飞行器结构设计课后答案第3章.docx

1、飞行器结构设计课后答案第3章飞机构造设计第三章习题解答一、 一双粱机翼，外翼传到 2 肋剖面处的整体内力分别力剪力 Q 100 kN( 作用在刚心上 ) ，弯矩 M=5 l0 3 Knm、扭矩 Mt= 30 kN m。已知前、后粱的均匀剖面抗弯刚度为EI10 2前 10 kNmm、EI10 2后 210 kNmm；前、后闭室均匀剖面抗扭刚度为8 2Kt 前 510 kN mm，9 2Kt 后 10 kN mm。求：(1)当 L 前 L 后 1500 mm时， Q、M、Mt 在 2#肋剖面怎样分派 ( 题图 32(a)?(2)当 L 前 3000 mm、L 后 1500 mm时， Q、M、Mt

2、在此剖面又怎样分派 ( 题图32(b)?( 计算扭矩分派时，假定不考虑前、后闭室之间和 1#肋对前闭室的影响 ) 。1.L前 =L后2EJ（1） Q 的分派K=L2L前 =L后只与 2EJ 相关K1Q2EJ1L21EJ1Q1Q1= K1K2= L22（EJ1EJ2 ）Q =QEJ1 EJ2= 1 2 = 3330kg =Q2 = 6670kg =KJ(2)M的分派 K=L 关系式仍同上MM 1 = KN m= 3335 KN m2（3） M t 的分派5M tMt1 =510 =103kg = 10 KN mMt2 =103 kg = 20 KNm2.L 前 =3000 mmL 后 =1500

3、 mm2EJ(1)Q的分派K=L21012210122K1= 23000= 29 106=9106=101222221500K2= 2= 29106= 2.25106=11K1+K2=2106 (9+ 2.25)=2106( 0.111 + 0.889) = 12 106 Q1 =0.= 1110kg =Q2= 8890kg =KJ1012（2） M的分派K 1 =L=3000 =Q1012K1 =1500=K1+K2=0.333M 1 = 1.6665105 = 0.= 10 5 kg m = 1000 KN mM2=4105kg m = 4000 KN m（ 3） M t的分派510101

4、01010K1= 3000=K2=1500=K1+K2=1.667t18.3343103=103kg = 6 KN mM =6.667Mt2=8.33433=310 =10 kg = 24 KN m二. 题图所示两机翼， (a) 为单块式， 且双梁经过机身， 而长桁在机身侧边切断；(b) 为单块式，整个受力翼箱经过机身。 请画出两种状况下 aa、bb 段长桁的内力争，并筒要说明何以这样散布？三 . 请画出以下各指定翼肋的力均衡图和内力争 ( 题图。(1)薄蒙皮双粱式机翼， I 肋在气动载荷作用下： (a) 前、后缘未略去， (b) 若略去前、后缘的气动载荷和构造。(2)该机翼前粱转折处的助在传

5、达整体弯矩 M时所受的裁荷，画出其力均衡图和内力争：(a) 剖面筒化为矩形； (b) 剖面上、下为曲线。(3) 薄蒙皮双梁式机翼， 肋后缘受有 Y 向集中力 P。(4)机翼外段为双梁式，内侧为三梁式，肋位于构造部署变化处，画出传整体力时，该肋的力均衡图和内力争。M t2BM t2Hqt 2两闭室对称，此时 q t 1 = 2=2BH=（ 1）若 不变，不过两闭室面积不一样，则 q 仍同样，扭矩惹起的剪力与弯矩同上；但刚心地点可能变动，因此多一个扭矩（ 2）若 不一样，也会惹起两闭室扭刚不一样，则在剖析 Mt 时，就会出现 Q， M内力。(5)薄蒙皮双梁式机翼 v 肋后梁上作用有集中力 Py，求

6、该肋受 Py 力时的均衡图和内力争 ( 假定前、后粱曲折刚度相等 ) 。若前后梁对称1M t H1P B113=y 2 HPy =右支点： 2 Py +2BH2Py+ 2BH= 2Py+ 44 Py若前后梁不对称，比如前梁刚度为后梁的 2 倍，刚心在 2/3B 处，则 Mt = Py*2/3*B2B Py11Py1 Pyt3yPy+q=2BH= 3HPy33 3P11：PyyM3?X- 3HP?X?H=0(6) 薄蒙皮双粱式机翼肋上 C 点处受有集中力 Px 时的力均衡图和内力争 .PX PXM= 4B ?H?X+ 4B ?H?XPX B PX HM t = 2 4B ?H? 2 +2 4B

7、?H? X - P X 2 ?X四 请画出题图所示各机翼构造中所指定肋的力均衡图和内力争。(1)长桁在机身对称轴处对接的双梁单块式后掠翼， I 肋在传达整体力弯矩的过程中所受的载荷，并画卖力均衡图和内力争。解：传 M时 I 的力矩图4Mqt*2 BH ,qt4M2M2BHBHM qt*H*Bqt * H * B33B2 M2 BHM*3在3处：BH0.33 M突变处：2M1.33M0.67M2 M2 M*B*H*2BBH22M 2M在2处：0假如以为已扩散成水平剪流则：此 M值很小（两种方法都能够） 。(2)(a) 请画出肋在局部气动载荷下的力均衡团和内力争（ a） 号肋（单块式一般肋）(b)

8、请画出中央翼在作用有反对称整体弯矩时， 肋、肋的力均衡图和内力争。设左右机翼经过中央翼连成整体，并在 A、B、C、D 四点与机身铰接，接头在机翼前、后墙腹板上。III肋和 IV 肋的剖析(3)机翼外段为双梁单块式， 内侧改为双梁式， 画出构造型式互换处的 v 肋在传达整体力 M、Q、Mt 时的力均衡图和内力争。传 M时：传 Q时不起作用；传 M t 时也不起作用。(4)多墙式机翼在根部用两个固接接头与机身相连，请画出侧肋在传达整体内力的剪力 Q时，其力均衡图和内力争。(5)画出图示三梁式后掠翼侧肋在传达整体弯矩时，其力均衡图和内力争。假如构造弯矩完整对称，则中间支点无力；不然会有力（载荷也要对

9、称，即M1 M2,才可能R中 0）五以下各机翼构造蒙皮上均有张口， 请画出所指定翼肋在传达整体内力时所受的载荷及它们的力均衡图和内力争。(1) 单梁单墙式机翼的 I 肋。在 Q和 M下， I 肋不起作用；在 Mt 下，如下图：(2)双梁单墙式后掠翼， 此中后粱在肋处有转折， 请画出肋的力均衡图和内力争。(3)双粱单墙式机翼中肋在传扭时的力均衡图、内力争。(4)单梁双墙式机翼中助在传扭时的力均衡图和内力争。六： 现有一桁条式机身，平尾固定在垂尾上，垂尾与机身的连结如下图，接头 A 在 yoz平面内为固接，接头 B 为铰接。尺寸 a = 0.667m,b=2m c=4m 。平尾上受有不对称的 Py

10、 力，力作用点距 y 轴 1m，Py1=100KN, Py2=50KN,求(1) 此机遇身后段的弯矩图 Mz、剪力争 Qy 和扭矩图 Mt。(2)画出框 B 的力均衡图，并用图表示出支反剪流的大小散布规律桁条部署见图PyPy1Py2150KNRA2Py2.6671502.667 200.KNRA2RB200.15050.KNM XAPy11Py2 150 KN m PYRBRAMZQyuMX七：某垂尾为单梁单墙构造，后梁与机身固接，前墙与机身铰接。在机身垂尾连接处的增强框有两种部署方案：(1)两接头连结处均部署有垂直搁置的增强框，(2)沿后梁轴线方向部署一斜框，前墙处部署一垂直框 ( 见题图。请剖析当垂尾上受有侧向力 Pz 作用时，在两种方案状况下机身构造分别由哪些构件受载 ( 包括增强框和其余构件 )? 分别画出他们的力均衡图。假定机身后段为桁条式。从后方看：上壁板：框 B 上只受有 Py 力，方向向下。由于是桁条式机身， q 按阶梯形散布方案 I ：框 I 受有 MZ 和 QZA，框 II 仅作用 QZB还有弯矩（垂尾的）重量，即 MX 到框 I 上；还有 MY 经过增强板（水平）转到框I 和框II 上。M yM xII I方案 II ： 则不需要水平增强板， M垂尾 所有到斜框上。上、下壁板均衡时。应为梯形板均衡；另作为 QZ 则仍作用到框 II 和斜框上。