飛行器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)總復(fù)習(xí)

1、靜強(qiáng)度設(shè)計(jì)：安全系數(shù)f I Pd設(shè)計(jì)載荷Pe使用載荷Pu極限載荷靜強(qiáng)度設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：結(jié)構(gòu)材料的極限載荷大于或等于設(shè)計(jì)載荷，即認(rèn)為結(jié)構(gòu)安全Pu Pd載荷系數(shù)定義：除重力外，作用在飛機(jī)某方向上的所有外力的合力與當(dāng)時(shí)飛機(jī)重量的比值，1、表示了作用于飛機(jī)重心處除重力外的外力與飛機(jī)重力的比值關(guān)系;2、表示了飛機(jī)質(zhì)量力與重力的比率。1、載荷系數(shù)確定了，則飛機(jī)上的載荷大小也就確定了；2、載荷系數(shù)還表明飛機(jī)機(jī)動(dòng)性的好壞。稱為該方向上的載荷系數(shù)。載荷系數(shù)實(shí)用意義:著陸載荷系數(shù)的定義:載荷系數(shù)的物理意義：起落架的實(shí)際著陸載荷Pg與飛機(jī)停放地面時(shí)起落架的停機(jī)載荷POig之 41.桿只能承受（或傳遞）沿桿軸向的分布力或集

2、中力。2. 薄平板適宜承受在板平面內(nèi)的分布載荷，包括剪流和拉壓應(yīng)力，不能傳彎。沒(méi)有加強(qiáng)件加 強(qiáng)時(shí)，承壓的能力比承拉的能力小得多，不適宜受集中力。厚板能承受一定集中力等。3. 三角形薄板不能受剪。剛度分配原則：在一定條件下（如機(jī)翼變形符合平剖面假設(shè)），結(jié)構(gòu)間各個(gè)原件可直接按照本身剛度的大小比例來(lái)分配它們共同承擔(dān)的載荷，這種正比關(guān)系稱為“剛度分配原則”P(pán)1I1E1F仁 P2l2e2f2 K=EF/Ip 1/p2=k1/k2p 仁k1 p/（k1+k2）（翼面結(jié)構(gòu)的典型受力形式及其構(gòu)造特點(diǎn)：1. 薄蒙皮梁式：蒙皮很薄，縱向翼梁很強(qiáng)，縱向長(zhǎng)桁較少且弱，梁緣條的剖面與長(zhǎng)桁相比要大得多，當(dāng)布置有一根縱梁時(shí)

3、同時(shí)還要布置有一根以上的樅墻。常分左右機(jī)翼-用幾個(gè)集中接頭相連。2. 多梁?jiǎn)螇K式：蒙皮較厚，與長(zhǎng)桁、翼梁緣條組成可受軸向力的壁板承受總體彎矩；縱向長(zhǎng)桁布置較密，長(zhǎng)桁截面積與梁的截面積比較接近或略??；梁或墻與壁板形成封閉的盒段，增強(qiáng)了翼面結(jié)構(gòu)的抗扭剛度。為充分發(fā)揮多梁?jiǎn)螇K式機(jī)翼的受力特征，左右機(jī)翼一般連成整體貫穿過(guò)機(jī)身，但機(jī)翼本身可能分成幾段。但結(jié)合受集中）Ma較大的的超音速飛3. 多墻厚蒙皮式：布置了較多的樅墻，厚蒙皮，無(wú)長(zhǎng)桁，有少肋、多肋兩種，力的需要，至少每側(cè)機(jī)翼上要布置35個(gè)加強(qiáng)翼肋?？梢詻](méi)有普通肋。大型高亞音速運(yùn)輸機(jī)或有些超音速戰(zhàn)斗機(jī)采用多梁?jiǎn)螇K式翼面結(jié)構(gòu)， 機(jī)多采用多墻（或多梁）或機(jī)

4、翼結(jié)構(gòu)。在翼梁平面有腹板局部失穩(wěn)問(wèn)題：翼梁緣條受軸向壓力時(shí)，由于在蒙皮平面內(nèi)有蒙皮支持，支持，因此一般不會(huì)產(chǎn)生總體失穩(wěn)，但需考慮其局部失穩(wěn)問(wèn)題。 翼梁的主要功用承受或傳遞機(jī)翼的剪力Q和彎矩M。（各典型形式（梁式、單塊式、多墻式）受力特點(diǎn)的比較： 機(jī)翼結(jié)構(gòu)受力形式的發(fā)展主要與飛行速度的發(fā)展有關(guān)。速度的增加促使機(jī)翼外形改變并提高了對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度、外形的要求。比較三者的受力特點(diǎn)可以發(fā)現(xiàn)，單純的梁式、薄蒙皮和 弱長(zhǎng)桁均不參加機(jī)翼總體彎矩的傳遞，只有梁的緣條承受彎矩引起的軸力。對(duì)于高速飛機(jī)， 由于氣動(dòng)載荷增大，而相對(duì)厚度減小又導(dǎo)致了機(jī)翼結(jié)構(gòu)高度變小，只靠梁來(lái)承彎將使承彎構(gòu)件的有效高度減小；加之對(duì)蒙皮局

5、部剛度和機(jī)翼扭轉(zhuǎn)剛度要求的提高，促使蒙皮增厚，長(zhǎng)桁增多、增強(qiáng)。因此，在單塊式、多墻式機(jī)翼中，蒙皮、長(zhǎng)桁，乃至主要是蒙皮發(fā)展成主要的 承彎構(gòu)件。由于蒙皮、長(zhǎng)桁等受軸向力的面積較之梁緣條更為分散、更靠近外表面，故承彎 構(gòu)件有效高度較大，因此厚蒙皮翼盒不僅承扭能力較高，抗彎特性也較好，因此，此種機(jī)翼桁梁截面積大， 長(zhǎng)桁少且弱，蒙皮較薄。 由彎曲引起的軸向力主要由桁梁承受， 蒙皮和長(zhǎng)桁只承受很小部分軸力。剪力全部由蒙皮承受。長(zhǎng)桁較密，較強(qiáng)，蒙皮較厚。彎曲引起軸向力由許多桁條和較厚蒙皮組成的壁板來(lái)承受，剪力全部由蒙皮承受。蒙皮上不適宜大開(kāi)口。現(xiàn)代飛機(jī)多數(shù)采用 桁條式結(jié)構(gòu)（桁條式和桁梁式統(tǒng)稱為半硬殼式機(jī)身

6、）。硬殼式機(jī)身結(jié)構(gòu)是由蒙皮和少量隔框組成的。其特點(diǎn)是沒(méi)有縱向構(gòu)件， 蒙皮厚。由厚蒙皮承受機(jī)身引起全部軸力和剪力，隔框承受機(jī)身、蒙皮等的集中力。）口蓋按受力特性分為：不受力口蓋、受剪口蓋與受軸向力口蓋。不受力口蓋不參與整體受力，只受口蓋上的局部氣動(dòng)載荷。受剪口蓋能傳遞原開(kāi)口處所需傳遞的剪流。受軸向力口蓋除了能傳遞原開(kāi)口處所需傳遞的剪流外，還能傳遞原開(kāi)口處軸向力。2、桁條式:3、硬殼式:結(jié)果一般來(lái)說(shuō)材料利用率較高。 在承受總體力中的剪力和扭矩時(shí)，幾種形式中各元件的作用基本相同。）后掠機(jī)翼特性：后掠機(jī)翼比相應(yīng)的直機(jī)翼將更為細(xì)、長(zhǎng)、薄，致使它的彎曲剛度、扭轉(zhuǎn)剛度都比直機(jī)翼差。后掠效應(yīng)：應(yīng)力向后緣集中的

7、現(xiàn)象。后掠角越大，后掠效應(yīng)越嚴(yán)重。三角機(jī)翼特點(diǎn)：很長(zhǎng)的翼肋在載荷作用下容易產(chǎn)生橫向彎曲，機(jī)翼垂直于翼弦的剛度較差。當(dāng)機(jī)翼為中單翼時(shí)，不易做到使整個(gè)機(jī)翼貫穿機(jī)身。三角機(jī)翼由于根梢比大,以致翼尖比較薄，前后緣也比較薄。加強(qiáng)框：主要功用是將裝載的質(zhì)量力和其他部件上的載荷經(jīng)接頭傳到機(jī)身結(jié)構(gòu)上的集中力加 以擴(kuò)散，然后以剪流的形式傳給蒙皮。（機(jī)身結(jié)構(gòu)典型受力形式：一H1 B1i4la：11k（） AmZOA附-q： 63- 50（a）扭矩的傳遞/誌1、桁梁式：BA圖 3.50(b)Qi a1111ifl g圖Q：iBq：tJ剪力的分布3. 50d）彎矩的傳遞1=前梁：2-三角上5扳：$-申央St 6-長(zhǎng)桁

8、I,B O；11r1o111 +扳）IIi5/彳AHhq嘰_ ai14 11、J-Aq：剪力的傳遞CdC6A、3-根肋：4-邊加強(qiáng)肋;7-申央盒牧；S-外我b3M,；,* I I IAGM.V=520H= 1000m處，以速度R= 690m 和 R= 680m(加力3 .某飛機(jī)的戰(zhàn)術(shù)、技術(shù)要求中規(guī)定：該機(jī)應(yīng)能在高度Km/h和V= 625km/ h（加力狀態(tài)）作盤(pán)旋半徑不小于 狀態(tài)）的正規(guī)盤(pán)旋（題圖2.4）。求（1）該機(jī)的最大盤(pán)旋角和盤(pán)旋過(guò)載系數(shù)ny;（2）此時(shí)機(jī)身下方全機(jī)重心處掛有炸彈，重Gb= 300kg，求此時(shí)作用在炸彈鉤上的載荷大小及方向（1kgf = 9.8N）。解答:(1) nyco

9、s2V cYsin mX10r 丫1OYcos G 由與得:tggr1000 2 (520 ) 36003.085 9.8 69072.04 (非加力)tg(625 型0)236006809.84.52377.5 (加力)ny4.6cos(2)Xi2vm r一、一雙粱機(jī)翼，外翼傳到2#肋剖面處的總體內(nèi)力分別力剪力彎矩M=5 X 103 Kn - m、扭矩Mt= 30 kN m。已知前、后粱的平均剖面抗彎剛度為1010kN mm2、El后=2 X 1010kN mm2 ;前、后閉室平均剖面抗扭剛度為 kN mm2 , Kt 后=109 kN mm2。求：(1)當(dāng)L前=L后=1500 mm時(shí)，Q、

10、M、Mt在2#肋剖面如何分配(題圖3. 2(a)?Q= 100 kN(作用在剛心上),EI前=Kt 前=5X 108(2) 當(dāng) L 前=3000 mm、L 后=1500 mm 時(shí)，Q、3. 2(b)?(計(jì)算扭矩分配時(shí)，假設(shè)不考慮前、后閉室之間和M、Mt在此剖面又如何分配(題圖1#肋對(duì)前閉室的影響)。3. t2EJ2(1) Q的分配K= LL前=L后只與2EJ有關(guān)KQ2EJ1Q1=K1 K2=卞EJ1Q(EJ1 EJ2 ) Q = EJ1 EJ2 =丄Q12= 0.333Q=3330kg = 33.3KNQ2 = 6670kg = 66.7KNKJM的分配K= L關(guān)系式仍同上2M 1= 0.33

11、35 105 = 1666.7 KN mM2= 0.6675 105 = 3335 KN m(3) Mt的分配5MtMti= 5 10 = 0.333 3 103 = 0.999103 kg.m = 10 KN mMt2 = 0.667 3 103 = 2.001103 kg.m = 20 KNm三.請(qǐng)畫(huà)出以下各指定翼肋的力平衡圖和內(nèi)力圖(題圖3.4)。(1)薄蒙皮雙粱式機(jī)翼，I肋在氣動(dòng)載荷作用下：(a)前、后緣未略去，(b)若略 去前、后緣的氣動(dòng)載荷和結(jié)構(gòu)。LK(2)該機(jī)翼前粱轉(zhuǎn)折處的n助在傳遞總體彎矩M時(shí)所受的裁荷，畫(huà)出其力平衡圖和內(nèi)力圖:(a)剖面筒化為矩形；(b)剖面上、下為曲線。CD

12、I1匚匸二I(a)(3)薄蒙皮雙梁式機(jī)翼，川肋后緣受有Y向集中力P。(3)(4)機(jī)翼外段為雙梁式，內(nèi)側(cè)為三梁式，W肋位于結(jié)構(gòu)布置變化處，畫(huà)出傳總體力時(shí)，該 肋的力平衡圖和內(nèi)力圖。MlMt22BH = qt22旦H兩閉室對(duì)稱，此時(shí) qt1 =2傳fflJIVXI(1 )若5不變，只是兩閉室面積不同，則q仍相同，扭矩引起的剪力與彎矩同上；但剛心位置可能變動(dòng)，所以多一個(gè)扭矩(2 )若5不同，也會(huì)引起兩閉室扭剛不同，則在分析Mt時(shí)，就會(huì)出現(xiàn) Q , M內(nèi)力。(5)薄蒙皮雙梁式機(jī)翼V肋后梁上作用有集中力py，求該肋受py力時(shí)的平衡圖和內(nèi)力圖(假設(shè)前、后粱彎曲剛度相等)。V若前后梁對(duì)稱右支點(diǎn):12 Py +1哇H2BH = 2 Py+ 2BHMtH丄 132 Py+ 4 Py = 4 PyU若前后梁不對(duì)稱，例如前梁剛度為后梁的2倍,剛心在 2/3B 處，貝U