某机翼部件巡航状态下的受力分析

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1、目录1绪论………………………………………………………………………………11.1机翼受力分析的目的和意义…………………………………………………11.2机翼受力分析要解决的问题…………………………………………………11.3对机翼结构进行传力分析的基本方法………………………………………22气动升力的计算………………………………………………………………22.1机翼的功用与要求……………………………………………………………22.1.1机翼的功用…………………………………………………………………22.1.2机翼的设计要求…………………………………………………………2

2、2.2机翼的外载特点…………………………………………………32.2.1机翼的外载有以下三类……………………………………………………32.2.2机翼的总体受力…………………………………………………………42.3机翼结构的典型元件与典型受力型式………………………………………62.4机翼的外形参数………………………………………………………92.4.1翼型的几何参数……………………………………………………………92.4.2机翼的几何特性…………………………………………………………112.5翼型气动力的基本计算理论………………………………………………132.5.1

3、气动特性公式……………………………………………………………152.6对于具体弹翼的气动力的计算……………………………………………193有限元分析…………………………………………………………………263.1有限元的发展史……………………………………………………………263.2有限元的概述………………………………………………………………263.3有限元的基本思想与特点…………………………………………………273.3.1有限元分析的特点………………………………………………………273.3.2有限元分析的基本思想……………………………………………………283.4

4、有限元法的基本步骤………………………………………………………283.5对机翼进行具体的分析…………………………………………………314结论………………………………………………………………………………37参考文献……………………………………………………………………………38致谢…………………………………………………………………………………401绪论1.1机翼受力分析的目的和意义机翼主要用于产生升力，因此满足空气动力方面的要求是首要的。机翼除保证升力外，还要求阻力尽量小。机翼的气动特性主要取决于其外形参数，这些参数在总体设计时己经确定；结构设计应从强度、刚度

5、、表面光滑度等各方面来保证机翼气动外形要求的实现，所以机翼结构设计的一个问题就是怎么才能保证机翼在飞行过程中的气动外形[1]。对于机翼，在外形、装载和连接情况己定的条件下，重量要求是机翼结构设计的主要要求，具体地说就是要设计出一个既能满足强度、刚度和耐久性要求，又尽可能轻的结构来。当飞机在高速飞行时，很小的变形就可能严重恶化机翼的空气动力性能；刚度不足还会引起颤振和操纵面反效等严重问题。值的注意的是：随着飞行速度的提高，机翼所受载荷增大；然而由于减小阻力等空气动力的需要，此时机翼的相对厚度却越来越小，再加上后掠角的影响，致使机翼结构的扭转刚度、弯曲刚度越

6、来越难保证，这些都将引起机翼在飞行中变形的增加。因此对于高速飞机，为满足机翼的气动要求，刚度问题必须足够重视[2]。然而也正是由于上述原因，此时解决好机翼的最少重量要求与强度、刚度要求之间的矛盾将更为困难[3]。1.2机翼受力分析要解决的问题：机翼受力分析的主要目的是：运用软件，采用有限元分析的办法，通过给机翼加载其在巡航状态下所受的各种力，来分析机翼各部件所受的力以及它们在这些力的作用下的变形，根据结果来修改机翼的结构设计，以达到既能保证机翼在飞行时的气动外形又能合理设计机翼结构的目的。通过机翼的受力分析，我们还能够根据变形结果合理的设计出各个部件的最

7、佳几何尺寸，最终解决机翼最少重量要求与强度、刚度要求之间的矛盾。机翼结构受力分析主要的研究手段为有限元分析。为了使有限元分析的结果比较准确的接近现实，就必须较好的完成以下两个工作。（1）较为准确的绘制机翼的三维几何模型，本文采用UG进行绘图。（2）在利用有限元分析时，要想得到比较接近现实的结果。就必须比较准确的加载机翼在巡航状态下所受的各种载荷。对于机翼我们可以把其看作为悬壁梁来处理，同时分析机翼接头的受力情况。1.3对机翼结构进行传力分析的基本方法：（1）对实际结构合理简化，略去次要元件和次要部分。从而使在传力分析中，降低结构的静不定度数，成为静定的或

8、只有一两度静不定的结构。（2）对结构中各元件之间的连接关系了解清楚，并合理简化铰