【5A版】飞机结构分析与设计讲稿.ppt

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1、1第十讲飞机结构分析与设计2§3.8机翼结构形式确定与结构布置一、机翼结构设计的内容机翼设计外形设计结构设计根据飞机的战术、技术要求或使用要求、性能指标等，设计机翼的外形，确定机翼的主要几何参数。根据飞机总体设计阶段所提供的依据（其中包括外形设计），设计出能够满足各项要求的具体机翼结构。具体地说，机翼的结构设计是指，根据给出的原始依据，合理地选择机翼的受力形式，布置机翼的主要受力构件，确定沿展向各剖面处纵向元件的尺寸，并对各主要受力构件进行设计。3二、机翼结构设计的原始依据机翼结构设计的原始依据翼载

2、p=Y/S或G/S机翼面积S机翼最大过载系数n全机参数机翼外形参数机翼的位置机翼内部布置上、中、下单翼分开或贯穿机身机翼-机身连接方式机翼整体油箱、安装起落架等展弦比λ机翼展长l翼型相对厚度C后掠角χ梯形比η强度刚度规范及设计参数4三、机翼结构设计的步骤机翼结构设计打样设计工作设计机翼内部安排、确定设计分离面、选择结构型式、布置主要受力构件、绘制机翼理论图及打样图。完成机翼零、构件设计，画出从零件、构件、组件到部件的全套生产图纸，并完成机翼强度、刚度、寿命的全部计算。机翼结构设计的具体步骤：外载和内

3、力计算内部安排，确定结构型式、设计分离面、对接方式，布置主要受力构件，绘制打样图设计计算，对各元件的强度进行设计绘制机翼理论图打样设计阶段5机翼结构元件设计结构强度、刚度校核计算绘制生产图纸给出疲劳寿命和检查周期工作设计阶段四、机翼结构型式的选择(属打样设计阶段)机翼的结构型式在总体设计阶段就已进行了初步考虑。总体方案确定后，各部件的结构受力型式和主要受力构件的布置也就基本确定，在结构设计中只是根据协调需要作小的更改。1、各种受力结构型式的特点及其材料分布梁式主要结构特点是:纵向有很强的翼梁，蒙皮较

4、薄，长桁较弱，梁的缘条剖面与长桁剖面相比要大得多。优点:结构简单，蒙皮上打开口方便，开口对结构承弯能力影响很小；连接简单，对接点少。机翼结构形式的确定6缺点:蒙皮未能发挥承弯作用，材料利用不充分；蒙皮易失稳，影响气流质量，增大阻力，并易导致早期疲劳损坏；生存性低。单块式主要结构特点是：长桁较多较强，蒙皮较厚，翼肋较密，一般梁缘条的剖面面积不大，有时只布置纵墙而不采用缘条面积较大的翼梁。优点：蒙皮在气动载荷作用下变形较小，气流质量高。材料向外缘分散，抗弯、抗扭强度及刚度均有所提高。安全可靠性好。缺点：

5、结构复杂，对开口敏感。与中翼或机身接合点多，连接复杂。单块式机翼的结构特点7多腹板式主要结构特点是：这类机翼布置了较多的纵墙，蒙皮较厚。厚蒙皮单独承受全部弯矩。优点：抗弯材料分散在剖面上下缘，结构效率高；局部刚度及总体刚度大；受力高度分散，破损安全特性好，生存性高。缺点：不宜大开口；与机身连接点多。多腹板式机翼的结构特点梁式、单块式、多腹板式三种机翼受力型式的主要区别在于承受弯矩引起的正应力元件面积的分散度不同，因而当元件总面积相同时，通常是后者的形心距较高，结构效率可能较高，重量可能较轻。但对于具

6、体情况有待进一步分析。8梁式机翼蒙皮薄，在翼盒闭室面积相同情况下，扭转刚度小，一般翼面相对厚度较大的低速飞机较多采用。单块式机翼蒙皮较厚，扭转刚度也较好，对提高颤振临界速度很有利，一般被小、中、大展弦比，速度较高的飞机采用。多墙式机翼蒙皮很厚，并以多个腹板形成的翼盒多闭室受扭，提高了扭转刚度，刚度最好，一般中、小展弦比，相对厚度小的高速飞机采用。2、翼型厚度和扭转刚度9（1）机翼的相对载荷M/HaBB—受力翼盒的弦长（近似取为60%的弦长）Ha翼盒的平均高度（近似取为80%翼型最大高度）相对载荷的意

7、义：代表壁板以宽柱型式受力时，单位宽度壁板上所受的轴向力。3、相对载荷、有效高度比10假设略去后掠角和梯形比的影响，估算时近似地把后掠机翼简化为平直矩形机翼，同时略去机身段的影响，后掠、平直机翼相对载荷估算公式为（主要从受压区的情况进行分析）相对载荷为可见G/S、λ、l、n等参数愈大，C愈小，则相对载荷愈大。机翼对称面上的最大弯矩为11He—有效高度，上、下缘条的形心间距。（2）有效高度比讨论当相对载荷很小时采用分散受力型式，根据b决定的蒙皮与桁条的面积可能很小，而其失稳临界应力cr就可能大大

8、低于b。因此，如果按cr确定构件尺寸，从b来看，材料利用就不充分。12讨论如果采用梁式，由于受正应力的面积集中在梁缘条，其截面积就较大，不易失稳。虽然缘条形心离蒙皮内表面的距离较大，而使He有所降低，但总的说来可能还是有利的。特别当C较大时，He也没有明显降低。当相对载荷愈大时采用分散受力型式，其长桁、蒙皮在各切面处的面积不致太小，不易失稳，也即cr不致很小。分散受力型式，上、下纵向元件的形心间距大，结构效率高些，总的来说是有利的。13多腹板式相对于单块式结