飞机机翼结构分析
飞机结构与系统(第三章飞机翼面结构)
一些力学基本概念
按外力是否随时间变化分为：静载荷和动载荷。
静载荷：载荷缓慢地由零增加到某一定值后，就保持不变或变动很不显著，称为静载荷。 动载荷：载荷随时间变化，可分为交变载荷和冲击载荷。
一些力学基本概念
内力、截面法和应力的概念 内力： 由于变形引起的物体内部的附加力。 物体受外力作用后，由于变形，其内部各点均会发生相对位移，因而产生相互作用力。
一些力学基本概念
材料力学中对变形固体的三个基本假设：
1.连续性假设：
2.均匀性假设：
3.小变形假设：
一些力学基本概念
外力及其分类：
外力是外部物体对构件的作用力，包括外加载荷和约束反力。 按外力的作用方式分为：表面力和体积力。 表面力：作用于物体表面的力，又可分为分 布力和集中力 体积力：连续分布于物体内部各点上的力。如物体的重力和惯性力。
机翼、尾翼功用、设计要求及外载特点
机翼、尾翼功用、设计要求及外载特点
3）机翼总体内力：
剪力 Q：Qn, Qh； 弯矩 M：Mn, Mh； 扭矩 Mt ；
机翼的外载特点
机翼、尾翼功用、设计要求及外载特点
机翼的外载特点
3）机翼总体内力：
由于阻力相对升力很小，其引起的剪力、弯矩常常可以忽略。
机翼、尾翼功用、设计要求及外载特点
翼面结构典型构件及受力特点
翼面结构的典型构件
机翼结构： 蒙皮 纵向骨架： 翼梁（缘条、腹板） 纵墙 桁条 横向骨架： 翼肋（普通肋、加强肋）
翼面结构典型构件及受力特点
机翼结构： 蒙皮 纵向骨架： 翼梁（缘条、腹板） 纵墙 桁条 横向骨架： 翼肋（普通肋、加强肋）
翼面结构的典型构件 机翼典型结构构件剖面
三、机翼的外载特点
机翼结构设计方案及强度计算
机翼结构设计方案及强度计算模型一设计思路：根据设计要求，机翼全长4m,翼弦长1m，前后两根梁。
于是利用abaqus软件的壳单元建立了一个基本的机翼模型。
图1 单只机翼模型然后参考《实用飞机复合材料结构设计与制造》、《复合材料设计手册》、《复合材料力学》等资料，初步设计机翼采用蒙皮夹心结构，上下表面分别铺3层复合材料，考虑到机翼的工况采用[45/0/-45]铺层方式，每层厚度为0.125mm，具体如图2所示。
中间夹心材料采用PMI泡沫，该材料具有突出的比强度和良好的耐蠕变性，可以很好的克服屈曲。
夹心材料厚度初步拟定为5mm，进行计算模拟，如果屈曲明显则可加厚。
表1 机翼的材料参数图2 机翼的蒙皮夹心铺层结构考虑到梁是主要的承力部件，采用[-45/0/45/90]s铺层方式，每层厚度为0.125mm，具体如图3所示。
图3 梁的铺层结构利用abaqus模拟计算时将工况环境简化，采用一端固定，在机翼下表面加载Y方向的升力，分布如图5所示。
图4 机翼的固定端约束图5 机翼的载荷分布模型一的计算结果：梁每层复合材料的应力云图图6 梁每层复合材料的应力云图梁的计算结果分析：从计算结果中不难发现，机翼前缘的梁承受的力要比尾部的梁大很多，可以考虑适当加厚。
对比各层复合材料的受力情况，0°的复合材料层受力明显，可以适当增加0°的复合材料层数。
靠机身段的梁应力集中明显，可以在该部位适当增加梁的厚度，也可考虑用工字梁强化该部位。
机翼每层复合材料的应力云图：图7 机翼每层复合材料的应力云图（1-5层）图7 机翼每层复合材料的应力云图（6-7层）图8 机翼的变形云图计算结果总体分析：表2 模型一的计算结果部件材料最大应力最大剪应力梁、肋单向带复材454.8MPa9.872Mpa蒙皮单向带复材315.4MPa15.1 Mpa蒙皮PMI泡沫0.278MPa0.0175 MPa 单向带复材的拉伸强度为1541MPa，PMI泡沫的拉伸强度为1.6MPa单向带复材的剪切强度为60MPa，PMI泡沫的剪切强度为0.8MPa从表中可以得出，模型的强度在材料的许用强度范围内，该设计符合强度要求。
飞机机翼结构分析
飞机机翼结构分析前言飞机机翼结构分析实根据发《飞机结构强度》一书中第三章的内容，本文主要论述了飞机机翼的功用及翼面结构。
机翼由副翼前缘缝翼襟翼扰流板组成，从机翼的空气动力载荷到机翼的总体受力，能够更深入更全面的了解机翼了解航空领域所涉及学科的基础知识基础原理及发展概况，对开拓视野，扩大知识面以及今后的学习和工作都有帮助。
1.1机翼的功用机翼是飞机的一个重要部件，其主要功用是产生升力。
当它具有上反角时，可为飞机提供一定的横侧安定性。
除后缘布置有横向操纵用的副翼、扰流片、等附翼外，目前在机翼的前、后缘越来越多地装有各种形式的襟翼、缝翼、等增升装置，以提高飞机的起降或机动性能。
机翼上常安装有起落架、发动机等其它部件。
现代歼击机和歼击轰炸机往往在机翼下布置多种外挂，如副油箱和导弹、炸弹等军械设备。
机翼的内部空间常用来收藏起落架或其部分结构和储放燃油。
特别是旅客机，为了保证旅客的安全，很多飞机不在机身内贮存燃油，而全部贮存在机翼内。
为了最大限度地利用机翼容积，同时减轻重量，现代飞机的机翼油箱大多采用利用机翼结构构成的整体油箱。
此外机翼内常安装有操纵系统和一些小型设备和附件。
1.2翼面结构设计要求1.气动要求翼面是产生升力主要部件，对飞行性能有很大的影响，因此，满足空气动力方面的要求是首要的。
翼面除保证升力外，还要求阻力尽量小﹙少数特殊机动情况除外﹚。
翼面的气动特性主要取决于其外行参数﹙如展弦比、相对厚度、后掠角和翼型等﹚，这些参数在总体设计时确定；结构设计则应强度、刚度及表面光滑度等方面来保证机翼气动外形要求的实现。
2.质量要求在外形、装载和连接情况一定的条件下，质量要求时翼面结构设计的主要要求。
具体地说，就是在保证结构完整性的前提下，设计出尽可能请的结构。
结构完整性包含了强度、刚度、耐久性和损伤容限等多方面内容。
3.刚度要求随着飞机速度的提高，翼面所受载荷增大，特别对于高机动性能歼击机和高速飞行的导弹；由于减小阻力等空气动力的要求，翼面的相对厚度越来越小，再加上后掠角的影响，导致翼面结构的扭转刚度、弯曲度将越来越难保证，这些均将引起翼面在飞行中的变形增加。
飞机机翼的模态分析
基于abaqus的飞机机翼模态分析
1、飞机机翼的结构
机翼是飞机结构中一个极其重要的部件，机翼沿长度方向的截面形状是一样的，长度为10，一端固定于飞机机身上，另一端处于自由状态。
其弹性模量E=2⨯105Mpa，密度ρ=7800kg/m3，泊松比μ=0.3。
2、飞机机翼的实体模型
图1 飞机机翼的三维图
3、飞机机翼模态分析
3.1机翼有限元模型的确定
由于机翼通过拉伸即可得到，所以在建模窗口直接建立模型。
图2 模型的建立
3.2机翼材料属性
飞机机翼的弹性模量E=2⨯105Mpa，密度ρ=7800kg/m3，泊松比μ=0.3，其截面属性为均匀实体截面。
属性建立好，直接赋给飞机机翼模型即可。
图3 材料属性
3.3设置工步
设置需要的特征值数目为6。
图4 设置工步
3.4设置边界条件
飞机机翼一端固定，一端处于自由状态。
图5 边界条件
3.5划分网格
其单元类型为隐式线性三维应力缩减积分单元C3D8R。
图6 网格划分
3.6设置工作任务
设置一个进行模态分析的工作任务，设置完成后就可直接运行程序，得到分析后的结果：
图7一阶振型图图8 二阶振型图
图9三阶振型图图10 四阶振型图
图11五阶振型图图12 六阶振型图。
某轻型运动飞机双梁式机翼结构研究与分析
喜欢飞机的朋友看过来——飞机的结构基础（下）
喜欢飞机的朋友看过来——飞机的结构基础（下）1.4.6 机翼结构型式一．布质蒙皮机翼这种机翼的结构特点是采用了布质蒙皮。
布质蒙皮在机翼承受弯曲、扭转作用时，很容易变形，因此，它不能承受机翼的弯矩和扭矩，只能承受由于局部空气动力（吸力或压力）所产生的张力。
如图1-16所示，为一种布质蒙皮机翼结构图。
在这种机翼结构中，弯矩引起的轴向力，全部由翼梁缘条承受；剪力由翼梁腹板承受；扭矩则由翼梁、加强翼肋和张线组成的桁架来承受。
由于机翼前缘的局部空气动力较大，布质蒙皮机翼的前缘常采用薄金属蒙皮制成。
这种机翼的扭矩，一部分由加强翼肋、张线等组成的桁架承受，另一部分则由前缘蒙皮和前梁腹板组成的合围框承受。
布质蒙皮机翼的抗扭刚度较差，而且蒙皮容易产生局部变形（鼓胀和下陷），飞行速度较大时，会使机翼的空气动力性能受到很大影响，所以只适用于低速轻型飞机。
二．金属蒙皮机翼现代飞机广泛应用了金属蒙皮机翼。
金属蒙皮机翼不仅能承受局部空气动力，而且能承受机翼的扭矩和弯矩。
翼梁腹板承受剪力，机翼上下蒙皮和腹板组成的合围框承受扭矩，同时蒙皮还参与承受弯矩，是这类机翼结构受力的共同点。
然而机翼的具体构造不同，蒙皮参与承受弯矩的程度也有所不同。
这样，金属蒙皮的机翼结构，又可分为梁式和单块式两类。
梁式机翼梁式机翼通常有单梁式和双梁式两种。
它们装有一根或两根强有力的翼梁，蒙皮很薄，桁条的数量不多而且较弱，有些机翼的桁条还是分段断开的。
梁式机翼的桁条承受轴向力的能力极小，其主要作用是与蒙皮一起承受局部空气动力，并提高蒙皮的抗剪稳定性，使之能够更好地承受扭矩。
这种机翼蒙皮的抗压稳定性很差，机翼弯曲时受压部分的蒙皮几乎不能参与受力；而受拉部单块式机翼的受力特点是：弯曲引起的轴向力由蒙皮、桁条和缘条组成的整体壁板承受。
剪力由翼梁腹板承受。
扭矩由蒙皮与翼梁腹板形成的闭室承受。
单块式机翼的优点是：① 通较好地保持翼型。
② 抗弯、扭刚度较大。
③ 受力构件分散。
飞机机翼结构强度与疲劳寿命分析
飞机机翼结构强度与疲劳寿命分析飞机机翼是支撑飞行器上升和下降的关键部件，机翼的结构强度和疲劳寿命对于飞机的飞行安全至关重要。
本文将对飞机机翼结构强度和疲劳寿命进行分析，并探讨一些提高机翼寿命的方法。
一、飞机机翼结构强度分析飞机机翼所承受的载荷主要有弯矩、剪力和轴力。
机翼的结构设计需要能够承受这些载荷，并保持足够的强度，以应对正常飞行和特殊情况下的负荷要求。
首先，机翼在飞行过程中承受的弯矩是主要的载荷。
弯矩是由飞行器的重量、飞行速度和操纵力所引起的。
根据弯矩大小和分布，机翼的受力情况可以被理解为在弯曲载荷下的杆件受力。
因此，机翼需具备足够的抗弯刚度和弯曲强度。
其次，机翼还需承受来自飞机不同部分及外界环境力的剪力和轴力。
剪力和轴力主要集中在机翼的连接点和边缘处。
为了保持结构的强度，机翼需要足够的抗剪刚度和抗轴向压力的能力。
为了满足机翼的结构强度要求，现代飞机使用了许多先进的材料和结构设计。
轻质高强度的复合材料广泛应用于机翼结构中，以减少重量和提高强度。
同时，还采用了刚性的桁架结构和合理的加强筋布置来增强机翼的强度。
二、飞机机翼疲劳寿命分析机翼的疲劳寿命是指机翼能够承受的循环载荷次数。
在实际飞行中，机翼会经历大量循环载荷，如起飞、飞行和着陆等过程中的载荷变化。
这些循环载荷会导致机翼产生疲劳损伤，进而影响机翼的性能和安全性。
疲劳寿命的计算基于材料的疲劳性能和实际载荷的统计分析。
材料的疲劳性能可以通过疲劳试验获得，包括疲劳极限、疲劳裂纹扩展速率等参数。
而载荷的统计分析则是通过统计飞机在特定飞行阶段和任务中的载荷数据得到。
传统的疲劳寿命分析方法是基于正常设计工作条件下机翼的寿命。
统计分析结果表明，飞机机翼的疲劳寿命取决于机翼的载荷历史和载荷幅值。
因此，正确预测和分析机翼的载荷是提高机翼寿命的关键。
为了提高机翼的疲劳寿命，工程师们采取了多种措施。
首先，优化机翼的结构设计，减少应力集中和疲劳敏感区域。
其次，使用先进的传感器和监测技术，实时监测机翼的状态和疲劳损伤。
飞机机翼结构强度计算方法
飞机机翼结构强度计算方法
引言
飞机机翼是飞行器的重要组成部分，其结构强度的计算是确保飞行器安全性的关键。
本文将介绍飞机机翼结构强度计算的一般方法和步骤。
1. 飞机机翼结构分析
飞机机翼结构分析的目的是确定机翼的强度和刚度。
通常的分析方法包括有限元分析和解析方法。
有限元分析方法可以更加准确地模拟机翼的力学行为，而解析方法则通常用于快速估算。
2. 材料特性和载荷计算
在进行机翼结构强度计算之前，需要明确材料的特性和承受的载荷。
常见的材料包括铝合金和复合材料。
载荷计算包括静载荷、动载荷和气动载荷等。
3. 结构强度计算
机翼结构强度计算主要包括静力学和疲劳寿命两个方面。
- 静力学计算：通过应力分析、变形分析等，确定机翼在静态载荷下的强度。
常用方法包括有限元分析和解析方法。
- 疲劳寿命计算：确定机翼在重复载荷作用下的寿命。
经验公式和有限元疲劳分析是常用的方法。
4. 结果分析和优化
根据结构强度计算的结果，分析机翼是否满足设计要求。
如果不满足，可以进行结构优化，包括材料替换、加固设计等。
结论
飞机机翼结构强度计算是确保飞行器安全性的重要步骤。
通过合理的分析方法和计算步骤，可以得到机翼的强度和刚度，为设计和优化提供依据。
飞机机翼结构优化设计与仿真分析
飞机机翼结构优化设计与仿真分析一、引言飞机机翼是飞机的主要机构之一，起到支撑飞机、提供升力等作用。
随着飞行技术的发展，飞机机翼结构的优化设计变得越来越重要。
在本文中，我们将介绍飞机机翼的结构优化设计和仿真分析的相关内容。
二、飞机机翼结构的基本构成飞机机翼的结构由以下部分组成：1. 前缘前缘位于机翼前端，是机翼最前部分的曲面。
它的主要作用是提供进气口，引导飞机前进时的气流。
2. 后缘后缘位于机翼尾端，是机翼最后部分的曲面。
它的主要作用是控制气流，使得机翼在飞行时能够产生所需的升力。
3. 翼根，翼梢翼根是机翼与机身连接的部分，翼梢是机翼的顶端。
它们的形状和角度对于整个机翼的升力和阻力都起到重要的作用。
在结构优化设计中，翼根和翼梢的设计需要考虑材料的选择和机翼的刚度等因素。
4. 机翼壳体和肋骨机翼壳体是机翼表面的曲面部分，肋骨是机翼内部的构件。
机翼壳体和肋骨的设计需要考虑机翼的重量和刚度等因素。
在优化设计中，需要考虑如何减少机翼的自重，并提高机翼的刚度，以达到更好的飞行性能。
三、飞机机翼结构优化设计在飞机机翼结构优化设计中，需要考虑以下几个方面：1. 材料选择在机翼结构优化设计中，材料的选择非常重要。
需要考虑材料的强度、刚度、重量、耐腐蚀性、环保性等因素。
目前常用的机翼材料有铝合金、碳纤维等。
2. 结构设计机翼的结构设计应基于受力分析和加工制造的限制，尽量减轻机翼的自重，提高机翼的刚度和强度。
在设计过程中，需要考虑机翼的气动特性和机身的匹配性，以达到更好的飞行性能。
3. 翼型设计机翼的翼型对于机翼的升力、阻力和稳定性都有着重要的影响。
合适的翼型可以提高机翼的升力系数和气动效率，减少机翼的阻力。
因此，在机翼结构优化设计中，选择合适的翼型至关重要。
四、飞机机翼结构仿真分析在机翼设计过程中，仿真分析可以帮助我们预测机翼在不同工况下的性能，避免因设计不合理而造成的安全隐患。
主要的仿真分析工具有以下几种：1. ANSYSANSYS是目前广泛应用于飞机机翼结构仿真分析的商用软件。
飞机机翼结构模态分析研究
飞机机翼结构模态分析研究飞机机翼是飞机上最重要的部件之一。
它不仅支撑飞机的载重，还掌握着飞机的飞行稳定性，甚至影响着飞机的飞行表现和舒适度。
因此，对飞机机翼的研究与优化显得尤为重要。
在众多的研究中，机翼结构模态分析研究显得更为精细和有深度。
一、什么是机翼结构模态分析？机翼结构模态分析是对机翼的结构载荷进行计算和分析，以确定机翼的振动和模态。
通过分析机翼的模态，可以进一步找出机翼振动的频率和振幅，然后对机翼进行改进和优化，以增强其性能。
二、机翼结构模态分析的应用机翼结构模态分析可应用于飞机设计中的多个方面。
首先，它可以用于减少飞机噪音和减少疲劳寿命。
通过分析机翼结构的模态，可以找出机翼振动的频率，以便在设计中控制振动强度，减少噪音和疲劳寿命的损失。
其次，机翼结构模态分析还可以用于优化机翼的性能。
通过分析机翼结构的模态，可以找出不同振动模式下机翼的刚度和弯曲性，以便在设计中进行优化，确保机翼的强度和稳定性。
最后，机翼结构模态分析还可以用于飞机事故的分析与预防。
通过对机翼结构的模态分析，可以找出机翼在某些频率下所产生的振动，并对机翼进行针对性的改进和极限测试，以确保其在面临自然灾害和技术考验时的安全性。
三、机翼结构模态分析的方法机翼结构模态分析的方法包括有限元分析法、信号分析法、模态试验法等。
这里我们重点介绍前两种方法。
1、有限元分析法有限元分析是机翼结构模态分析的一种基本方法。
通常，它通过对机翼进行与现实相符的有限元模型建立，再通过有限元分析来求解机翼的振动和模态。
有限元分析法具有良好的精度和计算速度，并且易于分析机翼不同振动模式下的响应。
2、信号分析法信号分析法是另一种机翼结构模态分析的方法。
通常，它通过在机翼上放置传感器和数据记录器来记录机翼在不同工况下的应变和特征振动信号，并对信号进行分析处理来确定机翼的振动和模态。
信号分析法可以通过实际的测试来为飞机提供更加准确和可靠的性能分析数据。
四、机翼模态分析的意义机翼模态分析是对机翼结构的深入研究，可以为飞机设计和改进带来很多好处。
机翼的主要受力构件分类及组成
机翼的主要受力构件分类及组成机翼是飞机最基本的部件之一，在飞行中起着至关重要的作用。
机翼不仅承担了机身的重量，还产生了机载各种装置所需的提供飞行的升力，并使飞机保持稳定性。
机翼主要受力构件的分类及组成是机翼设计中必须了解的重要内容。
机翼的主要受力构件按照功能和受力特点分为以下三类：一、前缘受力构件飞机在飞行时，气流将空气的动能转化为气动力，推动了翼面，在前缘处产生的气动力作用到前缘上，从而将飞机靠前缘支撑在空中。
因此，在机翼的前缘约20%处有一段弧形的受力结构，称作前缘。
前缘主要由铝合金、钛合金、碳纤维等材料制成，其强度、刚度要求都比较高。
二、翼面受力构件翼面是翼身的主要组成部分，又称上下翼板。
它们承担了将空气动力转化为飞机升力的作用，同时也会受到扭矩等因素的影响。
因此，翼面受力构件的设计必须考虑到这些复杂的受力情况。
目前，翼面受力构件主要包括翼板、肋骨、腹板等部分。
翼板通常采用铝合金、钛合金或复合材料制成，肋骨和腹板通常采用铝合金或合成材料制成。
三、后缘受力构件在机翼的后缘约20%的区域内，有一段叫做后缘的区域，后缘是机翼的另一个重要受力构件。
它在空气力学中起着削弱升挂度、控制飞机稳定性和操纵性的作用。
在后缘区域，通常有一个叫做副翼的机构来控制飞机的横向运动。
它通常由铝合金、钛合金和复合材料制成。
总之，机翼作为飞机的重要部件之一，其受力构件必须合理分类和设计。
前缘、翼面和后缘构成了机翼的主要受力构件。
这些构件的材质、结构和形状都至关重要，不同的设计对于飞机的性能、速度和稳定性都有着重要的影响。
因此，设计师必须对机翼的构造和材料进行深入的研究和分析，以确保机翼能够承受一切受力，同时保证飞机的飞行安全和性能。
—翼面结构
2024/10/13
20
机翼由于后掠带来的问题
机翼由于后掠带来的问题有：
1）直观地看，
• 在相同的展弦比和梯形比下，后掠翼的真实长度比平直 翼长;
• 垂直于机翼刚度轴的弦较短，又采用了相对厚度较小的 翼型，因此后掠翼显得细长而薄，弯矩刚度有所降低;
• 后掠翼的气动合力作用点向翼尖靠近，使弯矩和扭矩增 大。
的扭转角相同，即 θ1 = θ2
式中F0 为管壁中线所围的面积。 薄壁管单位长度扭转角为
M t1 M t 2 G1J p1 G1J p2
又因为
Mt G 2
ds
Mt GJ p
式中
J p 2
ds
—
称为扭转常数
2F0
ds
Si
i
Mt1 + Mt2= Mt
所以
M t1
G1J p1 G1J p1 G2 J p2
1、气动载荷的传递
(1) 蒙皮把气动载荷分别传给桁条和翼肋
蒙皮受气动吸力时，桁条和翼肋通过铆钉受拉对蒙皮提供支 反力；蒙皮受气动压力时，蒙皮直接压在桁条和翼肋上，此时铆 钉不受力。
2024/10/13
3
(2) 桁条又把自身承担的那部分气动载荷传给翼肋
桁条与翼肋直接用角片或间接通过蒙皮与翼肋相连，因此， 桁条可以看成支持在翼肋上的多点连续梁受横向弯曲。
根部的剪力、弯矩盒和扭矩的传递情况。
30
1）剪力的传递
剖面剪力 Q 的分配：与双梁式后掠
翼的分配方法相同。
剪力 Q 的传递：
后墙剪力Q后机身加强框接头1 机身
前墙剪力Q前前墙接头2 机身 根肋接头1 机身
上、下三角壁板内的剪流q肋 侧，
Q 和 q侧，Q 中翼上下壁板和侧肋对
A380飞机结构分析大作业
结构综合设计大作业--空客A380机翼结构分析与设计组号: 1组长: 何小龙组员: 宋淼谈超徐家宽王超目录一、A380的全面情况和基本参数（负责人宋淼）二、机翼、尾翼主要受力构件布置和结构形式（负责人宋淼）三、机翼典型构件的具体构造和传力分析（负责人王超徐家宽）四、机翼、尾翼根部主要受力构件布置与连接，总体力传力分析（负责人何小龙谈超）一、A380的全面情况和基本参数（负责人宋淼）二、机翼、尾翼主要受力构件布置和结构形式（负责人宋淼）三、机翼典型构件的具体构造和传力分析（负责人王超徐家宽）四、机翼、尾翼根部主要受力构件布置与连接，总体力传力分析（负责人何小龙谈超）1、机翼、尾翼根部主要受力构件布置与连接图一机翼根部结构图图二机身-机翼连接简化模型从图一中可以看出，A380的机翼是外侧双梁、内侧三梁单块式后掠机翼，并且有中央翼。
图二为机身-机翼连接简化模型。
该飞机机翼和机身之间的连接采用了主接头集中连接和辅助结构分散连接相结合的对接方式。
在机翼根部，梁是纵向构件中的主要受力构件，并且在机身侧边转折。
由于有中央翼盒，机翼与中央翼盒连接，在连接处布置有侧边加强肋。
前梁与后梁通过固接接头与中央翼连接，中间梁通过铰接接头与中央翼相连。
中央翼与机身通过六个铰接接头对接，周边布置有对接角条。
图三尾翼根部结构图图四尾翼结构简图如图三所示，垂尾、平尾的受力形式与机翼类似，也是双梁单块式后掠翼，后梁与机身加强框固接,前梁与机身加强框铰接。
图四为其结构简图。
2、机翼、尾翼总体力传力分析机翼结构简化为上图，总体力传力分析如下：（1）机翼弯矩的传递机翼的总体弯矩沿三根翼梁向翼根传递，由于机翼与机身连接属于静不定结构，三根翼梁中的弯矩按翼梁刚度分配。
由于中外翼带有后掠角，每根翼梁的弯矩都在翼根处发生转折，为了传递附加的剪流，在此布置了根部加强肋。
弯矩在根肋处分解为M z和M x，M x相当于直机翼的机翼弯矩，M z相当于机翼产生的一个附加扭矩，如下图。
飞机机翼翼梁的结构分析和修理设计
飞机机翼翼梁的结构分析和修理设计飞机机翼翼梁的结构分析和修理设计⽬录1引⾔ (8)2飞机翼梁的结构分析 (8)2.1翼梁的结构组成82.1.1翼梁缘条102.1.2翼梁腹板102.2翼梁的受载特点102.3翼梁的布置113故障诊断 (12)3.1超声波探伤123.1.1超声波探伤设备123.1.2超声波探伤的⼯作原理 (12)4故障修理 (13)4.1翼梁缘条的修理134.1.1缺⼝的修理134.1.2裂纹的修理144.1.3断裂的修理154.2翼梁腹板的修理194.2.1裂纹的修理194.2.2破孔的修理204.2.3切割的修理215校核强度 (22)5.1梁缘条修理时的强度计算225.2 腹板修理时的强度计算 (25)结束语 (26)参考⽂献 (27)毕业设计（论⽂）原创性声明和使⽤授权说明原创性声明本⼈郑重承诺：所呈交的毕业设计（论⽂），是我个⼈在指导教师的指导下进⾏的研究⼯作及取得的成果。
尽我所知，除⽂中特别加以标注和致谢的地⽅外，不包含其他⼈或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历⽽使⽤过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个⼈或集体，均已在⽂中作了明确的说明并表⽰了谢意。
作者签名：⽇期：指导教师签名：⽇期：使⽤授权说明本⼈完全了解⼤学关于收集、保存、使⽤毕业设计（论⽂）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论⽂）的印刷本和电⼦版本；学校有权保存毕业设计（论⽂）的印刷本和电⼦版，并提供⽬录检索与阅览服务；学校可以采⽤影印、缩印、数字化或其它复制⼿段保存论⽂；在不以赢利为⽬的前提下，学校可以公布论⽂的部分或全部内容。
作者签名：⽇期：学位论⽂原创性声明本⼈郑重声明：所呈交的论⽂是本⼈在导师的指导下独⽴进⾏研究所取得的研究成果。
除了⽂中特别加以标注引⽤的内容外，本论⽂不包含任何其他个⼈或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本⽂的研究做出重要贡献的个⼈和集体，均已在⽂中以明确⽅式标明。
第3章 机翼、尾翼和机身的典型结构
内压力=1—0.2大气压
H=6Km时 p=0.5大气压
H=11Km时 p=0.2大气压
2020/5/3
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3.1机翼与尾翼的功用设计要求和外载特点
(4)机翼的一般工作形式（简化模型）：
（A）悬臂梁----两半机翼侧面固定在机身边 （B）双支点外伸梁----全机翼固定在机身
（可以是中、上、下单翼） 问题:
结构的局部加强件，承受较大的集中载荷或悬挂部件。
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3.3 机翼与机身的构造
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。
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。
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。
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
为什么要进行传力分析呢?
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第三章、飞机结构的受力分析
外载荷在结构中按一定规律传递
在结构中存在相应的传力路线
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第三章、飞机结构的受力分析
1．传力路线
例如 : 机翼上作用有分布气动载荷和各接头传来的集 中载荷 ，这些外载通过机翼的各受力构件相继受载产生内 力来传递 ，最后到机翼机身对接处，由支承机翼的机身提 供支反力与之相平衡。
机翼结构损伤分析报告模板
机翼结构损伤分析报告模板1. 背景介绍机翼作为飞机的重要组成部分，在飞行过程中常常会遭受各种损伤，包括但不限于撞击损伤、腐蚀、疲劳、裂纹等。
本报告旨在对机翼结构损伤进行分析，并提出相应的修复建议。
2. 损伤描述与观察结果在对机翼进行了全面的检查和观察后，发现以下损伤情况：1. 损伤位置：机翼前缘左侧约距离根部50cm处；2. 损伤形式：撞击损伤；3. 损伤形态：局部划痕和凹陷；4. 损伤范围：长度约10cm，宽度约5cm。
3. 损伤原因分析经过初步的分析，我们可以得出以下损伤原因的可能性：1. 碰撞：由于机翼位置靠近地面，碰撞是最常见的损伤原因，可能是由地勤操作不当或其他飞行器件的碰撞所致；2. 小物体撞击：飞行过程中可能会遇到小物体的撞击，如鸟类、冰雹等；3. 机械故障：机翼内部组件的损坏或失效可能导致局部的撞击损伤；4. 其他原因：如天气原因、外界环境等因素也可能对机翼造成损伤。
4. 损伤评估与安全性分析根据损伤描述和观察结果，对机翼的损伤进行评估和安全性分析：1. 损伤程度：根据损伤形态和范围，机翼表面的划痕和凹陷不会对机翼的整体结构和飞行安全造成严重影响；2. 机翼结构完整性：损伤仅限于机翼表面，内部结构完好，未出现裂纹或其他可见破损；3. 机翼性能：损伤对机翼的气动性能影响较小；4. 安全性风险：目前损伤不足以造成飞行安全隐患，但若不及时修复，可能会导致进一步的腐蚀和削弱机翼结构强度。
5. 修复建议为确保飞行安全和机翼结构的完整性，我们建议进行以下修复措施：1. 清理表面：先对损伤部位进行清理，去除附着物、尘土等；2. 平整损伤区域：使用适当的工具将机翼表面的凹陷部分平整；3. 补补漆：根据机翼表面的涂装情况，选择合适的修复涂料，对损伤区域进行重新喷涂，保持机翼表面外观一致。
6. 修复效果验证修复后，我们应严格检查修复的效果，确保机翼表面的损伤完全消除且性能恢复正常。
通过以下方法进行修复效果验证：1. 目视检查：观察修复区域，确保表面平整、无明显划痕；2. 手触检测：用手轻轻触摸修复区域，检查是否有明显的凹陷感；3. 重复力检测：对修复区域进行轻度敲击，检查是否有异常声音或震动；4. 非破坏性检测：使用合适的非破坏性检测方法，如超声波、磁粉等，对修复区域进行全面的检测。
飞机机翼结构强度分析与优化设计
飞机机翼结构强度分析与优化设计飞机机翼是整个飞机结构中最重要的部分之一，其承载着飞行中所受到的各种力和振动。
机翼的结构强度分析与优化设计是确保飞机空中安全飞行的关键环节之一。
首先，我们来讨论机翼结构的强度分析。
机翼的设计要求必须满足飞行过程中的各种负载条件，如升力、阻力、重力、操纵力等。
这些负载条件会给机翼结构造成较大的应力和变形，因此在设计中必须充分考虑这些因素。
强度分析的目的是通过建立合适的数学模型，计算出机翼结构在各个工况下的应力和变形情况，以确保机翼在各种情况下都能满足强度要求。
针对机翼结构的强度分析，通常采用有限元方法进行数值模拟。
有限元方法将机翼划分为一系列小的单元，通过数值计算来预测机翼结构在各种工况下的应力和变形。
通过这种方法可以快速而准确地评估机翼的结构强度，并对不合格的部分进行修改和优化。
在强度分析的基础上，我们可以进行机翼结构的优化设计。
目前，为了提高飞机的性能和降低燃油消耗，很多工程师都在探索更轻、更强的机翼结构设计。
优化设计的目标是在满足强度要求的前提下，尽可能减小机翼的重量。
为了实现这一目标，我们可以借助先进的优化算法和计算机辅助设计工具。
一个常见的优化策略是采用复合材料来替代传统的铝合金结构。
复合材料由两种或多种不同性质的材料按一定比例组合而成，具有高强度、轻质和抗腐蚀等优点。
通过合理选择复合材料的种类和分布方式，可以在保证机翼结构强度的同时，显著降低机翼的重量。
除了材料选择，机翼结构的几何形状也可以通过优化来进行设计。
传统的机翼结构多为直翼或者后掠翼，这种形状在某些情况下可能会导致结构应力集中或者不稳定。
因此，我们可以通过改变机翼的几何形状，如机翼的弯曲程度、长度和展弦比等来达到优化设计的目的。
这样的优化设计可以减小机翼的应力集中程度，提高机翼的承载能力和稳定性。
总而言之，飞机机翼结构的强度分析与优化设计是飞机设计中不可或缺的一环。
通过强度分析可以预测机翼结构在各种工况下的应力和变形情况，评估其结构的可靠性。
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飞机机翼结构分析前言飞机机翼结构分析实根据发《飞机结构强度》一书中第三章的内容，本文主要论述了飞机机翼的功用及翼面结构。
机翼由副翼前缘缝翼襟翼扰流板组成，从机翼的空气动力载荷到机翼的总体受力，能够更深入更全面的了解机翼了解航空领域所涉及学科的基础知识基础原理及发展概况，对开拓视野，扩大知识面以及今后的学习和工作都有帮助。
1.1机翼的功用机翼是飞机的一个重要部件，其主要功用是产生升力。
当它具有上反角时，可为飞机提供一定的横侧安定性。
除后缘布置有横向操纵用的副翼、扰流片、等附翼外，目前在机翼的前、后缘越来越多地装有各种形式的襟翼、缝翼、等增升装置，以提高飞机的起降或机动性能。
机翼上常安装有起落架、发动机等其它部件。
现代歼击机和歼击轰炸机往往在机翼下布置多种外挂，如副油箱和导弹、炸弹等军械设备。
机翼的内部空间常用来收藏起落架或其部分结构和储放燃油。
特别是旅客机，为了保证旅客的安全，很多飞机不在机身内贮存燃油，而全部贮存在机翼内。
为了最大限度地利用机翼容积，同时减轻重量，现代飞机的机翼油箱大多采用利用机翼结构构成的整体油箱。
此外机翼内常安装有操纵系统和一些小型设备和附件。
1.2翼面结构设计要求1.气动要求翼面是产生升力主要部件，对飞行性能有很大的影响，因此，满足空气动力方面的要求是首要的。
翼面除保证升力外，还要求阻力尽量小﹙少数特殊机动情况除外﹚。
翼面的气动特性主要取决于其外行参数﹙如展弦比、相对厚度、后掠角和翼型等﹚，这些参数在总体设计时确定；结构设计则应强度、刚度及表面光滑度等方面来保证机翼气动外形要求的实现。
2.质量要求在外形、装载和连接情况一定的条件下，质量要求时翼面结构设计的主要要求。
具体地说，就是在保证结构完整性的前提下，设计出尽可能请的结构。
结构完整性包含了强度、刚度、耐久性和损伤容限等多方面内容。
3.刚度要求随着飞机速度的提高，翼面所受载荷增大，特别对于高机动性能歼击机和高速飞行的导弹；由于减小阻力等空气动力的要求，翼面的相对厚度越来越小，再加上后掠角的影响，导致翼面结构的扭转刚度、弯曲度将越来越难保证，这些均将引起翼面在飞行中的变形增加。
高速飞行时，很小的变形就可能严重的恶化翼面的空气动力性能；刚度不足还会引起震颤和操纵面反效等严重问题。
因此，对高速飞机和导弹，为满足翼面的气动要求，保证足够的刚度十分重要。
4.气动加热要求一般亚音速飞行器，所选用的结构材料是常用金属及非金属材料，不必考虑温度对材料的影响。
高速飞行时，翼面将受到气动加热的影响，尤其是翼面前缘的起动加热问题尤为严重。
因此当以大马赫数的速度飞行时，还要考虑气动加热对结构强度和刚度的影响。
5.使用维修要求翼面结构应便于检查、维护和修理。
翼面内部通常铺设有相当数量的操纵系统零部件、燃油管路、电气线路和液压管路等，对这些系统和线路需要经常检查调整。
当机翼结构作为整体油箱舱使用时，必须保证燃油系统工作的高度可靠性，包括油箱的密封可靠。
对所有要求检查维护的部位都应该有良好的可达性，为此必须设置一定数量的开口，设计时要求处理好使用维护与结构质量之间的矛盾.2机翼的各部分装置介绍1副翼副翼是指安装在机翼翼梢后缘外侧的一小块可动的翼面。
为飞机的主操作舵面，飞行员操纵左右副翼差动偏转所产生的滚转力矩可以使飞机做横滚机动。
翼展长而翼弦短。
副翼的翼展一般约占整个机翼翼展的1/6到1/5左右，其翼弦占整个机翼弦长的1/5到1/4左右。
对于航模不单是以上数据，它随飞行方式和动力装置变化。
2.前缘缝翼前缘缝翼是安装在基本机翼前缘的一段或者几段狭长小翼，主要是靠增大飞机临界迎角来获得升力增加的一种增升装置，航模则是将襟翼固定。
前缘缝翼的作用主要有两个： 1.延缓机翼上的气流分离，提高了飞机的临界迎角，使得飞机在更大的迎角下才会发生失速；2.增大机翼的升力系数。
其中增大临界迎角的作用是主要的。
这种装置在大迎角下，特别是接近或超过基本机翼的临界迎角时才使用，因为只有在这种情况下，机翼上才会产生气流分离现代飞机的前缘缝翼没有专门的操纵装置，一般随襟翼的动作而随动，即为游动式。
在飞机即将进入失速状态时，前缘缝翼的自动功能也会根据迎角的变化而自动开关在前缘缝翼闭合时（即相当于没有安装前缘缝翼），随着迎角的增大，机翼上表面的分离区逐渐向前移，当迎角增大到临界迎角时，机翼的升力系数急剧下降，机翼失速。
当前缘缝翼打开时，它与基本机翼前缘表面形成一道缝隙，下翼面压强较高的气流通过这道缝隙得到加速而流向上翼面，增大了上翼面附面层中气流的速度，降低了压强，消除了这里的分离旋涡，从而延缓了气流分离，避免了大迎角下的失速，使得升力系数提高。
机翼能够产生升力是因为机翼上下存在着压力差。
但是这是有前提条件的，就是要保证上翼面的的气流不分离。
如果机翼的迎角大到了一定程度，机翼相当于在气流中竖起的平板，由于角度太大，绕过上翼面的气流流线无法连贯，会发生分离，同时受外层气流的带动，向后下方流动，最后就会卷成一个封闭的涡流，叫做分离涡。
像这样旋转的涡中的压力是不变的，它的压力等于涡上方的气流的压力。
所以此时上下翼面的压力差值会小很多，这样机翼的升力就比原来减小了。
到一定程度就形成失速，对应的机翼迎角叫做失速迎角或临界迎角。
3襟翼襟翼是安装在机翼后缘内侧的翼面，襟翼可以绕轴向后下方偏转，主要是靠增大机翼的弯度来获得升力增加的一种增升装置。
当飞机在起飞时，襟翼伸出的角度较小，主要起到增加升力的作用，可以加速飞机的起飞，缩短飞机在地面的滑跑距离；当飞机在降落时，襟翼伸出的角度较大，可以使飞机的升力和阻力同时增大，以利于降低着陆速度，缩短滑跑距离。
在现代飞机设计中，当襟翼的位置移到机翼的前缘，就变成了前缘襟翼。
前缘襟翼也可以看作是可偏转的前缘。
在大迎角下，它向下偏转，使前缘与来流之间的角度减小，气流沿上翼面的流动比较光滑，避免发生局部气流分离，同时也可增大翼型的弯度。
4扰流板有的称之为“减速板”、“阻流板”或“减升板”等，这些名称反映了它们的功能。
扰流板分为飞行、地面扰流板两种，左右对称分布，地面扰流板只能在地面才可打开，实际上扰流板是铰接在机翼上表面的一些液压致动板，飞行员操纵时可以使这些板向上翻起，增加机翼的阻力，减少升力，阻碍气流的流动达到减速、控制飞机姿态的作用。
4翼面结构的典型构件1.蒙皮蒙皮的直接功用是形成流线形的机翼外表面。
为了使机翼的阻力尽量小，蒙皮应力求光滑，为此应提高蒙皮的横向弯曲刚度，以减小它在飞行中的凹、凸变形。
从受力看，气动载荷直接作用在蒙皮上，因此蒙皮受有垂直于其表面的局部气动载荷。
此外蒙皮还参与机翼的总体受力——它和翼梁或翼墙的腹板组合在一起，形成封闭的盒式薄壁梁承受机翼的扭矩；当蒙皮较厚时，它常与长桁一起组成壁板，承受机翼弯矩引起的轴力。
壁板有组合式或整体式.某些结构型式(如多腹板式机翼)的蒙皮很厚，可从几毫米到十几毫米，常做成整体壁板形式，此时蒙皮将成为承受弯矩最主要的，甚至是惟一的受力元件。
在现代机翼中它一般都参与机翼的总体受力——承受机翼弯矩引起的部分轴向力，是纵向骨架中的重要受力元件之一。
除上述承力作用外，长桁和翼肋一起对蒙皮起一定的支持作用。
3翼肋普通翼肋构造上的功用是维持机翼剖面所需的气动外形翼梁是单纯的受力件，缘条承受由弯矩Ｍ引起的拉压轴力。
由支柱加固的腹板承受剪力Ｑ并能承受由扭矩引起的剪流，是翼面周边形成闭室并在这两种情况下受剪。
在有的结构形式中，它是翼面的主要的纵向受力件，承受翼面全部或大部份弯矩。
翼梁大多在根部与中翼或机身固接。
5纵墙纵墙的构造与翼梁相似，但缘条比梁缘条弱的多，一般与长桁相近，根部与其他部分的连接方式为铰接。
纵墙一般都不能承受弯矩，腹板主要用来承受剪力并传递倒连接接头，但与蒙皮组成封闭盒段以承受翼面的扭矩。
纵墙还起到对蒙皮的支持，以提高蒙皮的屈曲承载能力。
通常腹板没有减轻孔，为了提高临界应力腹板用支持型加强。
后墙则还有封闭翼面内部容积的作用。
纵墙1—腹板2—弱缘条蒙皮、长桁相连，机翼受气动载荷时，它以自身平面内的刚度向蒙皮、长桁提供垂直方向的支持。
同时翼肋又沿周边支持在蒙皮和梁(或墙)的腹板上，在翼肋受载时，由蒙皮、腹板向翼肋提供各自平面内的支承剪流。
加强翼肋虽也有上述作用，但其主要是用来承受并传递自身平面内的较大的集中载荷或由于结构不连续(如大开口处)引起的附加载荷。
4.4翼梁翼梁由梁的腹板和缘条组成，呈工字形或槽形。
机翼典型结构的传力分析1空气动力的传递1蒙皮将局部空气动力传给桁条和翼肋当蒙皮受到吸力作用时，通过铆钉把力传给桁条和翼肋，铆钉承受拉力；蒙皮受到压力作用时，气动力直接作用在桁条和翼肋上。
无论在吸力或压力作用下，蒙皮都要承受张力。
作用在翼肋上的空气动力来自两方面：一方面是由直接与翼肋贴合的蒙皮传来的；另一方面，来自与翼肋相连的桁条。
2 翼肋将载荷传给翼梁腹板和蒙皮如果忽略水平分力的作用，传到翼肋上的空气动力，可组合成一个垂直向上的合力作用于压力中心上。
飞行中压力中心通常不与刚心重合。
对于翼肋来说，相当于一个作用于刚心上的力和力矩。
刚心的定义是：横截面上有一个特殊的点，当外力作用线通过这一点时，不会使横截面转动。
外力作用线不通过这一点，横截面就会绕该点转动，这个点称为该横截面的刚心。
机翼各横截面的刚心的连线称为机翼的刚心轴。
作用在刚心上的力，要使翼肋沿垂直方向移动，而翼肋是固定在翼梁腹板上的，在翼肋沿垂直方向移动的时候，就把这个力传给腹板，使两根翼梁弯曲。
由于作用在刚心上的力不会使翼肋转动，在翼肋平面上，两根翼梁的弯曲变形程度相同，因此，翼肋传给前后梁腹板的力与前后梁的抗弯刚度成正比。
前后梁腹板对翼肋的反作用力，分别与作用力ΔQ 1、ΔQ 2相等。
在传力的过程中，蒙皮和翼肋之间存在着相互支持、相互传力的关系：1．蒙皮沿垂直表面的方向很容易变形（即刚度很小），当它受到吸力和压力时，要依靠翼肋的支持，并把空气动力传给翼肋。
2．蒙皮在自己平面内不容易变形（即刚度较大），当翼肋受到外力矩时，蒙皮能够对翼肋起支持作用，因而翼肋就将外力矩传给蒙皮。
5.1.3蒙皮将翼肋传来的载荷传给机身翼肋以剪流形式传给蒙皮的力矩，要使机翼产生扭转变形，它对机翼来说是扭矩。
机翼扭转时，蒙皮截面上会产生沿合围框周缘的剪流。
剪流形成的内力矩与截面外端所有翼肋传给蒙皮的扭矩平衡。
这时，机翼各部分的蒙皮都要产生剪切变形。
翼根处的扭矩传给机身的方式，由翼根部分的构造来决定。
如果翼根部分没有开大舱口，机翼蒙皮与机身是沿整个接合周缘连接的，扭矩就能通过蒙皮以剪流的形式沿接合周缘传给机身。
如果翼根部分开有大舱口，机翼只是通过翼梁与机身隔框相连，那末蒙皮就只能将扭矩以剪流的形式传给开口边缘的加强翼肋，并有使加强翼肋旋转的趋势。