第十讲：机翼结构设计

《第十讲：机翼结构设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、飞机结构分析与设计第十讲1§4.8机翼结构形式确定与结构布置一、机翼结构设计的内容根据飞机的战术、技术要求或使用要外形设计求、性能指标等，设计机翼的外形，确定机翼的主要几何参数。机翼设计根据飞机总体设计阶段所提供的依据结构设计（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。2二、机翼结构设计的原始依据全机参数翼载p=Y/S或G/S机翼面积S机翼

2、最大过载系数n机翼外形参数展弦比λ后掠角χ机翼结构设计机翼展长l梯形比η的原始依据翼型相对厚度C机翼的位置上、中、下单翼强度刚度规范分开或贯穿机身及设计参数机翼-机身连接方式机翼内部布置机翼整体油箱、安装起落架等3二、机翼结构设计的原始依据接上页外挂的要求、外挂的设机翼的外挂计要求静弹性要求：副翼效率、气动弹性要求防止发散；颤振要求结构材料原则机翼使用维护要求4三、机翼结构设计的步骤确定设计分离面、选择结构型式、布方案设计置主要受力构件、绘制机翼理论图。内部系统的协调，设计主要受力构件、机翼结构设计初步设计绘制机翼

3、协调图、初步计算及打样图。完成机翼零、构件设计生产图纸，完详细设计成机翼强度、气弹、质量的全部计算。方案设计初步设计详细设计5三、机翼结构设计的步骤总体要求方案确定机翼分离面、进行主要结绘制机翼设计机翼外形选择结构型式、布构受力分析理论图置主要受力结构阶段机翼载荷打样设计阶段机翼装载详细设结构强重量、寿命、可结构打绘制生及系统与度、气惯性矩靠性维护样设计计阶段产图纸结构协调弹计算计算性分析6四、机翼结构型式的选择（属方案设计阶段）机翼的结构形式在方案设计阶段进行考虑。它对合理结构设计起到关键作用。各种结构形式都有其

4、适用范围，关键能否合理选择结构形式，能否合理选择结构参数。目前结构形式选择首先考虑：静强度气动弹性要求静强度通常是满应力法。7四、机翼结构型式的选择（属方案设计阶段）总体方案确定后，各部件的结构受力形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、各种受力结构形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。8单块式机翼的结构特点缺

5、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：结构复杂，对开口敏感。与中翼或机身接合点多，连接复杂。9多腹板式机翼的结构特点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

6、：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。梁式、单块式、多腹板式三种机翼受力形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。但对于具体情况有待进一步分析。102、翼型厚度和扭转刚度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

7、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。113、相对载荷、有效高度比（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。12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

8、公式为（主要从受压区的情况进行分析）机翼对称面上的最大弯矩为1Gl1nGMSnlS2S48S相对载荷为1nG1GllGlM/HaBlS0.26n0.26n8S0.8Cb0.6bSbCSC可见G/S、λ、l、n等参数愈大，C愈小，则相对载荷愈大。13（2）有效高度比HeHeHHe—有效高度，上、下缘条的形心间距。讨论当相对载荷很小时a)采用分散