飛機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.5

1、4.5機(jī)翼典型受力型式的傳力分析空氣動力向翼肋 上的傳遞分析Q梁式機(jī)翼*單塊式機(jī)翼的傳 力分析多腹板式機(jī)翼的 傳力分析2019/11/124.5. 1空氣動力向翼肋上的傳遞分析2019/11/1211重心：機(jī)翼剖面上，重力與弦線剛心機(jī)翼剖面的三心乃和一點(diǎn)交點(diǎn)。剛心：當(dāng)剪力作用于該點(diǎn)時(shí)，機(jī) 翼只彎不扭，或機(jī)翼受扭 時(shí)，將繞其旋轉(zhuǎn)。剛心位 置約在3840% 6。焦點(diǎn)：也稱為空氣動力中心，焦點(diǎn)可看為在迎角變化時(shí)，升力增量的作用點(diǎn)。約在28% b處。焦心壓心：空氣動力R與機(jī)翼弦線的交點(diǎn)，即空氣動力合力 作用點(diǎn)。它的位置隨著a角（Cy）而變化。a T Cy T壓心由移，接近焦點(diǎn)。(28-30)%b總體位

2、置分布?xì)鈩恿ψ饔迷诿善ど险l支持蒙皮？蒙皮：由翼肋和長桁支持。4.5. 1空氣動力向翼肋上的傳遞分析分布?xì)鈩恿ψ饔迷谝砝吆烷L桁誰支持翼肋和長桁？(a)長桁：由翼肋支持。2019/11/1211翼肋：由翼肋后方的機(jī)翼盒段支持。圖3.26翼肋的承載翼肋合力的卡移J圖3.29雙梁式翼盒上普通肪的平衡圖及內(nèi)力圖集中力（X向、丫向、Z向）例副翼接頭載荷:由翼肋和加強(qiáng)翼梁承受并 擴(kuò)散?？偨Y(jié)：分布?xì)鈩恿ψ饔迷诿善ど希ㄕl支持蒙皮？） 分布?xì)鈩恿ψ饔迷谝砝吆烷L桁（誰支持翼肋和長桁？）蒙皮：由翼肋和長桁支持。長桁：由翼肋支持。翼肋：由翼肋后方的機(jī)翼盒段支持。 集中力（X向、Y向、Z向） 例副翼接頭載荷：由翼肋和加強(qiáng)

3、翼 梁承受并擴(kuò)散。4.5.2梁式機(jī)翼1.結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：梁強(qiáng)；蒙皮?。ㄈ蔿mm）；長桁弱且較少（單塊式3mm,多腹板式可達(dá)十幾毫米）與機(jī)身只有幾個(gè)集中接頭，但至少要有一固支，一較支。 （靜定支承）2. 受力特點(diǎn)：梁：承受絕大部分畋（90%以上）蒙皮：受引起的（同時(shí)初始受載，氣動力）長桁：不受總體力，受局部氣動載荷但在傳總體力時(shí)作為蒙皮的支持提高蒙皮臨界剪應(yīng)力。 普通肋：不受總體力，受局部氣動載荷提供蒙皮支持。3. 用處：常用在大入（入6）直機(jī)翼，低速飛機(jī)上2019/11/1413圖3.71_翼梁機(jī)翼的典型結(jié)構(gòu)元件2-前縱墻3-后縱墻4普通翼肋5加強(qiáng)翼肋6-對接接頭7硬鋁蒙皮 禺-長桁4.5.2梁式機(jī)

4、翼大梁的腹板圖 3.252019/11/1215蒙皮大梁的凸緣雙集式直機(jī)翼節(jié)釘縫4.5.2梁式機(jī)翼2019/11/1219作用在機(jī)翼上的氣動載荷的傳遞氣動載荷(a)1一蒙皮匸2長持；3製肋；斗一檢桁支反Zh 翼助支反力匸由蒙皮傳來的集中力由蒙皮傳來的分布載荷3.29翼肋的外載作用在機(jī)翼上的氣動載荷的傳遞4 / 1長桁2翼肋3蒙皮傳來的載荷4-翼肋的支反力4.5.2梁式機(jī)翼翼肋上的氣動載荷是如何傳遞的?梁式翼肋2019/11/12284.5.2梁式機(jī)翼梁式機(jī)翼的氣動載荷是如何傳遞的?梁式翼盒4.5.2梁式機(jī)翼圖3.26翼肋的承載翼肋合力的平移蒙皮初始受載A長桁翼肋一-翼肋一梁腹板蒙皮 機(jī)翼機(jī)身接

5、頭（彎矩剪力）扭矩（根肋）4.5.2梁式機(jī)翼機(jī)翼上集中力的傳遞集中力來源：副翼 襟翼 機(jī)翼掛架等連接接頭來。 機(jī)翼結(jié)構(gòu)：薄壁結(jié)構(gòu)，受集中力的能力極差。解決辦法： 集中力作用處布置構(gòu)件擴(kuò)散。好差4.5.2梁式機(jī)翼航向（x向）集中力肋 丫向集中力加強(qiáng)肋在集中力P作用下兩種運(yùn)動趨勢二二向上繞剛心轉(zhuǎn)動向上運(yùn)動由梁腹板提供支反力限制轉(zhuǎn)動由梁腹板蒙皮 提供支反剪流限制4.5.2梁式機(jī)翼加強(qiáng)肋內(nèi)力圖見下圖、受力特點(diǎn)：彎矩剪力往往較大結(jié)構(gòu)特羨 肋腹菽緣條比較強(qiáng);與翼梁蒙皮的連接也比較強(qiáng)。4.5.2梁式機(jī)翼有關(guān)力等效的兩個(gè)問題/問題 是否可用等效力系畫內(nèi)力圖?問題2.是否可用等效力系求支反力?2019/11/1

6、24.5.2梁式機(jī)翼舉例：加強(qiáng)肋傳力分析0B設(shè)：Hh, B二4,前梁剛度為3,后梁剛度為1 問題：1. 是否僅后梁腹板提供支反剪力？2. 加強(qiáng)肋是否可簡化為雙支點(diǎn)梁？2019/11/1227PP下圖所示兩種受力模型的傳力路線相同嗎?/解:將P移到剛心得p、=p Mt=P*3R 前、=3/4P R 后=1/4PQt=3P2x1x4=3/8P3/8Px 1工R前二 3/4P-3/8P=3/8PRt后3/8Px 1工R后二 l/4P+3/8P=5/8P4.5.2梁式機(jī)翼4.結(jié)論:1. 前梁上有載荷，也即一般不能抵消，而是會使盒段扭! P力不是全部由后梁傳往根部，而是會在盒段上整個(gè) 加載。2. 雙梁式

7、不是雙支點(diǎn)簡支梁！加強(qiáng)肋是由后盒段周緣連 接的。3. 傳集中力時(shí)，要通過某些加強(qiáng)構(gòu)件把它轉(zhuǎn)化為適宜于機(jī)翼主要受力構(gòu)件（盒式梁）所宜承受的各種分散力先擴(kuò)散一傳給主盒段機(jī)身4.5.3單塊式機(jī)翼的傳力分析結(jié)構(gòu)特點(diǎn):梁較弱或只有墻；蒙皮較厚（t3）；長桁多且強(qiáng)。受力特點(diǎn)：由梁緣條 長桁和蒙皮組成的壁板承彎 其它傳力路線同梁式氣動載荷傳給蒙皮，蒙皮傳給桁條和翼肋，翼肋傳給蒙皮和 腹板用處：從高速飛機(jī)要求看：1. V |一氣動載荷|局部剛度要求2. 翼形變薄一承彎能力要求I兩者矛盾辦法：提高有效高度，可采用后面介紹的多腹板式2019/11/12284.5.3單塊式機(jī)翼的傳力分析2019/11/12304.

8、5.3單塊式機(jī)翼的傳力分析單塊式機(jī)翼的氣動載荷是如彳可在翼肋上傳遞的?單塊式翼肋2019/11/1244傳力分析:Ql I(a)雙梁式翼肋的剪流分布規(guī)律i Ir ri r r1 Gl ii1二!Q( I(b)單塊式翼肋上的剪流分布規(guī)律Q AiixTif單塊式機(jī)翼的載荷是如何傳遞的?單塊式翼盒剪力傳遞：因長桁、蒙皮較強(qiáng)，承軸向正應(yīng)力能力大， 梁腹板受剪時(shí)，產(chǎn)生的軸向剪流（將形成彎矩） 由梁稼條，長纟行、蒙皮組成的壁板承受。傳遞過程：I腹板剪流梁椽條第一長桁假定承受正應(yīng)力能力折算到長桁/蒙皮（受剪）Q 第一長桁豕皮v、蒙皮摻條、長桁分擔(dān)軸力大小與他們的拉壓剛度成正比例內(nèi)力N沿展向分布按斜折線規(guī)律分

9、布，同梁式。（C）332雙梁單塊式機(jī)翼總體傳力特征1蒙皮、長桁、梁上的山N均有變化蒙皮：扭矩和軸向剪流蒙皮受剪傳遞肋上附加剪流 （肋上剪流分布改變，與受正應(yīng)力元件面積有關(guān)）長纟彳亍： 梁：正應(yīng)力部分傳給長桁，故N較小。2如果蒙皮，長纟彳亍均受正應(yīng)力，則剪流分布有何不同?階梯斜折線3剪流（軸向）如何傳到長纟行上蒙皮受剪，所以肋上剪流多4. 分離面為何要這樣安排？主要使M：左右自身平衡（當(dāng)對稱時(shí)）一-機(jī)翼貫穿Q, Mt：在直機(jī)翼中不進(jìn)入中央翼 （與機(jī)身相連處根接頭 肋）但反對稱Mt要在中央翼上平衡5. 中央翼一般有些什么元件？必需長纟行，蒙皮翼肋主要作為支持，但在與機(jī)身連接處要6. 如果不帶中央翼

10、：要出現(xiàn)參與區(qū)，影響效率一纟行梁式機(jī)翼4. 5. 4多腹板式機(jī)翼的傳力分析多腹板式結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：縱墻多（5）;蒙皮厚（幾一十幾mm）；無長纟行；有多肋和少肋兩種。+n號車皓j同單塊式機(jī)另連按（同梁式（由多腹板T多梁式）用處：小展弦比；高速飛機(jī)（薄翼）或后掠翼HeffT多腹板；薄翼剛度要求T厚蒙皮T無長桁傳力特點(diǎn)：若無普通肋W(d)圖3.34多墻式機(jī)翼受戟（曲簡化模型5）腹板受戒后的平衡Co）上、卜蒙皮的載荷冷）側(cè)邊翼助為載后的平衡4. 5. 4多腹板式機(jī)翼的傳力分析對多腹板小展弦比直機(jī)翼，由于各梁剛度、載荷不一樣，會 有附加剪流翹曲變形對剛度大的梁加載，對剛度小的梁卸載4. 5. 4多腹板式機(jī)翼的傳力分析多腹板機(jī)翼的啟發(fā)問題1、無肋時(shí)，氣動載荷是怎麼傳的？2、是否還有扭矩（或扭轉(zhuǎn)變形引起的剪流）3、如無中央翼會怎樣？ 總結(jié)綜述三個(gè)典型受力型式：1 受Q的形式?jīng)]有改變；2. 不同之處主要是受M的元件分布由集中（梁式）=分散（單塊式）n更分散（多腹板式） 并由此還將影響到翼肋和蒙皮的受載情況有所差異4.5機(jī)翼典型受力型式的傳力分析1梁緣條壓