后掠机大梁课程设计.docxVIP

后掠机翼大梁设计说明书目录任务原始数据大梁尺寸初步计算外载荷计算翼梁材料选择确定大梁剖面尺寸缘条连接位置确定接头设计铆钉与螺栓设计全机总重零件加工工艺参考书目录一、任务外载荷计算；选定机翼的受力型式，进行结构布置；对机翼进行总体强度设计计算；设计大梁，绘制大梁装配图和零件图。二、原始数据=5.5（最大过载系数）=2550公斤（全机总重）=1400公里/小时（H=5000公尺）S=9（机翼面积，包括机身覆盖部分）L=5.4米（机翼翼展）B=1.2米（机身宽度）=2.800米（在机身对称轴上）η=3.5（跟梢比）λ=2.77（展弦比）χ=（在机翼弦线1/4处的连线与飞机对称面的垂线之间的夹角）Φ=-（下反角）α=（安装角）=0.27米（一对副翼面积）=0.800米（副翼展长，一个机翼上）f=1.5（安全系数）翼型数据NACA64-0066——第六族4——最大相对厚度大致在40％的弦线处006——最大相对厚度6％①前缘半径r=0.256②翼型为顺气流方向。X=X6/100;Y=Y6/100。X00.50.751.252.55.07.51015Y00.4950.5960.7541.0241.4051.6921.9282.298X202530354045505560Y2.5722.7722.9072.9812.9952.9192.7752.5752.331X65707580859095100Y2.0501.7401.4121.0720.7370.4230.1570三、大梁尺寸初步计算本课设课题题目是后掠翼机翼大梁，根据载荷的大小故采用单梁式机翼结构由于任务书采用NACA64-006翼型，故将翼梁布置在机翼40%弦线上。数据计算如下：2． 得：3． 得：4． 得：5．6．（假设机翼蒙皮为 1mm）7.X40%=8．3.47m机翼外型如下：四、外载荷计算升力单位面积机翼载荷：单位机翼面积：单个机翼设计载荷：P=假设机翼上的载荷由机身对称面沿展向均匀分布，大小与机翼弦长成正比，故机翼梢部均布载荷为，则翼根部均布载荷为。 得：载荷引起的剪力和弯矩主要由翼梁承受，下面给出翼梁上剪力和弯矩变化的表达式和示意图。剪力图：（单位KN）弯矩图：（单位KN/m）轴力：（单位KN）五、翼梁材料选择本设计方案的梁为组合式结构，梁腹板，梁根部缘条，梁梢部缘条采用不同的材料和加工工艺制造，最后装配成翼梁，这样具有制造简单，适用于初步设计机型梁腹板选用LY12，LY12具有较多的比强度（15*mm），是制造高强度结构件的理想材料，它的，梁根部缘条选用，考虑到梁根部缘条（包括耳片）受力较大，而且结构高度受到限制，所以选用高强度材料较为合理，同时考虑到接头采用模锻毛坯和焊接的需要，材料必须具有良好的可锻性和可焊性。综上优点，选用，其梁梢根部缘条选用LC4，LC4相比于LY12有更多的比强度（21.4*）和抗剪比强度（20.41*mm），考虑到梢部缘条相比根部受剪较小，但仍为重要部件，承受轴力，故用LC4材料，其六、确定大梁剖面尺寸从弯矩图和剪力图中可以判断根部受力是最大的，所以把它作为一个危险截面，这个截面的内力为：Mmax= Qmax=79.8KN梁截面形状为工字型，它有较高的相对抗弯剖面系数，因而有很好的结构重量特性，而且也便于装配，是一种理想的的选择。考虑到组合式梁，缘条设计为T型截面，其下端主要用于腹板搭接固定，计算时忽略该部分的抗弯。确定剖面主要尺寸，H、b、剖面强度要求为：确定腹板厚度： 故取腹板厚度为3mm确定b、： 因此 由设计手册可知考虑到该梁剖面高度较大，受力较小，应取上限。代入数据得b的范围在，取b=100mm 则七、缘条连接位置确定为了保证梁具有较好的结构重量特性，满足强度刚度要求，采用两种材料的缘条组合而成，以下确定连接位置。计算采用LC4材料制造缘条在不同位置所需的宽度，计算得到各点处的b值。考虑到根部缘条b=100mm，故在距根部850900处连接是理想的，但是用螺栓式铆钉连接两种材料会对连接区有削弱，所以应增加连接处距根部距离取Y=1000是合理的。接头设计采用垂直耳片，考虑到飞机大梁轴线与对接框平面内的夹角较大时，采用垂直耳片可避免耳片局部弯曲。材料选用合金钢30CrMnSiA（=1600MPa；=920MPa）耳片俯视图如图：（单位：mm） 取d=30mm设R=30mm满足要求。耳片厚度： 取厚度为15mm耳片深度： R+倒圆角半径=30+5=35mm铆钉与螺栓设计1. 连接件的螺栓设计螺栓选用M14，材料为30CrMnSiA,[Q]=104900N。取n=102. 缘条与腹板的铆钉设计选用M5,材料为ML10,[Q]=