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&翼梁
翼梁由梁的腹板和緣條(或稱凸緣)組成。翼梁是單純的受力件,主要承受剪力 ’和彎矩 (。在有的結構型式中,它是機翼主要的縱向受力件,承受機翼的全部或大部分彎矩。翼梁大多在根部與機身固接。
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"縱墻(包含腹板)
縱墻的緣條比梁緣條弱得多,但大多強于一般長桁,縱墻與機身的連接被看作為鉸接。腹板或沒有緣條或緣條與長桁一樣強。墻和腹板一般都不能承受彎矩,但與蒙皮組成封閉盒段以承受機翼的扭矩。后墻則還有封閉機翼內部容積的作用。
機翼的特點是薄壁結構,因此以上各元件之間的連接大多采用分散連接,如鉚釘連接、螺栓連接、點焊、膠接或它們的混合型式如膠鉚等。連接縫間的作用力可視為分布剪流形式。
最后,構成機翼結構的除以上基本元件外,還有機翼一機身連接接頭,它是重要受力件。接頭的形式視機翼結構的受力型式而定。連接接頭至少要保證機翼靜定地固定于機身上,即能提供 個自由度的約束。實際上一般該連接往往是靜不定的。
二、機翼結構的典型受力型式
機翼在載荷作用下,由某些元件起主要受力作用,所謂機翼結構的受力型式是指結構中這些起主要作用的元件的組成形式。各種不同的受力型式表征了機翼結構不同的總體受力特點。受力型式比相應的真實機翼結構簡單得多。對于組成某受力型式的各主要受力元件(如翼肋、翼梁等),我們并不注意它們本身的具體構造,而是著重分析它們各自的受力作用。
機翼的典型受力型式有:梁式、單塊式、多腹板式及混合式等薄壁結構,此外還有一些厚壁結構(如整體壁板式)的機翼。下面列舉幾種典型受力型式機翼的構造特點。
"梁式
梁式機翼的主要構造特點是縱向有很強的翼梁(有單梁、雙梁或多梁等多種形式);蒙皮較薄,長桁較少且弱,梁緣條的剖面與長桁相比要大得多;有時還同時布置有縱墻。梁式機翼通常不作成一個整體,而是分成左、右兩個機翼— ——即機翼常在機身的左、右側邊處有設計分離面,并在此分離面處,借助幾個梁、墻根部傳集中載荷的對接接頭與機身連接。
%"單塊式
從構造上看,單塊式機翼的長桁較多且較強;蒙皮較厚;長桁、蒙皮組成可受軸向力的壁板。當有梁時,一般梁緣條的剖面面積與長桁的剖面面積接近或略大,有時就只布置縱墻。為了充分發揮單塊式機翼的受力特點,左、右機翼一般連成整體貫穿機身。但有時為了使用、維護方便,在展向布置有設計分離面。分離面處采用沿翼箱周緣分散連接的形式將機翼連為一體。
&"多腹板式(多梁式)
這類機翼布置了較多的縱墻(一般多于 個);蒙皮厚(可從幾毫米到十幾毫
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米);無長桁;翼肋很少,但結合受集中力的需要,至少每側機翼上要布置 "個加強翼肋。當左、右機翼連成整體時,與機身的連接與單塊式類似。但有的與梁式類似,分成左右機翼,在機身側邊與之相連。此時住往由多腹板式過渡到多梁式,用少于腹板數的幾個梁的根部集中對接接頭在根部與機身相連。
我們知道,機翼有各種不同的平面形狀,大致可分為直機翼、后掠翼、三角機翼和小展弦比直機翼 種,他們分別用于不同速度、不同類型的飛機上。例如直機翼主要用于低速飛機上;后掠翼主要用于高亞音速和超音速飛機上。國外還有變后掠翼的飛機。其機翼后掠角可在 %&’ " (&’之間變化,以適應飛機低空低速、高空高速、低空高速的性能變化需要。三角翼和小展弦比直機翼用于超音速飛機上。不同類型平面形狀的機翼,往往采用不同型式的機翼結構。即使是同一種類型的平面形狀,其結構型式也由于各飛機的具體設計要求不同而各異。
從實際機翼情況看,現在,單純的梁式機翼已很少采用,一般只用在低速或小型飛機上。速度較高的飛機很多采用帶兩、三根梁的單塊式翼盒結構或多梁厚蒙皮式結構。各種受力型式雖然總體受力特點不同,但機翼結構中各元件的受力作用和傳力過程又有很多共用點。因此,下節我們將對不同的受力型式進行傳力分析,著重搞清結構中各元件的受力原理、作用,并與其他典型受力型式進行對比分析。
第四節 )機翼典型受力型式的傳力分析
一、傳力分析(受力分析)的基本方法
傳力分析(受力分析)的一般含義是,當支承在某“基礎”上的一個結構受有某種外載時,分析這些外載是如何通過結構的各個構件,傳遞給支承它的“基礎”。
傳力分析主要是以工程梁理論為基礎,對結構的傳力規律進行的以定性為主的分析工作。雖然工程梁理論的基本假設(如細長梁假設)在有些具體結構不盡滿足,但只要模型取得合理,能抓住主要矛盾,同時對某些局部區域進行必要的理論修正后,分析結果仍有相當的可靠性。而且用工程梁理論進行分析的物理概念清晰,尤其是對中、大展弦比機翼,有時還可作為初步定量分析之用。通過傳力分析,可以較好地弄清各種結構中載荷的傳遞規律,為強度計算、受力構件布置等工作提供依據,以便設計出符合最小重量等要求的滿意的結構。
實際機翼結構一般都是高度靜不定的復雜結構,從受力的角度看有主要部分(如主要受力翼盒)和主要元件或構件(如翼梁、翼肋、長桁、蒙皮、接頭等),以及次要部分(如機翼后緣)和次要元件(如連接角片、墊片等)兩大類。在結構分析、設計計算或強度校核時均須進行必要且合理的簡化,其目的是為了減少工作量。隨著各階段
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第一篇 )飛機原理與構造
工作對計算精度要求的不同,所取的簡化模型和簡化程度有所不同。
"對實際結構進行傳力分析的基本方法
()對實際結構合理簡化,略去次要元件和次要部分。可根據前,后緣閉室的抗扭能力(如當它的扭轉剛度只占整個盒段扭轉剛度的 以下時)可略去后緣或前、后緣,而近似認為只有兩根大梁之間的翼盒段結構承受機翼的總體內力。從而使在傳力分析中,降低結構的靜不定度數,成為靜定的或只有一兩度靜不定的結構。
(%)對結構中各元件之間的連接關系了解清楚,并合理簡化成鉸接、固接等集中連接或分散連接的典型連接形式。上述簡化一般應以偏安全為宜。
(&)從結構的初始外載開始,依次取出各個部分或元件為分離體,按它們各自的受力特性合理簡化成典型的受力構件如盒式梁、平面梁、板、桿等;并根據與該部分結構相連的其他構件的受力特性及它們相互間的連接,由靜力平衡條件,確定出各級分離體上的“外載”(作用力)和支承力;并畫出各構件的內力圖。這樣,通過各級分離體圖既可了解力在結構中的傳遞過程,又可知道各構件的傳力功用和大致的內力分布。
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飛機檢測與維修實用手冊 1(33)