航空航天工程综合课程设计

综合课程设计直升机团队航空航天工程课程性质、目的、思路一主要内容二具体要求及需要提交的内容三课程设计举例四目录综合课程设计性质

本课程设计是学生在校期间综合利用理论基础知识、专业知识、计算机辅助设计知识进行的分析设计能力训练。

综合课程设计性质先修课程：工程制图；机械原理与机械设计；理论力学；材料力学；飞机结构与系统；直升机结构与系统。综合课程设计目的本课程设计的教学目的：1、进一步加深对直升机结构与系统、飞机结构与系统知识的理解，巩固已学的机械原理与机械设计、材料力学等方面的知识。2、通过本课程设计实践，树立正确的设计分析思想，培养综合运用三维设计软件的能力，培养学生对飞机结构件受力分析、结构损伤修补分析、机构运行仿真等方面的能力。3、熟悉飞机维护手册(AMM)、结构修理手册(SRM)等各种资料，掌握它们的使用方法。综合课程设计思路

第一步：选取某直升机的某一部件(如桨毂、旋翼、尾梁、起落架或操纵系统等)，或者教材中通用部件（不针对机型）。

第二步：依据飞机维护手册(AMM)、结构修理手册(SRM)等各种资料，掌握相应部件的结构、组成、装配关系和工作原理等方面内容。

第三步：完成该部件计算机三维几何建模或物理建模。然后对其进行：①机构运动进行仿真；②对其中的构件受力等情况进行分析；对假设的结构损伤进行维修前后的应力分析，对照结构修理手册论证维修方案的优劣和存在的问题。参照《材料力学》③对机构运动进行动力学分析；对机构运动的位移、速度和加速度进行分析。参照《理论力学》①、②和③选做一个就可以了。综合课程设计主要内容第一步、基础数据获取①选定某个机型的某一部件后，根据该机型的维护手册、结构修理手册等各种资料。得到该部件各个零件的比例尺寸、结构，每个零件之间的相互位置关系和装配关系，完成数据草图，要求得到的数据要能真实反映零部件的尺寸比例、动作运行、装配情况等内容。②选定《直升机结构与系统》教材上的通用部件，根据教材或其他资料获得到该部件各个零件的比例尺寸、结构，完成数据草图，要求得到的数据要能真实反映零部件的尺寸比例、动作运行、装配情况等内容。综合课程设计主要内容第二步、三维建模利用获得的基础数据，建立每个零件的三维几何模型，并将零件进行装配得到部件的装配模型，要求计算机模型与部件的真实外形、比例尺寸、装配关系等一致。综合课程设计主要内容

第三步、运行仿真或结构失效分析或结构修补方案分析①利用建立的计算机三维模型，模拟部件的真实运行。②对其中的构件受力等情况进行分析；在施加了重力、外部载荷等各种外部条件后，分析整个部件的运行情况，找出其最容易失效的构件或部位，分析失效的原因。对假设的结构损伤进行维修前后的应力分析，根据飞机结构修理的等强度原则和其他原则，对照结构修理手册论证维修方案的优劣和存在的问题。参照《材料力学》。③对机构运动进行动力学分析；根据机构的运动过程，对机构运动的位移、速度和加速度进行分析。参照《理论力学》。①、②和③选做一个就可以了。综合课程设计主要内容第四步、完成设计说明书

系统地说明整个设计过程中所考虑的问题，写出计算内容，包括与计算有关的必要简图。计算应正确完整，文字简练通顺，书写整齐清晰。说明书用A4报告纸，按合理的顺序和格式书写，并装订成册。

说明书封面及目录必须按照说明书模板的要求写！综合课程设计主要内容本课程设计的基本要求是：1、每位学生必须独立完成课程设计任务。2、学生要充分理解实物模型的受力、装配和运动关系，三维模型应真实模拟实物模型。3、在三维模型上施加的重力、外部载荷等外部条件要与零部件的真实工作环境相一致或进行合理有效的简化，分析的思路方法正确，得到的分析结果应合理有效。综合课程设计具体要求1、本课程设计最后完成时间：18周星期一2、软件推荐：如果进行机构构件受力分析（占1/3）和运动学分析（占1/3），推荐的软件有CATIA，Patran，Pro/E，Ansys，UG等。如果进行三维动画制作（占1/3），推荐的软件有3DMAX。3、由班长统计题目：

16周周三前确定好题目。综合课程设计提交的内容进行三维动画制作的同学提交的内容。①利用三维软件建立的动画源文件；②利用视频截图输出的动画视频；③课程设计说明书；进行构件受力分析的同学提交的内容：①利用三维软件及其应力分析模块建立的机构应力分析源文件；②课程设计说明书；进行构件运动学分析的同学提交的内容：①利用三维软件及其运动学分析模块建立的机构位移、速度、加速度分析源文件；②课程设计说明书；综合课程设计进度安排章目教学内容学时授课实验实践上机第一阶段布置课程设计任务22第二阶段基础数据获取88第三阶段三维建模2222第四阶段运动仿真、动力学分析或应力分析1616第五阶段完成设计说明书66第六阶段答辩66综合课程设计举例1、角型桁条的缺口修理与应力分析2、起落架选择活门3、多圆盘刹车装置的简单拆卸过程4、基于ABAQUS模拟金属材料冲击综合课程设计举例6、含纤维褶皱复材结构强度分析提出问题，设计分析方案复合材料在生产使用过程中会出现各种缺陷，如开孔、分层、杂质等，其中纤维褶皱是生产过程中一种典型缺陷，对其结构强度进行分析具有重要工程意义。通过不同纤维褶皱程度、不同铺层型式的结构件标准结构件对比分析，得出纤维褶皱对结构破坏强度影响的一般规律。材料采用最常见的T700，材料属性网上可查；铺层采用文献中常用的几种结构铺层；褶皱程度考虑-30%、-20%、-10%、10%、20%、30%并与完整件对比。综合课程设计举例建立有限元模型6、含纤维褶皱复材结构强度分析综合课程设计举例有限元结果分析6、含纤维褶皱复材结构强度分析综合课程设计举例有限元结果分析损伤开始损伤贯穿试验件从渐进损伤包线可以看出，在达到极限载荷时，基体损伤贯穿整个试验件，是破坏的主要模式。纤维损伤在基体损伤出现后才开始出现。破坏位置均在缺陷处附近，是结构件的薄弱位置，使用过程中需要重点关注。纤维的凸起凹陷缺陷对试验件的压缩性能影响较大，A铺层凹陷30%试验件比完好试验件压缩破坏载荷降低高达67%。同类铺层同等缺陷程度的情况下，凹陷比凸起对试验件性能影响大。不同铺层对缺陷的敏感程度不同，在进行试验的四种铺层中，A铺层对凹陷缺陷最敏感，D铺层对凸起缺陷最敏感。6、含纤维褶皱复材结构强度分析综合课程设计举例7、登机门机构运动仿真提出问题登机门机构运动复杂，设计难度大，因登机门故障导致的飞行事故屡有发生。对登机门进行运动学仿真可以指导登机门的设计和维修，帮助机务维修人员更好的理解其运动原理。综合课程设计举例数据收集确定要分析的局部，通过维修手册和某些书籍论文资料，以及在机务维修部的实地勘察，收集到尽可能多的实际数据（数据不一定全，不确定的数据可自行拟定，最终原理分析正确即可）。7、登机