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时间:2011-02-10 15:42来源:蓝天飞行翻译 作者:admin
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可以较好地研究机翼的传力规律和参加承受机翼总体力的主要结构的受力特点。
"传力分析中的结构简化原则
()略去次要构件和次要结构部分。使结构简化为只有两根梁之间的单闭室翼盒结构来承受机翼的总体内力,这样,既降低了结构的静不定数,又抓住了结构传力的主要部分。
()略去构件的次要受力特性。因此认为它只是承受轴向力,而忽略其承弯能力。但这不是绝对的,当 很小,以致 %&’ ( ),那么它还是能承受由力户引起的弯矩。
(*)简化集中连接为铰支或固支,简化分散的铆连接为连续连接。这种简化使得传力分析在一个理想的结构模型中进行,使分析结果理性化。但在安全寿命、损伤容限等分析工作中,这种简化是不合理的,它忽略了构件连接的细节效应,而这种效应往往是导致结构失效的危险因素。
上述简化一般应以偏安全为宜。
"结构或构件能够承载的条件
()一个构件能否传递这种或那种载荷,就要看该构件在此种载荷下能否满足强度要求(不发生破坏)或在通常结构效率下(构件的重量不应过大)构件的形变是否超过了允许值。如不能满足这其中条件之一,就认为它不能承受并传递该载荷。
()除了解结构中各构件能否承受某种载荷或是否适宜承受某种载荷外,还必须考察结构中各构件的连接能否传递该种作用载荷,即某个力能否传到某构件上(传人);又是否能从该构件传到另外一些构件上(传出);最后能否传到支承该结构的基础上(传至基础)。三个条件缺一不可。
例如,一个薄壁梁要通过某接头承受弯矩,那末该接头必须能使弯矩传人。可使接头在梁平面内与其上、下缘条相连,以便保证构成弯矩的一对轴力传人。而若该弯矩直接以集中力的形式加到腹板上,则因不符薄板受力特性,无法传人。又如讨论某一孤立的平面梁,虽然它本身能承受作用于自身平面内的弯矩,但如果根部与基础是铰接,那么弯矩就不能从根部传出去,这样实际上此梁就不能受此弯矩。因此构件的支承情况应与构件的受力特性相适应才能使构件传一定的力。
*"静不定结构受力时的刚度分配原则
一般结构分为静定结构和静不定结构。在静定结构中,力在各元件中的分配是确定的。它们只和各元件(或支座)及作用力的相对几何位置有关,根据静力平衡条件即可确定各元件的内力。而静不定结构,除去静力平衡方程外,还必须同时根据变形协调条件才能求出各元件所受的力,即力的分配还和各元件本身的刚度和支承条件有关。在一定条件下(如机翼变形符合平剖面假设),结构中各个元件可直接按照本身刚度的大小比例来分配它们共同承担的载荷,这种正比关系我们称之为“刚度分
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配原则”。在定性分析中我们往往应用刚度分配法来研究力在静不定结构中的传递规律。
刚度是指材料和结构抵抗变形的能力。这里所说的刚度是指元件(构件)的结构刚度,它的度量是指元件在载荷作用下抵抗变形的能力,即元件产生单位变形所需的外载值。一个结构有各种变形,如伸长、转角或扭角等,则对应的就有拉伸刚度、弯曲刚度和扭转刚度。
"传力分析方法
从结构的外载荷作用处开始,依次取出各个构件部分或元件为分离体,按它们各自的受力痔性合理简化成典型的受力构件—
—如盒式梁、平面梁、板、杆等,并根据与该部分结构相连的其他构件的受力特性及它们相互间的连接,由静力平衡条件,确定出各级分离体上的“外载”(作用力)和支承力,并画出各构件的内力图。这样,通过各级分离体图既可了解力在结构中的传递过程,又可知道各构件的传力功用和大致的内力分布。
二、翼面结构的典型受力型式
所谓翼面结构的受力型式是指结构中起主要作用的受力构件的组成型式。各种不同的受力型式表征了翼面结构不同的总体受力特点。受力型式比相应的真实翼面结构简单得多。对于组成某受力型式的各主要受力构件(如翼肋、翼梁等),我们并不注意它们本身的具体构造,而"是着重分析它们各自的受力作用。
翼面结构的典型受力型式有:薄蒙皮梁式、多梁单块式、多墙(多梁)式和混合式等,其中有一些为厚壁结构(如整体壁板式)。下面列举几种典型受力型式翼面结构的构造特点。
()薄蒙皮梁式主要的构造特点是蒙皮很薄,常用轻质铝合金制作,纵向翼梁很强(有单梁、双梁或多梁等布置);纵向长桁较少且弱,梁缘条的剖面与长桁相比要大得多,当布置有一根纵梁时同时还要布置有一根以上的纵墙。该型式的机翼通常不作为一个整体,而是分成左、右两个机翼,用几个梁、墙根部传集中载荷的对接接头与机身连接。薄蒙皮梁式翼面结构常用于早期的低速飞机或现代农用飞机、运动飞机中,这些飞机的翼面结构高度较大,梁作为惟一传递总体弯矩的构件,在截面高度较大处布置较强的梁,从效率上看还是适宜的。
(%)多梁单块式从构造上看,蒙皮较厚,与长桁、翼梁缘条组成可受轴力的壁板承受总体弯矩;纵向长桁布置较密,长桁截面积与梁的横截面比较接近或略小;梁或墙与壁板形成封闭的盒段,增强了翼面结构的抗扭刚度。为充分发挥多梁单块式机翼的受力特性,左、右机翼最好连成整体贯穿机身。有时为使用、维修的方便,可在展向布置有设计分离面,分离面处采用沿翼盒周缘分散连接的型式将全机翼连成一体,
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然后整个机翼另通过几个接头与机身相连。
()多墙厚蒙皮式 "(有时称多梁厚蒙皮式,以下简称为多墙式)这类机翼布置了较多的纵墙(一般多于 个),蒙皮厚(可从几毫米到十几毫米),无长桁,有少肋、多肋两种,但结合受集中力的需要,至少每侧机翼上要布置  个加强翼胁。当左、右机翼连成整体时,与机身的连接与多梁单块式类似。但有的与薄蒙皮梁式类似,分成左、右机翼,在机身侧边与之相连。此时往往由多墙式过渡到多梁式,用少于墙数量的几个梁的根部集中对接接头在根部与机身相连。
在“飞机总体设计”课程中,我们已知道,机翼有各种不同的平面形状,大致可分为直机翼、后掠翼、三角机翼和小展弦比直机翼四种。它们分别用于不同速度、不同类型的飞机上。例如直机翼主要用于低速飞机上。后掠翼主要用于高亚音速和超音速飞机上。国外还有变后掠机翼的飞机,后掠角可在 %&’  (&’之间变化,以适应飞机低空低速、高空高速、低空高速的性能变化要求。三角翼和小展弦比直机翼用于超音速飞机上。不同类型平面形状的机翼,往往采用不同型式的机翼结构。即使是同一种类型的平面形状,其结构型式也由于各飞机的具体设计要求之不同而各异。
 
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