机翼翼肋实例零件库设计解析
现代民用飞机翼肋布置
现代民用飞机翼肋布置作者：赵爱莹来源：《科技视界》2016年第14期【摘要】翼肋布置对翼盒设计至关重要。
本文主要介绍翼肋的常见布置形式、布置原则并重点阐述翼肋布置时需考虑的协调因素。
【关键词】飞机；肋；布置【Abstract】The layout of ribs is quite important for the configuration of wingbox. This paper mainly introduce the traditional layouts and the layout principle. The factors which should be considered in the process are also mentioned.【Key words】 Rib； Layout； Wingbox0 引言翼肋位于机翼上下壁板之间，航向与前梁、后梁连接。
主要功能如下：1）将气动力及集中载荷转换成为壁板和翼梁自身平面方向的作用力，即把载荷扩散到翼盒，由壁板和梁腹板的内力来平衡；2）具有维持机翼气动外形的作用；3）对壁板提供支持，翼肋的刚度直接影响其对壁板的支持系数，从而影响壁板的总体稳定性及局部稳定性；4）为吊挂、襟翼、副翼、缝翼、扰流板和起落架提供安装支持；5）为系统安装提供支持；6）油箱半密封肋控制燃油流动方向并减轻燃油晃动的影响，端肋密封后作为整体油箱边界。
基于以上功能，可以看出翼肋布置直接影响翼盒的布置。
1 布置形式翼肋的常见布置形式有如下三种[1]。
1.1 顺气流布置这种布置可保证机翼有比较好的平滑外形，但在同样翼肋间距情况下，翼肋长度比正交布置要长，故结构重量重。
同时，该布置使翼面壁板的有效长度增加，对提高稳定性不利。
由于翼肋与壁板长桁和翼梁不垂直相交，所以设计、制造和装配的成本都将增加。
另外，由于翼肋不垂直于机翼弯曲方向，导致翼肋缘条的弯矩增加，并使缘条受力复杂。
解密飞鸡翅膀（一）
解密飞鸡翅膀（一）原文创作：小米！飞行家每次乘坐飞机都恰巧能坐在靠近“鸡翅”的地方。
说实话，真的很讨厌，因为那里是噪音最大的位置。
但是作为一个“资深”的航空爱好者来说，这里可以清清楚楚看到机翼的每一个动作变化。
今天有幸能来和大家解剖一下机翼。
To be honest，机翼其实和鸡翅差不多，都有骨架，都有皮，也都有肉。
结合以上两个图基本上可以说明机翼的结构以及部件：1、蒙皮=鸡翅皮2、翼梁、翼肋、桁条、加强肋=鸡翅骨架3、接头=鸡翅内软骨4、襟翼：增升装置5、扰流片：减速装置6、副翼：控制飞机翻滚动作PS.诸位有没有发现，鸡翅竟然也是流线形。
接下来更精彩怎能浅尝辄止！翼型有没有发现，我们忽视了一个最重要的问题——机翼主体形状是怎么确定的？这个问题可不像伯努利原理那样人人皆知。
容许我引入一个小小的系数——最大升力系数Cl。
可以这样理解：最大升力系数越大，那么机翼为飞机提供的升力也越大。
在飞机设计之初，根据设计要求，飞机的最大升力系数就已经确定。
接下来就是根据该系数选择翼型，庆幸的是，多年的飞机设计经验，已经有了很多翼型数据库，设计者根据要求进去挑选就行。
可悲的是，翼型数据库全部都是美国或者欧洲的。
襟翼襟翼是干嘛的？在飞机实际飞行过程中，仅靠翼型面来提供升力是远远不够的，尤其是在起飞降落的时候。
战斗机灵活的机动性能更加需要有能灵活变化的升力作为支撑。
这时襟翼就诞生了：襟翼很好地改变了机翼的弯度，根据一长串数学公式，弯度越大，机翼的最大升力系数也越大（参考伯努利原理）。
襟翼种类很多种，原理也比较复杂，就不一一讲了。
未完待续话不多说，光看看图是不是就有点小激动呢！That‘s Right，就是机翼后面气流的那些事儿。
总结＆求助希望大家了解到：1、飞机机翼的基本结构以及各部件的作用；2、机翼并不是看起来那么简单，翼型的设计体现了人类的智慧；3、襟翼的作用和样子。
帮帮我们：1、想和大家多多交流，“飞行家”不是我们的，而是大家的，请多多提出宝贵建议；2、“飞行家”的责任：飞行知识文化的普及与科学教育。
飞机机翼结构剖析
飞机机翼结构剖析机翼是飞机的重要部件之一，它就好比鸟儿的翅膀。
飞机之所以能在天上飞，靠的就是机翼产生的升力！不过除了提供飞机升力，机翼其实还有许多辅助功能，比如悬挂发动机、存储燃油、控制飞机水平翻转、减速等。
因此在机翼上还有很多特别设计的“机关”，也许经常坐飞机的朋友会注意到，但是不一定说得出这些机关的名字和具体作用。
今天，我们就和大家聊一聊飞机的机翼！机翼如何产生升力？众所周知，机翼的主要功能就是产生升力，让飞机飞起来，那么它为什么能产生升力呢？这还得从飞机机翼具有独特的剖面说起。
我们把机翼横截面的形状称为翼型，翼型上下表面形状是不对称的，顶部弯曲，而底部相对较平。
当飞机发动机推动飞机向前运动时，机翼在空气中穿过将气流分隔开来。
一部分空气从机翼上方流过，另一部分从下方流过。
日常的生活经验告诉我们，当水流以一个相对稳定的流量流过河床时，在河面较宽的地方流速慢，在河面较窄的地方流速快。
空气的流动与水流其实有较大的相似性。
由于机翼上下表面形状是不对称的，空气沿机翼上表面运动的距离更长，因而流速较快。
而流过机翼下表面的气流正好相反，流速较上表面的气流慢。
根据流体力学中的伯努利原理，流动慢的大气压强较大，而流动快的大气压强较小，这样机翼下表面的压强就比上表面的压强高。
换句话说，就是大气施加于机翼下表面的压力(方向向上)比施加于机翼上表面的压力(方向向下)大，二者的压力差便形成了飞机的升力。
机翼有多坚固？机翼除了提供升力之外，还必须得承重。
飞机在天上飞的时候，整个机身的重量几乎都是由机翼给“托”着的。
飞机在地面上的时候，机翼还得悬臂“举”着重重的发动机，像A380、747这样的巨无霸飞机，单片机翼还得悬臂“举”起两个发动机，要知道A380的单台发动机自重就达8吨。
因此，机翼必须得足够坚固。
目前主流的民航客机的机翼结构采用的是双梁单块式，前后有两根梁，之间又有很多的翼肋，这样梁和肋就组成了机翼的内部骨架结构，外侧是蒙皮和壁板设计。
翼肋CATIA设计方案
飞机CAD/CAM课程设计9911809翼肋的CATIA设计院系航空航天工程学部专业飞行器制造工程班号 84030102学号*************姓名郭芷岑指导教师王巍沈阳航空航天大学2018年12月20日沈阳航空航天大学飞机CAD/CAM课程设计任务书航空航天工程学部学院飞行器制造工程专业班级 84030102 姓名郭芷岑课程设计题目： 9911809翼肋的CATIA设计课程设计时间： 2018年 12月 5 日起至 2018 年 12 月 23 日课程设计的内容及要求：<一）主要内容：1、调查研究，收集与课题有关的各种资料；2、认真阅读分析与课题有关的飞机理论图、结构图或者工装结构图，了解相关部件的外形特点和构形规律；3、熟练使用CATIA软件并了解其设计思想；4、用CATIA对所给组合件进行三维立体建模，并进行数字化预装配；5、用CATIA软件绘制所给组合件的工程图；6、选某一机加零件，利用CATIA软件模拟数控加工过程，并生成NC程序；7、编写课程设计说明书<不少于4000字）；8、交源程序光盘一张；<二）基本要求1、独立完成调查、研究和资料收集工作；2、通过飞机图或者工装结构图深入了解飞机部件的外形特点及构形规律；3、将所建立的组合件所有数学模型和电子版组合件工程图刻成光盘上交，用1#图纸打印所给结构的工程图；4、要求课程设计说明书文理通顺、结构完整<不少于4000字）。
<三）主要参考书1、王云渤.飞机装配工艺学[M].北京:国防工业出版社,1990.2、尤春风.CATIAV5机械设计[M]. 北京:清华大学出版社,2003.3、马铁林.从零开始—CATIA机械设计基础培训教程[M].北京:人民邮电出版社,2004.4、曾洪.CATIA V5机械设计从入门到精通[M].北京:中国青年出版社,2004.<四）评语<五）成绩指导教师王巍负责教师学生签名郭芷岑摘要本文分析了某机9911809肋的结构特点，运用CATIA软件对该零件进行绘制以及装配。
基于拓扑和尺寸优化的翼肋类结构设计研究
基于拓扑和尺寸优化的翼肋类结构设计研究一、研究背景随着航空航天技术的不断发展，翼肋类结构在飞机、火箭等领域中扮演着重要的角色。
翼肋类结构设计的优化对于提高飞行器的性能和安全性具有重要意义。
本文基于拓扑和尺寸优化方法，对翼肋类结构进行了深入研究。
二、拓扑优化方法1. 概念拓扑优化是一种对结构形态进行优化的方法，通过对材料分布进行重新排列来实现最佳的性能表现。
2. 实现步骤（1）建立初始模型；（2）设定目标函数和约束条件；（3）使用优化算法生成新的材料分布；（4）评估新材料分布所得到的性能表现；（5）根据评估结果更新材料分布，并重复上述步骤直到满足设计要求。
3. 应用案例利用拓扑优化方法设计出了一种轻量化的飞机翼肋结构，相比传统设计方案减重了20%以上。
该方案在保证强度和刚度的前提下，大幅度降低了整个飞机的重量，提高了飞行性能。
三、尺寸优化方法1. 概念尺寸优化是一种对结构尺寸进行优化的方法，通过对结构各部件的尺寸进行重新分配来实现最佳的性能表现。
2. 实现步骤（1）建立初始模型；（2）设定目标函数和约束条件；（3）使用优化算法生成新的尺寸分配方案；（4）评估新方案所得到的性能表现；（5）根据评估结果更新各部件的尺寸，并重复上述步骤直到满足设计要求。
3. 应用案例利用尺寸优化方法设计出了一种火箭翼肋结构，相比传统设计方案减少了20%以上的材料使用量。
该方案在保证强度和刚度的前提下，降低了整个火箭的重量，提高了发射能力。
四、拓扑和尺寸优化方法结合应用1. 概念拓扑和尺寸优化方法结合应用是一种同时考虑材料分布和各部件尺寸分配的综合优化方法，可以实现更加全面有效地对翼肋类结构进行设计。
2. 实现步骤（1）建立初始模型；（2）设定目标函数和约束条件；（3）使用优化算法生成新的材料分布和各部件尺寸分配方案；（4）评估新方案所得到的性能表现；（5）根据评估结果更新材料分布和各部件尺寸，并重复上述步骤直到满足设计要求。
具有分段式后缘翼肋的变体机翼设计
应用 于航 空航 天 、 医疗 、 汽车 等领域 的驱 动器设 计 中。 在 此背 景下， 形 状记忆 合金 驱动器 成 为 了变 体机 翼结 构实 现 的重要
技 术
记忆效 应之 外 ， 冷却 到更低温 度时 ， 变 为形 状相 同而取 向相 反
３ ． ２ 过渡阶段
预警 机垂直起降时 ， 尾喷管 向下转动 ， 发动机经传动装置使 雷达罩同时开始旋转 ， 随着转速 的增大 ， 雷达罩 内可伸缩旋翼机
的各 类驱 动器设计是研究的关键 之处 。
形状记忆合金 （ Ｓ ｈ ａ ｐ ｅ Ｍｅ ｍ ｏ ｒ ｙ Ａ ｌ ｌ ｏ ｙ ， 简称 Ｓ ＭＡ） 是能够记忆 其初始形状的智能材料。Ｓ ＭＡ独特 的形状记 ｝ 乙 效 应使其成为优 秀的驱动材料 ， 并广泛应用于航空航天 、 医疗及汽车等行业［ ４ １ ５ １ 。 形
凭 借功 重 比高 、 驱 动 电压低 、 驱 动结 构 简单 动 等优 点 已 广泛
忆效 应 ， Ｓ Ｍ Ａ驱动器不 仅能够输 出大 驱动力和 大驱动位移 ， 还
具有较高 的功重 比。 形状记忆 效应 的基本形式具有单程记忆效应 、 双程记忆效 应和全程记忆效应 。 单程记忆效应 指形状记 忆合金在较低的温 度下发生塑 性变形 ， 加 热后可 回复变形前 的形状 ， 冷却过 程无 再变形 ； 双程记 忆效应 指加热 时 回复高温 相形状 ， 冷却 时又能 全部或部分 回复低 温相时的形状 ； 全程记忆效应是指包含 双程
３ ． ３ 水 平 飞 行 阶 段
待飞机的飞行状态完全转为水平飞行后 ，发动机尾喷管方 向完全转为水平 向后 的喷流方 向，高速喷出的尾气为飞行器的 前进提供动力。 此 时， 发动机涡轮产生的扭矩全部通过主轴带动 风扇及压气机旋转 ， 从而使得更多的空气通过发动机 ， 用 以推动
A319／320机翼前缘滑轨肋项目数控工艺方案改进
A319／320机翼前缘滑轨肋项目数控工艺方案改进本文主要介绍A319/320机翼前缘滑轨肋项目数控工艺方案改进的思路和方法，以缓解原有工艺方案和新项目增加的压力，缓解机床由于老化故障等，同时减少工人的劳动强度，提高加工效率。
标签：工装；滑轨肋；改进1引言A319/320滑轨肋是欧洲空中客车公司的A319和A320客机上的组件之一，它位于飞机机翼的前缘处，安装在前梁上，其功能是对机翼前缘的移动部分起到支撑的作用外，还支撑前缘缝翼滑轨的转动，是缝翼开合的动源。
该组件按整体飞机两翼计算共24对，单翼为12对，左右机翼的肋对是对称的。
每一个肋对是由两块肋板零件组成，这样计算共有48个肋板零件组成。
肋对由一块毛坯材料加工成一个内肋外肋，将其标识成肋对且在整个制造过程中均保持成对状态。
每个肋板零件都有与蒙皮相连接的缘条、内部的减轻槽腔、加强筋、装配孔、通孔及定位凸台。
肋对装配孔的位置、精度要求严格，并且部分孔有互换要求。
而且，零件的外形公差要求严格、零件的表面光度要求较高，同时，零件的表面光洁度形成的方式受限。
2滑轨肋项目原加工方案A319/320机翼前缘滑轨肋加工流程：（以12号右肋的加工为例进行分析）。
2.1第一面加工方案真空吸附、粗加工零件外形——粗加工零件內形——精加工缘条高度——半精铣缘条外形、内形——精铣缘条外形——精铣缘条内形、方孔——补铣凸台圆弧R2——制2个基准孔——制12个螺栓孔——铣下零件周边。
2.2第二面加工方案专用真空铣夹工装铣平面，露出螺栓孔及基准孔——定位销拉直找正，拧紧螺栓（共16个螺栓），切断零件卸掉螺栓（共12个螺栓），粗铣、精铣12.7平面卸掉螺栓（共4个螺栓）拧紧螺栓（共8个螺栓）粗铣、精铣腹板面。
——倒角、钻孔，卸掉（共8个螺栓）。
2.3当前面临的问题滑轨肋项目占我单位所有项目机械加工零件的40%，滑轨肋项目平均每个月6架份，每个滑轨肋对需要倒换螺栓共计48个，原有工艺方案和新项目增加的压力，机床由于老化故障严重的影响了生产进度和加工效率，改进方案提高加工效率迫在眉睫。
飞机机翼翼梁的结构分析和修理设计说明
飞机机翼翼梁的结构分析和修理设计说明⽬录1引⾔ (3)2飞机翼梁的结构分析 (3)2.1翼梁的结构组成 (3)2.1.1翼梁缘条 (4)2.1.2翼梁腹板 (4)2.2翼梁的受载特点 (5)2.3翼梁的布置 (6)3故障诊断 (6)3.1超声波探伤 (6)3.1.1超声波探伤设备 (7)3.1.2超声波探伤的⼯作原理 (7)4故障修理 (8)4.1翼梁缘条的修理 (8)4.1.1缺⼝的修理 (8)4.1.2裂纹的修理 (9)4.1.3断裂的修理 (10)4.2翼梁腹板的修理 (13)4.2.1裂纹的修理 (13)4.2.2破孔的修理 (14)4.2.3切割的修理 (15)5校核强度 (16)5.1梁缘条修理时的强度计算 (16)5.2 腹板修理时的强度计算 (19)结束语 (20)参考⽂献 (21)毕业设计（论⽂）原创性声明和使⽤授权说明原创性声明本⼈重承诺：所呈交的毕业设计（论⽂），是我个⼈在指导教师的指导下进⾏的研究⼯作及取得的成果。
尽我所知，除⽂中特别加以标注和致的地⽅外，不包含其他⼈或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历⽽使⽤过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个⼈或集体，均已在⽂中作了明确的说明并表⽰了意。
作者签名：⽇期：指导教师签名：⽇期：使⽤授权说明本⼈完全了解⼤学关于收集、保存、使⽤毕业设计（论⽂）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论⽂）的印刷本和电⼦版本；学校有权保存毕业设计（论⽂）的印刷本和电⼦版，并提供⽬录检索与阅览服务；学校可以采⽤影印、缩印、数字化或其它复制⼿段保存论⽂；在不以赢利为⽬的前提下，学校可以公布论⽂的部分或全部容。
作者签名：⽇期：学位论⽂原创性声明本⼈重声明：所呈交的论⽂是本⼈在导师的指导下独⽴进⾏研究所取得的研究成果。
除了⽂中特别加以标注引⽤的容外，本论⽂不包含任何其他个⼈或集体已经发表或撰写的成果作品。
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1 引言随着航空工业的发展，设计人员对CAD/CAE/CAM的进一步认识，越来越发现原有的设计系统难以满足企业的求。
现在很多新飞机的设计都是在原来类似产品基础之上开展的，在飞机的更新和升级阶段，大多时候都是在老飞机上加上某些新功能，设计者不得不重新对飞机进行设计，而在这个过程中，设计者需要对原有产品特征再次设计，并在其上稍作改进，这种设计过程不仅消耗大量的人力物力，而且不利新产品的快速开发。
因此，将通用件零件库的应用，将设计人员成功设计的经验存储到数据库进行模板化，同时允许设计人员能够对库进行设计参数的扩从和修改，这样能够在通用件的设计上提供不少便利，从提高设计效率，缩短研发周期，节省资源去开发其他的产品[1]。
在这种趋势下，标准零件库就应运而生了，现在的三维软件都具备参数化的设计模块，及程序开发接口，为二次开提供了可能。
CATIA内部附带了一些零件库，如螺钉，键，销等，他们都是以catalog形式录入零件模板和数据库中的，这些零件大多用在产品的装配过程中，又CATIA原始开发商开发软件时录入。
对于不同的行业，产品的差异性比较大，甚至同行业不同企业之间的产品也有差异。
对与每个企业，在产品设计过程中难免需要进行反复设计、验证及修改，如果每次都要重新设计，这样就会浪费大量的公司资源，拉长产品研发周期，因此每个企业有必要根据自身产品的特征建立相关的通用件、常用件零件库，以提高企业的设计效率[2]。
传统的翼肋设计是根据设计要求确定翼肋的类型、型号；然后进行结构设计；再完成强度、刚度等校核；最后在CATIA中建模。
在这个过程中，需要人工查阅相关手册，完成各种校核，每次设计都需要重复建模，不仅费时费力，还很难保证设计的精确性。
通过机翼翼肋零件库的设计，可以根据设计要求自动查询符合条件的翼肋型号和相关信息，能够实现强度、刚度自动校核，并且自动在CATIA中生成三维模型，解决了传统设计中存在的重复建模、设计效率低的问题，提高了产品数字化设计制造水平，缩短产品研发周期，大大节省研发成本，所以本课题选题是有意义的。
毕业设计是对大学四年的习成果的验证，通过本次设计能充分地调用大学期间所学的各方面知识来解决具体问题，也为以后的工作做好准备。
2 机翼翼肋简介2.1 翼肋分类翼肋是机翼结构中的重要部件之一，有不同的分类方法：按受力大小可分为普通肋和加强肋。
按密封性可分为密封肋、半密封肋和非密封肋。
按构造形式可分为铆接肋、桁架肋和整体肋。
在铆接肋中又分为缘条、腹板和立柱铆接肋及板弯腹板开孔肋。
本次设计中翼肋按照受力大小进行分类，常见翼肋结构如图2.1所示。
图2.1 常见翼肋结构图2.2 用途及受力分析2.2.1 翼肋用途（1）把气动压力和吸力及集中载荷的方向转换成壁板和翼梁自身平面方向的作用。
即把载荷扩散到翼盒，用壁板和梁腹板的内力来平衡；（2）维持机翼气动力外形，使机翼在气动力的作用下不会有明显的变形；（3）对壁板受载提供支撑，翼肋的弯曲刚度和扭转刚度直接影响肋端对壁板的支持系数C，从而决定着壁板总体失稳临界应力；（4）翼肋与翼梁一起可安装和悬挂襟翼、副翼、缝翼、阻流板、扰流板和起落架；（5）端肋可为整体油箱提供密封。
普通肋的功用为：构成并保持规定的翼型，把蒙皮和桁条传过来的局部空气动力传递给翼梁腹板，而把局部空气动力形成的扭矩通过铆钉以剪流的形式传递给蒙皮；支撑蒙皮、桁条、翼梁腹板，提高他们的稳定性等。
加强肋除了上述的作用外，还要承受和传递较大的集中载荷；在开口边缘处的加强肋则要把扭矩集中起来传给翼梁[3]。
2.2.2 翼肋承受载荷（1）外部载荷：承受和传递翼面气动吸力和压力[4]，见图2.2。
（2）惯性载荷：燃油、结构、设备、外挂物的惯性载荷；（3）压皱载荷：当机翼受弯曲载荷时，整体机翼发生弯曲，并在翼肋上产生向内的作用载荷，见图2.3。
（4）再分配载荷：机翼上的空气动力载荷、翼梁和壁板上的载荷由翼肋再分配（5）支撑压缩和剪切载荷作用下的壁板载荷；图2.2 翼肋将载荷传给蒙皮和翼梁腹板图2.3 机翼弯曲翼肋受压皱载荷（6）来自翼面蒙皮张力场载荷，当机翼蒙皮在对角张力场中翘曲时，翼肋缘条像翼梁加强梁腹板那样起抗压构件作用；（7）双梁机翼翼肋受剪力[5][6]和弯矩见图2.4。
图2.4 翼肋受弯矩和剪力图2.2.3 翼肋承载方式（1）在桁架式翼肋中，机翼表面载荷和集中载荷作用在桁架各个节点处。
翼肋可作为一个简单的桁架来分析，分布在两接点间翼肋缘条上的载荷，必须全部传递到附近的点上，因此在节点间的横杆受弯曲和压缩或者受弯曲和拉伸共同作用。
（2）在腹板式翼肋中，通常将集中载荷传递到翼盒上，如发动机短舱和发动机重量或起落架等载荷。
（3）在腹板开减轻孔的翼肋中，由腹板、立柱和缘条一起组成完整构件，承受翼肋上的弯曲力矩和剪切载荷。
（4）在整体油箱中的密封肋，必须承受垂直翼肋平面来自燃油的左右晃动或油压等侧向载荷[5]。
2.2.4 翼肋刚度校核（1）翼肋缘条的最低刚度要求：在飞机的桁架肋的设计中，翼肋不仅要满足强度要求，同时还必须满足最低刚度要求。
其最低刚度要求表达式[7][8] 0.1b 44≥⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛L LD EI c π 式中：E —翼肋缘条的材料弹性模量；c I —翼肋缘条的惯性矩；L —翼肋间距；b —桁架肋立柱间距；D —单位弦长额壁板沿展向的弯曲刚度。
（2）局部的气动载荷：翼肋承受机翼表面的空气动力引起的外部载荷，并将这些载荷传递给大梁。
气动载荷的效果等于一个经过翼肋钢心得力矩△i Q 和一个绕刚心的力矩△i τM ，△i τM 会引起翼肋的扭转，产生一个闭室剪流△qi M ，估算公式[9]为bL Q b q i =∆ii i i ti i F Q F M 2c 2q t ∆=∆=∆ s Q P i ∆=升 式中：b q 为设计翼载荷；b 为翼剖面气动弦长；L 为肋间距；i c 为第i 个剖面上刚心和压心之间的距离；i F 为第i 个翼肋处蒙皮和后梁腹板形成的闭室面积；升P 为作用在肋缘条上的气动载荷； s 为肋缘条长度。
（3）压皱载荷：机翼可以近似为一个薄壁盒形梁结构，机翼在弯曲载荷作用下度翼肋产生内向的作用力，即压皱载荷，见图2.5。
压皱载荷的估算公式[10]为222EI M t h P e c =压 式中：e t 为桁条和蒙皮的等效厚度；c h 为上下壁板中心线的距离；M 为界面处的弯矩；I 为盒形梁截面极惯性矩；E 为材料的弹性模量。
（4）腹板承弯临界失稳力：多盒段在弯曲载荷作用下，为保证墙对蒙皮有足够的支持，因而要求腹板的弯曲失稳应力大于蒙皮失稳应力值。
a cr wb r ,,c σσ≥式中：wb r ,c σ为腹板承弯临界失稳应力；a cr ,σ 为蒙皮失稳应力，222,cr )()1(12ss e s b t E K υπσ-=其中： K 为蒙皮屈曲支持系数，在腹板提供足够支持条件下取4；E 为蒙皮材料弹性模量；e υ为蒙皮材料泊松比；s s b ,t 为蒙皮厚度及闭室宽度。
失稳应力值计算公式如下：）（w w e wb wbcr b t E K )1(1222,υηπσ-= 图2.5 翼肋上的压皱载荷式中：wb K 为腹板弯曲失稳支持系数，对于腹板没有支柱加强下，一般取25；e E υ、腹板材料特性η腹板弯曲塑性修正系数，在弹性屈曲情况下取1；w t 为腹板厚度；w b 为上下蒙皮间距。
3 翼肋建模3.1 建模方法翼肋建模是本次设计的难点，本次设计中建模过程如图3.1所示。
图3.1 建模过程3.1.1 几何建模所谓几何建模就是以几何信息和拓扑信息反映结构体的形状、位置、表现形式等数据的方法进行建模。
利用交互方式将现实物体几何信息输入计算机，并以一定的数据结构存储在计算机中。
几何信息就是指在欧氏空间中的大小、位置和形状，最基本的几何元素是点、直线、面。
拓扑信息即拓扑元素（顶点、边棱线和表面）的数量及其相互间的连接关系。
3.1.2 特征建模特征建模使产品的设计工作不停留在底层的几何信息基础上，而是依据产品的功能要素，如键槽、螺纹孔、均布孔、花键等，起点在比较高的功能模型上。
特征的引用不仅直接体现设计意图，也直接对应着加工方法，以便于进行计算机辅助工艺过程设计并组织生产[11][12]。
（1）特征可分为四类：a.基础特征:包括拉伸、旋转、扫描、放样等类型；b.附加特征:包括抽壳、倒角、筋等；c.操作特征:包括阵列、拷贝、移动等；d.参考特征:包括基准面、基准轴等信息，参考特征只是辅助作用，而不参与三维模型的生成。
（2）实现特征的具体方法如下：a.对于基本形状特征，可以直接采用根据参数建立拓扑、几何信息的方法，如拉伸类特征、旋转类特征、扫描类特征、混合类特征。
这类似于几何造型系统中的基本体元的几何、拓扑结构的建立[13]。
b.对于附加形状特征，尽可能采用局部修改技术直接修改原有的拓扑、几何结构。
c.对不易采用方法b的附加形状特征，尽可能分别构成基本形状特征和附加形状特征。
d.对不易采用方法a、b、c的特征，采用布尔运算实现，但显式操作仍为特征造型而不是布尔运算[14]。
3.1.3 知识建模知识建模为知识的逻辑体系化过程,就是应用知识来解决各种工程问题，自动完成工程中各种繁琐和重复的工作。
知识包括显性化的知识和要求，如设计手册、标准规范和标准数据表文件等。
这次设计运用到的知识是设计手册中翼肋的失稳校核，行业规范中的翼肋定位基准[15]。
3.2 建模过程翼肋设计的知识建模需要将知识的反复使用和重复设计过程相结合，使得翼肋的设计在知识的指导下，缩短设计时间，提高设计质量。
机翼翼肋的总体设计包括参数设计、方案的设计、交互系统设计和力学与结构方面的校核等。
基于知识的机翼翼肋建模过程如下：（1）开发人员首先明确设计任务和技术指标，然后进行技术指标的分解和设计主参数的确定。
设计主参数的确定在总体设计中占据了非常重要的地位，对后续设计起着指导性作用，它是总体设计的纲领，这一过程必须由有着丰富经验的工程师参与[16]。
（2）与传统的设计流程不同的是，在主参数确定后，基于知识的设计中，采用基于实例推理的方法，在设计之初首先进行型号选定，即根据设计主参数寻找与设计要求相近相似产品的设计方案，若没有相似实例，则采用基于实例推理的方法进行新的型号的设计，并创建翼肋的3D模型，得到相关参数；若有相似实例，采用基于规则推理的方法进行修正，进行参数的替换和结构的修改。
（3）在翼肋设计模型出炉后，利用参数化的计算、分析和进行优化设计即翼肋受力的校核。
3.3 以Avistar机翼翼肋为例建模（1）打开profili软件绘制界面，点击Airfoils后点击 Drow interpolated wing ribs ,进入到翼型绘制界面，如图3.2；airfoil name选为Avistar，设置chord（弦长），点半个机翼翼肋的数量，然后点击确定，生成图3.3所示的机翼翼型图。