《飛行器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》課后答案第3章

1、飛機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第三章習(xí)題解答一、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Q=100kN(作用在剛心上)，彎矩M=5X103Knm、扭矩M=30kNm。已知前、后粱的平均剖面抗彎剛度為tEI=lOiokNmm2、前EI=2X1OiokNmm2；前、后閉室平均剖面抗扭剛度為K=5X108kNmm2,K后t前t=109kNmm2。后求：當(dāng)L=L=1500mm時(shí)，Q、M、M在2#肋剖面如何分配(題圖3.2(a)?前后t(2)當(dāng)L=3000mm、L=1500mm時(shí)，Q、M、M在此剖面又如何分配(題前后t圖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1#肋對前閉室的影響)。比21。

2、L前=L后2EJ(1)Q的分配K=L2L#=L后只與2EJ有關(guān)KQ2EJL21EJQ1QQ1=K1+K2=L2(EJ1+EJ2)Q=EJ1+EJ2=1+2=0。333Q=3330kg=33。3KNQ2=6670kg=66。7KNKJ關(guān)系式仍同上(2)M的分配K=LMi=0.333x5x105=1666。7KNmM2=0.667x5x105=3335KNm(3)叫的分配5Mt-叫=5+10=0。333x3x103=0。999x103kg。m=10KNmMt2=0.667x3x103=2。001x103kg。m=20KNm2。L前=3000mm1)Q的分配=1500mm2EJK=L2K1=2x10

3、12(3000匕10122=2x9x106=9x106=2x106x0。1111012K2=2x(15001=2x22x29x106=2.25x106=2x106x0。8891K1+K2=2x106(9+2.25)=2x106(0.111+0.889)=1x2x106Q1=0。111x10000=1110kg=11。1KNQ2=8890kg=88.9KNKJ1012M的分配K1=L=3000=0.333x109Qx1012K1=1500=1。333x109K1+K2=1。666x1090.333M1=1-666x5x105=0。1999x5x105=0.2x5x105=105kgm=1000K

4、NmM2=4x105kgm=4000KNm叫的分配5x101010 x1010K1=3000=1。667x107K2=1500=6.667x10?K1+K2=8。334x1071.667叫產(chǎn)8.334x3x103=0。2x3x103=0。6x103kg.m=6KNm6.667Mt2=8334x3x103=0.8x3x103=2.4x103kg。m=24KNm二。題圖3.3所示兩機(jī)翼，（a）為單塊式，且雙梁通過機(jī)身，而長桁在機(jī)身側(cè)邊切斷；（b）為單塊式，整個(gè)受力翼箱通過機(jī)身請畫出兩種情況下aa、b-b段長桁的內(nèi)力圖，并筒要說明何以如此分布?仗）桁槊式題圖（h）單塊式很部宿蔘與問題*所以軸力可看成

5、兩種悄況的査加此時(shí)有中央翼.軸力不存在轉(zhuǎn)三。請畫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肋在氣動載荷作用下：（a）前、后緣未略去，（b）若略去前、后緣的氣動載荷和結(jié)構(gòu)。(I)aGOpZ(2)該機(jī)翼前粱轉(zhuǎn)折處的II助在傳遞總體彎矩M時(shí)所受的裁荷，畫出其力平衡圖和內(nèi)力圖:(a)剖面筒化為矩形；(b)剖面上、下為曲線.匸cma)(3)薄蒙皮雙梁式機(jī)翼，111肋后緣受有Y向集中力P.(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，畫出傳總體力時(shí)，該肋的力平衡圖和內(nèi)力圖。如廣ftN廠|兩閉室對稱，此時(shí)q11傳扭Mt22BH2=M#詼=qt2傳剪(i)若不

6、變，只是兩閉室面積不同，貝歸仍相同，扭矩引起的剪力與彎矩同上；但剛心位置可能變動，所以多一個(gè)扭矩(2)若5不同，也會引起兩閉室扭剛不同，則在分析叫時(shí)，就會出現(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P，求該肋受P力時(shí)的平衡yy圖和內(nèi)力圖(假設(shè)前、后粱彎曲剛度相等).若前后梁對稱右支點(diǎn):12P+yMH2BHPBPy2H11p+2BH=2p+4p-yy34Py若前后梁不對稱,qt例如前梁剛度為后梁的2倍,-BPy3丄=2BH=3HPy=y剛心在2/3B處，則叫=Py大2/3*BPy-Py+py_33=lpyM：3X3HPyXH=0f.(6)薄蒙皮雙粱式機(jī)翼W肋上C點(diǎn)處受有集中力P時(shí)

7、的力平衡圖和內(nèi)力圖。xVIPPXX-M=4BHx+4BHX HYPERLINK l bookmark66 PBPHXXt=24BH2+24BH4XPX24XABA2BTb四請畫出題圖3。5所示各機(jī)翼結(jié)構(gòu)中所指定肋的力平衡圖和內(nèi)力圖。(1)長桁在機(jī)身對稱軸處對接的雙梁單塊式后掠翼，I肋在傳遞總體力彎矩的過程中所受的載荷，并畫出力平衡圖和內(nèi)力圖。解：傳M時(shí)I的力矩圖+033/I,67/V33(2)(a)請畫出II肋在局部氣動載荷下的力平衡團(tuán)和內(nèi)力圖4M=q*2bh,q=4M=2Mtt2BHBHmq*h*q*H*t3t3B-2M“2BH=M*BH3在了處：=0.33M突變處：2M1.33M=0.67

8、MB2mR2M*H*2BH2=2M2M在2處：=0如果認(rèn)為已擴(kuò)散成水平剪流則：力此M值很小(兩種方法都可以).(a)口號肋(單塊式普通肋)v(b)請畫出中央翼在作用有反對稱總體彎矩時(shí)，111肋、w肋的力平衡圖和內(nèi)力圖。設(shè)左右機(jī)翼通過中央翼連成整體，并在A、B、C、D四點(diǎn)與機(jī)身鉸接，接頭在機(jī)翼前、后墻腹板上。1卜4JA11卜四1III肋和IV肋的分析IV肋較大q較小m助：無犠荷mQ均曲零機(jī)翼外段為雙梁單塊式，內(nèi)側(cè)改為雙梁式，畫出結(jié)構(gòu)型式交換處的v肋在傳遞總體力M、Q、Mt時(shí)的力平衡圖和內(nèi)力圖。傳M時(shí):Q傳Q時(shí)不起作用；傳必丿寸也不起作用。多墻式機(jī)翼在根部用兩個(gè)固接接頭與機(jī)身相連，請畫出側(cè)肋W在傳

9、遞總體內(nèi)力的剪力Q時(shí)，其力平衡圖和內(nèi)力圖.VI肋件Q時(shí)VT畫出圖示三梁式后掠翼側(cè)肋在傳遞總體彎矩時(shí)，其力平衡圖和內(nèi)力圖。如果結(jié)構(gòu)彎矩完全對稱，則中間支點(diǎn)無力；否則會有力(載荷也要對稱，即M=M，才可12能R中二0)如果乩1=0zIZ五.下列各機(jī)翼結(jié)構(gòu)蒙皮上均有開口，請畫出所指定翼肋在傳遞總體內(nèi)力時(shí)所受的載荷及它們的力平衡圖和內(nèi)力圖。單梁單墻式機(jī)翼的I肋。在Q和M下，I肋不起作用；在叫下，如圖所示:雙梁單墻式后掠翼，其中后粱在II肋處有轉(zhuǎn)折，請畫出II肋的力平衡圖和內(nèi)力圖.后Mt前MAlAftJ*八f*雙粱單墻式機(jī)翼中III肋在傳扭時(shí)的力平衡圖、內(nèi)力圖。nM,f單梁雙墻式機(jī)翼中W助在傳扭時(shí)的力平

10、衡圖和內(nèi)力圖.六：現(xiàn)有一桁條式機(jī)身,平尾固定在垂尾上，垂尾與機(jī)身的連接如圖3。7所示,接頭A在yoz平面內(nèi)為固接，接頭B為鉸接尺寸a=0。667m,b=2mc=4m。平尾上受有不對稱的P力，力y作用點(diǎn)距y軸1m,P=100KN,P=50KN,求yiy2(1)此時(shí)機(jī)身后段的彎矩圖M、剪力圖Q和扭矩圖M。zyt(2)畫出框B的力平衡圖，并用圖表示出支反剪流的大小分布規(guī)律.桁條布置見圖3。7工P=P+P=150KNyy1y2Rx2=EPx2.667R=竺x2.667=200.KNaya2R=200.-150=50.KNBM=-Px1+Px1=-50KNmXAy1y2七：某垂尾為單梁單墻結(jié)構(gòu)，后梁與機(jī)身固接，前墻與機(jī)身鉸接在機(jī)身垂尾連接處的加強(qiáng)框有兩種布置方案：兩接頭連接處均布置有垂直放置的加強(qiáng)框，沿后梁軸線方向布置一斜框，前墻處布置一垂直框(見題圖3。8).請分析當(dāng)垂尾上受有側(cè)向力Pz作用時(shí)，在兩種方案情況下機(jī)身結(jié)構(gòu)分別由哪些構(gòu)件受載（包含加強(qiáng)框和其他構(gòu)件）？分別畫出他們的力平衡圖。假設(shè)機(jī)身后段為