后掠机翼大梁课程设计

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1、后掠机翼大梁设计说明书目录一、任务二、原始数据三、大梁尺寸初步计算四、外载荷计算五、翼梁材料选择六、确定大梁剖面尺寸七、缘条连接位置确定八、接头设计九、铆钉与螺栓设计十、全机总重十一、零件加工工艺十二、参考书目录一、任务1.外载荷计算；1.选定机翼的受力型式，进行结构布置；2.对机翼进行总体强度设计计算；3.设计大梁，绘制大梁装配图和零件图。二、原始数据Nmax=5.5（最大过载系数）G0=2550公斤（全机总重）Vmax=1400公里/小时（H=5000公尺）S=9米2（机翼面积，包括机身覆盖部分）L=5.4米（机翼翼展）B=1.2米（机身宽度）b根=2.8

2、00米（在机身对称轴上）η=3.5（跟梢比）λ=2.77（展弦比）χ=55。（在机翼弦线1/4处的连线与飞机对称面的垂线之间的夹角）Φ=-2。（下反角）α=0。（安装角）S副=0.27米（一对副翼面积）L副=0.800米（副翼展长，一个机翼上）f=1.5（安全系数）翼型数据NACA64-0066——第六族4——最大相对厚度大致在40％的弦线处006——最大相对厚度6％①前缘半径r=0.256②翼型为顺气流方向。X=X6/100;Y=Y6/100。X00.50.751.252.55.07.51015Y00.4950.5960.7541.0241.4051.692

3、1.9282.298X202530354045505560Y2.5722.7722.9072.9812.9952.9192.7752.5752.331X65707580859095100Y2.0501.7401.4121.0720.7370.4230.1570三、大梁尺寸初步计算本课设课题题目是后掠翼机翼大梁，根据载荷的大小故采用单梁式机翼结构由于任务书采用NACA64-006翼型，故将翼梁布置在机翼40%弦线上。数据计算如下：1.b梢=b根n=0.8m2．b连接-b梢b根-b梢=L2-d机身2L2得：b连接=2.35m3．Y40%X100%=Y连接b连接得：

4、Y连接=0.07038m4．Y40%X100%=Y梢b梢得：Y梢=0.02107m5．H根=2Y连接-2mm=138.76mm6．H梢=2Y梢-2mm=40.15mm（假设机翼蒙皮为1mm）7.X40%=52.7。8．L实=3.47m机翼外型如下：四、外载荷计算升力Y=Nmax×G0×f=5.5×2550kg×9.8kg/m2×1.5≈206.17kN单位面积机翼载荷：YS=206.179=22.9KNm单位机翼面积：2100*800+23202=3.276m2单个机翼设计载荷：P=22.9*3.276=75KN假设机翼上的载荷由机身对称面沿展向均匀分布，大小

5、与机翼弦长成正比，故机翼梢部均布载荷为qNm，则翼根部均布载荷为2pqNm。P=L*q+2pq2得：q=11.08KN载荷引起的剪力和弯矩主要由翼梁承受，下面给出翼梁上剪力和弯矩变化的表达式和示意图。剪力图：（单位KN）弯矩图：（单位KN/m）轴力：（单位KN）N=MK*H(H为梁高，K=0.85~0.95）五、翼梁材料选择本设计方案的梁为组合式结构，梁腹板，梁根部缘条，梁梢部缘条采用不同的材料和加工工艺制造，最后装配成翼梁，这样具有制造简单，适用于初步设计机型梁腹板选用LY12，LY12具有较多的比强度（15*105mm），是制造高强度结构件的理想材料，它的

6、σb=420Mpa，τb=265Mpa梁根部缘条选用30CrMnSiA，考虑到梁根部缘条（包括耳片）受力较大，而且结构高度受到限制，所以选用高强度材料较为合理，同时考虑到接头采用模锻毛坯和焊接的需要，材料必须具有良好的可锻性和可焊性。综上优点，选用30CrMnSiA，其σb=1200Mpa梁梢根部缘条选用LC4，LC4相比于LY12有更多的比强度（21.4*106mm）和抗剪比强度（20.41*105mm），考虑到梢部缘条相比根部受剪较小，但仍为重要部件，承受轴力，故用LC4材料，其σb=600Mpa六、确定大梁剖面尺寸从弯矩图和剪力图中可以判断根部受力是最大

7、的，所以把它作为一个危险截面，这个截面的内力为：Mmax=Mx=3.47=114.68KNQmax=Qx=3.47=79.8KN梁截面形状为工字型，它有较高的相对抗弯剖面系数，因而有很好的结构重量特性，而且也便于装配，是一种理想的的选择。考虑到组合式梁，缘条设计为T型截面，其下端主要用于腹板搭接固定，计算时忽略该部分的抗弯。确定剖面主要尺寸，H、b、δ1、δ2：剖面强度要求为：σ=MW≤σbτ=QHσ2≤τb确定腹板厚度：σ2≥QHτb=2.17mm故取腹板厚度为3mm确定b、δ1：W=b（H-h）h2H因此σmax=MHb（H-h）h2由设计手册可知h≈（0

8、.85~0.98）H考虑到该梁剖面高度