第六章機身結構分析

1、第6章 機身結構分析 6.1 6.1 機身的功用、要求和機身的外形參數(shù)機身的功用、要求和機身的外形參數(shù)構成、要求、分析設計方法與機翼基本相同；構成、要求、分析設計方法與機翼基本相同；特殊性：特殊性：使用要求在設計中占有重要地位，對結構布置使用要求在設計中占有重要地位，對結構布置影響較大；影響較大；設計外載荷主要是集中力；設計外載荷主要是集中力；協(xié)調關系多；協(xié)調關系多；相對載荷較小（某些機翼元件不適用，如整體相對載荷較?。承C翼元件不適用，如整體壁板）。壁板）。 6.1.16.1.1飛機機身的功用飛機機身的功用機身作為飛機結構的基礎，通過受力關系，把飛機的所有機身作為飛機結構的基礎，通過受力關

2、系，把飛機的所有部件聯(lián)成一個整體；部件聯(lián)成一個整體；裝載乘員、設備和有效載荷，裝載燃油；裝載乘員、設備和有效載荷，裝載燃油；布置起落架；布置起落架；放置發(fā)動機；放置發(fā)動機；機身的結構質量占飛機質量的機身的結構質量占飛機質量的8%-15%；機身的結構質量占飛機結構質量的機身的結構質量占飛機結構質量的 40%-50%。機機 身身 的的 結結 構構 和和 布布 局局 6.1.2 6.1.2 對機身結構的基本要求對機身結構的基本要求飛機結構設計的基本要求適用于機身結構設飛機結構設計的基本要求適用于機身結構設 計，即質量最小。計，即質量最小?？傮w設計階段：總體設計階段：滿足裝載的使用要求：可能在一些氣動

3、要滿足裝載的使用要求：可能在一些氣動要 求和重求和重量要求上作出讓步；量要求上作出讓步；協(xié)調機身、機翼、尾翼等相連接部件的主協(xié)調機身、機翼、尾翼等相連接部件的主 要受力要受力構件；構件；機身結構為滿足使用要求的各種技術要求機身結構為滿足使用要求的各種技術要求 在總體在總體設計時已基本解決。設計時已基本解決。零部件設計階段零部件設計階段：滿足結構的強度、剛度：滿足結構的強度、剛度和工藝性要求。和工藝性要求。具有足夠的剛度：直接影響尾翼的效率和尾翼顫具有足夠的剛度：直接影響尾翼的效率和尾翼顫振特性；變形引起阻力增大。振特性；變形引起阻力增大。足夠的強度。足夠的強度。足夠的開敞性：相對機翼、尾翼等，

4、對機足夠的開敞性：相對機翼、尾翼等，對機 身結構身結構的影響更突出。的影響更突出。最小的結構重量。最小的結構重量。良好的工藝性、成本低。良好的工藝性、成本低。機身結構受力型式和與之相連的部件的結機身結構受力型式和與之相連的部件的結 構受力型式相協(xié)調。構受力型式相協(xié)調。（總體設計階段）（總體設計階段）將來自機翼、尾翼、起落架、動力裝置的將來自機翼、尾翼、起落架、動力裝置的 載荷傳遞到機身的承力構件上。載荷傳遞到機身的承力構件上。（零部件（零部件 設設計階段）計階段）能承受有效裝載、設備和機身結構的質量能承受有效裝載、設備和機身結構的質量 力以及作用在機身上的氣動載荷和密封艙力以及作用在機身上的氣

5、動載荷和密封艙 內內的壓差載荷。的壓差載荷。 （零部件設計階段）（零部件設計階段）其他要求其他要求(1) 合理選擇機身的外形和參數(shù)，使其在給定的外形尺寸下迎面阻力最合理選擇機身的外形和參數(shù)，使其在給定的外形尺寸下迎面阻力最小，有效容積最大。小，有效容積最大。(2)在翼身融合的飛機上采用能產生較大部分升力的在翼身融合的飛機上采用能產生較大部分升力的 升力機身，這樣可升力機身，這樣可減小機翼面積，降低機翼重量。減小機翼面積，降低機翼重量。(3) 合理使用機身的有效容積，就要布局緊湊，將貨物盡量靠重心附近合理使用機身的有效容積，就要布局緊湊，將貨物盡量靠重心附近布置，這能夠降低慣性矩并改善飛機的機動

6、特性；在各種裝載情況、燃布置，這能夠降低慣性矩并改善飛機的機動特性；在各種裝載情況、燃油和彈藥消耗的情況下，減少重心的變化范圍，可保證飛機具有更理想油和彈藥消耗的情況下，減少重心的變化范圍，可保證飛機具有更理想的穩(wěn)定性和操縱性。的穩(wěn)定性和操縱性。(4) 特殊要求：特殊要求：空降人員和武器裝備能容易跳傘和投放；空降人員和武器裝備能容易跳傘和投放；對運輸?shù)呢浳锬芊奖愕匮b載、系留和卸載；對運輸?shù)呢浳锬芊奖愕匮b載、系留和卸載；高空飛行時能保證乘客和乘員具有必要的生活條件，要具高空飛行時能保證乘客和乘員具有必要的生活條件，要具備一定的舒適標準；備一定的舒適標準；旅客機迫降時保證乘員生命，能迅速安全地應急

7、撤離；旅客機迫降時保證乘員生命，能迅速安全地應急撤離； 機組人員要有良好的視野。機組人員要有良好的視野。使用要求使用要求是機身設計要求中的重要要求。是機身設計要求中的重要要求。比如座艙蓋、開口比如座艙蓋、開口 等就是必須滿足使用要求。等就是必須滿足使用要求。必須滿足各種裝載的特殊需要及所提出的必須滿足各種裝載的特殊需要及所提出的 眾多的眾多的使用要求使用要求，并應與機翼、尾翼等連，并應與機翼、尾翼等連 接部件的主要受力構件的布置、連接點位接部件的主要受力構件的布置、連接點位 置進行總體協(xié)調，以減輕飛機總重量。置進行總體協(xié)調，以減輕飛機總重量。在保證機身結構完整性的前提下，結構重在保證機身結構完

8、整性的前提下，結構重 量盡可能小。量盡可能小。 機身結構機身結構 設計要求設計要求機身應有足夠的開敞性以便于維修。機身應有足夠的開敞性以便于維修。有良好的工藝性，生產成本要低。有良好的工藝性，生產成本要低。機身基本不產生升力，所以機身氣動力要機身基本不產生升力，所以機身氣動力要 求主要是阻力小。為此機身一般做成細長求主要是阻力小。為此機身一般做成細長 的流線體，希望外形光滑，突出物少等。的流線體，希望外形光滑，突出物少等。 6.1.36.1.3機身的外形和參數(shù)機身的外形和參數(shù) 一、機身的橫剖面形狀一、機身的橫剖面形狀取決于飛機的功用、使用條件和飛機的總體布局。取決于飛機的功用、使用條件和飛機的

9、總體布局。圓形機身的表面面積較小，摩擦阻力也較小，在內壓作圓形機身的表面面積較小，摩擦阻力也較小，在內壓作用下，只受拉伸，而不受彎曲。用下，只受拉伸，而不受彎曲。最常用的機身橫剖面是圓形和兩個不同直徑的圓相交的最常用的機身橫剖面是圓形和兩個不同直徑的圓相交的形狀。形狀。圖圖6.2 機身的橫剖面形狀，前、后機身的參數(shù)和形機身的橫剖面形狀，前、后機身的參數(shù)和形狀狀二、機身的側面形狀二、機身的側面形狀與飛機用途、最小阻力要求、機身中乘員、設備與飛機用途、最小阻力要求、機身中乘員、設備和有效裝載的具體布置以及機翼平面和有效裝載的具體布置以及機翼平面 形狀、尾翼、形狀、尾翼、動力裝置的形狀和位置等有關。

10、動力裝置的形狀和位置等有關。前機身和后機身是均勻收斂的，軸對稱形式的機前機身和后機身是均勻收斂的，軸對稱形式的機身符合最小阻力的要求。身符合最小阻力的要求。 長而細的前機身能減小阻力。長而細的前機身能減小阻力。機翼后掠使后機身延長，同時也使前機身機翼后掠使后機身延長，同時也使前機身 縮短?？s短。此時后機身上的彎矩增大，因此機此時后機身上的彎矩增大，因此機 身質量也隨之增身質量也隨之增加。加。延長前機身時要考慮前起落架的布置條件，以保延長前機身時要考慮前起落架的布置條件，以保證起落架具有必要的輪距，還要考慮把發(fā)動機移到證起落架具有必要的輪距，還要考慮把發(fā)動機移到后機身。后機身。三、機身參數(shù)三、機

11、身參數(shù) 機身可以看作是多支點外伸機身可以看作是多支點外伸梁，支點是機翼與機身的連梁，支點是機翼與機身的連接接頭。接接頭。 增大增大 f( ff或或 af)的同時增大的同時增大機身長度會導致機身上彎矩機身長度會導致機身上彎矩的增大，使機身質量增大的增大，使機身質量增大 ；但機身阻力會下降。但機身阻力會下降。 靠減小靠減小 lf 或增大或增大 df 的方法來的方法來減小減小 f會降低機身的載荷和會降低機身的載荷和機身承力件上由彎矩產生的機身承力件上由彎矩產生的應力，但是在應力，但是在df增大的同時，增大的同時，由于壓差由于壓差 P 的作用，密封的作用，密封艙的應力會迅速增大。艙的應力會迅速增大。機

12、身參數(shù)：機身參數(shù)：lf, df, lff, laf, Sfmax,細長比：細長比： f=lf/df, ff=lff/df, af=laf/df, 6.2 6.2 機身上的載荷及其平衡機身上的載荷及其平衡前后機身上的質量力、尾翼、起落架等部前后機身上的質量力、尾翼、起落架等部 件傳給機身的集中力，在機身中段上與機件傳給機身的集中力，在機身中段上與機 翼翼傳給機身的集中力平衡。傳給機身的集中力平衡。 機身看作支撐在機翼上的多支點梁。機身看作支撐在機翼上的多支點梁。 6.2.16.2.1機身上的主要載荷機身上的主要載荷機身受到的主要載荷由機身受到的主要載荷由強度規(guī)范強度規(guī)范規(guī)定。規(guī)定。1）與機身相連

13、的飛機其它部件傳給機身的力）與機身相連的飛機其它部件傳給機身的力飛行、著陸、滑行中作用到機身結構上的力；飛行、著陸、滑行中作用到機身結構上的力；前機身：前輪載荷是主要外載；前機身：前輪載荷是主要外載；后機身：尾翼載荷、發(fā)動機推力和陀螺效應產后機身：尾翼載荷、發(fā)動機推力和陀螺效應產 生的集中力；生的集中力；水平和垂直載荷是同一數(shù)量級。水平和垂直載荷是同一數(shù)量級。2）機身受到的質量力）機身受到的質量力 取決于質量大小和過載的大小和方向；取決于質量大小和過載的大小和方向； 機身總體載荷的主要部分；機身總體載荷的主要部分； 運輸機裝載以集中質量力的形式表示：運輸機裝載以集中質量力的形式表示：Pi mi

14、 g nei fi 機身結構的分布質量力的近似計算公式：機身結構的分布質量力的近似計算公式：fq =mf g Hf ndSsHf：機身高度；：機身高度； Ss：機身側面投影面積。：機身側面投影面積。3 3）分布在機身表面上的氣動力）分布在機身表面上的氣動力 由于機身基本上為對稱流線體，故機身上除局部氣動載荷較由于機身基本上為對稱流線體，故機身上除局部氣動載荷較大外，分布氣動力對機身總體內力基本沒有影響（可自身平大外，分布氣動力對機身總體內力基本沒有影響（可自身平衡）衡） ； 在機身的突出部位，氣動力的值可能很大；在機身的突出部位，氣動力的值可能很大； 校核蒙皮與口蓋的連接、口蓋與機身骨架的連接

15、強度時，以校核蒙皮與口蓋的連接、口蓋與機身骨架的連接強度時，以氣動力作為設計載荷。氣動力作為設計載荷。4）機身密封艙、進氣道和專用艙內的壓差）機身密封艙、進氣道和專用艙內的壓差 壓差是機身局部強度的設計載荷。對常用的通風型密封艙：壓差是機身局部強度的設計載荷。對常用的通風型密封艙： 軍機軍機p=0.03-0.04MPa; 客機客機p=0.06-0.07MPa。增壓座艙增壓座艙有有通風式通風式和和再生式再生式兩種兩種。通風式增壓座艙通風式增壓座艙的原理是將環(huán)境大氣經壓的原理是將環(huán)境大氣經壓 縮縮提高壓力后，由飛機環(huán)境控制系統(tǒng)對座艙增壓和通風，然后經座艙壓力調提高壓力后，由飛機環(huán)境控制系統(tǒng)對座艙增

16、壓和通風，然后經座艙壓力調 節(jié)器節(jié)器排回到大氣中去。大氣通風式增壓座艙一般限于排回到大氣中去。大氣通風式增壓座艙一般限于24公里以下高度使用，公里以下高度使用， 在更高在更高的高度上由于空氣稀薄，需要使用再生式增壓座艙。的高度上由于空氣稀薄，需要使用再生式增壓座艙。再生式增壓座艙再生式增壓座艙的空氣與大的空氣與大氣隔絕，用機載壓縮氣源對座艙增壓并補償少量的座艙漏氣，用過的空氣經再生氣隔絕，用機載壓縮氣源對座艙增壓并補償少量的座艙漏氣，用過的空氣經再生后在艙內循環(huán)使用。再生式增壓座艙主要用于飛行高度大于后在艙內循環(huán)使用。再生式增壓座艙主要用于飛行高度大于 24公里的飛機和載公里的飛機和載人航天器

17、。現(xiàn)代飛機廣泛使用大氣通風式增壓座艙。人航天器。現(xiàn)代飛機廣泛使用大氣通風式增壓座艙。5）特殊載荷）特殊載荷 ：迫降等。：迫降等。進行機身強度計算時，機身受彎情況可采用載荷情況進行機身強度計算時，機身受彎情況可采用載荷情況A（拉起、改出下滑、水平飛行有垂直氣流作用的飛行拉起、改出下滑、水平飛行有垂直氣流作用的飛行 狀態(tài)狀態(tài)），扭轉情，扭轉情況可認為安定面承受非對稱載荷情況況可認為安定面承受非對稱載荷情況 以及垂直尾翼也承受非以及垂直尾翼也承受非對稱載荷。對稱載荷。在外力（機翼、尾翼、動力裝置和起落架固定接頭處在外力（機翼、尾翼、動力裝置和起落架固定接頭處的支反力）、機身結構和內部裝載的質量力作用

18、的支反力）、機身結構和內部裝載的質量力作用 下，機身可下，機身可看作是在兩個平面內（看作是在兩個平面內（垂直平面垂直平面xoy與水與水 平平面平平面xoz）同時受）同時受剪、受彎以及受扭的多支點梁。剪、受彎以及受扭的多支點梁。沿機身沿機身x方向的軸向力一般不大，但在強度計算時要予方向的軸向力一般不大，但在強度計算時要予以考慮。以考慮。作用在機身上的外力與質量力（慣性力）平衡。作用在機身上的外力與質量力（慣性力）平衡。 6.2.2 6.2.2 機身的內力圖機身的內力圖圖圖6.3 機身的受載，機身的受載，Qv、Qh、Mz、My、Mt內力圖內力圖特點特點:1. 機身在連接接頭處機身在連接接頭處 的支

19、反力的值可能的支反力的值可能 比比 機機 翼升力（翼升力（ yw) 和尾和尾翼升力（翼升力（yht和和 yvt)本身本身要大；要大；2. 當發(fā)動機布置在后當發(fā)動機布置在后 機身上時會使機身上時會使Mz明明 顯顯增大；增大；3. 當質量沿當質量沿X軸分散軸分散 較大時或機身較長較大時或機身較長 時，時，也會使也會使 Mz 增增 大；大；4.增加垂尾高度會使增加垂尾高度會使Mt 增大。增大。與機翼比較與機翼比較載荷：載荷： 基本種類相同；基本種類相同； 集中載荷、質量力是主要載荷；集中載荷、質量力是主要載荷； 水平和垂直方向載荷是同一數(shù)量級。水平和垂直方向載荷是同一數(shù)量級。幾何（剛度）：幾何（剛度

20、）： 機身水平、垂直方向尺寸接近，剛度接近。機身水平、垂直方向尺寸接近，剛度接近。 6.3 6.3 機身的結構受力型式及其受載情況機身的結構受力型式及其受載情況構架式構架式閉合的空間閉合的空間薄壁梁薄壁梁（廣泛采用的受力型式）（廣泛采用的受力型式） 縱向受力構件縱向受力構件(桁條和加強桁條桁條和加強桁條桁梁桁梁) 橫向受力構件橫向受力構件(普通框和加強框普通框和加強框) 外部殼體外部殼體圖6.4 機身的結構受力型式 6.3.16.3.1構架式結構的機身構架式結構的機身空間桁架空間桁架優(yōu)點優(yōu)點 桁架可以是靜定的（輕）桁架可以是靜定的（輕） 在空間飛行器上也采用桁架式箭體，因為桁架接頭采用在空間飛

21、行器上也采用桁架式箭體，因為桁架接頭采用鉸接，使得結構在受熱狀態(tài)下能保持良好的工作狀態(tài)。鉸接，使得結構在受熱狀態(tài)下能保持良好的工作狀態(tài)。缺點缺點 桁架的質量、整流罩的質量、受力蒙皮的質量和固定接桁架的質量、整流罩的質量、受力蒙皮的質量和固定接頭的質量累加起來，使它的重量特性已經不如薄壁梁式機頭的質量累加起來，使它的重量特性已經不如薄壁梁式機身。身。桁架式機身在利用內部空間方面潛力較差。桁架式機身在利用內部空間方面潛力較差。桁架式機身的戰(zhàn)斗生存性也差。桁架式機身的戰(zhàn)斗生存性也差。傳力傳力 彎矩產生的軸向力彎矩產生的軸向力(受受Mz和和My的作用的作用)基本上靠基本上靠大梁的緣條來承受；大梁的緣條

22、來承受； 剪力剪力Qv和和Qh由垂直由垂直(側向側向)和水平和水平(上和下上和下) 的桁的桁架構件來承受，這些構件是支柱、橫撐桿和斜撐桿；架構件來承受，這些構件是支柱、橫撐桿和斜撐桿； 扭矩扭矩Mt由由4個平面桁架形成的閉合的空間構架個平面桁架形成的閉合的空間構架來承受。來承受。 6.3.26.3.2薄壁梁式機身薄壁梁式機身(1) 桁梁式(2) 桁條式(3) 硬殼式長桁和桁梁的作用長桁和桁梁的作用：承受機身彎曲時產生的軸力。承受機身彎曲時產生的軸力。支持蒙皮，提高蒙皮的受壓，受剪失穩(wěn)臨界應力。支持蒙皮，提高蒙皮的受壓，受剪失穩(wěn)臨界應力。承受部分作用在蒙皮上的氣動力，并傳給隔框。承受部分作用在蒙

23、皮上的氣動力，并傳給隔框。一、桁梁式機身一、桁梁式機身( (與梁式薄蒙皮機翼結構形式相當與梁式薄蒙皮機翼結構形式相當) )結構特點結構特點：1）有幾根桁梁（如）有幾根桁梁（如4根），桁梁的根），桁梁的 截面積很大，承彎能力較強。桁截面積很大，承彎能力較強。桁梁沒有腹板，是用模壓和鍛造方梁沒有腹板，是用模壓和鍛造方 法法制造的橫截面相當大的桁條。制造的橫截面相當大的桁條。桁梁多半是桁梁多半是T型截面。型截面。2）長桁的數(shù)量較少而且較弱，甚至）長桁的數(shù)量較少而且較弱，甚至 可以不連續(xù)。可以不連續(xù)。3）蒙皮較薄。）蒙皮較薄。 受力特點受力特點彎矩彎矩Mz和和My引起的軸向力主要由桁梁承擔，蒙皮與桁條

24、引起的軸向力主要由桁梁承擔，蒙皮與桁條 幾乎不承受正幾乎不承受正應力。應力。蒙皮承受剪力蒙皮承受剪力Qv、Qh以及扭矩以及扭矩Mt，蒙皮受剪切。，蒙皮受剪切。注意：注意： Qv由左右兩側蒙皮受，由左右兩側蒙皮受， Qh由上下兩塊蒙皮受。由上下兩塊蒙皮受。優(yōu)點優(yōu)點：1）在機身上布置大開口不）在機身上布置大開口不會顯著降低機身的強度會顯著降低機身的強度 和剛度；和剛度；2）開口補強引起的重量增）開口補強引起的重量增 加較少。加較少。缺點：缺點：相對載荷大時，重量特性較后兩類差些。用于相對載荷大時，重量特性較后兩類差些。用于 小飛小飛機：開口比例相對大機：開口比例相對大, 前機身開口多。前機身開口多

25、。桁梁布置桁梁布置 早期桁梁：早期桁梁：沿整個機身長度布置；沿整個機身長度布置；布置在布置在4545 處。處。 混合受力型式機身桁梁布置：混合受力型式機身桁梁布置：在機身上有開口部位布置在機身上有開口部位布置 ( (座艙蓋開口、密封座艙蓋開口、密封 艙開口、艙開口、設備艙開口、起落架艙開口、油箱開口、發(fā)動機艙開口等設備艙開口、起落架艙開口、油箱開口、發(fā)動機艙開口等) )；對機身進行受力補強的部位；對機身進行受力補強的部位；或者是用桁梁或者是用桁梁( (縱向梁縱向梁) )來承受縱向集中力來承受縱向集中力( (來自來自 發(fā)動機發(fā)動機推力、武器反作用力等推力、武器反作用力等) )。二、桁條式機身二、

26、桁條式機身(與單塊式機翼結構形式相當與單塊式機翼結構形式相當)結構特點：結構特點：隨著載荷的增大隨著載荷的增大(主要是彎矩增大主要是彎矩增大)，機身的結構，機身的結構 受受力型式就由梁式改成了整體式；力型式就由梁式改成了整體式；由桁條、隔框和蒙皮組成；由桁條、隔框和蒙皮組成；桁條較密、較強，桁條間距在桁條較密、較強，桁條間距在100250mm 之間；之間；蒙皮較厚，在蒙皮較厚，在0.82.5mm之間；之間；框的間距大約在框的間距大約在200500mm之間。之間。受力特點：受力特點：蒙皮與桁條一起承受彎矩蒙皮與桁條一起承受彎矩Mz和和My引起的軸向力引起的軸向力(拉拉-壓壓)；承受剪力承受剪力Q

27、v、Qh以及扭矩以及扭矩Mt時，蒙皮受剪切。時，蒙皮受剪切。優(yōu)點優(yōu)點：1)彎、扭剛度比桁梁式機身大彎、扭剛度比桁梁式機身大2）蒙皮較厚，其局部變形小，有利）蒙皮較厚，其局部變形小，有利于改善氣動性能于改善氣動性能 缺點缺點： 蒙皮上不宜大開口。蒙皮上不宜大開口。桁條式和桁梁式機身統(tǒng)稱為半硬殼式機身桁條式和桁梁式機身統(tǒng)稱為半硬殼式機身桁條式機身加強框，與水平尾翼的某接頭桁條式機身加強框，與水平尾翼的某接頭 相連接，受到接頭相連接，受到接頭傳來的集中載荷。傳來的集中載荷。(1)由蒙皮的支反剪流由蒙皮的支反剪流q平衡加強框所受的集中力平衡加強框所受的集中力Py。(2) Q的分布與機身的受力型式，或者

28、說與受正應力的集中面積的分布與機身的受力型式，或者說與受正應力的集中面積的分布有關。對桁條式機身，剪流沿周緣按階梯形分布。的分布有關。對桁條式機身，剪流沿周緣按階梯形分布。(3) 桁條給蒙皮提供軸向支反剪流來平衡剪流桁條給蒙皮提供軸向支反剪流來平衡剪流q，這樣，蒙皮上，這樣，蒙皮上的剪流的剪流q將引起桁條的拉、壓軸力。將引起桁條的拉、壓軸力。Note:(1) 若蒙皮也受正應力，則在兩根桁條間的剪流將不是常數(shù)，若蒙皮也受正應力，則在兩根桁條間的剪流將不是常數(shù)， 而是呈曲而是呈曲線分布。曲線線分布。曲線+階梯形分布。階梯形分布。(2) 框平面內受集中力時，支反剪流的分布、大小只與受力型框平面內受集

29、中力時，支反剪流的分布、大小只與受力型 式有關式有關（或者說與受正應力的元件的分布有關），與加（或者說與受正應力的元件的分布有關），與加 強框本身的構造形式無強框本身的構造形式無關。關。傳力總結：傳力總結：(1) 由加強框承受集中載荷；由加強框承受集中載荷；(2) 框將集中力擴散，以剪流形式傳給蒙皮；框將集中力擴散，以剪流形式傳給蒙皮；(3) 剪流在蒙皮中向機身支撐處傳遞時，剪切內力剪流在蒙皮中向機身支撐處傳遞時，剪切內力Q通過蒙皮通過蒙皮 連續(xù)向前連續(xù)向前傳遞，彎矩內力傳遞，彎矩內力M則以桁條的軸向拉壓形式向前則以桁條的軸向拉壓形式向前 傳遞，距傳遞，距34#框越遠，軸框越遠，軸力越大，沿力

30、越大，沿x軸近似線性分布。軸近似線性分布。圖圖6.6 客機機身結構、蒙皮、框和桁條之間的連接結客機機身結構、蒙皮、框和桁條之間的連接結構構三、三、硬殼硬殼式機身式機身結構特點：結構特點：由普通框和加強框支持的蒙皮組成由普通框和加強框支持的蒙皮組成沒有縱向構件沒有縱向構件蒙皮厚蒙皮厚隔框少隔框少很強的戰(zhàn)斗生存性很強的戰(zhàn)斗生存性重量特性不好重量特性不好( (為保證蒙皮不失穩(wěn)，增厚，從而增重；開口補為保證蒙皮不失穩(wěn)，增厚，從而增重；開口補強，增重很大強，增重很大) )受力特點：受力特點： 蒙蒙 皮皮 承承 受受 所有形式的剪力和彎矩，所有形式的剪力和彎矩，所以，它既承受正應力，又所以，它既承受正應力

31、，又 承受剪應力。承受剪應力。 隔框用于維持機身截面形狀和承受垂隔框用于維持機身截面形狀和承受垂直機身軸線的集中力。直機身軸線的集中力。 這種機身結構的蒙皮必須具有足夠這種機身結構的蒙皮必須具有足夠的受壓、受剪穩(wěn)定性，所以夾層結構板是的受壓、受剪穩(wěn)定性，所以夾層結構板是硬殼機身結構的較理想蒙皮。硬殼機身結構的較理想蒙皮。優(yōu)優(yōu)點點： 彎、扭剛度大。彎、扭剛度大。缺缺點點： 1）機身相對載荷?。善ず瘢?，因而蒙皮材料利用率低；）機身相對載荷?。善ず瘢?，因而蒙皮材料利用率低； 2）開口）開口補強增重較大。補強增重較大。 所以這種機身型式實際上用得很少。所以這種機身型式實際上用得很少。三種典型機身的

32、三種典型機身的差別主要差別主要是受彎曲引起的軸向力的構件不同是受彎曲引起的軸向力的構件不同隨著速度的增加，為何機翼較多采用多腹板隨著速度的增加，為何機翼較多采用多腹板式結構，而硬殼式機身用的卻不多？式結構，而硬殼式機身用的卻不多？機身氣動載荷小，所以局部剛度要求低。機身氣動載荷小，所以局部剛度要求低。機身截面形狀高，承受彎矩的能力比較強，有效高度不敏機身截面形狀高，承受彎矩的能力比較強，有效高度不敏感。感。機身開口多，硬殼式機身不宜開口，機翼上開口少，可以機身開口多，硬殼式機身不宜開口，機翼上開口少，可以采用多腹板式機翼。采用多腹板式機翼。 6.4 6.4 機身基本承力構件的用途和構造型式機身

33、基本承力構件的用途和構造型式機身上基本受力構件的用途與機翼上相對應的受力構件的機身上基本受力構件的用途與機翼上相對應的受力構件的用途是類似的。用途是類似的。6.4.16.4.1機身蒙皮機身蒙皮 維持機身外形維持機身外形 蒙皮和加強它的桁條共同承受由于彎矩引起的蒙皮和加強它的桁條共同承受由于彎矩引起的 拉拉壓壓軸力；軸力； 承受由于橫向力（承受由于橫向力（Q Qy y，Q Qz z）和扭矩（）和扭矩（Mt,Mt,繞繞x x軸）作軸）作 用而用而引起的剪力引起的剪力( (切向應力切向應力) )； 密封艙密封艙( (座艙座艙) )蒙皮還要承受相當大的壓差。蒙皮還要承受相當大的壓差。圖圖6.8 板材蒙

34、皮的連接接板材蒙皮的連接接6.4.2 6.4.2 桁條和桁梁桁條和桁梁作用：正應力、集中力擴散作用：正應力、集中力擴散承受機身彎曲時產生的軸力。承受機身彎曲時產生的軸力。支持蒙皮，提高蒙皮的受壓，受剪失穩(wěn)臨界應力。支持蒙皮，提高蒙皮的受壓，受剪失穩(wěn)臨界應力。承受部分作用在蒙皮上的氣動力，并傳給隔框。承受部分作用在蒙皮上的氣動力，并傳給隔框。6.4.2 6.4.2 桁條和桁梁桁條和桁梁簡單式的簡單式的（從橫剖面看，只有一個結構元（從橫剖面看，只有一個結構元件）件）組合式的組合式的（從橫剖面看，有幾個結構元件）（從橫剖面看，有幾個結構元件）圖6.9 組合式機身桁條和桁梁的剖面圖6.10 薄壁梁式組

35、合式桁梁用于貨艙、艙蓋用于貨艙、艙蓋 等大開口處的縱等大開口處的縱 向邊緣。向邊緣。6.4.3 6.4.3 機身框機身框普通框普通框：用于維持飛機外形和固定蒙皮、桁：用于維持飛機外形和固定蒙皮、桁 條，一般為條，一般為環(huán)形框環(huán)形框。加強框加強框：承受來自機翼、尾翼、起落架、發(fā)：承受來自機翼、尾翼、起落架、發(fā)動機和貨物的集中力并把這些力傳到蒙皮上。動機和貨物的集中力并把這些力傳到蒙皮上。 其緣條較強和腹板較厚。其緣條較強和腹板較厚。 整體環(huán)形框整體環(huán)形框 組合框（鉚接裝配框）：環(huán)形框，腹板框組合框（鉚接裝配框）：環(huán)形框，腹板框機身框作用及受載：機身框作用及受載：普通框的作用：普通框的作用：（1

36、1）維持機身的截面形狀。）維持機身的截面形狀。（2 2）對蒙皮和長桁起支持作用。）對蒙皮和長桁起支持作用。受載：受載：（1 1）蒙皮傳入機身周邊空氣動力）蒙皮傳入機身周邊空氣動力（2 2）機身彎曲變形引起的分布壓力）機身彎曲變形引起的分布壓力加強框加強框除上述作用外，主要功用是將裝載的質量力和其他除上述作用外，主要功用是將裝載的質量力和其他部件上的載荷經接頭傳到機身結構上的集中力加以擴散，部件上的載荷經接頭傳到機身結構上的集中力加以擴散，然后以剪流形式傳給蒙皮。然后以剪流形式傳給蒙皮。圖6.11 框和翼肋的受載對比和剖面形狀普通框受力普通框受力氣動力：通常分布對稱氣動力：通常分布對稱圓形：環(huán)向

37、拉力圓形：環(huán)向拉力非圓：局部彎曲應力非圓：局部彎曲應力機身彎曲變形引起的壓力機身彎曲變形引起的壓力一般不存在強度問題一般不存在強度問題大型飛機變形可能大，需大型飛機變形可能大，需 檢查彎曲剛度檢查彎曲剛度普通框的載荷普通框的載荷加強框加強框承受集中載荷并把這些力傳到蒙皮上承受集中載荷并把這些力傳到蒙皮上承彎矩、剪切載荷承彎矩、剪切載荷分為：分為： 環(huán)形框環(huán)形框（整體與組合）（整體與組合） 腹板框腹板框（整個框平面無開口）（整個框平面無開口）加強框的特點：加強框的特點：受的載荷大，是飛機結構的重要承力構件受的載荷大，是飛機結構的重要承力構件要與長桁、蒙皮相連。在一框多用時，上面的連接接頭不要與長

38、桁、蒙皮相連。在一框多用時，上面的連接接頭不止一個。框上常有多組接合孔群。止一個?？蛏铣Ｓ卸嘟M接合孔群。尤其是與其他部件（如機翼、尾翼）的對接框，其作用十尤其是與其他部件（如機翼、尾翼）的對接框，其作用十分重要，因此一般加強框作為關鍵件之一，其上的危險部分重要，因此一般加強框作為關鍵件之一，其上的危險部位應進行精心設計。位應進行精心設計。腹板框腹板框結構簡單，重量輕，結構簡單，重量輕，一般放在后機身或是布一般放在后機身或是布置在大開口的兩端。置在大開口的兩端。影響了機身內部空間影響了機身內部空間的利用的利用連接垂尾的腹連接垂尾的腹 板式加強框板式加強框布 置 型 材 提布 置 型 材 提 高

39、抗 剪 切 失高 抗 剪 切 失 穩(wěn)能力穩(wěn)能力腹板框的受力特點：腹板框的受力特點：腹板框屬于平面板桿結構，腹板上可設置加強型材用來承腹板框屬于平面板桿結構，腹板上可設置加強型材用來承受集中力，并有它擴散成剪流傳給腹板，腹板受剪受集中力，并有它擴散成剪流傳給腹板，腹板受剪縱、橫型材只受軸力，它們將腹板分成若干個格子，以提縱、橫型材只受軸力，它們將腹板分成若干個格子，以提高腹板的剪切穩(wěn)定性高腹板的剪切穩(wěn)定性腹板上的剪流小，其厚度比剛框的薄腹板上的剪流小，其厚度比剛框的薄框緣條作為板桿結構中的桿子，只受軸力，而且它的應力框緣條作為板桿結構中的桿子，只受軸力，而且它的應力比剛框緣條中的應力小得多。比剛

40、框緣條中的應力小得多。圖圖6.15 安安124機身典型截面機身典型截面1滑軌；滑軌；2貨艙地板梁；貨艙地板梁；3中央翼固中央翼固定接頭；定接頭；4中央中央 翼；翼；5主起落架整流罩；主起落架整流罩；6橫梁；橫梁；7輔助動力裝置輔助動力裝置 艙；艙；8水平安定面；水平安定面；9垂直安定面；垂直安定面；10后貨艙艙門。后貨艙艙門。環(huán)形剛框的受力特點環(huán)形剛框的受力特點1.1.它相當于一個封閉的曲梁，受載后有彎矩、剪力、軸力它相當于一個封閉的曲梁，受載后有彎矩、剪力、軸力 彎矩：彎矩：由剛框的內外緣條承受，其對剛框的尺寸影響最大由剛框的內外緣條承受，其對剛框的尺寸影響最大 剪力：剪力：由框的腹板承受，

41、由它來決定腹板的厚度由框的腹板承受，由它來決定腹板的厚度 軸力：軸力：由緣條和腹板共同承受由緣條和腹板共同承受2.2.由于彎矩對剛框的尺寸影響最大，我們以硬殼式機身等剖由于彎矩對剛框的尺寸影響最大，我們以硬殼式機身等剖面環(huán)形剛框為例分析其彎矩內力，大致可以得出以下結論：面環(huán)形剛框為例分析其彎矩內力，大致可以得出以下結論：（1 1）在法向集中力和集中力矩作用處，框緣截面的彎矩最大）在法向集中力和集中力矩作用處，框緣截面的彎矩最大（2 2）法向集中力產生的框截面內彎矩比切向集中力產生的彎矩要大，后）法向集中力產生的框截面內彎矩比切向集中力產生的彎矩要大，后者只有前者的者只有前者的1/41/46.4

42、.4 6.4.4 機身上骨架元件與蒙皮的連接機身上骨架元件與蒙皮的連接(1) 蒙皮只與桁條相連（浮框） 只有縱向鉚縫，較好的蒙皮質量（從氣動觀點來看，要好）。 由于蒙皮沒有橫向支持，承剪能力變差，就需要通過增加蒙皮厚度來對其進行加強。解決方法： 加補償片連接蒙皮與框。圖圖6.14 框框3借助補償片借助補償片4同蒙皮同蒙皮1的連接的連接(2) 蒙皮既與框相連、又與桁條相連。剛度大，重量輕；蒙皮上有很多鉚縫；由于在框上開了缺口，框的結構較為復雜。圖圖6.15 框與桁條的連接框與桁條的連接1蒙皮；蒙皮；2桁條；桁條；3框框4彎邊；彎邊；5角片角片圖圖6.16 加強框上桁條缺口處的加加強框上桁條缺口處

43、的加強強機身元件連接細節(jié)機身元件連接細節(jié)機身元件連接細節(jié)機身元件連接細節(jié)機身骨架機身骨架6.4.5 6.4.5 機身的工藝分離面和使用分離面機身的工藝分離面和使用分離面為了能傳遞作用在桁條上的軸向力，就要布置特殊的為了能傳遞作用在桁條上的軸向力，就要布置特殊的對接接頭。對接接頭。使用（設計）分離面：使用（設計）分離面： 可以拆卸可以拆卸 便于安裝、維修、運輸、更換便于安裝、維修、運輸、更換工藝分離面：工藝分離面： 不可拆卸不可拆卸 生產、工藝需要生產、工藝需要原因原因 1）將復雜機身外形零件簡化）將復雜機身外形零件簡化 2）原材料規(guī)格限制）原材料規(guī)格限制 3）機床設備的加工能力）機床設備的加工

44、能力 4）開敞性好，提供工作效率）開敞性好，提供工作效率典型工藝分離面：典型工藝分離面： 1）機身段分離面（前、中、后）機身段分離面（前、中、后） 2）組合件工藝分離面）組合件工藝分離面橫向組合件橫向組合件：如每個加強框是單獨裝配件：如每個加強框是單獨裝配件縱向組合件縱向組合件：如壁板沿縱向一般分為：如壁板沿縱向一般分為34個組個組合件，即上壁、側壁、下壁合件，即上壁、側壁、下壁 分離面對接：分離面對接： 接頭少接頭少：重量不利，安裝方便：重量不利，安裝方便 接頭多接頭多：重量特性好，安裝不方便：重量特性好，安裝不方便 桁梁機身桁梁機身：接頭少，鉸接接頭：接頭少，鉸接接頭 桁條機身桁條機身：圍

45、框接頭（：圍框接頭（3個以上的導向銷）個以上的導向銷）6.5 6.5 其它部件與機身的連接其它部件與機身的連接6.5.1 機身與機翼的連接機身與機翼的連接有中央翼有中央翼：鉸接：鉸接無中央翼無中央翼：固接：固接圖圖6.17 三角機翼與機身的連接方三角機翼與機身的連接方案案(b)水平耳片連接，螺栓垂直放水平耳片連接，螺栓垂直放置。置。傳彎時螺栓受剪，傳剪時傳彎時螺栓受剪，傳剪時 螺栓不受力，靠機翼、機身上螺栓不受力，靠機翼、機身上 的耳片相互擠壓傳遞。其優(yōu)點的耳片相互擠壓傳遞。其優(yōu)點 是接頭開敞性好，便于對接孔是接頭開敞性好，便于對接孔 的精加工以及使用、維護中的的精加工以及使用、維護中的 裝拆

46、。現(xiàn)代高速戰(zhàn)斗機一般翼裝拆?，F(xiàn)代高速戰(zhàn)斗機一般翼 梁的相對載荷較大，為提高梁梁的相對載荷較大，為提高梁 的有效高度，緣條多數(shù)做成扁的有效高度，緣條多數(shù)做成扁 平寬緣條，水平耳片平寬緣條，水平耳片 便便 于于 過過 渡，同時對較薄的高速飛機機渡，同時對較薄的高速飛機機 翼，為避免傳遞載荷較大時螺翼，為避免傳遞載荷較大時螺 栓直徑過大、耳片加厚栓直徑過大、耳片加厚(將減小將減小 上、下耳片的有效間距上、下耳片的有效間距)，可用，可用 增加螺栓的數(shù)量來增大剪切面增加螺栓的數(shù)量來增大剪切面 和擠壓面，故它比較適用于較和擠壓面，故它比較適用于較 薄又載荷較大的機翼，在殲薄又載荷較大的機翼，在殲6、 殲殲

47、7、殲、殲8以及國外的一些飛機以及國外的一些飛機 上均有使用，使用比較廣泛。上均有使用，使用比較廣泛。機翼在機身側邊連接時的接頭形式(a)所示的耳片垂直、螺栓水平放置所示的耳片垂直、螺栓水平放置的接頭的接頭在傳剪力、彎矩時螺栓均為在傳剪力、彎矩時螺栓均為 受剪，對提高連接件的疲勞強度有受剪，對提高連接件的疲勞強度有 利，在很多低速、小飛機上常采用利，在很多低速、小飛機上常采用 這種形式。但在傳遞大載荷時，為這種形式。但在傳遞大載荷時，為 滿足剪切強度須把耳片分成幾片；滿足剪切強度須把耳片分成幾片； 為滿足擠壓強度則螺栓要設計得很為滿足擠壓強度則螺栓要設計得很 粗，從而影響上、下耳片的有效間粗，

48、從而影響上、下耳片的有效間 距，故不宜在高速薄機翼上采用。距，故不宜在高速薄機翼上采用。(c)中的接頭，耳片帶斜度中的接頭，耳片帶斜度可設計可設計 成等強度。成等強度。(d) 中中 的的 螺螺 樁式連接是樁式連接是 F-104 的機的機 翼翼機身對接接頭機身對接接頭，在對接框上伸，在對接框上伸 出出4個水平螺桂插入機冀上的對個水平螺桂插入機冀上的對 接孔內。這種連接不需要領外的連接孔內。這種連接不需要領外的連 接段接段(e)當梁的結構高度很小、粱緣條又當梁的結構高度很小、粱緣條又 不寬時不寬時，可采用沿展向布置兩個連，可采用沿展向布置兩個連 接螺栓傳遞彎矩，它在一些帶翼導接螺栓傳遞彎矩，它在一

49、些帶翼導 彈上用。彈上用。圖圖(f)，(g)均為傳遞剪力的均為傳遞剪力的鉸接接頭其中鉸接接頭其中齒墊式齒墊式可可 在垂直方向作微量調節(jié)，在垂直方向作微量調節(jié)， 屬一種帶設計補償?shù)慕宇^屬一種帶設計補償?shù)慕宇^ 形形 式式 ， ( 如如 殲殲 7 的的 接接 頭頭 V)接頭可單獨制造，制接頭可單獨制造，制 作方便，易裝配，但所傳作方便，易裝配，但所傳 剪力不大設計接頭時應剪力不大設計接頭時應 注意使傳遞載荷時的偏心注意使傳遞載荷時的偏心 距盡量減至最低限度。不距盡量減至最低限度。不 可避免時，要在設計接頭可避免時，要在設計接頭 以及與接頭連接的相鄰構以及與接頭連接的相鄰構 件時，計入因偏心引起的件時

50、，計入因偏心引起的 影響，這一點對大接頭尤影響，這一點對大接頭尤 為重要。為重要。接頭 II是耳片接頭(b)、 (g)的綜合，傳彎、剪時螺栓均受 剪，且因傳剪時耳片不需受 局部彎曲可做得較薄、增大 接頭有效間距；但精加工和 裝配時比較困難。波音波音707的翼身對接的翼身對接，機翼以嵌入形式插到前、后兩個對，機翼以嵌入形式插到前、后兩個對 接框之間，通過四個空心銷將機翼前、后梁與框對接。接框之間，通過四個空心銷將機翼前、后梁與框對接。x方向的載荷，如機翼阻力、發(fā)動機推力主要通過機身下方方向的載荷，如機翼阻力、發(fā)動機推力主要通過機身下方 的機身龍骨梁傳給機身，龍骨梁上的柔性板能在機翼彎曲的機身龍骨

51、梁傳給機身，龍骨梁上的柔性板能在機翼彎曲 時承受彎曲引起的力，該龍骨梁也作為機身下部開口處的時承受彎曲引起的力，該龍骨梁也作為機身下部開口處的 重要受力構件。此外中央翼盒上方的地板縱梁以及側肋的重要受力構件。此外中央翼盒上方的地板縱梁以及側肋的 上緣條與機身側壁的連接也是上緣條與機身側壁的連接也是x向力的輔助傳力路線向力的輔助傳力路線中央翼梁與機身對接框為整體結構。中央翼梁與機身對接框為整體結構。 這種形式是將機冀梁作成框的一部這種形式是將機冀梁作成框的一部 分做成整體結構主要是為減輕重量。分做成整體結構主要是為減輕重量。(a)為為B737、B747的對接框設計。其的對接框設計。其上半部是框的

52、主要部分，框的下半部由中央翼梁及其向下延伸部分組成，延上半部是框的主要部分，框的下半部由中央翼梁及其向下延伸部分組成，延 伸部分是次要結構。上、下兩部分用螺栓連成整體。由于機翼撓曲和地板梁伸部分是次要結構。上、下兩部分用螺栓連成整體。由于機翼撓曲和地板梁 (位于地板與機翼上表面之間的縱向布置的構件位于地板與機翼上表面之間的縱向布置的構件)的影響，有可能使框變形過的影響，有可能使框變形過 大，并使中央翼梁與框的連接部位出現(xiàn)疲勞裂紋如果設計得當，則能減小大，并使中央翼梁與框的連接部位出現(xiàn)疲勞裂紋如果設計得當，則能減小 翼梁引起的旋轉變形，而不致使框出現(xiàn)疲勞問題。設計時必須利用相關部件翼梁引起的旋轉

53、變形，而不致使框出現(xiàn)疲勞問題。設計時必須利用相關部件 的彈性特性，找到最有利的傳力路線的分布。這種連接形式近年來已為飛機的彈性特性，找到最有利的傳力路線的分布。這種連接形式近年來已為飛機 設計人員廣泛采用設計人員廣泛采用(b)為另一種中央翼梁機身的整體結構。為另一種中央翼梁機身的整體結構。圖6.18 中央翼與機身的對接結構方案6.5.2 6.5.2 尾翼與機身的連接固定尾翼與機身的連接固定同同機翼與機身的連接機翼與機身的連接固定沒有根本的區(qū)別。固定沒有根本的區(qū)別。傳力分析（集中力的傳遞）(一) 平尾集中力的傳遞(前面已講)Qy (作用在中心線上如何形成剪力和彎矩）(1) 如在機身后段有一Qy作

54、用，由框轉成q (視機身結構形式 而不同)。(2) 框把Qy轉成q后，就由蒙皮受剪把力往機身中部傳，并 由此產生軸力。（二）（二）垂尾受力總結Pz接頭上接頭上Pz Mx MyPz MyMt=Mx+Pz*Df/2Mt Pz My機身蒙皮（不引起軸力） 機身蒙皮（將引起機身彎矩, 即軸力） 水平加強板上兩型材，由桿通過板轉成1、2框平面的力Qz，Qz由框擴散給機身?？?框6.5.3 6.5.3 起落架與機身的固定起落架與機身的固定 通常固定在機身加強框和通常固定在機身加強框和(或或)縱梁上?？v梁上。 可以采用起落架艙，它由垂直腹板、水平加強板可以采用起落架艙，它由垂直腹板、水平加強板和兩端的加強框

55、形成。和兩端的加強框形成。 起落架支點的開口周圍用加強構件起落架支點的開口周圍用加強構件(開口小時用開口小時用型材、開口大時用梁或強度高的橫梁型材、開口大時用梁或強度高的橫梁) 加強。加強。圖圖6.19 前起落架在前機身中的固定接頭結構方案；作用在機身上的起落架載荷及其平衡前起落架在前機身中的固定接頭結構方案；作用在機身上的起落架載荷及其平衡1-縱梁縱梁2-加強板加強板3-梁緣條梁緣條4-梁腹板梁腹板5-垂直型材垂直型材6-對角型材對角型材7-斜撐桿的固定接頭斜撐桿的固定接頭8-前起支柱固定接頭前起支柱固定接頭某 輕 型 殲 擊 機 前 機 身 結 構6.66.6機身開口處的結構形式機身開口處

56、的結構形式滿足飛機的滿足飛機的使用性使用性和和維護性維護性要求要求開口的結構形式取決于開口的結構形式取決于： 機身結構受力型式機身結構受力型式 開口的尺寸開口的尺寸 是否要切斷機身上的承力構件是否要切斷機身上的承力構件 根據(jù)使用條件能否使用受力口蓋等根據(jù)使用條件能否使用受力口蓋等(蓋在開口上蓋在開口上)。開口的結構型式開口的結構型式 用于觀查窗、加油口等處的小開口：如果這種小開口不破壞承力結構的完整性，以框架形式沿開口周圍加上剛性墊 板(如同在機翼上)。這種開口采用快卸螺釘將口蓋蓋上。 中型開口，它破壞了機身受力構件的完整性，需要采用與機身上總體受力構件聯(lián)成一體的承力口蓋蓋上。這種口蓋用螺釘沿

57、開口周邊固定在機身承力構件上來保證口蓋與蒙皮共同受剪(受扭時)或受拉壓(受彎時)。 用于駕駛艙蓋、艙門、起落架艙、貨艙等處的大型開口，因為使用條件的限制而不能采用同機身受力結構連成一體的承力口蓋，在開口端部用腹板式加強承力框來加強，在開口兩邊布置桁梁(加強桁條) 。圖圖3.73 3.73 雙梁機翼根部大開口的傳扭雙梁機翼根部大開口的傳扭(a)(a)根部布置圖根部布置圖(b)(b)開口端肋的分離體圖開口端肋的分離體圖(c)(c)開口區(qū)的雙梁參差受彎分離體圖開口區(qū)的雙梁參差受彎分離體圖(d)(d)雙梁參差彎曲引起的附加變形的示意圖雙梁參差彎曲引起的附加變形的示意圖(1) 開口在根部開口在根部與外段

58、相比，根部固定端可認為是絕與外段相比，根部固定端可認為是絕對剛硬，按剛度分對剛硬，按剛度分 配可認為支反力矩配可認為支反力矩全部由根部全部由根部 提供。這組支反力矩在根提供。這組支反力矩在根部剖部剖 面附近是一組自身平衡力系。面附近是一組自身平衡力系。 后后梁卸載，前梁加載。梁卸載，前梁加載。（2）開口在中段）開口在中段支反力矩都是由結支反力矩都是由結 構提構提供，即由于開口處供，即由于開口處 前后前后梁彎曲引起的剖面梁彎曲引起的剖面 翹曲翹曲靠盒段結構限靠盒段結構限 制制 住，住，開口前后兩段盒段開口前后兩段盒段 剛度剛度差不多，所以由兩差不多，所以由兩 段同段同時提供支反力矩。時提供支反力

59、矩。因為開口前后由結因為開口前后由結 構提構提供支持，開口段前供支持，開口段前 后會后會有 影 響 區(qū) （有 影 響 區(qū) （ L = 1 1.5B），而在），而在(1)中，開中，開 口在根部，支反力矩全口在根部，支反力矩全 部由根部提供，所以不部由根部提供，所以不 存在外段影響區(qū)。存在外段影響區(qū)。6.7 6.7 機身艙段主要結構的受力分析機身艙段主要結構的受力分析乘員艙、客艙和貨艙。乘員艙、客艙和貨艙。高空飛行可以獲得最好的技術性能和經濟性高空飛行可以獲得最好的技術性能和經濟性需要加壓、加熱需要加壓、加熱常用渦輪噴氣發(fā)動機或渦輪螺旋槳發(fā)動機的壓常用渦輪噴氣發(fā)動機或渦輪螺旋槳發(fā)動機的壓氣機引入壓

60、縮空氣氣機引入壓縮空氣密封艙段，承受附加的壓差載荷密封艙段，承受附加的壓差載荷p通常為正壓差通常為正壓差飛行高度急劇下降可能是負壓（坐艙壓力小于飛行高度急劇下降可能是負壓（坐艙壓力小于外界壓力）外界壓力） 6.7.1 6.7.1 密封艙密封艙縱向截面上產生應力：縱向截面上產生應力： pfR / sk半球形氣密框在蒙皮上引起軸向半球形氣密框在蒙皮上引起軸向 應力：應力：x pfR 2 / (2 R ) pfR / (2 ) 2 x一、座艙的增壓載荷一、座艙的增壓載荷（1）增壓載荷的定義：）增壓載荷的定義：增壓艙內的空氣壓力與周圍大氣的空氣壓力之差稱為增壓艙內的空氣壓力與周圍大氣的空氣壓力之差稱為