西南交通大学学报（社会科学版）2023年2月JOURNALOFSOUTHWESTJIAOTONGUNIVERSITYFeb.2023第24卷（SocialSciences)Vol.24增刊第2期◇实验教学◇《结构强度试验基础》实验教学方法研究茹东恒，徐冰倩，郑红浩，官威，朱金龙，刘五祥，赵红晓，吴昊(同济大学航空航天与力学学院，上海200092)摘要：机翼的振动测试和静载实验是飞机适航测试的重要部分，机身结构的稳定性对飞机整体设计意义重大。本文结合《结构强度试验基础》的教学理念，以机翼为研究对象，设计了课程的实验教学内容。通过对机翼的数值仿真、理论计算、实验对比得到机翼的一阶、二阶模态参和静载实验数据。此外，本次实验教学设计增加了课外实验数据处理提升环节，让学生通过MATLAB编程处理振动实验数据得到机翼模态和振型，培养学生解决实际工程问题的能力。关键词：实验教学；机翼；模态分析；静载实验；有限元分析作者简介：茹东恒（1992-），男，硕士研究生。主要从事金属疲劳、断裂研究，E-mail：rudongheng@tongji.edu.cn.一、引言近年来，我国航空科技事业取得历史性增长，国产大飞机的试飞成功是其中代表性成果[1]。随着对航空设备耐久性研究的不断深入，其结构的设计和测试一直都是国内外关注的焦点。在飞机飞行过程中，机翼会受到气流的波动影响，动态性能分析显得至关重要。目前，地面共振实验是测量飞机模态、振型和阻尼的重要手段，实验得到的模态结果可对飞机的有限元模型进行检验，来确保预测的准确性[2]。同时，机翼的静载实验也是飞机安全和强度测验不可缺少的一部分。大型运输飞机和民用飞机在起飞和降落过程中，必须使用增升装置[3-4]，由于升力的影响，机翼的强度校核是保证飞行安全的重要因素。飞机结构常见的外载荷主要有集中载荷、均布和非均布载荷，在飞机结构静载实验中，分级加载是最有效的加载方式。本文依照《结构强度试验基础》的教学要求，以机翼模型为研究对象，设计实验教学课程实验，进行机翼有限元分析和机翼结构的振动测试、静力实验。此实验项目可以调动学生学习积极性，增强学生力学竞赛和解决实际工程问题的能力。18西南交通大学学报（社会科学版）第24卷二、实验理论1.振动测试理论飞机在飞行过程中，机翼因受到空气的阻力而引起振动，尤其在高速飞行时，震颤问题更加凸显。在研究飞机震颤问题时，模态分析是必不可少的一部分，模态是系统的固有振动特性，任一模态都有其特定的固有频率、阻尼比和模态振型。模态分析即研究系统的振动规律。机...
