飞行器结构力学——电子教学教案
西工大飞行器结构力学电子教案
西工大飞行器结构力学电子教案第一章：飞行器结构力学概述1.1 飞行器结构力学的定义介绍飞行器结构力学的概念和基本原理。
解释飞行器结构力学的研究对象和内容。
1.2 飞行器结构的特点与分类讨论飞行器结构的特点，包括轻质、高强度、耐腐蚀等。
介绍飞行器结构的分类，包括飞行器壳体、梁、板、框等。
1.3 飞行器结构力学的基本假设阐述飞行器结构力学分析的基本假设，如材料均匀性、连续性和稳定性。
第二章：飞行器结构受力分析2.1 飞行器结构受力分析的基本方法介绍飞行器结构受力分析的基本方法，包括静态分析和动态分析。
2.2 飞行器结构受力分析的实例通过具体实例，讲解飞行器结构受力分析的过程和方法。
2.3 飞行器结构受力分析的计算方法介绍飞行器结构受力分析的计算方法，包括解析法和数值法。
第三章：飞行器结构强度分析3.1 飞行器结构强度理论介绍飞行器结构强度理论的基本原理，包括最大应力理论和能量原理。
3.2 飞行器结构强度计算方法讲解飞行器结构强度计算的方法，包括静态强度计算和疲劳强度计算。
3.3 飞行器结构强度分析的实例通过具体实例，展示飞行器结构强度分析的过程和方法。
第四章：飞行器结构稳定分析4.1 飞行器结构稳定理论介绍飞行器结构稳定理论的基本原理，包括弹性稳定理论和塑性稳定理论。
4.2 飞行器结构稳定计算方法讲解飞行器结构稳定计算的方法，包括解析法和数值法。
4.3 飞行器结构稳定分析的实例通过具体实例，讲解飞行器结构稳定分析的过程和方法。
第五章：飞行器结构动力学分析5.1 飞行器结构动力学基本原理介绍飞行器结构动力学的基本原理，包括振动理论和冲击理论。
5.2 飞行器结构动力学计算方法讲解飞行器结构动力学计算的方法，包括解析法和数值法。
5.3 飞行器结构动力学分析的实例通过具体实例，展示飞行器结构动力学分析的过程和方法。
第六章：飞行器结构疲劳与断裂分析6.1 飞行器结构疲劳基本理论介绍飞行器结构疲劳现象的基本原理，包括疲劳循环加载、疲劳裂纹扩展等。
西工大飞行器结构力学电子教案5-1
e
= [ S ]{δ }e = S ⋅ δ e
式中， 称为元素的应力矩阵 式中，[ S ]称为元素的应力矩阵。 称为元素的应力矩阵。 （4）杆元素轴力 ）杆元素轴力N 的杆元素， 对于等面积 A 的杆元素，其轴力用节点位移表示为
EA N = σA = [− 1 L ij
1]{ δ } e
（5）平衡条件与刚度矩阵 ） 作用在杆元素上的结点力与杆轴力，满足平衡条件： 作用在杆元素上的结点力与杆轴力，满足平衡条件：
5.2 杆元素与桁架位移法求解
本节将由最简单的杆元素 和桁架开始， 和桁架开始，逐步介绍矩 阵位移法的基本原理和计 算过程 。
5.2 杆元素与桁架位移法求解
对于图示桁架， 对于图示桁架，编号为 1、2、3、4、5、6的铰结 、 、 、 、 、 的铰结 点称为结点 结点， 点称为结点，两结点之间 的链杆称为杆元素 杆元素， 的链杆称为杆元素，如杆 元素12、杆元素23等 元素 、杆元素 等。 位移法中， 位移法中，将以每个结 点处的位移（结点位移）作为基本未知量， 点处的位移（结点位移）作为基本未知量，建立关于未知结点 位移的方程，首先求出结点位移，然后利用求出的结点位移， 位移的方程，首先求出结点位移，然后利用求出的结点位移， 再求出其他的物理量（如元素应变、应力、内力等）。 再求出其他的物理量（如元素应变、应力、内力等）。 在图示坐标系中，由于每一杆元素的方位不尽相同， 在图示坐标系中，由于每一杆元素的方位不尽相同，为具普 遍性，任取其中一杆元素i ，首先来研究杆元素的平衡关系。 遍性，任取其中一杆元素 j，首先来研究杆元素的平衡关系。
飞行器结构力学电子教案PPT课件
目
CONTENCT
录
• 飞行器结构力学概述 • 飞行器结构力学基础知识 • 飞行器结构静力学分析 • 飞行器结构动力学分析 • 飞行器结构疲劳与损伤容限分析 • 飞行器结构优化设计
01
飞行器结构力学概述
定义与特点
定义
飞行器结构力学是研究飞行器结构强度、刚度和稳定性的学科， 主要关注飞行器在各种载荷作用下的响应和行为。
迭代算法
通过不断迭代更新解，逐步逼近最优解，常用的 算法包括梯度下降法、牛顿法等。
飞行器结构优化设计方法
尺寸优化
通过改变结构件的尺寸，以达到最优化的结构性 能。
拓扑优化
在给定的设计区域内，寻找最优的材料分布和连 接方式。
形状优化
通过改变结构的形状，以实现最优的结构性能。
多学科优化
综合考虑多种学科因素，如气动、热、强度等， 进行多学科协同优化。
技术发展
飞行器结构力学的发展推动了航空航天技术的进步 ，为新型飞行器的设计和研发提供了技术支持。
飞行器结构力学的历史与发展
历史
飞行器结构力学的发展可以追溯到20世纪初期，随着航空工 业的快速发展，结构力学逐渐成为飞行器设计的重要学科。
发展
近年来，随着新材料、新工艺和计算技术的不断发展，飞行 器结构力学在理论和实践方面都取得了重要进展。未来，随 着环保要求的提高和新能源的应用，飞行器结构力学将面临 新的挑战和机遇。
损伤容限
指材料或结构在受到损伤后仍能保持一定承载能力的程度，是评估结构剩余寿命的重要 指标。
疲劳与损伤容限分析的必要性
飞行器在服役过程中受到各种复杂载荷的作用，结构疲劳与损伤是不可避免的现象，因 此进行疲劳与损伤容限分析是确保飞行器安全的重要手段。
西工大飞行器结构力学电子教案
西工大飞行器结构力学电子教案第一章：绪论1.1 课程简介1.2 飞行器结构力学的研究对象和内容1.3 飞行器结构力学的应用领域1.4 学习方法和教学要求第二章：飞行器结构的基本受力分析2.1 概述2.2 飞行器结构的受力分析方法2.3 飞行器结构的受力类型及特点2.4 飞行器结构的基本受力分析实例第三章：飞行器结构的弹性稳定性分析3.1 概述3.2 弹性稳定性的判别准则3.3 飞行器结构弹性稳定性分析方法3.4 飞行器结构弹性稳定性分析实例第四章：飞行器结构的强度分析4.1 概述4.2 飞行器结构强度计算方法4.3 飞行器结构材料的力学性能4.4 飞行器结构强度分析实例第五章：飞行器结构的刚度分析5.1 概述5.2 飞行器结构刚度计算方法5.3 飞行器结构刚度分析实例5.4 飞行器结构刚度优化设计第六章：飞行器结构的疲劳分析6.1 概述6.2 疲劳寿命的计算方法6.3 疲劳裂纹扩展规律6.4 飞行器结构疲劳分析实例第七章：飞行器结构的断裂力学分析7.1 概述7.2 断裂力学的基本概念7.3 断裂判据和裂纹扩展规律7.4 飞行器结构断裂力学分析实例第八章：飞行器结构的动力学分析8.1 概述8.2 飞行器结构动力学的基本方程8.3 飞行器结构的动力响应分析8.4 飞行器结构动力学分析实例第九章：飞行器结构复合材料分析9.1 概述9.2 复合材料的力学性能9.3 复合材料结构分析方法9.4 飞行器结构复合材料分析实例第十章：飞行器结构力学工程应用案例分析10.1 概述10.2 飞行器结构力学在飞机设计中的应用10.3 飞行器结构力学在航天器设计中的应用10.4 飞行器结构力学在其他工程领域的应用重点和难点解析重点环节一：飞行器结构的基本受力分析补充和说明：飞行器结构的基本受力分析是理解飞行器结构力学的基础，需要掌握各种受力类型的特点和分析方法，并通过实例加深理解。
重点环节二：飞行器结构的弹性稳定性分析补充和说明：弹性稳定性是飞行器结构设计中的关键问题，需要理解判别准则，掌握分析方法，并通过实例了解实际应用。
飞行器结构力学电子教案6-3
q
Qy Jx
Sx
2、开剖面弯心的计算
现取任意点 A 为力矩中心，则剪 流对该点的力矩应等于其合力对同 一点的力矩，即
Байду номын сангаас
Q y x qds
s
式中，ρ 为微段ds 的剪流合力 ρds 到 力矩中心 A 的垂直距离， Qy x 绕 A
s
以逆时针方向为正， qds 绕 A 以顺 时针方向为正。 将剪流 q 计算公式代入，可得弯心坐标 x 为 同理，可得弯心坐标 y 为
2 3(b2 b12 ) x (b2 b1 ) h 6(b1 b2 )
（1）工字型剖面上、下对成，显 解： 然 x 轴为形心主惯轴，弯心就在 x 轴上。
th 2 Jx [h 6(b1 b2 )] 12
（2）剖面静矩Sx
如图所示。
（3）选取 A 点作为力矩中心，则
1 x Jx 1 S ds s x Jx th 2 2 2 (b1 b2 ) 4
所示的情形。
开剖面薄壁梁的承受扭矩能力 对于壁很薄的薄壁结构，由于壁的厚度与其它尺寸相差很大，实际计算时 忽略开剖面部分的承扭能力，对结构的承扭能力影响不大。
2、开剖面弯心的计算
根据以上的讨论可知，只需找到开剖面剪流的合力作用点，该点就是开剖 面弯心的位置。因为开剖面的剪流是弯曲剪流，只要开剖面的力矩平衡方程满 足，则剪力一定作用在弯心上。这也就是说，若剪力不作用在弯心上，那么， 开剖面的力矩平衡方程就无法满足。因此，可以利用力矩平衡方程求得开剖面 弯心的位置。 如图所示的开剖面。为简单起见， 这里假定 xoy 轴为剖面形心主惯轴。 Qy 将总剪力Q 分解为 和 Q 。 x 先考 Qy 虑只有 作用的情形。 此时，剖面上的剪流等于
飞行器结构力学
——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
第一章 绪论
三、结构力学的计算模型 实际结构 合理 简化 计算模型
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。
第一章 绪论
三、结构力学的计算模型 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。
第一章 绪论
六、基本关系和基本假设
2. 基本假设
（1）小变形假设
结构在外载荷作用下的变形与几何尺 寸相比很小。建立力的平衡方程时， 可以不考虑变形对结构几何关系的影 响。
（2）线弹性假设 结构在载荷作用下会产生内力和变形，
当载荷卸调后，内力和变形也随之消 失，结构恢复到原始状态，无残余变 形(弹性体)。
第一章 绪论
三、结构力学的计算模型
定向支座
定向支座的几何特征： 结构只发生平行于基础平面 一个方向的平动，无转动。 相当于限制了结构绕A的转 动和其它方向的平动。
第一章 绪论
四、结构的分类
常见的结构力学的计算模型有5种。
1. 桁架 组成桁架的结构元件是 细长直杆，即杆的横截 面尺寸远小于其长度。 各杆之间均采用无摩擦 的铰（铰结点）相连。 载荷只能作用在位于杆 两端的铰结点上。
飞行器结构力学基础电子教学教案
飞行器结构力学基础电子教学教案一、教案简介本教案旨在通过电子教学方式，让学生了解和掌握飞行器结构力学的基础知识。
通过本课程的学习，学生将能够理解飞行器结构的基本组成，掌握飞行器结构受力分析的方法，以及运用力学原理解决飞行器结构设计中的问题。
二、教学目标1. 了解飞行器结构的基本组成和分类。
2. 掌握飞行器结构受力分析的基本方法。
3. 学习飞行器结构力学的基本原理和计算方法。
4. 能够运用所学知识解决飞行器结构设计中的实际问题。
三、教学内容1. 飞行器结构概述：飞行器结构的基本组成、分类和特点。
2. 飞行器结构受力分析：飞行器结构的受力类型、受力分析方法。
3. 飞行器结构力学原理：力学基本概念、力学基本定律、飞行器结构力学基本原理。
4. 飞行器结构力学计算：弹性力学、塑性力学、飞行器结构强度计算、稳定性和振动分析。
5. 飞行器结构设计实例：飞行器结构设计原则、实例分析。
四、教学方法1. 采用电子教学课件，结合文字、图片、动画和视频等多种形式，生动展示飞行器结构力学的基本知识和实例。
2. 利用数值计算软件，进行飞行器结构受力分析和强度计算，提高学生的实践能力。
3. 组织课堂讨论和小组合作，培养学生的团队协作能力和创新思维。
4. 布置课后习题，巩固所学知识，提高学生的自主学习能力。
五、教学评估1. 课后习题：评估学生对飞行器结构力学基础知识的掌握程度。
2. 课堂讨论：评估学生在团队协作和分析解决问题方面的能力。
3. 课程报告：评估学生对飞行器结构设计实例的理解和应用能力。
4. 期末考试：全面评估学生对本门课程的掌握程度。
六、教学资源1. 电子教学课件：包括飞行器结构力学的基本概念、原理、实例等内容。
2. 数值计算软件：用于飞行器结构受力分析和强度计算。
3. 教学视频：展示飞行器结构设计和制造过程。
4. 案例资料：提供飞行器结构设计实例，供学生分析和讨论。
5. 课后习题集：包括各种类型的题目，巩固所学知识。
飞行器结构力学电子教案7-1
飞机薄壁结构典型元件受力分析及其理想化 ▄ 飞机薄壁结构典型元件受力分析及其理想化 （1）蒙皮 ）
在结构作为一个整体的受力和传力过程中， 在结构作为一个整体的受力和传力过程中，蒙皮的主要作用是支承和传递由于剪切 和扭转而引起的剪应力，同时它还部分支承和传递由于弯曲而引起的正应力。正应力 和扭转而引起的剪应力，同时它还部分支承和传递由于弯曲而引起的正应力。 主要由较强的长桁和突缘等纵向元件承担，蒙皮在这方面的作用是第二位的。因此， 主要由较强的长桁和突缘等纵向元件承担，蒙皮在这方面的作用是第二位的。因此， 在对蒙皮进行理想化的时候，假设蒙皮只承受并传递剪应力； 在对蒙皮进行理想化的时候，假设蒙皮只承受并传递剪应力；蒙皮实际上具有的承受 并传递正应力的能力将人为地附加到纵向元件（如长桁）上去。 并传递正应力的能力将人为地附加到纵向元件（如长桁）上去。 由于蒙皮壁厚一般很薄，可近似认为蒙 由于蒙皮壁厚一般很薄， 皮上的剪应力大小沿厚度方向不变化， 皮上的剪应力大小沿厚度方向不变化，且 剪应力沿厚度中线的切线方向。 剪应力沿厚度中线的切线方向。因为剪应 力的值沿厚度方向不变， 力的值沿厚度方向不变，所以可以用剪应 力沿厚度方向的合力 q = τ ×t 来替代剪应 为剪流， 力，称 q为剪流，用半箭头表示。 为剪流 用半箭头表示。
（2）组成骨架的杆子只承受轴向力；镶在骨架上的板（蒙皮）四边只受剪切， ）组成骨架的杆子只承受轴向力；镶在骨架上的板（蒙皮）四边只受剪切， 即每块板与其周围的杆子之间只有剪力作用。 即每块板与其周围的杆子之间只有剪力作用。
▄ 受剪板式薄壁结构的计算模型
（3）板的厚度相对于长、宽等其它 ）板的厚度相对于长、 尺寸是很小的，可以认为板很薄。 尺寸是很小的，可以认为板很薄。因 此可近似认为板剖面上的剪应力τ 此可近似认为板剖面上的剪应力 沿厚 度不变（如图(a)示 度不变（如图 示）。
飞行器结构力学电子教案4-3
——电子教学教案 电子教学教案
西北工业大学航空学院 航空结构工程系
第四章
静不定结构的内力与变形计算
Internal Forces and Deformations of Statically Indeterminate Structures 第三讲 力法一般原理
一、力法一般原理
i i P 1 1 2 2 n n i 1 1 i 2 2 i n n i
P
=0
式中， 式中，(∑SiVj )表示第 i 个单位状态的内力在第 j 个单位状态位 移上所做的虚功， 同样， 移上所做的虚功，仍记为δi j ，同样，记∑SiVP=iP ，则上式可 写成： 写成：
δ i1 X 1 + δ i 2 X 2 + L + δ in X n + iP = 0
一、力法一般原理
静不定结构内力同时要用平衡条件和变形协调条件。因而， 静不定结构内力同时要用平衡条件和变形协调条件。因而， 我们仍然从满足这两个条件出发进行讨论。 我们仍然从满足这两个条件出发进行讨论。 1．满足平衡条件 ． 对n次静不定结构，根据力作用的叠加原理将真实的内力状态 次静不定结构， 次静不定结构 <R >看做是由 n+1 个内力状态叠加而成，其中一个内力状态是 个内力状态叠加而成， 看做是由 与外载荷相平衡的，即载荷状态<P ， 与外载荷相平衡的，即载荷状态 >，其余 n 个内力状态是自身 平衡的(与外力无关 与外力无关)。 平衡的 与外力无关 。每一个自身平衡状态只决定一个多余未知 力X i，当X i =1时，即为单位状态 >。既然每个内力状态都满 时 即为单位状态<i 。既然每个内力状态都满 足平衡条件，那么， 足平衡条件，那么，这 n+1 个内力状态叠加的结果也必然满足 平衡条件。 平衡条件。即：
飞行器结构力学基础电子教学教案
飞行器结构力学基础电子教学教案第一章：飞行器结构力学概述1.1 教学目标了解飞行器结构力学的定义和研究内容掌握飞行器结构力学的基本原理和概念理解飞行器结构力学在航空航天工程中的应用1.2 教学内容飞行器结构力学的定义和研究内容飞行器结构力学的基本原理和概念飞行器结构力学在航空航天工程中的应用1.3 教学方法讲授和讲解飞行器结构力学的基本概念和原理通过实例和案例分析，让学生了解飞行器结构力学在实际工程中的应用开展小组讨论和问题解答，加深学生对飞行器结构力学知识的理解1.4 教学评价课堂问答和小组讨论，评估学生对飞行器结构力学概念的理解程度布置课后作业，评估学生对飞行器结构力学原理的掌握情况第二章：飞行器结构受力分析2.1 教学目标掌握飞行器结构受力的基本原理和分析方法学会运用力学原理对飞行器结构进行受力分析了解飞行器结构受力分析在工程设计中的应用2.2 教学内容飞行器结构受力的基本原理和分析方法飞行器结构受力分析的步骤和技巧飞行器结构受力分析在工程设计中的应用2.3 教学方法讲授和讲解飞行器结构受力的基本原理和分析方法通过实例和案例分析，让学生掌握飞行器结构受力分析的步骤和技巧开展小组讨论和问题解答，加深学生对飞行器结构受力分析的理解2.4 教学评价课堂问答和小组讨论，评估学生对飞行器结构受力分析方法的掌握程度布置课后作业，评估学生对飞行器结构受力分析的应用能力第三章：飞行器结构动力学基础3.1 教学目标了解飞行器结构动力学的定义和研究内容掌握飞行器结构动力学的基本原理和概念理解飞行器结构动力学在航空航天工程中的应用3.2 教学内容飞行器结构动力学的定义和研究内容飞行器结构动力学的基本原理和概念飞行器结构动力学在航空航天工程中的应用3.3 教学方法讲授和讲解飞行器结构动力学的基本概念和原理通过实例和案例分析，让学生了解飞行器结构动力学在实际工程中的应用开展小组讨论和问题解答，加深学生对飞行器结构动力学的理解3.4 教学评价课堂问答和小组讨论，评估学生对飞行器结构动力学概念的理解程度布置课后作业，评估学生对飞行器结构动力学原理的掌握情况第四章：飞行器结构强度与稳定性4.1 教学目标掌握飞行器结构强度和稳定性的基本原理和方法学会运用力学原理对飞行器结构进行强度和稳定性分析了解飞行器结构强度和稳定性分析在工程设计中的应用4.2 教学内容飞行器结构强度和稳定性的基本原理和方法飞行器结构强度和稳定性分析的步骤和技巧飞行器结构强度和稳定性分析在工程设计中的应用4.3 教学方法讲授和讲解飞行器结构强度和稳定性的基本原理和方法通过实例和案例分析，让学生掌握飞行器结构强度和稳定性分析的步骤和技巧开展小组讨论和问题解答，加深学生对飞行器结构强度和稳定性的理解4.4 教学评价课堂问答和小组讨论，评估学生对飞行器结构强度和稳定性分析方法的掌握程度布置课后作业，评估学生对飞行器结构强度和稳定性分析的应用能力第五章：飞行器结构优化设计了解飞行器结构优化设计的定义和方法掌握飞行器结构优化设计的基本原理和步骤学会运用优化方法对飞行器结构进行设计优化5.2 教学内容飞行器结构优化设计的定义和方法飞行器结构优化设计的基本原理和步骤飞行器结构优化设计中常用的优化方法5.3 教学方法讲授和讲解飞行器结构优化设计的基本原理和步骤通过实例和案例分析，让学生了解飞行器结构优化设计的方法和应用开展小组讨论和问题解答，加深学生对飞行器结构优化设计的理解5.4 教学第六章：飞行器结构材料力学性质6.1 教学目标理解飞行器结构材料的力学性质对结构性能的影响掌握常用飞行器结构材料的力学性能参数学会运用材料力学性质进行飞行器结构选材和设计6.2 教学内容飞行器结构材料的力学性质及其对结构性能的影响常用飞行器结构材料的力学性能参数飞行器结构选材和设计方法讲授和讲解飞行器结构材料的力学性质及其对结构性能的影响通过实例和案例分析，让学生了解常用飞行器结构材料的力学性能参数开展小组讨论和问题解答，加深学生对飞行器结构选材和设计的理解6.4 教学评价课堂问答和小组讨论，评估学生对飞行器结构材料力学性质的理解程度布置课后作业，评估学生对飞行器结构选材和设计的掌握情况第七章：飞行器结构疲劳与断裂力学7.1 教学目标理解飞行器结构疲劳和断裂力学的原理掌握飞行器结构疲劳和断裂分析的方法学会运用疲劳和断裂力学进行飞行器结构的安全评估7.2 教学内容飞行器结构疲劳和断裂力学的原理飞行器结构疲劳和断裂分析的方法飞行器结构的安全评估方法7.3 教学方法讲授和讲解飞行器结构疲劳和断裂力学的原理通过实例和案例分析，让学生掌握飞行器结构疲劳和断裂分析的方法开展小组讨论和问题解答，加深学生对飞行器结构安全评估的理解7.4 教学评价课堂问答和小组讨论，评估学生对飞行器结构疲劳和断裂力学的理解程度布置课后作业，评估学生对飞行器结构安全评估的掌握情况第八章：飞行器结构动力学分析方法8.1 教学目标理解飞行器结构动力学分析的方法和原理掌握飞行器结构动力学分析的计算方法学会运用动力学分析方法进行飞行器结构的动力学优化8.2 教学内容飞行器结构动力学分析的方法和原理飞行器结构动力学分析的计算方法飞行器结构动力学优化方法8.3 教学方法讲授和讲解飞行器结构动力学分析的方法和原理通过实例和案例分析，让学生掌握飞行器结构动力学分析的计算方法开展小组讨论和问题解答，加深学生对飞行器结构动力学优化的理解8.4 教学评价课堂问答和小组讨论，评估学生对飞行器结构动力学分析方法的理解程度布置课后作业，评估学生对飞行器结构动力学优化的掌握情况第九章：飞行器结构力学数值分析9.1 教学目标理解飞行器结构力学数值分析的方法和原理掌握飞行器结构力学数值分析的计算方法学会运用数值分析方法进行飞行器结构力学问题求解9.2 教学内容飞行器结构力学数值分析的方法和原理飞行器结构力学数值分析的计算方法飞行器结构力学数值分析在实际工程中的应用9.3 教学方法讲授和讲解飞行器结构力学数值分析的方法和原理通过实例和案例分析，让学生掌握飞行器结构力学数值分析的计算方法开展小组讨论和问题解答，加深学生对飞行器结构力学数值分析的理解9.4 教学评价课堂问答和小组讨论，评估学生对飞行器结构力学数值分析方法的理解程度布置课后作业，评估学生对飞行器结构力学数值分析的掌握情况第十章：飞行器结构力学实验与验证10.1 教学目标理解飞行器结构力学实验的目的和方法掌握飞行器结构力学实验的操作技能学会运用实验结果验证飞行器结构力学理论10.2 教学内容飞行器结构力学实验的目的和方法飞行器结构力学实验的操作技能飞行器结构力学实验结果的分析和验证10.3 教学方法讲授和讲解飞行器结构力学实验的目的和方法通过实验操作，让学生掌握飞行器结构力学实验的操作技能开展小组讨论和问题解答，加深学生对飞行器结构力学实验结果分析和验证的理解10.4 教学评价课堂问答和小组讨论，评估重点和难点解析1. 飞行器结构力学概述难点解析：理解飞行器结构力学的概念和原理，以及如何将其应用于实际工程中。
飞行器结构力学电子教案2ppt课件
第二章 结构的组成分析
每个自由刚片 有多少个 自由度呢？ N=3
第二章 结构的组成分析
每个单铰 起多少个 约束呢？
C=2
第二章 结构的组成分析
每个单链杆 起多少个 约束呢？
C=1
第二章 结构的组成分析
每个单刚结点 起多少个 约束呢？ C=3
第二章 结构的组成分析
3
有几个单铰？ 12个
还有3根单链杆
2
1
(外部约束)
C =2×12+3=27f = C－N 02有几
个 单
3
铰？
1
讨论
2
将等可杆于体变安多件系吗排少重f？？新
3
f = 0,体系
1
是否一定
几何不变呢？
f = (2×12+3)－3×9 = 0
除去约束后，体系的自由度将增加， 这类约束称为必要约束。
C ＝ 2（平面） C ＝ 3（空间）
C ＝ 3（平面） C ＝ 6（空间）
第二章 结构的组成分析
2.3 几何特性的判断方法
将组成系统的所有元件，分为自由体 和约束体，计算所有自由体的自由度 数和所有约束体的约束数，通过比较 和分析来判断结构的几何特性。
无硬性规定， 哪些元件作为自由体？ 需灵活运用。 哪些元件作为约束体？
第二章 结构的组成分析
复铰：连接两个以上刚片的铰
N=5
复铰 等于多少个
单铰？
1连接m个刚片的复铰 = (m-1)个单铰
第二章 结构的组成分析
A
A
B
单复刚结点 C = 3 m-1个
连接m个杆的 复刚结点等于多 少个单刚结点？
飞行器结构力学电子教案6-2
或
σ q tdzds = dsdz z s
上式中等式左边表示纵向轴力差，等式右边则表示纵向剪力差。 上式中等式左边表示纵向轴力差，等式右边则表示纵向剪力差。 上式表明，纵向轴力差将引起纵向剪流， 上式表明，纵向轴力差将引起纵向剪流，这种形式的剪流又称为 弯曲剪流。显然弯曲剪流平衡轴力差 弯曲剪流平衡轴力差。 弯曲剪流。显然弯曲剪流平衡轴力差。 进一步，可得： 进一步，可得： 积分后， 积分后，得
Ah + Ah 1 y0 = = h 6A 3
则图中的x、 即为形心主惯轴。 则图中的 、y 即为形心主惯轴。
3 2 1 J x = ∑ Ai yi2 = 2 A h + 2 2 A h = Ah 2 4 3 3 （2）剖面静矩Sx ）
2 2
S 1 2 = ∑ Ai yi = x
S x2 3
1 2 x
∫
s1
0
1 ytds = hts1 2
1 (b) = htb 2
腹板（ 处的静矩： 腹板（2-3-4段）上任一点 s 2 处的静矩： 段
S x2 4 ( s 2 ) = 1 h s htb + ts 2 2 2 2 2
s1
抛物线变化，其最大值在腹板的中点， 抛物线变化，其最大值在腹板的中点，即 1 th 2 24 h S x ( ) = htb + 2 2 8 剖面下半部分的静矩可以由对称性得到。 剖面下半部分的静矩可以由对称性得到。因 此得到剖面的静矩分布，如图所示。 此得到剖面的静矩分布，如图所示。
6.4 自由弯曲时单闭室剖面剪应力的计算
1、公式推导 、
现在讨论图示的棱柱型单闭室剖面薄壁梁。 现在讨论图示的棱柱型单闭室剖面薄壁梁。 在任意横向载荷作用下， 在任意横向载荷作用下，纵向任意剖面上的 内力为Qy、 、 、 内力为 、Mx、Qx、My、 Mz、 Nz等。 、 等 假设整个剖面都能承受正应力。 假设整个剖面都能承受正应力。为了决定 剖面上某一点的剪应力τ， 剖面上某一点的剪应力 ，可先算出该点的 剪流 q 。 与开剖面剪流求法相类似， 与开剖面剪流求法相类似，这里取 a 点 作为 s=0 的边（称 a 点为计算始点），现 的边（ 点为计算始点），现 ）， 从结构中任取出一微元体为分离体， 从结构中任取出一微元体为分离体，如图 所示。 所示。
飞行器结构力学电子教案
结构在外界因素（诸如载荷、温度改变、支座移动、制造误差等）作用下几何形状发生的变化，称为结构变形。
1、结构的变形
一、结构位移计算概述
相对线位移：两个参考点沿某一方向上的相对变形量。
线位移：参考点沿某一方向上的变形量。
角位移：参考截面或元件的转动变形量，转角、扭转角等。
飞行器结构力学基础 ——电子教学教案
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01
第三讲
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02
静定结构的位移计算
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第三章 静定结构的内力与变形计算 Internal Forces and Deformations of Statically Determinate Structures
CONTENT
06
实质：用静力平衡法解几何问题。
07
虚力原理对求解静不定结构内力具有重要的应用。
08
五、单位载荷法－求位移的Mohr公式 单位载荷法的一般表达式 利用虚功原理(虚力原理)，可以求出变形结构中任意一点由于变形而产生的位移。 真实的位移状态 平衡的虚力状态 令 ，则有 虚功原理
因为，在发生虚位移的过程中，外力和内力保持不变,因此，在虚功的表达式中无系数“1/2”。
虚功的例子
真实外力 虚位移 虚功为：
1
虚力—— 一种假想的、满足平衡条件的任意力系。
2
假象的：是指虚力仅仅是想象中一种可能力系。
5
因此，在发生虚力的过程中，变形体的位移均保持不变，即保持原有的协调状态。
4
任意的：是指虚力与变形体的变形无关。
上式可写成：
五、单位载荷法－求位移的Mohr公式
飞行器结构力学电子教案5-2
θ1
12 8L3 6 − 2 4L 12 8L3 6 − 2 4L − 6 4L2 2 2L 6 − 2 4L 4 2L v2
θ2
v3
θ3
消除总刚奇异性。 (4) 引入位移边界： v1 = v 3 = 0 ，消除总刚奇异性。 引入位移边界：
4 L 6 − 2 EJ L 2 L 0
e
k13 k23 k33 k43 k53 k625 k35 k45 k55 k65
k16 k26 k36 k46 k56 k66
Ui Vi Mi Uj Vj Mj
[Kii ] [Kij ] K = [K ji ] [K jj ]
位移法
Displacement Method of Structure Analysis 第二讲 梁元素与刚架的位移法求解
5.3 平面梁元素与平面刚架位移法求解
一、梁元素在局部坐标系中的平衡方程及刚度矩阵 在元素局部坐标系中， 在元素局部坐标系中， 长度为L，结点编号为i 长度为 ，结点编号为 j 的平面梁元素如图所 示，梁的截面拉伸刚 度为EA， 度为 ，截面抗弯刚 度为EJ 度为 。因为梁元素 记梁元素在局部坐标系中的结点位移 能承受轴向力、 能承受轴向力、横向 列阵和结点力列阵分别为： 列阵和结点力列阵分别为： 剪力和弯矩， 剪力和弯矩，故梁的 {δ }e = ui vi θ i u j v j θ j 每个结点上有三个位 移分量， 移分量，相应的也有 {F }e = U i Vi M i U j V j M j 三个结点力。 三个结点力。
EA L 0 0 [ K ]e = EA − L 0 0
0 12 EJ L3 6 EJ L2 0 12 EJ − 3 L 6 EJ L2
飞行器结构力学电子教案73PPT课件
则：f ＝C－N ＝ 6n－6n ＝ 0 ，满足几何不变的必要条件。
飞行器结构力学基础
——电子教学教案
航空结构工程系
1
第七章
受剪板式薄壁结构内力和位移 计算
第三讲 7.4 静定空间薄壁结构内力计算
2
一、空间薄壁结构的组成分析
组成薄壁结构的各元件的中心点和中线不都在同一平面内，则称为空间薄 壁结构，它可以承受任意方向的外载荷。3Leabharlann 一、空间薄壁结构的组成分析
在研究空间薄壁结构的组成规律时，仍把结点看成为自由体，每个空间结 点具有3个自由度；把杆和板看成为约束，杆和四边形板均起1个约束作用。
f ＝ 28
13
二、静定空间薄壁结构的内力计算
1、分析静不定度。 2、判断零力杆端，假设剪流方向。 3、利用结点法求杆端轴力，或由杆的平衡求剪流或另一端杆轴力。 4、绘制内力图。
零力杆端的判断：
三根不共面的杆交于无 载荷作用的点，则此三根 在该端处的轴力均为零。
14
【例1】 求图示空间薄壁结构的内力。已知：L＝100mm，B＝40mm， H＝10mm，P 1＝200N，P 2＝300N，P 3＝500N。
N84(q2q3)L4000 N73(q4q2)L4000
3、绘制力图。
4、校核。
X0 Mx 0 Y 0 My 0
Z 0 Mz 0
16
【例2】计算图示结构的内力。已知四缘条双层自由盒段，在两层交界5点处 将缘条切断，在杆子的切口处有大小相等方向相反的一对单位力。 解： 1、5点被切开，相当于去掉一个约束， 故该结构是静定的。 2、假定1-2-6-5和5-6-10-9两板的剪流 分别为q1和q2，其方向如图(b) 所示， 5-6-7-8板的剪流为q3，其方向如图(c) 所示。先判断零力杆端，再按平衡条 件确定各板剪流之间的关系。
西北工业大学飞行器结构力学电子教案7资料
q23 0
同理可得 q12 、q31 也都等于零 。 所以，对三角形板：
q12 q23 q31 0
三角形板在受剪板式计 算模型中是不受力的。
（2）长方形板的平衡
长方形板四个边上的四个未知剪流q12、q14、 q32、q34，板在其作用下处于平衡 由平面力系有三个平衡方程，可得：
采用了上述简化假设的受剪板式薄壁结构计算模型中，只 包含两类结构元件：承受轴力的杆和承受剪流的板，杆和板之 间只有剪流作用。
▄ 受剪板式薄壁结构计算模型的几个例子。
图(a)机身圆形框，可以简化为由若 干段直梁所组成的受力模型
图(b)机翼，可以简化为由若干个盒式结构 组成的受力模型
机翼盒式模型
机身笼式计算模型
即杆子两端的轴力仅相当于一个独 N ( x) N12 q12 x 杆轴力沿杆轴线线性变化，其斜率为 立变量 。 N ( x) 因此，受剪杆相当于起一个约束。 q12 x
（4） 杆轴力的内力图，有4中可能。
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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
第七章
受剪板式薄壁结构内力和位移 计算
第二讲 7.3 静定平面薄壁结构内力计算
一、平面薄壁结构的组成分析
受剪板式薄壁结构的计算模型是由结点、杆和板元件组成。如果这些元件 的中心点和中线都在同一平面内，则称为平面薄壁结构，它只能承受作用在 此平面内的外载荷。
▄ 飞机薄壁结构典型元件受力分析及其理想化
（1）蒙皮
在结构作为一个整体的受力和传力过程中，蒙皮的主要作用是支承和传递由于剪 切和扭转而引起的剪应力，同时它还部分支承和传递由于弯曲而引起的正应力。正应 力主要由较强的长桁和突缘等纵向元件承担，蒙皮在这方面的作用是第二位的。因此， 在对蒙皮进行理想化的时候，假设蒙皮只承受并传递剪应力；蒙皮实际上具有的承受 并传递正应力的能力将人为地附加到纵向元件（如长桁）上去。 由于蒙皮壁厚一般很薄，可近似认 为蒙皮上的剪应力大小沿厚度方向不变化， 且剪应力沿厚度中线的切线方向。因为剪 应力的值沿厚度方向不变，所以可以用剪 应力沿厚度方向的合力 q = τ ×t 来替代剪 应力，称 q 为剪流，用半箭头表示。
飞行器结构力学电子教案4-1
例4-1 求解图所示静不定桁架的内 力，已知桁架水平杆及垂直杆的截 面面积均为A，斜杆的断面面积 为 2A，各杆子的材料相同。
解 (1) 分析静不定次数。结构具有4个自由结点，有8个自由度， 而杆子数目为10，相当于10个约束。故 f = 2。 (2) 选取基本系统。 选杆2-4及杆 3-5的轴力为多余约束力，切断杆 2-4及杆3-5的静定系统为基本系 统。求出<P>状态和单位状态<1>、 <2>的内力图。
所谓静不定结构是指：具有多余约束的几何不变体。 或 f > 0 的几何不变体。
所谓多余约束是指：去掉该约束后，不会改变原结构 的几何不变性。
从静不定结构的运动学上：
结构的自由度数 N
< 结构的约束数 C
从静不定结构的 静力学上：
独立的静力平衡方程数目N < 未知力的数目C
通常，将多余约束(多余未知力)的数目称为结构的静 不定次数或静不定度。
移呢？
静定结构的 内力和位移 计算方法
静不定结构中各元件的内力
SiR
静不定结构
当 X1 和 X2 为已知时， 静不定结 构中各元件的内力便可以用叠加 原理，通过下式求出：
SiR SiP Si1 X1 Si2 X 2
问题关键是： 如何确定 X1 和 X2 呢？
4.2 力法基本原理与力法正则方程
1 2
24 2P 55
1 2
21 55
P
其它各杆的轴向力均可如上法求出， 最后绘制内力图。
例4-2 求图示刚架的内力。刚架几何形 状、截面惯性矩、载荷及约束情况均如 图示。
解 (1) 分析刚架的静不定次数。外部约 束多余2个，故 f = 2。
飞行器结构力学基础电子教学教案
飞行器结构力学基础电子教学教案第一章：飞行器结构力学概述1.1 飞行器结构力学的定义1.2 飞行器结构力学的研究内容1.3 飞行器结构力学的重要性1.4 飞行器结构力学的发展历程第二章：飞行器结构的基本类型2.1 飞行器结构的基本组成2.2 飞行器结构的主要类型2.3 不同类型结构的特点与应用2.4 飞行器结构的选择原则第三章：飞行器结构力学分析方法3.1 飞行器结构力学的分析方法概述3.2 弹性力学的分析方法3.3 塑性力学的分析方法3.4 动力学分析方法第四章：飞行器结构强度与稳定性分析4.1 飞行器结构强度分析4.2 飞行器结构稳定性分析4.3 强度与稳定性的关系4.4 强度与稳定性分析的工程应用第五章：飞行器结构优化设计5.1 结构优化设计的基本概念5.2 结构优化设计的方法5.3 结构优化设计的原则与步骤5.4 结构优化设计的工程应用实例第六章：飞行器结构动力学6.1 飞行器结构动力学基本理论6.2 飞行器结构的自振特性6.3 飞行器结构的动力响应分析6.4 飞行器结构动力学在设计中的应用第七章：飞行器结构疲劳与断裂力学7.1 疲劳现象的基本概念7.2 疲劳寿命的预测方法7.3 断裂力学的基本理论7.4 飞行器结构疲劳与断裂的检测与控制第八章：飞行器结构的环境适应性8.1 飞行器结构环境适应性的概念8.2 飞行器结构在各种环境力作用下的响应8.3 环境适应性设计原则与方法8.4 提高飞行器结构环境适应性的措施第九章：飞行器结构材料力学性能9.1 飞行器结构常用材料9.2 材料的力学性能指标9.3 材料力学性能的测试方法9.4 材料力学性能在结构设计中的应用第十章：飞行器结构力学数值分析方法10.1 数值分析方法概述10.2 有限元法的基本原理10.3 有限元法的应用实例10.4 其他结构力学数值分析方法简介第十一章：飞行器结构力学实验与测试技术11.1 结构力学实验概述11.2 材料力学性能实验11.3 结构强度与稳定性实验11.4 结构动力学实验与测试技术第十二章：飞行器结构力学计算软件与应用12.1 结构力学计算软件概述12.2 常见结构力学计算软件介绍12.3 结构力学计算软件的应用流程12.4 结构力学计算软件在工程实践中的应用实例第十三章：飞行器结构力学在航空航天领域的应用13.1 航空航天领域结构力学问题概述13.2 飞行器结构设计中的应用13.3 飞行器结构分析与优化13.4 航空航天领域结构力学发展趋势第十四章：飞行器结构力学在其他工程领域的应用14.1 结构力学在建筑工程中的应用14.2 结构力学在机械工程中的应用14.3 结构力学在交通运输工程中的应用14.4 结构力学在其他工程领域的应用前景第十五章：飞行器结构力学发展趋势与展望15.1 飞行器结构力学发展历程回顾15.2 当前飞行器结构力学面临的挑战与机遇15.3 飞行器结构力学未来发展趋势15.4 飞行器结构力学发展展望与建议重点和难点解析本文主要介绍了飞行器结构力学的基础知识，包括飞行器结构力学的定义、研究内容、重要性、发展历程，以及飞行器结构的基本类型、力学分析方法、强度与稳定性分析、优化设计等方面。
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（2）协调关系 结构发生变形时，各个元件之间的变
形是协调的。
（3）物理关系 元件的力和位移之间，满足材料的物
理性质。
结构力学的原理和计算方法均是基于这三种基本关系 而建立的。
六、基本关系和基本假设
第一章 绪论
2. 基本假设
（1）小变形假设
结构在外载荷作用下的变形与几何尺 寸相比很小。建立力的平衡方程时， 可以不考虑变形对结构几何关系的影 响。
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好的事情马上就会到来，一切都是最 好的安 排。上 午5时40分7秒 上午5时 40分05:40:0720.10.22
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一马当先，全员举绩，梅开二度，业 绩保底 。20.10.2220.10.2205:4005:40:0705:40:07Oc t-20
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牢记安全之责，善谋安全之策，力务 安全之 实。2020年10月22日 星期四5时40分 7秒Thursday, October 22, 2020
杆轴线
五、结构的外力、内力、支座反力
第一章 绪论
2. 内力
(2) 梁：它是组成刚架的主要元件。 在梁的任意一个横截面上，均承受轴力、剪力、弯矩、 扭矩。
y zx
平面梁
空间梁
y
z
x
五、结构的外力、内力、支座反力
第一章 绪论
3. 支座反力(支反力)
传递到支座上的力或支座对结构的反力。支反力用 于平衡结构外载荷，维持结构整体平衡。
四、结构的分类
常见的结构力学的计算模型有5种。
1. 桁架
组成桁架的结构元件是 细长直杆，即杆的横截 面尺寸远小于其长度。 各杆之间均采用无摩擦 的铰（铰结点）相连。 载荷只能作用在位于杆 两端的铰结点上。
第一章 绪论
四、结构的分类
2. 刚架
组成刚架的结构元件 是细长直杆或曲杆。 杆件之间采用刚性连 接。 外载荷可以作用在杆 件的任何部位。
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
铰接的力学特征：
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）。
因此，铰接可以传递力，但不能传 递力矩。
用符号 表示铰接， 也称为铰结点。
三、结构力学的计算模型
第一章 绪论
刚接
刚接的力学特征：
线力
集中力 线分布力 面分布力
力矩
集中力矩(力偶) 线分布力矩 面分布力矩
五、结构的外力、内力、支座反力
第一章 绪论
2. 内力
指结构元件上的力，用于维持元件的平衡和变 形协调。不同的元件，有不同形式的元件力。
(1)两端带铰的直杆，也
称为二力杆。它是组成
桁架的主要元件。
只承受沿杆轴线的力，
称为杆轴力。
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。
二、与其它相关课程的区别
第一章 绪论
材料力学，结构力学
(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。
弹性力学
什么是平截面假设呢？
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。
一、结构力学的任务
第一章 绪论
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
静力 动力
静力学 动力学
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。
本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
结构具有绕铰A的转动及平 行于基础平面方向的平动， 但在垂直于基础平面方向上 不能发生平动。
相当于限制了结构的一个平 动。
三、结构力学的计算模型
第一章 绪论
固定铰支座
固定铰支座的几何特征：
结构具有绕铰A的转动，但没有 平行于基础平面方向和垂直于基 础平面方向上的平动。
平面固定铰支座相当于限制了结 构的两个平动。
(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
第一章 绪论
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。
受力状态
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。
力学 行为
变形状态
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。
稳定性
研究结构局部失稳或整体失 稳破坏，稳定性分析。
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追求至善凭技术开拓市场，凭管理增 创效益 ，凭服 务树立 形象。2020年10月22日星期 四上午5时40分 7秒05:40:0720.10.22
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作业标准记得牢，驾轻就熟除烦恼。2020年10月22日星期 四5时40分7秒05:40:0722 October 2020
一、结构力学的任务
第一章 绪论
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 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
四、结构的分类
4. 整体结构
第一章 绪论
机身上部整体加筋板概念 常规加筋结构与整体加筋结构等效示意图
四、结构的分类
5. 混合结构 由上述各种结构模式 混合组成。
第一章 绪论
梁元件与杆元件混合
飞机起落架简化模型
第一章 绪论
五、结构的外载荷、内力和支座反力
1. 外载荷 作用在结构上的已知的力，包括线力和力矩。
活动铰支座
平面固定铰支座
空间固 定铰支 座提供 多少支 反力？
五、结构的外力、内力、支座反力
第一章 绪论
3. 支座反力(支反力)
平面固定支座
空间固定支座提 供多少支反力？
平面定向支座
六、基本关系和基本假设
第一章 绪论
1. 基本关系
（1）平衡关系
作用在结构上的力是平衡的，结构系 统中的所有元件也是平衡的。
例如
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。
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：
（2）线弹性假设
结构在载荷作用下会产生内力和变形， 当载荷卸调后，内力和变形也随之消 失，结构恢复到原始状态，无残余变 形(弹性体)。
并且力与变形之间是线性关系，即符 合虎克定律(线弹性体) 。
本次作业
• 简述结构力学的研究内容，并比较分析结 构力学与理论力学、材料力学的差异。
每周五交本周作业。
•
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。
（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、结构力学的计算模型
第一章 绪论
2. 几何形状的简化
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。
因此，刚接即可以传递力，也可 以传递力矩。
夹角保持不变
将刚性连接处涂黑来表示刚接， 也称为刚结点。
三、结构力学的计算模型
第一章 绪论
组合结点
组合结点的力学特征：
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。
树立质量法制观念、提高全员质量意 识。20.10.2220.10.22Thursday, October 22, 2020
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人生得意须尽欢，莫使金樽空对月。05:40:0705:40:0705:4010/22/2020 5:40:07 AM
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安全象只弓，不拉它就松，要想保安 全，常 把弓弦 绷。20.10.2205:40:0705:40Oc t-2022- Oct-20
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加强交通建设管理，确保工程建设质 量。05:40:0705:40:0705:40Thursday, October 22, 2020
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安全在于心细，事故出在麻痹。20.10.2220.10.2205:40:0705:40:07October 22, 2020
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第一章 绪论
本课程的教学任务是：