1、 飛機結構設計第三章習題解答一、 一雙粱機翼，外翼傳到2肋剖面處的總體內力分別力剪力Q100 kN(作用在剛心上)，彎矩M=5×l03 Kn·m、扭矩Mt= 30 kN·m。已知前、后粱的平均剖面抗彎剛度為EI前1010kN·mm2、EI后2×1010kN·mm2；前、后閉室平均剖面抗扭剛度為Kt前5×108 kN·mm2，Kt后109 kN·mm2。求： (1)當L前L后1500 mm時，Q、M、Mt在2#肋剖面如何分配(題圖32(a)? (2)當L前3000 mm、L后1500 mm時，Q、M、Mt在

2、此剖面又如何分配(題圖32(b)?(計算扭矩分配時，假設不考慮前、后閉室之間和1#肋對前閉室的影響)。1. =（1） Q的分配 K= = 只與2EJ有關Q= （）Q = = = 0.333Q = 3330kg = 33.3KNQ= 6670kg = 66.7KN(2) M的分配 K= 關系式仍同上= 0.3335105 = 1666.7 KN m M2= 0.6675105 = 3335 KN m（3） Mt的分配 Mt1= = 0.3333103 = 0.999103 kg.m = 10 KN m Mt2 = 0.6673103 = 2.001103 kg.m = 20 KNm 2. =30

3、00 mm =1500 mm (1) Q的分配 K= K1= 2= 2=106 = 21060.111 K2= 2= 2106 = 106 = 21060.889 K1+ K2 = 2106 ( +) = 2106 ( +) = 12106 Q= 0.11110000 = 1110kg = 11.1KN Q= 8890kg = 88.9KN （2） M的分配 K1 = = = 0.333109 K1 = = 1.333109 K1+ K2 = 1.666109 = 5105 = 0.19995105 = 0.25105 = 105 kg m = 1000 KN m = 4105 kg m =

4、4000 KN m（3） Mt的分配 K1=1.667107 K2=6.667107 K1+ K2 = 8.334107Mt1 = 3103 = 0.23103 = 0.6103 kg.m = 6 KN mMt2 = 3103 = 0.83103 = 2.4103 kg.m = 24 KN m二. 題圖3.3所示兩機翼，(a)為單塊式，且雙梁通過機身，而長桁在機身側邊切斷；(b)為單塊式，整個受力翼箱通過機身。請畫出兩種情況下aa、bb段長桁的內力圖，并筒要說明何以如此分布？三. 請畫出以下各指定翼肋的力平衡圖和內力圖(題圖3.4)。(1) 薄蒙皮雙粱式機翼，I肋在氣動載荷作用下：(a)前、后

5、緣未略去，(b)若略去前、后緣的氣動載荷和結構。 (2) 該機翼前粱轉折處的助在傳遞總體彎矩M時所受的裁荷，畫出其力平衡圖和內力圖：(a)剖面筒化為矩形；(b)剖面上、下為曲線。(3) 薄蒙皮雙梁式機翼， 肋后緣受有Y向集中力P。(4) 機翼外段為雙梁式，內側為三梁式，肋位于結構布置變化處，畫出傳總體力時，該 肋的力平衡圖和內力圖。兩閉室對稱，此時q= = （1）若不變，只是兩閉室面積不同，則q仍相同，扭矩引起的剪力與彎矩同上；但剛心位置可能變動，所以多一個扭矩（2）若不同，也會引起兩閉室扭剛不同，則在分析Mt時，就會出現Q，M內力。(5) 薄蒙皮雙梁式機翼v肋后梁上作用有集中力Py，求該肋受

6、Py力時的平衡圖和內力圖(假設前、后粱彎曲剛度相等)。若前后梁對稱右支點： Py + = Py+= Py+Py = Py 若前后梁不對稱，例如前梁剛度為后梁的2倍，剛心在2/3B處，則Mt = Py*2/3*Bq t = =Py PyM ： X-PyXH = 0(6) 薄蒙皮雙粱式機翼肋上C點處受有集中力Px時的力平衡圖和內力圖.=HX+HX= 2H+2HX - PXX四 請畫出題圖3.5所示各機翼結構中所指定肋的力平衡圖和內力圖。(1) 長桁在機身對稱軸處對接的雙梁單塊式后掠翼，I肋在傳遞總體力彎矩的過程中所受的載荷，并畫出力平衡圖和內力圖。解：傳M時I的力矩圖 在處： 突變處： 在處： 如

7、果認為已擴散成水平剪流則：此M值很小（兩種方法都可以）。(2) (a) 請畫出肋在局部氣動載荷下的力平衡團和內力圖（a）號肋（單塊式普通肋）(b) 請畫出中央翼在作用有反對稱總體彎矩時，肋、肋的力平衡圖和內力圖。設左右機翼通過中央翼連成整體，并在A、B、C、D四點與機身鉸接，接頭在機翼前、后墻腹板上。 III肋和IV肋的分析(3) 機翼外段為雙梁單塊式，內側改為雙梁式，畫出結構型式交換處的v肋在傳遞總體力M、Q、Mt時的力平衡圖和內力圖。傳M時：傳Q時不起作用；傳時也不起作用。(4)多墻式機翼在根部用兩個固接接頭與機身相連，請畫出側肋在傳遞總體內力的剪力Q時，其力平衡圖和內力圖。(5) 畫出圖

8、示三梁式后掠翼側肋在傳遞總體彎矩時，其力平衡圖和內力圖。如果結構彎矩完全對稱，則中間支點無力；否則會有力（載荷也要對稱，即,才可能）五下列各機翼結構蒙皮上均有開口，請畫出所指定翼肋在傳遞總體內力時所受的載荷及它們的力平衡圖和內力圖。(1) 單梁單墻式機翼的I肋。在Q和M下，I肋不起作用；在Mt下，如圖所示：(2) 雙梁單墻式后掠翼，其中后粱在肋處有轉折，請畫出肋的力平衡圖和內力圖。(3) 雙粱單墻式機翼中肋在傳扭時的力平衡圖、內力圖。(4) 單梁雙墻式機翼中助在傳扭時的力平衡圖和內力圖。六： 現有一桁條式機身，平尾固定在垂尾上，垂尾與機身的連接如圖3.7所示，接頭A在yoz平面內為固接，接頭B

9、為鉸接。尺寸a = 0.667m,b=2m c=4m。平尾上受有不對稱的Py力，力作用點距y軸1m，Py1=100KN, Py2=50KN,求(1) 此時機身后段的彎矩圖Mz、剪力圖Qy和扭矩圖Mt。(2) 畫出框B的力平衡圖，并用圖表示出支反剪流的大小分布規律桁條布置見圖3.7RBRAPYMXQyuMZ七：某垂尾為單梁單墻結構，后梁與機身固接，前墻與機身鉸接。在機身垂尾連接處的加強框有兩種布置方案：(1) 兩接頭連接處均布置有垂直放置的加強框，(2) 沿后梁軸線方向布置一斜框，前墻處布置一垂直框(見題圖3.8)。請分析當垂尾上受有側向力Pz作用時，在兩種方案情況下機身結構分別由哪些構件受載(包含加強框和其他構件)?分別畫出他們的力平衡圖。假設機身后段為桁條式。從后方看：上壁板：框B上只受有Py力，方向向下。因為是桁條式機身，q