第四講翼面結(jié)構(gòu)分析

1、 之四：翼面結(jié)構(gòu)分析 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析翼面結(jié)構(gòu) 機(jī)翼尾翼機(jī)身發(fā)動(dòng)機(jī)起落架電子設(shè)備2 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析機(jī)翼的功能產(chǎn)生升力 內(nèi)部裝置油箱和設(shè)備安裝增升裝置和傾側(cè)操縱的副翼固定起落架和動(dòng)力裝置 3 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析機(jī)翼的設(shè)計(jì)要求滿(mǎn)足氣動(dòng)要求重量要求 使用維修要求 工藝性和經(jīng)濟(jì)性要求4 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析機(jī)翼的外載分布的氣動(dòng)載荷 其他部件的集中載荷機(jī)翼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量力Qy，Mx，MzQx，My，Mz5 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析機(jī)翼的總體受力分析？6 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析運(yùn)動(dòng)靜止7 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析機(jī)翼的總體力（內(nèi)力）8 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析機(jī)翼的內(nèi)部結(jié)構(gòu)9 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析10 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析11 第

2、四講翼面結(jié)構(gòu)分析機(jī)翼結(jié)構(gòu)組成翼梁蒙皮長(zhǎng)桁縱墻縱向橫向翼肋12 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析蒙皮13 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析承受氣動(dòng)載荷 參與總體扭矩的傳遞參與總體彎矩的傳遞14 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析翼梁15 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析承受總體剪力（Qy）腹板剪流 參與總體彎矩的傳遞（Mz）上下緣條 16 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析翼梁是最主要的縱向構(gòu)件，它承受全部或大部分彎矩和剪力。翼梁一般由凸緣、腹板和支柱構(gòu)成（如圖所示）。凸緣通常由鍛造鋁合金或高強(qiáng)度合金鋼制成，腹板用硬鋁合金板材制成，與上下凸緣用螺釘或鉚釘相連接。凸緣和腹板組成工字型梁，承受由 外載荷轉(zhuǎn)化而成的彎矩和剪力。 17 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析長(zhǎng)桁承受氣動(dòng)載荷 參與

3、總體彎矩的傳遞18 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析長(zhǎng)桁承受局部空氣力載荷；支持和加強(qiáng)蒙皮；并將翼肋互相 連系起來(lái)。而且還可以承受由彎曲而產(chǎn)生的正應(yīng)力。有的機(jī)翼為 了更加強(qiáng)蒙皮，桁條需要很密，因而導(dǎo)致使用波紋板來(lái)代替桁條， 或者把桁條與蒙皮作成一體，形成整體壁鈑。 桁條是用鋁合金擠壓或板材彎制而成，鉚接在蒙皮內(nèi)表面， 支持蒙皮以提高其承載能力，并共同將氣動(dòng)力分布載荷傳給翼肋。19 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析縱墻（腹板）封閉作用 參與總體扭矩的傳遞參與總體剪力的傳遞20 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析縱檣承受由彎曲和扭轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的剪力。與梁的區(qū)別是椽條較弱，椽條不與機(jī)身相連。其長(zhǎng)度與翼展相等或僅為翼展的一部分?？v檣通常放置在機(jī)翼的

4、前緣或后緣，與機(jī)翼上下蒙矩。 連，形成一封閉的盒段以承受扭在后緣的縱檣，通常還用來(lái)連接襟翼及副翼。 21 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析翼肋22 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析支持長(zhǎng)桁和蒙皮承受氣動(dòng)載荷維持機(jī)翼形狀 承受、傳遞集中載荷不參與總體力的傳遞23 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析接頭傳遞載荷24 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析25 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析26 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析27 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析28 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析29 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析30 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析構(gòu)件的簡(jiǎn)化與受力特點(diǎn)蒙皮翼梁板空間板桿盒段機(jī)翼長(zhǎng)桁桿縱墻翼肋31 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析桿只能承受或傳遞沿桿軸向的分布力和集中力 縱向尺寸（長(zhǎng)度）遠(yuǎn)大于截面尺寸； 承受拉伸

5、載荷的能力大于承受壓縮載荷的能力； 能承受集中力，因此常用于集中力的擴(kuò)散； 形成桿系后能承受任意方向的集中力。 32 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析板適合承受面內(nèi)的分布載荷，包括剪流和拉壓應(yīng)力 面內(nèi)尺寸（長(zhǎng)、寬）遠(yuǎn)大于截面尺寸（厚度）； 承受拉伸載荷的能力大于承受壓縮和剪切載荷的能力； 剪力互等定律 不能承受集中力 33 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析平面板桿結(jié)構(gòu)適合承受平面板桿結(jié)構(gòu)面內(nèi)的載荷 板、桿之間只能傳遞剪力 三角形板桿結(jié)構(gòu)中，三角形的板不能收剪 常見(jiàn)的平面板桿結(jié)構(gòu)：長(zhǎng)桁和蒙皮的組合（加筋壁板） 平面梁 34 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析35 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析36 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析空間板桿結(jié)構(gòu)由平面板桿組成的閉室類(lèi)

6、結(jié)構(gòu)，可以承受彎、剪、扭載荷 開(kāi)閉室、單閉室、多閉室 局部有集中質(zhì)量 37 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析38 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析39 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析40 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析機(jī)翼結(jié)構(gòu)的典型受力形式所謂受力形式，是指結(jié)構(gòu)中主要構(gòu)件的組成。受力形式不 同，傳遞總體力的構(gòu)件不同。 梁式機(jī)翼 單塊式機(jī)翼 多腹板式機(jī)翼41 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析梁式機(jī)翼 翼梁強(qiáng)傳遞彎矩、扭矩、剪力 蒙皮薄氣動(dòng)載荷 長(zhǎng)桁少參與彎矩傳遞 42 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析單塊式機(jī)翼 翼梁弱傳遞彎、剪、扭 蒙皮較厚氣動(dòng)載荷、傳遞扭矩 長(zhǎng)桁強(qiáng)傳遞彎矩 43 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析多腹板式機(jī)翼 無(wú)明顯翼梁、腹板多 蒙皮厚 無(wú)長(zhǎng)桁 44 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析

7、尾翼的組成和功能45 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析尾翼的功用水平尾翼：縱向（俯仰）安定性、縱向操縱性； 正常式平尾包括水平安定面和升降舵超音速飛機(jī)全動(dòng)水平尾翼 垂直尾翼：航向安定性、航向操縱性； 垂尾包括垂直安定面和方向舵 46 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析尾翼的設(shè)計(jì)要求 尾翼設(shè)計(jì)要求和構(gòu)造與機(jī)翼類(lèi)似尾翼的載荷 平衡載荷 機(jī)動(dòng)載荷 不對(duì)稱(chēng)載荷尾翼的結(jié)構(gòu)組成與機(jī)翼類(lèi)似 47 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析翼面結(jié)構(gòu)的傳力分析思考:傳力分析、內(nèi)力分析、應(yīng)力分析48傳力分析：當(dāng)支承在某基礎(chǔ)上的一個(gè)結(jié)構(gòu)受有某種外載荷時(shí)，分 析這些外載如何通過(guò)結(jié)構(gòu)的各個(gè)構(gòu)件傳遞給支承它的 基礎(chǔ)，稱(chēng)之為結(jié)構(gòu)的傳力分析。 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析飛機(jī)結(jié)構(gòu)的絕大部

8、分構(gòu)件都是為了合理地傳遞載荷而布置 的，因此為了設(shè)計(jì)出符合最小重量要求的滿(mǎn)意的結(jié)構(gòu)，必須首 先弄清各種結(jié)構(gòu)中載荷的傳遞規(guī)律。 49 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析傳力路線 例如 : 機(jī)翼上作用有分布?xì)鈩?dòng)載荷和各接頭傳來(lái)的集中載荷 ，這些外載通過(guò)機(jī)翼的各受力構(gòu)件相繼受載產(chǎn)生內(nèi)力來(lái)傳遞 ，最后到機(jī)翼機(jī)身對(duì)接處，由支承機(jī)翼的機(jī)身提供支反力與之相平衡。 50 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析步驟一：簡(jiǎn)化元件的受力特性 例如：認(rèn)為長(zhǎng)桁在受總體力時(shí)，是只受軸向力的桿，而略去其受彎能力。但在局部載荷為梁可受垂直于桿的力。 在傳力分析時(shí)，一般以偏安全簡(jiǎn)化為原則。 51 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析步驟二：確定相互之間的連接關(guān)系例如： 52 第四

9、講翼面結(jié)構(gòu)分析步驟三：確定與基礎(chǔ)之間的連接形式例如： 53 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析步驟四：確定與基礎(chǔ)之間的連接形式 依次取出結(jié)構(gòu)的各個(gè)部分作為分離體，找出與它相連接的元件和連接關(guān)系，根據(jù)靜力平衡條件，找出作用力、支反力， 畫(huà)出分離體平衡圖和內(nèi)力圖，了解力在傳遞過(guò)程中的規(guī)律以及 各元件的作用和受載情況。 “依次”從初始載荷開(kāi)始，逐個(gè)元件分析過(guò)去，前者的支反力后者的外載（作用力）。 54 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析55 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析例子56 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析傳力分析的注意事項(xiàng)57傳力分析的三要素 結(jié)構(gòu)本身的受力特性 力是否能夠傳入 力是否能夠傳出 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析？板必須三邊有支持，一邊加載；或兩邊

10、支持，另兩邊加載。保證受剪平衡。58 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析結(jié)構(gòu)傳力的規(guī)律59靜定結(jié)構(gòu) 力在各元件上的分配只與元件和外載荷的相對(duì)幾何位置有關(guān)，而與元件的自身剛度無(wú)關(guān)。僅由平衡條件可唯一確定元件的內(nèi)力。 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析判斷以下哪個(gè)是靜定結(jié)構(gòu)60 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析靜不定結(jié)構(gòu)力的分配不僅與元件的相對(duì)幾何位置和外載荷作用位置 有關(guān)，而且與各元件的剛度、和支剛度有關(guān)。需由力的平衡條件和變形協(xié)調(diào)條件，才能確定載荷在各元件上的分配。 61 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析靜不定結(jié)構(gòu)載荷分配62 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析按剛度分配63 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析64 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析剛度分配法：靜不定結(jié)構(gòu)中個(gè)元件所分配承擔(dān)的載荷與它

11、們的剛度大小成正比。 65 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析變形一致（僅是根據(jù)某種變形一致條件得來(lái)的，且實(shí)際上是要求絕對(duì)變形量一致）。 如P分為P1, P2受彎時(shí)，因?yàn)槭前碖彎分配。所以剛心也可按彎曲剛度用杠桿原理求出， 只有當(dāng)合力正好作用于剛心時(shí)，才為純彎。 66 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析局限性 結(jié)構(gòu)配置實(shí)際不能保證那么純的變形條件。 只取某一種變形一致，因此實(shí)際可能并非處處協(xié)調(diào)。 必須保證絕對(duì)量一致，比平剖面假設(shè)要嚴(yán)。 多種載荷作用時(shí)，實(shí)際上變形將有相互干擾影響。 支承剛度對(duì)結(jié)構(gòu)剛度的影響沒(méi)有反映進(jìn)去（靜不定支承時(shí)）, 實(shí)際上是有影響。 67 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析PPL/2RARBRARBRARB若A點(diǎn)剛度大,

12、RA=0.69PRB=0.31PRA0.69PRBRB68L/2L/2P 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析EF2EF2？P69EF1 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析翼面的受力與傳力 氣動(dòng)載荷 集中力 慣性力 70 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析蒙皮71 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析長(zhǎng)桁72 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析翼肋翼肋的支持翼肋的受力73 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析74 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析翼肋的支持盒段雙梁?jiǎn)螇K式盒段多腹板式盒段雙梁式盒段板桿結(jié)構(gòu)75 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析雙梁式 正應(yīng)力分布剪流分布提示：蒙皮上有沒(méi)有剪流，為什么？ 76 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析Z向不能平衡77 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析78 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析梁式盒段中翼肋受載79 第四講翼面結(jié)構(gòu)分

13、析梁式盒段受載80 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析雙梁式機(jī)翼翼梁總體受載 翼梁與多個(gè)翼肋依次相連 每個(gè)翼肋傳遞剪流到翼梁腹板，依次疊加，剪力呈現(xiàn)階梯狀分布、彎矩成斜折線分布。 81 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析梁式盒段傳力總結(jié)梁緣條（在梁緣條中引起軸力形成彎矩） 梁腹板（梁腹板上下邊 和端邊引起剪流）機(jī)身（通過(guò)梁緣條接頭與機(jī)身的連接） 剪力扭矩接頭蒙皮翼根加強(qiáng)肋（轉(zhuǎn)化為集中載荷） 82 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析梁式盒段內(nèi)力總結(jié)梁緣條彎矩梁腹板（由梁緣條和根部加強(qiáng)肋提供支反剪流） 剪力扭矩蒙皮翼根加強(qiáng)肋（轉(zhuǎn)化為集中載荷） 83 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析單塊式正應(yīng)力分布剪流分布提示：蒙皮上有沒(méi)有剪流，為什么？ 84 第四講翼面結(jié)構(gòu)

14、分析Z向不能平衡Z向平衡85 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析剪力引起的剪流剪力和扭矩共同引起的剪流86 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析剪力所引起的正應(yīng)力分布87 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析單塊式盒段傳力總結(jié)梁緣條（在梁緣條中引起軸力形成彎矩） 長(zhǎng)桁（通過(guò)蒙皮傳給長(zhǎng)桁和長(zhǎng)桁中軸力平衡） 梁腹板（梁腹板上下邊 和端邊引起剪流）剪力機(jī)身（通過(guò)梁緣條接頭 與機(jī)身的連接） 扭矩接頭蒙皮翼根加強(qiáng)肋（轉(zhuǎn)化為集中載荷） 88 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析單塊式盒段內(nèi)力總結(jié)梁緣條，長(zhǎng)桁彎矩梁腹板（由梁緣條和根部加強(qiáng)肋提供支反剪流） 剪力扭矩蒙皮翼根加強(qiáng)肋（轉(zhuǎn)化為集中載荷） 89 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析多腹板式正應(yīng)力分布90 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析剪力引起的剪流

15、扭矩引起的剪流91 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析多腹板式盒段傳力總結(jié)蒙皮（在蒙皮中引起軸力形成彎矩） 腹板（腹板上下邊和端邊引起剪流）剪力機(jī)身（通過(guò)梁緣條接頭與機(jī)身的連接） 扭矩接頭蒙皮翼根加強(qiáng)肋（轉(zhuǎn)化為集中載荷） 92 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析多腹板盒段內(nèi)力總結(jié)蒙皮彎矩腹板（由蒙皮和根部加強(qiáng)肋提供支反剪流） 剪力扭矩蒙皮翼根加強(qiáng)肋（轉(zhuǎn)化為集中載荷） 93 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析94沒(méi)有翼肋的多腹板式盒段 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析翼肋傳遞集中力95 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析肋腹板緣條比較強(qiáng);與翼梁蒙皮的連接也比較強(qiáng)。 96 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析等效需注意的問(wèn)題能否用等效力分析內(nèi)力？ 能否將加強(qiáng)肋等效為雙支點(diǎn)梁？ P97 第四講

16、翼面結(jié)構(gòu)分析機(jī)翼與機(jī)身的連接 集中連接形式 中央翼連接形式98 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析集中連接形式多用與梁式機(jī)翼 一固一鉸 兩固 多點(diǎn)連接 99 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析單塊式采用集中的特點(diǎn)100 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析中央翼連接形式101 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析 剪力前后梁腹板傳到對(duì)接接頭，傳入機(jī)身 對(duì)稱(chēng)彎矩在中央翼壁板中平衡 對(duì)稱(chēng)扭矩由側(cè)肋轉(zhuǎn)換成集中剪力或者由角條傳遞給機(jī)身 反對(duì)稱(chēng)剪力不進(jìn)入中央翼 反對(duì)稱(chēng)扭在中央翼中自平衡 反對(duì)稱(chēng)彎矩？ 102 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析轉(zhuǎn)化為剪力傳遞給機(jī)身103 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析限制扭轉(zhuǎn)104 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析特殊邊界之一：雙梁式機(jī)翼，三點(diǎn)連接 雙梁式機(jī)翼三點(diǎn)連接：指鉸接(單耳)與固接(雙耳)的三點(diǎn)連接物理概念：鉸接接頭不能傳彎，該梁會(huì)轉(zhuǎn)，但因?yàn)橛泻卸未嬖冢?盒段不允許它轉(zhuǎn)， 盒段限制它，給它提供支反力 傳力：的距離內(nèi)后梁彎矩盒段受扭離開(kāi)機(jī)身側(cè)邊L前梁機(jī)身 105 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析106 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析后掠機(jī)翼結(jié)構(gòu)107 第四講翼面結(jié)構(gòu)分析副翼反效108 第四講翼