《《飞行器结构力学》期中复习提纲.doc.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《飞行器结构力学》期中复习提纲.doc.pdf（13页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、飞行器结构力学期中复习提纲2014 一、 绪论 1、了解飞机结构和材料的演变过程 2、了解机结构的力学分析方法是怎样随着工程需求而发展的 3、了解其它飞行器和飞机相比在力学分析上的特点 4、掌握飞行器研制的基本过程 5、掌握飞行器结构设计的基本思想（静强度和刚度、疲劳安全、损伤容限、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征 1.会正确使用过载系数 2.了解飞机和火箭的各种典型部件的受力特征 （二）、薄壁构件的基本特点与假定 1.熟练掌握梁、板和壳的坐标系的规定 2.熟练掌握梁、板和壳中各种广义内力素的定义以及正方向的规定 3.熟练掌握梁、薄板和薄壳理
2、论的基本假定 4.了解梁、杆、拱、板和壳的承力特点 （三）、普通杆件（直杆，但可以是缓慢变截面的）的分析 1.能计算杆件所受到的轴力、弯矩、剪力和扭矩 （1）轴力 2.能求解杆件拉压、弯曲和自由扭转吋的应力和位移 (1)拉压 : A dx (2)弯曲中性轴一定是形心惯性主轴，并注意公式符号 ax=-Ey = -Ey = -y (lv x dx dx2 /:(x) (3)自由扭转熟悉杆件自由扭转的基本假定 I.圆轴 Tex= Mxr/Jp会计算实心和空心圆管的心=咖- /?, 4)/2? IjiRh a = M J GJp= Ja(x)dx = J dr o QGJP II.开薄壁杆件自由扭转剪
3、应力沿截面厚度线性分布 iv dA/ydM. (2)弯矩和剪力 (Lx dx Q y 注意符号 (3)扭矩 dr + mx (x) = 0 w(x,z) = v(x)z 3 dw d, a = EZ = -EZ d2w Mv (x) /v(x) /4 N =Gn xhn D p=-YGnltlhl up j a- III.闭口薄壁杆件自由扭转剪应力沿截面厚度均匀分布 sx= Mx/2Ash(s) = qs / h(s) Mx= 2qsAs us = rsax ( 或w、. = -axz uz = axy ) 剪应力环量定理： fd.v = 2a4s c G 会利用剪应力环量定理和剪流的平衡条件
4、?+求多闭室薄壁杆件的 自由扭转问题 3.会求梁的剪应力和剪力中心 (1)梁的剪应力一般计算方法 假设弯曲剪应力沿截面均匀分布时才成立，这意味 着 上面的公式对薄梁才是比较准确的 (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 M=1 a = 1 2A. ds AT. fcb M 、 s, 4GAt i h GId Sh n 二eA ly by(Z) 三 JJzdA iz bz(y) sz(y)= JJ.vdA 心一定在对称面上；对于角形截面，剪力中心一定在角点上。 II.剪力中心（斤，ze）的一般计算方法为 : III.剪力屮心是梁截面的几何性质
5、，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 计算静面矩时，S的起点为开口截面。当截面由多 段组成时，注意静面矩的计算方法。 弯曲产生的剪应力沿截面是均匀分布的 Sh II.如果对形心取矩冇：QzycQvzc = JPQs s 其中（yc，zc）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 分别加弘和2、. 以求出 &和另外如果截面有对称面，则也只需要求剪 力屮心的一个非零坐标。 III.如果计算方便也可以不对形心取矩，这时求出的（，e，ze）则是
6、相 对于 转动屮心的坐标。 （4）闭U薄壁杆件的剪应力和剪力中心 I.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，则总剪流为6/ 、. =$ + % ，其屮 + II.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 -evzc=-p? S. = J y/ids 0 把对称面处作为X的起点，这时=0。否则用剪应力环流定理求 : 注意多闭室情况下的计算 Sh in.由2:处-2、=fwA计算剪力中心(yc，zc) 4.复合截面或具有加强筋的薄壁杆件问题的计算(1) 会计算模量加权中心 (2)会计算模量加权惯性矩 V-Ej /)2dA=t|f(z7dA 4 n=l
7、 4 w=l A 1 1 A 一般将参考坐标系就取在模量加权中心上，这时宥: 且有模量加权的平行移轴公式 (3)会计算模量加权静面矩 a = 2A ds 抑 / Gh)ds Sh MGh)ds N P d/l= -4 n=i 1 打=1 成，n=l 4 Eff/dA = -JrdA “ =1 成, ”= 1 A. ： = +(x) 2 人 (4)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：么=- + 67()。由此可以计算加筋薄壁杆件 的剪力中心。 (5)计算自由扭转刚度时可以认为加强筋几乎不抗剪，从而忽略其影响。 (四) 、薄壁杆件理论 1.幵
8、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 衡的约束扭转正应力，它会提高杆件的扭转刚度) 。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 )=X= -E/co (4)知道主扇性极点和主扇性零点的性质( 由自平衡的约束扭转正应力决定)， 并会计算它们的坐标 E E z/zd5 + Aizi M 晉#+?費& 剪力中心、弯曲中心和主扇性极点是重合的 y/idv = 0 0 Sh cozhAs = 0 0 cohAs = 0 0 yc = y
9、c a J a)zhds a= 0 zc = zc-b sh J Ct/yhds b= 0 I 邮)=6/一690 = 1 Sh J r、ck - J cohds s A 0 (5)会计算主扇性静面矩和主扇性惯性矩(包括模量加权情况 ) 5 S(l) = J(oh(s (6)知道双力矩的概念和一些基本的关系式( 和梁弯曲很相似 ) sh = 1 = -EIM/ = -Ei(oe: (7)约束扭转的平衡方程 (8)约束扭转的边界条件 I.给定广义位移的边界条件S?-固定端n.给定广义力的边界条件知- 悬 空端： 约束扭转正应力为零：BM= -K=Q 给定扭矩 : iii.混合边界条件一约束轴向位
10、移: (0 =I co 2 hds (0 7(广)=-E/o)= -EG ”x(o qs (0 =hT=ExS(0 = Ed：S(0 Sh M = grsds = -EI(0 0 (J=!LLCO (O dx -El(y = -El(od： hl (0 m x -Xe ； El (0 2(1+ V)( 2-6)T 翘曲位移为零： = 0；=0,不能扭转：ex = o Su: 翘曲位移为零： / = = 0, 给定扭矩：Mx = Dp0W: IV.混合边界条件一约束转动： SF约束扭转正应力为零：B（0 = -EI，= Q Su:不能扭转：=0 （五）、薄板弯曲理论 1.明确小挠度薄板弯曲的几何
11、特征、受力特征、变形特征和基本假定 2.会用挠度计算基本的量（包括轴对称情况的）： 轴对称时 : dr 2 rdr M=-D My = -D d2w d2w dx 2 V dy2 dy 2 dx2 d 2 -D(rv+rrv Eh 12(l-r 2) dr 一rdr e I rdr dr2 Mre = 0 3.熟练掌握其平衡方程 4.会写出直角坐标系和圆柱坐标系下的各种边界条件（注意角点） 5.会求解轴对称圆板（环板）的各种问题 6.了解矩形板的Levy解法 （六）、旋转薄壳理论 1.明确小挠度薄壳理论的几何特征、受力特征、变形特征和基本假定 2.无矩（薄膜）理论 （1）会求解轴对称状态下球壳
12、、柱壳和锥壳的无矩问题（不用背几何方程） （2）会求解圆柱壳的无矩问题 3.圆柱壳轴对称情况的有矩理论 （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 + 7； 卞+ + 力=0 ox dy Q,= dM v dM dx dy Q= dMxy dM dx dy 32MV a 2M vrd2M + 2 ? 1 dx 3x3) ，3y 2 d4w 3 4 vv E) 4 vv p(x, y) a? +2 W +37= d 4w 2dV d2w dw _ p(r) dr 4 rdr3 r2dr2 r3dr T, 满足Z向的平衡方程和法向的平衡方程（行：凡, ） u = u-u 齐次解的平衡方程(不用记 ) ：登：4其通解为 : w = Ces cos/3s + C2e sin(3s + C3e L s) cos J3s + Ce L s sin /3s (4)会写出边界条件 (5)明确有矩状态从边界处开始迅速衰减的特征(边缘效应 )：齐次解在一 个波长 2#后衰减到很小的值。 P V3(l-v 2) (6)明确旋转壳连接处的应力情况和该处的切线是否连续有关。 M=MM,= M2= VM e,=e, _7f 12成12ZM