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图1.1 - 26蒙皮承受气动载荷
1-蒙皮；2-桁条；3-翼肋；4-长桁支反力；5-翼肋支反力；6-铆钉承受的拉力
2．飞机结构件及受力特点
(1)杆系结构
由杆件和梁元件组成的结构称为杆系结构。图1.1 - 23中所示的起落架受力构架就是由
杆件和梁元件组成的杆系结构。发动机吊挂、操纵面的安装支架等都属于杆系结构。在杆系
结构中，杆件和梁元件分别保持原有的受力特点：杆件承受沿着杆件轴线的载荷的作用，产
生正应力；梁元件承受剪切、弯曲和扭转载荷的作用，产生剪应力、弯曲正应力和扭转剪
应力。
(2)平面薄壁结构
平面薄壁结构是由同一平面内的杆件和板件组成的结构。用缘条和腹板组成的机翼大梁
和翼肋（见图1.1 - 27）、机身的隔框（见图1.1-28】等都属于这类结构。
平面薄壁结构主要承受结构平面内载荷的作用。结构中的杆件和板件仍保持原有的受力
特点：载荷在杆件内产生正应力，在板件中产生剪应力。从图1.1 - 27中可以看到机翼大梁
承受大梁平面内剪力和弯矩的作用，弯矩在杆件一梁缘条内产生拉压正应力；剪力在板件一
大梁腹板内产生剪应力。
上篇 飞机结构与机械系统23
-_________________________’.._.-___________一
(b)
图1.1 - 27机翼大梁
1-大梁上缘条；2-大梁腹板；3-大梁下缘条；4-支柱
图1.1 - 28机身隔框
1-外缘条；2-内缘条；3-腹板；4-支柱
(3)空间薄壁结构
空间薄壁结构是由不在同一平面内的杆件和板件组成的空间结构。机翼、机身和尾翼等
都属于这类结构，如图1.1 - 29和1.1-30所示。
图1.1 - 29机翼结构形式——空间薄壁结构
1-桁条；2-蒙皮；3-梁腹板；4-梁缘条；5-翼肋
在载荷作用下，机翼和机身就像互相支持的悬臂梁，载荷在结构中引起变形——剪切、
弯曲和扭转，并产生内力——剪力、弯矩和扭矩。图1.1 - 31所示为支持在机身上的机翼在
气动载荷作用下产生了剪切、弯曲和扭转变形的情况。
24涡轮发动机飞机结构与系统
图1.1 - 30机身结构形式——空间薄壁结构 图1.1- 31机翼的剪切、弯曲和扭转变形
1-大梁；2一厢i框；3-桁条；4-框架；5-连接角片
在载荷作用下，空间薄壁结构中的板件和杆件也都保持原有的受力特点：板件承受板平
面内的正应力和剪应力的作用，杆件只承受正应力的作用。
从图1.1 -32可以看到组成机翼的各个元件——蒙皮、桁条、大梁缘条和腹板在承受剪
力、弯矩和扭矩时所起的作用。机翼大梁腹板的作用和图1.1 -17 (b)中所示的工字梁腹
板的作用一样，所以剪力主要由大梁腹板承受，在腹板内产生剪应力；弯矩由距离机翼剖面
中性轴最远的上下蒙皮、桁条和大梁缘条承受，在图中所示的弯矩作用下，上翼面的蒙皮、
桁条和大梁缘条中产生压应力，在下翼面的蒙皮、桁条和大梁缘条中产生拉应力。和图
1.1 - 21中所示的截面周圈材料的作用一样，扭矩由机翼剖面周圈蒙皮和大梁腹板承受，在
蒙皮和腹板中产生扭转剪应力。
(b) (c)
图1.1 - 32机翼各元件在承载中的作用
三呈篇 乜机结构与机械系统25
．——————一
图1.1- 33所示为后机身在垂直尾翼侧向载荷作用下，结构发生剪切、弯曲和扭转变
形，承受剪力、弯矩和扭矩的作用。在剪力作用下，机身上下两块蒙皮就像是机翼的大梁腹
板，承受剪力引起的剪应力；机身左右两块蒙皮和桁条就像是机翼的上下蒙皮、桁条和梁缘
条，承受弯矩引起的拉、压正应力；机身周圈蒙皮也就像机翼的周圈蒙皮和大梁腹板，承受
扭矩引起的剪应力。
图1.1 - 33在垂直尾翼的侧向载荷作用下，后机身承受的应力
(a)侧向载荷在后机身结构中引起的内力；(b)后机身承受的弯曲正应力；(c)后机身承受的剪应力
1.1.5飞机结构疲劳设计
飞行中飞机结构承受的载荷不仅具有静载荷的特点，而且还具有随时间变化的疲劳载荷
的特点。例如，飞机起飞一飞行一着陆为一个循环，承受地一空一地周期循环载荷；气密座
舱增压载荷也是周期性循环载荷。而在飞行中承受的突风载荷、机动载荷，着陆时撞击载
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涡轮发动机飞机结构与系统(ME-TA)上册(22)
