3.2 机翼典型受力型式的传力分析

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多腹板机翼的启发问题
1、 无肋时，气动载荷是怎麽传的？ 2、 是否还有扭矩（或扭转变形引起的剪流） 3、如无中央翼会怎样？
四.综述三个典型受力型式:
1.受Q 的形式没有改变;
2.不同之处主要是受M的元件分布由 集中(梁式)分散(单块式)更分散(多腹板式)
并由此还将影响到翼肋和蒙皮的受载情况有所差异
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剪力传递： 因长桁、蒙皮较强，承轴向正应力能力大， 梁腹板受剪时，产生的轴向剪流（将形成弯矩） 由梁橼条，长绗、蒙皮组成的壁板承受。
传递过程： 腹板剪流
梁橼条 蒙皮（受剪）
第一长桁
假定承受正应力能力折算到长桁
第二长桁 蒙皮
蒙皮
橼条、长桁分担轴力大小 与他们的拉压刚度成正比例
内力N沿展向分布按斜折线规律分布，同梁式。
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3.2 机翼典型受力型式的传力分析
压心：空气动力R与机翼弦线的交点，即空气动力合力 作用点。它的位置随着α角（Cy ）而变化。 α →Cy →压心前移，接近焦点。
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3.2.1空气动力向翼肋上的传递分析
分布气动力作用在蒙皮上 谁支持蒙皮？
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3.2.1空气动力向翼肋上的传递分析
2. 总体剪力在梁式机翼的上的传递
（受力元件的力平衡图）
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3.2.3 梁式机翼结构上的总体力传递
3. 总体弯矩在梁式机翼的上的传递 由翼梁承担。
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3.2.3 梁式机翼结构上的总体力传递 4. 总体扭矩在梁式机翼的上的传递 由翼盒承担。
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各基本元件（指受总体力） 可能发生什么破坏形式
1.梁缘条
拉坏
压 压坏 失稳 局部: 主要与各板的支持情况及 b/t 有关 总体: 主要与杆长L与J有关, 支持情况 ( 两个平面支持, 一般不易总体失稳)
2.桁条: 完全同上,只是因没有腹板支持易总体失稳。
3.蒙皮、腹板:剪坏,剪切失稳与a/b有关,与支持情况有关 此时翼肋长桁又是它的支持。
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下图所示两种受力模型的传力路线相同吗? P
解: 将P移到刚心得
P`=P
Mt=P*3
R前`= 3/4P
R后 =1/4P
qt= 3P
=3/8P
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Rt前“= 3/8P1 Rt后“= 3/8P1
R前= 3/4P-3/8P=3/8P R后= 1/4P+3/8P=5/8P
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2. 翼形变薄 承弯能力要求
两者矛盾
办法: 提高有效高度，可采用后面介绍的多腹板式
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二、单块式机翼的传力分析
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单块式机翼的气动载荷是如何在翼肋上传递的？
请观看动画
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传力分析:
Q
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Q
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单块式机翼的载荷是如何传递的？
请观看动画
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3.2.3 梁式机翼结构上的总体力传递
航向（X向）集中力: 由肋扩散. 向上集中力P作用下: 向上运动由梁腹板提供支反力限制;
转动由梁腹板蒙皮提供支反剪流限制。
加强肋内力图见右图
受力特点: 弯矩剪力往往较大
结构特点: 肋腹板缘条比较强;
2020/3/26 与翼梁 蒙皮的连接也比较强。
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3.2.3 梁式机翼结构上的总体力传递
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3.2.3 梁式机翼结构上的总体力传递
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3.2.3 梁式机翼结构上的总体力传递
1. 气动力在梁式机翼的翼肋上的传递
（翼肋的力平衡图）
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3.2.3 梁式机翼结构上的总体力传递
Heff 多腹板;
薄翼刚度要求
厚蒙皮 无长桁
传力特点: 若无普通肋
蒙皮气动载荷
腹板(展向一长条蒙皮上的气动载荷)
蒙皮(轴力 侧肋(剪力）
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*对多腹板小展弦比直机翼, 由于各梁刚度、载荷 不一样, 会有附加剪流
翘曲变形
弯曲刚度大
弯曲刚度小
对刚度大的梁加载，对刚度小的梁卸载
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应掌握几点：
1.蒙皮、长桁、梁上的q、N均有变化 蒙皮: 扭矩和轴向剪流——蒙皮受剪传递——肋上附加剪流 （肋上剪流分布改变，与受正应力元件面积有关） 长桁: 正应力 梁: 一部分传给长桁，故N较小。
2.如果蒙皮，长桁均受正应力，则剪流分布有何不同？ —— 阶梯 —— 斜折线
翼梁承受并扩散。
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3.2.2 机翼结构上的总体力传递
机翼结构上的总体力传递 总体力：剪力、弯矩、扭矩。
作用在机翼横剖面上的分布空气动力可简化为作用在压力 中心处的一个合力，并且和作用的集中力一起等效为作用在刚心 上的一个集中剪力和一个扭矩。
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3.2.2 机翼结构上的总体力传递
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3.剪流（轴向）如何传到长桁上——蒙皮受剪，所以肋上剪流多
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应掌握几点：
4.分离面为何要这样安排？ 主要使 M： 左右自身平衡（当对称时） ------机翼贯穿
Q，Mt：在直机翼中不进入中央翼
（与机身相连处根接头 肋）
但反对称Mt要在中央翼上平衡
5. 中央翼一般有些什么元件? 必需 长绗，蒙皮 翼肋主要作为支持，但在与机身连接处要
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3.2.3 梁式机翼结构上的总体力传递
有关力等效的两个问题 问题1. 是否可用等效力系画内力图? 问题2. 是否可用等效力系求支反力?
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举例: 加强肋传力分析
P
前梁
后梁
B
设: H=1, B=4 , 前梁刚度为3, 后梁刚度为1
问题: 1.是否仅后梁腹板提供支反剪力? 2.加强肋是否可简化为双支点梁?
3.2.3 梁式机翼结构上的总体力传递
梁式机翼的总体扭矩由翼盒传递到机翼根部 由机翼根肋传给机翼机身接头。
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3.2.3 梁式机翼结构上的总体力传递
5. 机翼上集中力的传递
集中力来源: 副翼 襟翼 机翼挂架等连接 接解决办法: 集中力作用处布置构件扩散。
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3.2.1空气动力向翼肋上的传递分析
集中力（X向、Y向、Z向） 例副翼接头载荷 ：由翼肋和加强 翼梁承受并扩散。
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3.2.1空气动力向翼肋上的传递分析
总结：分布气动力作用在蒙皮上（谁支持蒙皮？） 分布气动力作用在翼肋和长桁 （谁支持翼肋和长桁？）
蒙皮 ：由翼肋和长桁支持。 长桁 : 由翼肋支持。 翼肋 : 由翼肋后方的机翼盒段支持。 集中力（X向、Y向、Z向） 例副翼接头载荷 ：由翼肋和加强
6.如果不带中央翼：要出现参与区，影响效率
--桁梁式机翼
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3三.2、.5多多腹腹板板式式结机构翼的传力分析
结构特点： 纵墙多（ >5） ；蒙皮厚（几~十几mm）；
无长绗 ；有多肋和少肋 两种。 与机身连接 同单块式
同梁式(由多腹板 多梁式)
用处: 小展弦比; 高速飞机(薄翼)或后掠翼
3.2 机翼典型受力型式的传力分析
机翼剖面的“三心”和一点
重心：机翼剖面上，重力与弦线交点。
刚心：当剪力作用于该点时，机翼 只弯不扭，或机翼受扭时， 将绕其旋转。 刚心位置约在38－40％ｂ。
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3.2 机翼典型受力型式的传力分析
焦点：也称为空气动力中心，焦点可看为在 迎角变化 时，升力增量的作用点。约在28％ｂ处。
蒙皮 ：由翼肋和长桁支持。
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3.2.1空气动力向翼肋上的传递分析
分布气动力作用在翼肋和长桁 谁支持翼肋和长桁？
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3.2.1空气动力向翼肋上的传递分析
长桁 : 由翼肋支持。
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3.2.1空气动力向翼肋上的传递分析
翼肋 : 由翼肋后方的机翼盒段支持。
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3.2.4 单块式机翼结构上的总体力传递
结构特点: 梁较弱或只有墙；蒙皮较厚（t>3）；长桁多且强。
受力特点: 由梁缘条、长桁和蒙皮组成的壁板承弯 其它传力路线同梁式
气动载荷传给蒙皮，蒙皮传给桁条和翼肋，翼肋传给蒙皮和腹板
用处: 从高速飞机要求看:
1. V 气动载荷 局部刚度 要求
弯矩、剪力和扭矩由那些元件承受？ 如何传递？
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3.2.2 机翼结构上的总体力传递
剪力: 由承剪力元件翼梁承担。
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3.2.2 机翼结构上的总体力传递
扭矩：由承扭矩元件翼盒承担。
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3.2.2 机翼结构上的总体力传递
弯矩：机翼结构不同承载元件不同。
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3.2.3 梁式机翼结构上的总体力传递
结论: 1.前梁上有载荷，也即一般不能抵消，而是会使盒段扭!
P力不是全部由后梁传往根部，而是会在盒段上整 个加载。 2.双梁式不是双支点简支梁! 加强肋是由后盒段周缘连接的。 3.传集中力时，要通过某些加强构件把它转化为适宜于