固體力學(xué)在航空航天工程中的運(yùn)用及其運(yùn)用建議,航天工程論文

固體力學(xué)在航空航天工程中的運(yùn)用及其運(yùn)用建議,航天工程論文內(nèi)容摘要：固體力學(xué)是力學(xué)中構(gòu)成比擬早的思想,同時(shí)在應(yīng)用方面也比擬廣泛,不僅在水利工程中被廣泛應(yīng)用,同時(shí)在航空航天工程中也被廣泛地應(yīng)用。本文圍繞固體力學(xué)在航空航天工程中的運(yùn)用,分析了其詳細(xì)的應(yīng)用手段,同時(shí)也對(duì)其發(fā)展提出了幾點(diǎn)建議。本文關(guān)鍵詞語：固體力學(xué);發(fā)展;航空航天工程;固體力學(xué)最早構(gòu)成于20世紀(jì)的50年代,作為力學(xué)中的一項(xiàng)新學(xué)科,在計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展基礎(chǔ)上,逐步得以構(gòu)成和發(fā)展,與此同時(shí)基于有限元法的理念,在當(dāng)代逐步得以迅速地發(fā)展。隨后發(fā)展至20世紀(jì)70年代,固體力學(xué)在研究方面相關(guān)人員逐步將其重點(diǎn)放在構(gòu)造、固體力學(xué)兩點(diǎn),在發(fā)展的同時(shí)也將其重點(diǎn)內(nèi)容轉(zhuǎn)變?yōu)榭諝鈩?dòng)力學(xué)以及流體力學(xué)兩個(gè)方面。發(fā)展至20世紀(jì)的80年代,固體力學(xué)又得到重視并不斷得以發(fā)展。固體力學(xué)在計(jì)算方面具有比擬優(yōu)質(zhì)的防震性能,同時(shí)這一點(diǎn)也在我們國(guó)家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)中得以廣泛的應(yīng)用。固體力學(xué)在發(fā)展上具有較為輝煌的成就,為此可以以發(fā)現(xiàn)固體力學(xué)擁有比擬廣泛的發(fā)展前景。固體力學(xué)在航空航天工程中的應(yīng)用也較為普遍,同時(shí)隨著近年來航空航天行業(yè)發(fā)展的普遍化,其工程質(zhì)量也逐步成為人們關(guān)注的重點(diǎn)。為此,本文針對(duì)固體力學(xué),對(duì)其在航空航天工程中的應(yīng)用進(jìn)行了分析,同時(shí)也提出了固體力學(xué)的發(fā)展前景。一、固體力學(xué)的發(fā)展前景受社會(huì)發(fā)展的影響,自然科學(xué)與工程技術(shù)逐步成為固體力學(xué)發(fā)展的重要基礎(chǔ),從其研究對(duì)象的角度進(jìn)行分析,其對(duì)象在均勻介質(zhì)逐步擴(kuò)展變成非均勻介質(zhì),由單相逐步轉(zhuǎn)變?yōu)槎嘞?。從研究背景的角度進(jìn)行分析,逐步由簡(jiǎn)單的環(huán)境轉(zhuǎn)變?yōu)橐曰瘜W(xué)和電磁為基礎(chǔ)的環(huán)境。從研究層次的角度進(jìn)行分析,在層次的變化上逐步由宏觀轉(zhuǎn)變?yōu)槲⒂^和細(xì)觀,并且能夠?qū)崿F(xiàn)三者相結(jié)合,以此構(gòu)成細(xì)觀力學(xué)。和層次細(xì)化進(jìn)行對(duì)應(yīng)的形態(tài)為空間尺度和時(shí)間尺度在粗化上的轉(zhuǎn)變,對(duì)地球與地殼板塊的運(yùn)動(dòng)、斷裂進(jìn)行了分析,以此對(duì)星際撞擊破損進(jìn)行測(cè)評(píng)。在固體力學(xué)的研究上,對(duì)于研究經(jīng)過的改變已經(jīng)逐步由古典固體力學(xué)中的強(qiáng)度條件,擴(kuò)展成為固體連續(xù)變形到宏觀裂紋擴(kuò)展破損,在這里基礎(chǔ)上不斷將其深化,成為對(duì)固體變形、破損經(jīng)過進(jìn)行研究的經(jīng)過。當(dāng)然,在對(duì)其進(jìn)行研究的同時(shí),研究的形態(tài)并不局限于當(dāng)下,能夠?qū)⑵湟曛敛牧蠘?gòu)成、元件制造的經(jīng)過中。對(duì)于研究的目的除了現(xiàn)有的相關(guān)材料之外,也要在力學(xué)特性與特種功能的要求下,結(jié)合尺度的要求對(duì)所需材料進(jìn)行設(shè)計(jì)。以上所訴內(nèi)容的擴(kuò)展,能夠推動(dòng)現(xiàn)如今的固體力學(xué)得以不斷地發(fā)展,并且已經(jīng)突破古典線性固體力學(xué)的內(nèi)容,具體表現(xiàn)出高度、非線性的特性。為了推動(dòng)固體力學(xué)的長(zhǎng)久發(fā)展,務(wù)必要與非線性科學(xué)進(jìn)行結(jié)合,以此為基礎(chǔ)促進(jìn)非線性科學(xué)的不斷發(fā)展。固體力學(xué)擴(kuò)展研究對(duì)象、層次、經(jīng)過以及歷史的經(jīng)過中,相關(guān)研究人員要與計(jì)算機(jī)以及計(jì)算力學(xué)的發(fā)展進(jìn)行結(jié)合,并且基于物理學(xué)在宏觀、微觀的力學(xué)行為,以此促進(jìn)固體力學(xué)的不斷發(fā)展。表1二、固體力學(xué)現(xiàn)前階段發(fā)展存在的問題所謂固體力學(xué)主要是針對(duì)固態(tài)物質(zhì)與構(gòu)造的受力狀況,在受力的同時(shí)所產(chǎn)生形變、毀壞的研究學(xué)科,固態(tài)物質(zhì)與構(gòu)造本身的多樣化特點(diǎn),會(huì)對(duì)受力之后的影響帶來提供比擬豐富的表現(xiàn)形式,例如彈性、斷裂、蠕變等。在工程問題的角度,一般是指固體力學(xué)在研究對(duì)象化方面的實(shí)際案例。固體力學(xué)在其發(fā)展的經(jīng)過中所創(chuàng)造的輝煌成就,也為其在航空航天工程中的運(yùn)用提供了一定的支持,然而在實(shí)際的應(yīng)用中仍然存在一些問題,在航空航天工程的應(yīng)用中,對(duì)于材料的強(qiáng)度以及現(xiàn)行理論強(qiáng)度之間存在一定的差異性,然而這個(gè)理論也是建立位錯(cuò)、裂紋的重要內(nèi)容。但是固體力學(xué)在航空航天工程中的應(yīng)用中,該矛盾一直存在,現(xiàn)如今固體力學(xué)除了在應(yīng)力與微小應(yīng)變方面存在限制之外,在變形局部化以及斷裂的判定方面也存在一定的限制。三、固體力學(xué)在航空航天工程中的運(yùn)用理論的來源于實(shí)踐,華而不實(shí)也包括固體力學(xué),固體力學(xué)相關(guān)理論的發(fā)展主要起源于在研究以及經(jīng)濟(jì)建設(shè)應(yīng)用的經(jīng)過中獲取的經(jīng)濟(jì)效益。通過對(duì)固體力學(xué)的應(yīng)用能夠?qū)κ挛锏谋举|(zhì)進(jìn)行探究,并且分析華而不實(shí)存在的聯(lián)絡(luò),激發(fā)設(shè)計(jì)人員的創(chuàng)作靈感,提升航空航天工程的質(zhì)量,極大地縮短了設(shè)計(jì)的時(shí)間,并且減少了資金的投入,減少設(shè)計(jì)成本,與此同時(shí)固體力學(xué)的運(yùn)用也加工航空航天工程中的一些較為繁瑣的問題進(jìn)行解決。為了能夠保證相關(guān)理論發(fā)展的有效性,本文針對(duì)固體力學(xué)在航空航天工程中的運(yùn)用進(jìn)行了分析。(一)應(yīng)用于工程力學(xué)問題解析固體力學(xué)在工程力學(xué)問題的解析,主要能夠具體表現(xiàn)出在下面幾個(gè)方面,航空航天器以及較為大型的空間柔性構(gòu)造討論,在分析時(shí)期規(guī)模最多可到達(dá)數(shù)萬個(gè)結(jié)點(diǎn)、以及十萬左右的自由度。華而不實(shí)飛行器碰撞的相關(guān)問題、設(shè)計(jì)研究裝甲、載人飛船在下落時(shí)的發(fā)生的碰撞、油箱晃動(dòng)造成的耦合現(xiàn)象、航空醫(yī)學(xué)相關(guān)設(shè)備設(shè)計(jì)等。(二)應(yīng)用于航空航天工程相關(guān)數(shù)值的檢驗(yàn)(1)利用數(shù)字計(jì)算機(jī)中的相關(guān)數(shù)值對(duì)其進(jìn)行檢驗(yàn),在檢驗(yàn)時(shí)其主要對(duì)象主要包含了下面幾點(diǎn):即常規(guī)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、研究性實(shí)驗(yàn)。(2)利用活化響應(yīng)的相關(guān)圖像對(duì)實(shí)驗(yàn)時(shí)所處環(huán)境響應(yīng)進(jìn)行模擬,華而不實(shí)活化響應(yīng)圖像一般通過計(jì)算獲取。將固體力學(xué)應(yīng)用于航空航天工程相關(guān)數(shù)值的檢驗(yàn),能夠?yàn)槠錂z驗(yàn)的經(jīng)過帶來一定的優(yōu)勢(shì)。一方面,減少實(shí)驗(yàn)所需資金費(fèi)用,縮短實(shí)驗(yàn)的時(shí)間,在實(shí)驗(yàn)的經(jīng)過中所處環(huán)境,縱然是真實(shí)環(huán)境下很難實(shí)現(xiàn),能夠運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)。一般情況下,比擬大型的空間天線以及太陽能電池版等,由于其本身的尺寸比擬大,本身的重量比擬輕,為此假如要在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上復(fù)現(xiàn)空間、溫度環(huán)境以及失重狀態(tài),那么是具有一定難度的,同時(shí)在實(shí)驗(yàn)結(jié)果上也存在一定的不確定性,然而固體力學(xué)的應(yīng)用能夠運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)將空間進(jìn)行復(fù)現(xiàn),并且實(shí)現(xiàn)對(duì)微觀構(gòu)造力學(xué)經(jīng)過的模擬,在實(shí)驗(yàn)所需時(shí)間上與前者相較花費(fèi)較少。除此之外,應(yīng)用于數(shù)值的實(shí)驗(yàn),也能夠?qū)υO(shè)計(jì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行了解。在飛機(jī)碰撞的問題上,可以以利用數(shù)值實(shí)驗(yàn)的方式進(jìn)行解決,但是由于設(shè)計(jì)的時(shí)間比擬長(zhǎng),所以能夠運(yùn)用數(shù)值仿真的形式進(jìn)行替代。(三)應(yīng)用于反問題航空航天工程的實(shí)踐經(jīng)過中,人們對(duì)于反問題的分析要高于正問題,為此,我們能夠?qū)⑻卣鲉栴}作為例子,假如構(gòu)造特征問題控制公式如下:在公式中,k為構(gòu)造剛度矩陣,M為幾何剛度矩陣,為特征問題特征數(shù)值,而u為特征模態(tài),在公式中,已經(jīng)確定K值與M值,求解、u,此問題形式便是正問題。相反,若確定值與u值,求解K與M構(gòu)造設(shè)計(jì),將實(shí)際(u)和預(yù)定值(u)相符合,那么這則是反問題,反問題的應(yīng)用在航空航天工程中已經(jīng)較為普遍。將特征問題作為案例,后掠機(jī)翼中最低五階頻率是i,i,=2、3、6,通過反問題的相關(guān)設(shè)計(jì),以此能夠得到計(jì)算與實(shí)驗(yàn)值,見表1。(四)應(yīng)用于主動(dòng)控制技術(shù)主動(dòng)控制技術(shù)具有一定的綜合性,華而不實(shí)包含了自動(dòng)控制、隨動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)等理論。現(xiàn)前階段的航空航天工程中,主動(dòng)控制技術(shù)在華而不實(shí)能夠作為地形跟隨、地形回避等為其提供作用。當(dāng)固體力學(xué)在華而不實(shí)進(jìn)行應(yīng)用時(shí),華而不實(shí)包括對(duì)于物理問題的研究,例如飛行力學(xué)、構(gòu)造力學(xué)等,相關(guān)人員能夠利用自動(dòng)控制技術(shù)對(duì)信息進(jìn)行挑選與分類,通過網(wǎng)絡(luò)的形式將其傳送至計(jì)算機(jī),計(jì)算機(jī)在這里基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行計(jì)算,以此明確所采取的方式方式方法,并且將其進(jìn)行反應(yīng)以及施行。固體力學(xué)在主動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用中,除了對(duì)律和時(shí)間的延誤現(xiàn)象進(jìn)行控制,以此減小隨動(dòng)系統(tǒng)之外,對(duì)時(shí)間的準(zhǔn)確性進(jìn)行控制、以及理論的分析都具有特別重要的意義。結(jié)束語綜上所述,現(xiàn)前階段,受社會(huì)發(fā)展的影響,航空航天行業(yè)得到了特別顯著的發(fā)展,同時(shí)固體力學(xué)作為力學(xué)領(lǐng)域內(nèi)發(fā)展比擬早的學(xué)科概念,其應(yīng)用范圍也比擬普遍,尤其是在航空航天工程中的應(yīng)用。本文針對(duì)固體力學(xué),首先對(duì)其發(fā)展前景進(jìn)行了分析,隨后針對(duì)固體力學(xué),從工程力學(xué)問題解析、航空航天工程相關(guān)數(shù)值的檢驗(yàn)、反問題、主動(dòng)控制技術(shù)4個(gè)方面對(duì)其在航空航天工程中的應(yīng)用進(jìn)行了闡述,以此不斷推動(dòng)固體力學(xué)的發(fā)展。以下為參考文獻(xiàn)[1]龔堯南.計(jì)算固體力學(xué)的發(fā)展及其在航空航天工程中的應(yīng)用[J].計(jì)算構(gòu)造力學(xué)及其應(yīng)用,2021(2):199-209+218.[2]孫恒.淺析力學(xué)在飛機(jī)構(gòu)造設(shè)計(jì)中的應(yīng)用與發(fā)展[J].軍民兩用技術(shù)與產(chǎn)品,2021(5):256-258.[3]吳良義.先進(jìn)復(fù)合