《飛機(jī)結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)》課件-機(jī)身結(jié)構(gòu)

飛機(jī)結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)模塊：飛機(jī)結(jié)構(gòu)Knowledge機(jī)身結(jié)構(gòu)知識(shí)點(diǎn)機(jī)身結(jié)構(gòu)的外載荷2.機(jī)身的功用1.機(jī)身的結(jié)構(gòu)形式3.機(jī)身結(jié)構(gòu)機(jī)身的功用(1)安置空勤組成員、旅客，裝載燃油、各種系統(tǒng)、設(shè)備以及貨物等；(2)把機(jī)翼、尾翼、起落架及發(fā)動(dòng)機(jī)連接在一起，形成一架完整的飛機(jī)。把作用在各部件上的載荷傳到機(jī)身上，和機(jī)身上的其它載荷一起達(dá)到全機(jī)受力平衡，因此可以說機(jī)身是整架飛機(jī)的受力基礎(chǔ)。對(duì)機(jī)身的要求機(jī)身結(jié)構(gòu)應(yīng)具有足夠的承載能力：足夠的強(qiáng)度和剛度機(jī)身有效裝載空間大：機(jī)身截面近似圓形或橢圓形；機(jī)身為流線體：表面光滑。要求？機(jī)身結(jié)構(gòu)的外載荷2.機(jī)身的功用1.機(jī)身的結(jié)構(gòu)形式3.機(jī)身結(jié)構(gòu)機(jī)身結(jié)構(gòu)的外載荷機(jī)身結(jié)構(gòu)的外載荷

機(jī)翼、尾翼、起落架等部件的固定接頭傳來的集中載荷機(jī)身上各部件及裝載的質(zhì)量力機(jī)身結(jié)構(gòu)本身的質(zhì)量力氣密座艙的增壓載荷機(jī)身結(jié)構(gòu)的主要外載荷

機(jī)身結(jié)構(gòu)的外載荷機(jī)翼、機(jī)身受載特點(diǎn)比較按作用形式比較機(jī)翼：主要承受分布?xì)鈩?dòng)力；機(jī)身：主要承受集中力；為什么可以忽略機(jī)身在飛行過程中承受的空氣動(dòng)力？承受局部空氣動(dòng)力，但與機(jī)翼相比較小，且力沿橫截面周緣大致對(duì)稱分布的，基本上能自相平衡。對(duì)局部構(gòu)件受力有影響，不會(huì)影響到整個(gè)機(jī)身結(jié)構(gòu)受力。機(jī)身結(jié)構(gòu)的外載荷機(jī)翼、機(jī)身受載特點(diǎn)比較按受載方向比較

機(jī)翼主要考慮垂直方向的載荷和變形。機(jī)身需同時(shí)考慮機(jī)身結(jié)構(gòu)在水平方向和垂直方向的載荷和變形。機(jī)身結(jié)構(gòu)的外載荷對(duì)稱載荷：與機(jī)身對(duì)稱面對(duì)稱的載荷稱為對(duì)稱載荷。在對(duì)稱載荷作用下，機(jī)身要受到對(duì)稱面內(nèi)的剪切和彎曲作用。一般在機(jī)身與機(jī)翼聯(lián)接點(diǎn)處，機(jī)身承受的剪力和彎矩最大。機(jī)身結(jié)構(gòu)的外載荷機(jī)身外載荷的對(duì)稱性RARBRCRDq剪力圖彎矩圖ABCD機(jī)翼接頭對(duì)機(jī)身的支點(diǎn)的反作用力分別為RA和RB；水平尾翼的外載荷通過垂直尾翼機(jī)身相連的接頭C和D傳給機(jī)身分別是RC和RD；機(jī)身的質(zhì)量力為q。機(jī)身結(jié)構(gòu)的外載荷不對(duì)稱載荷：不對(duì)稱載荷是指作用于機(jī)身對(duì)稱面兩邊不對(duì)稱的載荷。例如壓坡度轉(zhuǎn)彎時(shí)兩邊機(jī)翼所受到的升力。橫滾時(shí)水平尾翼上的不對(duì)稱載荷側(cè)滑時(shí)水平尾翼上的不對(duì)稱載荷機(jī)身結(jié)構(gòu)的外載荷機(jī)身的不對(duì)稱載荷主要有哪些形式？④飛機(jī)作急轉(zhuǎn)彎或側(cè)滑等飛行動(dòng)作時(shí)，機(jī)身上的部件產(chǎn)生的側(cè)向慣性力①水平尾翼不對(duì)稱載荷：當(dāng)水平尾翼的升力不對(duì)稱時(shí)，水平尾翼形成不對(duì)稱載荷。②垂直尾翼側(cè)向水平載荷③一個(gè)主輪接地時(shí)的撞擊力機(jī)身結(jié)構(gòu)的外載荷在不對(duì)稱載荷作用下機(jī)身的扭矩滾轉(zhuǎn)時(shí)由尾翼產(chǎn)生機(jī)身結(jié)構(gòu)的外載荷2.機(jī)身的功用1.機(jī)身的結(jié)構(gòu)形式3.機(jī)身結(jié)構(gòu)機(jī)身的結(jié)構(gòu)形式構(gòu)架式機(jī)身受力特點(diǎn)：1、構(gòu)架外的隔框、桁條、蒙皮只承受局部空氣動(dòng)力。2、彎曲軸向力由構(gòu)架的四緣條承受；剪力由構(gòu)架的支柱和斜支柱承受；扭矩由四個(gè)平面構(gòu)架組成的立體結(jié)構(gòu)承受。機(jī)身的結(jié)構(gòu)形式結(jié)構(gòu)特點(diǎn)由厚蒙皮與隔框組成；蒙皮強(qiáng)度、剛度很大。受力特點(diǎn)蒙皮承受剪力、彎矩和扭矩；隔框承受、傳遞集中力并維持

機(jī)身剖面形狀。使用特點(diǎn)強(qiáng)度、剛度大；機(jī)身重量大；不適于大開口。硬殼式（蒙皮式）機(jī)身機(jī)身的結(jié)構(gòu)形式將金屬蒙皮與隔框、大梁、桁條牢固地鉚接起來，成為一個(gè)受力的整體，就稱為半硬殼式機(jī)身。半硬殼式機(jī)身蒙皮框架桁條隔框機(jī)身的結(jié)構(gòu)形式1、桁梁式機(jī)身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)四根大梁比較強(qiáng)；桁條比較弱；蒙皮比較薄。受力特點(diǎn)彎曲軸向力主要由梁承受，小部分由蒙皮及桁條承受；剪力、扭矩全部由蒙皮承受。使用特點(diǎn)適于大開口。半硬殼式機(jī)身機(jī)身的結(jié)構(gòu)形式2、桁條式機(jī)身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)局部弱梁或無梁；桁條多而強(qiáng)；蒙皮比較厚，與桁條構(gòu)成壁板。半硬殼式機(jī)身機(jī)身的結(jié)構(gòu)形式半硬殼式機(jī)身現(xiàn)代客機(jī)機(jī)身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以桁條式結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，增加承載能力強(qiáng)的地板。機(jī)身的結(jié)構(gòu)形式Knowledge機(jī)身結(jié)構(gòu)知識(shí)點(diǎn)機(jī)身結(jié)構(gòu)受力分析2.機(jī)身主要構(gòu)件1.機(jī)體開口部位的構(gòu)造及受力分析3.機(jī)身結(jié)構(gòu)機(jī)身主要構(gòu)件半硬殼式機(jī)身主要構(gòu)件蒙皮Skin構(gòu)造：鋁合金板、整體壁板或夾芯壁板。裝配：鋁合金板蒙皮厚度約0.025—0.3in。蒙皮在框架處沿氣流方向應(yīng)采用平搭接，縱向一般為搭接。梁Stringer

桁梁的截面積比桁條的大。龍骨梁Keelbeam位置：中央翼下方兩主輪艙之間機(jī)身中心線上。功用：補(bǔ)償起落架艙對(duì)機(jī)身下部的大開口，傳遞彎矩和剪力。保證機(jī)身的剛度和強(qiáng)度。機(jī)身主要構(gòu)件半硬殼式機(jī)身主要構(gòu)件機(jī)身主要構(gòu)件隔框Frame

普通隔框：形成和保持機(jī)身外形、提高蒙皮的穩(wěn)定性以及承受局部空氣動(dòng)力。機(jī)身主要構(gòu)件隔框Frame

加強(qiáng)隔框：還要承受和傳遞集中載荷機(jī)身主要構(gòu)件地板梁地板結(jié)構(gòu)由地板骨架和安裝在骨架上的地板(floor)組成。地板由多塊壁板組成，用螺栓固定在骨架上。壁板是由上下面板、輕質(zhì)芯材和加強(qiáng)條板組成的復(fù)合材料夾芯結(jié)構(gòu)。機(jī)身主要構(gòu)件增壓座艙結(jié)構(gòu)：機(jī)身一部分做成密封結(jié)構(gòu)，從氣源系統(tǒng)引出增壓空氣，經(jīng)空調(diào)和壓力調(diào)節(jié)裝置進(jìn)入座艙。機(jī)身主要構(gòu)件增壓座艙結(jié)構(gòu)：機(jī)身一部分做成密封結(jié)構(gòu)，從氣源系統(tǒng)引出增壓空氣，經(jīng)空調(diào)和壓力調(diào)節(jié)裝置進(jìn)入座艙。機(jī)身主要構(gòu)件氣密座艙哪些地方需要密封？各骨架構(gòu)件與蒙皮對(duì)接處蒙皮與壁板之間飛機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)操縱系統(tǒng)的拉桿和鋼索在座艙內(nèi)的進(jìn)出口處飛機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)和空調(diào)系統(tǒng)的導(dǎo)管、電纜束座艙蓋口和應(yīng)急出口艙口和窗口機(jī)身結(jié)構(gòu)受力分析2.機(jī)身主要構(gòu)件1.機(jī)體開口部位的構(gòu)造及受力分析3.機(jī)身結(jié)構(gòu)機(jī)身結(jié)構(gòu)受力分析垂直載荷的傳遞主要承受件：蒙皮（尤其是兩側(cè)蒙皮）載荷形式：隔框通過鉚縫把集中載荷以剪流形式傳給蒙皮如何平衡：蒙皮的反作用剪流剪流反作用剪流半硬殼式機(jī)身的受力分析機(jī)身結(jié)構(gòu)受力分析水平載荷的傳遞主要承受件：隔框，蒙皮載荷形式：對(duì)機(jī)身的剪力（相當(dāng)于作用于隔框中心的力）；對(duì)機(jī)身的扭矩（相當(dāng)于對(duì)隔框中心的力矩）如何平衡：蒙皮（特別是上下蒙皮）的反作用剪流半硬殼式機(jī)身的受力分析機(jī)身結(jié)構(gòu)受力分析2.機(jī)身主要構(gòu)件1.機(jī)體開口部位的構(gòu)造及受力分析3.機(jī)身結(jié)構(gòu)機(jī)體開口部位構(gòu)造及受力飛機(jī)機(jī)體為什么要開口？乘坐人員、安置設(shè)備……制造、維護(hù)、修理方便….開口原因機(jī)體開口部位構(gòu)造及受力彌補(bǔ)方法在機(jī)體結(jié)構(gòu)上開口部位，除了蒙皮被切開外，桁條、翼肋或隔框等也都可能被切斷。這樣，開口部分的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與剛度就要受到削弱，因此，在構(gòu)造上都采取了相應(yīng)的措施彌補(bǔ)。彌補(bǔ)方法直接補(bǔ)償開口采用受力艙口蓋由蓋板和一些加強(qiáng)型材鉚接而成，它用來代替開口部位的蒙皮、桁條、翼肋或隔框間接補(bǔ)償開口采用改變開口部位整體結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)開口后的受力特點(diǎn)機(jī)體開口部位構(gòu)造及受力直接補(bǔ)償開口

方法：1、在開口處安裝受力艙口蓋

2、在開口周緣安裝加強(qiáng)構(gòu)件（一）在開口處安裝受力艙口蓋

1、構(gòu)造受力艙口蓋由蓋板和一些加強(qiáng)型材鉚接而成，它用來代替開口部位的蒙皮、桁條、翼肋或隔框。為了使這種艙口蓋能很好地參與受力，它的周緣要用很多鉚釘、螺栓牢固地與開口周緣連接。

2、缺點(diǎn)：拆裝不便

3、所用場(chǎng)合多用在使用中不常拆卸的部位，如油箱艙等處機(jī)體開口部位構(gòu)造及受力直接補(bǔ)償開口（1）、在開口處安裝受力艙口蓋A-A截面：受扭時(shí)傳遞剪流；

承彎時(shí)傳遞軸向力B-B截面：受扭和承彎時(shí)都傳遞剪流；機(jī)體開口部位構(gòu)造及受力直接補(bǔ)償開口（1）、在開口處安裝受力艙口蓋梁式機(jī)翼結(jié)構(gòu)中，蒙皮和桁條傳遞軸向力的作用很小。其受力艙口蓋的兩端通常與兩側(cè)一樣，用螺釘固定。機(jī)體開口部位構(gòu)造及受力直接補(bǔ)償開口（2）、在開口周緣安裝加強(qiáng)構(gòu)件其艙口蓋通常只用少量螺釘或鎖扣來固定；在這種情況下，開口部位原來由壁板傳遞的載荷，將由加強(qiáng)構(gòu)件組成的框型結(jié)構(gòu)來傳遞，艙口蓋不傳遞軸向力和剪流，僅承受局部空氣動(dòng)力，起蓋住開口、保持飛機(jī)外表流線形的作用。加強(qiáng)框桁條隔框機(jī)體開口部位構(gòu)造及受力直接補(bǔ)償開口修理要求:必須注意，修理這種補(bǔ)償開口部位的構(gòu)件時(shí)，不僅要保持其足夠的強(qiáng)度，并且應(yīng)使其剛度符合原來的要求，因?yàn)檩d荷是按構(gòu)件的剛度來分配的。機(jī)體開口部位構(gòu)造及受力間接補(bǔ)償開口機(jī)體的結(jié)構(gòu)中的某些大的開口(如起落架艙口)，采用直接補(bǔ)償是不合適的因?yàn)椋海?）這些地方不可能設(shè)置受力艙口蓋；（2）沿大的開口周緣安裝加強(qiáng)構(gòu)件又會(huì)使結(jié)構(gòu)過重。這些開口通常是間接補(bǔ)償。機(jī)體開口部位構(gòu)造及受力間接補(bǔ)償開口以金屬蒙皮為例來說明在垂直載荷作用下剪力、彎矩、扭矩在間接補(bǔ)償開口部位的傳遞情況。為了使問題簡(jiǎn)化，假設(shè)（1）該機(jī)翼在兩個(gè)翼梁和翼肋1、2之間的上下表面都是開口的；（2）不考慮開口部位前后緣蒙皮和桁條的傳力作用。翼肋2翼肋1剪力的傳遞翼梁腹板機(jī)體開口部位構(gòu)造及受力間接補(bǔ)償開口翼梁緣條開口邊緣翼肋彎矩的傳遞機(jī)體開口部位構(gòu)造及受力間接補(bǔ)償開口由于翼梁緣條在開口部位及其附近受力增