飞机结构受力分析和抗疲劳设计思想.ppt

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1、第二章飞机结构受力分析和抗疲劳设计思想2.1机翼结构的传力分析产生升力。当它具有上反角时，可为飞机提供一定的横侧稳定性。2.1.1机翼的功用有横向操纵用的副翼、扰流片等。为了改善机翼的空气动力效用在机翼的前、后缘越来越多地装有各种形式的襟翼、缝翼等增升装置，以提高飞机的起降或机动性能。机翼上常安装有起落架、发动机等其它部件。机翼的内部空间常用来收藏主起落架和贮存燃油.机翼站位数是指距离机身中心线的英寸数2.1.2机翼的外载荷飞机在飞行中，作用在机翼上的外载荷有：空气动力、机翼结构质量力、部件及装

2、载质量力，如图所示。其中，空气动力分布载荷是机翼的主要外载荷。气动力分布载荷机翼质量力分布载荷发动机集中载荷机身反作用力机翼结构质量力是机翼结构重量和它在飞行中产生的惯性力的总称，即机翼结构重量和变速运动惯性力。机翼在外部载荷作用下，象一根固定在机身上的悬臂梁一样，要产生弯曲和扭转变形，因此，在这些外载荷作用下，机翼各截面要承受剪力、弯矩和扭矩。垂直剪力水平剪力扭矩水平弯矩垂直弯矩机翼上所受的剪力、弯矩、扭矩由于机翼结构沿水平方向尺寸较大，因而水平剪力和水平弯矩对飞机结构受力影响较小，在受力分析

3、时只分析垂直剪力、扭矩和垂直弯矩。2.1.3机翼的受力图机翼主要受两种类型的外载荷：一种是以空气动力载荷为主，包括机翼结构质量力的分布载荷；另一种是由各连接点传来的集中载荷。这些外载荷在机身与机翼的连接处，由机身提供的支反力取得平衡。①如果机翼上只有空气动力和机翼结构质量力，则越靠近机翼根部，横载面上的剪力、弯矩和扭矩越大。②当机翼上同时作用有部件集中质量力时，上述力图会在集中质量力作用处产生突变或转折。剪力图弯矩图扭矩图P部件空气动力分布载荷机翼重力分布载荷一、平直机翼各截面的剪力、弯矩和扭

4、矩图试说明作用在平直机翼上的集中载荷对机翼剪力、弯矩的影响？使机翼剪力在集中载荷作用截面发生突变；弯矩发生转折。集中载荷作用截面以内机翼各截面上的剪力和弯矩减少。试说明作用在平直机翼上的集中载荷对机翼扭矩的影响？使机翼扭矩在集中载荷作用截面上发生突变。变化值等于集中载荷与集中载荷作用点到机翼刚轴距离的乘积。机翼某横截面承受的扭矩，等于该横截面外端机翼上所有外力对机翼刚心轴力矩的代数和。扭矩的符号：使迎角增大为正，反之为负如果外力不通过这一点，机翼的横截面就会绕该点转动，这个特殊的点称为该横截面的

5、刚心刚心轴的定义是：机翼的每个横截面上，都有一个特殊的点，当外力通过这一点时，不会使横截面转动，机翼各横截面刚心的连线称机翼的刚心轴。压力中心刚心ΔM扭=ΔQ·CΔQΔQ刚心轴的定义?机翼的每个横截面上，都有一个特殊的点，当外力通过这一点时，不会使横截面转动，这个特殊的点称为该横截面的刚心。机翼各横截面刚心的连线称为机翼的刚心轴。剪力图弯矩图扭矩图二、后掠机翼各截面的剪力、弯矩和扭矩图机翼的扭矩图是如何做出的？扭矩图：某横截面承受的扭矩等于该截面外端机翼所有外载荷对刚心的力矩代数和。2.1.4机

6、翼结构的典型元件蒙皮桁条翼肋翼梁缘条翼梁腹板纵向元件有翼梁、长桁、墙(腹板)横向元件有翼肋(普通翼肋和加强翼肋)以及包在纵、横元件组成的骨架外面的蒙皮当蒙皮较厚时，它常与长桁一起组成壁板，承受机翼弯矩引起的轴力。蒙皮还参与机翼的总体受力——它和翼梁或翼墙的腹板组合在一起，形成封闭的盒式薄壁梁承受机翼的扭矩一、蒙皮：蒙皮的直接功用是形成流线型的机翼外表面。蒙皮受到垂直于其表面的局部气动载荷；二、长桁(也称桁条)?长桁的主要功用是：☺支持蒙皮，防止在空气动力作用下产生过大的局部变形，并与蒙皮一起把空

7、气动力传到翼肋上去；☺提高蒙皮的抗剪和抗压稳定性，使蒙皮能更好地参与承受机翼的扭矩和弯矩；☺长桁还能承受由弯矩引起的部分轴力。蒙皮传来的力桁条翼肋传来的力翼肋蒙皮传来的力桁条翼肋桁条翼肋蒙皮蒙皮传来的力三、翼肋翼肋是机翼结构的横向受力构件翼肋按其功用可分为普通翼肋和加强翼肋两种。普通翼肋的功用是：构成并保持规定的翼型；把蒙皮和桁条传给它的局部空气动力传递给翼梁腹板，而把局部空气动力形成的扭矩，通过铆钉以剪流的形式传给蒙皮；支持蒙皮、桁条、翼梁腹板，提高它们的稳定性等。腹板式普通翼肋通常都用铝合金

8、板制成，其弯边用来同蒙皮和翼梁腹板铆接。周缘弯边和与它铆接在一起的蒙皮，作为翼肋的缘条承受弯矩。翼肋的腹板则承受剪力。这种翼肋的腹板，强度一般都有富裕，为了减轻重量，腹板上往往开有大孔。利用这些大孔还可穿过副翼、襟翼等传动构件。为了提高腹板的稳定性，开孔处往往还压成卷边，有时腹板上还铆着加强支柱，或者压成凹槽。加强翼肋除具有上述作用外，还要承受和传递较大的集中载荷。在开口端部或翼根部位的加强翼肋，其主要功用是把机翼盒段上由一圈闭合剪流构成的扭矩，转换成一对垂直力构成的力偶分别传给翼梁或机身加强框