《航空结构技术》PPT课件.ppt

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1、飞行器结构分析与设计第四讲崔德刚、程小全、何经武2009年2月讲课材料第三章翼面结构分析与设计3.1机翼的功用与设计要求3.2机翼的载荷与内力3.3机翼主要受力构件及其结构3.4机翼的结构形式3.5典型机翼结构的传力分析3.6后掠翼的结构特点与传力分析3.7三角翼的结构特点与传力分析3.8机翼结构形式的确定与结构布置3.9机翼结构元件设计3.10翼面开口区结构设计3.11尾翼与操纵面结构分析与设计3.12翼面增升装置尾翼和附翼结构机翼结构分析机翼结构设计第三章的知识重点3.1机翼的功用与设计要求3.2机翼的载荷与

2、内力3.3机翼主要受力构件及其结构3.4机翼的结构形式3.5典型机翼结构的传力分析3.6后掠翼的结构特点与传力分析3.7三角翼的结构特点与传力分析3.8机翼结构形式的确定与结构布置3.9机翼结构元件设计3.10翼面开口区结构设计3.11尾翼与操纵面结构分析与设计3.12翼面增升装置各种飞机的结构形式差异很大，如何合理布局十分关键F100P51F86结构布局第三章翼面结构分析与设计3.1机翼的功用与设计要求一、机翼的功用机翼的用途产生升力，保证飞机战术技术所规定的飞行和机动性能要求保证飞机横向稳定性、操纵性以及增升

3、、增阻效能安装起落架、发动机、武器等装载燃油、军械、设备等1-骨架翼梁；2-腹板和桁条；3-襟翼；4-扰流片；5-副翼；6-蒙皮；7-前缘缝翼；8-挂架；9-翼肋机翼的构成机翼的质量机翼占飞机机体质量的25%~50%；占整个飞机质量的8%~15%。机翼占飞机全阻力的30%~50%。机翼的质量参数举例：飞机米格-21J-8BF-5CF-16AF/A-18A幻影-2000（B型）起飞重量(kg)73621383419707102561883212200结构重量(kg)230146796328337654383724机

4、翼/起飞(%)8.068.218.388.099.15机翼/结构(%)25.7924.2826.1124.5831.68尾翼/结构(%)9.6010.287.929.757.89二、机翼的设计要求机翼的设计要求与上述几项基本要求是一致的，然而由于功用不同，侧重点有所不同。机翼的主要要求：气动、强度、刚度、寿命、重量要求是主要要求。这是由机翼的功用、载荷和外形特征因素所决定的。飞机结构设计的基本要求气动要求重量要求使用、维护要求工艺要求经济性、可靠性要求等重量要求：在外形、装载和连接情况已定的条件下，重量要求是机翼

5、结构设计的主要要求，就是要设计出一个既能满足强度、刚度和一定寿命要求，而又尽可能轻的结构来。（强度包括：静强度、动强度和疲劳强度）气动要求：机翼主要用于产生升力，因此主要是空气动力方面的要求。机翼的气动力设计要求高升阻比，良好的力矩特性。结构设计时，则从强度、刚度、表面光滑度等各方面保证机翼气动外形要求。机翼的主要要求（1）装载、使用、维护要求：要求飞机使用方便，并便于检查、维护和修理。机翼内部通常有操纵系统零构件、燃油管路、电器线路、液压管路等，对这些系统和线路要经常检查调整。机翼内部安排有整体油箱时，需常对油

6、箱进行检查维护，以保证油箱的密封可靠。按破损安全原则设计的机翼，对影响飞行安全的结构需定期检查。对所有要求检查维护的部位，都应有良好的可达性，必须设置一定数量的开口。工艺性和经济性要求：与一般的飞机结构相同。机翼的主要要求（2）3.2机翼的载荷与内力一、机翼的外载荷作用在机翼上的载荷有气动载荷结构质量载荷接点载荷分布载荷集中载荷1、气动载荷：空气动力载荷qa是分布载荷，直接作用在机翼的主体和各附翼的表面上。各附翼本身虽承受分布载荷，但因它们都以有限的连接点与机翼主体相连，因此这些载荷均通过接头以集中力形式传给机翼

7、主体。2、结构质量力：机翼本身结构的质量力qc，也是分布载荷。3、接点载荷：连接在机翼上的其它部件传来的力和布置在机翼内外各种装载产生的质量力。除了在以翼箱作为整体油箱情况下燃油产生的载荷是分布载荷外，一般这些载荷均是通过几个连接点，以集中力形式传给机翼主要结构的，其中有些力的数值可能很大。外挂和装载载荷：机翼上通常有发动机、副油箱、外挂武器等外挂载荷，机翼内通常有燃油装载载荷。二、机翼的边界条件作为简化模型，当机翼分成两半与机身在其侧边相连时，可把每半个机翼看作固定支持或弹性支持在机身上的悬臂梁。若机翼为一整体

8、时，则把它看作是支持在机身上的双支点外伸梁。三、悬臂梁的剪力和弯矩Q+dQQQQ+dQQ-(Q+dQ)-qdx=0dQ/dx=-qM+qdx(dx/2)+(Q+dQ)dx-(M+dM)=0dM/dx=Q机翼上的载荷向机身传递过程中，在机翼中引起的内力有：剪力Qn，Qh，弯矩Mn，Mh和扭矩Mt。通常Qn>>Qh，Mn>>Mh，而弦平面内的结构宽度和惯性矩很大，Qh和Mh引