最新飞机结构与强度-教学大纲

1、-1 -最新飞机结构与强度(Aircraft Structures and Strength)教学大纲归属单位航空工程学院课程编号01411036开课学期6总学时数54学分3适用专业飞行器制造工程卓越班首选教材徐建新.飞机结构与强度(待出版)本课程与其它课程的联系：主要先修课程：理论力学；材料力学；航空概论。 主要后续课程：飞机故障诊断；飞机结构疲劳强度与维修。一、课程的性质“飞机结构与强度s”是航空工程学院飞行器制造工程专业卓越版的一门专业基础课，是 限定选修课。二、课程的地位、作用与任务“飞机结构与强度s”课程包括飞机结构力学和飞机结构强度两方面的教学内容。飞机结构力学从力学的角度来讲授飞

2、机结构的组成规律，飞机结构在载荷作用下的强度、 刚度、稳定性的计算方法，并为飞机结构的受力分析和强度计算提供必要的基础理论知识。飞机结构强度通过学生对飞机结构在使用中承受的载荷、载荷传递路线及飞机结构在载荷 作用下的强度、刚度、稳定性等力学性能的系统学习，使学生掌握有关飞机结构强度计算的基 本概念、飞机结构的传力分析、飞机在载荷作用下、内力计算的基本原理和基本方法、以及飞 机构件的破坏形式和强度校核方法。三、课程教学的基本要求1.了解飞机结构力学的任务与典型结构元件的功用；理解飞机结构的理想化与计算模型、飞 机结构力学研究的基本原则。2.掌握功和能、广义力和广义位移等基本概念；重点掌握虚功原理

3、和余虚功原理，叠加原理 和位移互等定理；理解弹性力学问题的基本方程、最小位能原理及最小余能原理。3.熟练掌握飞机结构组成分析的基本方法；理解飞机各种类型结构的力学特点。4.熟练掌握静定结构内力计算的两种方法一一节点法和截面法，静定结构变形计算方法一一 单位载荷法。5.掌握求解静不定结构内力的力法原理及其应用。6.理解单闭室剖面和多闭室的弯心、扭心、刚心的概念和弯心位置的近似计算方法；掌握工 程梁理论的基本概念，多闭室剖面自由弯曲、自由扭转时剖面剪流的近似计算方法；熟练 掌握自由弯曲时开剖面剪流计算、开剖面弯心的概念及其计算，自由弯曲、自由扭转时的 单闭室剖面剪流计算。7.了解影响板件稳定性的因

4、素及提高板件稳定性的方法、张力场梁腹板拉应力计算方法；理 解受压加筋板和受剪加筋板失稳应力分析方法；掌握矩形平板单边受压和四边受剪时失稳 临界应力的计算方法、影响板件稳定性的因素及提高板件稳定性的方法、受压薄壁杆件的 失稳形式及失稳临界应力的计算方法。8.掌握全机外载、部件过载的物理意义及过载的计算方法；掌握机动飞行包线、突风包线及 飞行、起飞、着陆时严重受载情况的确定方法。理解中国民用航空条例对运输机类飞行载 荷、地面载荷的一些规定；了解飞机结构强度准则和强度规范。9.掌握机翼内力图的绘制方法；掌握机翼结构中力的传递；了解各受力构件的功用；掌握机 翼截面应力计算的工程近似方法。10.掌握机身

5、在对称、非对称载荷作用下机身结构的内力计算；掌握前、中、后段机身严重受 载情况及受力特点；- 2 -了解对称载荷及非对称载荷在机身结构中的传递及机身各构件的功用； 掌握机身截面应力计算的工程近似方法；理解机身加强框及气密座舱的受力特点。11.理解飞机结构开口区域的受力分析方法。12.了解有限元素法在飞机结构分析中的重要地位；理解有限元素法的基本原理；掌握杆系结 构的有限元分析方法；熟练掌握有限元分析方法的一般步骤；了解位移法的基本概念。四、课程教学内容1.绪论1.1飞机结构力学的任务1.2典型飞机结构元件1.3飞机结构的理想化与计算模型1.4飞机结构力学研究的基本原则重点：典型飞机结构元件的功

6、用难点：飞机结构的计算模型习题：思考题：52.能量原理2.1功和能的概念2.2广义力与广义位移2.3虚功原理和最小位能原理2.4余虚功原理和最小余能原理2.5叠加原理与位移互等定理重点：虚功原理难点：余虚功原理，功和能的计算习题：计算题：93.结构组成分析3.1结构组成分析方法3.2桁架结构的组成3.3钢架结构的组成3.4薄壁结构的组成重点： 常见飞机结构系统的几何组成分析习题： 思考题：104.静定结构的内力与变形4.1静定结构的特性4.2静定桁架结构内力4.3静定钢架结构内力4.4计算结构变形的意义4.5单位载荷法重点：静定结构内力计算的基本原理和基本方法，静定结构变形计算的单位载荷法 难

7、点：静定薄壁结构内力与变形计算 习题：计算题：11思考题：125.静不定结构的内力与变形5.1静不定结构特性5.2力法和正则方程5.3基本系统的选择及对称条件的利用5.4静不定结构位移计算 重点：力法的基本原理及其应用 难点：静不定结构内力计算 思考题：6计算题：- 3 -56.工程梁理论6.1工程梁理论的基本概念6.2自由弯曲时剖面正应力计算6.3自由弯曲时开剖面薄壁结构剪应力计算6.4开剖面的弯心6.5自由弯曲时单闭剖面薄壁结构剪应力计算6.6多闭剖面剪流与弯心的近似计算 重点：工程梁的基本概念及应力计算 难点：单闭剖面薄壁结构剪应力计算 习题：计算题：6思考题：47.薄壁构件的稳定性7.

8、1矩形平板的稳定性7.2受压薄壁杆件的稳定性7.3加劲板失稳后的受力分析 重点：薄壁构件的稳定性及其影响因素 习题：思考题：38.飞机外载荷及强度准则7.1飞机的外载荷及飞行包线7.2强度准则和强度规范 重点：飞机过载的计算 难点：飞行包线 习题：计算题：2思考题：49.机翼结构受力分析9.1机翼的外载荷和力图9.2机翼结构的传力与受力分析9.3尾翼的外载荷与受力分析 重点：机翼的结构组成及其功用，机翼上的载荷及其传递途径 难点：机翼横截面的应力计算 习题：思考题：610.机身结构受力分析10.1机身的外载荷和力图10.2机身结构的传力分析10.3机身结构横截面的应力分析10.4机身隔框的受力

9、分析 重点：机身的结构组成及其功用，机身上的载荷及其传递途径 难点：机身横截面的应力计算，气密座舱的受力分析习题：思考题：611.机体结构开口部位的受力分析11.1开口与口盖的分类11.2中小开口区的受力分析11.3大开口的受力分析 难点：开口部位力的传递及应力计算 习题：思考题：412.有限元素法12.1有限元方法引论12.2杆系结构有限元素法12.3有限元方法的一般步骤12.4平面问题有限元法12.5位移法12.6飞机结构有限元分析 重点：有限元分析方法的一般步骤 难点：有限元素法基本原理 思考题：8五、课内实践教学要求课程基本理论学习结束后，集中安排2周时间进行飞机结构与强度课程设计-4 -六、教学进程表序号课程内容课时数教学方式手段备注1绪论2讲授2能量原理6讲授3结构组成分析4讲授4静定结构的内力及变形计算8讲授5静不定结构内力与变形计算8讲授6工程梁理论6讲授7飞机外载荷及强度准则4讲授8薄壁结构的稳定性2讲授9机翼结构的受力分析4讲授10机身结构的受力分析4