)、薄壁工程梁和能量原理的基本理論和基本計(jì)算方法，培養(yǎng)學(xué)生對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度計(jì)算的概念和綜合處理能力，培養(yǎng)從事飛行器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度計(jì)算的高技術(shù)人才。三、教學(xué)內(nèi)容和基本要求第一章 緒論 2 學(xué)時1.1 結(jié)構(gòu)力學(xué)的研究對象和任務(wù)；1.2 結(jié)構(gòu)力學(xué)的計(jì)算模型簡化；1.3 結(jié)

3、構(gòu)1.4 基本關(guān)系和基本假設(shè)。第二章 結(jié)構(gòu)幾何組成分析4 學(xué)時2.1 結(jié)構(gòu)的幾何特性；2.2 自由度和約束; 2.3 幾何特性分析的運(yùn)動學(xué)方法2.4 幾何特性分析的靜力學(xué)方法; 2.5 幾何不變系統(tǒng)的組成規(guī)則; 2.6 瞬變系統(tǒng)的判別方法。第三章 靜定桿系結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形計(jì)算6 學(xué)時3.1 桁架的組成，桁架的計(jì)算模型，桁架幾何不變性分析，靜定桁架內(nèi)力計(jì)算（結(jié)點(diǎn)法、剖面法和混合法）; 3.2 剛架的組成，剛架的計(jì)算模型，剛架幾何不變性分析，靜定剛架內(nèi)力計(jì)算，混合桿系結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算; 3.3 元件的應(yīng)變能，虛功原理，單位載荷法，靜定桿系結(jié)構(gòu)的位移計(jì)算。第四章 靜不定桿系結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和位移計(jì)算6 學(xué)時

4、4.1 靜不定結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)，力法基本原理和力法正則方程; 4.2 對稱定律及對稱條件的利用; 4.3 力法一般性原理，基本系統(tǒng)和單位狀態(tài)的選取原則; 4.4靜不定桿系結(jié)構(gòu)的位移計(jì)算。第五章 桿系結(jié)構(gòu)的位移法（直接剛度法）6 學(xué)時5.1 兩結(jié)點(diǎn)桿元的剛度矩陣，結(jié)構(gòu)剛度矩陣的組集; 5.2 位移約束條件的處理，桁架的位移法求解; 5.3 兩結(jié)點(diǎn)梁元的剛度矩陣及剛架的位移法求解; 5.4混合桿系結(jié)構(gòu)的位移法求解。第六章 薄壁工程梁理論8 學(xué)時6.1 薄壁工程梁理論的基本假設(shè)、適用范圍和基本變量定義; 6.2 自由彎曲時的正應(yīng)力計(jì)算; 6.3 自由彎曲時的開剖面剪流計(jì)算; 6.4 自由彎曲時的單閉室

5、剖面剪流計(jì)算; 6.5 薄壁工程梁的位移計(jì)算; 6.6 開剖面彎心計(jì)算; 6.7 單閉室剖面彎心計(jì)算。第七章 薄壁結(jié)構(gòu)的構(gòu)造原理2 學(xué)時7.1 飛機(jī)薄壁結(jié)構(gòu)的構(gòu)造原理；7.2 薄壁結(jié)構(gòu)元件的傳力功能和受力特點(diǎn) ;7.3 薄壁結(jié)構(gòu)的理想化和計(jì)算模型的建立。第八章 受剪板式薄壁結(jié)構(gòu)的力法求解8 學(xué)時8.1 平面受剪板式薄壁結(jié)構(gòu)的計(jì)算模型，幾何特性分析，靜定平面薄壁結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算; 8.2 空間受剪板式薄壁結(jié)構(gòu)的計(jì)算模型，幾何特性分析，靜定空間薄壁結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算; 8.4 平面受剪板式薄壁結(jié)構(gòu)的位移法求解; 8.5 空間受剪板式薄壁結(jié)構(gòu)的位移法求解。第九章 結(jié)構(gòu)分析中的能量原理8 學(xué)時9.1 彈性力

6、學(xué)問題及基本方程;9.2 應(yīng)變能和余應(yīng)變能;9.3 虛位移及虛功原理 ;9.4 最小位能原理與駐值位能原理;9.5 最小應(yīng)變能原理;9.6 單位位移定理 ;9.7 余虛功原理（虛力原理 ）;9.8 最小余能原理與駐值余能原理;9.9 最小余應(yīng)變能原理與Crotti-Engesser 定理 ;9.10 單位載荷定理;9.11 疊加原理與位移互等定理等。教學(xué)過程中應(yīng)注重基本概念、基礎(chǔ)理論、基本計(jì)算方法和對問題的綜合處理。應(yīng)結(jié)合一定量的練習(xí)題，供學(xué)生課外習(xí)作。是學(xué)生能夠：（ 1）正確理解和掌握結(jié)構(gòu)的幾何特性，并能運(yùn)用各種方法判斷結(jié)構(gòu)的幾何不變。（ 2）理解和掌握桿系和剛架結(jié)構(gòu)的組成原理、計(jì)算模型、靜

7、定結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)及內(nèi)力和位移的計(jì)算方法。（ 3）理解和掌握靜不定結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)、力法原理、靜不定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和位移計(jì)算、對稱條件的利用。（ 4）理解和掌握桿系結(jié)構(gòu)有限元分析的一般概念、剛度方程的建立和求解過程。（ 5）理解和掌握薄壁工程梁理論的計(jì)算模型及其適用范圍、薄壁梁的正應(yīng)力、剪流和彎心計(jì)算。（ 6）理解和掌握薄壁結(jié)構(gòu)的計(jì)算模型，力法求解原理、靜定薄壁結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和位移計(jì)算。（ 7）理解和掌握結(jié)構(gòu)分析中的能量原理及其在結(jié)構(gòu)分析中的應(yīng)用。(8)通過一定量的習(xí)題，鞏固和加深對理論的理解，培養(yǎng)分析和解決實(shí)際 工程結(jié)構(gòu)問題的能力以及綜合處理能力。四、實(shí)驗(yàn)(上機(jī))內(nèi)容和基本要求無五、各教學(xué)環(huán)節(jié)學(xué)時分配學(xué)時講課習(xí)題課討論課實(shí)驗(yàn)課其他合計(jì)A章22第F44第三章66第四章66第五章6688第七章22第八章88第九章88六、對學(xué)生能力培養(yǎng)的要求通過本課程學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解和掌握結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算必要的基本概 念、基本理論和基本分析計(jì)算方法，并受到基本技能的訓(xùn)練，了解結(jié)構(gòu)布局、結(jié) 構(gòu)傳力特性、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度對實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)功能的影響，掌握結(jié)構(gòu)力學(xué)的基本技能, 培養(yǎng)綜合分析能力，為學(xué)習(xí)后續(xù)課程以及從事結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度計(jì)算工作打下良好