[航空航天]运十二机翼传力分析张庶.docVIP

运十二飞机机翼的传力分析 运十二飞机机翼带斜撑杆双梁式结构。平面形状为矩形。翼型GA-0417，相对厚度17%，弦长2米，机翼安装角4°，上反角1°41′。机翼中段6肋到17肋的前后梁之间为整体油箱，后段内侧装有后退式富勒襟翼，外侧为副翼，右副翼上装有调整片。 机翼主要受两种类型的载荷： 一种是以空气动力载荷为主，包括机翼结构质量力的分布载荷； 另一种是由各连接点传来的集中载荷，这些外载荷在机身与机翼的连接处，由机身提供的支反力取得平衡。 此外，由于机翼结构沿水平方向尺寸较大，因而水平剪力和水平弯矩对飞机结构受力影响较小，在受力分析时只分析垂直剪力、扭矩和垂直弯矩。 平直机翼各截面的剪力，弯矩和扭矩图: ①如果机翼上只有空气动力和机翼结构质量力，则越靠近机翼根部，横载面上的剪力、弯矩和扭矩越大。 ②当机翼上同时作用有部件集中质量力时，上述力图会在集中质量力作用处产生突变或转折。 由运十二机翼的受力简图我们可以看出，运十二飞机机翼是平直翼，作用在机翼上的集中载荷使机翼剪力在集中载荷作用截面发生突变；弯矩发生转折。集中载荷作用截面以内机翼各截面上的剪力和弯矩减少；使机翼扭矩在集中载荷作用截面上发生突变。变化值等于集中载荷与集中载荷作用点到机翼刚轴距离的乘积。 机翼某横截面承受的扭矩，等于该横截面外端机翼上所有外力对机翼刚心轴力矩的代数和。扭矩的符号：使迎角增大为正，反之为负。 机翼剖面的“三心”和一点 重心：机翼剖面上，重力与弦线交点。 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。 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。 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（Cy ）而变化。α →Cy →压心前移，接近焦点。 分布气动力作用在蒙皮上 蒙皮是由翼肋和长桁来提供支持的。 分布气动力作用在翼肋和长桁上 长桁是由翼肋来提供支撑的： 而翼肋是由翼肋后方的机翼盒段来提供支撑的； 集中力（X向，Y向，Z向） 副翼接头载荷：由翼肋和加强翼梁承受并扩散 载荷的分配： 组合翼肋 翼梁：将翼肋传来的载荷向根部传递 翼盒闭室 : 将扭矩以剪流形式向根部传递 集中力的传递 : 在力的作用点布置相应的构件扩散集中力 机翼结构上的总体力传递: 总体力：剪力、弯矩、扭矩。作用在机翼横剖面上的分布空气动力可简化为作用在压力中心处的一个合力，并且和作用的集中力一起等效为作用在刚心上的一个集中剪力和一个扭矩。 剪力: 由承剪力元件翼梁承担。 扭矩：由承扭矩元件翼盒承担。 弯矩：机翼结构不同承载元件不同。 1. 气动力在梁式机翼的翼肋上的传递 （翼肋的力平衡图） 2. 总体剪力在梁式机翼的上的传递  （受力元件的力平衡图） 3.总体弯矩在梁式机翼的上的传递 :由翼梁承担。 4. 总体扭矩在梁式机翼的上的传递 由翼盒承担。 梁式机翼的总体扭矩由翼盒传递到机翼根部 由机翼根肋传给机翼机身接头。 5. 机翼上集中力的传递集中力来源: 副翼 襟翼 机翼挂架等连接 接头传来。 机翼结构: 薄壁结构,受集中力的能力极差。 解决办法: 集中力作用处布置构件扩散。 航向（X向）集中力: 由肋扩散.向上集中力P作用下: 向上运动由梁腹板提供支反力限制; 转动由梁腹板蒙皮提供支反剪流限制 受力特点: 弯矩剪力往往较大 结构特点: 肋腹板缘条比较强; 与翼梁 蒙皮的连接也比较强 对运十二机翼的传力分析的总结： 1.前梁上有载荷，也即一般不能抵消，而是会使盒段扭! P力不是全部由后梁传往根部，而是会在盒段上整 个加载。 2.双梁式不是双支点简支梁.加强肋是由后盒段周缘连接的。3.传集中力时，要通过某些加强构件把它转化为适宜于机翼主要受力构件(盒式梁)所宜承受的各种分散力, 先扩散，再传给主盒段，最后传给机身。 机身反作用力 发动机集中载荷 机翼质量力分布载荷 气动力分布载荷 垂直弯矩 水平弯矩 扭矩 水平剪力 垂直剪力