最新飛機(jī)結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度-教學(xué)大綱

1、最新飛機(jī)結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度(Aircraft Structures and Strength)教學(xué)大綱歸屬單位航空工程學(xué)院課程編號(hào)01411036開課學(xué)期6總學(xué)時(shí)數(shù)54學(xué)分3適用專業(yè)飛行器制造工程卓越班首選教材徐建新.飛機(jī)結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度(待出版).本課程與其它課程的聯(lián)系：主要先修課程：理論力學(xué)；材料力學(xué)；航空概論。主要后續(xù)課程：飛機(jī)故障診斷；飛機(jī)結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度與維修。一、課程的性質(zhì)“飛機(jī)結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度S”是航空工程學(xué)院飛行器制造工程專業(yè)卓越版的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，是 限定選修課。二、課程的地位、作用與任務(wù)“飛機(jī)結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度S”課程包括飛機(jī)結(jié)構(gòu)力學(xué)和飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度兩方面的教學(xué)內(nèi)容。飛機(jī)結(jié)構(gòu)力學(xué)從力學(xué)的角度來講授飛機(jī)結(jié)構(gòu)的

2、組成規(guī)律，飛機(jī)結(jié)構(gòu)在載荷作用下的強(qiáng)度、 剛度、穩(wěn)定性的計(jì)算方法，并為飛機(jī)結(jié)構(gòu)的受力分析和強(qiáng)度計(jì)算提供必要的基礎(chǔ)理論知識(shí)。飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度通過學(xué)生對(duì)飛機(jī)結(jié)構(gòu)在使用中承受的載荷、載荷傳遞路線及飛機(jī)結(jié)構(gòu)在載荷 作用下的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性等力學(xué)性能的系統(tǒng)學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握有關(guān)飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算的基 本概念、飛機(jī)結(jié)構(gòu)的傳力分析、飛機(jī)在載荷作用下、內(nèi)力計(jì)算的基本原理和基本方法、以及飛 機(jī)構(gòu)件的破壞形式和強(qiáng)度校核方法。三、課程教學(xué)的基本要求. 了解飛機(jī)結(jié)構(gòu)力學(xué)的任務(wù)與典型結(jié)構(gòu)元件的功用；理解飛機(jī)結(jié)構(gòu)的理想化與計(jì)算模型、飛 機(jī)結(jié)構(gòu)力學(xué)研究的基本原那么。.掌握功和能、廣義力和廣義位移等基本概念；重點(diǎn)掌握虛功原理和余虛功

3、原理，疊加原理 和位移互等定理；理解彈性力學(xué)問題的基本方程、最小位能原理及最小余能原理。.熟練掌握飛機(jī)結(jié)構(gòu)組成分析的基本方法；理解飛機(jī)各種類型結(jié)構(gòu)的力學(xué)特點(diǎn)。.熟練掌握靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算的兩種方法一一節(jié)點(diǎn)法和截面法，靜定結(jié)構(gòu)變形計(jì)算方法一一 單位載荷法。.掌握求解靜不定結(jié)構(gòu)內(nèi)力的力法原理及其應(yīng)用。.理解單閉室剖面和多閉室的彎心、扭心、剛心的概念和彎心位置的近似計(jì)算方法；掌握工 程梁理論的基本概念，多閉室剖面自由彎曲、自由扭轉(zhuǎn)時(shí)剖面剪流的近似計(jì)算方法；熟練 掌握自由彎曲時(shí)開剖面剪流計(jì)算、開剖面彎心的概念及其計(jì)算，自由彎曲、自由扭轉(zhuǎn)時(shí)的 單閉室剖面剪流計(jì)算。. 了解影響板件穩(wěn)定性的因素及提高板件穩(wěn)定

4、性的方法、張力場(chǎng)梁腹板拉應(yīng)力計(jì)算方法；理 解受壓加筋板和受剪加筋板失穩(wěn)應(yīng)力分析方法；掌握矩形平板單邊受壓和四邊受剪時(shí)失穩(wěn) 臨界應(yīng)力的計(jì)算方法、影響板件穩(wěn)定性的因素及提高板件穩(wěn)定性的方法、受壓薄壁桿件的 失穩(wěn)形式及失穩(wěn)臨界應(yīng)力的計(jì)算方法。.掌握全機(jī)外載、部件過載的物理意義及過載的計(jì)算方法；掌握機(jī)動(dòng)飛行包線、突風(fēng)包線及 飛行、起飛、著陸時(shí)嚴(yán)重受載情況確實(shí)定方法。理解中國(guó)民用航空條例對(duì)運(yùn)輸機(jī)類飛行載 荷、地面載荷的一些規(guī)定；了解飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度準(zhǔn)那么和強(qiáng)度規(guī)范。.掌握機(jī)翼內(nèi)力圖的繪制方法；掌握機(jī)翼結(jié)構(gòu)中力的傳遞；了解各受力構(gòu)件的功用；掌握機(jī) 翼截面應(yīng)力計(jì)算的工程近似方法。.掌握機(jī)身在對(duì)稱、非對(duì)稱載荷作用

5、下機(jī)身結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算；掌握前、中、后段機(jī)身嚴(yán)重受 載情況及受力特點(diǎn)；了解對(duì)稱載荷及非對(duì)稱載荷在機(jī)身結(jié)構(gòu)中的傳遞及機(jī)身各構(gòu)件的功用; 掌握機(jī)身截面應(yīng)力計(jì)算的工程近似方法；理解機(jī)身加強(qiáng)框及氣密座艙的受力特點(diǎn)。.理解飛機(jī)結(jié)構(gòu)開口區(qū)域的受力分析方法。. 了解有限元素法在飛機(jī)結(jié)構(gòu)分析中的重要地位；理解有限元素法的基本原理；掌握桿系結(jié) 構(gòu)的有限元分析方法；熟練掌握有限元分析方法的一般步驟；了解位移法的基本概念。四、課程教學(xué)內(nèi)容.緒論飛機(jī)結(jié)構(gòu)力學(xué)的任務(wù)典型飛機(jī)結(jié)構(gòu)元件飛機(jī)結(jié)構(gòu)的理想化與計(jì)算模型飛機(jī)結(jié)構(gòu)力學(xué)研究的基本原那么重點(diǎn)：典型飛機(jī)結(jié)構(gòu)元件的功用難點(diǎn)：飛機(jī)結(jié)構(gòu)的計(jì)算模型習(xí)題：思考題：5.能量原理功和能的概

6、念廣義力與廣義位移虛功原理和最小位能原理余虛功原理和最小余能原理疊加原理與位移互等定理重點(diǎn)：虛功原理難點(diǎn)：余虛功原理，功和能的計(jì)算習(xí)題：計(jì)算題：9.結(jié)構(gòu)組成分析結(jié)構(gòu)組成分析方法桁架結(jié)構(gòu)的組成鋼架結(jié)構(gòu)的組成薄壁結(jié)構(gòu)的組成重點(diǎn)：常見飛機(jī)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的幾何組成分析習(xí)題：思考題：10.靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與變形靜定結(jié)構(gòu)的特性靜定桁架結(jié)構(gòu)內(nèi)力靜定鋼架結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算結(jié)構(gòu)變形的意義單位載荷法重點(diǎn)：靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算的基本原理和基本方法，靜定結(jié)構(gòu)變形計(jì)算的單位載荷法難點(diǎn)：靜定薄壁結(jié)構(gòu)內(nèi)力與變形計(jì)算習(xí)題：計(jì)算題：11 思考題：12.靜不定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與變形靜不定結(jié)構(gòu)特性力法和正那么方程基本系統(tǒng)的選擇及對(duì)稱條件的利用靜不定結(jié)構(gòu)位

7、移計(jì)算重點(diǎn)：力法的基本原理及其應(yīng)用難點(diǎn)：靜不定結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算思考題：6計(jì)算題：5.工程梁理論工程梁理論的基本概念自由彎曲時(shí)剖面正應(yīng)力計(jì)算自由彎曲時(shí)開剖面薄壁結(jié)構(gòu)剪應(yīng)力計(jì)算開剖面的彎心自由彎曲時(shí)單閉剖面薄壁結(jié)構(gòu)剪應(yīng)力計(jì)算多閉剖面剪流與彎心的近似計(jì)算重點(diǎn)：工程梁的基本概念及應(yīng)力計(jì)算難點(diǎn)：?jiǎn)伍]剖面薄壁結(jié)構(gòu)剪應(yīng)力計(jì)算習(xí)題：計(jì)算題：6思考題：4.薄壁構(gòu)件的穩(wěn)定性矩形平板的穩(wěn)定性受壓薄壁桿件的穩(wěn)定性加勁板失穩(wěn)后的受力分析重點(diǎn)：薄壁構(gòu)件的穩(wěn)定性及其影響因素習(xí)題：思考題：3.飛機(jī)外載荷及強(qiáng)度準(zhǔn)那么飛機(jī)的外載荷及飛行包線強(qiáng)度準(zhǔn)那么和強(qiáng)度規(guī)范重點(diǎn)：飛機(jī)過載的計(jì)算難點(diǎn)：飛行包線習(xí)題：計(jì)算題：2思考題：4.機(jī)翼結(jié)構(gòu)受力

8、分析機(jī)翼的外載荷和力圖機(jī)翼結(jié)構(gòu)的傳力與受力分析尾翼的外載荷與受力分析重點(diǎn)：機(jī)翼的結(jié)構(gòu)組成及其功用，機(jī)翼上的載荷及其傳遞途徑 難點(diǎn)：機(jī)翼橫截面的應(yīng)力計(jì)算習(xí)題：思考題：6.機(jī)身結(jié)構(gòu)受力分析機(jī)身的外載荷和力圖機(jī)身結(jié)構(gòu)的傳力分析機(jī)身結(jié)構(gòu)橫截面的應(yīng)力分析機(jī)身隔框的受力分析重點(diǎn)：機(jī)身的結(jié)構(gòu)組成及其功用，機(jī)身上的載荷及其傳遞途徑 難點(diǎn)：機(jī)身橫截面的應(yīng)力計(jì)算，氣密座艙的受力分析習(xí)題：思考題：6.機(jī)體結(jié)構(gòu)開口部位的受力分析開口與口蓋的分類中小開口區(qū)的受力分析大開口的受力分析難點(diǎn)：開口部位力的傳遞及應(yīng)力計(jì)算 習(xí)題：思考題：4.有限元素法有限元方法引論桿系結(jié)構(gòu)有限元素法有限元方法的一般步驟平面問題有限元法位移法飛機(jī)結(jié)構(gòu)有限元分析重點(diǎn)：有限元分析方法的一般步驟 難點(diǎn)：有限元素法基本原理 思考題：8五、課內(nèi)實(shí)踐教學(xué)要求課程基本理論學(xué)習(xí)結(jié)束后，集中安排2周時(shí)間進(jìn)行飛機(jī)結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度課程設(shè)計(jì)六、教學(xué)進(jìn)程表序號(hào)課程內(nèi)容課時(shí)數(shù)教學(xué)方式手段備注1緒論2講授2能量原理6講授3結(jié)構(gòu)組成分析4講授4靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力及變形計(jì)算8講授5靜不定結(jié)構(gòu)內(nèi)力與變形計(jì)算8講授6工程梁理論6講授7飛機(jī)外載荷及強(qiáng)度準(zhǔn)那么4講授8薄壁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性2講授9機(jī)翼結(jié)構(gòu)的受力分析4講授10機(jī)身結(jié)構(gòu)的受力分析4講授11機(jī)體開口部位的