5飞机结构设计

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5.3 飞机结构分析与设计基础
❖评价结构传力合理性的3个标准 传力路线短、材料利用率高、原件综
合利用性好 ❖静定和静不定结构质量特性三定理
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5.3 飞机结构分析与设计基础
❖ 定理一：静定结构在只有强度的约束中，满应 力解为最轻解。
❖ 定理二：几个静不定结构在受到一组外载荷作 用且只有强度约束（或位移约束）时必定可以 在此静不定结构中找到一个最适合的静定子结 构为结构的最轻解（不考虑最小尺寸约束）。 在罕见的情况下，也可能存在静不定子结构与 静定子结构同为最轻解。
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5.1 绪论
❖飞机设计的范围 —主要涉及论证、方案和工程研制阶段
论证阶段
方案阶段
工程研制 阶段
飞机设计
设计定型 阶段
生产定型 阶段
进一步 改进
对于设计阶段的划分和各阶段应完成的任务， 没有完全统一的表述形式
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5.1 绪论
❖飞机设计的三阶段划分方式
设计要求
概念设计
（Conceptual Design）
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5.2 飞机外载荷
❖过载的概念：作用在航空器上除重力以外 所有力的合力与航空器重力之比值。
❖热载荷 ：飞行中外部和内部热源会使其 加热。气动加热会使材料机械性能变坏、 出现的变形会引起材料蠕变、形状失稳、 结构刚度和承载能力下贱，甚至引起疲劳 破坏。
❖疲劳载荷 ：载荷分为静载和动载，动载 分为周期载荷和非周期载荷，动载就是疲 劳载荷。
❖ 定理三：一个静不定结构在一组以上外载荷非 同时作用，且在强度（或位移）约束时，一般 情况下，最轻解为静不定结构；在一组外载荷 作用，且在强度和位移同时约束是，一般最轻 解为静不定结构。
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5.4 机翼、尾翼结构分析与设计
❖机翼主要受力构件的用途(蒙皮、桁条、 翼梁、纵墙、翼肋)
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5.4 机翼、尾翼结构分析与设计
飞机总体设计 第一讲
飞机总体与结构设计
飞行器工程学院 王琦
主要参考书目
❖王志瑾等. 飞机结构设计. 国防工业出版社，2007.
❖郦正能等.飞行器结构学. 北京航空航天大学出版社，2005.
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第五讲：飞机结构设计参考题
➢ 5.1 绪论 ➢ 5.2 飞机的外载荷 ➢ 5.3 飞机结构分析与设计基础 ➢ 5.4 机翼、尾翼结构分析与设计 ➢ 5.5 机身结构分析与设计 ➢ 5.6 起落架设计
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5.1 绪论
❖飞机总体设计＝概念设计＋初步设计
设计要求
概念设计
初步设计 详细设计
制造
飞机 总体 设计
飞机 结构 设计
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5.1 绪论
❖“管中窥豹” — 机翼前梁在设计过程中的演变
概念设计
仅仅是一个从翼根到 翼梢的平面！
初步设计 表示出梁的截面变化
“简单任务”？
详细设计
专注于每一个细节 尺寸与参数
❖后掠翼结构设计的三个特点（刚度特点、 变形特点和连接特点）
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5.4 机翼、尾翼结构分析与设计
❖后掠翼结构设计的三个特点（刚度特点、 变形特点和连接特点）
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5.4 机翼、尾翼结构分析与设计
❖后掠翼结构设计的三个特点（刚度特点、 变形特点和连接特点）
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5.4 机翼、尾翼结构分析与设计
❖ 机翼受力构件布置的基本原则 1. 加强件的综合利用 2. 传力路线最短原理 3. 利用静不定结构中载荷按刚度分配的原
初步设计
（Preliminary Design）
详细设计 （Detail Design）
制造 4
5.1 绪论
❖飞机结构设计的基本要求 气动、质量、使用维护和工艺
❖飞机结构设计思想演变的五个阶段 静强度→静强度和刚度→静强度、刚
度和安全寿命→静强度、刚度和损伤容限 与经济寿命设计 ❖飞机结构设计在飞机设计中的地位
理 4. 多路传力的结构设计原则
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5.5 机身结构分析与设计
❖对机身结构的基本要求
除最小质量的要求之外还有： 1. 合理选择机身的外形，使其在给定的外形尺寸下迎面阻
力最小、有效容积最大； 2. 在翼身融合的飞机上采用能产生部分升力的升力机身； 3. 合理使用机身的有效容积，减少质心的变化范围，以保
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5.5 机身结构分析与设计
❖机身基本承力构来自百度文库的用途
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5.5 机身结构分析与设计
❖机体结构开口的分类、对传力的影响及其 补强方法
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5.6 起落架设计
❖对起落架的要求 ❖按受载方式对起落架的分类和受力特点 ❖按减震缓冲器的位置和作用对起落架的分
类和受力特点
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谢 谢！
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证飞机具有更理想的稳定性和操纵性； 4. 机身结构受力形式要和与之相连的部件的结构受力形式
相协调。 5. 应保证能方便第接近布置在机身内的各种构件，以便进
行检查和维护。
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5.5 机身结构分析与设计
❖机身上的主要载荷
1. 飞机其他部件传给机身的力； 2. 机身受到的质量力； 3. 分布在机身表面上的气动力； 4. 机身密封舱、进气道和专用舱内的压差 5. 特殊情况下机身的载荷。