第六章机身结构分析课件

第6章 机身结构分析1精选课件ppt

6.1机身的功用、要求和机身的外形参数■ 构成、要求、分析设计方法与机翼基本相同；■ 特殊性：■ 使用要求在设计中占有重要地位，对结构布置影响较大；■ 设计外载荷主要是集中力；■ 协调关系多；■ 相对载荷较小（某些机翼元件不适用，如整体壁板）。2精选课件ppt

6.1.1飞机机身的功用■机身作为飞机结构的基础，通过受力关系，把飞机的所有部件联成一个整体；■装载乘员、设备和有效载荷，装载燃油；■布置起落架；■放置发动机；■机身的结构质量占飞机质量的8%-15%；■机身的结构质量占飞机结构质量的40%-50%。3精选课件ppt机身的结构和布局4精选课件ppt

6.1.2对机身结构的基本要求飞机结构设计的基本要求适用于机身结构设计，即质量最小。总体设计阶段：满足装载的使用要求：可能在一些气动要求和重量要求上作出让步；协调机身、机翼、尾翼等相连接部件的主要受力构件；机身结构为满足使用要求的各种技术要求在总体设计时已基本解决。5精选课件ppt■ 零部件设计阶段：满足结构的强度、刚度和工艺性要求。具有足够的刚度：直接影响尾翼的效率和尾翼颤振特性；变形引起阻力增大。足够的强度。足够的开敞性：相对机翼、尾翼等，对机身结构的影响更突出。最小的结构重量。良好的工艺性、成本低。6精选课件ppt机身结构受力型式和与之相连的部件的结构受力型式相协调。（总体设计阶段）将来自机翼、尾翼、起落架、动力装置的载荷传递到机身的承力构件上。（零部件设计阶段）能承受有效装载、设备和机身结构的质量力以及作用在机身上的气动载荷和密封舱内的压差载荷。（零部件设计阶段）7精选课件ppt其他要求(1)合理选择机身的外形和参数，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较大部分升力的升力机身，这样可减小机翼面积，降低机翼重量。(3)合理使用机身的有效容积，就要布局紧凑，将货物尽量靠重心附近布置，这能够降低惯性矩并改善飞机的机动特性；在各种装载情况、燃油和弹药消耗的情况下，减少重心的变化范围，可保证飞机具有更理想的稳定性和操纵性。8精选课件ppt(4)特殊要求：空降人员和武器装备能容易跳伞和投放；对运输的货物能方便地装载、系留和卸载；高空飞行时能保证乘客和乘员具有必要的生活条件，要具备一定的舒适标准；旅客机迫降时保证乘员生命，能迅速安全地应急撤离；机组人员要有良好的视野。9精选课件ppt使用要求是机身设计要求中的重要要求。比如座舱盖、开口等就是必须满足使用要求。必须满足各种装载的特殊需要及所提出的众多的使用要求，并应与机翼、尾翼等连接部件的主要受力构件的布置、连接点位置进行总体协调，以减轻飞机总重量。在保证机身结构完整性的前提下，结构重量尽可能小。➢机身结构设计要求机身应有足够的开敞性以便于维修。有良好的工艺性，生产成本要低。机身基本不产生升力，所以机身气动力要求主要是阻力小。为此机身一般做成细长的流线体，希望外形光滑，突出物少等。10精选课件ppt

6.1.3机身的外形和参数一、机身的横剖面形状■ 取决于飞机的功用、使用条件和飞机的总体布局。■ 圆形机身的表面面积较小，摩擦阻力也较小，在内压作用下，只受拉伸，而不受弯曲。■ 最常用的机身横剖面是圆形和两个不同直径的圆相交的形状。11精选课件ppt图6.2机身的横剖面形状，前、后机身的参数和形状12精选课件ppt二、机身的侧面形状与飞机用途、最小阻力要求、机身中乘员、设备和有效装载的具体布置以及机翼平面形状、尾翼、动力装置的形状和位置等有关。前机身和后机身是均匀收敛的，轴对称形式的机身符合最小阻力的要求。13精选课件ppt长而细的前机身能减小阻力。机翼后掠使后机身延长，同时也使前机身缩短。此时后机身上的弯矩增大，因此机身质量也随之增加。延长前机身时要考虑前起落架的布置条件，以保证起落架具有必要的轮距，还要考虑把发动机移到后机身。14精选课件ppt三、机身参数■机身可以看作是多支点外伸梁，支点是机翼与机身的连接接头。■增大

f(

ff或

af)的同时增大机身长度会导致机身上弯矩的增大，使机身质量增大；但机身阻力会下降。■靠减小lf或增大df的方法来减小

f会降低机身的载荷和机身承力件上由弯矩产生的应力，但是在df增大的同时，由于压差Δ

P的作用，密封舱的应力会迅速增大。机身参数：lf,df,lff,laf,Sfmax,细长比：

f=lf/df,

ff=lff/df,

af=laf/df,15精选课件ppt

6.2机身上的载荷及其平衡前后机身上的质量力、尾翼、起落架等部件传给机身的集中力，在机身中段上与机翼传给机身的集中力平衡。机身看作支撑在机翼上的多支点梁。16精选课件ppt

6.2.1机身上的主要载荷机身受到的主要载荷由强度规范规定。1）与机身相连的飞机其它部件传给机身的力飞行、着陆、滑行中作用到机身结构上的力；前机身：前轮载荷是主要外载；后机身：尾翼载荷、发动机推力和陀螺效应产生的集中力；水平和垂直载荷是同一数量级。17精选课件ppt2）机身受到的质量力■取决于质量大小和过载的大小和方向；■机身总体载荷的主要部分；■运输机装载以集中质量力的形式表示：Pi

mi

g

nei

fi■机身结构的分布质量力的近似计算公式：fq=mf

g

Hf

nd

SsHf：机身高度；Ss：机身侧面投影面积。18精选课件ppt3）分布在机身表面上的气动力■由于机身基本上为对称流线体，故机身上除局部气动载荷较大外，分布气动力对机身总体内力基本没有影响（可自身平衡）；■在机身的突出部位，气动力的值可能很大；■校核蒙皮与口盖的连接、口盖与机身骨架的连接强度时，以气动力作为设计载荷。19精选课件ppt4）机身密封舱、进气道和专用舱内的压差■压差是机身局部强度的设计载荷。对常用的通风型密封舱：军机∆p=0.03-0.04MPa;客机∆p=0.06-0.07MPa。增压座舱有通风式和再生式两种。通风式增压座舱的原理是将环境大气经压缩提高压力后，由飞机环境控制系统对座舱增压和通风，然后经座舱压力调节器排回到大气中去。大气通风式增压座舱一般限于24公里以下高度使用，在更高的高度上由于空气稀薄，需要使用再生式增压座舱。再生式增压座舱的空气与大气隔绝，用机载压缩气源对座舱增压并补偿少量的座舱漏气，用过的空气经再生后在舱内循环使用。再生式增压座舱主要用于飞行高度大于24公里的飞机和载人航天器。现代飞机广泛使用大气通风式增压座舱。5）特殊载荷：迫降等。20精选课件ppt进行机身强度计算时，机身受弯情况可采用载荷情况A（拉起、改出下滑、水平飞行有垂直气流作用的飞行状态），扭转情况可认为安定面承受非对称载荷情况以及垂直尾翼也承受非对称载荷。在外力（机翼、尾翼、动力装置和起落架固定接头处的支反力）、机身结构和内部装载的质量力作用下，机身可看作是在两个平面内（垂直平面xoy与水平平面xoz）同时受剪、受弯以及受扭的多支点梁。沿机身x方向的轴向力一般不大，但在强度计算时要予以考虑。作用在机身上的外力与质量力（惯性力）平衡。21精选课件ppt

6.2.2机身的内力图图6.3机身的受载，Qv、Qh、Mz、My、Mt内力图特点:1.机身在连接接头处的支反力的值可能比机翼升力（yw)和尾翼升力（yht和yvt)本身要大；2.当发动机布置在后机身上时会使Mz明显增大；3.当质量沿X轴分散较大时或机身较长时，也会使Mz增大；4. 增加垂尾高度会使Mt增大。22精选课件ppt与机翼比较■ 载荷：■基本种类相同；■集中载荷、质量力是主要载荷；■水平和垂直方向载荷是同一数量级。■ 几何（刚度）：■机身水平、垂直方向尺寸接近，刚度接近。23精选课件ppt

6.3机身的结构受力型式及其受载情况■ 构架式■ 闭合的空间薄壁梁（广泛采用的受力型式）

纵向受力构件(桁条和加强桁条—桁梁)

横向受力构件(普通框和加强框)

外部壳体24精选课件ppt图6.4机身的结构受力型式25精选课件ppt

6.3.1构架式结构的机身空间桁架26精选课件ppt优点■ 桁架可以是静定的（轻）■

在空间飞行器上也采用桁架式箭体，因为桁架接头采用铰接，使得结构在受热状态下能保持良好的工作状态。缺点■桁架的质量、整流罩的质量、受力蒙皮的质量和固定接头的质量累加起来，使它的重量特性已经不如薄壁梁式机身。■ 桁架式机身在利用内部空间方面潜力较差。■ 桁架式机身的战斗生存性也差。27精选课件ppt传力■弯矩产生的轴向力(受Mz和My的作用)基本上靠大梁的缘条来承受；■剪力Qv和Qh由垂直(侧向)和水平(上和下)的桁架构件来承受，这些构件是支柱、横撑杆和斜撑杆；■扭矩Mt由4个平面桁架形成的闭合的空间构架来承受。28精选课件ppt

6.3.2薄壁梁式机身(1)桁梁式(2)桁条式(3)硬壳式29精选课件ppt长桁和桁梁的作用：承受机身弯曲时产生的轴力。支持蒙皮，提高蒙皮的受压，受剪失稳临界应力。承受部分作用在蒙皮上的气动力，并传给隔框。30精选课件ppt一、桁梁式机身(与梁式薄蒙皮机翼结构形式相当)结构特点：1）有几根桁梁（如4根），桁梁的截面积很大，承弯能力较强。桁梁没有腹板，是用模压和锻造方法制造的横截面相当大的桁条。桁梁多半是T型截面。2）长桁的数量较少而且较弱，甚至可以不连续。3）蒙皮较薄。31精选课件ppt

受力特点弯矩Mz和My引起的轴向力主要由桁梁承担，蒙皮与桁条几乎不承受正应力。蒙皮承受剪力Qv、Qh以及扭矩Mt，蒙皮受剪切。注意：Qv由左右两侧蒙皮受，Qh由上下两块蒙皮受。32精选课件ppt优点：1）在机身上布置大开口不会显著降低机身的强度和刚度；2）开口补强引起的重量增加较少。缺点：相对载荷大时，重量特性较后两类差些。用于小飞机：开口比例相对大,前机身开口多。33精选课件ppt桁梁布置■ 早期桁梁：■沿整个机身长度布置；■布置在

45

处。■ 混合受力型式机身桁梁布置：■在机身上有开口部位布置(座舱盖开口、密封舱开口、设备舱开口、起落架舱开口、油箱开口、发动机舱开口等)；■对机身进行受力补强的部位；■或者是用桁梁(纵向梁)来承受纵向集中力(来自发动机推力、武器反作用力等)。34精选课件ppt二、桁条式机身(与单块式机翼结构形式相当)结构特点：随着载荷的增大(主要是弯矩增大)，机身的结构受力型式就由梁式改成了整体式；由桁条、隔框和蒙皮组成；桁条较密、较强，桁条间距在100~250mm之间；蒙皮较厚，在0.8~2.5mm之间；框的间距大约在200~500mm之间。35精选课件ppt受力特点：蒙皮与桁条一起承受弯矩Mz和My引起的轴向力(拉-压)；承受剪力Qv、Qh以及扭矩Mt时，蒙皮受剪切。优点： 1)弯、扭刚度比桁梁式机身大2）蒙皮较厚，其局部变形小，有利于改善气动性能缺点：蒙皮上不宜大开口。桁条式和桁梁式机身统称为半硬壳式机身36精选课件ppt桁条式机身加强框，与水平尾翼的某接头相连接，受到接头传来的集中载荷。(1)由蒙皮的支反剪流q平衡加强框所受的集中力Py。(2)Q的分布与机身的受力型式，或者说与受正应力的集中面积的分布有关。对桁条式机身，剪流沿周缘按阶梯形分布。(3)桁条给蒙皮提供轴向支反剪流来平衡剪流q，这样，蒙皮上的剪流q将引起桁条的拉、压轴力。37精选课件pptNote:(1)若蒙皮也受正应力，则在两根桁条间的剪流将不是常数，而是呈曲线分布。曲线+阶梯形分布。(2)框平面内受集中力时，支反剪流的分布、大小只与受力型式有关（或者说与受正应力的元件的分布有关），与加强框本身的构造形式无关。传力总结：(1)由加强框承受集中载荷；(2)框将集中力扩散，以剪流形式传给蒙皮；(3)剪流在蒙皮中向机身支撑处传递时，剪切内力Q通过蒙皮连续向前传递，弯矩内力M则以桁条的轴向拉压形式向前传递，距34#框越远，轴力越大，沿x轴近似线性分布。38精选课件ppt图6.6客机机身结构、蒙皮、框和桁条之间的连接结构39精选课件ppt40精选课件ppt三、硬壳式机身结构特点：■ 由普通框和加强框支持的蒙皮组成■ 没有纵向构件■ 蒙皮厚■ 隔框少■ 很强的战斗生存性■ 重量特性不好(为保证蒙皮不失稳，增厚，从而增重；开口补强，增重很大)41精选课件ppt受力特点：■蒙皮承受所有形式的剪力和弯矩，所以，它既承受正应力，又承受剪应力。■隔框用于维持机身截面形状和承受垂直机身轴线的集中力。■这种机身结构的蒙皮必须具有足够的受压、受剪稳定性，所以夹层结构板是硬壳机身结构的较理想蒙皮。优 点：弯、扭刚度大。缺 点：1）机身相对载荷小（蒙皮厚），因而蒙皮材料利用率低；2）开口补强增重较大。所以这种机身型式实际上用得很少。三种典型机身的差别主要是受弯曲引起的轴向力的构件不同42精选课件ppt43精选课件ppt随着速度的增加，为何机翼较多采用多腹板式结构，而硬壳式机身用的却不多？机身气动载荷小，所以局部刚度要求低。机身截面形状高，承受弯矩的能力比较强，有效高度不敏感。机身开口多，硬壳式机身不宜开口，机翼上开口少，可以采用多腹板式机翼。44精选课件ppt

6.4机身基本承力构件的用途和构造型式机身上基本受力构件的用途与机翼上相对应的受力构件的用途是类似的。6.4.1机身蒙皮■ 维持机身外形■ 蒙皮和加强它的桁条共同承受由于弯矩引起的拉—压轴力；■ 承受由于横向力（Qy，Qz）和扭矩（Mt,绕x轴）作用而引起的剪力(切向应力)；■ 密封舱(座舱)蒙皮还要承受相当大的压差。45精选课件ppt图6.8板材蒙皮的连接接46精选课件ppt6.4.2桁条和桁梁■ 作用：正应力、集中力扩散承受机身弯曲时产生的轴力。支持蒙皮，提高蒙皮的受压，受剪失稳临界应力。承受部分作用在蒙皮上的气动力，并传给隔框。47精选课件ppt6.4.2桁条和桁梁■ 简单式的（从横剖面看，只有一个结构元件）■ 组合式的（从横剖面看，有几个结构元件）图6.9组合式机身桁条和桁梁的剖面48精选课件ppt图6.10薄壁梁式组合式桁梁用于货舱、舱盖等大开口处的纵向边缘。49精选课件ppt50精选课件ppt6.4.3机身框普通框：用于维持飞机外形和固定蒙皮、桁条，一般为环形框。加强框：承受来自机翼、尾翼、起落架、发动机和货物的集中力并把这些力传到蒙皮上。其缘条较强和腹板较厚。■整体环形框■组合框（铆接装配框）：环形框，腹板框51精选课件ppt机身框作用及受载：普通框的作用：（1）维持机身的截面形状。（2）对蒙皮和长桁起支持作用。受载：（1）蒙皮传入机身周边空气动力（2）机身弯曲变形引起的分布压力加强框除上述作用外，主要功用是将装载的质量力和其他部件上的载荷经接头传到机身结构上的集中力加以扩散，然后以剪流形式传给蒙皮。52精选课件ppt图6.11框和翼肋的受载对比和剖面形状53精选课件ppt普通框受力■ 气动力：通常分布对称■ 圆形：环向拉力■ 非圆：局部弯曲应力■ 机身弯曲变形引起的压力■ 一般不存在强度问题■ 大型飞机变形可能大，需检查弯曲刚度普通框的载荷54精选课件ppt55精选课件ppt加强框■ 承受集中载荷并把这些力传到蒙皮上■ 承弯矩、剪切载荷■ 分为：■环形框（整体与组合）■腹板框（整个框平面无开口）56精选课件ppt加强框的特点：受的载荷大，是飞机结构的重要承力构件要与长桁、蒙皮相连。在一框多用时，上面的连接接头不止一个。框上常有多组接合孔群。尤其是与其他部件（如机翼、尾翼）的对接框，其作用十分重要，因此一般加强框作为关键件之一，其上的危险部位应进行精心设计。57精选课件ppt腹板框结构简单，重量轻，一般放在后机身或是布置在大开口的两端。影响了机身内部空间的利用连接垂尾的腹板式加强框布置型材提高抗剪切失稳能力58精选课件ppt腹板框的受力特点：腹板框属于平面板杆结构，腹板上可设置加强型材用来承受集中力，并有它扩散成剪流传给腹板，腹板受剪纵、横型材只受轴力，它们将腹板分成若干个格子，以提高腹板的剪切稳定性腹板上的剪流小，其厚度比刚框的薄框缘条作为板杆结构中的杆子，只受轴力，而且它的应力比刚框缘条中的应力小得多。59精选课件ppt60精选课件ppt图6.15安124机身典型截面1－滑轨；2－货舱地板梁；3－中央翼固定接头；4－中央翼；5－主起落架整流罩；6－横梁；7－辅助动力装置舱；8－水平安定面；9－垂直安定面；10－后货舱舱门。61精选课件ppt环形刚框的受力特点1.它相当于一个封闭的曲梁，受载后有弯矩、剪力、轴力

弯矩：由刚框的内外缘条承受，其对刚框的尺寸影响最大

剪力：由框的腹板承受，由它来决定腹板的厚度

轴力：由缘条和腹板共同承受2.由于弯矩对刚框的尺寸影响最大，我们以硬壳式机身等剖面环形刚框为例分析其弯矩内力，大致可以得出以下结论：（1）在法向集中力和集中力矩作用处，框缘截面的弯矩最大（2）法向集中力产生的框截面内弯矩比切向集中力产生的弯矩要大，后者只有前者的1/462精选课件ppt6.4.4机身上骨架元件与蒙皮的连接(1)蒙皮只与桁条相连（浮框）

■只有纵向铆缝，较好的蒙皮质量（从气动观点来看，要好）。■由于蒙皮没有横向支持，承剪能力变差，就需要通过增加蒙皮厚度来对其进行加强。解决方法：加补偿片连接蒙皮与框。图6.14 框3借助补偿片4同蒙皮1的连接63精选课件ppt(2)蒙皮既与框相连、又与桁条相连。■ 刚度大，重量轻；■ 蒙皮上有很多铆缝；■ 由于在框上开了缺口，框的结构较为复杂。图6.15框与桁条的连接1－蒙皮；2－桁条；3－框4－弯边；5－角片64精选课件ppt图6.16加强框上桁条缺口处的加强65精选课件ppt机身元件连接细节66精选课件ppt机身元件连接细节67精选课件ppt机身骨架68精选课件ppt6.4.5机身的工艺分离面和使用分离面为了能传递作用在桁条上的轴向力，就要布置特殊的对接接头。69精选课件ppt■ 使用（设计）分离面：■可以拆卸■便于安装、维修、运输、更换■ 工艺分离面：■不可拆卸■生产、工艺需要■ 原因■

1）将复杂机身外形零件简化■2）原材料规格限制■3）机床设备的加工能力■4）开敞性好，提供工作效率70精选课件ppt典型工艺分离面：■1）机身段分离面（前、中、后）■2）组合件工艺分离面■ 横向组合件：如每个加强框是单独装配件■ 纵向组合件：如壁板沿纵向一般分为3～4个组合件，即上壁、侧壁、下壁71精选课件ppt■ 分离面对接：■接头少：重量不利，安装方便■接头多：重量特性好，安装不方便■ 桁梁机身：接头少，铰接接头■ 桁条机身：围框接头（3个以上的导向销）72精选课件ppt73精选课件ppt6.5其它部件与机身的连接6.5.1机身与机翼的连接■ 有中央翼：铰接■ 无中央翼：固接74精选课件ppt图6.17三角机翼与机身的连接方案75精选课件ppt(b)水平耳片连接，螺栓垂直放置。传弯时螺栓受剪，传剪时螺栓不受力，靠机翼、机身上的耳片相互挤压传递。其优点是接头开敞性好，便于对接孔的精加工以及使用、维护中的装拆。现代高速战斗机一般翼梁的相对载荷较大，为提高梁的有效高度，缘条多数做成扁平宽缘条，水平耳片便于过渡，同时对较薄的高速飞机机翼，为避免传递载荷较大时螺栓直径过大、耳片加厚(将减小上、下耳片的有效间距)，可用增加螺栓的数量来增大剪切面和挤压面，故它比较适用于较薄又载荷较大的机翼，在歼6、歼7、歼8以及国外的一些飞机上均有使用，使用比较广泛。机翼在机身侧边连接时的接头形式76精选课件ppt(a)所示的耳片垂直、螺栓水平放置的接头在传剪力、弯矩时螺栓均为受剪，对提高连接件的疲劳强度有利，在很多低速、小飞机上常采用这种形式。但在传递大载荷时，为满足剪切强度须把耳片分成几片；为满足挤压强度则螺栓要设计得很粗，从而影响上、下耳片的有效间距，故不宜在高速薄机翼上采用。(c)中的接头，耳片带斜度．可设计成等强度。(d)中的螺桩式连接是F-104的机翼—机身对接接头，在对接框上伸出4个水平螺桂．插入机冀上的对接孔内。这种连接不需要领外的连接段．(e)当梁的结构高度很小、粱缘条又不宽时，可采用沿展向布置两个连接螺栓传递弯矩，它在一些带翼导弹上用。77精选课件ppt图(f)，(g)均为传递剪力的铰接接头．其中齿垫式可在垂直方向作微量调节，属一种带设计补偿的接头形式，(如歼7的接头V)．接头可单独制造，制作方便，易装配，但所传剪力不大．设计接头时应注意使传递载荷时的偏心距尽量减至最低限度。不可避免时，要在设计接头以及与接头连接的相邻构件时，计入因偏心引起的影响，这一点对大接头尤为重要。78精选课件ppt接头II是耳片接头(b)、(g)的综合，传弯、剪时螺栓均受剪，且因传剪时耳片不需受局部弯曲可做得较薄、增大接头有效间距；但精加工和装配时比较困难。79精选课件ppt波音707的翼身对接，机翼以嵌入形式插到前、后两个对接框之间，通过四个空心销将机翼前、后梁与框对接。x方向的载荷，如机翼阻力、发动机推力主要通过机身下方的机身龙骨梁传给机身，龙骨梁上的柔性板能在机翼弯曲时承受弯曲引起的力，该龙骨梁也作为机身下部开口处的重要受力构件。此外中央翼盒上方的地板纵梁以及侧肋的上缘条与机身侧壁的连接也是x向力的辅助传力路线．80精选课件ppt中央翼梁与机身对接框为整体结构。这种形式是将机冀梁作成框的一部分．做成整体结构主要是为减轻重量。(a)为B737、B747的对接框设计。其上半部是框的主要部分，框的下半部由中央翼梁及其向下延伸部分组成，延伸部分是次要结构。上、下两部分用螺栓连成整体。由于机翼挠曲和地板梁(位于地板与机翼上表面之间的纵向布置的构件)的影响，有可能使框变形过大，并使中央翼梁与框的连接部位出现疲劳裂纹．如果设计得当，则能减小翼梁引起的旋转变形，而不致使框出现疲劳问题。设计时必须利用相关部件的弹性特性，找到最有利的传力路线的分布。这种连接形式近年来已为飞机设计人员广泛采用．(b)为另一种中央翼梁机身的整体结构。81精选课件ppt82精选课件ppt图6.18中央翼与机身的对接结构方案83精选课件ppt84精选课件ppt6.5.2尾翼与机身的连接固定同机翼与机身的连接固定没有根本的区别。传力分析（集中力的传递）(一)平尾集中力的传递(前面已讲)Qy(作用在中心线上如何形成剪力和弯矩）(1)如在机身后段有一Qy作用，由框转成q(视机身结构形式而不同)。(2)框把Qy转成q后，就由蒙皮受剪把力往机身中部传，并由此产生轴力。85精选课件ppt（二）垂尾受力总结Pz接头上PzMxMyPzMyMt=Mx+Pz*Df/2MtPzMy机身蒙皮（不引起轴力）机身蒙皮（将引起机身弯矩,即轴力）水平加强板上两型材，由杆通过板转成1、2框平面的力Qz，Qz由框扩散给机身。框框86精选课件ppt6.5.3起落架与机身的固定■ 通常固定在机身加强框和(或)纵梁上。■可以采用起落架舱，它由垂直腹板、水平加强板和两端的加强框形成。■起落架支点的开口周围用加强构件(开口小时用型材、开口大时用梁或强度高的横梁)加强。87精选课件ppt图6.19前起落架在前机身中的固定接头结构方案；作用在机身上的起落架载荷及其平衡1-纵梁2-加强板3-梁缘条4-梁腹板5-垂直型材6-对角型材7-斜撑杆的固定接头8-前起支柱固定接头88精选课件ppt某轻型歼击机前机身结构89精选课件ppt6.6 机身开口处的结构形式■ 满足飞机的使用性和维护性要求■ 开口的结构形式取决于：■机身结构受力型式■开口的尺寸■是否要切断机身上的承力构件■根据使用条件能否使用受力口盖等(盖在开口上)。90精选课件ppt开口的结构型式■用于观查窗、加油口等处的小开口：如果这种小开口不破坏承力结构的完整性，以框架形式沿开口周围加上刚性垫板(如同在机翼上)。这种开口采用快卸螺钉将口盖盖上。■中型开口，它破坏了机身受力构件的完整性，需要采用与机身上总体受力构件联成一体的承力口盖盖上。这种口盖用螺钉沿开口周边固定在机身承力构件上来保证口盖与蒙皮共同受剪(受扭时)或受拉压(受弯时)。■用于驾驶舱盖、舱门、起落架舱、货舱等处的大型开口，因为使用条件的限制而不能采用同机身受力结构连成一体的承力口盖，在开口端部用腹板式加强承力框来加强，在开口两边布置桁梁(加强桁条)

。91精选课件ppt图3.73双梁机翼根部大开口的传扭(a)根部布置图(b)开口端肋的分离体图(c)开口区的双梁参差受弯分离体图(d)双梁参差弯曲引起的附加变形的示意图(1)开口在根部与外段相比，根部固定端可认为是绝对刚硬，按刚度分配可认为支反力矩全部由根部提供。这组支反力矩在根部剖面附近是一组自身平衡力系。后梁卸载，前梁加载。92精选课件ppt（2）开口在中段支反力矩都是由结构提供，即由于开口处前后梁弯曲引起的剖面翘曲靠盒段结构限制住，开口前后两段盒段刚度差不多，所以由两段同时提供支反力矩。因为开口前后由结构提供支持，开口段前后会有影响区（L=1—1.5B），而在(1)中，开口在根部，支反力矩全部由根部提供，所以不存在外段影响区。93精选课件ppt6.7机身舱段主要结构的受力分析■乘员舱、客舱和货舱。■ 高空飞行可以获得最好的技术性能和经济性■ 需要加压、加热■ 常用涡轮喷气发动机或涡轮螺旋桨发动机的压气机引入压缩空气■密封舱段，承受附加的压差载荷Δp■ 通常为正压差■ 飞行高度急剧下降可能是负压（坐舱压力小于外界压力）94精选课件ppt6.7.1密封舱纵向截面上产生应力：

ΔpfR/

sk半球形气密框在蒙皮上引起轴向应力：x

ΔpfπR2/(2

R

)

ΔpfR/(2

)

2

x95精选课件ppt一、座舱的增压载荷（1）增压载荷的定义：增压舱内的空气压力与周围大气的空气压力之差称为增压载荷。（2）增压载荷的特点：➢增压载荷是重复性循环载荷，对增压座舱机身结构的寿命和损伤容限特性影响很大，必须按损伤容限设计准则设计。➢增压座舱内压力的变化规律（正压差、负压差）➢增压舱结构也是机身受力结构的一部分，它既有增压载荷引起的应力，又参与机身的总体受力。96精选课件ppt二、增压舱的形状和位置增压舱的形状和在机身上的部位随飞机类别的不同而不同。三、旅客机增压舱的结构设计增压舱形状：旅客机增压舱一般为圆筒形，或接近圆筒形。其后端常为球面腹板框，前端常为平面腹板框。(1) 机身蒙皮的受力与设计在正增压载荷作用下，机身的蒙皮受双向张应力周向张应力纵向张应力

T＝Δp

R/t

x＝Δp

R/2t式中 R—机身半径；t—蒙皮厚度；Δp—压力差。可见，

T是

x的2倍。因此，增压舱部分的蒙皮沿纵轴方向的裂纹比周向裂纹更危险。设计时应采取损伤容限设计措施。97精选课件ppt(2) 球面框➢ 球面框的结构特点：

a) 半球形结构受力好，但球面框一般不做成半球形；b) 一般采用球面的一部分—球亏面作框，而且有：Rs(球面半径)>R(机身半径)α角取为60°比较经济➢ 球面框受力分析球面周缘单位宽度上的总拉力F为:F=ΔpRs/2tF随Rs的增大而增大。98精选课件ppt➢球面框的构造及与机身的连接a) 球面框的构造：b) 球面框的连接：如果球面框要承受yoz平面内的集中力，就需要布置一平面框或局部平面框。三角形板

破损安全带盖板99精选课件ppt(3) 平面腹板框•

旅客机增压舱的前端一般采用平面腹板框。