第16講—機(jī)身結(jié)構(gòu)(3)

1、 5.6 機(jī)身與其它部件對(duì)接處或集中力作用處機(jī)身與其它部件對(duì)接處或集中力作用處結(jié)構(gòu)的布置結(jié)構(gòu)的布置一、機(jī)翼與機(jī)身對(duì)接處結(jié)構(gòu)特點(diǎn)一、機(jī)翼與機(jī)身對(duì)接處結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1、機(jī)翼和機(jī)身連接處結(jié)構(gòu)配置機(jī)翼和機(jī)身連接處結(jié)構(gòu)配置 按機(jī)翼相對(duì)機(jī)身上下位按機(jī)翼相對(duì)機(jī)身上下位機(jī)翼機(jī)身連接配置機(jī)翼機(jī)身連接配置中單翼中單翼上、下單翼上、下單翼不貫穿機(jī)身不貫穿機(jī)身貫貫 穿穿 機(jī)機(jī) 身身置的不同有下列幾種結(jié)構(gòu)配置的不同有下列幾種結(jié)構(gòu)配置：置：2、民機(jī)機(jī)翼和機(jī)身連接處結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)民機(jī)機(jī)翼和機(jī)身連接處結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)民機(jī)機(jī)翼機(jī)身的連接配置民機(jī)機(jī)翼機(jī)身的連接配置：一般采用中翼穿過(guò)機(jī)身連接。一般采用中翼穿過(guò)機(jī)身連接。機(jī)翼機(jī)身的連接方式：機(jī)翼機(jī)身

2、的連接方式：機(jī)翼的翼梁和機(jī)身隔框的下半部分機(jī)翼的翼梁和機(jī)身隔框的下半部分是一個(gè)整體結(jié)構(gòu)。是一個(gè)整體結(jié)構(gòu)。載荷的傳遞：載荷的傳遞：機(jī)身隔框?qū)C(jī)翼傳入的剪力，不對(duì)稱(chēng)彎矩傳機(jī)身隔框?qū)C(jī)翼傳入的剪力，不對(duì)稱(chēng)彎矩傳給機(jī)身殼體。給機(jī)身殼體。上圖為：中翼貫穿機(jī)身連接圖右圖為：機(jī)翼機(jī)身隔框連接方式民機(jī)機(jī)翼和機(jī)身連接處結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)彎矩對(duì)隔框的作用效彎矩對(duì)隔框的作用效果果：地板梁越厚對(duì)隔地板梁越厚對(duì)隔框產(chǎn)生的載荷越大框產(chǎn)生的載荷越大龍骨架：龍骨架：中央翼盒中中央翼盒中段下方的縱梁或盒形段下方的縱梁或盒形結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)民機(jī)機(jī)翼和機(jī)身連接處結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)水平加強(qiáng)板剪力剪力P的平衡的平衡彎矩彎矩Mx的平衡的平衡加強(qiáng)框上中加強(qiáng)框上中

3、的剪流平衡的剪流平衡二、機(jī)身與垂直尾翼連接處結(jié)構(gòu)特點(diǎn)二、機(jī)身與垂直尾翼連接處結(jié)構(gòu)特點(diǎn)當(dāng)平尾置于垂直尾翼上時(shí)當(dāng)平尾置于垂直尾翼上時(shí)垂直尾翼的垂直載荷傳遞到加垂直尾翼的垂直載荷傳遞到加強(qiáng)框，由加強(qiáng)框?qū)⑤d荷傳給機(jī)強(qiáng)框，由加強(qiáng)框?qū)⑤d荷傳給機(jī)身蒙皮身蒙皮 垂直尾翼上載荷通過(guò)各種垂直尾翼上載荷通過(guò)各種途徑傳到機(jī)身殼體蒙皮中，以途徑傳到機(jī)身殼體蒙皮中，以蒙皮中剪流形式向機(jī)身中部傳蒙皮中剪流形式向機(jī)身中部傳遞，達(dá)到全機(jī)受力平衡遞，達(dá)到全機(jī)受力平衡。當(dāng)平尾置于垂直尾翼上時(shí) 前機(jī)身的結(jié)構(gòu)前機(jī)身的結(jié)構(gòu) 前起落架的布置前起落架的布置三、前起落架載荷作用下機(jī)身結(jié)構(gòu)受力分析三、前起落架載荷作用下機(jī)身結(jié)構(gòu)受力分析擋塊擋塊設(shè)

4、備艙設(shè)備艙駕駛艙駕駛艙起落架艙起落架艙電瓶艙電瓶艙q軸承能夠軸承能夠提供除提供除 Mz 以外的所有以外的所有約束；約束；q擋塊只能擋塊只能提供提供x x方向向方向向后的約束。后的約束。集中力集中力 Py、 Pz、Px Py的傳遞與平衡的傳遞與平衡前起落架載荷作用下機(jī)身結(jié)構(gòu)受力分析Pz的傳的傳遞遞Pz與座艙地面與座艙地面剪流剪流 qPz 平衡平衡；力矩力矩Mx通過(guò)軸通過(guò)軸承上的集中力承上的集中力Pzh/b 與剪流與剪流qMt 平衡。平衡。前起落架載荷作用下機(jī)身結(jié)構(gòu)受力分析Px的傳遞的傳遞 Px由軸承上的力由軸承上的力Rdx和擋塊上的力和擋塊上的力 Rex 平衡平衡擋塊中力的平衡擋塊中力的平衡軸承

5、加強(qiáng)件中力的平軸承加強(qiáng)件中力的平衡衡可見(jiàn)，起落架上的力可見(jiàn)，起落架上的力Px、Py 、Pz通過(guò)加強(qiáng)框以剪流形式作用通過(guò)加強(qiáng)框以剪流形式作用到與加強(qiáng)框相連的到與加強(qiáng)框相連的H H型開(kāi)剖面薄壁結(jié)構(gòu)上，然后傳到中機(jī)身。型開(kāi)剖面薄壁結(jié)構(gòu)上，然后傳到中機(jī)身。前起落架載荷作用下機(jī)身結(jié)構(gòu)受力分析四、機(jī)身設(shè)計(jì)分離面的對(duì)接型式四、機(jī)身設(shè)計(jì)分離面的對(duì)接型式5.7 增壓座艙的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)增壓座艙的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)一、座艙的增壓載荷一、座艙的增壓載荷（1 1）增壓載荷的定義：）增壓載荷的定義：增壓艙內(nèi)的空氣壓力與周?chē)髿獾目諝鈮毫χ罘Q(chēng)為增壓艙內(nèi)的空氣壓力與周?chē)髿獾目諝鈮毫χ罘Q(chēng)為增壓增壓載荷。載荷。（2 2）增壓載荷

6、的特點(diǎn)）增壓載荷的特點(diǎn)： 增壓載荷增壓載荷是重復(fù)性循環(huán)載荷，對(duì)增壓座艙機(jī)身結(jié)構(gòu)的壽是重復(fù)性循環(huán)載荷，對(duì)增壓座艙機(jī)身結(jié)構(gòu)的壽命和損傷容限特性影響很大，必須按損傷容限設(shè)計(jì)準(zhǔn)則命和損傷容限特性影響很大，必須按損傷容限設(shè)計(jì)準(zhǔn)則設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)。 增壓座艙內(nèi)壓力的變化規(guī)律（正壓差、負(fù)壓差）增壓座艙內(nèi)壓力的變化規(guī)律（正壓差、負(fù)壓差） 增壓艙結(jié)構(gòu)也是機(jī)身受力結(jié)構(gòu)的一部分，它既由增壓載增壓艙結(jié)構(gòu)也是機(jī)身受力結(jié)構(gòu)的一部分，它既由增壓載荷引起的應(yīng)力，又參與機(jī)身的總體受力。荷引起的應(yīng)力，又參與機(jī)身的總體受力。二、增壓艙的形狀和位置二、增壓艙的形狀和位置增壓艙的形狀和在機(jī)身上的部位隨飛機(jī)類(lèi)別的不同而不同。增壓艙的形狀和在機(jī)

7、身上的部位隨飛機(jī)類(lèi)別的不同而不同。三、旅客機(jī)增壓艙的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)三、旅客機(jī)增壓艙的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)增壓艙形狀：增壓艙形狀：旅客機(jī)增壓艙一般為圓筒形，或接近圓筒形。旅客機(jī)增壓艙一般為圓筒形，或接近圓筒形。其后端常為球面腹板框，前端常為平面腹板框。其后端常為球面腹板框，前端常為平面腹板框。（1 1）機(jī)身蒙皮的受力與設(shè)計(jì)）機(jī)身蒙皮的受力與設(shè)計(jì)在正增壓載荷作用下，機(jī)身的蒙皮受雙向張應(yīng)力在正增壓載荷作用下，機(jī)身的蒙皮受雙向張應(yīng)力周向張應(yīng)力周向張應(yīng)力 T p R / t縱向張應(yīng)力縱向張應(yīng)力 x p R / 2t式中式中 R機(jī)身半徑；機(jī)身半徑；t蒙皮厚度；蒙皮厚度； p壓力差。壓力差?？梢?jiàn)，可見(jiàn)， T是是 x的的2倍。

8、因此，增壓艙部分的蒙皮沿縱軸方向的倍。因此，增壓艙部分的蒙皮沿縱軸方向的裂紋比周向裂紋更危險(xiǎn)。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)采取損傷容限設(shè)計(jì)措施。裂紋比周向裂紋更危險(xiǎn)。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)采取損傷容限設(shè)計(jì)措施。（2 2）球面框）球面框 球面框的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：球面框的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 半球形結(jié)構(gòu)受力好，但球面框一般不做成半球形；半球形結(jié)構(gòu)受力好，但球面框一般不做成半球形； 一般采用球面的一部分一般采用球面的一部分球虧面作框，而且有：球虧面作框，而且有： Rs(球面半徑球面半徑)R(機(jī)身半徑機(jī)身半徑)角取為角取為60 比較經(jīng)濟(jì)比較經(jīng)濟(jì) 球面框受力分析球面框受力分析 球面周緣單位球面周緣單位寬度上的總拉力寬度上的總拉力F為為:F= p Rs

9、/ 2tF隨隨Rs的增大而增大。的增大而增大。 球面框的構(gòu)造及與機(jī)身的連接球面框的構(gòu)造及與機(jī)身的連接 球面框的構(gòu)造：球面框的構(gòu)造： 球面框的連接：球面框的連接：三角形板三角形板破損安全帶破損安全帶蓋板蓋板如果球面框要承受如果球面框要承受yozyoz平面內(nèi)平面內(nèi)的的集中力集中力，就需要布置一，就需要布置一平面框平面框或或局部平面框局部平面框。c) 球面框與機(jī)身結(jié)構(gòu)變形協(xié)調(diào)的內(nèi)力球面框與機(jī)身結(jié)構(gòu)變形協(xié)調(diào)的內(nèi)力在壓力作用下，如果球面框邊在壓力作用下，如果球面框邊緣處的徑向變形為緣處的徑向變形為 1 1，機(jī)身殼體結(jié)，機(jī)身殼體結(jié)構(gòu)的變形為構(gòu)的變形為 2 2，則變形協(xié)調(diào)會(huì)使加，則變形協(xié)調(diào)會(huì)使加強(qiáng)框處產(chǎn)生強(qiáng)

10、框處產(chǎn)生剪力剪力Q和彎矩和彎矩M。此時(shí)應(yīng)注意此時(shí)應(yīng)注意加強(qiáng)框處加強(qiáng)框處的加強(qiáng)。的加強(qiáng)。（3 3）平面腹板框）平面腹板框 旅客機(jī)增壓艙的前端一般采用平面腹板框。旅客機(jī)增壓艙的前端一般采用平面腹板框。 戰(zhàn)斗機(jī)駕駛艙比較小，安排緊湊，故前、后均采用平面框。戰(zhàn)斗機(jī)駕駛艙比較小，安排緊湊，故前、后均采用平面框。平面端框均采用橫、豎方向型材、平面端框均采用橫、豎方向型材、腹板及框緣角型材鉚接而成。腹板及框緣角型材鉚接而成。 周緣型材與機(jī)身蒙皮周緣型材與機(jī)身蒙皮連接連接，其，其他型材兩端固定在機(jī)身的縱向構(gòu)件上。他型材兩端固定在機(jī)身的縱向構(gòu)件上。 腹板受彎。腹板受彎。（4 4）當(dāng)機(jī)身截面為非圓形時(shí)增壓艙段機(jī)身

11、的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)）當(dāng)機(jī)身截面為非圓形時(shí)增壓艙段機(jī)身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)v 機(jī)身為圓截面時(shí)，增壓艙的受力情況最好；機(jī)身為圓截面時(shí)，增壓艙的受力情況最好；v 為橢圓形截面時(shí)，框內(nèi)會(huì)產(chǎn)生彎曲內(nèi)力；為橢圓形截面時(shí)，框內(nèi)會(huì)產(chǎn)生彎曲內(nèi)力；v 如果是雙圓截面機(jī)身，則在兩圓弧交匯處會(huì)產(chǎn)生分力如果是雙圓截面機(jī)身，則在兩圓弧交匯處會(huì)產(chǎn)生分力Fn。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：可以在機(jī)身左、右兩側(cè)各布置一根縱梁，縱梁兩端與框的可以在機(jī)身左、右兩側(cè)各布置一根縱梁，縱梁兩端與框的腹板連接，靠蒙皮的一邊與蒙皮鉚在一起。腹板連接，靠蒙皮的一邊與蒙皮鉚在一起。四、戰(zhàn)斗機(jī)增壓艙的設(shè)計(jì)特點(diǎn)四、戰(zhàn)斗機(jī)增壓艙的設(shè)計(jì)特點(diǎn)戰(zhàn)斗機(jī)駕駛員增壓艙一般空間小、形狀復(fù)雜。戰(zhàn)

12、斗機(jī)駕駛員增壓艙一般空間小、形狀復(fù)雜。這里主要對(duì)這里主要對(duì)機(jī)頭進(jìn)機(jī)頭進(jìn)氣噴氣式殲擊機(jī)增氣噴氣式殲擊機(jī)增壓艙側(cè)壁壓艙側(cè)壁進(jìn)行分析進(jìn)行分析側(cè)壁的結(jié)構(gòu)側(cè)壁的結(jié)構(gòu)：由蒙：由蒙皮、加強(qiáng)筋和桁梁皮、加強(qiáng)筋和桁梁組成。組成。座艙側(cè)壁受負(fù)壓差時(shí)座艙側(cè)壁受負(fù)壓差時(shí)：側(cè)壁蒙皮受軸向張力：側(cè)壁蒙皮受軸向張力上、下桁梁，上、下桁梁，在兩端傳給加強(qiáng)框在兩端傳給加強(qiáng)框 機(jī)身機(jī)身。座艙側(cè)壁受正壓差時(shí)座艙側(cè)壁受正壓差時(shí)：側(cè)壁蒙皮受壓：側(cè)壁蒙皮受壓加強(qiáng)筋加強(qiáng)筋上、下桁梁，上、下桁梁，在兩端傳給加強(qiáng)框在兩端傳給加強(qiáng)框 機(jī)身機(jī)身。機(jī)身與其他部件對(duì)機(jī)身與其他部件對(duì)接處或集中力作用接處或集中力作用處的結(jié)構(gòu)布置處的結(jié)構(gòu)布置機(jī)翼機(jī)身對(duì)接處

13、的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)機(jī)翼機(jī)身對(duì)接處的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)機(jī)身與垂尾連接處的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)機(jī)身與垂尾連接處的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)前起落架載荷作用下機(jī)身結(jié)構(gòu)前起落架載荷作用下機(jī)身結(jié)構(gòu)的受力分析的受力分析機(jī)身設(shè)計(jì)分離面的對(duì)接型式機(jī)身設(shè)計(jì)分離面的對(duì)接型式增壓艙的設(shè)計(jì)特點(diǎn)增壓艙的設(shè)計(jì)特點(diǎn)增壓艙的載荷特點(diǎn)增壓艙的載荷特點(diǎn)增壓艙的形狀、位置等增壓艙的形狀、位置等旅客機(jī)增壓艙結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)旅客機(jī)增壓艙結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)戰(zhàn)斗機(jī)增壓艙設(shè)計(jì)戰(zhàn)斗機(jī)增壓艙設(shè)計(jì)機(jī)身蒙皮的受力與設(shè)計(jì)機(jī)身蒙皮的受力與設(shè)計(jì)球面框受力與設(shè)計(jì)球面框受力與設(shè)計(jì)平面腹板框結(jié)構(gòu)特點(diǎn)平面腹板框結(jié)構(gòu)特點(diǎn)機(jī)身截面為非圓形時(shí)增壓艙段機(jī)身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)機(jī)身截面為非圓形時(shí)增壓艙段機(jī)身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)某垂尾為單梁?jiǎn)螇Y(jié)某垂尾為單梁?jiǎn)螇Y(jié)構(gòu)，后梁與機(jī)身固接，前構(gòu)，后梁與機(jī)身固接，前墻與機(jī)身鉸接。在機(jī)身墻與機(jī)身鉸接。在機(jī)身-垂垂尾連接處的加強(qiáng)框布置方尾連接處的加強(qiáng)框布置方案為兩接頭連接處均布置案為兩接頭連接處均布置有垂直放置的加強(qiáng)