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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。 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。 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。 一、结构力学的任务 二、与其它相关课程的区别 二、与其它相关课程的区别 三、结构力学的计算模型 三、结构力学的计算模型 三、结构力学的计算模型 三、结构力学的计算模型 三、结构力学的计算模型 三、结构力学的计算模型 三、结构力学的计算模型 三、结构力学的计算模型 三、结构力学的计算模型 三、结构力学的计算模型 三、结构力学的计算模型 三、结构力学的计算模型 三、结构力学的计算模型 三、结构力学的计算模型 四、结构的分类 四、结构的分类 四、结构的分类 四、结构的分类 四、结构的分类 四、结构的分类 五、结构的外载荷、内力和支座反力 五、结构的外力、内力、支座反力 五、结构的外力、内力、支座反力 五、结构的外力、内力、支座反力 五、结构的外力、内力、支座反力 六、基本关系和基本假设 六、基本关系和基本假设 第一章 绪论 1. 外载荷 作用在结构上的已知的力，包括线力和力矩。 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 飞行器结构力学基础 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。 杆轴线 飞行器结构力学基础 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。 x y z 空间梁 z y 平面梁 x 飞行器结构力学基础 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。 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？ 飞行器结构力学基础 第一章 绪论 3. 支座反力(支反力) 平面固定支座 平面定向支座 空间固定支座提供多少支反力？ 飞行器结构力学基础 * 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。 飞行器结构力学基础 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。 飞行器结构力学基础 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。 飞行器结构力学基础 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。 飞行器结构力学基础 第一章 绪论 (飞行器结构力学) 结构力学的应用： 飞行器结构力学基础 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： 飞行器结构力学基础 第一章 绪论 (水力学) (土力学，沙漠力学) 非结构力学类： (风力学) 飞行器结构力学基础 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 飞行器结构力学基础 第一章 绪论 (1)细长杆件，