飞行器结构设计课后答案第3章.docx
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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＝100kN（作
用在刚心上），
弯矩M=5×l03Kn·m、扭矩Mt=30kN·m。
已知前、后粱的均匀剖面抗弯刚度为
EI
102
前＝10kN·mm、
EI
102
后＝2×10kN·mm；前、后闭室均匀剖面抗扭刚度为
82
Kt前＝5×10kN·mm，
92
Kt后＝10kN·mm。
求：
（1）当L前＝L后＝1500mm时，Q、M、Mt在2#肋剖面怎样分派（题图3．2（a））?
（2）当L前＝3000mm、L后＝1500mm时，Q、M、Mt在此剖面又怎样分派（题图
3．2（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=
L2
L前=L后
∴
只与2EJ相关
K1Q
2EJ1
L2
1
EJ1Q
1
Q1=K1
K2=L2
[
2（EJ1
EJ2）]Q=
Q
EJ1EJ2=12=
=3330kg=
Q2=6670kg=
KJ
（2）
M
的分派K=
L
∴关系式仍同上
M
M1=
=KNm
=
=3335KNm
2
（3）Mt的分派
5Mt
M
t1=
5
10=
=
103
kg=10KNm
M
t2=
=
103kg=20KNm
2.
L前=3000mm
L后=1500mm
2EJ
（1）
Q
的分派
K=
L2
1012
2
1012
2
K
1=2
3000
=2
910
6
=9
10
6
=
1012
2
2
2
2
1500
K
2=2
=2
9
10
6
=2.25
10
6
=
1
1
K
1+K2=2
106（
9
+2.25）=2
106
（0.111+0.889）=12106
∴Q
1=0.
=1110kg=
Q
2
=8890kg=
KJ
1012
（2）M
的分派
K1=
L
=
3000=
Q
1012
K
1=
1500
=
K
1+K2=
0.333
M1=1.666
5
105=0.
=
=105kgm=1000KNm
M2=4
105
kgm=4000KNm
（3）Mt
的分派
5
1010
10
1010
K
1=3000
=
K2=
1500
=
K
1+K2=
1.667
t1
8.334
3
10
3
=
=
10
3
kg=6KNm
M=
6.667
Mt2
=
8.334
3
3
=
3
10=
10kg=24KNm
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a—a、b—b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Ⅱ助在传达整体弯矩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，Ⅲ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，Ⅳ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。
Mt
2
B
Mt
2
H
qt2
两闭室对称，此时qt1=2
=2BH=
（1）若δ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δ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
1
MtH
1
PB
1
1
3
=
y2H
Py=
右支点：
2Py+
2BH
2
Py+2BH
=2
Py+4
4Py
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*B
2
BPy
1
1
Py
1Py
t
3
y
∴
Py+
q
=
2BH
=3H
P
y－3
3＝3
P
1
1
：
Py
y
M
3
?
X-3H
P?
X?
H=0
（6）薄蒙皮双粱式机翼Ⅵ肋上C点处受有集中力Px时的力均衡图和内力争.
PXPX
M=4B?
H?
X+4B?
H?
X
PXBPXH
Mt=24B?
H?
2+24B?
H?
X-PX2?
ΔX
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
4M
qt
*2BH,qt
4M
2M
2BH
BH
Mqt
*H*B
qt*H*B
3
3
B
2M
2BH
M
*
3
在3处：
BH
0.33M
突变处：
2M
1.33M
0.67M
2M
2M
*B*H*2
B
BH
2
2M2M
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Ⅱ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）请画出中央翼在作用有反对称整体弯矩时，Ⅲ肋、Ⅳ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Mt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Ⅵ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Ⅶ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（载荷也要对称，即
M1M2,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Ⅱ肋处有转折，请画出Ⅱ肋的力均衡图和内力争。
（3）双粱单墙式机翼中Ⅲ肋在传扭时的力均衡图、内力争。
（4）单梁双墙式机翼中Ⅳ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=2mc=4m。
平尾上受有不对称的Py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
Py
Py1
Py2
150KN
RA
2
Py
2.667
150
2.667200.KN
RA
2
RB
200.
150
50.KN
MXA
Py1
1
Py21
50KNm
∑PY
RB
RA
MZ
Qyu
MX
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。
My
Mx
III
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。
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