第9講―翼面結(jié)構(gòu)ppt課件.ppt

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1、第九講飛機(jī)結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計1§4.6三角機(jī)翼的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和受力分析為了進(jìn)一步減小波阻，提高飛行速度，要求進(jìn)一步增大后掠角，減小相對厚度，對于后掠翼來說，就必將使得翼面的強(qiáng)度剛度特性更加惡化，結(jié)構(gòu)越來越重。解決這一矛盾的有效措施就是采用三角翼。2一、三角機(jī)翼的結(jié)構(gòu)分析三角機(jī)翼的功用：減小波阻，提高飛行速度，現(xiàn)代飛機(jī)常采用小展弦比的薄機(jī)翼，其平面形狀大多為三角機(jī)翼或小展弦比平直機(jī)翼。三角機(jī)翼的外形特征和優(yōu)點(diǎn)：1）三角機(jī)翼可以看成在后掠機(jī)翼的后緣填補(bǔ)一塊三角面積演變而來；2）大后掠角（χ前=55o~75o），小展弦比（λ=1.5~2.5），大梯形比（?可達(dá)無限），小相對厚

2、度（C=3%~5%）；3三角機(jī)翼的結(jié)構(gòu)特征5）三角翼翼展小，根部面積大，氣動載荷壓力中心靠近翼根，產(chǎn)生的彎矩小；壓心到根部剛心的距離近，扭矩也小。3）三角機(jī)翼相對厚度雖小，但是由于根弦很長，所以根部結(jié)構(gòu)的絕對高度仍然較大，承彎的結(jié)構(gòu)效率高；4）閉室面積大，承扭能力強(qiáng)；46）三角機(jī)翼在超音速飛行時阻力小，從亞音速過渡到超音速時翼面壓力中心后移量小，這一點(diǎn)對于舵面平衡能力較差的飛機(jī)（如無尾飛機(jī)或鴨式飛機(jī)）尤為重要。7）由于機(jī)翼的根弦較長，機(jī)翼與機(jī)身對接面大，可增加多個機(jī)翼機(jī)身的連接部位，以便分散機(jī)翼傳給機(jī)身的載荷。8）由于根部容積大，便于收置主起落架，裝載燃料或放置

3、其他物品，因此使用性能提高。52）三角翼翼尖部分結(jié)構(gòu)高度小，抗扭抗彎剛度很小，而且尖部載荷較大，因此在翼尖段采用單塊式的結(jié)構(gòu)形式。三角機(jī)翼的結(jié)構(gòu)特征：1）三角翼根部附近翼弦長，翼肋容易發(fā)生彎曲，通過安排較多的翼梁或縱墻來增加翼肋的支點(diǎn)，因此該機(jī)翼大多采用多梁或多墻式結(jié)構(gòu)；三角機(jī)翼結(jié)構(gòu)特征6三角機(jī)翼的分類:三角翼的兩種結(jié)構(gòu)形式多梁式結(jié)構(gòu)多腹板式結(jié)構(gòu)平行梁形式會交梁形式梁架式指翼梁與機(jī)身軸線垂直7二、平行梁式三角機(jī)翼的受力分析機(jī)翼受載時，假設(shè)各梁獨(dú)立工作。三角機(jī)翼略去蒙皮作用時,各梁的變形8但是機(jī)翼是一個整體，翼梁之間的蒙皮有一定的剪切剛度，會使長梁卸載，短梁加載。

4、帶有平行翼梁三角翼的翼梁加載圖二、平行梁式三角機(jī)翼的受力分析9正交梁形式機(jī)翼的受力分析圖各梁獨(dú)立工作的彎矩蒙皮絕對剛硬的彎矩各梁實際承受的彎矩10三、梁架式三角翼的受力分析1、殲七機(jī)翼的結(jié)構(gòu)布置（見圖）該機(jī)翼為中單翼布局，機(jī)翼對應(yīng)位置的機(jī)身內(nèi)是進(jìn)氣道和發(fā)動機(jī)，機(jī)翼無法穿過機(jī)身，因此機(jī)翼分成左、右兩半，在機(jī)身側(cè)邊通過幾個集中接頭與機(jī)身連接。翼尖采用剛度較好的單塊式機(jī)翼。在機(jī)翼根部結(jié)構(gòu)高度最大處的小三角區(qū)內(nèi)，為收藏主起落架支柱和安置起落架，在下翼面上開口（見圖4-49）。機(jī)翼與機(jī)身的連接邊界（見圖4.20）。為了充分利用機(jī)翼內(nèi)部容積儲存燃油，在結(jié)構(gòu)高度較大處的根部區(qū)

5、域布置了兩個整體油箱。112、機(jī)翼的傳力分析傳力分析模型：對機(jī)翼結(jié)構(gòu)可簡化為翼尖前盒后盒三部分組成。12前后盒間未知內(nèi)力的計算三角機(jī)翼這類靜不定結(jié)構(gòu)，因為展弦比小，平剖面假設(shè)在機(jī)翼大部分部位不能滿足，故三角機(jī)翼基本上不能用工程梁理論進(jìn)行應(yīng)力分析，而須用有限元素法進(jìn)行數(shù)值計算。根據(jù)該機(jī)翼的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對其進(jìn)行簡單的設(shè)計計算時，可將它分成兩部分：一是內(nèi)側(cè)前盒段，另一部分是包含外段和后盒段（見圖4-54）。即將一個小展弦比的三角翼分成一個中展弦比的后掠翼和一個中展弦比的直機(jī)翼。然后采用“工程梁理論”進(jìn)行計算。在切斷處有三個未知力：剪力X1、彎矩X2、扭矩X3（見圖4-5

6、4）。13邊界條件（見圖4-55）前盒段是一個固支，一個鉸支的靜定系統(tǒng)；后盒段是二個固支，一個鉸支，為靜不定支持。變形協(xié)調(diào)條件：前后盒在切斷處撓度相等fa前=fa后后盒彎曲轉(zhuǎn)角和前盒變形角在機(jī)翼縱軸與立軸構(gòu)成平面內(nèi)的投影角相等14變形協(xié)調(diào)條件θa后=θa前·cosα-φa前·sinα后盒扭轉(zhuǎn)角和前盒變形角在機(jī)翼橫軸與立軸構(gòu)成平面內(nèi)的投影角相等φa后=θa前·sinα+φa前·cosα15三角機(jī)翼各部分的傳力過程（1）翼尖段的傳力扭矩由梁、墻的腹板和蒙皮組成的盒式梁承受結(jié)構(gòu)分析：翼尖段可看作由前墻、前梁和后墻組成的雙閉室盒段，展向到6肋止。剪力前梁腹板后墻腹板前墻

7、腹板到15前肋處結(jié)構(gòu)布置變化，載荷重新分配，再往里分成兩部分：一部分由前盒承擔(dān)，一部分由后盒承擔(dān)。三角機(jī)翼各部件傳力過程彎矩蒙皮、長桁組成的壁板前梁承擔(dān)60%以上的彎矩16（2）前盒段的傳力結(jié)構(gòu)分析：前盒段中前梁為主要的縱向受力構(gòu)件。剪力前梁腹板（多）前墻腹板（少）彎矩前墻緣條和上、下壁板前梁緣條側(cè)肋機(jī)身16框13、16框三角機(jī)翼各部件傳力過程17扭矩單閉室傳至5前肋前梁接頭機(jī)身16框1號肋前段機(jī)身13、16框在B點(diǎn)轉(zhuǎn)換成扭矩的傳遞過程18結(jié)構(gòu)分析：后盒段相當(dāng)于一個平直機(jī)翼，它是由主梁、隔板梁、后墻和上、下整體壁板組成的雙閉室盒形結(jié)構(gòu)。機(jī)身22、25框剪力主梁腹

8、板(多)隔板梁腹板(多)