飞机结构设计习题答案

1、第二章习题答案2.飞机退出垂直俯冲状态，沿半径为r的弧线进入水平飞行。如果开始退出俯冲的高度h1为2000米，开始转入水干飞行的高度H2为1000米，此时的飞行速度为v=720km公里/小时(标题图2.3)，计算(1)飞机在2点钟转向水平飞行时的过载系数ny；(2)如果最大允许过载系数nymax=8，可以采用什么样的大速度或大机动飞行状态来保证攻击的突然性？(也就是说，如果r是常数，Vmax能达到多少？如果v是常数，rmin是什么？回答(1)(2)3.飞机的战术和技术要求规定，飞机应该能够在高度为1000米、速度为520米的条件下工作当Km/h和v=625km/h(施力条件下)时，盘旋半径不应

2、小于r=690m和r=680m(施力)状态)的正常悬停(标题图2.4)。乞求(1)飞机的最大悬停角和悬停过载系数ny；(2)此时，有一个炸弹挂在机身下整架飞机的重心处，重GB=300 kg，因此计算此时作用在炸弹钩上的载荷大小和方向(1kgf=9.8N)。回答：(1)从和开始(未施加力)(增加力量)(2)6.飞机处于俯冲状态。当它降到H=2000米(=0.103公斤/立方米)时。)遇到上升气流的作用(图2.7)，并在此时找到飞机的ny。众所周知，飞机重量为5000公斤，机翼面积为20平方米。此时，飞行速度v=540km公里/小时，轨道半径r=8.00m米，y轴和铅垂线600之间的角度，上升气流

3、速度u=10m米/秒，阵风缓和系数K=0.88。回答：=3 0.125千牛=G7.飞机以过载NY=-3的曲线飞行，并以3.92弧度/秒2的角加速度绕飞机重心旋转，旋转方向如图2.8所示。如果发动机重量GE=1000千克，从发动机重心到整个发动机重心的距离L=3米，发动机围绕其自身重心的质量惯性矩Iz0=1200牛顿MS2，计算(1)发动机重心处的过载系数nyE(2)如果发动机挂在两个接头上，前(主)接头位于发动机重心，后接头距发动机重心0.8m，计算此时发动机作用在机身结构接头上的质量载荷(大小和方向)。回答：(1) (2)重心(前关节)关节作用在发动机上的力与Y轴成负相关，施加在发动机上的外

4、力是向下的后连接器(Y轴向前)以上是发动机接头上的力作用在机身结构接头上的发动机质量载荷应该反向，即起来向下飞机结构设计第三章练习题的解答1.对于双梁机翼，从外翼传递到2 #肋截面的总内力为q=100kn(作用在刚性中心上)。力矩M=5l03 Knm，扭矩Mt=30 kNm。众所周知，前梁和后梁的平均弯曲刚度在=1010kNmm2之前为EI，EI=21010kNmm2后；前、后封闭腔室的平均扭转刚度在Kt前为5108 kNmm2，在Kt后为109 kNmm2。寻找：(1)当l前=l后=1500mm时，q、m和Mt在2#肋截面中的分布情况如何(标题图3.2 (a)？(2)当L=3000毫米前和L

5、=1500毫米后，Q、M和Mt在该断面中的分布情况如何(标题图)3.2(b)？(在计算扭矩分布时，假设不考虑前后封闭腔室和前封闭腔室上的1#肋之间的影响)。1.=(1)q=K的分配=仅与2EJ相关Q=()Q=0.333Q=3330千克=33.3千牛顿Q=6670kg千克=66.7千牛(2)m k=关系的分布仍与上述相同=0.3335105=1666.7千牛米M2=0.6675105=3335千牛米(3)机器翻译的分配Mt1=0.3333103=0.999103千克米=10千牛顿米mt2=0.6673103=2.001103kg . m=20 kNm2.=3000毫米=1500毫米(1)q=K的

6、分配K1=2=2=106=21060.111K2=2=2106=106=21060.889K1 K2=2106 ()=2106 ()=12106 Q=0.11110000=1110kg=11.1KNQ=8890kg千克=88.9千牛(2)M的分配K1=0.333109K1=1.333109K1 K2=1.666109=5105=0.19995105=0.25105=105千克米=1000千牛顿米=4105千克米=4000千牛米(3)机器翻译的分配K1=1.667107 K2=6.667107K1 K2=8.334107Mt1=3103=0.23103=0.6103千克米=6千牛顿米Mt2=31

7、03=0.83103=2.4103千克米=24千牛顿米2.图3.3(a)所示的两个机翼是整体的，双梁穿过机身，3.请在下面画出指定筋的力平衡图和内力图(标题图3.4)。(1)薄蒙皮双梁机翼，在空气动力载荷作用下的I形肋：(a)不忽略前缘和后缘，(b)如果忽略前缘和后缘，气动载荷和结构。(2) 在机翼前梁的转折处有助于承受传递整体弯矩m时的切削载荷，并画出其力平衡图和内力图：(a)截面为矩形；上部和下部是曲线。(3)薄蒙皮双梁机翼，肋后缘承受Y向集中力p(4)机翼外段为双梁，内段为三梁，肋位于结构布局变化处。当总力被抽取时肋骨力平衡图和内力图。两个封闭的腔室是对称的，此时q=(1)如果不变，但两

8、个封闭腔的面积不同，那么q仍然相同，由扭矩引起的剪力和弯矩与上述相同；但是刚性中心的位置可能会改变动起来，再来一个扭矩(2)如果不同，也会导致两个封闭腔室的扭转刚度不同，所以在分析Mt时，会出现Q和M的内力。(5)集中力Py作用在薄蒙皮双梁机翼V形肋的后梁上，得到了Py力作用下肋的平衡图和内力图(假设前后梁的弯曲刚度相等)。如果前后梁对称右支点：皮=皮=皮皮=皮例如，如果前后梁不对称，则前梁的刚度是后梁的两倍，并且刚度中心在2/3B，则MT=py * 2/3 * Bq t=Py Py-=m:X-Py X H=0(6)肋上C点集中力Px的薄蒙皮双梁机翼的力平衡图和内力图。=高X高X=2小时2小时

9、X-PXX第四，请画出图3.5所示各机翼结构中指定肋条的力平衡图和内力图。(1)桁条与机身对称轴对接的双梁单块后掠翼的总力和弯矩传递过程中，工字形翼肋上的载荷加载，并绘制力平衡图和内力图。解决方案：传递m时I的扭矩图在：突变：在：如果认为它已经扩散到水平剪切流中：m的值非常小(两种方法都可以使用)。(2) (a)请画出局部气动载荷下肋二的力平衡组和内力图(a)肋骨(单一普通肋骨)(b)请画出中心翼承受反对称总弯矩时，肋三、肋四的力平衡图和内力图。向左和向右设置机翼通过中央机翼连接成一个整体，并在四个点A、B、C和D处与机身铰接，并连接到机翼前后壁的腹板上。肋三和肋四的分析(3)机翼外段为双梁单

10、块式，内段改为双梁式。结果表明，结构型式转换处的V形肋传递的是总力m，q和mt处的力平衡图和内力图。通过m:当通过q时，它不起作用；也不管用。(4)多壁机翼通过根部的两个固定接头与机身连接。传递整体内力的剪力Q时，请画出侧肋。其力平衡图和内力图。(5)绘制三梁后掠翼侧肋七传递总弯矩时的力平衡图和内力图。如果结构的弯矩完全对称，则中间支点较弱；否则，它将是强大的(负载也应该是对称的，也就是说，它可以是Can)5.下列机翼结构的蒙皮上有开口。在传递整体内力和载荷时，请在指定的肋上画出载荷力平衡图和内力图。(1)单梁单壁翼工字钢。在q和m下，I肋没有作用；在Mt下，如图所示：(2)双梁单壁后掠翼，其

11、中后梁在肋二处有一个转折点，请画出肋二的力平衡图和内力图。(3)双梁单壁翼肋传递扭矩时的力平衡图和内力图。(4)的力平衡图和内力图有助于单梁双壁机翼的扭矩传递。六.有一个桁架机身(2)沿后梁轴线方向设置斜框，前墙设置竖框(见图3.8)。请分析当垂直尾翼受到横向力Pz时，机身结构的哪些部件在两种方案下受载(包括加固框架和其他组件)？分别画出它们的力平衡图。假设机身的后部是桁条型的。从后面看：上墙板：只有Py力施加到框架b上，方向是向下的。由于是桁架机身，Q呈阶梯状分布方案一：框架一受MZ和QZA影响，框架二只作用于QZB还有一个弯矩(垂尾)分量，即MX到框架I；“我的”通过加强板进入“我的”和“

12、水平”框在方框二。方案二：不需要水平加强板，m的竖尾全部在斜架上。当上下墙板平衡时。它应该用梯形板来平衡；此外，作为QZ，它仍然作用于框架二和斜框架。问题。4-1K1K2ab图1Mq雌三醇环戊醚Q2P雌三醇环戊醚q2图2解决方案：1.根据刚度分布原理，刚度由剪切力决定由于上下两侧对称，刚性中心的x轴位于对称轴上；y轴位置由以下公式计算：K1 a=K2 ba=25.9厘米K1=22012.52=6250 cm4K2=21510.02=3000 cm42.根据合成力矩定理，转换外部载荷并计算肋的剪切力和剪切流，如图1所示。m n=P()=80(3025.9)=4472千牛厘米q1=2.164千牛/

13、厘米q2=1.295千牛/厘米千牛/厘米Pa=Q2B Q1 Q2=PQ2=25.9千牛顿，Q1=54.1千牛顿3.画出肋的剪力和弯矩图(应具体由原肋构件的实际作用图画出反作用力，双支点悬在梁上！(q图：80千牛(q2-q)H2=1.1千牛顿M=80A=2400千牛厘米ABH1-80=5.1千牛顿P4.从剪切图上的最大值确定肋腹板的厚度(剪切型板的设计，四边简支)设计荷载：质量=牵引力控制系统=5.1/H1=5.1/25=0.204千牛/厘米公式为：钾=5.6a/b=B/H1=80/25=3.24 K=5.97，E=70000兆帕d=3.3.899=3.4毫米5.根据最大弯矩确定上下肋的面积(上

14、肋受拉，下肋受压，力大小相等，方向相反):最大弯矩时法兰的内力：N=Mmax/H1=2400/25=96 KN上边缘带的面积由强度计算：确定A* sb=N A*=96000(牛顿)/420(兆帕)=228.57平方毫米考虑到有效连接面积的削弱，应取A *=228.57/0.9=253.97 mm2下边缘条的面积由压杆的整体稳定性公式决定：(两端固定，K=4，注意弯曲方向)(正方形)A*=A*=516.78 mm2如果压缩不稳定性的临界应力值(局部危险)是根据本主题给出的，则可以获得如下结果：A*=96000/280=342.86 mm26.前横梁腹板厚度的确定：前梁腹板剪力流：qq=q1 q=3.404千牛/厘米通过公式进行粗略计算(不考虑列，A非常大)K=5.6=5.6Mm(由于厚度合适，可能不考虑安装立柱)在考虑柱的情况下，间距a=b=250毫米，那么K=9.38毫米7.确定后梁腹板的厚度：后梁腹板剪力流：qh=q2-q=1.295-1.24=0.055千牛/厘米=1毫米不再考虑立柱设计。问题。4-5注意：载荷谱中给出的动作数