飞机结构设计间隙简析

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1、飞机结构设计间隙简析摘要：一般情况下，飞机结构设计时总会存在一些问题，使其设计结束不尽人意。因此，文章总结和分析了飞机结构设计中常见的一些间隙问题，为结构设计时处理此类问题提供了一些方法和思路。关键词：飞机；结构设计；间隙1概述飞机结构设计过程中会遇到各种处理间隙的问题,有的是我们要利用的间隙，有的是我们要想办法控制的间隙，还有一些是我们在设计时就应避免的间隙。文章结合实例，对结构设计中常见的一些间隙进问题行归纳和简要分析，以期对结构设计时的间隙处理提供方法或思路。2设计考虑的间隙类型（1）传力要求产生的间隙。结构设计时为了限制向某一方向传力，在连接处

2、给出间隙，如在接头对接时，如图1所示，为使双耳接头不承受侧向力，将单耳与双耳之间留岀间隙。对对接比较复杂及承载比较大的部位，一般单侧留1.5mm-2mm间隙。但是此种连接情况下由于接头与螺栓之间有摩擦力，对限制传力会有一定影响，设计时应考虑此种情况，增大安全裕度。另外还应控制螺栓的预紧力，降低接头耳片根部应力，提高接头的疲劳性能。（2）结构设计补偿产生的间隙。如图2所示，为了满足连接刚度或装配顺序的要求及减小装配应力，在连接处根据制造及装配公差累积值留出合适的间隙,靠增加垫片进行连接。但是此种连接会因连接处刚度过大及增加了连接层，使紧固件载荷分布不均及

3、对传载有一定影响，进而影响结构疲劳性能，在关键部位一般不应采用加垫的方式进行补偿；另一类补偿是因考虑装配误差，给出补偿间隙。壁板对接处设计间隙一般为2mm,零件端面之间及端面与圆角边缘设计间隙一般为1mm。（3）结构因连接形式产生的间隙。机身蒙皮在纵向一般采用搭接形式，此结构形式简单，传力直接，且对密封有利。但此种连接在框缘处存在间隙。为了减小间隙对紧固件连接的影响，需在间隙处增加楔形垫片，如图3所示。在垫片处一般连接2-3排紧固件；在旋转或活动机构中，间隙是不可避免的，而且有些间隙会对结构造成比较复杂的影响，这时要根据具体要求，采用尽可能小的间隙。如

4、水舵转轴与支座之间的间隙，即要求转动灵活又不能间隙过大。某型飞机水舵转轴允许的最大间隙为0.25mm,基本能满足要求。（4）紧固件连接间隙。受剪螺栓连接时应避免间隙或采用小间隙（重要部位采用V级制孔要求）。无法避免间隙时同一连接部位紧固件间隙要求应相同。减小螺栓与连接结构之间的间隙，可以减少连接处结构变形，提高疲劳寿命。在受载较大的部位一般用干涉配合的高锁螺栓连接，既避免了连接间隙，又方便控制预紧力。另外还有一种干涉量较大的配合方式，此连接方式用在空间比较狭小，不易施工的地方，方便把螺栓固定，单面紧固螺母。此种方法虽对消除间隙有好处，但对结构有一定影响

5、，一般不采用此种方法。（5）装配时因零件加工误差及装配顺序不同等,造成一些部位存在间隙。因存在间隙的部位会产生装配应力，增大此部位的平均应力[1],影响结构疲劳性能，一般要求贴合面之间的间隙应不大于0.25mm,如超过则需加垫装配（垫片连接处应保证不少于2个紧固件）。3应避免的间隙（1）有螺栓连接时受剪结构之间的间隙。当连接处使用螺栓连接时，螺栓预紧力会使结构沿螺栓轴向受拉，给连接处带来较大的附加应力，甚至是结构破坏。如图4所示，螺栓连接处存在间隙，预紧力将结构拉裂。（2）有密封要求时的结构间隙。如果受力结构存在如图5所示的间隙，因结构受载变形、密封剂

6、粘接面积小及无结构挤压等原因，在此种结构处密封是无法实现的。如有密封要求,结构应避免产生这种间隙。4结束语文章总结了飞机结构设计中常见的间隙问题，并结合实例对其进行了简要分析，为飞机结构设计时处理间隙问题提供了一些方法和思路。随着现代飞机结构设计要求越来越高，对各种结构间隙问题进行深入的分析和研究，对提高飞机设计质量和水平有着重要的作用。参考文献⑴牛春匀.实用飞机结构工程设计[M].航空工业出版社，2008.