结构设计(第3章3.7).ppt

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1、04/26/0513.7 3.7 后掠机翼和三角机翼传力分析后掠机翼和三角机翼传力分析04/26/052一一.后掠机翼的传力分析后掠机翼的传力分析1.1.结构特点和受力特点结构特点和受力特点刚度特点：刚度特点：因为因为v v、c c,更细、长、薄，所以弯曲刚、扭转刚更细、长、薄，所以弯曲刚、扭转刚 均比直机翼差。均比直机翼差。变形特点：变形特点：弯曲弯曲附加的扭转变形附加的扭转变形副翼反效加剧副翼反效加剧 v v，要求总刚和局部刚度更高，所以刚度强度与重，要求总刚和局部刚度更高，所以刚度强度与重 量的矛盾更突出，特别是刚度。量的矛盾更突出，特别是刚度。用单块式，但常不易带中央翼，所以出现混合式

2、。用单块式，但常不易带中央翼，所以出现混合式。(中机身容积紧张；或根部壁板有开口：如起落架中机身容积紧张；或根部壁板有开口：如起落架 舱门、机关炮）舱门、机关炮）受力特点：受力特点：三角区的存在，导致三角区的存在，导致“后掠效应后掠效应”机翼后掠时，一般翼肋仍垂直于梁机翼后掠时，一般翼肋仍垂直于梁(或墙或墙)的居多。的居多。此时外段的情况与直机翼相同；不同之处：根部出此时外段的情况与直机翼相同；不同之处：根部出 现三角区现三角区后掠效应。后掠效应。04/26/05304/26/054后后掠掠效效应应：由由于于三三角角区区的的存存在在，导导致致弯弯矩矩M M引引起起的的正正应应力力向向后后缘缘集

3、中，即越靠近后缘，正应力越大的情况。集中，即越靠近后缘，正应力越大的情况。因因长长桁桁长长度度不不一一，刚刚度度就就不不同同，后后缘缘长长桁桁刚刚度度大大，分分配配的的载载荷荷也也大大。或或换换个个说说法法：M M作作用用下下，因因为为B B、C C点点支支持持刚刚度度不不同同，剖剖面面不符合平剖面假设，出现翘曲。不符合平剖面假设，出现翘曲。此时此时g g=0 0+，0 0：基本应力；：基本应力；：次次应应力力，可可达达0 0的的303040%40%，为为自自身身平平衡衡力力系系，影影响响区区为为1 11.5B1.5B，而且对剖面的内、外段结构都有影响。，而且对剖面的内、外段结构都有影响。04

4、/26/05504/26/0562 2单块式后掠机翼单块式后掠机翼以上共同点：壁板受正应力，所以三角壁板也可受剪切。以上共同点：壁板受正应力，所以三角壁板也可受剪切。在机身侧边至少有四个铰接接头。在机身侧边至少有四个铰接接头。04/26/057下面以下面以A A情况为例进行分析（波音情况为例进行分析（波音747747即类似）即类似）1 1）简化模型）简化模型 壁板受弯壁板受弯蒙皮、长桁受正应力，同时蒙皮受剪蒙皮、长桁受正应力，同时蒙皮受剪 长桁转折时，外翼长桁与中央翼长桁、侧肋缘条均相连长桁转折时，外翼长桁与中央翼长桁、侧肋缘条均相连 中央翼、外翼前、后墙（梁）均有腹板；中央翼、外翼前、后墙（

5、梁）均有腹板；与机身四点铰接。与机身四点铰接。04/26/058扭矩的传递扭矩的传递04/26/059 扭拒扭拒MtMt 在在2 23 3剖面处：剖面处：1)1)壁板，在壁板，在2-32-3边上受有外段机翼蒙皮上传来的边上受有外段机翼蒙皮上传来的q qt t。2 2）扭使前梁上有剪弯（与直机翼不同）。）扭使前梁上有剪弯（与直机翼不同）。3）壁板受上述壁板受上述q qt t和和q qt t的作用后，有中央翼长桁提供的作用后，有中央翼长桁提供 支反正应力；支反正应力；有侧肋提工供有侧肋提工供 1 12 2平面内的支反剪流。平面内的支反剪流。4 4）MtMt将影响到中央翼受轴力引起的弯矩将影响到中央

6、翼受轴力引起的弯矩 （自身平衡（自身平衡左右机翼）左右机翼）(直机翼没有直机翼没有)；侧肋上的剪流则由侧肋转到机身接头（与直机翼同）。侧肋上的剪流则由侧肋转到机身接头（与直机翼同）。04/26/0510剪力的分配剪力的分配 剪力剪力Q Q 分为分为 Q Q1 1和和 Q Q2 2 Q Q1 1 分为分为 Q Qb b和和 Q Qr r Q Qb b 继续沿前梁往里传继续沿前梁往里传Q Qr r 沿根肋沿根肋A-CA-C传往后支点传往后支点A A04/26/0511剪力的传递剪力的传递04/26/0512弯矩的传递弯矩的传递与直机翼主要区别：有后掠效应；有分弯矩，侧肋受载。与直机翼主要区别：有后

7、掠效应；有分弯矩，侧肋受载。04/26/05133 3）此类单块式机翼构造特点）此类单块式机翼构造特点 侧肋必须十分强侧肋必须十分强在传在传M M、Q Q、MtMt时均受载且侧时均受载且侧肋、肋、缘条必须与中央翼，外翼的长桁均连上缘条必须与中央翼，外翼的长桁均连上。04/26/05143 3梁架式根部后掠翼传力：梁架式根部后掠翼传力：(1(1）原因：）原因：机身容积紧张，不允许中央翼通过，只能用机身容积紧张，不允许中央翼通过，只能用 集中接头。集中接头。起落架舱（开口起落架舱（开口),),破坏了闭室盒段和壁板。破坏了闭室盒段和壁板。梁式：梁式：i)i)如用双梁等。由于双梁效应，后梁载荷大，如用

8、双梁等。由于双梁效应，后梁载荷大，但但H H后小，所以受力不利。后小，所以受力不利。ii)Mii)M有很大分弯矩，需很强侧肋；有很大分弯矩，需很强侧肋；MtMt在根肋处转在根肋处转 成一对力成一对力 ，改由两梁受，可能导致梁加载或，改由两梁受，可能导致梁加载或 卸载。卸载。04/26/0515梁架式（由主梁，前后梁，根肋，侧肋组成受力构架）梁架式（由主梁，前后梁，根肋，侧肋组成受力构架）可以改变构件布置，连接可以改变构件布置，连接 ，设计出理想的传力路线；如，设计出理想的传力路线；如可使弯矩可使弯矩M M只由主梁传，而主梁取机身轴线；扭矩只由主梁传，而主梁取机身轴线；扭矩MtMt可由可由梁架的

9、多条梁架的多条 路线传走。总之，路线传走。总之，对这类静不定梁架式结对这类静不定梁架式结构，可设计传力路线，尽量发挥各构件的效率。构，可设计传力路线，尽量发挥各构件的效率。(2(2）构造特点：）构造特点：由若干梁，连同根肋、侧肋（本身都类似由若干梁，连同根肋、侧肋（本身都类似“梁梁”受载）受载）搭成一个骨架，搭成一个骨架，M M、Q Q、MtMt转成这些构件的一个力或力转成这些构件的一个力或力矩传给接头。矩传给接头。04/26/0516（3 3）传力分析注意点：分析传力路线）传力分析注意点：分析传力路线 1)1)哪个支持哪个；哪个支持哪个；这是一组构件这是一组构件,相互支持相互支持,共同受载共

10、同受载.2)2)力要传得进来；力要传得进来；如弯曲固接接头；如弯曲固接接头；传弯时两构件轴线不一致传弯时两构件轴线不一致,要第三个构件与之固连；要第三个构件与之固连；连接的简化连接的简化 固、铰、弱固。固、铰、弱固。缘、腹都连缘、腹都连 缘不直接连缘不直接连,有加强蒙皮间接连有加强蒙皮间接连 3)3)力要传得出去力要传得出去(传力路线直通机身才能传出传力路线直通机身才能传出)。04/26/0517(4)(4)举例举例 各构件支持情况：各构件支持情况：ABAB（前梁）两端铰支梁（前梁）两端铰支梁 CBCB（主梁）悬臂梁（主梁）悬臂梁 CDCD（后梁）悬壁梁（后梁）悬壁梁 BDBD（根肋）双支点梁

11、（根肋）双支点梁 （B B弱固，弱固，D D铰）铰）ACAC（侧肋）双支点梁（侧肋）双支点梁 启发：启发：（铰支）（铰支）如果再改变一下连接关系，则还会如何变化？如如果再改变一下连接关系，则还会如何变化？如果梁与机身为固接，后梁主梁与机身典型铰？或根果梁与机身为固接，后梁主梁与机身典型铰？或根肋与前梁为铰（此时必须将主、前梁固，否则无法肋与前梁为铰（此时必须将主、前梁固，否则无法乘载）乘载）04/26/0518弯矩弯矩M M：先通过结构参与把先通过结构参与把M M由壁板传到梁上由壁板传到梁上(M(M1 1，M M2 2）剪力：主梁、后梁传给机身。剪力：主梁、后梁传给机身。04/26/0519扭矩扭矩MtMt（包含外段传来的扭矩与（包含外段传来的扭矩与D D点的弯矩分量点的弯矩分量M M2 2）04/26/0520多梁式三角翼的布置形式多梁式三角翼的布置形式04/26/0521