殲-6機(jī)翼結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)(最終版)(編輯修改稿)
2024-07-23 20:12 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 構(gòu)要求。 除此之外縱梁與后墻是與主梁與后墻的連接點(diǎn)相同，可認(rèn)為是固接關(guān)系。而加強(qiáng)肋與主梁、前梁都為弱固接，加強(qiáng)肋與后墻之間力的傳遞相對(duì)比較少也比較弱，故其連接為鉸接。殲—6飛機(jī)為后掠翼飛機(jī)，后掠機(jī)翼有如下一些結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和受力特點(diǎn)：(1) 剛度特點(diǎn)后掠機(jī)翼比相應(yīng)的直機(jī)翼將更為細(xì)、長(zhǎng)、薄,致使它的彎曲剛度、扭曲剛度都比直機(jī)翼差。為了達(dá)到同樣的剛度要求，機(jī)翼結(jié)構(gòu)重量一般將增大。(2) 變形特點(diǎn)和副翼反效后掠機(jī)翼的剛心線是后掠的。這樣當(dāng)后掠翼受到向上作用的載荷，各順氣流剖面將因彎曲而產(chǎn)生附加的低頭扭轉(zhuǎn)變形；反之當(dāng)載荷向下作用，機(jī)翼產(chǎn)生向下的彎曲變形時(shí)，則將產(chǎn)生附加的拍頭的扭轉(zhuǎn)變形，其二，下偏轉(zhuǎn)副翼時(shí)，將產(chǎn)生向上的附加升力，剖面的迎角因?yàn)閺澢冃味淖?，使副翼效能降低，甚至出現(xiàn)“副翼反效”現(xiàn)象。(3) 后掠機(jī)翼的受力特點(diǎn)——后掠效應(yīng)當(dāng)機(jī)翼受垂直氣動(dòng)載荷作用時(shí)，上、下壁板上的各縱向構(gòu)件(長(zhǎng)桁、梁的緣條等)均受軸向拉、壓。各縱向元件所承擔(dān)的軸力將按它們的剛度分配。前梁附近的縱向構(gòu)件剛度小，分配到的載荷小，應(yīng)力較低；后梁附近的縱向構(gòu)件剛度大，分配到的載荷較大，應(yīng)力就較高．這種應(yīng)力向后緣集中的現(xiàn)象，通常稱之為后掠效應(yīng)．后掠角愈大，后掠效應(yīng)愈嚴(yán)重。 殲6機(jī)翼的內(nèi)部結(jié)構(gòu)布置 殲—6機(jī)翼總體布局分析圖機(jī)翼的內(nèi)部構(gòu)造為單梁式，翼根部由于后掠以及存在起落架艙開口而采用梁架式結(jié)構(gòu)，其特點(diǎn)是由內(nèi)斜撐(主梁)構(gòu)成主要承力構(gòu)件， 由主梁、前梁、縱梁組成的承力三角形空間作為主起落架艙?；谠摍C(jī)翼的構(gòu)造特點(diǎn)，在分析力在機(jī)翼上的傳遞時(shí)應(yīng)分別考慮機(jī)翼的外段和內(nèi)段。依據(jù)課本教材第三章第五節(jié)的內(nèi)容，參考某強(qiáng)擊機(jī)梁架式后掠機(jī)翼根部的傳力分析，我們進(jìn)行對(duì)殲六機(jī)翼根部的傳力分析。 結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化假設(shè)該機(jī)翼根肋以外為單塊式結(jié)構(gòu)，受力情況與一般平直機(jī)翼相同。機(jī)翼根部為了收置主起落架，在前梁、主梁之間的下翼面布置了大開口，破壞了原單塊式結(jié)構(gòu)的傳力路線，因此在根肋14之內(nèi)采用了梁架式結(jié)構(gòu)（內(nèi)撐梁）。此處只討論機(jī)翼外段傳來(lái)的剪力、彎矩和扭矩的傳遞過(guò)程，其他載荷（如局部氣動(dòng)力、慣性力、起落架傳來(lái)的載荷等）傳力分析類似。進(jìn)行傳力分析時(shí)對(duì)殲6機(jī)翼結(jié)構(gòu)布置做如下假設(shè)： 殲—6機(jī)翼傳力分析結(jié)構(gòu)圖①認(rèn)為全部載荷均由根部梁架來(lái)承受，側(cè)邊肋和根肋之外的其他翼肋均不參加總體傳力。②因?yàn)榍傲号c主梁間下翼面為大開口，且機(jī)翼與機(jī)身只有兩個(gè)集中接頭相連接，因而上翼面壁板自根部向外是逐漸參加承受正應(yīng)力的，故近似假設(shè)上壁板蒙皮僅受剪切，整個(gè)三角區(qū)ABC的下翼面壁板不受力。③根肋在外翼傳來(lái)的載荷作用下，其變形近似符合平剖面假設(shè)。④各構(gòu)件的支持情況簡(jiǎn)化為：前梁—兩端鉸支梁，分別支持在機(jī)身9框和主梁端頭B點(diǎn)上；主梁—固支在機(jī)身15框和側(cè)肋(鉸支)上的懸臂梁；后墻—固支在主梁和側(cè)肋(鉸支)上的懸臂梁；根肋—看作為一雙支點(diǎn)梁。它的一端與后梁鉸接，另一端與前梁和主梁的交點(diǎn)B相連，因?yàn)橛屑訌?qiáng)蒙皮把前梁、主梁和根肋的緣條連接在一起，且腹板也相連，所以，前支點(diǎn)可看作弱固支，在傳遞扭矩時(shí)，起固支作用；側(cè)肋—接受由前、主、后梁傳來(lái)的分力矩，并認(rèn)為它最后鉸支在前、主梁上，以雙支點(diǎn)梁形式受彎，然后把彎矩轉(zhuǎn)化成剪力的形式傳給兩個(gè)接頭；經(jīng)簡(jiǎn)化后的梁架式布置如下圖： 殲—6機(jī)翼傳力分析結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化圖 機(jī)翼總體受力分析 殲—6機(jī)翼傳力分析圖（1）總體剪力傳遞分析在機(jī)翼外段，總體剪力通過(guò)肋與腹板的連接以剪流形式傳遞給梁腹板、墻腹板，然后由梁上的上、下緣條中的拉、壓來(lái)平衡，最后在13肋加強(qiáng)肋處產(chǎn)生端邊剪流，由此傳向機(jī)翼內(nèi)段。在機(jī)翼內(nèi)段，Q根據(jù)剛度分配分別加在前梁B點(diǎn)和后墻D點(diǎn)上為Q1，Q2。因前梁與機(jī)身鉸接，因而Q1全部改由主梁承受并一直傳到機(jī)身接頭上。Q2則由后墻傳往根部，加到主梁的C點(diǎn)上。（2）總體彎矩傳遞分析 在機(jī)翼外段，總體彎矩由上、下壁板提供的一對(duì)大小相等、方向相反的軸向力（蒙皮表現(xiàn)為正應(yīng)力、緣條和長(zhǎng)桁表現(xiàn)為軸向拉、壓）來(lái)平衡。從外段傳來(lái)的前梁、后墻的彎矩，它按剛度分配由主、前梁承擔(dān)M1，后墻僅承擔(dān)M2’。另有M2’’作用在BD肋平面內(nèi)。前梁以雙支點(diǎn)梁形式受彎，然后把一個(gè)力傳給機(jī)身，另一個(gè)力加到主梁端點(diǎn)B上，M2‘沿后墻向根部傳遞，但因后墻與機(jī)身不直接相連，且在根部與主梁有一夾角，所以M2’傳到根部C點(diǎn)后，一個(gè)分量傳給主粱，另一個(gè)分量由縱梁承受．由于主梁與機(jī)身軸線不垂直，主梁上的所有彎矩在根部接頭處，分成兩個(gè)分量，分別給機(jī)身框和側(cè)肋．（3）總體扭矩傳遞分析在機(jī)翼外段，總體扭矩通過(guò)肋與蒙皮和腹板的連接，以一圈圈的剪流形式傳遞給加強(qiáng)肋。扭矩Mt包含了外段傳來(lái)的扭矩以及D點(diǎn)的彎矩分量M2’’到13肋處按扭轉(zhuǎn)剛度分配給前緣閉室和中閉室，分別為Mt1和Mt2。Mt1傳到根部，因與機(jī)身鉸接，因此直接將Mt1傳到機(jī)身。Mt2以閉合剪流形式傳到13肋處，由13肋轉(zhuǎn)成兩種形式的力矩往根部傳。其中Mt1’以主、后梁腹板各受一個(gè)垂直剪力形式傳往根部；Mt1’’則由前、主梁及縱梁構(gòu)成的構(gòu)架共同對(duì)13肋的B點(diǎn)提供固支點(diǎn)，然后以前、主梁共同承彎的形式來(lái)傳遞扭矩Mt1’’。損傷容限是指結(jié)構(gòu)在規(guī)定的未修使用期內(nèi)，抵抗由缺陷、裂紋或其他損傷而導(dǎo)致破壞的能力。簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是指飛機(jī)結(jié)構(gòu)中的初始缺陷及飛機(jī)使用中缺陷發(fā)展的允許程度。因此，損傷容限設(shè)計(jì)概念是承認(rèn)結(jié)構(gòu)在使用前就帶有初始缺陷，但必須通過(guò)設(shè)計(jì)的方法把這些缺陷或損傷在規(guī)定的未修使用期內(nèi)的增長(zhǎng)控制在一定的范圍內(nèi)，在此期間，在此期間，結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足規(guī)定的剩余強(qiáng)度要求（含缺陷或裂紋結(jié)構(gòu)的承載能力），以保證飛機(jī)的安全性和可靠性。損傷容限設(shè)計(jì)思想研究的對(duì)象是那些影響飛行安全的結(jié)構(gòu)部件在使用壽命期內(nèi)的安全裕度問(wèn)題。殲六采用了大量鋁合金，也
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