附件1中国民航大学研究生课程教学大纲 - 疲劳与断裂课程教学大纲.doc
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《疲劳与断裂》教学大纲
课程英文名称
FatigueandFracture
开课院系
航空工程学院
课程类别
学科选修课
授课对象
学术型
授课方式
讲授类
课程总学时
36
课程总学分
2
开课学期
2
适用专业
航空宇航科学与技术、机械工程
预修课程
有限元法、材料力学
主讲教师1
蔺越国
职称
讲师
主讲教师2
郭巧荣
职称
讲师
课程简介（500字以内）：
《FatigueandFracture》是一门综合专业课程。飞机结构的疲劳（Fatigue）与断裂（Fracture）是引起航空工程结构或构件在飞行循环载荷作用下失效的最主要原因。本课程主要讲授疲劳损伤失效理论概念、分析步骤、基本设计和分析方法，使研究生能够正确有效地选用有关的实验技术，掌握疲劳断裂失效分析方法的基本技能，综合地运用已经学过的基本理论和知识判断疲劳破坏性质和原因，并为可靠地采取预防措施、提高飞机结构维修水平和维修质量提供一定的科学依据。
本课程主要针对国内外“航空宇航科学与技术”以及“航空工程”学科的研究生，属于专业选修类课程。本课程不仅是这些专业方向研究生开展硕士学位论文研究的基础，同时也是开展更深层次研究的基础。针对航空工程学院培养的研究生未来就业趋势将主要从事飞机结构设计和航空机务维修工作，都将涉及到飞机结构疲劳强度与断裂方面的知识。因此，建设面向民航业的《FatigueandFracture》全英语授课课程对培养研究生理解和解决实际问题的能力，提高研究生培养质量，扩展我校专业课程建设与国际工程教育规范化建设等方面均有重要的意义。
课程教学目标与基本要求：
《FatigueandFracture》的教学内容主要包括：循环疲劳载荷谱，应力疲劳分析法，结构疲劳分析和裂纹扩展断裂等。同时结合民航飞机结构维修技术，将疲劳和断裂二者有机地结合在一起，主要教学内容包括以下15部分内容：
（1）材料中的疲劳现象：了解关于疲劳机理的基本知识和影响疲劳的各种因素。
（2）缺口处应力集中：了解结构中的应力集中及其对疲劳的重要性。
（3）残余应力：了解残余应力的存在和产生及其对于疲劳的重要意义。
（4）疲劳性能：了解材料疲劳性能的重要表征，疲劳极限、S-N曲线和疲劳图。
（5）缺口试样的疲劳强度：了解缺口试样的疲劳性能及工程预测意义。
（6）载荷谱：了解服役结构的不同载荷类型以及载荷谱的描述和获取方法。
（7）变幅载荷下的疲劳：了解服役结构的不同载荷类型以及载荷谱的描述和获取方法。
（8）疲劳与分散性：了解疲劳分散性来源及对实际工程问题影响。
（9）疲劳试验：了解疲劳试验计划的目的和步骤。
（10）特殊疲劳条件：了解连接接头、焊接接头、和纤维-金属层板的疲劳性能。
（11）连接接头与结构疲劳：了解连接接头、焊接接头、和纤维-金属层板的疲劳性能。
（12）线弹性断裂力学：了解Griffith能量平衡理论、能量释放率和裂纹应力强度因子，应力强度因子K和能量释放率G之间的关系、裂纹尖端塑性和复合型裂纹。
（13）疲劳裂纹扩展分析与预测：了解疲劳裂纹扩展性能，进行疲劳裂纹的分析与预测。
（14）变幅载荷下的疲劳裂纹扩展：了解变幅载荷下的疲劳裂纹扩展预测模型和方法。
（15）结构的抗疲劳设计：了解结构的抗疲劳设计及实际案例。
2） 考核方法
考核方法为开卷笔试，对飞机结构疲劳强度与断裂力学讲授的相关内容进行考核。
两次课程设计报告的完成。
课程考核方式和成绩计算评定：
1．考核方式：考试（√）；考查（）
2．成绩评定：
总评成绩构成：平时考核（50）％；中期考核（0）％；期末考核（50）％
平时成绩构成：考勤考纪（20）％；作业（0）％；读书报告（0）％
实践环节（80）％；其他（）％
课程内容及详细教学计划：
授课内容（细化到章、节、目）
教学目标
授课模式（指传统讲授、讨论、多媒体教学等）
1材料中的疲劳现象
1.1疲劳寿命的不同阶段
1.2裂纹起始和扩展
1.3疲劳机制详细论述
1.4疲劳断裂的特征
了解关于疲劳机理的基本知识和影响疲劳的各种因素。
PPT讲授与讨论
2缺口处应力集中
2.1应力集中系数Kt定义
2.2应力集中的解析计算
2.3缺口几何形状对Kt定义
了解结构中的应力集中及其对疲劳的重要性
PPT讲授与讨论
3有限元软件分析应力集中
(课程报告)
使用有限元软件分析缺口处应力集中
课程设计
4残余应力
4.1残余应力的不同来源
4.2残余应力的测量或计算
了解残余应力的存在和产生及其对于疲劳的重要意义
PPT讲授与讨论
5疲劳性能
5.1S-N曲线和疲劳图
5.2光滑试样的疲劳强度
5.3低周疲劳
了解材料疲劳性能的重要表