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飞行器结构强度考试题及解析

一、单选题（每题2分，共20题）

1.飞机结构设计中，静强度计算的目的是什么？

A.确保结构在极限载荷下不发生断裂

B.评估结构疲劳寿命

C.分析结构的振动特性

D.确定结构的重量分布

2.铝合金在常温下具有良好的强度和刚度，但其在低温环境下的性能会发生什么变化？

A.强度和刚度显著提高

B.强度降低，刚度不变

C.强度和刚度均显著降低

D.强度不变，刚度降低

3.钛合金在飞机结构中的应用主要优势是什么？

A.轻质高强，耐高温

B.成本低，加工方便

C.疲劳寿命长，耐腐蚀

D.以上均正确

4.复合材料层合板在承受单向拉伸载荷时，其强度主要取决于哪个因素？

A.纤维方向

B.基体材料

C.铺层顺序

D.环境温度

5.飞机结构中的应力集中现象通常发生在哪些部位？

A.螺栓孔、缺口边缘

B.圆角过渡处

C.连接区域

D.以上均正确

6.疲劳极限是指材料在什么条件下不发生断裂的最大应力？

A.静载荷下

B.动载荷下

C.循环载荷下

D.蠕变载荷下

7.飞机结构设计中，如何减小应力集中？

A.增大孔径

B.增加连接区域厚度

C.采用圆角过渡

D.以上均正确

8.压杆失稳通常发生在什么条件下？

A.受拉载荷

B.受压载荷且长细比较大

C.受弯载荷

D.受扭载荷

9.飞机结构中的连接形式主要包括哪些？

A.螺栓连接、铆接、焊接

B.黏接、铆接、螺接

C.焊接、胶接、铆接

D.以上均正确

10.复合材料层合板的强度和刚度与纤维方向的关系是什么？

A.纤维方向与强度无关

B.纤维方向与强度成正比

C.纤维方向与刚度无关

D.纤维方向与刚度成正比

二、多选题（每题3分，共10题）

1.飞机结构强度分析中，常用的载荷类型包括哪些？

A.静载荷

B.动载荷

C.疲劳载荷

D.蠕变载荷

2.复合材料结构设计的主要考虑因素有哪些？

A.各向异性

B.老化效应

C.耐热性

D.成本控制

3.飞机结构中的损伤容限设计主要针对哪些问题？

A.裂纹扩展

B.断裂韧性

C.应力腐蚀

D.疲劳寿命

4.影响飞机结构疲劳寿命的因素有哪些？

A.载荷谱

B.材料性能

C.结构几何形状

D.环境因素（如温度、湿度）

5.飞机结构中的连接设计需要考虑哪些因素？

A.强度匹配

B.刚度协调

C.寿命预测

D.可靠性

6.钛合金在飞机结构中的应用场景包括哪些？

A.发动机部件

B.机翼前缘

C.起落架

D.舱门结构

7.复合材料层合板在什么情况下会发生分层？

A.剪切载荷

B.脉动载荷

C.局部冲击

D.温度变化

8.飞机结构静强度试验的主要方法有哪些？

A.拉伸试验

B.压缩试验

C.弯曲试验

D.扭转试验

9.影响飞机结构失稳的因素有哪些？

A.长细比

B.载荷类型

C.材料弹性模量

D.支撑条件

10.飞机结构疲劳设计中，常用的分析方法有哪些？

A.线性疲劳理论

B.非线性疲劳理论

C.谱载荷法

D.虚功原理

三、判断题（每题1分，共10题）

1.飞机结构中的应力集中总是有害的，必须完全避免。

2.钛合金的密度比铝合金低，但强度更高。

3.复合材料层合板的强度和刚度仅取决于纤维体积分数。

4.压杆失稳是一种脆性破坏形式。

5.飞机结构中的疲劳裂纹扩展速度与应力幅值成正比。

6.铆接连接比螺栓连接的强度更高。

7.复合材料在高温环境下性能会显著下降。

8.飞机结构静强度设计通常采用安全系数法。

9.应力集中系数越大，结构越容易发生疲劳破坏。

10.复合材料层合板的铺层顺序对其性能没有影响。

四、简答题（每题5分，共6题）

1.简述飞机结构静强度设计的步骤。

2.复合材料层合板的主要优缺点是什么？

3.什么是应力集中？如何减小应力集中？

4.简述飞机结构疲劳设计的基本原理。

5.钛合金在飞机结构中的应用有哪些优势？

6.简述压杆失稳的机理及影响因素。

五、计算题（每题10分，共4题）

1.某铝合金拉伸试样，屈服强度σs=300MPa，抗拉强度σb=400MPa。若该试样承受的应力为350MPa，判断其是否会发生屈服？

2.某复合材料层合板厚度为4mm，纤维方向与载荷方向成45°角。已知纤维拉伸强度为1500MPa，基体强度为500MPa，纤维体积分数为60%。计算该层合板在单向拉伸载荷下的等效强度。

3.某压杆长L=5m，截面面积A=100mm2，弹性模量E=200GPa，临界失稳载荷Pcr=100kN。计算该压杆的长细比及临界应力。

4.某飞机