2022年《飞行器结构力学》期中复习提纲

1、飞行器结构力学期中复习提纲 2022 一、绪论1、 明白飞机结构和材料的演化过程2、 明白飞机结构的力学分析方法是怎样随着工程需求而进展的3、 明白其它飞行器和飞机相比在力学分析上的特点4、 把握飞行器研制的基本过程5、 把握飞行器结构设计的基本思想（静强度和刚度、疲惫安全、损耗容限、耐久性或经济寿命设计）二、薄壁元件的力学分析 一 、典型飞行器结构的受力特点1. 会正确使用过载系数2. 明白飞机和火箭的各种典型部件的受力特点 二 、薄壁构件的基本特点与假定1. 娴熟把握梁、板和壳的坐标系的规定2. 娴熟把握梁、板和壳中各种广义内力素的定义以与正方向的规定3. 娴熟把握梁、薄板和薄壳理论的基本

2、假定4. 明白梁、杆、拱、板和壳的承力特点 三 、一般杆件（直杆,但可以是缓慢变截面的）的分析1. 能运算杆件所受到的轴力、弯矩、剪力和扭矩1 轴力dT xqx0dx2 弯矩和剪力dQzqzd Qyqy留意符号d xd xdMyQzdMzQyd xdx3 扭矩2.dMxmxx0d x能求解杆件拉压、弯曲和自由扭转时的应力和位移1 拉压xd uo xxT x 3 Rhd xEEA x 2 弯曲中性轴肯定是形心惯性主轴,并留意公式符号ux,zyx zydwxEzdyEzd2wzMyxdxd xd x2Iyx ux,yzxyzd vxEydzEyd2vyMzx d xd xd x2Izx 3 自由扭

3、转熟识杆件自由扭转的基本假定I.圆轴xM xr/J会运算实心和空心圆管的J4 R o4 R i/22M x /GJLx d xLMxd x00GJII.开口薄壁杆件自由扭转剪应力沿截面厚度线性分布nG nMxhnDp1NGnlnh3xsDp3n1nMxDpIII. 闭口薄壁杆件自由扭转剪应力沿截面厚度匀称分布sxMx/2A sh s qs/hsMx2qsA s4A2/Shdsqsa求多闭室薄usrsx（或uyxzuzxy ）剪应力环量定理：Ssxds2A sG21sShqsdsMx2S hd sMxIdAGh4 GAhGIdshsqs 1s2会利用剪应力环量定理和剪流的平稳条件q壁杆件的自由扭

4、转问题3. 会求梁的剪应力和剪力中心1 梁的剪应力一般运算方法xzQzS yz S yz Azz d AIyb yz xyQyS zy S zyAyy d AIzb zy 假设弯曲剪应力沿截面匀称分布时才成立,这意味着上面的公式对薄梁才是比较精确的2 剪力中心的一般性质I. 剪力中心是梁截面剪力的合力所通过的点,因此对于对称截面,剪力中心肯定在对称面上；对于角形截面,剪力中心肯定在角点上；II.剪力中心yy , Cz C的一般运算方法为：Q zy Cxzd AQyz Czxyd AAAIII. 剪力中心是梁截面的几何性质,和外载荷无关；IV. 当外加横剪力通过剪力中心时,梁只发生平面弯曲,所以

5、剪力中心 又被称为弯曲中心；3 开口薄壁杆件的剪应力和剪力中心I.剪流和剪应力为ySyQzS yszh d sS zsyh d sqssxhS zQIzIy00运算静面矩时,s 的起点为开口截面；当截面由多段组成时,留意静面矩的运算方法；弯曲产生的剪应力沿截面是匀称分布的；II.假如对形心取矩有：Q zy CQyz CS hq sd ,其中y , Cz C为形心坐标0系中剪力中心的坐标；由于剪力中心和外载荷无关,因此一般只需要分别加Q 和Q 以求出y 和z ；另外假如截面有对称面,就也只需要求剪力中心的一个非零坐标；III. 假如运算便利也可以不对形心取矩,这时求出的y , Cz C就是相对于

6、转动中心的坐标；4 闭口薄壁杆件的剪应力和剪力中心I.II.沿任意一个截面断开,把该处作为s 的起点；设该截面处的未知剪流为q ,就总剪流为qsq q0,其中qSz QySyQzIzIy当截面有对称面,且横剪力作用在对称面内时（总可以保证）,可以把对称面处作为 s 的起点,这时q000；否就用剪应力环流定理求q ：q /Ghds1S hq sd s1S hq 0q d sq 0S h1/Ghds2A sGh2A sGhSh留意多闭室情形下的运算 S hIII. 由Qzy CQyz Cq s d 运算剪力中心y , Cz C；04. 复合截面或具有加强筋的薄壁杆件问题的运算 1 会运算模量加权中

7、心y1NAnEnyd A1NEny nA nAAEdAN1EnAnAn1E 1An1E 1z1NAnEnzd A1NEnz nA nAn1E 1An1E 1E 1nE 12 会运算模量加权惯性矩IyyNAnE nz2d AN1EnA nz2d An1nE 1E 1IzzNAnEny2d AN1EnA ny2d An1E 1nE 1一般将参考坐标系就取在模量加权中心上,这时有：IyyNA nEnz2d ANEnA nz2d AIzzNAnE ny2d ANEnA ny2d An1E 1n1E 1n1E 1n1E 1且有模量加权的平行移轴公式：IyyNEnInoz n2A nIzzN1EnInyn

8、2A nn1E1yoynE 1z oz o3 会运算模量加权静面矩S ysEzh d siE iA iz iS zsEyh d siE iA iy i0E 1E 10E 1E 14 对加筋薄壁杆件,每通过一个加强筋,模量加权静面矩会发生突变,从而蒙皮中的剪流也会发生突变：q sQ yS zQzS yq 0；由此可以运算IzzIyy加筋薄壁杆件的剪力中心；5 运算自由扭转刚度时可以认为加强筋几乎不抗剪,从而忽视其影响； 四 、薄壁杆件理论 1. 开口薄壁杆件的约束扭转 1 明确其基本假定 2 明确约束扭转的物理意义（自由扭转的翘曲变形受到约束,从而产生自 平稳的约束扭转正应力,它会提高杆件的扭转

9、刚度）；知道杆件的真实 状态是由自由扭转和约束扭转叠加而得；圣维南原理在此不适用；3 明确翘曲位移和约束扭转正应力是按主扇性面积分布的uEx srs d sxx04 知道主扇性极点和主扇性零点的性质（由自平稳的约束扭转正应力决 定）,并会运算它们的坐标S hyhd sSh0zhd s0Shd s0bS hIyh d s00h00S hzh d syCyCaa0z Cz Cb0zIy s s s1Shh d sr sd sA0s剪力中心、弯曲中心和主扇性极点是重合的5 会运算主扇性静面矩和主扇性惯性矩（包括模量加权情形）Ssh d sIS h2 d siIE sSh2h d sK1E iA i2

10、S0s0E iE 1A iEsh d sE 1iE 10iE 1i06 知道双力矩的概念和一些基本的关系式（和梁弯曲很相像）EExBS hh d sEIEIxxx0qhESExSMS hqrsd sEIsxsxs0BMdBEIEIxxIxdx M xSxshI7 约束扭转的平稳方程B2Bm xIV2xmx2 1126 hxEIv 2 R8 约束扭转的边界条件I.给定广义位移的边界条件Su-固定端：x0II.翘曲位移为零：x0,不能扭转：给定广义力的边界条件SF -悬空端：约束扭转正应力为零：BEIx0给定扭矩：MxDpxEIxIII. 混合边界条件约束轴向位移：Su : 翘曲位移为零：Dpx0

11、, xSF : 给定扭矩：MxxEIIV. 混合边界条件约束转动：SF : 约束扭转正应力为零：BEIx0Su : 不能扭转：x0 五 、薄板弯曲理论1. 2.明确小挠度薄板弯曲的几何特点、受力特点、变形特点和基本假定会用挠度运算基本的量（包括轴对称情形的）：MxD2w2wDxyx2y2MyD2w2wDyxy22 xMxyD12wD1xyDEh32x y121Q xDx2w QyDy2w轴对称时：3.MrDd2wd wDM2Dd w02 dwMr0d r2r rr rd r22r2r rQrrwQ2娴熟把握其平稳方程4. 5. 6.Q xQyp x y , 0QxMxMyxQyMxyMyxyx

12、yxy2Mx22Myx2Myp x y , 04w2x4w24wp x y , x2x yy2x42yy4Dd4w2d3wd2wdwp r dr4r r3r2dr2r3d rD会写出直角坐标系和圆柱坐标系下的各种边界条件（留意角点）会求解轴对称圆板（环板）的各种问题 明白矩形板的 Levy 解法 六 、旋转薄壳理论1. 明确小挠度薄壳理论的几何特点、受力特点、变形特点和基本假定2. 无矩（薄膜）理论1 会求解轴对称状态下球壳、柱壳和锥壳的无矩问题（不用背几何方程）满意 z 向的平稳方程和法向的平稳方程（T 1T 2pn）R 1R 22 会求解圆柱壳的无矩问题3. 圆柱壳轴对称情形的有矩理论1 明确哪些量是非零的2 解是由薄膜解和齐次解叠加得到w1ww uu2uT 1T 1T 2T 2T 22Q 112z MMM1M2MM1Q 12T 1