【正文】 翼肋不受扭，所以后段翼肋主要以抗彎和抗剪設(shè)計。這是設(shè)計的前提條件。操縱面一般都靠近前緣的轉(zhuǎn)軸處布置單梁（即成為單梁式結(jié)構(gòu)），其典型剖面見圖5。表典型機(jī)型翼肋間距由于梁和前緣蒙皮構(gòu)成主抗扭閉室，即后段翼肋不受扭，所以后段翼肋主要以抗彎和抗剪設(shè)計。圖結(jié)構(gòu)簡化圖圖1簡化結(jié)構(gòu)受力分析圖由位移平衡可以計算出支反力N1大小。由于方向舵比較小，為保證鉚接裝配后的方向舵流場特性良好，采用LY10的120度沉頭鉚釘。由于方向舵前緣開口，所以在開口處，扭矩由梁承受轉(zhuǎn)移。則根據(jù)《飛機(jī)設(shè)計手冊第九冊》P316，對于簡支矩形，板長邊比短邊比值大于3時，有如下表中四邊間支矩形板應(yīng)力計算公式。布置數(shù)量為2個。設(shè)計軸心距離梁腹板為15mm 。操縱搖臂半徑為：R=+252+1692= 最大扭矩有：Mtmax=f?PmaxXcX軸 =11000=150480N?mm 最大拉力：Nmax=MtmaxRmax=由圖可算出承受剪力的最小截面積為：Amin=852+6252=19mm2最大剪應(yīng)力：τmax=NmaxAmin==τb所以搖臂支座安全 。配重塊前端超過方向舵前緣不宜過長，假設(shè)其質(zhì)心距前緣為50mm，則單個配重塊質(zhì)量：m=M?x2L=50+62+1+15=可則取其單個質(zhì)量為1Kg，為縮小體積，采用普通結(jié)構(gòu)鋼材，可采用45鋼。通過這次課設(shè)，我重拾了《結(jié)構(gòu)力學(xué)》、《材料力學(xué)》、《計算機(jī)輔助設(shè)計》、《結(jié)構(gòu)力學(xué)》等課程知識，并且能更熟練地使用AutoCAD、CATIA、Excel等軟件。這次過程漫長而又曲折，在這次作業(yè)過程中，一次又一次的計算，查找資料，反復(fù)迭代，最終確定方案。由于鉚釘較多，不便計算，所以把鉚釘重量計入蒙皮、肋和梁中，即計算蒙皮、肋和梁時，不考慮鉚釘開孔。每個接頭有2 個支座，則每個支座剪力 Q= N，外形設(shè)計如圖。、接頭和轉(zhuǎn)軸設(shè)計、支承接頭設(shè)計因為方向舵重量較小，支承接頭主要承受水平方向外力，即氣動載荷。圖2后半肋設(shè)計圖、后段普通肋的校核肋承受載荷如下圖，根據(jù)前面算出的肋數(shù)量，肋承所受載荷的蒙皮寬度為：a=Ln1=1330151=95mm簡化計算模型圖2肋承受蒙皮載荷分布其中：q2=q0a=95=q3=q1a=95= 為方便計算，再次簡化計算，假設(shè)不考慮尾緣條承受氣動載荷，即所有載荷分布作用在肋的有效長度上，如下圖所示:圖2簡化肋載荷分布則2點支反力有：R1=2312q2b實際=23123056225=R2=1312q2b實際=13123056225=則半肋上的剪力分布為：Q=0xq2q2bsdsR1=q2xq2x22b13q2b圖2肋上剪力分布圖半肋上彎矩：M=0xq2q2bsxsdsR1x=12q2x2q2x36b13q2bx圖肋上彎矩分布圖在Q=0處，即x=333b=333174=此處，有最大彎矩：Mmax=12q2x2q2x36b13q2bxx==?mm此處，半肋中緣條高度取最大高度為9mm，以便于計算。這樣設(shè)計更安全。由閉室θ=0。=c) 剪力分布圖：圖1剪力分布圖可計算出其剪力圖中極值從左至右分布為：0；；；；；；；0。、接頭位置確定接頭布置要使受載情況最好，即使梁的內(nèi)力最小。為滿足損傷容限設(shè)計，一般懸掛點不少于2個。方向舵使用載荷為11000N。15176。、梁的結(jié)構(gòu)形式從幾何上考慮，在最大厚度處布置單梁后，梁距前緣平尾開口為17mm，此距離不足以在梁前面布置緣條，所以采用“匚”形梁。則可初步設(shè)計出方向舵，其CATIA初步模型如圖8所示。=Q2+N2=+=。以翼型前緣為坐標(biāo)零點。圖2弦向載荷分布。本設(shè)計中，肋主要承受彎矩，所以主要考慮中間緣條長度，除去前后斜削部分，則其有效長度（中間緣條長度）約為174mm。圖3前緣肋 圖3前緣加強(qiáng)肋前緣開口加強(qiáng)肋共6個，配重連接前緣開口加強(qiáng)肋共2個；則按長度和間距分配，普通前緣肋可取5個，分布見圖。螺栓承受的剪切應(yīng)力大小為：τmax=Qmaxπ4d2=52106=螺栓用GB3066 M5X16，材料為1Cr18Ni9TiA 。為方便裝配，設(shè)計如下圖。六、總結(jié)1月6日考完試后，我開始著手設(shè)計長空無人機(jī)的方向舵?？吹搅死碚撀?lián)系實際的重要性，同時也看到了自身的不足之處。重心位置：π4ρd2lxl2=43πρd38?12l+d2xx= 的位置。 鉚釘選用HB62358913 螺栓選用GB3066 M5X鉚釘設(shè)計1）鉚釘連接處包括梁蒙皮、肋蒙皮、壁板尾緣條連接，其夾層厚度為2mm 。為保證強(qiáng)度和耐腐蝕，材料選取1Cr18Ni9TiA不銹鋼。圖3整體端肋、前緣肋和加強(qiáng)肋設(shè)計前緣加強(qiáng)肋的主要作用在于將開口處的蒙皮上的剪流傳遞到梁上。σmax=+=59211+=σb小于σb，再綜合考慮上面說的安全考慮，這樣的計算是可以接受的。中央對稱面處緣條的最大正應(yīng)力由前面得出為：σmax=最大剪應(yīng)力為梁緣條2點處，大小為：τmax=q0max+qmax12t=+=用第三強(qiáng)度理論校核有：σ=σmax2+4τmax2=σb所以梁緣條是安全的。初步選取緣條寬度為25mm，中速飛機(jī)尾翼蒙皮厚度大多等于或小于1mm。既有：Mmax=12qX12=12qX22N1X1X2≥Mmin=12N12qN1X1Mmax=12qX12=12qX22N1X1X2式中：N1=qX12+2X1X2+3X228X2X1；則：5X12+2X1X2X22=0X2= 解得：X1