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時間:2011-02-10 15:42來源:藍天飛行翻譯 作者:admin
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此外機翼后掠后,由于半翼面的壓力中心顯然比直機翼后移,在根部剖面剛心位置變化不大的情況下會對根部剖面處的載荷(主要是扭矩)有較大的增加。
上述這些問題均隨著后掠角的增大而更趨嚴重。為此在結構設計中,對后掠翼的剛度提出了更高的要求。然而實際情況是后掠翼的彎曲、扭轉剛度(尤其是扭轉剛度)比直機翼要小。所以對后掠翼來說,保證強度、剛度的要求與減輕重量要求之間的矛盾更為突出。可是結構型式的選擇不可能僅由結構受力要求來確定,由于需要開口或其他原因,有些部位不能采用上述型式,因此在后掠翼上,有不少就采用了混合式結構。如殲 /0,殲 /1飛機的外段單塊式、根部梁架式結構;23 /4采用的大部分為多腹板式、近根部為多梁式的結構,等等。
(5)后掠機翼的受力特點—
—后掠效應。后掠機翼可看做由直機翼向后轉動一個角度而得。它左、右兩側的機翼不是彼此連續的直梁,而是一個有轉折的梁。其外段實質上就是一個直機翼,關于直機翼的受力分析仍可沿用。其主要特點是反映在根部三角區內。為了分析該三角區的存在對后掠翼根部受力的影響,現以一雙梁單塊式后掠機翼為例,取出一段機翼來進行分析。
當機翼受垂直氣動載荷作用時,上、下壁板上的各縱向構件(長桁、梁的緣條等)均受軸向拉、壓。現先假定根肋外的機翼是絕對剛硬的,則根部剖面  /5在彎矩 6作用下將繞剖面的中性軸旋轉一個角度。而該剖面是支持在根部剖面內側的縱向構
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件上,因此內側各縱向構件應產生相同的位移 。然而,由于根部三角區各縱向構件的長度不同,靠近前緣的長,靠近后緣的短,因此它們的軸向拉、壓剛度不同(拉、壓剛度 " % &)。在滿足變形()一致條件下,各縱向元件所承擔的軸力將按它們的剛度分配。前梁附近的縱向構件剛度小,分配到的載荷小,應力較低;后梁附近的縱向構件剛度大,分配到的載荷較大,應力就較高。這種應力向后緣集中的現象,通常稱之為后掠效應。后掠角愈大,后掠效應愈嚴重。
理論研究證明,根部剖面 ’ ()處此時的應力 "*沿剖面的 +軸呈雙曲線分布。需要指出的是:上面這一分析是在假設機翼外段是絕對剛硬、根部剖面變形后仍然是平面的條件下得出的。實際上,機翼外段是彈性的,因此外段機翼在附加應力 "作用下要發生變形,剖面在變形后也不是一個平面,要產生翹曲,因此外段彈性的影響會使應力向后緣集中的現象有所緩和,但后掠效應仍是存在的。
如以 " ,表示基本應力, " , -&./0,它等于機翼不后掠時該剖面處的應力( .為機翼有效高度,月為翼箱寬度, 0為壁板厚度)。另有一組附加應力為 ",則根部的實際應力 " * " ,1 "。附加應力 "應是一組自身平衡的應力,稱之為“次應力”,這組次應力的作用使前梁卸載、后梁加載,其數值可達基本應力的 )23 4 523。
由彈性力學的圣維南原理可導出如下結論:如果在一個彈性體的任一部分 6上作用一自身平衡力系,那么該自身平衡力系在此物體內所引起的應力,隨著離開部分 6的距離加大而很快地減小,這個影響區大致和載荷作用區域的大小相當。因此當根部剖面上作用一自身平衡力系 )",后,根據上述結論可知,該次應力的作用還將延伸到三角區外側的直機翼段上。但它沿展向很快衰減,衰減區的長度 7近似等于翼箱寬度(’ 4’89)/,因此在距根部剖面 7以外的機翼外段,基本上可以不必考慮次應力)",的影響。
:8后掠機翼的傳力分析
后掠機翼也有各種結構型式,如多梁單塊式、多墻式以及根部梁架式等。本節僅以一兩種典型情況進行分析,主要目的是掌握后掠機翼根部結構的受力特點以及分析方法,為讀者自行分析其他型式的受力打下基礎,起到舉一反三的作用。
雙梁單塊式后掠機翼的傳力。單塊式后掠機翼的具體結構情況有很多種,現僅以縱向構件在機身側邊轉折的雙梁單塊式后掠翼為例討論之。
這種機翼的外段和雙梁單塊式直機翼相似,其根部由以下主要受力構件組成:上、下壁板 6(/(;(由梁緣條、長桁、蒙皮組成或為整體加筋板,宜受沿長桁方向的正應力)、側邊加強肋 6/、根部加強肋 6;、前梁 /;。
為研究方便起見,將根部三角區以外的機翼切除,并在根部剖面上加上剪力 <、彎矩 -、扭矩 -0來代替機翼外段對根部的作用。扭矩 -&在根部剖面處繼續由三角形上、下壁板和前梁腹板向中翼和機身傳遞,
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第二篇 ,現代飛機結構綜合設計
 
后梁上的剪流直接由對接接頭傳給機身。
剪力 分為兩部分。作用在后梁與機身對接點處的剪力 "直接傳給機身。作用在前梁與根肋交點上的剪力 分兩路傳遞:一路 由前梁傳給機身;另一路 。由根肋向 %點傳遞,在 %點傳給機身。
在剪力 、扭矩 &’的傳遞過程中,三角形壁板和側邊翼肋均需受載。
由以上分析可知,對于雙梁單塊后掠機翼,若縱向構件在機身側邊轉折,則側邊加強肋在受力上成為必不可少的受力構件,它在傳遞彎矩、剪力、扭矩時都起重要作用。在傳力時,側邊肋上、下緣條上的剪流(外載荷)的方向總是相反的,這一對剪流形成一個力矩,并由前、后梁的腹板提供一對大小相等、方向相反的垂直方向剪流來平衡。因此側邊翼肋基本上是受剪,彎矩很小,因而緣條不需十分強。但腹板要強,而且為了提高側邊腹板的剪切穩定性,腹板上一般鉚有較密的加強型材。
梁架式后掠機翼根部的傳力分析。有些后掠機翼為了解決受力和布置之間的矛盾,在根部采用梁架式結構。如某強擊機在 (肋以外為單塊式結構,在根部為收藏主起落架在下翼面布置了大開口,破壞了單塊式結構的傳力路線;又由于機身中無法通過中央翼;此外還考慮到雙梁式后掠機翼上出現的后掠效應將使后梁受載嚴重,為減輕后梁載荷,故此在 (肋以內的根部采用了增加一根主梁的梁架式結構。
梁架式結構一般是指由主梁(也稱內撐梁)、前梁、后梁等若干個翼梁和根部加強肋(即 (肋)、側邊加強肋等組成一個受力構架,即謂之“梁架”。(肋以外的情況類同一般單塊式直機翼;到“根”部(指到 (肋剖面處)要轉成梁架式受力。因此在 (肋外將通過結構參與把彎矩集中到前、后梁上;到 (肋以內將由梁架結構來承受并向機身傳遞外側機翼傳來的彎矩、剪力和扭矩。實際上,根部所受載荷除外段傳來的 &,,&’外,還有根部區內的局部氣動載荷、質量力以及起落架傳來的載荷等。下面我們只討論外段傳來的彎矩、剪力和扭矩向梁架結構傳遞的情況,對于其他載荷,讀者可自行分析。
 
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