力學(xué)在航空航天領(lǐng)域的發(fā)展前景

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1、力學(xué)在航空航天領(lǐng)域的發(fā)展前景摘要：作為航空航天領(lǐng)域三大基礎(chǔ)學(xué)科之一，力學(xué)對(duì)航空航天事業(yè)的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。目前，世界各國(guó)的航空航天技術(shù)發(fā)展日新月異，越來(lái)越多的復(fù)雜結(jié)構(gòu)層出不窮，給力學(xué)在航空航天領(lǐng)域的發(fā)展提出新挑戰(zhàn)：如何方便地求解越來(lái)越復(fù)雜的力學(xué)問(wèn)題；如何將理論化程度高的力學(xué)轉(zhuǎn)化為工程適用的形式；隨著諸如先進(jìn)復(fù)合材料等非均質(zhì)材料的廣泛應(yīng)用，力學(xué)的發(fā)展怎樣服務(wù)非均質(zhì)材料工程問(wèn)題；還右，在復(fù)雜的多物理場(chǎng)環(huán)境下，如何求出最優(yōu)解等。力學(xué)研究的細(xì)化能使其更好地服務(wù)于航空航天領(lǐng)域的特殊環(huán)境，本文將結(jié)合最近學(xué)術(shù)界研究前沿，對(duì)航空航天領(lǐng)域的力學(xué)特點(diǎn)進(jìn)

2、行剖析，并指出其未來(lái)的發(fā)展方向。本文采集自網(wǎng)絡(luò)，本站發(fā)布的論文均是優(yōu)質(zhì)論文，供學(xué)習(xí)和研究使用，文中立場(chǎng)與本網(wǎng)站無(wú)關(guān)，版權(quán)和著作權(quán)歸原作者所右，如存不愿意被轉(zhuǎn)載的情況，請(qǐng)通知我們刪除己轉(zhuǎn)載的信息，如果需要分享，請(qǐng)保留本段說(shuō)明。關(guān)鍵詞：計(jì)算力學(xué)；多物理場(chǎng)耦合；先進(jìn)復(fù)合材料；有限元技術(shù)(FEI)中圖分類號(hào)：V211文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1671-2064(2017)12-0252-021力學(xué)在航空航天領(lǐng)域的支柱地位力學(xué)在航空航天領(lǐng)域的發(fā)展前景摘要：作為航空航天領(lǐng)域三大基礎(chǔ)學(xué)科之一，力學(xué)對(duì)航空航天事業(yè)的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。目前，世界各國(guó)的

3、航空航天技術(shù)發(fā)展日新月異，越來(lái)越多的復(fù)雜結(jié)構(gòu)層出不窮，給力學(xué)在航空航天領(lǐng)域的發(fā)展提出新挑戰(zhàn)：如何方便地求解越來(lái)越復(fù)雜的力學(xué)問(wèn)題；如何將理論化程度高的力學(xué)轉(zhuǎn)化為工程適用的形式；隨著諸如先進(jìn)復(fù)合材料等非均質(zhì)材料的廣泛應(yīng)用，力學(xué)的發(fā)展怎樣服務(wù)非均質(zhì)材料工程問(wèn)題；還右，在復(fù)雜的多物理場(chǎng)環(huán)境下，如何求出最優(yōu)解等。力學(xué)研究的細(xì)化能使其更好地服務(wù)于航空航天領(lǐng)域的特殊環(huán)境，本文將結(jié)合最近學(xué)術(shù)界研究前沿，對(duì)航空航天領(lǐng)域的力學(xué)特點(diǎn)進(jìn)行剖析，并指出其未來(lái)的發(fā)展方向。本文采集自網(wǎng)絡(luò)，本站發(fā)布的論文均是優(yōu)質(zhì)論文，供學(xué)習(xí)和研究使用，文中立場(chǎng)與本網(wǎng)站無(wú)關(guān)，版權(quán)和著作權(quán)

4、歸原作者所右，如存不愿意被轉(zhuǎn)載的情況，請(qǐng)通知我們刪除己轉(zhuǎn)載的信息，如果需要分享，請(qǐng)保留本段說(shuō)明。關(guān)鍵詞：計(jì)算力學(xué)；多物理場(chǎng)耦合；先進(jìn)復(fù)合材料；有限元技術(shù)(FEI)中圖分類號(hào)：V211文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1671-2064(2017)12-0252-021力學(xué)在航空航天領(lǐng)域的支柱地位作為與材料科學(xué)、能源科學(xué)并肩的航空航天領(lǐng)域三大基礎(chǔ)學(xué)科之一，力學(xué)在航空航天領(lǐng)域擁有無(wú)可辯駁的支柱地位。航空航天技術(shù)的發(fā)展與力學(xué)學(xué)科的發(fā)展有著舉足輕重的關(guān)系。同樣，力學(xué)學(xué)科的發(fā)展也推動(dòng)了航空航天技術(shù)的發(fā)展。從航空航天的歷史開(kāi)端，力學(xué)便扮演著開(kāi)天辟地的角色：萊

5、特兄弟發(fā)明飛機(jī)前的時(shí)代，人類的航空器長(zhǎng)期停留在熱氣球與飛艇的水平，人們普遍認(rèn)為任何總密度比空氣秉的航空器是無(wú)法上天的；而隨著流體力學(xué)的發(fā)展，越來(lái)越多總密度大于空氣的航空器被發(fā)明出來(lái)進(jìn)行試驗(yàn)，而萊特兄弟的飛機(jī)即為第一個(gè)成功的嘗試，萊特兄弟的?L洞也成為一個(gè)經(jīng)典（圖1）。從此，航空器的發(fā)展步入丫快車道，各種結(jié)構(gòu)的飛機(jī)翱翔于藍(lán)天，從不到一噸的輕型飛機(jī)到上百噸的運(yùn)輸機(jī)，直至今天我們對(duì)于飛機(jī)己經(jīng)習(xí)以為常。時(shí)至今日，航空航天的總體設(shè)計(jì)己由龐大的力學(xué)各分支支撐起來(lái)，從最基本的方面分類，可包括：飛行器整體氣動(dòng)外形歸屬于空氣動(dòng)力學(xué)；整體支承結(jié)構(gòu)歸屬于結(jié)構(gòu)力

6、學(xué)以及材料力學(xué)；復(fù)合材料歸屬于復(fù)合材料力學(xué)；材料疲勞性能歸屬于疲勞分析；結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性歸屬于振動(dòng)力學(xué)；缺陷結(jié)構(gòu)分析歸屬于損傷力學(xué)以及斷裂力學(xué)。而對(duì)于具體的問(wèn)題細(xì)分，則還有如：針對(duì)超高速飛行器的高超空氣動(dòng)力學(xué)；針對(duì)紊流等大氣不穩(wěn)定情況的非定?？諝鈩?dòng)力學(xué)；針對(duì)流固耦合問(wèn)題的氣動(dòng)彈性力學(xué)；以及針對(duì)非金屬材料的粘彈性力學(xué)等。此外，還有眾多與力學(xué)相關(guān)的技術(shù)被發(fā)展起來(lái)，如有限元技術(shù)（FEM）等。展望未來(lái)，力學(xué)發(fā)展的源動(dòng)力在于航空航天綜合多學(xué)科的交叉與技術(shù)。被譽(yù)為“工業(yè)之花”的航空航天工業(yè)，其研發(fā)生產(chǎn)涵蓋了目前己知的所有工科門類，如此多的學(xué)科交叉下，力學(xué)

7、的發(fā)展勢(shì)必會(huì)與他學(xué)科進(jìn)行技術(shù)交流，這會(huì)帶來(lái)問(wèn)題的進(jìn)一步復(fù)雜化，同時(shí)也豐富了力學(xué)的研究?jī)?nèi)容。2航空航天領(lǐng)域力學(xué)發(fā)展新挑戰(zhàn)航空航天的發(fā)展，給力學(xué)帶來(lái)丫新的挑戰(zhàn)。結(jié)構(gòu)的日趨復(fù)雜，給力學(xué)計(jì)算帶來(lái)困難；繁瑣的理論公式，需根據(jù)工程需要進(jìn)行必須的簡(jiǎn)化；新材料的應(yīng)用在航空航天領(lǐng)域最為敏感，在為飛行器降低結(jié)構(gòu)重量的同時(shí)，也帶來(lái)諸多的不利因素如耐熱性能差、環(huán)境敏感度高等；而在某些關(guān)鍵部件的多物理場(chǎng)耦合問(wèn)題也將成為重要的研究方向。2.1程序化航空航天器和大型空間柔性結(jié)構(gòu)的分析規(guī)模往往高達(dá)數(shù)萬(wàn)個(gè)結(jié)點(diǎn)、近十萬(wàn)個(gè)自由度的計(jì)算量級(jí)，這些問(wèn)題包括但不限于：飛行器的高速碰

8、撞間題，如飛機(jī)的鳥(niǎo)撞，墜撞，包容發(fā)動(dòng)機(jī)的葉片與機(jī)匣設(shè)計(jì)，裝甲的設(shè)計(jì)與分析，載人飛船在著陸或?yàn)R落時(shí)的撞擊等。為了解決這種計(jì)算量龐大的問(wèn)題，上世紀(jì)50年代初，力學(xué)便發(fā)展出一門嶄新的分支學(xué)科一一計(jì)算