飛機機身壁板斷裂力學虛擬仿真實驗是南京航空航天大學建設的虛擬仿真實驗課程。
基本介紹
- 中文名：飛機機身壁板斷裂力學虛擬仿真實驗
- 建設院校： 南京航空航天大學
- 課程負責人： 高存法
- 授課教師：嚴剛、湯劍飛、史治宇、郭樹祥
課程性質,教學目標,
課程性質
課程背景
大型飛機不僅是一個國家民航產業的重要基礎，也是一個國家整 體工業能力的綜合體現，因此我國已將自主研製大型飛機作為國家戰略進行實施。在大型飛機研製過程中，存在許多重要的力學問題需要攻關解決，亟需大量具有航空航天背景、力學理論基礎紮實、富有實踐能力和創新能力的高層次力學人才。
南京航空航天大學力學學科作為雙一流建設學科，具有-流的師資隊伍和一流的教學科研平台，是我國高層次力學人才培養的重要基地。當前在工程力學專業和飛行器設計與工程專業開設的《飛行器結構力學》、《斷裂力學》、《飛行器結構試驗技術》等課程，是面向飛機結構強度 設計的力學人才培養計畫中最重要的專業基礎課和專業課。這些課 程教授的專業知識對提高飛機結構強度設計水平，保證飛機結構的完整性，確保~飛行安全具有重要的意義。於理論性強、概念抽象，學生對知識點理解困難，對理論知識在工程中如何套用缺乏概念。實驗教學作為連線基礎理論和工程套用的重要紐帶，對幫助學生提高知識掌握程度，提升人才培養質量具有重要意義。
但長期以來，《飛行器結構力學》、《斷裂力學》 等專業力學課程只開設很少量的實驗學時，且實驗對象是高度簡化的結構模型和試件，與實際飛機結構相去甚遠;《飛行器結構試驗技術》涉及的實驗只能限定在彈性變形範圍，不考慮結構損傷的影響，無法完成實際飛機結構試驗需要呈現的破壞性現象。這些不足和瓶頸使得目前的課程教學實驗己不能滿足對高層次力學人才的培養要求。因此，亟需利用現代信息化技術構造高真實感的虛擬實驗設備以及真實飛機結構模型為教學環境，按照“能實不虛”的仿真實驗理念，建立-個全方位、 多層次、綜合性和探索性的飛機機身壁板斷裂力學虛擬仿真實驗，以解決現實場景中力學專業人才養在專業實踐方面存在的問題。
教學目標
《飛機機身壁板斷裂力學虛擬仿真實驗》是為培養面向飛機結構強度設計的工程力學專業人才而設計的綜合性互動實驗項目。實驗按照“能實不虛”的仿真實驗理念，圍繞含裂紋機身壁板結構剩餘強度預測、剩餘壽命預測和膠接修補補強等環節打造，可用於航空航天院校工程力學專業和飛行器設計與工程專業(結構強度方向)的課程教學，滿足包括《飛行器結構力學》、《斷裂力學》、《飛行器結構試驗技術》等課程的實驗需求。通過本實驗將實現以下教學目標:
(1) 理解裂紋對結構應力、變分布的影響，掌握應力強踱子斷裂韌性、脆性斷裂準則等知識點，具備對含裂紋結構的剩餘度進行預測並進行實驗驗證的能力。
(2)理解裂紋在疲勞載荷載荷作用下的不同階段的擴展機理，掌握裂紋穩定擴展階段、裂紋擴展速率、Paris 裂紋擴展模型等知識點，具備對含裂紋結構在疲勞載荷作用下的剩餘壽命進行預測並進行實驗驗證的能力。
(3)理解實際工程中對含裂紋飛機結構進行補強的原理和步驟，掌握膠接修補技術、膠接修補止裂機理、James Anderson方法等知點，具備綜合套用理論知識對實際工程結構進行修補和分析的實踐和探究能力。
