飛機(jī)結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)(第四章 飛機(jī)機(jī)身結(jié)構(gòu)).ppt

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1、第四章飛機(jī)機(jī)身結(jié)構(gòu)本章內(nèi)容機(jī)身結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求機(jī)身外載荷機(jī)身結(jié)構(gòu)組成機(jī)身典型結(jié)構(gòu)型式機(jī)身與其它部件的連接機(jī)身開口區(qū)結(jié)構(gòu)機(jī)身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求一、機(jī)身功用安置空勤組人員、旅客、裝載燃油、武器、設(shè)備和貨物；將機(jī)翼、尾翼、起落架及發(fā)動(dòng)機(jī)連接在一起，形成一架完整的飛機(jī)。機(jī)身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求二、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求需滿足眾多使用要求（最主要）；總體協(xié)調(diào)性要好，這樣有利于飛機(jī)減重；保證結(jié)構(gòu)完整性前提下的最小重量要求；合理使用機(jī)身的有效容積，保證飛機(jī)性能；氣動(dòng)力要求主要是減小阻力；裝載多，本身結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故對(duì)開敞性（便于維修）要求更高；良好的工藝性、經(jīng)濟(jì)性要求；機(jī)身外載荷1.外載類型1）裝載加給機(jī)身的力裝載引起的質(zhì)量力

2、（集中、分布）機(jī)身結(jié)構(gòu)的質(zhì)量力（分布）質(zhì)量力大小與載荷系數(shù)成正比（沿機(jī)身軸線各處載荷系數(shù)大小方向可能不同）機(jī)身外載荷1.外載類型2）其他部件傳來的力主要指飛行或起飛、著陸滑跑過程中，機(jī)翼、尾翼或起落架上傳來的力。若發(fā)動(dòng)機(jī)安裝在機(jī)身上，還有發(fā)動(dòng)機(jī)推力和陀螺效應(yīng)產(chǎn)生的集中力。飛機(jī)兩點(diǎn)接地時(shí)機(jī)身的載荷機(jī)身外載荷1.外載類型2）其他部件傳來的力主要指飛行或起飛、著陸滑跑過程中，機(jī)翼、尾翼或起落架上傳來的力。若發(fā)動(dòng)機(jī)安裝在機(jī)身上，還有發(fā)動(dòng)機(jī)推力和陀螺效應(yīng)產(chǎn)生的集中力。作用在機(jī)身上的不對(duì)稱載荷M扭=Y·cM扭=P·h水平尾翼不對(duì)稱載荷垂尾側(cè)向水平載荷機(jī)身外載荷1.外載類型3）增壓載荷（p255）

3、大氣壓力和溫度隨飛行高度的增大而下降，超過2500m將使人無法正常工作，繼續(xù)增大會(huì)使人不能生存。解決辦法：座艙增壓、加溫。氣密增壓座艙，從發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)引入并通過自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置進(jìn)入座艙。增壓載荷：增壓艙內(nèi)的空氣壓力與周圍大氣空氣壓力之差。各類飛機(jī)增壓座艙分布機(jī)身外載荷3）增壓載荷在機(jī)身增壓艙部分基本自身平衡，對(duì)機(jī)身的總體內(nèi)力影響很小。在機(jī)身增壓艙結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生軸向正應(yīng)力和機(jī)身橫截面內(nèi)的環(huán)向正應(yīng)力，前后端框產(chǎn)生側(cè)壓力。對(duì)于旅客機(jī)而言，是重要的疲勞載荷。機(jī)身外載荷1.外載類型4）氣動(dòng)載荷只在機(jī)身局部區(qū)域（如機(jī)身頭部和座艙蓋等）局部載荷較大，對(duì)機(jī)身的總體內(nèi)力基本沒有什么影響。機(jī)身外載荷2.機(jī)身總體

4、受力特點(diǎn)機(jī)身可看作支持在機(jī)翼上的雙支點(diǎn)或多支點(diǎn)外伸梁?？傮w內(nèi)力：兩個(gè)平面內(nèi)的彎矩、剪力和繞機(jī)身軸線的扭矩。受力和機(jī)翼相似，但對(duì)于機(jī)身垂直方向和水平方向的載荷基本為同一數(shù)量級(jí)。機(jī)身垂直面內(nèi)剪力圖及彎矩圖機(jī)身結(jié)構(gòu)組成機(jī)身主要構(gòu)件：蒙皮縱向骨架:長桁、桁梁橫向骨架：隔框機(jī)身結(jié)構(gòu)組成機(jī)身主要構(gòu)件：蒙皮縱向骨架:長桁、桁梁橫向骨架：隔框機(jī)身結(jié)構(gòu)組成隔框1）分類普通框：維持機(jī)身的截面形狀；對(duì)蒙皮和長桁起支撐作用。通常設(shè)計(jì)為環(huán)形框。加強(qiáng)框：普通框功能將裝載的質(zhì)量力和其他部件上的載荷經(jīng)接頭傳到機(jī)身結(jié)構(gòu)上的集中力加以擴(kuò)散，以剪流形式傳給蒙皮。機(jī)身大開口兩端機(jī)身結(jié)構(gòu)組成隔框2）布置殲擊機(jī)框距：300mm

5、左右；大型運(yùn)輸機(jī)框距：300～500mm左右?？虻目傊卣紮C(jī)身結(jié)構(gòu)重量的20%～27%。機(jī)身結(jié)構(gòu)組成隔框3）構(gòu)造型式環(huán)形剛框腹板框構(gòu)架式框（很少采用）機(jī)身結(jié)構(gòu)組成隔框3）構(gòu)造型式環(huán)形剛框由內(nèi)、外緣條，框緣腹板，腹板上的小支柱構(gòu)成。整體框：模鍛毛胚或厚板加工而成。環(huán)形整體式加強(qiáng)框1，6－上下框段；2－框緣連接接頭；3，4－機(jī)翼機(jī)身對(duì)接耳片接頭及其加強(qiáng)筋；5，6－兩側(cè)框段；8－小支柱機(jī)身結(jié)構(gòu)組成隔框3）構(gòu)造型式環(huán)形剛框組合式剛框：型材、薄板經(jīng)鉚接組合而成。內(nèi)外緣條：彎矩和軸力；腹板：剪力支柱：將集中力擴(kuò)散成腹板上剪流。機(jī)身結(jié)構(gòu)組成隔框3）構(gòu)造型式腹板框相當(dāng)于平面板桿結(jié)構(gòu)。加強(qiáng)型材的作用：將

6、集中力擴(kuò)散成剪流傳給腹板；提高腹板的剪切穩(wěn)定性；受側(cè)壓時(shí)與腹板一起承彎；無側(cè)壓時(shí)只受軸力。機(jī)身結(jié)構(gòu)組成長桁與桁梁1）功用：長桁：承受和傳遞機(jī)身彎矩引起的軸力；與蒙皮組成承力壁板；承受部分作用在蒙皮上的氣動(dòng)力并傳給隔框。桁梁的截面積大于長桁，功用類似。2）構(gòu)造型式簡單式：從橫剖面看只有一個(gè)結(jié)構(gòu)元件；組合式：從橫剖面看有幾個(gè)結(jié)構(gòu)元件。長桁多為簡單式，桁梁有時(shí)采用組合式。桁梁剖面機(jī)身結(jié)構(gòu)組成機(jī)身蒙皮1）功用：構(gòu)成機(jī)身氣動(dòng)外形，保持表面光滑，承受局部空氣動(dòng)力；承受xoy,xoz兩個(gè)平面內(nèi)的剪力和繞x軸扭矩；和長桁一起組成壁板承受兩個(gè)平面內(nèi)彎矩引起的軸力；氣密增壓座艙部位的蒙皮還要承受環(huán)向和軸

7、向的張應(yīng)力。機(jī)身結(jié)構(gòu)組成機(jī)身蒙皮2）材料及布置：蒙皮材料（p242）一般采用鋁合金，如LY12，2024-T4；Ma>3的飛機(jī)，受熱影響大的區(qū)域采用鈦合金或不銹鋼。蒙皮厚度：載荷、工藝性、經(jīng)濟(jì)性要求的綜合考慮機(jī)身結(jié)構(gòu)組成機(jī)身骨架元件與蒙皮之間的連接縱、橫構(gòu)件交叉時(shí)，一般弱的讓強(qiáng)的；蒙皮可以只與桁條相連，也可以與桁條、隔框都相連。1）普通框、長桁、蒙皮間的連接機(jī)身結(jié)構(gòu)組成機(jī)身骨架元件與蒙皮之間的連接2）加強(qiáng)框、長桁、蒙皮間的連接機(jī)身結(jié)構(gòu)組成地板結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)組成：