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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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—球虧面作框,此時 , -。
(&)當 , -時機身結構的受力和設計。此時球面周緣的單位寬度上的總拉力為 .,它隨 ,的增大而增大。 ." " %&
,
一般情況 ,約為機身半徑的 & /&*0倍。此時力 .與機身縱軸方向有一夾角。將力 .分解成縱向分量 .和徑向分量 .1。.傳給機身蒙皮;徑向載荷 .1與機身筒壁受艙壓后在該剖面處向外的徑向載荷抵消一部分,抵消后的凈載荷將由布置在此處的加強環(環形框架)來承受(圖 2* &2)。加強環此時相當于一個受到自身平衡的均布徑向壓力的圓環,其內力為切向壓應力。
(3)球面框的構造以及與機身壁板的連接。球面框是腹板框的一種。該框由鋁合金制成,由逐漸展寬的三角形板在邊緣處以搭接的形式膠粘成整體,并在搭接處鉚有 +&根型材加強。頂部有頂環,用一帽蓋蓋上。框板表面粘貼有徑向和圓周方向的破損安全條帶起止裂作用。球面框通過加強環與機身壁板連接,該框的加強環剖面形狀接近于工字形。機身的長桁在球面框兩側用兩角盒接頭對接。蒙皮則在加強環處附加一對接墊板對接。球面框與機身結構之間的連接以及球面框的構造有很多種。
球面框不宜受 456平面內的集中力,以免曲板受彎。此時一般須在相應位置另布置一平面框或局部平面框來承受 456平面內的集中力。
3*平面腹板框
旅客機增壓艙的前端一般采用平面腹板框。由于機身前端各種無線電、雷達設
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備密集,為提高空間利用率,采用平面腹板框容易滿足內部布置的要求。戰斗機駕駛艙比較小,安排緊湊,故前、后隔框均采用平面框。平面端框均采用橫、豎方向型材、腹板及框緣角型材鉚接而成。周緣型材與機身蒙皮連接,其他型材兩端固定在機身的縱向構件上。增壓載荷均布作用在腹板上,腹板受彎,同時將增壓載荷傳到橫、豎型材上。增壓載荷的合力最終傳到機身縱向構件上,與后端球面框傳給它的軸向拉力 "。相平衡。
當機身截面為非圓形時增壓艙段機身的結構特點
當機身為圓截面時,增壓艙蒙皮的變形情況如圖 % &’ &(( ))所示。當機身截面為橢圓形時,增壓載荷有使截面趨于圓形的趨勢,因隔框會限制其變形,因而在框內會產生彎曲內力。在( *),( +)兩種情況下,上、下不同半徑的圓弧交會處,蒙皮因增壓載荷引起的拉應力不在同一方向上,將會產生分力 ,,此力只能在機身地板上平衡。比如可在剖面外形轉折處,沿機身軸向,在機身左、右兩側各布置一根縱梁。縱梁兩端與框的腹板連接,靠蒙皮的一邊與蒙皮鉚在一起。力 ,通過縱梁傳給框腹板,進而傳到地板橫梁上。左、右兩個力 ,。在橫梁上互相平衡。

圖 % &’ &(-在增壓載荷作用下,機身截面形狀與結構內力的關系())圓截面機身;橢圓截面機身;,雙圓截面機身
(.)(*)(+)
/艙門與窗口
旅客機的艙門一般設計成介于“受力口蓋”和“非受力口蓋”之間。由增壓載荷引起的周向張應力可由艙門承受;但由于要求艙門能迅速打開,機身結構上的其他載荷、內力由艙門周圍的加強結構,包括門框來承受。
三、戰斗機增壓座艙的設計特點
戰斗機駕駛員增壓座艙一般空間小、形狀復雜,尤其是兩側為進氣道的飛機,座艙形狀更為復雜。增壓艙的側壁可能受到由座艙自里向外的正壓差作用,也可能因進氣道內空氣壓力的影響受到由外向里的負壓差的作用。
這類增壓座艙由活動艙蓋,左、右曲面側壁,前、后平面腹板端框以及下部地板組成。艙蓋上增壓載荷的合力通過可隨時打開的鎖鉤,以集中力的形式傳到邊框上。這部分結構的受力此處不作討論。
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增壓艙的側壁由蒙皮、周向布置的加強筋和桁梁組成。當座艙側壁受負壓差時,側壁的受力狀態相當于把進氣道看作一個受內壓的容器,所以側壁是以蒙皮內的張力平衡負壓力的。蒙皮的周向張力傳給上、下桁梁。桁梁兩端固定在前、后機身上,所以桁梁相當于受分布載荷的雙支點梁。作用在單位寬度蒙皮上的周向拉力為
" 式中%—
—側壁的曲率半徑。
當座艙受正壓差時(圖 &’ ()( *)),蒙皮把壓力傳給加強筋。加強筋上的壓力以集中力 +的形式傳給上、下桁梁,桁梁承彎。加強筋的受力則類似于拱,其單位長度上的壓力為
,-" •.式中%.—
—加強筋間距。
第四節%機身與其他部件以及發動機的連接設計
機身結構把機翼、尾翼、起落架,有時還有發動機,通過各種連接接頭連成一個整體。這些連接設計,其中尤其是機翼一機身連接設計是飛機結構設計中最重要的設計環節之一。這一方面固然是由于這些連接的重要性;同時還因為在機翼一機身對接區這些部件的對接構件可能與其他多個構件還有連接關系,受載情況復雜,有多重傳力路線,不易得到正確的分析結果,且構件的連接部位和連接元件(如大模鍛件接頭、耳片接頭、連接螺栓等等)往往對疲勞開裂敏感。因此,設計時要做到受力合理;制造、裝配的工藝性好;易進行檢測、維護;修理更換方便;除保證強度外,關鍵件的損傷容限和耐久性設計還應達到用戶提出的損傷容限和耐久性的具體指標;同時應使結構重量盡量輕,具有最好的經濟性。為此,在設計過程中必須充分運用綜合設計體制,與設計的各有關方面隨時進行充分協商,以獲得最滿意的設計。
連接設計的內容包括以下內容:接頭的布置位置(一般在結構布局時已確定)、接頭的構造形式、工藝成形方法、接頭的配合間隙與容差等。各種設計方案必須經過準確、充分的強度計算,對關鍵件要做損傷容限、耐久性分析比較,以及必要的可靠性分析,最后完成有關的試驗。
一、機翼一機身的對接設計
)’機翼一機身的對接型式
如圖 / 0& 0/所示,機翼—機身的對接可分為有機翼通過機身和左右機翼連于機身兩側兩種型式。機翼通過時又可分為整個中央翼翼盒通過或只有幾根翼梁通過兩種。
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圖  " "有中央翼貫通與無中央翼貫通的對接(%)上單翼;下單翼;,中單翼
(&)(’)(())—機翼; —翼、身對接框; *—鍛件; +—貫通部分當機翼為單塊式時,讓中央翼翼盒貫通機身才符合經濟原則。此時若機翼為上單翼或下單翼布置時(運輸機通常采用的機翼位置),與機身部位安排的矛盾不大,可以讓翼盒通過。戰斗機一般采用中單翼布局,由于機身內部空間緊張,通常不可能讓中央翼通過,此時只能在機身兩側用幾個集中接頭與之連接,但應盡量將翼梁(或其緣條)穿過機身,或作為框的一部分通過。根據機翼與機身連接框的多少,可分為雙框式與多框式。有中央翼通過的運輸
 
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