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時(shí)間:2011-02-10 15:42來(lái)源:藍(lán)天飛行翻譯 作者:admin
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(")蒙皮、腹板承受扭矩:由各翼肋沿閉室周緣加給翼盒的 形成力矩 %,它將引起機(jī)翼的扭轉(zhuǎn)變形,故稱之為扭矩。機(jī)翼的第三個(gè)總體內(nèi)力扭矩 %以蒙皮和腹板受剪的形式,向根部傳遞。若略去機(jī)翼前、后緣閉室承受總體內(nèi)力的承載能力,則各 %只以中盒段受一圈閉合剪流的形式受扭,此時(shí)扭矩由翼尖向翼根逐漸增大,變化規(guī)律也呈階梯形。
在雙梁式機(jī)翼中,總扭矩到機(jī)翼根部應(yīng)通過(guò)加強(qiáng)肋將一圈剪流轉(zhuǎn)換成適合于機(jī)翼一機(jī)身對(duì)接接頭承受的一對(duì)集中力(大小相等、方向相反),再通過(guò)接頭傳給機(jī)身。以上提到的梁緣條上的軸力構(gòu)成的彎矩 %、腹板上剪力 和翼盒上的扭短 %就是機(jī)翼的 &個(gè)總體內(nèi)力:彎矩、剪力和扭矩。
需要指出的是,從上面分析可知,對(duì)于雙梁式機(jī)翼,承受機(jī)翼總體力的主要構(gòu)件是梁和蒙皮組成的盒段。普通翼肋雖不參加總體受力,但它的作用很重要: "用以承受蒙皮傳來(lái)的局部氣動(dòng)載荷; 把局部氣動(dòng)載荷轉(zhuǎn)換成適合于主受力盒段各組成元件受力特性的載荷形式; 然后把它們傳到這些主要元件(梁、蒙皮)上,向機(jī)翼根部傳遞,并進(jìn)而通過(guò)對(duì)接接頭傳給機(jī)身。由下節(jié)集中力的傳遞可看到,翼肋(加強(qiáng)翼肋)還可把集中力或力矩也轉(zhuǎn)換成合適的載荷形式傳給梁和蒙皮組成的主受力盒段;或反之把主受力盒段上的扭矩轉(zhuǎn)換成一對(duì)集中力的形式加到接頭上(如梁式機(jī)翼的根部加強(qiáng)肋)。翼肋可以轉(zhuǎn)換載荷性質(zhì)或方向的作用很重要。當(dāng)然加強(qiáng)勛的作用不僅在此。
’,機(jī)翼上集中力的傳遞
機(jī)翼除氣動(dòng)載荷外,還承受有各連接接頭傳來(lái)的集中載荷。然而,機(jī)翼是一種薄壁結(jié)構(gòu),這類結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是適宜于承受分布載荷,而承受集中力的能力極差。因此在受有集中力時(shí),必須在力的作用點(diǎn)處布置相應(yīng)的構(gòu)件擴(kuò)散集中力。例如當(dāng)傳遞展向集中力時(shí),可布置輔助梁等縱向構(gòu)件;而在傳遞位于翼肋平面內(nèi)的集中力時(shí)(可以是弦向的,或位于垂直面內(nèi)的),則可布置加強(qiáng)肋,用以擴(kuò)散集中力,使之轉(zhuǎn)化成分布剪流,以適應(yīng)薄壁結(jié)構(gòu)的受力特性,然后傳到機(jī)翼的主要構(gòu)件— ——翼梁和蒙皮上去。從圖 ( )’ )’所示的加強(qiáng)肋的平衡可知,該肋在集中力 *作用下也有垂直向上和繞剖面剛心轉(zhuǎn)動(dòng)兩種運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),因此加強(qiáng)肋上的載荷傳遞完全與前面的普通肋上受氣動(dòng)載荷時(shí)相同。所不同的是集中力作用處加強(qiáng)肋本身的某些內(nèi)力將有突變;整個(gè)機(jī)翼的剪力、扭矩在集中力所在剖面也會(huì)有突變,并對(duì)機(jī)翼總體彎矩有影響。從圖 ( )’ ) ’還可看出,這類翼肋的內(nèi)力— ——彎矩和剪力往往都比較大,因此肋的腹板和緣條都要比較強(qiáng)。它與翼梁、蒙皮的連接也比較強(qiáng)。
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圖  " "某加強(qiáng)肋的受載
(%)某加強(qiáng)肋受集中力 &時(shí)的平衡圓 (’)該加強(qiáng)肋的內(nèi)力圖

 ()單梁式和多梁式機(jī)翼的傳力力分析
()單梁式機(jī)翼:它和雙梁式機(jī)翼基本相同。不同的是只有一根很強(qiáng)的梁,一般布置在翼剖面高度最大處。同時(shí)還常布置  *根縱墻,以便與梁的腹板和蒙皮構(gòu)成較大的閉室來(lái)承受機(jī)翼的扭矩。典型的墻緣條很弱,且根部與機(jī)身用只能傳遞力的鉸接接頭相連,故可假設(shè)它不參與承受機(jī)翼的剪力和彎矩。機(jī)翼的全部剪力和彎矩,由梁承受,梁的根部有可傳遞力和彎矩的固接接頭與機(jī)身連接。
()多梁式機(jī)翼:其傳力分析與雙梁式類同,只是此時(shí)將由幾根梁共同承擔(dān)彎矩和剪力,由多閉室盒段受扭。要注意的是,此時(shí)由于各梁的剛度可能不同,又由于有翼肋和蒙皮將各梁連系在一起,因此,為使變形一致,各梁還可能相互有所影響。有關(guān)情況可參考多腹板式機(jī)翼。
三、單塊式機(jī)翼的傳力分析
單塊式機(jī)翼的構(gòu)造可能布置有  *(根梁或者只有墻,但一般長(zhǎng)桁多且較強(qiáng),蒙皮也比梁式機(jī)翼的厚。因此傳力上的主要不同點(diǎn)是,由梁緣條、長(zhǎng)桁和蒙皮組成的壁板承受機(jī)翼的總體彎矩。
在單塊式機(jī)翼中,氣動(dòng)載荷由蒙皮向長(zhǎng)桁、翼肋一直到梁腹板的傳遞過(guò)程與梁式基本相同。只是單塊式中,長(zhǎng)桁、蒙皮較強(qiáng),承受軸向正應(yīng)力的能力也較大,因此當(dāng)梁腹板受剪時(shí)產(chǎn)生的軸向剪流(它們將形成彎矩),一小部分直接作用在梁緣條上由它來(lái)承受,而主要的部分將由長(zhǎng)桁和蒙皮組成的壁板來(lái)承受。
現(xiàn)假如把蒙皮承受正應(yīng)力的能力折算到長(zhǎng)桁中去,即把壁板簡(jiǎn)化成只有梁緣條、長(zhǎng)桁能受正應(yīng)力,那么腹板上的軸向剪流除一部分直接作用在梁緣條上外,大部分將通過(guò)蒙皮受剪將它們傳遞給各長(zhǎng)桁。其傳遞過(guò)程是:腹板上的剪流傳給梁緣條一部分后,剩余部分傳給與緣條相連的蒙皮上。按以上假設(shè),蒙皮只受剪,因此將通過(guò)蒙皮受剪,傳到第一根長(zhǎng)桁附近。此軸向剪流又分成兩部分:小部分傳給第一長(zhǎng)桁,大
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部分繼續(xù)通過(guò)蒙皮受剪向第二長(zhǎng)桁附近傳去。如此繼續(xù);蒙皮中的剪流逐漸減小,直至軸向剪流全部傳給了梁緣條和各長(zhǎng)桁。緣條、長(zhǎng)桁上的軸向剪流由根部提供支反力;緣條、長(zhǎng)桁所分擔(dān)的軸力大小,與它們的拉、壓剛度成比例;它們的內(nèi)力( )沿展向按斜折線規(guī)律分布,由翼尖向翼根斜率漸增,與梁式機(jī)翼中梁緣條的內(nèi)力分布規(guī)律類同。由于軸向剪流是借助蒙皮受剪傳遞的,因此蒙皮必將同時(shí)有附加剪流作用到各翼肋上;又由于兩塊梁腹板在傳遞由翼肋來(lái)的剪流時(shí),剪流方向通常是一致的,因此在由梁緣條向中間蒙皮傳遞時(shí),前后梁附近蒙皮內(nèi)的剪流方向就正好相反,蒙皮內(nèi)的剪流愈到中間也愈小,至中間某桁條處,則正好兩側(cè)剪流全部由該桁條承擔(dān)。這就是梁緣條向蒙皮傳遞部分剪流,剪流在蒙皮內(nèi)逐漸分散,并使桁條參加總體傳彎的過(guò)程。
四、多腹板式機(jī)翼的傳力特點(diǎn)
多腹板式機(jī)翼較多地應(yīng)用于小展弦比的高速薄飛機(jī)上。在超音速后掠機(jī)翼的薄翼中也常應(yīng)用。由于小展弦比機(jī)翼展弦比和相對(duì)厚度小,所以結(jié)構(gòu)高度極小,若作成梁式,由于梁的上下緣條間距(即梁的有效高度)小,因此與上下緣條間距較大的梁相比,在承受,同樣大小的彎矩時(shí),結(jié)構(gòu)高度較小的梁的重量勢(shì)必要重些。或者說(shuō),當(dāng)兩梁的結(jié)構(gòu)重量相同時(shí),前者所能承受的彎矩將小些,即梁的結(jié)構(gòu)效率較低。同時(shí)梁式機(jī)翼中與強(qiáng)梁相匹配的薄蒙皮也難以保證薄機(jī)翼所需的剛度。為此對(duì)高速飛機(jī)的薄機(jī)翼往往采用了厚蒙皮,并配以多腹板的形式。多腹板式的構(gòu)造一般有以下特點(diǎn):厚蒙皮,無(wú)長(zhǎng)桁,有較多的腹板;翼肋有時(shí)較多,也可能少。以美國(guó)戰(zhàn)斗機(jī) "  %&的機(jī)翼為例,如除去其開口附近、翼尖段以及根部過(guò)渡段,則此段機(jī)翼共由 ’塊腹板、兩個(gè)端肋和上、下兩塊厚蒙皮組成,沒(méi)有普通肋。蒙皮為變截面,在外側(cè)厚為 ’() **,內(nèi)側(cè)厚為 +(’ **。最后在機(jī)翼根部由 ’塊腹板逐漸過(guò)渡成 ,根梁,由 ,個(gè)集中接頭與機(jī)身相連。
 
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