飞机部件传力分析
飞机各种起落架结构形式和受力
8．5 起落架的结构型式和受力起落架的结构主要由受力支柱、减震器(当支柱和减震器合成一个构件时则称为减震支柱)、扭力臂或摇臂、机轮和刹车装置等主要构件组成．当起落架放下并锁住时常为静定的空间杆系结构，用以承受和传递机轮上传来的集中力，也便于松开锁后进行收放。
下面介绍几种常用的结构型式并进行受力分析，一、简单支柱式和撑杆支柱式起落架这两种型式的主要受力构件是减震支柱，它上连机体结构，下连机乾，本身作为梁柱受力(图8．12．图8．13)。
这两种结构型式的特点如下：(1)结构简单紧凑，传力较直接，圆筒形支柱具有较好的抗压、抗弯、抗扭的综合性能，因而重量较轻，收藏容易。
(2)可用不同的轮轴、轮叉形式来调整机轮接地点与机体结构连接点间的相互位置和整个起落架的高度。
轮叉一般受两个平面内的弯矩和扭矩、还有剪力等引起的复合应力(图8．14)。
(3)简单支柱式由于上端两个支点很靠近，减震支柱接近于一悬臂梁柱，因而上端的根部弯矩大(图8．12)。
撑杆支柱式则常在支柱中部附近加一撑杆，使减震支柱以双支点外伸梁形式受力．大大减小于支柱上端的弯矩(图8，13)．撑杆通常又兼作收放折叠连杆用(图8．1)；或直接用收放作动筒锁定于某个位置后作为撑杆(图8．13)，这将使起落架结构简化。
撑杆支柱式是目前常用的一种型式．(4)由于机轮通过轮轴(或轮叉)与减震支柱直接相连，因而不能很好吸收前方来的撞击．通常可将支柱向前倾斜一个角度(图8．12)即可对前方来的撞击起一定的减震用，但这会使支柱在受垂直撞击力时受到附加弯矩。
(5)这两种型式的减震支柱本身要受弯，所以它的密封性较差，减震器内部灌充的气体压力将因此受到限制，一般其初压力约为3MPa(一30个大气压)，最大许可压力约为IOMPa(一100个大气压)．因而减震器行程较大，整个支柱较长，重量增加。
(6)由于减震支柱的活动内杆与外筒(它直接与机体结构连接)之间不可能直接传递机轮载荷引起的扭矩，因此内杆与外筒之间必须用扭力臂连接。
某型飞行器的飞行力学性能分析
某型飞行器的飞行力学性能分析随着航空工业的不断发展，各种新型飞行器层出不穷。
其设计和研发过程中需要进行严密的飞行力学性能分析，以保证其空气动力学性能、机动性能及飞行稳定性。
本文将根据某型飞行器，进行飞行力学性能分析。
一、飞行器的主要构成部分某型飞行器主要由机翼、螺旋桨、机身、尾舵及控制系统等部分组成。
其中，机翼作为飞行器的主要升力构件，螺旋桨提供飞行器的推力，机身作为承载构件，尾舵及控制系统用于操纵飞行器。
二、飞行器气动力分析1.升力机翼是飞行器的主要升力构件，其升力主要来自于机翼下表面空气流动速度的加速。
升力与机翼的几何形状、攻角、气动面积以及来流速度等因素有关。
当飞行器飞行时，机翼下表面气流速度增加，从而实现机翼产生升力的目的。
2.阻力阻力是指飞行器所受空气阻力，主要包括风阻、涡阻、摩擦阻力等。
阻力与机翼的几何形状、来流速度、攻角以及表面光滑程度等因素有关。
为了减小飞行器的阻力，可以采用减小机身横截面积、优化机翼的形状等方法。
3.侧滑力侧滑力是指由于来流不稳定而引起的飞行器侧向运动的力，主要通过侧滑角进行计算。
当飞行器出现侧滑时，侧面产生了横向加速度，从而产生侧向气动力，进一步影响了飞行器的飞行方向。
三、机动性能分析飞行器的机动性能指其完成不同飞行任务过程中所需的能力，主要包括爬升、俯冲、滚转、俯仰等。
1.爬升能力爬升能力指飞行器在飞行时，垂直方向的速度变化能力。
其主要包括垂直爬升速度、爬升率以及最大可爬升高度等。
2.俯冲能力俯冲能力是指飞行器在垂直方向上的下降速度、下降率及最大可俯冲深度等。
3.滚转能力滚转能力是指飞行器进行侧滚动作时，所需的时间及相关的性能指标。
其主要与飞行器侧翼结构的参数、侧翼的攻角、机头高度等因素有关。
4.俯仰能力俯仰能力是指飞行器进行俯仰动作时，所需的时间及相关的性能指标。
飞行器的攻角变化率、机头高度、侧翼结构等对其俯仰能力均有影响。
四、飞行稳定性分析飞行稳定性是指飞行器在飞行过程中保持稳定的能力，主要包括方向稳定性、纵向稳定性和横向稳定性。
【VIP专享】第六讲平直机翼的传力分析
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4) 依次选取元件为分离体，按静力平衡条件逐步分析，这样才 能反映出正确的传力路线。
5) 分析传力时，还须具备刚度概念。对静不定系统
a) 载荷分配与元件刚度有关。刚度大，分配到的载荷大；
b) 载荷分配与支持刚度有关。刚性支持分配到的载荷大， 弹性支持分配到的载荷小；
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（3）平面板杆结构
它由位于同一平面内的板、杆组成，适宜 受作用在该平面内的载荷。因为杆宜于受轴 向力，因此，可沿板杆结构中的任何杆件加 以沿杆轴方向的力。
板杆结构中的矩形板（或梯形板）则有两 种受载情况：
板、杆之间只能相互传递剪流。如 果板将拉伸应力传给杆时，则从右图可 知，必定会使杆受到一横向载荷而引起 弯矩，这将与杆不能受弯的假设相矛盾。 三角形板杆结构因为力矩不能平衡， 其中的板不能受剪力。
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(4) 翼梁将载荷向根部传递
翼梁腹板受到由翼肋 传来的剪力，使腹板 受剪。由于腹板与很 多翼肋相连，翼肋传 给腹板的剪力也就一 个一个叠加上去，所 以从翼尖至翼根，梁 腹板上的剪力成阶梯 形增加。
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(4) 翼梁将载荷向根部传递
腹板上所有剪力的总和最终 在机身侧边接头上得到平衡。
这种横向剪力还会引起弯矩， 这些剪力在向根部传递时引起 的弯矩，依靠梁的上、下缘条 提供一对沿着翼展方向相反的 支反剪流所形成的支反力矩来 平衡。
传力分析的目的：了解结构受力的物理本质，并弄清楚每个 主要受力元件在结构中的作用和地位。
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2、实际结构传力分析的基本方法 从受力的角度看，机翼结构有
主要部分：如主要受力翼盒 主要构件元件：如翼梁、肋、长桁、蒙皮、接头等
【内部教材】飞机结构与修理 第二章 机翼结构和受力分析
者在腹板上用支柱加强(图2－12(b))。
翼肋的选用： 相对载荷大，采用构架式； 相对载荷小，采用腹板式。 普通肋较多采用腹板式。 加强肋承受较大的载荷，当翼型较厚时，采用
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§2－2 机翼结构的外载荷
一、机翼的外部载荷 （一）机翼的外部载荷及其大小 1．飞行中，作用于机翼的外部载荷有： （1）空气动力q气动 （2）机翼结构的质量力q机翼 （3）部件的质量力P部件 (见图2－17)
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2．外部载荷的大小 飞行中，作用于机翼的各种载荷的大小是经常
是承受机翼的弯矩和剪力。
翼梁由梁的腹板和缘条(或称凸缘)组成，见图2 －8 。
腹板式翼梁 翼梁主要有 整体式翼梁 桁架式翼梁 (现代飞机的机翼，一般都采用腹板式金属翼梁
(图2－8)。)
1．腹板式翼梁 翼梁由缘条和腹板铆接而成。 缘条用硬铝或合金钢的厚壁型材制成，截面形状多为
“T”或“L”形。
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吊架的上连杆和斜支撑杆与机翼连接的接头处 采用结构保险销连接；
中梁与机翼连接的接头处采用结构保险螺栓连 接。
这些接头处的结构保险销或保险螺栓的作用是： 当发动机遭到严重损坏而导致剧烈振动或巨大阻 力时，该保险销或保险螺栓被剪断使发动机及其 吊架脱离机翼，防止损坏机翼而避免出现更大的 灾难性的破坏。
腹板用硬铝板制成。薄壁腹板上往往还铆接了许多硬 铝支柱，以增强其抗剪稳定性和连接翼肋。
为了合理地利用材料和减轻机翼的结构重量，缘条和 腹板的截面积，一般都是沿翼展方向改变的，即翼根部 分的截面积较大，翼尖部分的截面积较小。
飞机机翼力学分析报告
飞机机翼力学分析报告分析对象：飞机机翼1. 引言这份报告旨在对飞机机翼的力学性能进行分析。
飞机机翼作为飞行器的重要部件，其设计和性能直接影响飞机的飞行稳定性和操纵性。
通过对机翼的力学分析，我们可以了解其受力特点、承受载荷的能力以及变形行为等关键信息，为机翼的设计和优化提供理论基础。
2. 飞机机翼的结构和受力特点飞机机翼一般由前缘、后缘、翼型、翼剖面、副翼等组成。
机翼在飞行过程中受到多种力的作用，主要包括升力、阻力、重力和扭矩等。
升力是机翼最重要的力，其大小取决于机翼的形状、攻角和气动特性。
阻力是飞机抵抗空气流动阻力的力，其大小与机翼的形状和飞机速度等因素有关。
重力是机翼受到的向下拉的力，需通过升力来平衡。
扭矩是由于升力和重力的不对称而产生的力矩。
3. 机翼的载荷和应力分析在飞行过程中，机翼承受着各种载荷，如静载荷、动载荷和翼尖效应等。
静载荷主要由于飞机的重量和加速度产生，通过结构强度的设计要求来确定最大静载荷。
动载荷则主要由风荷载、机体振动和机动态飞行产生，需要对机翼进行动力学分析，并考虑疲劳寿命。
翼尖效应是指机翼尖部产生的较大气动力和涡流，需要进行有限元分析和实验验证。
对于以上载荷，机翼应力分析可以通过数值模拟和试验方法进行。
4. 机翼的结构变形分析在受到外力作用下，机翼会发生一定的弯曲和扭转变形。
这些变形会对机翼的性能产生直接影响。
通过数值模拟和实验手段，可以分析机翼的刚度和变形情况，进而评估其设计质量。
此外，机翼的变形还与材料的选择和加工工艺等因素相关。
5. 结论飞机机翼作为飞行器的关键部件，在飞行过程中承受着重要的力学载荷。
对机翼的力学分析有助于了解其受力特点、承受载荷的能力以及变形行为等关键信息。
通过合理的分析和优化设计，可以提高机翼的性能和飞行安全性。
因此，在飞机机翼设计和改进过程中，力学分析是一项必不可少的工作。
（注：此报告内容仅供参考，具体分析和结论需根据实际情况进行补充和调整。
第3章 飞机结构分析与设计基础
(a) 杆元不能承力，也不能传力 (b)、(c)、(d)的杆元能受力和传力。
二、板元的传力条件 板元要能传递剪力，必须四边支持。
图3.10 板元的传力条件
三、平面薄壁梁的传力条件 平面薄壁梁受力的边界条件是至少应有不 在一条直线上的三个约束。而且三个约束 (点)的相互位置要合理。
3.1.3基本元构件传力的充分条件II ⎯力的作用点 力的作用位置应该是传力元构件能接 受的地方。
P P2 1 = K1 K 2
P K1 1 = P2 K 2
K=EF/L
在各种形式载荷作用下，静不定结构中 各元件分担的载荷均可按下式计算：
⎛ Ki Pi = ⎜ ⎜∑K i ⎝ ⎞ ⎟P ⎟ ⎠
3.16(b)，广义力为弯矩，广义位移为转角:
EJ K= l
3.16(c)，广义力为剪力，广义位移为挠度:
3.3 飞机结构材料 现代航空结构中最广泛采用的结构材料 是: 铝合金 镁合金 钛合金 高强度合金钢 不锈钢 复合材料
影响选材的因素： 材料成本 加工方法 均质性 机械性能在使用温度范围内的稳定性、耐 久性等 最主要要考虑的是材料要在最轻的重量下 提供必需的强度和刚度。 比强度就是比较各种材料的强度和重量 特性的判据。
图3.4 板杆结构中的三角形板不受载
厚板是可以承受正应力的。此时，虽然板能直接受 拉，但并不把此力以横向载荷形式传给杆(图3.5)。为 了计算方便，往往把板的抗拉能力折算到杆上去，结 构仍然简化成受剪板和受轴力杆。
图3.5 AB、CD、EF杆不受板内的法向载荷
（2) 平面梁 平面梁可以是薄壁结构组合梁，也可以是整 体梁，它适合于承受梁平面内的载荷。
(a)－平面薄壁梁；(b)－框；(c)－整体翼梁:
飞机的受力分析
直到通过翼肋传给梁腹板和周圈蒙皮的过程，称为局部传力
过程，在这一过程中的强度问题，称为局部强度问题；由各
翼肋传到梁腹板和周圈蒙皮上的剪流，从翼尖向翼根传递形
成机翼内力的过程叫总体传力过程，在这一过程中的强度问
题称为总体强度问题。
空气动力
蒙皮
桁条
剪力
翼梁腹板
翼肋
弯矩
翼梁缘条
扭矩
蒙皮
机身
图1.2-12 机翼气动载荷的传递路线
承力构件的设计
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机翼上受力的传导
• 机翼传力过程可以分为两部分：从气动载荷作用在蒙皮上，
• 受力分析，气动敏感。
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机翼的受力分析
• 机翼受力的来源：气动力（升力），阻力，自身（包括燃油
和发动机）重力，发动机推力，起落架支撑力。
• 机翼受力构件：蒙皮、翼梁、桁条、翼肋、纵墙等。
某机翼部件巡航状态下的受力分析
目录1 绪论 (1)1.1 机翼受力分析的目的和意义 (1)1.2 机翼受力分析要解决的问题 (1)1.3 对机翼结构进行传力分析的基本方法 (2)2气动升力的计算 (2)2.1 机翼的功用与要求 (2)2.1.1 机翼的功用 (2)2.1.2 机翼的设计要求 (2)2.2机翼的外载特点 (3)2.2.1机翼的外载有以下三类 (3)2.2.2机翼的总体受力 (4)2.3机翼结构的典型元件与典型受力型式 (6)2.4机翼的外形参数 (9)2.4.1 翼型的几何参数 (9)2.4.2 机翼的几何特性 (11)2.5翼型气动力的基本计算理论 (13)2.5.1 气动特性公式 (15)2.6对于具体弹翼的气动力的计算 (19)3有限元分析 (26)3.1有限元的发展史 (26)3.2有限元的概述 (26)3.3有限元的基本思想与特点 (27)3.3.1 有限元分析的特点 (27)3.3.2 有限元分析的基本思想 (28)3.4有限元法的基本步骤 (28)3.5对机翼进行具体的分析 (31)4结论 (37)参考文献 (38)致谢 (40)1 绪论1.1 机翼受力分析的目的和意义机翼主要用于产生升力，因此满足空气动力方面的要求是首要的。
机翼除保证升力外，还要求阻力尽量小。
机翼的气动特性主要取决于其外形参数，这些参数在总体设计时己经确定；结构设计应从强度、刚度、表面光滑度等各方面来保证机翼气动外形要求的实现，所以机翼结构设计的一个问题就是怎么才能保证机翼在飞行过程中的气动外形[1]。
对于机翼，在外形、装载和连接情况己定的条件下，重量要求是机翼结构设计的主要要求，具体地说就是要设计出一个既能满足强度、刚度和耐久性要求，又尽可能轻的结构来。
当飞机在高速飞行时，很小的变形就可能严重恶化机翼的空气动力性能；刚度不足还会引起颤振和操纵面反效等严重问题。
值的注意的是：随着飞行速度的提高，机翼所受载荷增大；然而由于减小阻力等空气动力的需要，此时机翼的相对厚度却越来越小，再加上后掠角的影响，致使机翼结构的扭转刚度、弯曲刚度越来越难保证，这些都将引起机翼在飞行中变形的增加。
运十二机翼传力分析张庶
运十二机翼传力分析张庶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。
机翼的作用：1.产生升力。
由于运十二的机翼拥有一定的上反角，故可以提供一定的横侧向的稳定性。
2.有横向操作作用的副翼，可以改善空气的动力效用。
3.在机翼的前后缘使用襟翼缝翼等增升装置，提高了飞机的起降性能。
4.机翼上安装起落架，发动机等装置，使得受到了冲击载荷等。
：机翼质量力是机翼结构重量和它在飞行中产生的惯性力的总称，即机翼结构重量和变速运动惯性力。
机翼在外部载荷作用下像一根固定在机身上的悬臂梁一样，要产生弯曲和扭转变形，因此，在这些外载荷作用下，机翼各截面要承受剪力、弯矩和扭矩。
气动力分布载荷机身反作用力机翼质量力分布载荷发动机集中载荷机翼主要受两种类型的载荷：1.一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；2.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。
3.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。
垂直剪力垂直弯矩水平弯矩水平剪力扭矩一．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。
航空发动机受力分析
涡轮受力分析
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涡轮是航空发动机中最重要 的部件之一，其受力情况对 发动机的性能和寿命有着重
要影响。
在涡轮工作中，叶片受到离 心力、气动力、热力和振动 等多种力的作用。离心力使 叶片产生弯曲和扭转，气动 力则使叶片产生振动和应力。
涡轮的受力分析需要考虑叶 片的形状、材料、转速、排 气温度和压力等多种因素， 以确定叶片的应力和变形。
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流体动力是航空发动机在流体中运行时受到的力，它包括 流体压力和摩擦力等，对发动机的气动性能和热性能有重 要影响。
受力分析的重要性
受力分析是航空发动机设计和性能分析的重要基础，通过对各种力的分析 和计算，可以更好地了解发动机的工作原理和性能特点。
通过受力分析，可以预测和优化发动机的性能、寿命和可靠性，提高航空 器的安全性和经济性。
受力分析还可以为航空发动机的结构设计和优化提供依据，减少不必要的 重量和阻力，提高发动机的效率和推重比。
02 发动机受力分析
推力与阻力
推力
推力是航空发动机产生的主要作用力，用于克服飞行阻力，使飞机前进。推力 的大小取决于发动机的转速、空气流量和喷嘴前压力。
阻力
阻力是指空气对飞机前进的阻碍力，包括诱导阻力和寄生阻力。诱导阻力主要 来自机翼上产生的升力，而寄生阻力则由飞机各部件的摩擦和干扰引起。
涡轮受力分析的目的是为了 优化叶片设计，提高发动机 性能和寿命，确保发动机安
全可靠地运行。
04 受力分析方法
有限元分析法
总结词
有限元分析法是一种广泛应用于航空发动机受力分析的方法，通过将发动机结构离散化为有限个小的 单元，对每个单元进行受力分析，再通过单元之间的相互作用和连接关系，综合求解整个发动机的受 力情况。
飞机地板常用结构设计与传力分析
通 过 载 荷 简 化 后 的 纵 梁 结构 受 力模 型 如 图４ 所示 。图４ 中纵梁端 点 约束假 定为 简支 状 态 ，其 真 实 约 束 条件 要 根 据 飞 机 结 构 的 真 实 使用 状 态 确 定 。 图 中的 ｑ １ 、ｑ ２ 、ｑ ３ 、 ｑ ４ 、ｑ ５ 、ｑ ６ 、ｑ ７ 、ｑ ８ 为增 压 舱载 荷 简 化 到 纵 梁 节 点 之 间 的 线 分 布 载荷 ；Ｐ１ 、Ｐ ２、 Ｐ ３ 、Ｐ ４ 、Ｐ ５ 、Ｐ ６ 、Ｐ ７ 、Ｐ ８ 、Ｐ ９ 为 客货 载 简 化 到 纵梁 节 点 之 间 的 集 中载 荷 ；Ｐ ｘ 为 飞 行 载荷 引起的 轴 向载 荷 ，受拉 为正 值 。受压 为 负值 ；Ｍ为 飞行 载荷 引起 的垂 向弯矩 。
前 机 身 地 板 主 要 由 横 梁 、 支 柱 、 滑 轨 、面板 、支撑 件 、斜杆 组成 ，其 处于 增压 舱 内部 。在增 压舱载 荷 、飞机 各飞 行和地 面 载荷 作用 下 ，与机 身结构 一起 协调 变形 。这 些情 况下 ，地 板组件 上 的载荷 比较 小 。 而 在 在 应 急 着 陆 情 况 下 ， 其 载 荷 较 大 。此时 客舱 舱 内的座椅 及乘 客 等质量块 的 惯性 载荷 传递 给滑 轨 ，垂 向与侧 向载荷 传递 给横 梁 。货舱 内拦 阻货物 的拦 阻 网载荷 传递 给横 梁或 支撑 结构 ，横 梁将载 荷 传递给 支柱 及 框 。滑 轨 上 的 航 向 载 荷 传递 给 中机 身滑 轨 ，中机 身滑 轨 固定在 中央 翼上 壁板 。 地 板 组 件 还 要 考 虑 增 压 舱 突 然 出现 孔 洞 引起 泄压 ，各 隔舱之 间 的压差 载荷 ，该 载 荷与ｌ ｇ 平 飞载荷 进行 组合 。
飞机地 板 主要 结构 包括地 板纵 梁 、横 梁 ，地 板 面板 ，滑轨 等组 成 。本 文介 绍 了飞机 地板 的 常用结 构及 飞机地 板 的传 力 分析 。
飞机副翼及尾翼结构和受力分析
图3-2 副翼连接形式
三、作用在副翼上的外载荷
在飞行中，副翼象一根固定在机翼上的多支点梁 一样承受外部载荷。
作用在副翼上的外载荷有（图3－3）： （1）空气动力q （2）操纵力T （3）支点反作用力R （本例为：R1、R2、R3） 注：由于副翼的质量力很小，在受力分析中可以忽 略不计。
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副翼空气动力载荷的大小与副翼面积、副翼偏 转角度和飞行速度有关（成正比）。
四、副翼结构中力的传递 空气动力在副翼结构中的传递情况与在机翼结构 中的传递情况相似： 空气动力→蒙皮→翼肋→翼梁腹板 机翼 剪力由梁腹板承受； 弯矩由梁缘条和有效宽度的蒙皮承受； 扭矩由闭周缘蒙皮承受。
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五、副翼的剪力、弯矩和扭矩图
图3－6给出了三支点情况下副翼结构的剪力、弯 矩和扭矩图。
副翼在装有支点的横截面上承受的剪力、弯矩最 大；在操纵摇臂部位扭矩最大。
在机翼加强肋的后部与机翼后梁（或墙）的连 接处，安装有若干个支臂，每个支臂上装有一个 过渡接头。
在副翼的大梁上装有相应个数的双耳片接头。 副翼通过这些耳片接头将其悬挂到机翼的支臂上。
注意:每个操纵面除一个接头完全固定外，其余 接头都有设计补偿，以便于安装和保证运动协调。 操纵副翼偏转的作动筒，其作动杆与副翼耳片接 头的下耳片连接固定。当副翼操纵作动筒动作时 就使副翼绕轴心N偏转。
二、前缘缝翼
前缘缝翼是位于机翼前部且有特殊形状的机 翼活动部分。
当飞行中放下时，在前缘缝翼和机翼前部之 间形成特殊形状的缝隙，它使得在大迎角下有稳 定的绕流。前缘缝翼的偏转角为200～300。
每个机翼上的前缘缝翼均由与机翼骨架相连 的几段组成。
连接方式或是利用与传动装置相连的导轨和 螺杆机构，或是利用前缘缝翼上的支臂和机翼前 部的摇臂机构，如图3－8（a）所示。
飞机结构基本传力系统和结构分析
分布气动力作用在蒙皮上 谁支持蒙皮？
蒙皮 ：由翼肋和长桁支持。
分布气动力作用在翼肋和长桁 谁支持翼肋和长桁？
长桁 : 由翼肋支持。
翼肋 : 由翼肋后方的机翼盒段支持。
集中力（X向、Y向、Z向）
例副翼接头载荷 ：由翼肋和加强翼梁承受 并扩散。
总结：分布气动力作用在蒙皮上（谁支持蒙皮？） 分布气动力作用在翼肋和长桁 （谁支持翼肋和长桁？）
二、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
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。
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。 加强肋内力图见右图
弯矩、剪力和扭矩由那些元件承受？ 如何传递？
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。
四、 梁式机翼结构上的总体力传递
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。
第六讲平直机翼的传力分析
Mt G 2
ds
又因为
ds
Mt GJ p
式中
J p 2
所以
M t1 Mt2
Mt1 + Mt2= Mt
G1J p1 G1J p1 G 2 J p 2 G2 J p 2 G1J p1 G 2 J p 2 Mt Mt
2 F0
— 称为扭转常数
ds
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（5）空间薄壁结构与厚壁筒
（5）空间薄壁结构与厚壁筒
厚壁筒与空间薄壁结构经过合理的安排，可承受空间任意方向的力。
例题： 右图为两端铰支的高强铝合
金圆杆AB。已知杆剖面面积 F= 40 mm2，l = 80 mm，E = 7200 kg/mm， σb = 42 kg/mm2。 在 轴力P 作用下，有P/F = σ， 则Pmax = F σb = 1680 kg。
加强翼肋受集中力时，肋剖面中有相当大的剪力和弯矩，因此 翼肋腹板和上下缘条都相当强，与翼梁腹板和蒙皮连接也很强， 必要时腹板上还铆上支柱。 17
单梁式机翼的传力分析 与双梁式机翼对比：
相同处：单梁式机翼的结构受力
形式和各结构的受力功用与双梁 式机翼基本相同。
相异处：单梁式机翼仅有一根强
有力的梁，另外还有1~2根纵墙； 机翼机身连接，梁上有可传递弯
S i
i
i — 第 i 段管壁的厚度 S i —第 i 段管壁的长度
上式说明：剖面扭矩在各闭室间 按扭转刚度 GJp 正比分配。多闭 22 室的扭矩分配同法类推。
总
结
基本结构元件的传力特性
梁式、单块式、多腹板式平直机翼的传力分析
23
传力路线等都很有用。）
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• 机翼分布载荷引起的剪力和弯矩
• 在上面剪力弯矩扭矩分布图中可以清楚地看到发动机集中 力对机翼的卸载作用。发动机的卸载考虑发动机的质量和 推力的作用。
• 气动载荷作用在压心，质量分布力作用在重心，压心、重 心与刚心不重合则引起分布扭矩。
• 机翼结构形式 不管机翼的平面形状如何，按抗弯材料的配置可 分为梁式、单块式和多墙式。
• 与一般工程梁的特殊性 机翼展长与弦长是同一数量级，研究载荷的弦向 分布。
机翼与机身连接复杂，考虑机身支承的弹性效应。
• 载荷由机翼向机身传递，在机翼中引起内力的有： 垂直剪力 垂直弯矩
水平剪力 水平弯矩
扭矩
• 水平剪力 水平弯矩相对于垂直剪力 垂直弯矩是 较小的，而机翼弦向宽度和惯性矩较大，水平剪 力和水平弯矩引起的剪应力和正应力较小，在结 构分析是可以忽略，故机翼的内力可用垂直剪力、 垂直弯矩和扭矩表示。
优点 蒙皮在气动载荷的作用下变形小。材料向剖 面外缘分散，抗弯、抗扭强度、刚度好。安全可 靠性好。
缺点 结构相对复杂，对接接头多，大开口需要较 强的加强件以补偿承弯能力。
• 多墙式 厚蒙皮 多纵墙 无桁条 少翼肋 厚蒙皮承受全部 弯矩
优点 很好的解决高速薄翼型一面的强度刚度与结 构重量的矛盾。刚度大，受力分散，破损安全性 好。
工艺性、使用性、经济性好。
充分利用内部空间装载燃油和设备。
• 机翼的外载荷 空气动力载荷 （只示出展向力，） 机翼结构的质量力 其它部件和装载传来的集中载荷
• 机翼的内力 机翼与机身相连，并相互支持。
当机翼在机身外侧与机身相连时，可将外翼视为 在机身上有固定支持或弹性支持的悬臂梁。
若左右机翼是一个整体则可看作是支持在机身ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 的双支点的外伸梁。
• 蒙皮受到气动压力，铆钉不受力，载荷直 接传给翼肋和桁条。
• 在蒙皮单元长宽不很悬殊的情况下，其动 力的分配可近似按对角线划分。
• 蒙皮本身受力 蒙皮薄曲率较大时蒙皮主要受链应力即沿 蒙皮厚度均匀分布的正应力。如前缘蒙皮
蒙皮曲率较小时蒙皮主要受垂直于蒙皮的 横向力引起的弯曲应力同时也有些链应力。
• 2 桁条将自身承担的气动载荷传给翼肋
载荷方向垂直于桁条轴线，处于翼肋平面内，此 时翼肋的刚度比桁条大得多，翼肋向桁条提供支 持。作用在桁条上的分布载荷通过连接角片把载 荷传给翼肋。桁条作为支持在一排翼肋上的多支 点连续梁。
• 3 翼肋的受载
翼肋的外载 外蒙皮直接传来的初始气动载荷 （分布载荷）和由桁条传来的气动载荷（小集中
• ⊿Qf/ ⊿Qr=(EJ)f/(EJ)r ⊿Q= ⊿Qf+ ⊿Qr ⊿Qf= ⊿Q(EJ)f/[(EJ)f+(EJ)r] ⊿Qr= ⊿Q Q(EJ)r/[(EJ)f+(EJ)r] 式中(EJ)f(EJ)r 分别为前后梁的弯曲刚度 前后腹板的剪流为 ⊿qf= ⊿Qf/Hf ⊿qr= ⊿Qr/Hr Hf和Hr分别为前后梁腹板高度
为求合力⊿Q的支反力，把合力⊿Q平移到结构剖面 的刚心上，由此引起局部的扭矩⊿Mt
⊿Mt= ⊿QC
C为刚心至压心的距离 • 扭矩⊿Mt由蒙皮和后墙腹板形成的闭室上的剪流 ⊿qt来平衡
• 纵墙 构造与翼梁相似。墙缘条比梁缘条弱得多， 但一般强于长桁。纵墙腹板承受剪力，与蒙皮构 成闭室承受扭矩。根部接头与机身连接采用铰接。
后墙还由封闭机翼内部空间的作用。
• 翼肋 是机翼的维形件。 机翼受到气动载荷时，翼肋以自身平面内的刚度 向蒙皮和长桁提供垂直方向上的支持。同时翼肋 又沿周边支持在蒙皮和梁腹板上，翼肋受载时由 蒙皮和腹板向翼肋提供各自平面内的支承剪流。
翼肋分普通肋和加强肋
加强肋除普通肋的作用外主要承受平面内的集中 力由它转化成分散力传给蒙皮、翼梁和纵墙的腹 板。
在结构不连续的地方如大开口也要布置加强肋。
• 机翼在载荷作用下的承载情况 • 气动载荷的传递
气动载荷作用在蒙皮上
• 1 蒙皮把气动载荷分别传给桁条和翼肋
• 蒙皮受到气动吸力
桁条和翼肋通过铆钉受拉dui蒙皮提供支反 力。根据作用力和反作用力的相互关系， 蒙皮通过铆钉受拉把载荷传给翼肋和桁条。
飞机部件的传力分析
• 机翼结构分析 • 机翼的功用和要求
飞机的升力面，上反角提供横侧稳定性，副翼、 襟翼、扰流片等为操纵、增升、增阻装置。起落
架 、发动机的固定基础。飞机整体油箱。
• 机翼结构的设计要求 具有良好的气动特性，保证机翼外形准确、表面 光滑。
保证足够的刚度、强度、疲劳寿命和可靠性条件 下质量最轻。
当蒙皮较厚时，常与长桁一起组成壁板，壁板有 组合式壁板和和整体壁板。
• 桁条 纵向较细长的杆件，是加强蒙皮的重要元件。
桁条与蒙皮构成壁板承受弯矩引起的轴向力。支 持蒙皮提高承压时的临界应力。
• 翼梁 机翼的主要承力元件，承受全部或大部弯矩。 由缘条、腹板和支柱组成。
缘条承受由弯矩引起的拉压轴力，支柱加固 的腹板承受剪力。翼梁在根部与中翼段或机身固 接。
梁式 翼梁很强，缘条粗大，蒙皮较薄，桁条较 少。可分单梁、双梁和多梁。
优点 结构简单。抗弯材料集中在缘条上受压缘条 得失文临界应力接近于材料的极限应力。蒙皮开 口方便。机翼机身连接接头简单。
缺点 蒙皮未发挥承弯作用。
用于低速小型飞机。
• 带前后墙的单梁直机翼
• 单块式 蒙皮较厚 桁条粗密 缘条细弱 翼肋较密 蒙皮和桁条组成的加筋壁板承受绝大部分弯矩
缺点 不易设置大开口，连接复杂。
多用于高速军用飞机。
• 多墙式机翼
• 机翼结构组成 机翼一般由蒙皮、纵向元件（翼梁、纵墙、桁 条）、横向元件以及接头构成。
蒙皮 形成机翼的外表面
气动载荷直接作用在蒙皮上，有垂直的和 表面局部的气动载荷。蒙皮和桁条组成的壁板承 受机翼弯曲引起的轴力。蒙皮和梁或墙腹板组成 的封闭翼盒承受翼面的扭矩。
力）。它们的合力⊿Q作用在压心上。
翼肋的支持 以双梁机翼为例，翼肋是支持在一 个由梁和蒙皮组成的空间薄壁壳体上。
垂直的合力⊿Q由前后梁腹板提供的支反力⊿Qf ⊿Qr来平衡。
刚心上作用的剪力⊿Q仅引起机翼的弯曲。剖面的 唯一产生机翼的挠度，但剖面轴相对于刚心轴不 转动，则二个翼梁的挠度相同，故二个梁承受剪 力按其抗弯刚度成正比分配