圖 " "%層合板接頭連接螺栓受力分析示意圖
的一致性。影響層合板接頭鋪層設計的主要因素有：接頭的幾何形狀，連接要求，結構及工藝方案，補強方式，成本要求等。
對經(jīng)常采用的 &’，( )*’，+&’鋪層設計，與主傳力方向成 ( )*’層的鋪層百分比大于或等于 )*,；&’層的鋪層百分比大于 *,；+&’層的鋪層應不小于 -&,。這樣，既可保證連接處有足夠的拉豁強度和擠壓強度，同時又有利于載荷擴散和改善應力集中。
"盡量選用織物預浸料。因為織物易成形復雜接頭形狀，轉角處可避免單向預浸帶容易出現(xiàn)的纖維束裂開和分層。
為減少孔邊應力集中可考慮在連接區(qū)增加軟化條帶。
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第九章 安定面、全動翼面與操縱面結構設計
第一節(jié) 安定面結構設計
安定面結構采用復合材料是繼口蓋、艙門、減速板等一般構件之后的推廣應用。主要目的是減輕結構重量和證實復合材料在飛機結構應用的效益。目前，軍機和民機已普遍采用復合材料安定面結構。
一、安定面結構設計要求和翼盒結構形式選擇
安定面結構的功能是保證飛機的方向安定性或俯仰安定性。
安定面結構包括前緣、翼尖和受力翼盒。前緣一般受載不大，并裝有電纜、天線等，往往采用玻璃纖維復合材料；翼尖裝有尾燈等，載荷小，設計關鍵是雷擊防護；受力翼盒是安定面結構主體，根部與機身連接，承受氣動載荷并為舵面提供支持。安定面根部還可能安裝設備和操縱系統(tǒng)。因此，安定面結構設計主要是受力翼盒的設計。
（"）安定面結構設計要求 翼面按剛度要求設計，以保證全機的安定性和達到足夠的臨界顫振速度，并保
證舵面正確操縱；根部按強度要求設計，以滿足結構連接和支持要求。 "后掠效應增載和薄蒙皮設計，要求翼面壁板穩(wěn)定性足夠。 垂尾安定面處于 級雷擊區(qū)，必須采取有效的雷擊防護措施。 %滿足使用維護要求。
（）安定面翼盒結構形式選擇安定面翼盒結構形式，主要是梁式結構和多墻（梁）結構。梁式結構安定面翼盒的受力布局（傳力路線）為翼梁承彎、蒙皮承剪。結構特征
是翼梁凸緣粗大，承受絕大部分彎矩；蒙皮較薄，主要用于承受扭矩引起的剪流，受壓易失穩(wěn)。桁條較弱、與翼肋相交時，桁條斷開。前后梁之間有時增加輔助梁或墻，以形成多閉室，提高抗扭能力和蒙皮穩(wěn)定性。結構簡單、內部空間大，開口方便。金屬材料安定面結構多采用梁式結構，在具體結構形式上已向單塊式結構方向發(fā)展，其外段為閉室承彎（即蒙皮也要承受軸向力），根部由雙梁接頭傳力。復合材料在次承力 •&%•
結構中的應用首先是垂直定安面結構。主要考慮，垂直安定面載荷較小，蒙皮較薄，工藝相對簡單。最初是等代設計，研制出復合材料蒙皮垂直安定面、全復合材料雙梁結構安定面，以及民機大展弦比雙梁多肋水平安定面結構等。使用經(jīng)驗表明，梁式結構安定面翼盒復合材料蒙皮較薄，一般 " %&&，梁間距大，蒙皮對沖擊載荷敏感，增加了維護費用；根部彎距由雙梁接頭傳力，載荷大，多為鈦合金梁接頭。
多墻結構翼盒為由厚蒙皮、多墻構成的無桁條、少翼肋結構。蒙皮和墻凸緣承受彎矩引起的軸向力。多墻腹板承剪、多閉室承扭，受力高度分散，局部剛度和總體剛度均較大、壁板抗失穩(wěn)能力提高、破損安全特性好，結構效率高。但不宜大開口，與機身連接點多。多墻結構翼盒對復合材料應用有利，蒙皮較厚，一般 % ’&&，墻間距又小，抗沖擊損傷能力提高；多墻分散了接頭傳遞的集中載荷，有利于接頭采用復合材料和接頭連接設計。再有蒙皮和墻腹板可以共固化整體成形，減少連接件和明顯減重，但工藝難度大、成本高，因此，載荷較大或有剛度要求的垂直安定面結構采用多墻結構形式。
當然，實際結構要具體分析，吸收各種結構形式的優(yōu)點，確定結構形式，或采用混合型結構形式。
以上分析通過本節(jié)所述實例可獲得印證。
至于格柵壁板安定面，是由模塊工藝制造的帶縱橫加筋的復合材料格柵壁板雙梁結構。這種結構優(yōu)點是壁板可自動化生產(chǎn)，并具有格柵結構整體性好、抗損傷能力高等特點。因制造工藝需大量模塊和專用設備，故應用十分有限。
二、梁式結構安定面設計實例
實例 (全復合材料雙梁結構垂直安定面設計實例
全復合材料雙梁結構垂直安定面設計實例是由金屬結構等代設計的全復合材料結構，研制于 )’* )’年。承力翼盒為雙梁式薄壁結構，如圖 + ,) ,所示，選用材料為碳 -環(huán)氧，承力翼盒由前梁、后梁（槽形梁）、左右蒙皮和 +個翼肋（%個 .形肋， )個槽形肋）構成。蒙皮為膠（鉚）接帽形長桁（根長桁按等百分比分布）的壁板。壁板開口邊緣由墊板補強。連接件采用鋁合金高鎖螺栓、鋁合金高鎖螺帽和鉚釘。
復合材料承力翼盒設計，應滿足主要傳力路線不能改變和與后機身的 /個對接點不能改變的約束條件。（）翼盒鋪層設計
承力翼盒設計準則為剛度等代設計，滿足彎曲剛度（ 01）和扭轉剛度（ 213）要求，同時，垂尾 4*5后掠角有明顯后掠效應，使后梁區(qū)應力明顯增大，而在高應力區(qū)內大的長桁間距又不能改變，因此，壁板設計需滿足穩(wěn)定性要求。設計步驟：首先給出初步鋪層，用有限元分析程序進行應力分析；再進行滿足穩(wěn)定性條件下的鋪層優(yōu)化設計；
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剛度調參以滿足剛度值要求和剛度變化趨勢要求；最后進行結構細節(jié)設計和連接設計。從工藝性考慮，各構件均采用對稱均衡鋪層設計。經(jīng)優(yōu)化設計，結果如下（供參考）：
前梁鋪層
前梁槽形梁
凸緣鋪層：根部［/" %& /" ’"］(共 層
尖部［/" % —"］(共 )層
腹板鋪層：根部［/" / *" ’"］(共 )+層
尖部［/" —"］(共 )%層
圖 & ’, ’)-全復合材料雙梁結構垂直安定面結構簡圖 中國航空網(wǎng) www.k6050.com 航空翻譯 www.aviation.cn 本文鏈接地址：飛機檢測與維修實用手冊 2(36)
