本科生课程结构力学,吴志刚,北京航空航天大学 航空科学与工程学院 2009年2月,wuzhigangbuaa.edu.cn,2/45,主要内容,什么是结构 结构与载荷的分类 结构力学的分支 课程内容主要框架,wuzhigangbuaa.edu.cn,3/45,1.1 什么是结构,结构的概念 承受和传递外载荷的构件的集合 结构的应用 广泛应用于建筑、桥梁、航空航天、船舶、机械制造、以及日常生活、生物等方面。,wuzhigangbuaa.edu.cn,4/45,1.1 什么是结构,远古人的穴居陋室,wuzhigangbuaa.edu.cn,5/45,1.1 什么是结构,建筑,wuzhigangbuaa.edu.cn,6/45,1.1 什么是结构,中国古代建筑,wuzhigangbuaa.edu.cn,7/45,1.1 什么是结构,西班牙圣家族教堂,wuzhigangbuaa.edu.cn,8/45,1.1 什么是结构,鸟巢,wuzhigangbuaa.edu.cn,9/45,1.1 什么是结构,桥梁,wuzhigangbuaa.edu.cn,10/45,1.1 什么是结构,中央电视台新大楼,wuzhigangbuaa.edu.cn,11/45,1.1 什么是结构,飞机,wuzhigangbuaa.edu.cn,12/45,1.1 什么是结构,飞机,wuzhigangbuaa.edu.cn,13/45,1.1 什么是结构,飞机,wuzhigangbuaa.edu.cn,14/45,1.1 什么是结构,航天飞机,wuzhigangbuaa.edu.cn,15/45,1.1 什么是结构,大型空间站,wuzhigangbuaa.edu.cn,16/45,1.1 什么是结构,船舶,wuzhigangbuaa.edu.cn,17/45,1.1 什么是结构,民用工程,wuzhigangbuaa.edu.cn,18/45,1.1 什么是结构,自行车,wuzhigangbuaa.edu.cn,19/45,1.1 什么是结构,动物骨骼,wuzhigangbuaa.edu.cn,20/45,1.2 结构的分类,按照几何尺寸特征可分为三类 杆系结构 薄壁结构 实体结构,wuzhigangbuaa.edu.cn,21/45,1.2 结构的分类,杆系结构,索,wuzhigangbuaa.edu.cn,22/45,1.2 结构的分类,杆系结构,桁架,wuzhigangbuaa.edu.cn,23/45,1.2 结构的分类,杆系结构,刚架,wuzhigangbuaa.edu.cn,24/45,1.2 结构的分类,薄壁结构,板,wuzhigangbuaa.edu.cn,25/45,1.2 结构的分类,薄壁结构,壳,wuzhigangbuaa.edu.cn,26/45,1.2 结构的分类,薄壁结构,壳,wuzhigangbuaa.edu.cn,27/45,1.2 结构的分类,薄壁结构,板壳,wuzhigangbuaa.edu.cn,28/45,1.2 结构的分类,薄壁结构,加筋薄壁,wuzhigangbuaa.edu.cn,29/45,1.2 结构的分类,薄壁结构,膜,wuzhigangbuaa.edu.cn,30/45,1.2 结构的分类,实体结构,实体,wuzhigangbuaa.edu.cn,31/45,1.2 结构的分类,实体结构,实体,wuzhigangbuaa.edu.cn,32/45,1.2 结构的分类,思考题 试指出以下结构属于哪种类型？ 高压输电线塔架 高压气瓶 自行车车架 北航唯实大厦 协和飞机前起落架 台式计算机机箱,wuzhigangbuaa.edu.cn,33/45,1.3 载荷的类型,重力 房屋中的梁、柱承受屋顶的重量 简易棚顶的积水或积雪 桥梁结构承受自身的重量 流体压力 屋顶受到吸力 飞机机翼受到的载荷 水管受到内流的压力,wuzhigangbuaa.edu.cn,34/45,1.3 载荷的类型,惯性力 卫星太阳帆板的振动 旋转机械运动时的动载荷 工作载荷 龙门吊工作受到的载荷 自行车货架载物 热载荷 高超声速飞行器的气动加热效应,wuzhigangbuaa.edu.cn,35/45,1.4 结构的失效,失效 (Failure) 结构无法承受所受的载荷而失去效用。 常见的失效形式 静态断裂 屈曲失稳 疲劳断裂,wuzhigangbuaa.edu.cn,36/45,1.4 结构的失效,静态断裂,wuzhigangbuaa.edu.cn,37/45,1.4 结构的失效,静态断裂,wuzhigangbuaa.edu.cn,38/45,1.4 结构的失效,屈曲失稳,wuzhigangbuaa.edu.cn,39/45,1.4 结构的失效,疲劳断裂,wuzhigangbuaa.edu.cn,40/45,1.5 结构力学,结构力学 是一门研究结构在外载荷作用下变形、受力和传力规律的科学。 结构力学的任务 分析结构的受力传力特性 检验结构的安全性 设计安全合理的结构,wuzhigangbuaa.edu.cn,41/45,1.5 结构力学,结构力学分支 杆系结构力学 薄壁结构力学 结构稳定性 结构动力学 计算结构力学,wuzhigangbuaa.edu.cn,42/45,1.5 结构力学,学习重点 建模：把实际结构转化为计算模型 分析：基本理论、规律和分析方法 设计：不同型式及设计参数的影响 基本假设 小变形 线弹性,wuzhigangbuaa.edu.cn,43/45,1.6 课程内容主要框架,杆系结构的计算 桁架与刚架的概念 结构的几何不变性和静不定度 静定结构的静力学分析 静不定结构的静力学分析 桁架结构的位移法 杆系结构有限元方法,wuzhigangbuaa.edu.cn,44/45,1.6 课程内容主要框架,加筋薄壁结构的工程梁理论 加筋薄壁结构的基本概念 加筋薄壁结构的正应力计算 开剖面的剪流与剪心计算 单闭室的剪流与剪心计算 多闭室的剪流与剪心计算,wuzhigangbuaa.edu.cn,45/45,1.6 课程内容主要框架,杆板组合型加筋薄壁结构的计算 板杆组合型加筋薄壁结构概念 板和杆的相互作用分析 受剪板式薄壁结构计算模型,