【文章內容簡介】 出各構件的內力圖 。 ? 三 、 基本結構元件的受力特性 ? 1． 桿元件 ? 桿元件只能承受 (或傳遞 )沿桿軸向的分布力或集中力 。 ? 機翼結構中的長桁 、 翼梁緣條和翼肋緣條都可看作桿元件 。 ? 因為桿元件的抗彎能力很小 ， 故認為它不能受彎矩 ， 或只能受很小的彎矩 ， 如長桁上局部氣動載荷引起的彎矩 。 ? 2． 薄板 ? 一塊薄平板適宜承受在板平面內的分布載荷 （ 包括剪流和拉伸應力 ） ， 但不適宜受集中力 。 (圖 2－ 27(a)和 (b))。 ? 機翼中的翼梁 、 墻和翼肋的腹板常簡化成薄板 。 ? 在薄板受壓 ， 特別是受剪時 ， 必須考慮穩(wěn)定性問題 。一般來說 ， 當薄板沒有加強件加強時 ， 承壓的能力比承拉的能力小得多 ， 粗略分析時常將此略去 。 ? 要注意 薄板不適宜受集中力 ， 厚板則能直接受一定的集中力 。 ? 要使薄板傳遞板平面內的集中力就必須附加一構件 ，將集中力擴散成分布剪流 (圖 2－ 27(c))。 圖 2－ 27 ? 3．平面板桿結構 ? 平面板桿結構是 由位于同一平面內的板 、 桿組成 ， 適宜 受作用在該平面內的載荷 。 ? 因桿宜于受軸向力，因此可沿板桿結構中的任何桿件加以沿桿軸方向的力。 ? 如果某一節(jié)點為兩根不同方向的桿的交點時，則可在此節(jié)點上加以在該平面內任意方向上的集中力。 ? 板桿結構中的矩形板 (或梯形板 )則有兩種受載情況。 ? （ 1） 板 、 桿之間只能相互傳遞剪流 (圖 2－28(a))。 ? 假如板將拉伸應力給桿時 ， 則從圖 2－ 28(b)可知 ，必定會使桿受到一橫向載荷而引起彎矩 ， 這將與桿不能受彎的假設相矛盾 。 由此還可推知 ， 當板桿結構為三角形時 ， 由于不應有橫向載荷傳給桿 ，則此 三角形薄板周邊上只能承受純剪流 。 又根據(jù)板的平衡可知 ， 因為此時對任一頂點的力矩不能平衡 ， 所以 三角形薄板將不能受剪 ， 這類三角形板桿結構中的板不受載 。 但三角形厚板 ， 當其板邊能受正應力時 ， 還是能受剪的 。 圖 2－ 28 ? （ 2） 板受拉應力的受載情況 。 ? 若板能直接受拉 ， 而不把此力以橫向載荷形式傳給桿時 ， 則板可以受此拉伸應力 。 但為了計算方便 ， 往往把板的抗拉能力折算到桿上去 ， 而仍然簡化成受剪板和受軸力桿 。 ? 4．平面梁 ? 平面梁包括薄壁結構組合梁和整體梁 ， 它 適于受梁平面內的載荷 。 在傳力分析中可以近似認為腹板只受分布剪流形式的剪力 (圖 2－ 29(b))， 而緣條作為桿元件受軸向力 。 上 、 下兩緣條分別受拉或受壓 ， 即可承受梁平面內的彎矩 。 圖 2－ 29 ? 5．空間薄壁結構與厚壁筒 ? 空間薄壁結構與厚壁筒，如帶腹板的封閉周緣的薄壁梁、盒式結構等 (圖 2－ 30)。它們經(jīng)過合理的安排，可承受空間任意方向的力 。 圖 2－ 30 ? 四、結構能承力的條件 ? (1)某個力能否傳到此構件上 (傳入 )； ? (2)該力是否又能從此構件傳到另外一些構件上(傳出 )； ? (3)最后能否傳到支承該結構的基礎上 (傳至基礎 )。 ? 必須同時滿足這三個條件 ， 結構才能承力 。 ? 五、平直機翼結構中力的傳遞 ? (一 )空氣動力的傳遞 ? 1．蒙皮怎樣將局部空氣動力傳給桁條和翼肋 ? （ 1） 取分離體 ? 取出相鄰的兩桁條與兩翼肋之間的一小塊機翼上表面蒙皮作為分離體進行分析 ， 如圖 2－ 31所示 。 圖 2－ 31 ? （ 2） 分析： ? 把這塊蒙皮看成四邊分別支承在桁條和翼肋上的四邊形薄板 。 ? 當蒙皮受到空氣動力作用時： ? a． 若氣動力為吸力時 ， 鉚釘承受拉力 ， 桁條和翼肋就通過鉚釘受拉對蒙皮提供支反力 ， 使蒙皮處于平衡狀態(tài)； ? b． 當蒙皮受到壓力作用時 ， 局部空氣動力直接由蒙皮作用在桁條和翼肋上 。 在這種情況下 ，鉚釘并不受力 。 ? 根據(jù)作用力與反作用力大小相等 、 方向相反的原理 ， 可知蒙皮把力傳給了桁條和翼肋 。 ? ? 受 吸力時 ， 由鉚釘受拉 桁條 ? 蒙皮 ? 受到壓力時 ， 直接 翼肋 ? 桁條的受力情況分析 ， 有下列兩種情況： ? （ 1） 桁條與翼肋直接固定 （ 圖 2－ 32（ a）） ? 通過鉚釘或由蒙皮直接傳給桁條的力 ， 由桁條在翼肋上的固定點產(chǎn)生反作用力來平衡 。 此時 ，桁條象支持在許多翼肋上的多支點梁一樣 ， 要受到彎曲作用 。 ? （ 2） 桁條與翼肋不直接連接 （ 圖 2－ 32（ b）） 圖 2－ 32 ? 2．翼肋怎樣將載荷傳給翼梁腹板和蒙皮 ? （ 1）取翼肋作為分離體 ? （ 2）分析受力 (圖 2－ 33) ? 翼肋上作用著蒙皮和桁條傳來的空氣動力，其合力為 Q。 ? 合力 Q 力的方向：垂直向上； ? 作用點：壓力中心上。 ? 飛行中，通常機翼的壓力中心與剛心是不重合的。 ? 圖 2－ 33 ? 設，將合力 Q平移至剛心（ Q=Q’=Q”），即相當于在剛心上作用 Q和 M扭 (圖 2－ 34)。 圖 2－ 34 ? a． Q 要使翼肋沿垂直方向移動，因為翼肋是固定在其梁腹板上的，所以 ? Q = Q1 ＋ Q2 ? (圖 2－ 35(a)) 即力 Q就傳給了翼梁腹板。 ? 翼肋傳給前、后梁腹板的力 Q Q2與前、后梁的抗彎剛度成正比。 ? 前后梁腹板對翼肋的反作用力，分別與作用力Q Q2相等、但方向相反，且與合力 Q平衡，見圖 2－ 35(b)。 翼肋傳給梁腹板的力 圖 2－ 32 圖 － 35 ? Q1和 Q2是通過翼肋和腹板連接的各個鉚釘分散作用的，這時鉚釘要沿鉚縫方向受到剪切作用。因此， Q Q2又可以用沿鉚縫的剪流 q q2表示(圖 2－ 36)。 圖 2－ 33 翼肋的受力平衡 圖 2－ 36 ? b． M扭 要使翼肋繞剛心轉動，而翼肋的周緣是同蒙皮和后墻形成的合圍框牢固地連接在一起的。 ? （合圍框 飛機構造學中常把封閉合圍周緣的薄壁結構稱為合圍框 。封閉合圍框具有較大的抗扭剛度，它能通過鉚釘來阻止翼肋轉動。） ? 翼肋周緣的鉚釘沿鉚縫方向承受剪切作用。周緣鉚釘給翼肋的反作用力，以剪流 q扭 表示 (圖 2－36)， M扭 =q扭 即 M扭 以剪流的形式通過周緣鉚釘傳給了蒙皮。 ? ? Q 按梁的抗彎剛度成正比 ? 翼梁腹板 （ Q1和 Q2） ? 翼肋上的 ? ? M扭 以剪流的形式，通過周緣鉚釘 ? 蒙皮 ? ? 3．蒙皮怎樣將翼肋傳來的載荷傳給機身 ? 蒙皮受到翼肋傳來的外載荷 M扭 。 ? M扭 使蒙皮截面上產(chǎn)生沿合圍框周緣的剪流 q扭（圖 2－ 37(a)）。 ? 剪流 q扭 形成的內力矩與截面外端所有翼肋傳給蒙皮的扭矩平衡（ q扭 = M扭 ）。 圖 2－ 37 ? q扭 按翼根部分的結構不同，有下列兩種方式傳給機身： ? （ 1）翼根部無開大艙口（機翼蒙皮與機身是沿整個接合周緣連接的）， q扭 通過蒙皮以剪流的形式沿接合周緣傳給機身（圖 2－ 38(a)） 圖 2－ 35 翼根處未開口扭矩傳給機身的方式 圖 2－ 38 ? （ 2）翼根部開有大艙口， ? 蒙皮只能將扭矩以剪流的形式傳給開口邊緣的加強翼肋，并有使加強翼肋旋轉的趨勢。這時加強翼肋的兩個支點 (前后梁腹板 )，對它產(chǎn)生一對大小相等、方向相反的反作用力，形成反力偶來阻止它旋轉。同時，加強翼肋也就對前后梁腹板各產(chǎn)生一個作用力，把扭矩以力偶形式傳給翼梁。前后翼梁則將扭矩產(chǎn)生的作用力，在機翼與機身的連接點處，傳給機身隔框，如圖 2－ 38(b)所示。 圖 2－ 38 ? ? 翼根部無開艙口 ， ? 則 q扭 沿接合周緣 機身 ? 蒙皮上 ? 的 M扭 ? ? 翼根部開艙口 ， ? 則 q扭 加強翼肋 機身 ? ? 4．翼梁腹板怎樣將載荷傳給機身隔框和緣條 ? A．翼梁腹板上的外載荷有： ? （ 1）翼肋傳來的剪力 Q； ? （ 2）由剪力 Q產(chǎn)生的彎矩。 ? B．力的傳遞 ? Q使翼梁腹板沿與翼肋相連接的鉚縫產(chǎn)生剪流 q。通過機翼與機身隔框相連把剪力 Q傳遞給機身隔框。 ? 腹板任意截面承受的剪力等于截面外端各個翼肋傳給它的力的代數(shù)和，并且由截面內產(chǎn)生的剪切內力 Q腹板 來平衡（圖 2－ 39（ a））。 ? （翼根截面的剪力，由機翼與機身隔框相連接的鉚釘或螺栓產(chǎn)生反作用力來平衡；） 圖 2－ 36腹板受力平衡 圖 2－ 39 ? ? ? （ 1）將剪力通過機翼與機身隔框相 ? 連 機身隔框 ? 翼梁腹板 ? 的 Q、 M彎 ? （ 2）由剪力產(chǎn)生的彎矩通過鉚釘 ? 翼梁的上、下緣條 5．翼梁緣條怎樣傳遞腹板傳來的載荷 ? （ 1）翼梁緣條上的受力：縱向剪流 q緣條 (圖 2－ 40) ? （ 2）力的傳遞 ? 緣條上的縱向剪流 q緣條 會使上部壁板向翼根方向移動，于是，上部壁板各構件的截面上要產(chǎn)生 壓縮 的軸向內力，來阻止壁板移動，并且與緣條上的縱向剪流 q緣條 平衡 (圖2－ 40)。下緣條上縱向剪流的方向相反，下部壁板各個構件要產(chǎn)生拉伸的軸向內力。這樣，就把緣條上的縱向剪流 q緣條 傳給了上、下部壁板