《飞行器结构设计》课后答案第3章.docx

1、飞行器结构设计课后答案第3章飞机结构设计第三章习题解答一、 一双粱机翼，外翼传到2”肋剖面处的总体力分别力剪力Q=100 kN(作用 在刚心上),弯矩M=5X103 Knm、扭矩Mt= 30 kNm。已知前、后粱的平均剖面抗弯刚度为El w=10I0kN mm、EI后=2X10lkN血；前、后闭室平均剖面抗扭刚度为KlK = 5X10H kN 血，佥后=1()9 kN mm求：当Lt=Lfe= 1500 nun时，Q、M、M,在才肋剖面如何分配(题图3. 2(a)?(2)当Ln = 3000 mm. L &=1500 mm时，Q、M、M,在此剖面又如何分配(题图(3)3.2(b)?(计算扭矩分

2、配时，假设不考虑前、后闭室之间和1=肋对前闭室的影响)。Q2 = 6670kg = 66. 7KN（3） 乩的分配5MMu= 5 + 10 = 0. 333 X3 xio3= 0.999 x 10:,kg.m = 10 KN m Mt2 = 0. 667 x 3 x 10J = 2. 001 x 10:, kg. m = 20 KNmKi+ K2 = 2 x 10b ( 9 +2.25)= 2 x 10b ( 11 +889)= 1 X2 x 106Q1 = 0. Ill x 10000 = 1110kg = 11. 1KNQ = 8890kg = 88. 9KNKJ IO12(2) M 的分

3、配 K= L = 3000 = 0.333 X 10”Ki= 1500 = 1.333 x 109Ki+ K2= 1.666 x 1090.333M,= 1666 x5 x io5 = 0. 1999 x5 x105= 0.2 x5 x105= 10s kg m = 1000 KNKi+ K2= 8. 334 x IO71.667Mtl = &334 x 3 x i03 = 0边 x 3 x 10 = o.6xlO3 kg. m = 6 KN m6.667叽2 = 8.334 x 3 x io=o.8x3x1O3= 2.4X 10 kg. m = 24 KN m2.题图3. 3所示两机翼，（a

4、）为单块式，且双梁通过机身，而长桁在机身侧边 切断；（b）为单块式，整个受力翼箱通过机身。请画出两种情况下a-a. b-b段长桁的力图， 并筒要说明何以如此分布？3.请画出以下各指定翼肋的力平衡图和力图（题图3.4）。（1）薄蒙皮双粱式机翼，I肋在气动载荷作用下：Q）前、后缘未略去，（b）若略 去前、后缘的气动载荷和结构。m 一iTTTrnTTK(2)该机翼前粱转折处的II助在传递总体弯矩M时所受的裁荷，画出其力平衡图和力图： (a)剖面筒化为矩形；(b)剖面上、下为曲线。(4)薄蒙皮双梁式机翼，III肋后缘受有Y向集中力P。(5)机翼外段为双梁式，侧为三梁式，IV肋位于结构布置变化处，画出传

5、总体力时，该 肋的力平衡图和力图。ArrC I4L(1)若6不变，只是两闭室面积不同，则q仍相同，扭矩引起的剪力与弯矩同上；但刚心位置可能变动，所以多一个扭矩(2)若6不同，也会引起两闭室扭刚不同，则在分析比时，就会出现Q, 1力。(6)薄蒙皮双梁式机翼v肋后梁上作用有集中力P”求该肋受P,力时的平衡图和力图(假设前、后粱弯曲刚度相等)。(7)薄蒙皮双粱式机翼VI肋上C点处受有集中力E时的力平衡图和力图.必二 43 h X+ 43 h XA A !LM=2 43 H 2 +2 43 H AX - Px 2 AX四 请画出题图3. 5所示各机翼结构中所指定肋的力平衡图和力图。(1)长桁在机身对称

6、轴处对接的双梁单块式后掠翼，1肋在传递总体力弯矩的过 程中所受的载荷，并画岀力平衡图和力图。解：传M时I的力矩图Q I I I 丨 I I I I I I 1TT1此M值很小(两种方法都可以)。(a) 口号肋(单块式普通肋)(b)请画岀中央翼在作用有反对称总体弯矩时，Il【肋、IV肋的力平衡图和力 图。设左右机翼通过中央翼连成整体，并在A、B、C、D四点与机身钱接，接头在机翼前、 后墙腹板上。III肋和IV肋的分析卜卜A一m肋，无裁荷m Q均为零(3)机翼外段为双梁单块式，侧改为双梁式，画出结构型式交换处的V肋在传递 总体力M、Q、Mi时的力平衡图和力图。Q 传Q时不起作用；传M时也不起作用。

7、(4)多墙式机翼在根部用两个固接接头与机身相连，请画出侧肋VI在传递总体力的剪力Q时，其力平衡图和力图。VI肋传Q时(5)画出图示三梁式后掠翼侧肋VII在传递总体弯矩时，其力平衡图和力图。如果结构弯矩完全对称，则中间支点无力；否则会有力(载荷也要对称，即 M产仏，才可能R中“)五下列各机翼结构蒙皮上均有开口，请画出所指定翼肋在传递总体力时所受的 载荷及它们的力平衡图和力图。 (1)单梁单墙式机翼的I肋。在Q和M下，I肋不起作用；在汕下，如图所示:(2)双梁单墙式后掠翼，其中后粱在I【肋处有转折，请画出【I肋的力平衡图和力 图。1 11 1(3)双粱单墙式机翼中II肋在传扭时的力平衡图、力图。(

8、4)单梁双墙式机翼中IV助在传扭时的力平衡图和力图o六：现有一桁条式机身，平尾固定在垂尾上，垂尾与机身的连接如图3.7所示， 接头A在yoz平面为固接，接头B为钱接尺寸a = 0. 667m,b=2m c=4m0平尾上受有不对称 的Py力，力作用点距 y 轴 lm, P71=100KN, Py2=50KN,求(1)此时机身后段的弯矩图此、剪力图Q、和扭矩图亂。(2)画出框B的力平衡图，并用图表示出支反剪流的大小分布规律.桁条布置 见图3.7为 P、=P、a + P、2 = 50KNRi X 2 =工P、x 2.667 R、=兀* 2.667 = 200.KN=200.-150 = 50.Mxa

9、 = -Pv x 1 + 代2 x 1 = -50KN m 七：某垂尾为单梁单墙结构，后梁与机身固接，前墙与机身较接。在机身垂尾连 接处的加强框Mx有两种布置方案：(1)两接头连接处均布置有垂直放置的加强框，(2)沿后梁轴线方向布置一斜框，前墙处布置一垂直框(见题图3.8)0请分析当垂尾上受有侧向力Pz作用时，在两种方案情况下机身结构分别由哪些 构件受载(包含加强框和其他构件)？分别画出他们的力平衡图。假设机身后段为桁条式。从后方看:上壁板:框B上只受有Py力，方向向下。因为是桁条式机身，q按阶梯形分布方案I :框I受有匾和Q”，框II仅作用Qzb还有弯矩（垂尾的）分量，即址到框I上；还有弥通过加强板（水平）转到框I和框II上。II I方案II：则不需要水平加强板,全部到斜框上。上、下壁板平衡时。应为梯形板平衡；另作为Q则仍作用到框II和斜框上。