机翼梁缘条设计.docx

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机翼梁缘条设计

第5章机翼、尾翼的结构设计

5.1主要内容

1.翼面结构设计的原始条件与基本要求

2.机翼结构的基本受力型式

3.结构方案设计的基本理论（三准则、二参数、三定理、二要点、二比）

4.结构设计的细分析、粗定量方法

5.机翼典型元件的设计原理

6.集中力扩散件的设计

7.翼面开口区的加强设计方案

8.刚度设计的基本要点

9.结构细节设计的基本要点

5.2思考题和习题

5-01图示为几种不同的长桁截面，分析各种截面优缺点。

习题5-01图

5-02刚度设计与强度设计的主要区别是什么？

5-03图示为一组合式梁的平面形状，受到一对集中弯矩M和剪力Q的作用,

请给出此梁的结构设计方案。

习题5-03图

5-04图示为一机翼蒙皮开口，请给出一种合理的开口补强方案。

5-05图示为一单梁式舵面，前缘有一开口，其主要载荷为扭矩M。

请给出一

种开口补强设计方案。

5-06请设计一个平面结构，将载荷P传到基础上去。

画出必要的图、给出分

析计算过程和说明。

习题5-06图

习题5-07图

传给翼面结构的肋上。

2L

5-09有一战斗机，其机翼为梯形，后掠角24度，展弦比3.91,相对厚度4.8%,

机翼面积S=17.3m2，飞机起飞总重量7141Kg,使用过载ny=7.33，安全系

数f=1.5。

机翼根部留出部分空间作起落架舱，机翼又用作整体油箱，在半翼展处有一个挂架。

试为其选择结构受力型式，给出结构布置图，并简要阐明理由。

5-10某加强肋中段承受发动机架传来的集中载荷：

P=80kN,作用点距前梁为

A=300mm假设：

该双梁式机翼蒙皮、长桁不承受正应力。

前梁的上、下

22

缘条面积均为Fi=20cm；后梁的上、下缘条面积均为F2=15cm。

两梁上、下缘条的形心间距分别为H=250mmH2=200mm前、后梁的腹板间距

B=800mm设肋和梁腹板材料选用LY12-CZ其弹性模量E=7Xl04MPa极

限强度jb=420MPa受拉区缘条要考虑削弱系数K=0.9;受压失稳临界应力先设其近似等于比例极限ocr=280MPa该剖面处的刚心可按近似方法求解。

⑴试作出该加强肋中段的弯矩图和剪力图，并确定该加强肋的缘条面积

和腹板厚度。

肋的腹板不允许出现剪切失稳。

⑵如原前梁腹板中剪应力

为i20MPa后梁腹板中的剪应力为looMPa请确定在该肋所在剖面前、

后梁的腹板厚度。

若要使梁腹板不致失稳，支柱间隔应为多大？

5-11决定翼梁缘条T形断面的尺寸B、ti和t2。

缘条在正过载情况下受到的最

大拉力P=620kN,而在负过载时的最大压力P=-460k2缘条材料为

30CrMnSiA合金钢，ob=1200MPaT形的垂直边由于连接需要应不短于26mm

三边简支、一边自由板的局部失稳临界应力Ccr〜C/t曲线如下图所示。

缘条受拉时面积要乘上钉孔削弱系数K=0.9。

习题5-11图

5-12合理布置必要的杆件，使图中所示的平面板杆结构能承受图示各力，并

画出两板杆结构中各杆的内力图

H'

习题5-12图

5-13图示为一双梁单块式后掠翼，后梁在3#肋A点处转折。

现3#肋后部B点

处作用有襟翼接头传来的集中力py、Px。

问：

为传递后梁的弯矩m和剪力

Q,以及为传递上述集中力，在3#肋附近局部区域应如何合理进行结构设

计（即需要布置些什么零构件，彼此间应如何连接？

）。

习题5-13图

5-14图示为一后掠翼，外段为双梁单块式，根部段为双梁式，下壁板有开口。

问：

⑴当机翼的总体力MQM往根部机翼、机身传递时，A—A肋起

什么作用？

请画出它的力平衡图和内力图，该肋应如何加强？

⑵画出此

时前梁1—2的内力分布图，应如何合理选择其缘条面积沿展向的分布规律。

习题5-15图

习题5-14图

5-15如图所示为一由前梁和后檣的机翼根部结构简图，在AABB区域下蒙

皮为大开口。

现当A点下端作用一集中力时，力如何传到机翼一机身接

头上？

根据传力分析应将哪些构件予以补强？

5-16图示为某机翼整体油箱上表面设有的工艺和检查大开口。

此开口区如何

分析和设计？

（a.设计成何类口盖？

b.开口区传力分析？

c.开口区补

强设计；d.主要元件的内力分布）

习题5-16图

5-10双梁式的腹板式翼肋上作用有分布气动力从7000N/m线性变化到

10000N/m翼肋高H=200mm宽B=800mm该肋所在剖面的机翼结构的刚

心距前梁x=267mm⑴求该肋的弯矩图和剪力图；⑵该肋要求设计减

轻孔，请确定肋缘条尺寸、腹板厚度、减轻孔数量和直径。

带减轻孔腹板

的临界应力T的计算公式如下：

为相应无孔平板的临界失稳应力，其中

b恒为短

边。

边界条件

四边简支

四边固支

ko

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893+56^

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