《飛行器結(jié)構(gòu)力學(xué)》期中復(fù)習(xí)提綱

1、飛行器結(jié)構(gòu)力學(xué)期中復(fù)習(xí)提綱2014一、緒論1、了解飛機結(jié)構(gòu)和材料的演變過程2、了解飛機結(jié)構(gòu)的力學(xué)分析方法是怎樣隨著工程需求而發(fā)展的3、了解其它飛行器和飛機相比在力學(xué)分析上的特點4、掌握飛行器研制的基本過程5、掌握飛行器結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本思想（靜強度和剛度、疲勞安全、損傷容限、耐久性或經(jīng)濟壽命設(shè)計）二、薄壁元件的力學(xué)分析（一）、典型飛行器結(jié)構(gòu)的受力特征會正確使用過載系數(shù)了解飛機和火箭的各種典型部件的受力特征（二）、薄壁構(gòu)件的基本特點與假定熟練掌握梁、板和殼的坐標(biāo)系的規(guī)定熟練掌握梁、板和殼中各種廣義內(nèi)力素的定義以及正方向的規(guī)定熟練掌握梁、薄板和薄殼理論的基本假定了解梁、桿、拱、板和殼的承力特點（三）、

2、普通桿件（直桿，但可以是緩慢變截面的）的分析1.能計算桿件所受到的軸力、彎矩、剪力和扭矩（1）軸力dTx+q0dxx(2)彎矩和剪力dxzdxdMdMyQdxzdxdQdQyT=-QT=-q除注意符號(3)扭矩x+m(x)=0dxx2.能求解桿件拉壓、彎曲和自由扭轉(zhuǎn)時的應(yīng)力和位移(1)拉壓du(x)二oxdx_T(x)XXxEEA(x)彎曲除中性軸一定是形心慣性主軸，并注意公式符號u(x,z)0(x)zyd0d2wM(x)aEzyEzzxdxdx2I(x)ydwdxu(x,y)-e(x)y0-zzdxCx-Eydxzd2vM(x)Eyyzdx2I(x)z自由扭轉(zhuǎn)除熟悉桿件自由扭轉(zhuǎn)的基本假定I.

3、圓軸T0 xMr/Jxp會計算實心和空心圓管的J-兀RJ/2沁2兀Rh3poiaM/GJxp0MxGJdxII.開口薄壁桿件除自由扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力沿截面厚度線性分布T(n)=GxhD=丄丈Glh3xsnDnp3nnnpn=1Ma=xDpIII.閉口薄壁桿件除自由扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力沿截面厚度均勻分布T=M/2Ah(s)=q/h(s)M=2qAsxxssxssu=raxss(或u=-axzu=axy)yzT剪應(yīng)力環(huán)量定理：fsxds=2aAGsSfGhds=怎ft=ShsShMxGIdI=4A2/fdsdhSh會利用剪應(yīng)力環(huán)量定理和剪流的平衡條件q=q+q求多閉室薄s1s2sa壁桿件的自由扭轉(zhuǎn)問題會求梁的剪應(yīng)力

4、和剪力中心梁的剪應(yīng)力一般計算方法QS(z)t=zyxzIb(z)yyQS(y)T=xyIb(y)zzS(z)三ffzdAyA(z)S(y)三ffydAzA(y)除假設(shè)彎曲剪應(yīng)力沿截面均勻分布時才成立，這意味著上面的公式對薄梁才是比較準(zhǔn)確的剪力中心的一般性質(zhì)I.剪力中心是梁截面剪力的合力所通過的點，因此對于對稱截面，剪力中心一定在對稱面上；對于角形截面，剪力中心一定在角點上。II.剪力中心(y,z)的一般計算方法為:CCQy=jyedA_Qz=_jztdAzCxzyCxyAAIII.剪力中心是梁截面的幾何性質(zhì)，和外載荷無關(guān)。IV.當(dāng)外加橫剪力通過剪力中心時又被稱為彎曲中心。梁只發(fā)生平面彎曲，所以

5、剪力中心開口薄壁桿件的剪應(yīng)力和剪力中心I.剪流和剪應(yīng)力為ssx(sQSQIIzIy丿S=jzhdsy0S=jyhdsz0除計算靜面矩時，s的起點為開口截面。當(dāng)截面由II.III.多段組成時，注意靜面矩的計算方法。除彎曲產(chǎn)生的剪應(yīng)力沿截面是均勻分布的。如果對形心取矩有：Qy_Qz=jhpqds，其中(y,z)為形心坐標(biāo)zCyCsCC0系中剪力中心的坐標(biāo)。由于剪力中心和外載荷無關(guān)，因此一般只需要分別加Q和Q以求出y和z。另外如果截面有對稱面，則也只zyCC需要求剪力中心的一個非零坐標(biāo)。如果計算方便也可以不對形心取矩，這時求出的(y,z)則是相對于CC轉(zhuǎn)動中心的坐標(biāo)。閉口薄壁桿件的剪應(yīng)力和剪力中心沿

6、任意一個截面斷開，把該處作為s的起點。設(shè)該截面處的未知剪流為q，則總剪流為q=+q，其中=_0s0(SQSQ11丿zy當(dāng)截面有對稱面，且橫剪力作用在對稱面內(nèi)時(總可以保證)，可以把對稱面處作為s的起點，這時q二0。否則用剪應(yīng)力環(huán)流定理求q:00八丄J2ds二丄J口ds二02AGh2AGhsSsShhq0f(/Gh)ds=SfJ1Gh)dsSh注意多閉室情況下的計算III.由Qy-Qz=Jhpqds計算剪力中心(yzCyCs0C,z)。C4.復(fù)合截面或具有加強筋的薄壁桿件問題的計算(1)會計算模量加權(quán)中心y，*三丄迓JEnydA=丄Y=yyAA*EA*Ennn=1A1n=11nz，*三丄迓JEn

7、z，dA=迓三Z，AA*EA*Ennn=1A1n=11n三JdAEA1En=11(2)會計算模量加權(quán)慣性矩*三迓JEQdA=YEJSdAyyEEn=1A1n=11Ann*三迓JE(ydA=迓2J(y，dAz!z!EEn=1A1n=11Ann一般將參考坐標(biāo)系就取在模量加權(quán)中心上，這時有： HYPERLINK l bookmark64 *三迓JEnZ2dA=YEJz2dAyyEEn=1A1n=11Ann HYPERLINK l bookmark56 *三迓JEy2dA=迓EnJy2dAzzEEn=1A1n=11Ann且有模量加權(quán)的平行移軸公式：丁yeI*=nyyEn=11(n)+Q)2Ayoyon

8、nI*=藝Enl(n)+(y)2AzzEzznnoon=11會計算模量加權(quán)靜面矩0Jzhds+E01ye人AzEiii1u()二一oxQ(O)二/Oxo(s)三Jrdss0(4)知道主扇性極點和主扇性零點的性質(zhì)定)，并會計算它們的坐標(biāo)由自平衡的約束扭轉(zhuǎn)正應(yīng)力決Joyhds=00&zhds=0yc二山一aJhozhdsa=一-oz二z，bCCJhoyhdsb=-0S=Jyhds+yhAyzEEii01i1對加筋薄壁桿件，每通過一個加強筋，模量加權(quán)靜面矩會發(fā)生突變，從而蒙皮中的剪流也會發(fā)生突變：q二-竺-竺+q。由此可以計算sI*I*0zzyy加筋薄壁桿件的剪力中心。計算自由扭轉(zhuǎn)剛度時可以認(rèn)為加強

9、筋幾乎不抗剪，從而忽略其影響。、薄壁桿件理論開口薄壁桿件的約束扭轉(zhuǎn)(1)明確其基本假定明確約束扭轉(zhuǎn)的物理意義(自由扭轉(zhuǎn)的翹曲變形受到約束，從而產(chǎn)生自平衡的約束扭轉(zhuǎn)正應(yīng)力，它會提高桿件的扭轉(zhuǎn)剛度)。知道桿件的真實狀態(tài)是由自由扭轉(zhuǎn)和約束扭轉(zhuǎn)疊加而得。圣維南原理在此不適用。明確翹曲位移和約束扭轉(zhuǎn)正應(yīng)力是按主扇性面積分布的o(s)=o，(s)-o剪力中心、彎曲中心和主扇性極點是重合的三Jo2hds（5）會計算主扇性靜面矩和主扇性慣性矩（包括模量加權(quán)情況）S三Johdsoiii=1TOC o 1-5 h zEsE HYPERLINK l bookmark96 S*=sJohds+AooEE10i1 HY

10、PERLINK l bookmark100 I*=sJo2hds+遲一Ao2oEEii10i=11(6)c(o)=E/o=E0ox知道雙力矩的概念和一些基本的關(guān)系式（和梁彎曲很相似）B=i%(o)ohds=EI/=EI0.oxoox1xossq(o)=hT(o)=EgS=E0Sxs0ShM(o)=Jq(o)rds=E/IxssoBC(o)=oOm(o)=dBoxdx=-EI八EI0oxM(o)T(o)=xSxshIoo(7)約束扭轉(zhuǎn)的平衡方程X=2(1+v)(兀26)R2BX2B=moox0IV九20=_mx-EIo(8)約束扭轉(zhuǎn)的邊界條件I.給定廣義位移的邊界條件S-固定端:U翹曲位移為零：

11、咒=0=0,不能扭轉(zhuǎn)：0=0給定扭矩：M=D0+EI0II.給定廣義力的邊界條件SF-懸空端約束扭轉(zhuǎn)正應(yīng)力為零：B=EI0=0oxo混合邊界條件約束軸向位移：s:翹曲位移為零：%=ef=0,uxSF:給定扭矩：M二De+EI8FxpxWx混合邊界條件約束轉(zhuǎn)動：SF:約束扭轉(zhuǎn)正應(yīng)力為零：B二-EI0=0FWWxSu:不能扭轉(zhuǎn)：0 x二0（五）、薄板彎曲理論明確小撓度薄板彎曲的幾何特征、受力特征、變形特征和基本假定會用撓度計算基本的量（包括軸對稱情況的）：M=Dxd2wd2w+V.dx2dy2丿-D(K+VK)xyM二Dyd2wd2w+V.dy2dx2丿D(K+VK)yd2wM=D(1V)=D(1

12、V)kxydxdyxyD=皿12(1V2)Q=D(V2w)xdxQ=D(V2w)ydy軸對稱時：d2wdwM=Ddwd2w+V+V(dr2rdrJ0(rdrdr2JM二DrM0=0d2dV2=+dr2rdrdQ=D(V2w)rdr熟練掌握其平衡方程dQQQx+ydxdy+p(x,y)=03MQMQ=尸+yxxQxQyQMQMQ=xy+yyQxQyQ2MQ2MQ2Mx+2產(chǎn)+a+p(x,y)二0Qx2QxQyQy2Q4wQ4wQ4wp(x,y)+2+=Qx4Qx2Qy2Qy4D業(yè)+2d3W一業(yè)+少=四dr4rdr3r2dr2r3drD會寫出直角坐標(biāo)系和圓柱坐標(biāo)系下的各種邊界條件(注意角點)會求解軸對稱圓板(環(huán)板)的各種問題6.了解矩形板的Levy解法、旋轉(zhuǎn)薄殼理論1.明確小撓度薄殼理論的幾何特征、受力特征、變形特征和基本假定無矩(薄膜)理論(1)會求解軸對稱狀態(tài)下球殼、柱殼和錐殼的無矩問題(不用背幾何方程)滿足z向的平衡方程和法向的平衡方程(+=p)RRn12(2)會求解圓柱殼的無矩問題圓柱殼軸對稱情況的有矩理論明確哪些量是非零的解是由薄膜解和齊次解疊加得到w=w+w*11T=T*+T222Q=Q11T*12zMb=+i1hh3M二M11T*T12zM