飞行器结构力学基础课程教学大纲

飞行器结构力学基础课程教学大纲一、课程基本信息1、课程代码： 2、课程名称（中/英文）：飞行器结构力学基础/Structural Mechanics for Aerocraft3、学时/学分：32/44、先修课程：理论力学、结构强度基础、弹性力学， /0120120/01201705、面向对象：理论与应用力学专业本科生6、开课院（系）：航空学院（航空结构工程系）7、教材、教学参考书：结构力学基础, 黄其青，王生楠，西北工业大学出版社，2001.4飞行器结构力学,王生楠，西北工业大学出版社,1998.12二、课程性质和任务飞行器结构力学基础是航空高等院校飞行器结构设计和结构强度专业教学计划中的一门专业基础课，是航空飞行器设计、固体力学、流体力学、工程力学、理论与应用力学、人机环境与工程等学科或专业的必修课程。本课程以杆系和薄壁结构为对象，研究杆系和薄壁结构的组成原理及其受力和变形分析的力法和位移法，薄壁工程梁理论。通过本课程的学习，使学生了解和掌握结构的受力和传力特点以及薄壁工程梁的基本理论和基本计算方法，培养学生对结构设计和强度计算的概念和综合处理能力，培养从事飞行器结构设计和强度计算的高技术人才。三、教学内容和基本要求第一章 绪论 2学时1.1 结构力学的研究对象和任务；1.2结构力学的计算模型简化；1.3结构的外载荷、内力和支反力；1.4 基本关系和基本假设。第二章 结构几何组成分析 4学时2.1 结构的几何特性；2.2 自由度和约束; 2.3 几何特性分析的运动学方法; 2.4 几何特性分析的静力学方法; 2.5 几何不变系统的组成规则; 2.6 瞬变系统的判别方法。第三章 静定杆系结构的内力和变形计算 6学时3.1 桁架的组成，桁架的计算模型，桁架几何不变性分析，静定桁架内力计算（结点法、剖面法和混合法）; 3.2 刚架的组成，刚架的计算模型，刚架几何不变性分析，静定刚架内力计算，混合杆系结构的内力计算; 3.3 元件的应变能，虚功原理，单位载荷法，静定杆系结构的位移计算。第四章 静不定杆系结构的内力和位移计算 6学时4.1 静不定结构的受力特点，力法基本原理和力法正则方程; 4.2 对称定律及对称条件的利用; 4.3力法一般性原理，基本系统和单位状态的选取原则; 4.4 静不定杆系结构的位移计算。第五章 杆系结构的位移法（直接刚度法） 6学时5.1 两结点杆元的刚度矩阵，结构刚度矩阵的组集; 5.2 位移约束条件的处理，桁架的位移法求解; 5.3 两结点梁元的刚度矩阵及刚架的位移法求解; 5.4 混合杆系结构的位移法求解。第六章 薄壁工程梁理论 8学时6.1薄壁工程梁理论的基本假设、适用范围和基本变量定义; 6.2 自由弯曲时的正应力计算; 6.3 自由弯曲时的开剖面剪流计算; 6.4 自由弯曲时的单闭室剖面剪流计算; 6.5 薄壁工程梁的位移计算; 6.6 开剖面弯心计算; 6.7 单闭室剖面弯心计算。教学过程中应注重基本概念、基础理论、基本计算方法和对问题的综合处理。应结合一定量的练习题，供学生课外习作。是学生能够：（1）正确理解和掌握结构的几何特性，并能运用各种方法判断结构的几何不变。（2）理解和掌握杆系和刚架结构的组成原理、计算模型、静定结构的受力特点及内力和位移的计算方法。（3）理解和掌握静不定结构的受力特点、力法原理、静不定结构的内力和位移计算、对称条件的利用。（4）理解和掌握杆系结构有限元分析的一般概念、刚度方程的建立和求解过程。（5）理解和掌握薄壁工程梁理论的计算模型及其适用范围、薄壁梁的正应力、剪流和弯心计算。四、实验（上机）内容和基本要求无。五、各教学环节学时分配目项学时 讲课习题课讨论课实验课其他合计第一章22第二章44第三章66第四章66第五章66第六章88六、对学生能力培养的要求通过本课程学习，使学生了解和掌握结构设计和结构强度计算必要的基本概念、基本理论和基本分析计算方法，并受到基本技能的训练，了解结构布局、结构传力特性、结构强度和刚度对实现结构功能的影响，掌握结构力学的基本技能，培养综合分析能力，为学习后续课程以及从事结构设计和强度计算工作打下良好基础。七、其它说明1为配合本课程的教学，可参考使用飞行器结构力学电子教学课件。2作业规范、计算正确、图表清晰，表观整洁。八、考核方法：本课程采取闭卷考试。