模型飛機受力情況和結(jié)構(gòu)原理(編輯修改稿)
2025-07-24 04:58 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 得：2rLP＝σ2Lt求得筒壁應力 σ＝pr/t由上式可以看出，筒壁所承受的應力與桶內(nèi)的壓力及半徑成正比，與壁厚成反比。（三） 球形容器的應力計算 如圖所示：設(shè)球形容器內(nèi)的壓力為p牛/厘米2 ，球半徑為r、壁厚為t ?，F(xiàn)用一平面通過球心任意截取一半球來分析。球內(nèi)壓力作用在半球的合力： P＝ P球壁受力后產(chǎn)生的內(nèi)力： P’ ＝2式中：σ——球壁承受的應力； 2t——承受外力的截面積； 以上內(nèi)力與外力處于平衡狀態(tài)，即： P＝P’所以： 2＝ r2p于是得：σ ＝pr/2t結(jié)論： （1）比較圓筒形與球形容器的受力情況，由上式可以看出，如兩種容器所受壓力p，容器半徑r，材料壁厚t相同，則σ ＝：在用相同材料制作的情況下，球形容器所能承受的壓力比桶形容器大一倍，或者壁厚可以做的薄一些。（2）欲使容積增大，裝油或氣，多用桶形容器，因桶形容器延長筒長增加體積后，不影響應力σ，而球形容器要加大體積，必須增加半徑r，半徑增加，則其應力必增大。（四） 剪應力計算 現(xiàn)以雙面鉚板件為例，如下圖： 設(shè)每半個連接部分的鉚釘數(shù)為n，則每個鉚釘受力為p/n .圖中所示為雙切鉚接，因鉚釘剪切同時發(fā)生在兩塊板的面上，所以剪切面積等于鉚釘面積的2倍。每個鉚釘?shù)慕孛娣eF為： F＝式中：d——每個鉚釘?shù)慕孛娣e 所以鉚釘上的剪應力為：τ＝P/ (2nd2) ＝2P/ 鉚釘承受的擠壓應力σ（由n個鉚釘承擔）為： σ＝P/ndδ式中：d——每個鉚釘?shù)闹睆剑? δ——中間板厚度。 t——兩鉚釘之間的距離中間板承受的拉應力為： σ＝P/n(td) δ第五節(jié) （五） 圓軸扭轉(zhuǎn)的應力分析 我們常見的傳動軸是圓截面，有實心或空心的。它們受到扭轉(zhuǎn)時，相鄰橫截面間會發(fā)生相對錯動，即產(chǎn)生剪切變形。 現(xiàn)以圓軸為例，簡單介紹扭轉(zhuǎn)力是怎樣產(chǎn)生的。假定軸是由一系列很薄的圓片組成的。如果給軸施加一個扭轉(zhuǎn)的力矩后，這些圓片之間就會發(fā)生錯動，從而產(chǎn)生剪切力，以抵抗外力對軸的扭轉(zhuǎn)。 可見，軸內(nèi)部的扭轉(zhuǎn)應力，其實質(zhì)就是剪切力。 那么軸內(nèi)部剪切力的分布情況怎么樣？從上面的例子可以想象，當軸扭轉(zhuǎn)后，越靠近軸的表面，組成軸的每一個圓片之間的滑動程度越大（即剪切應變越大）。而剪切應力和剪切應變是成正比的。也即：圓軸截面的扭轉(zhuǎn)剪切應力τ大小沿半徑的大小而變化，離軸心越越遠，剪切力越大。圓心處剪切力為0。 正是因為這個原因，軸類零件一般都是空心的薄壁圓管。薄壁空心軸（厚度≤）的最大剪切應力和和扭轉(zhuǎn)力矩之間成如下關(guān)系： τ＝T/2R2 t 式中：τ——軸表層的剪應力（即最大剪應力）； T——軸受到的扭轉(zhuǎn)力矩； R—— 軸半徑； t —— 薄壁空心軸厚度。 從上式可以看出，如果空心軸半徑R越大，軸能承受的扭矩越大。在設(shè)計軸時，根據(jù)此式計算剪應力，應該小于所用材料的允許剪應力。現(xiàn)代飛機和模型飛機的機翼前緣采用 D型盒結(jié)構(gòu)的原因就是這種結(jié)構(gòu)可以提高抗扭的剛度，重量又輕。（六） 梁的彎曲 工程上承受彎曲的構(gòu)件叫做梁。根據(jù)受力情況的不同，梁分為以下三類。普通梁：梁的兩端各有一個鉸接支點。如房梁。懸臂梁：梁的一端固定，另一端為自由端。飛機的機翼就是懸臂梁。外伸梁：在梁的一端及梁的兩端中間任意處另有一鉸接支點，如裝有斜撐的機翼。1. 梁的剪力和彎曲力矩。 為了了解梁受力后各截面所產(chǎn)生的內(nèi)力情況，就必須先求出各截面所受的外力（剪力及彎曲力矩）。現(xiàn)舉例說明： 例一： 如圖所示，為以普通梁上在距離兩端等距離d處作用兩個相等的載荷P。 根據(jù)平衡方程：∑Y＝0 （設(shè)AB為X軸，A為原點）RA + RB ＝2P。（RA和 RB 為兩端的反作用力），因載荷在梁上為對稱，RA和 RB也對稱，所以：RA ＝RB＝P0 。 現(xiàn)求距A點X距離的任意截面II 處的剪力和彎曲力矩。截面II處的剪力Q＝RA P ,所以：Q＝RA P＝P P＝0 。 II截面的彎曲力矩M為： M＝RAX P（Xd）＝PX PX+ Pd＝Pd 例二：見右圖，為一懸臂梁，作用著均勻向上的分布載荷，設(shè)梁長度為L，每單位長度的分布載荷為q，求原點O到A端任意面處的剪力與彎曲力矩。 根據(jù)平衡方程：∑Y＝0 所以固定端的反作用力：R＝qL 現(xiàn)求距O點X處的剪力及彎曲力矩。 X處的剪力： Q＝q（LX） 當X＝0 時，Qmax＝qL 。 X處的彎曲力矩：Mx＝q(LX) (LX)/2 ＝q/2(LX) 2 當X＝0 時，Mmax＝qL2 /2 從以上兩例可以得知：（1） 剪力：作用在某一邊梁上的所有外力的代數(shù)和為這個截面上的剪力。（2） 彎曲力矩：作用在斷面一邊的所有各外力對該截面的力矩代數(shù)和為該截面的彎矩。 2. 剪力圖與彎曲力矩圖因梁的橫截面上的正應力與剪力分別于彎矩M和剪力Q的大小有關(guān)，為了找
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