南航飛機結構設計習題答案42

1、4-1梁的根部接頭是固接，梁的緣條可以傳遞彎矩，縱墻的根部接頭是絞接，它本身不能傳遞 彎矩。 4-2 札篦茜負分坷 ；7t, L初右 沁和朱7 M猛 4-3 (XT Mt j i . 魄勸寧 誡 ：杠込 T蒙煖44 4? I 谿 M M f如) 4-23 1?(15 4-24 4-26 (1 )在A-A肋處，蒙皮沒有發(fā)生突變，所以A-A肋在傳扭時不起作用。 (2)前梁在A-A剖面處發(fā)生轉折，前梁上彎矩M分為兩部分M = M 梁傳給機身，M2傳給A-A肋。 1 + M2, M1由前 4-30 -. - fl rl- .：i J- I ” I ,* E H - % 片少a Hp： g- a y .

2、1 宣7爪. 五！ v；a f n X一 A 【遷 LIi 7茍家 機翼外段長桁上的軸向力通過蒙皮剪切向前后梁擴散，至振部全部轉移到前后梁的緣條上去。 4-31 2 Q 珂 a3.2 1L前=L后 (1) Q的分配 K= 2EJ V 只與 KiQ 2EJ1 Q1= K1 + K2 = =3330kg = 33.3KN 2EJ有關 L2 2( EJ1 + EJ2)Q = EJiQ EJ1 + EJ2 丄Q 1 +2= 0.333Q Q2 = 6670kg = 66.7KN KJ 關系式仍同上 M的分配 K= L M1 = 0.333 X 5 X 105= 1666.7 KN m M 2= 0.6

3、67 X5X 105 = 3335 KN m Mt的分配 5Mt Mt1= 5 +10 = 0.333X3X 103 = 0.999X 103 kg.m = 10 KN m Mt2 = 0.667 X3X 103 = 2.001 x 103 kg.m = 20 KNm 2. L 前=3000 mm L 后=1500 mm (1) 2EJ d 1012,2c 2 2 (3000 ) = 2 咒 9咒106 = 9 咒106 = 口 106x 0.111 1012 10222咒2 O500 ) = 2x 9 X106 = 2.25 X106 = 2咒 106x 0.889 1 1 K1+ K2 =

4、 2 漢 106 ( 9 + 2.25)= 2 漢 106 ( 0.111 +0.889)= 1 x 口 106 Q的分配 Ki= 2 咒 K2= 2 咒 1012 Q 1 = 0.111X 10000 = 1110kg = 11.1KN Q2 = 8890kg = 88.9KN KJ 1012 M的分配K1 = L 12 QX10 109 K1 =1500= 1.333 X K什 K2 = 1.666X 109 0.333 M1= 1.666 X5X105 = 0.1999X5X105 = 0.2X5X105 = 105 kg m = 1000 KN m M2 = 4X 105 kg m =

5、 4000 KN m M t的分配 KQ1 4-36 5X1010 K1= 3000 =1.667 咒107 K1+ K2 = 8.334 X 107 1.667 K2 = Mti = Mt2 = 3(EJ )1 Q1 = Mt1 Q1 10X1010 1500=6.667 X 107 8.334 X 3X io3 = 0.2X 3X io3 = 0.6 6.667 8.334 X 3X 03 3* 1010 80 1500 (EJ) 103 kg.m = 6 KN m (GJt)1 Kt1 = Q1 = Mt1 Q1 Q1 =0.8X 3X 103 = 2.4X 3 10 kg.m = 24

6、 KN m Q2 1010 1500 5*108 1500 Qy Q2 M1 Kt1 Kt1 +K 3(EJ) t2 2*10 106 100 (EJ) (GJt)1 Q1 Q1 3*10 10 3000 1010 3000 Q2 M1 Kt1 Kt1 +K 5*108 1500 Qy t2 (1)薄蒙皮雙粱式機翼, 氣動載荷和結構。 3(EJ) 3* 2*1010 160 15003 t2 (EJ) (GJt)2 2*1010 1500 10 1500 4*107 2*106 Q2 = 5000 =10 10 10 106 100 17 = 1000 =10 Kq2 2Q 200 Kq1 +

7、 KQ2 Km 2 M1 t2 Q2 t2 Q2 2M 10000 t2 t2 2M Kt1 + Kt2 3(EJ) (EJ) (GJt) KQ2 =20 3*2*1010 1500 2*1010 1500 109 1500 160 4* 107 2*106 16Qy 1600 Kq1 +Kq2 17 t2 4M = 4000 2M Kt1 +K t2 肋在氣動載荷作用下: 后緣未略去， (b)若略去前、后緣的 =20 M (2)該機翼前粱轉折處的n助在傳遞總體彎矩 M時所受的裁荷，畫出其力平衡圖和內(nèi)力圖: (a)剖面筒化為矩形；(b)剖面上、下為曲線。 (2) ACS ” r1F Mt Mt

8、 2BH = qt2 2 2BH 兩閉室對稱，此時 qti =2 傳扭 傳剪 yti 餉 _ f Q VI (1 )若5不變，只是兩閉室面積不同，則 q仍相同，扭矩引起的剪力與彎矩同上；但剛心 位置可能變動，所以多一個扭矩 (2)若5不同，也會引起兩閉室扭剛不同，則在分析Mt時，就會出現(xiàn) Q , M內(nèi)力。 py力時的平衡圖和內(nèi)力圖(假設 (5) 薄蒙皮雙梁式機翼 v肋后梁上作用有集中力py,求該肋受 前、后粱彎曲剛度相等)。 若前后梁對稱 右支點: 1 2 Py + 丄哇H 2BH = 2 Py+ 2BH MtH 1 2 Py+ 4 Py = 4 Py 若前后梁不對稱，例如前梁剛度為后梁的2倍

9、，剛心在 2 B Py 1 q t = 2BH = 3H Py 1py 1 M :3 2/3B 處，貝U Mt = Py*2/3*B ? X- 3H Py? X? H = 0 (6) 薄蒙皮雙粱式機翼W肋上C點處受有集中力Px時的力平衡圖和內(nèi)力圖 Px Px =4B ? H? Px X+4B ? H? X Px B_FXH t = 2 4B ? H? 2 +2 4B ? H? AX - Px 2 ? AX AB Qy I ;=囂=尋 Z AB 1 4/ 4-37由于前梁在1點處轉折，所以由剪力 為彎矩為：M1 二 P(a-ecosa) 由于剪力P沒有作用在剛心上， P產(chǎn)生的彎矩，有一部分要由側

10、邊肋來承擔，其大小 ，矢量方向向右。 因此要產(chǎn)生扭矩，其大小為Pe。在傳遞到根肋2-3處后, 轉化為一對支反力。其在 3點的支反力在前梁上產(chǎn)生的彎矩為： M = Petana ,和剪力P-樣，它在側邊肋上的彎矩分量為： M2 = Petana sina，矢量方向向左 因此作用在側邊肋1點上的總彎矩為 M =Mi - M 2 = Pa-Pe(cosa + tana sina) = Pa - Pe/cosa 二 M =200* 2.6 -200* 0.4/(5/7) =408kN e R =408/1.4 =291.4kN 4-38 I肋在傳遞總體力彎矩的過程中所受的載 (1)長桁在機身對稱軸處對

11、接的雙梁單塊式后掠翼, 荷，并畫出力平衡圖和內(nèi)力圖。 解：傳M時I的力矩圖 ii 后 前 4M=qt*2BH，qWBH 芒-q 35 M -q* H _2M -BH 3 在3處: 突變處： 2M 2BH =M BH -0.33 M 2M -1.33M = 0.67M 2M -縱 BH =2M -2M =0 *旦*H 2 在2處： 如果認為已擴散成水平剪流則: 力平衡閣 二 此M值很小(兩種方法都可以)。 (a) r號肋（單塊式普通肋） M Q (b) 請畫出中央翼在作用有反對稱總體彎矩時，川肋、W肋的力平衡圖和內(nèi)力圖。設左右 機翼通過中央翼連成整體，并在 A B、C D四點與機身鉸接，接頭在機

12、翼前、后墻腹板上。 III肋和IV肋的分析 一卜 4J III肪：無載荷M Q均為零 q較小 IV肋 q較大 M (3)機翼外段為雙梁單塊式，內(nèi)側改為雙梁式，畫出結構型式交換處的 Q M時的力平衡圖和內(nèi)力圖。 v肋在傳遞總體力M 傳M時: 傳Q時不起作用；傳 Mt時也不起作用。 多墻式機翼在根部用兩個固接接頭與機身相連，請畫出側肋W在傳遞總體內(nèi)力的剪力 其力平衡圖和內(nèi)力圖。 VI VI肋攔Q時 q校小 亍1肋刖時 q較人 M Q 畫出圖示三梁式后掠翼側肋四在傳遞總體彎矩時，其力平衡圖和內(nèi)力圖。 如果結構彎矩完全對稱，則中間支點無力；否則會有力（載荷也要對稱，即 能 R0） M| M,lU 丿

13、IZ 1 4-40 (1) 單梁單墻式機翼的I肋。 在Q和M下, 雙梁單墻式后掠翼，其中后粱在n肋處有轉折，請畫出n肋的力平衡圖和內(nèi)力圖。 1 一 1 J tf k TT t / V Q 1 1 1 Q (3)雙粱單墻式機翼中川肋在傳扭時的力平衡圖、內(nèi)力圖。 (4)單梁雙墻式機翼中W助在傳扭時的力平衡圖和內(nèi)力圖。 IT 4-40(1) i ft. a /A 4 壬inr h a A a a視圖反映的是蒙皮作用在翼肋 I上的扭矩，b b視圖是蒙皮開口后， 前梁和后墻腹板作用在 翼肋I上的支反力，兩者合成就是翼肋 I的力平衡圖。 I上沒有彎矩，因此 對于翼肋I的彎矩圖來說，其上剪力所產(chǎn)生的彎矩和扭

14、矩相平衡，因此翼肋 此處翼肋需要較厚的腹板，但緣條可以很薄。 T 1 這道題不僅要考慮由于蒙皮開口，扭矩的傳遞問題，還要考慮由于中間梁的轉折，在 II肋上產(chǎn) 生的附加彎矩，以及由于后墻作為雙支點外伸梁在 II肋上產(chǎn)生的支反剪力 Q受力比較復雜，其 內(nèi)力需要根據(jù)各種載荷大小決定各自方向，因此這里沒有給出。 4-44 因為剪力Q是作用在剛心上，機翼沒有扭轉，所以對于機翼的彎曲變形，垂直于剛心軸的 剖面，撓度變形保持一致，并且根肋CDh沒有受到扭矩作用。 （1） 由于后墻是在B點是鉸接的，所以后墻不能傳遞剪力Q,剪力Q主要由前梁傳遞。由 于前梁鉸接在A點和C點，所以它是靜定結構，它以雙支點外伸梁的形式傳剪和傳彎。其 剪力圖和彎矩圖如圖（1）所示： （2） 由于后墻鉸接，情況和（1）一樣。前梁在A點固接，因此前梁可以以懸臂梁形式承 受一定的彎矩，因此前梁是一度靜不定結構，可以用材料力學中的力法方法求解，其剪 力圖和彎矩圖如圖（2）所示： （3） 后梁在B處固接，后梁可以承受彎矩，前梁在A處鉸接，因此在C處的彎矩由前梁傳 遞，而剪力由主梁傳遞，整個機翼是一度靜不定結構，因此前梁和后梁按剛度分配剪力 和彎矩，而主梁對前梁提供彈性支撐，其剪力圖和彎矩圖如圖（3）所示 2) 情況求