飞机结构设计内容课件4.机翼尾翼的结构设计内容.pdf

《飞机结构设计内容课件4.机翼尾翼的结构设计内容.pdf》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、第第44章章机翼尾翼的结构分析机翼尾翼的结构分析4.1机翼的功用、设计要求和受载特点4.1.1机翼的功用和设计要求一、机翼的用途ò气动作用：保证飞机的飞行性能和机动性能，横向稳定性和操纵性ò安装起落架、发动机、贮放燃油、武器等。图4.1现代旅客机的机翼ò机翼的结构重量占全机结构重量的30%~50%，占全机重量的8%~15%。由它产生的阻力是全机阻力的30%~50%。二、设计要求ò总体要求（4点）ò气动要求：保证一定的升阻比K＝cy/cx；由机翼增升装置产生的升力系数增量△cymax值要尽可能地大；从亚音速飞行转到超音速飞行时飞机的稳定性、操纵性和气动性能的变化要尽可能地小，ò热量要

2、尽可能少地传入结构ò放置各种装载物的容积要尽量大。4.1.2机翼的受载ò分布气动力：以吸力和压力形式直接作用在蒙皮上；ò机翼结构的质量力：分布在机翼整个体积上；ò集中力：与机翼连接的其它部件(如起落架发动机)、装载物(油箱、炸弹)以及各类增升翼面从它们的连接接头上传给机翼。各种受载情况下气动载荷的弦向分布•亚音速气动力沿机翼弦向分布如图所示•副翼不偏转时的超音速飞行时可以认为载荷沿翼弦为均匀分布ββ角很小，取角很小，取coscosββ=1=1，，升力由机翼产生升力由机翼产生ql=nGKbdsKKs为气动力沿机翼展向的分布不均匀系数为气动力沿机翼展向的分布不均匀系数假定气动力分布沿机

3、翼翼展不变假定气动力分布沿机翼翼展不变((KKs＝＝1)1)，，于是于是::nGdq=bbS图4.3三角机翼上的气动力分布对于三角形机翼在对于三角形机翼在MM<<１１时，当时，当ccbb==ccbb时，系数时，系数KK等于１等于１ysecywavsqq==nGnG//ll==常数常数b当当MM>1>1时时::qq≈≈((nGnG//SS))bbb压力中心在翼弦上的位置：压力中心在翼弦上的位置：x∂mmpzz0=−(+)secb∂ccyy式中式中mmz0是零升力矩系数。对于对称翼型，是零升力矩系数。对于对称翼型，mmz0=0=0，，并且机翼的压力中心与焦点重合，并且机翼的压力中心与焦

4、点重合，即即ххp==ххF。。图4.4机翼焦点位置与飞行M数的变化关系ò机翼结构的质量力为空气动力的8～15%，它们按与空气动力同样的规律分配：ndGwq=bwS质量力质量力qq的作用点的作用点xx就是剖面的质心，就是剖面的质心，wm一般位于距前缘一般位于距前缘4040∼∼50%50%的弦长处。的弦长处。q=q−q=q(1−m)bwbw它距前缘的距离为：它距前缘的距离为：xeqi=(qbxp−qwxm)/qòò装在机翼内或悬挂在其上的各部件和装载装在机翼内或悬挂在其上的各部件和装载物的质量力物的质量力PPpp作用在部件或装载物的质心作用在部件或装载物的质心上上。。二、机翼在外载荷

5、作用下的受载情况图4.5气动载荷沿翼展和翼弦方向的分布ò在a-a切面上产生了限制位移的内力—剪力Q和弯矩Mò相对于z-z轴，产生了扭矩Mtò剪力Q使翼梁腹板或墙腹板受剪；ò弯矩M作用下机翼承受弯曲变形ò扭矩Mt的作用下机翼承受总体扭转变形机翼的Q和M图zQ=∫qdz+∑Ppl/2zM=∫Qdzl/2机翼上的展向分机翼上的展向分布载荷近似为：布载荷近似为：G−GwnGq=qb−qw=nb=(1−mw)bSS图4.8转直后的后掠机翼各剖面上的Q和M(近似值)三、机翼剖面上的三、机翼剖面上的QQ和和MM值的近似求法值的近似求法如果载荷沿机翼翼展与翼弦长成比例，则如果载荷沿机翼翼展与翼弦长

6、成比例，则在在zz剖面处剖面处：：znG(1−m)wQ=∫qdz=Ssec(l/2)χ=0S而弯矩而弯矩MM==QcQc，，式中式中(l/2)χ=0−zb+2btc=3b+bt四、扭矩MtzMz=∫mzdz+∑∆Mzpl/2分布力分布力qq和和qq相对相对bw于于ZZ轴产生的分布扭矩轴产生的分布扭矩::mz=qb(xz−xp)+qw(xm−xz)òò部件的集中力产生部件的集中力产生的相对于的相对于ZZ轴的力矩轴的力矩∆M=Px−PhzPPP图4.9计算机翼的M图得到M和Q图以后，可以对任一剖面求出z力Q作用点到Z轴的距离：(图4.10)。若已知刚性轴的位置(距离d)，对它的扭转为M

7、=dQ。t图4.10扭矩Mt4.2典型受力型式机翼的气动载荷传力分析4.2.1蒙皮的初始受力蒙皮蒙皮⎯⎯支持在支持在桁条和翼肋上，以桁条和翼肋上，以压力和吸力形式直压力和吸力形式直接承受气动载荷。接承受气动载荷。此时，蒙皮受拉伸此时，蒙皮受拉伸（如果是厚蒙皮（如果是厚蒙皮——它也受横向弯曲它也受横向弯曲))。。ò局部气动载荷传给长桁和翼肋，近似按对角线划分分配4.2.2桁条将载荷传到翼肋上1－补偿片；2－梁；3－壁板筋条；4－整体壁板；5－角撑；6－翼肋缘条；7－翼肋