關于飛機機翼結構設計清單

2017-10-06 by:CAE仿真在線來源:互聯網

引言

機翼是一個薄壁盒段,即當機翼受載時,一般Y不在其剛心上,所以有垂直向上的趨勢,且有彎和轉動的趨勢。其所以沒有動,是因為機身限制了它,也即提供了約束(提供了支反力)。所以可認為機身是機翼的支持,機翼把載荷傳給機身,最后達到總體平衡。

1、典型元件的作用:

1.蒙皮:承受局部空氣動力,形成和維持機翼外形,并承受扭矩,有些機翼蒙皮還承受彎矩。

2.長桁:其主要功用是:第一是支持蒙皮,防止蒙皮因受局部空氣動力而產生變形過大;第二是把蒙皮傳來。

3.的氣動力傳給翼肋:第三是同蒙皮一起承受由彎矩而產生的拉、壓力。

4.翼肋:翼肋,分為普通翼肋和加強翼肋。普通翼肋用來維持翼剖面形狀,將蒙皮上的空氣動力傳到其它承力構件上去,并支持桁條和蒙皮。加強翼肋除具有普通翼肋的功用外,還作為機翼結構的局部加強件,承受較大的集中載荷或懸掛部件。

5.翼梁:翼梁,一般由緣條和腹板等組成。主要功用是承受彎矩和剪力。梁的上下緣條承受由彎矩引起的軸向力N拉、N壓。剪力則主要由腹板承受。

6.縱墻(腹板):縱墻,相當于翼梁,但緣條很弱,甚至沒有緣條.因此縱墻能承受剪力,還可和蒙皮組成封閉盒段承受扭矩。

7.接頭:用來連接機翼與機身,把機翼上的力傳遞到機身隔框上。接頭分為固接和鉸接兩種,固接的接頭,接點既不可移動,也不可轉動;因此,它既能傳遞剪力又能傳遞彎矩。鉸接不可移動、但可以旋轉,只傳剪力,不傳彎矩。

2、機翼構造型式(受力型式):所謂“受力型式”--是指結構中起主要作用的元件的組成形式,不同的受力型式,表征了不同的總體受力特點。

1.梁式機翼:梁強,少長桁,薄蒙皮。特點:結構簡單,抗彎集中在翼梁緣條上,便于蒙皮大開口,接頭連接簡單。但蒙皮未能發揮承彎作用。

2. 單塊式機翼:梁弱,多長桁,厚蒙皮。特點:蒙皮在氣動力作用下變形小,抗彎、抗扭及剛度好,安全可靠性高。但結構復雜,接頭多,大開口許用較強的加強件補償承彎能力。

3. 多墻式機翼:梁弱,多縱墻,厚蒙皮。特點:有較高的應力水平和結構效率,剛度大,受力分散,破損安全特性好,但不易大開口,連接復雜。

3、受力型式總結:

1.梁式: 強梁,薄蒙皮,弱長桁,常分左右機翼-----用幾個集中接頭相連。

2.單塊式: 強桁,弱梁,較厚蒙皮,左右機翼一般連成整體穿過機身,但機翼本身可能分成幾段。

3.多墻式: 厚蒙皮,多墻,少肋,無長桁,左右翼連成整體,貫穿機身。

4、機翼在載荷作用下的承載情況:

機翼剖面的“三心”和一點
1.重心:機翼剖面上,重力與弦線交點。
2.剛心:當剪力作用于該點時,機翼只彎不扭,或機翼受扭時,將繞其旋轉。剛心位置約在38-40%b。
3.焦點:也稱為空氣動力中心,焦點可看為在迎角變化時,升力增量的作用點。約在28%b處。
4.壓心:空氣動力R與機翼弦線的交點,即空氣動力合力作用點。它的位置隨著α角而變化。

5、單塊式機翼的傳力分析:

結構特點: 梁較弱或只有墻;蒙皮較厚(t>3);長桁多且強。

受力特點: 由梁緣條、長桁和蒙皮組成的壁板承彎,其它傳力路線同梁式。

氣動載荷傳給蒙皮,蒙皮傳給桁條和翼肋,翼肋傳給蒙皮和腹板。

6、機翼設計的基本設計要求:

氣動要求

1.高速特性:巡航時升阻比大

2.低速特性:起飛著陸時升力系數較大

3.操縱穩定性:具有良好的操縱性和穩定性

結構要求

1.結構重量盡可能的輕

2.滿足該結構的剛度氣動要求