关于飞机机翼结构设计清单

2017-10-06 by:CAE仿真在线来源:互联网

引言

机翼是一个薄壁盒段,即当机翼受载时,一般Y不在其刚心上,所以有垂直向上的趋势,且有弯和转动的趋势。其所以没有动,是因为机身限制了它,也即提供了约束(提供了支反力)。所以可认为机身是机翼的支持,机翼把载荷传给机身,最后达到总体平衡。

1、典型元件的作用:

1.蒙皮:承受局部空气动力,形成和维持机翼外形,并承受扭矩,有些机翼蒙皮还承受弯矩。

2.长桁:其主要功用是:第一是支持蒙皮,防止蒙皮因受局部空气动力而产生变形过大;第二是把蒙皮传来。

3.的气动力传给翼肋:第三是同蒙皮一起承受由弯矩而产生的拉、压力。

4.翼肋:翼肋,分为普通翼肋和加强翼肋。普通翼肋用来维持翼剖面形状,将蒙皮上的空气动力传到其它承力构件上去,并支持桁条和蒙皮。加强翼肋除具有普通翼肋的功用外,还作为机翼结构的局部加强件,承受较大的集中载荷或悬挂部件。

5.翼梁:翼梁,一般由缘条和腹板等组成。主要功用是承受弯矩和剪力。梁的上下缘条承受由弯矩引起的轴向力N拉、N压。剪力则主要由腹板承受。

6.纵墙(腹板):纵墙,相当于翼梁,但缘条很弱,甚至没有缘条.因此纵墙能承受剪力,还可和蒙皮组成封闭盒段承受扭矩。

7.接头:用来连接机翼与机身,把机翼上的力传递到机身隔框上。接头分为固接和铰接两种,固接的接头,接点既不可移动,也不可转动;因此,它既能传递剪力又能传递弯矩。铰接不可移动、但可以旋转,只传剪力,不传弯矩。

2、机翼构造型式(受力型式):所谓“受力型式”--是指结构中起主要作用的元件的组成形式,不同的受力型式,表征了不同的总体受力特点。

1.梁式机翼:梁强,少长桁,薄蒙皮。特点:结构简单,抗弯集中在翼梁缘条上,便于蒙皮大开口,接头连接简单。但蒙皮未能发挥承弯作用。

2. 单块式机翼:梁弱,多长桁,厚蒙皮。特点:蒙皮在气动力作用下变形小,抗弯、抗扭及刚度好,安全可靠性高。但结构复杂,接头多,大开口许用较强的加强件补偿承弯能力。

3. 多墙式机翼:梁弱,多纵墙,厚蒙皮。特点:有较高的应力水平和结构效率,刚度大,受力分散,破损安全特性好,但不易大开口,连接复杂。

3、受力型式总结:

1.梁式: 强梁,薄蒙皮,弱长桁,常分左右机翼-----用几个集中接头相连。

2.单块式: 强桁,弱梁,较厚蒙皮,左右机翼一般连成整体穿过机身,但机翼本身可能分成几段。

3.多墙式: 厚蒙皮,多墙,少肋,无长桁,左右翼连成整体,贯穿机身。

4、机翼在载荷作用下的承载情况:

机翼剖面的“三心”和一点
1.重心:机翼剖面上,重力与弦线交点。
2.刚心:当剪力作用于该点时,机翼只弯不扭,或机翼受扭时,将绕其旋转。刚心位置约在38-40%b。
3.焦点:也称为空气动力中心,焦点可看为在迎角变化时,升力增量的作用点。约在28%b处。
4.压心:空气动力R与机翼弦线的交点,即空气动力合力作用点。它的位置随着α角而变化。

5、单块式机翼的传力分析:

结构特点: 梁较弱或只有墙;蒙皮较厚(t>3);长桁多且强。

受力特点: 由梁缘条、长桁和蒙皮组成的壁板承弯,其它传力路线同梁式。

气动载荷传给蒙皮,蒙皮传给桁条和翼肋,翼肋传给蒙皮和腹板。

6、机翼设计的基本设计要求:

气动要求

1.高速特性:巡航时升阻比大

2.低速特性:起飞着陆时升力系数较大

3.操纵稳定性:具有良好的操纵性和稳定性

结构要求

1.结构重量尽可能的轻

2.满足该结构的刚度气动要求