飞机结构设计是飞机设计的专业核心课程之一,是一门综合性、工程性很强的课程,它把材料、制造工艺、材料力学、结构力学、复合材料结构设计、飞行力学、飞机结构布局、飞机设计标准和规范,以及各种设计要求等知识融为一体,是一门实用性很强的课程。
本课程的目标是:
(1)使学生了解和掌握飞机结构分析与设计的基本概念、飞机的设计情况与外载荷、结构分析原理与方法、飞机典型结构形式的特点、飞机结构设计技术等,同时对飞机结构设计原则、设计方法与技术有一个清晰的了解与掌握。
(2)使学生掌握飞机结构设计中传力分析、结构形式选择、结构布置以及结构元件设计的基本原理和方法,在飞机结构分析与设计中善于抓住主要矛盾,并且具备综合分析复杂问题的能力。
(3)使学生知道飞机结构设计是一项创新性很强的工作,须要同时兼顾多个专业的设计要求,使学生具备多专业协同创新能力与良好的人际互动能力,拥有全寿命周期面向服务进行结构设计的意识。
本课程所有内容全部在北京航空航天大学航空航天博物馆内进行,面对实物,采用研究、讨论方式开展教学。
r 知识目标
①掌握结构设计、过载、安全系数等概念,各部件结构特点以及结构分析基本原理与方法;
②理解结构设计思想与面向服务设计的技术内涵,熟知材料与制造工艺现状。
r 能力目标
①具有已有结构分析与评鉴能力;
②正确分析结构载荷传递情况,从全寿命周期出发进行结构布置与设计;
③追踪技术前沿,具备团队合作及跨专业沟通协调能力。
r 素养目标
①树立团队协同意识,认同结构设计引领协同创新的逻辑;
②具备务实精确的职业态度与面向服务设计的技能思考;
③心系家国,具备敢为人先的责任担当。
材料力学、结构力学、理论力学、飞行力学
教材:飞行器结构学(第 3 版). 程小全主编,北京:北京航空航天大学出版社,2023.05
参考资料:
【1】程小全.飞机结构设计课程教学目标探讨[J]. 力学与实践, 2021, 43(3): 453-356.
【2】实用飞机结构工程设计.(美)Michael C. Y. Niu 著,程小全译,北京:航空工业出 版社,2011.03,第 2 次印刷
【3】实用飞机复合材料结构设计与制造. (美)Michael C. Y. Niu 著,程小全、张纪奎译, 北京:航空工业出版社,2010.11
【4】程小全,张纪奎,郦正能.飞机结构设计中载荷安全系数的工程意义[J]. 力学与实践, 2021, 43(4): 599-602.
【5】张纪奎,秦绍成,程小全,郦正能.增材制造技术发展对飞机结构设计教学的影响[J]. 力学与实践, 2021, 43(5): 760-765.
【6】郦正能主编. 飞行器结构学(第 2 版). 北京:北京航空航天大学出版社,2010.03
(1)第3版教材与第2版教材内容衔接问题。
答:我的线下课程已经根据第3版教材重新制作了24版PPT课件,在原来第2版教材内容基础上进行了部分内容的调整,增加了结构设计选材、结构可修理性设计等内容,以便与“面向服务的设计”技术相匹配。但是,MOOC视频暂时无法大面积更新,只是新增了结构设计人员基本素质与协同创新、结构材料与工艺选择、结构可修理性设计三部分内容。所有新增内容放在第九章里面,设计人员基本素质与协同创新则同时放到了第一章最后一节。这样也同样保证了课程内容的系统性与完整性,但是对于使用MOOC的用户会带来一些麻烦,对此我深感抱歉。
(2)第七章 复合材料结构设计设为选修的问题。
答:在第3版《飞行器结构学》中,已将复合材料融入到结构材料与工艺选择,以及其他相关内容中,因此,复合材料结构设计不再单独讲解。但如果有用户对复合材料结构设计感兴趣,则可以自己选修,所以第七章还是保留在MOOC中。
(3)单元测验(即各章后面的测验)答题截止时间按教学进度设置,容易出现学生忘答的情况。
答:已将所有单元测验的答题截止时间统一设置为课程结束前一周的时间。