飞机结构与强度——4.1.4-4.1.7

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1、新舟新舟6060飞机飞机 QnQhMtMhMn机翼在外载荷作用下的承载情况机翼在外载荷作用下的承载情况 1. 1. 气动载荷的传递气动载荷的传递机机翼在空气动力载荷作用下的变形翼在空气动力载荷作用下的变形 4.2 4.2 典型受力形式机翼的载荷传力分析典型受力形式机翼的载荷传力分析 1. 1. 气动载荷的传递气动载荷的传递(1)(1)蒙皮将气动载荷分别传给桁条和翼肋蒙皮将气动载荷分别传给桁条和翼肋机机翼在空气动力载荷作用下的变形翼在空气动力载荷作用下的变形海鸥海鸥300飞机机翼飞机机翼 1. 1. 气动载荷的传递气动载荷的传递海鸥海鸥300飞机机翼飞机机翼 4.2 4.2 典型受力形式机翼的气

2、动载荷传力分析典型受力形式机翼的气动载荷传力分析(1)(1)蒙皮将气动载荷分别传给桁条和翼肋蒙皮将气动载荷分别传给桁条和翼肋 蒙皮蒙皮支持支持在桁条和翼肋上，在桁条和翼肋上，以压力和吸力形式以压力和吸力形式直接承受气动载荷。直接承受气动载荷。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)。 如果蒙皮受气动如果蒙皮受气动压力时，则蒙皮直压力时，则蒙皮直接压在翼肋和桁条接压在翼肋和桁条上，并将载荷传给上，并将载荷传给桁条和翼肋，而铆桁条和翼肋，而铆钉不受力。钉不受力。 (1)(1)蒙皮将气动载荷分别传给桁条和翼肋蒙皮将气动载荷分别传给桁条和翼肋1补偿片补

3、偿片2梁梁3壁板筋条壁板筋条4整体壁板整体壁板5角撑角撑6翼肋缘条翼肋缘条7翼肋腹板翼肋腹板8对接接头对接接头 (2)(2)桁条将其自身承担的那部分气动载荷传给翼肋桁条将其自身承担的那部分气动载荷传给翼肋作用在作用在桁桁条上的分布载荷由翼肋提供支反力来平衡。此时，蒙条上的分布载荷由翼肋提供支反力来平衡。此时，蒙皮上的气动载荷已全部传给了翼肋。皮上的气动载荷已全部传给了翼肋。 (2)(2)桁条将其自身承担的那部分气动载荷传给翼肋桁条将其自身承担的那部分气动载荷传给翼肋在刚心上作用剪力在刚心上作用剪力只引起机翼弯曲。只引起机翼弯曲。剖面的位移产生机剖面的位移产生机翼挠度，但剖面相翼挠度，但剖面相对

4、刚性轴不转动，对刚性轴不转动，则两个翼梁的挠度则两个翼梁的挠度相同，故两个梁承相同，故两个梁承受剪力按其抗弯刚受剪力按其抗弯刚度成正比例分配。度成正比例分配。 (3)(3)翼梁将载荷向根部传递翼梁将载荷向根部传递 (3)(3)翼梁将载荷向根部传递翼梁将载荷向根部传递 (4)(4)周缘闭室将扭矩以剪流形式向根部传递周缘闭室将扭矩以剪流形式向根部传递 (4)(4)周缘闭室将扭矩以剪流形式向根部传递周缘闭室将扭矩以剪流形式向根部传递 蒙皮以剪切形式承受扭矩蒙皮以剪切形式承受扭矩Mt。为使扭矩能以闭环剪流。为使扭矩能以闭环剪流qti的形的形式沿蒙皮传递，必须满足以下条件：式沿蒙皮传递，必须满足以下条件

5、：1) 蒙皮应是封闭的，周边不应有开口，切向应力沿闭室周边传蒙皮应是封闭的，周边不应有开口，切向应力沿闭室周边传递；递；2) 在机翼根部，蒙皮应支持在根部加强肋上，该翼肋能将在机翼根部，蒙皮应支持在根部加强肋上，该翼肋能将Mti转转换为力偶换为力偶Rt；3) 在使用载荷作用下，蒙皮不应失稳；在使用载荷作用下，蒙皮不应失稳；4) 蒙皮应有足够的厚度，以防止在飞行中由于机翼扭转变形。蒙皮应有足够的厚度，以防止在飞行中由于机翼扭转变形。 (4)(4)周缘闭室将力矩以剪流形式向根部传递周缘闭室将力矩以剪流形式向根部传递加强肋将分散剪流转变成一对力偶传给接头。加强肋将分散剪流转变成一对力偶传给接头。 2

6、.2.集中载荷的传递集中载荷的传递 机翼结构要承受副翼、襟翼、发动机、起落架等部件通过固机翼结构要承受副翼、襟翼、发动机、起落架等部件通过固定接头传来的集中力，这种集中力都相当大；定接头传来的集中力，这种集中力都相当大； 对于位于翼肋平面内的集中力，需要在集中力作用处布置加对于位于翼肋平面内的集中力，需要在集中力作用处布置加强肋并将它转化成分散力传给翼梁腹板和蒙皮；强肋并将它转化成分散力传给翼梁腹板和蒙皮； 在集中力作用下加强肋中有相当大的剪力在集中力作用下加强肋中有相当大的剪力Q Q和弯矩和弯矩M M，因此翼，因此翼肋的腹板和上、下缘条，以及它们与翼梁腹板和蒙皮的连接肋的腹板和上、下缘条，以

7、及它们与翼梁腹板和蒙皮的连接也很强。也很强。 4.2 4.2 典型受力形式机翼的载荷传力分析典型受力形式机翼的载荷传力分析2.2.集中载荷的传递集中载荷的传递加强肋的结构受载和平衡加强肋的结构受载和平衡 总体弯矩总体弯矩M M是机翼横剖面上的主要载荷。是机翼横剖面上的主要载荷。根据承受弯矩的结构不同，把机翼分为：根据承受弯矩的结构不同，把机翼分为： 梁式机翼（集中式）；梁式机翼（集中式）； 整体式机翼（分散式）：单块式、多腹板式。整体式机翼（分散式）：单块式、多腹板式。 能承受剖面上总体载荷能承受剖面上总体载荷( (剪力、弯矩和扭矩剪力、弯矩和扭矩) )的机翼构件的总的机翼构件的总和形成了机翼

8、的基本承力系统。和形成了机翼的基本承力系统。 4.2.1 4.2.1 直机翼的结构受力形式及其分析直机翼的结构受力形式及其分析 主要特点：主要特点：蒙皮较薄，长桁较少且弱，有时有纵墙；蒙皮较薄，长桁较少且弱，有时有纵墙；弯矩主要由翼梁缘条承受；弯矩主要由翼梁缘条承受；剪力由翼梁腹板承受；剪力由翼梁腹板承受；扭矩由蒙皮扭矩由蒙皮和翼梁腹和翼梁腹板形成的闭室承受板形成的闭室承受 。 梁式机翼：纵向的梁很强（单梁、双梁、多梁）；梁式机翼：纵向的梁很强（单梁、双梁、多梁）； 4.2.1 4.2.1 直机翼的结构受力形式及其分析直机翼的结构受力形式及其分析 单块式机翼：单块式机翼：腹板较弱，且腹板缘条承

9、受弯矩的能力较弱。腹板较弱，且腹板缘条承受弯矩的能力较弱。长桁较多且强；蒙皮较厚；纵梁较弱；有时无纵梁而只有长桁较多且强；蒙皮较厚；纵梁较弱；有时无纵梁而只有纵墙。纵墙。多腹板式机翼：多腹板式机翼：有较多的纵向梁和墙（一般多于有较多的纵向梁和墙（一般多于5 5个）；厚个）；厚蒙皮；无长桁；少翼肋，弯矩由缘条和蒙皮共同承受。多蒙皮；无长桁；少翼肋，弯矩由缘条和蒙皮共同承受。多用于小展弦比的高速薄翼飞机。用于小展弦比的高速薄翼飞机。 整体式机翼：整体式机翼：弯矩主要由蒙皮及其加强桁条或波纹形壁板承弯矩主要由蒙皮及其加强桁条或波纹形壁板承受。这种机翼的蒙皮较厚、桁条较强，而梁受。这种机翼的蒙皮较厚、

10、桁条较强，而梁( (墙墙) )较弱。较弱。 4.2.1 4.2.1 直机翼的结构受力形式及其分析直机翼的结构受力形式及其分析 这些结构形式在同一机翼上混合存在；这些结构形式在同一机翼上混合存在；从现代飞机的翼面结构来看，薄蒙皮粱式结构已很少采用；从现代飞机的翼面结构来看，薄蒙皮粱式结构已很少采用；大型高亚音速的现代运输机采用多梁单块式翼面结构。大型高亚音速的现代运输机采用多梁单块式翼面结构。注注 意：意： 4.2.1 4.2.1 直机翼的结构受力形式及其分析直机翼的结构受力形式及其分析 （1 1）单梁式机翼）单梁式机翼1. 1. 梁式机翼梁式机翼( (单梁、双梁和多梁机翼单梁、双梁和多梁机翼)

11、 ) 翼梁布置在翼剖面结构高度最大的部位的刚心处；翼梁布置在翼剖面结构高度最大的部位的刚心处； 为形成具有抗扭刚度的闭室，在单梁机翼上布置一个或两个为形成具有抗扭刚度的闭室，在单梁机翼上布置一个或两个纵墙；纵墙； 在加强肋在加强肋( (它们与后墙的对接处它们与后墙的对接处) )上固定有悬挂襟翼和副翼的上固定有悬挂襟翼和副翼的连接支臂。连接支臂。 4.2.1 4.2.1 直机翼的结构受力形式及其分析直机翼的结构受力形式及其分析 （1 1）单梁式机翼）单梁式机翼1. 1. 梁式机翼梁式机翼( (单梁、双梁和多梁机翼单梁、双梁和多梁机翼) ) （2 2）双梁式机翼）双梁式机翼1. 1. 梁式机翼梁式