飞行器结构力学基础电子教学教案

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1、飞行器结构力学基础——电子教学教案西北工业大学航空学院航空结构工程系第一章绪论一、结构力学的任务结构力学顾名思义就是研究结构在外界因素作用下的力学行为及其组成规律。因此，结构力学的研究对象是结构，其定义为：结构是由结构元件或构件(如杆、梁、板等)通过某些连接方式(如螺接、铆接、焊接、胶接等)组合起来的可以承受载荷和传递载荷的受力系统。一、结构力学的任务结构力学顾名思义就是研究结构在外界因素作用下的力学行为及其组成规律。外界因素机械力温度变化：温度变化导致元件伸长或缩短。制造误差：元件尺寸误差、连接误差。第一章绪论静力动力静力学动力学本

2、课程主要研究结构在静力作用下的力学行为。采用的是静力学平衡原理。一、结构力学的任务结构力学顾名思义就是研究结构在外界因素作用下的力学行为及其组成规律。力学行为受力状态变形状态稳定性第一章绪论研究结构承受外界因素的能力，内力分析或强度分析，目的是进行强度校核。研究结构在外界因素作用下抵抗变形的能力，变形分析或刚度分析，目的是进行刚度校核。研究结构局部失稳或整体失稳破坏，稳定性分析。一、结构力学的任务结构力学顾名思义就是研究结构在外界因素作用下的力学行为及其组成规律。组成规律第一章绪论研究受力系统中结构元件之间的连接方式是否合理以及系统的

3、组成规律，称为结构几何组成分析。受力系统是否具有承受和传递载荷的能力，取决于系统中元件之间的连接方式的合理性。一、结构力学的任务本课程的教学任务是：第一章绪论研究结构的组成规律，以及在静力载荷作用下结构的内力和变形的计算方法和步骤,以计算方法为主。第一章绪论(飞行器结构力学)结构力学的应用：第一章绪论(土木与建筑结构力学)(桥梁结构力学)(船舶结构力学)结构力学的应用：第一章绪论(水力学)(土力学，沙漠力学)非结构力学类：(风力学)二、与其它相关课程的区别先修课程：理论力学、材料力学、线性代数、弹性力学等。第一章绪论研究质点、质点系或

4、刚体在外力作用下的平衡及运动规律（静力学、动力学）。理论力学研究结构元件（简单结构）在外力作用下的内力、变形和稳定性计算，元件剖面的合理选择，元件材料选择，元件破坏理论等。材料力学研究由结构元件组成的复杂结构在外力作用下的内力和变形计算。结构力学二、与其它相关课程的区别第一章绪论(1)细长杆件，杆件的横截面尺寸远小于杆件的纵向尺寸；(2)薄板，板的厚度远小于板的横向和纵向尺寸。采用了平截面假设。材料力学，结构力学研究连续体在外力作用下的内力和变形计算。引入的假设条件较少，结果更为精确，可认为是理论解。弹性力学什么是平截面假设呢？三、结

5、构力学的计算模型第一章绪论实际结构计算模型合理简化计算模型的简化原则：力求反映实际结构的主要受力和变形特征；力求便于结构的力学行为分析。三、结构力学的计算模型第一章绪论可以从以下5个方面进行简化：1.外载荷的简化（1）略去对结构力学行为影响不大的外载荷，着重考虑起主要作用的外载荷。（2）将作用面积很小的分布载荷等效地简化为集中载荷。（3）将载荷梯度变化不大的分布载荷简化为均布载荷。（4）将动力效应不大的动力载荷简化为静力载荷。例如：将作用在飞机机翼表面上的气动分布载荷，等效地简化为作用在计算模型的各个结点上的集中载荷。三、结构力学的计

6、算模型第一章绪论2.几何形状的简化(1)用若干折线代替曲线，用若干平面代替曲面。(2)对锥度不大的物体，用无锥度体代替有锥度体。三、结构力学的计算模型第一章绪论3.受力系统的简化（1）略去系统中不受力或受力不大的元件。（2）对结构元件的受力规律或受力类型作某些假设，抽象为理想化的元件。三、结构力学的计算模型第一章绪论承受弯矩和剪力作用的平面梁，可以简化为双缘条薄壁梁。该模型中有两类元件，一类是只承受轴力的杆，一类是只承受剪力的板，元件受力形式得到简化。例如杆-板模型三、结构力学的计算模型第一章绪论4.元件连接关系的简化（内部连接）按照

7、结构元件之间连接处的受力与构造特点，将元件之间的连接关系简化为：不计摩擦的铰接、刚接或滑接三、结构力学的计算模型第一章绪论铰接被连接的元件在铰接点处，不能发生相对移动，但可以绕铰接点发生自由转动（夹角发生改变）。用符号表示铰接，也称为铰结点。因此，铰接可以传递力，但不能传递力矩。铰接的力学特征：三、结构力学的计算模型第一章绪论刚接被连接的元件在刚接点处，即不能发生相对移动，也不能绕刚接点发生相对转动。将刚性连接处涂黑来表示刚接，也称为刚结点。因此，刚接即可以传递力，也可以传递力矩。夹角保持不变刚接的力学特征：三、结构力学的计算模型第一

8、章绪论组合结点在同一结点处，某些元件采用刚接，某些元件采用铰接，形成组合结点。刚接＋铰接组合结点具有铰结点和刚结点的力学特征，组合结点的力学特征：元件A、B采用刚接，元件C采用铰接三、结构力学的计算模型第一章绪论5、支座