2025年大學大二（飛行器設計與工程）飛行器結構設計基礎測試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題共30分）答題要求：本卷共6小題，每小題5分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1.飛行器結構設計中，以下哪種結構形式能最有效地提高結構的承載能力和剛度？A.桁架結構B.框架結構C.薄壁結構D.整體結構2.對于飛行器機翼結構設計，其主要承受的載荷不包括以下哪一項？A.氣動力B.慣性力C.發(fā)動機推力D.彎矩3.在飛行器結構設計中，考慮材料的疲勞特性時，以下哪種材料的疲勞壽命相對較長？A.鋁合金B(yǎng).鈦合金C.高強度鋼D.復合材料4.飛行器機身結構設計中，為了保證機身的密封性，通常采用的連接方式是？A.鉚接B.焊接C.膠接D.螺栓連接5.以下哪種結構優(yōu)化方法不屬于飛行器結構設計中常用的方法？A.拓撲優(yōu)化B.形狀優(yōu)化C.尺寸優(yōu)化D.色彩優(yōu)化6.飛行器起落架結構設計時，需要重點考慮的因素是？A.美觀性B.舒適性C.可靠性和緩沖性能D.輕量化第II卷（非選擇題共70分）（一）簡答題（共20分）答題要求：簡要回答問題，需條理清晰，語言簡潔。1.簡述飛行器結構設計的基本原則。（10分）2.說明飛行器機翼結構設計中，如何提高機翼的顫振臨界速度。（10分）（二）分析題（共20分）答題要求：對給定的飛行器結構問題進行分析，闡述原因并提出解決方案。1.某飛行器在飛行過程中，發(fā)現(xiàn)機身出現(xiàn)局部變形過大的情況，請分析可能的原因，并提出改進措施。（10分）2.對于飛行器的復合材料結構，在制造過程中容易出現(xiàn)哪些質量問題？如何進行質量控制？（10分）（三）設計題（共15分）答題要求：根據(jù)題目要求進行飛行器結構的設計，包括結構形式、材料選擇等。設計一個小型飛行器的尾翼結構，要求滿足基本的飛行性能要求，簡述設計思路和主要參數(shù)。（15分）（四）材料題（共15分）答題材料：在飛行器結構設計中，材料的選擇至關重要。現(xiàn)有鋁合金、鈦合金、復合材料三種材料可供選擇。鋁合金具有密度低、成本低、加工性能好等優(yōu)點；鈦合金具有高強度、耐高溫、耐腐蝕等特性；復合材料具有比強度高、比剛度高、可設計性強等優(yōu)勢。題目：請根據(jù)不同的飛行器部位和設計要求，選擇合適的材料，并說明理由。1.飛行器的機翼前緣部位，需要承受較高的氣動加熱和磨損，應選擇哪種材料？為什么？（每題5分）2.飛行器的機身框架結構，在保證一定強度的同時希望減輕重量，哪種材料較為合適？闡述原因。（每題5分）3.飛行器的發(fā)動機短艙結構，既要承受高溫又要保證結構強度，應選用何種材料？說明依據(jù)（每題5分）（五）綜合題（共）答題要求：結合所學知識，綜合分析和解決飛行器結構設計中的復雜問題。1.隨著飛行器性能要求的不斷提高，飛行器結構設計面臨著越來越多的挑戰(zhàn)。例如，如何在保證結構強度和剛度的前提下，進一步減輕結構重量；如何提高飛行器結構的隱身性能等。請針對這些挑戰(zhàn)，談談你的看法和應對措施。（15分）答案：第I卷1.D2.C3.D4.C5.D6.C第II卷1.飛行器結構設計的基本原則包括：滿足飛行性能要求，如強度、剛度、穩(wěn)定性等；重量輕，以提高飛行效率和經濟性；可靠性高，確保飛行安全；便于制造、維護和修理；具有良好的空氣動力學外形等。2.提高機翼顫振臨界速度的方法有：增加機翼的剛度，如采用更厚的蒙皮、更強的肋條等；合理布置結構元件，優(yōu)化機翼的結構布局；采用顫振抑制裝置，如阻尼器等。1.機身局部變形過大可能原因：結構設計不合理，局部受力集中；材料選擇不當，強度不足；制造工藝問題，如焊接、鉚接質量不佳。改進措施：重新優(yōu)化結構設計，分散受力；更換合適材料；加強制造過程質量控制，提高焊接、鉚接質量。2.復合材料結構制造中質量問題：纖維鋪設不均勻；樹脂含量控制不當；界面結合不良。質量控制措施：采用先進鋪設設備確保纖維鋪設均勻；精確控制樹脂注入量；優(yōu)化成型工藝提高界面結合強度。設計思路：采用梁式結構，以減輕重量并保證強度。選用復合材料，利用其比強度高的特點。主要參數(shù)：尾翼面積根據(jù)飛行器總體要求確定，梁的尺寸根據(jù)受力計算得出，保證尾翼能提供足夠的操縱力。1.機翼前緣部位應選擇鈦合金。因為鈦合金耐高溫、耐腐蝕，能承受較高的氣動加熱和磨損，滿足該部位的工作要求。2.機身框架結構可選擇鋁合金。鋁合金密度低，能在保證一定強度的同時有效減輕重量，符合機身框架對重量的要求。3.發(fā)動機短艙結構應選用復合材料。復合材料可設計性強，能根據(jù)高溫環(huán)境要求進行材料設計，同時滿足承受高溫和保證結構強度的需求。1.對于減輕結構重量，可采用更先進的