机身结构元件的设计与布置汇总
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机身机翼知识点总结机身是飞机的核心结构部分,它不仅支撑着机翼、机尾和起落架等部件,还包含了驾驶舱、客舱和货舱等功能区域。
在一架飞机中,机身通常被分为前机身、中机身和尾机身,每个部分都有着不同的功能和结构特点。
前机身主要负责容纳机组人员和相关的驾驶设备,中机身一般包含了客舱和货舱,而尾机身则承载着机尾结构和水平尾翼。
机身的设计需要考虑到飞机的重量、强度、阻力和空气动力学特性。
一般来说,飞机的结构材料主要包括金属、复合材料和塑料等,这些材料需要经过严格的计算和实验验证才能确定其在飞行中的安全性和可靠性。
此外,机身的细节设计也需要考虑到乘客舒适性、噪音减少、防火防护等问题,以满足航空公司和乘客的需求。
机翼是飞机的升力产生器和空气动力学控制面,它的设计和制造过程涉及到多个工程领域,包括结构设计、流体力学、材料工程等。
机翼的形状和布局直接决定了飞机的起飞性能、飞行稳定性和燃油经济性等方面。
一般来说,机翼的布局可以分为直翼、后掠翼、前掠翼和悬臂翼等类型,每种类型都有着不同的特点和适用范围。
在机翼的设计中,气动力学性能是一个非常重要的考虑因素。
通过流体动力学分析和计算,可以确定机翼的升阻比、升力分布、阻力大小等关键参数,以满足飞机的性能要求。
此外,机翼的结构设计也需要兼顾结构强度、重量和生产成本等因素,以确保飞机的安全性和经济性。
除了机身和机翼本身的设计之外,飞机的扰流装置也是非常重要的一部分。
扰流装置包括襟翼、襟副翼、襟翼和反驳装置等,它们可以调节飞机的升力、阻力和飞行稳定性,同时也可以影响起降性能和飞机的操纵特性。
扰流装置的设计需要与机身和机翼紧密配合,以实现飞机的整体优化。
总之,机身机翼是飞机设计和制造中的重要组成部分,它们的性能和特性直接影响着飞机的飞行特性和安全性。
对于飞机工程师来说,深入了解机身机翼的设计原理和工艺技术是非常重要的,只有在这样的基础上,才能设计出更加先进、高效和安全的飞机产品。
飞机结构与工艺机翼 1.机翼的基本结构元件及受力机翼的基本结构元件是由纵向骨架、横向骨架以及蒙皮和接头等组成,现将各个结构元件的作用及受力分述如下:1.纵向骨架——沿翼展方向安置的构件,包括梁、纵樯和桁条。
(1)梁——最强有力的纵向构件。
它承受着全部或大部分的弯矩和剪力。
梁的椽条承受由弯矩而产生的正应力;腹板承受剪力。
梁的数量一般为一根或两根,也有两根以上的。
机翼结构只有一根梁者称为单梁机翼;有两根者称为双梁机翼;两根以上者称为多梁机翼;没有翼梁称为单块式机翼。
翼梁的位置:在双翼及有支撑的机翼上,根据统计,前梁在12~18%翼弦处;后梁在55~70%翼弦处。
在悬臂式单翼机上,单梁机翼的梁位于25~40%翼弦处。
双梁机翼的前梁在20~30%翼弦处;后梁在50~70%翼弦处。
(2)纵樯——承受由弯矩和扭转而产生的剪力。
与梁的区别是椽条较弱,椽条不与机身相连。
其长度与翼展相等或仅为翼展的一部分。
纵樯通常放置在机翼的前缘或后缘,与机翼上下蒙皮相连,形成一封闭的盒段以承受扭矩。
在后缘的纵樯,通常还用来连接襟翼及副翼。
. 165 .(3)桁条——承受局部空气力载荷;支持和加强蒙皮;并将翼肋互相连系起来。
而且还可以承受由弯曲而产生的正应力。
有的机翼为了更加强蒙皮,桁条需要很密,因而导致使用波纹板来代替桁条,或者把桁条与蒙皮作成一体,形成整体壁钣。
2.横向骨架——沿翼弦方向安置的构件。
主要包括普通翼肋和加强翼肋。
(1)普通翼肋——将纵向骨架和蒙皮连成一个整体;把由蒙皮传来的空气动力载荷传给翼梁;并保证翼剖面之形状。
参与一部分机翼结构的受力。
. 166 .(2)加强翼肋——除了起普通翼肋作用外,还承受集中载荷。
3.蒙皮——它固定在横向和纵向骨架上而形成光滑的表面。
布质蒙皮主要是承受局部空气动力载荷,并把它传给骨架。
硬质蒙皮除了上述作用外,还参与结构整体受力。
视具体结构的不同,蒙皮可能承受剪应力,也可能还承受正应力。
飞机机身结构的轻量化设计与优化飞机作为现代交通工具的重要组成部分,其机身结构的设计与优化显得尤为重要。
轻量化设计是当前飞机制造领域的热点之一,旨在减轻飞机总重量,提高燃油效率,降低飞行成本,延长飞机的使用寿命。
本文将探讨飞机机身结构轻量化设计的原理、方法以及优化策略。
一、轻量化设计原理飞机机身结构的轻量化设计,首先要满足飞行安全的基本要求。
在保证飞机结构强度和刚度的前提下,尽可能减少材料的使用量,降低结构的密度,提高材料的强度重量比。
因此,轻量化设计的原理可以总结为以下几点:1. 最优材料选择:选择强度高、密度低的先进材料,如碳纤维复合材料、铝镁合金等,以满足飞机机身结构的强度和刚度要求。
2. 结构优化设计:通过结构拓扑优化、参数化设计等手段,减少结构节点数量,提高结构的整体刚度,降低结构的自重。
3. 空间布局合理:合理规划机身结构的构型,减少不必要的重复结构,避免结构冗余,优化结构布局,减轻飞机总重量。
二、轻量化设计方法为了实现飞机机身结构的轻量化设计,可以采用以下方法:1. 拓扑优化:通过有限元分析等工程手段,对机身结构进行拓扑优化设计,去除结构中的冗余部分,减少材料使用量。
2. 材料替换:采用先进的轻质材料替代传统的重量材料,降低机身结构的密度,减轻飞机总重量。
3. 结构参数优化:通过参数化设计方法,对机身结构的关键参数进行优化调整,提高结构的强度和刚度。
4. 强度分析:运用强度学分析方法,评估机身结构的承载能力,确定合理的结构设计方案。
三、优化策略在轻量化设计的基础上,可以通过以下优化策略进一步改进机身结构的性能:1. 多学科综合优化:考虑飞机机身结构在气动、机械、热力等多个方面的影响,进行多学科综合优化设计,提高飞机整体性能。
2. 结构耦合分析:对机身结构中的各个部件进行耦合分析,确保各部件的协同工作,提高结构的整体刚度和稳定性。
3. 风洞试验验证:进行风洞试验验证轻量化设计的有效性和准确性,为实际生产提供参考数据。
元器件布局的一般原则:元器件布局要求较多的是从机械结构、散热、电磁干扰、将来布线的方便性等方面进行综合考虑。
元器件布局的一般原则是:先布置与机械尺寸有关的器件并锁定这些器件,然后是大的占位置的器件和电路的核心元器件,再就是外围的元器件了。
下面对元器件布局需要注意的各个方面做一个简要介绍:1.机械结构方面的要求:外部接插件、显示器件等安放位置应整齐,特别是板上各种不同的接插件需从机箱后部直接伸出时,更应从三维角度考虑器件的安放位置。
板内部接插件放置上应考虑总装时机箱内线束的美观。
2.散热方面的要求:板上有发热较多的器件时应考虑加散热器甚至风机,并与周围电解电容、晶振等怕热元器件隔开一定距离,竖放的板子应把发热元器件放置在板的最上面,双面放元器件时底层不得放发热元器件。
3.电磁干扰方面的要求:元器件在电路板上排列的位置要充分考虑抗电磁干扰问题,原则之一是各元器件之间的引线要尽量短。
在布局上,要把模拟信号、高速数字电路、噪声源(如继电器、大电流开关以及时钟电路等)这3部分合理分开,使相互间的信号偶合为最小。
随着电路设计的频率越来越高,EMI对线路板的影响越来越突出。
在画原理图时就可以先加上电源滤波用磁环、旁路电容等ūF的电容,有的关键电路甚至还需要加金属屏蔽罩。
4.布线方面的要求:在元器件布局时,必须全局考虑电路板上元器件的布线,一般的原则是布线最短,应将有连线的元器件尽量放置在一起。
对于单面板,器件一律放顶层;双面板或多层板,器件一般放顶层,只有在电路板的空间有限、器件过密时才把一些高度有限、重量较轻并且发热量少的元器件,如贴片电阻、贴片电容、贴片IC等放在电路板的底层。
具体到元器件的放置方法,应当做到各元器件排列、分布要合理和均匀,力求达到整齐、美观、结构严谨的工艺要求。
电路板布局的步骤:1.首先应当规划电路板。
规划电路板包括选择电路板的类型、定义电路板的外形、确定电路板的物理边界和电气边界以及预放置安装孔等工作。
飞机基本结构总结1. 引言飞机是一种重要的交通工具,其基本结构是保证飞机正常运行和飞行安全的关键因素。
本文将对飞机的基本结构进行总结,包括机翼、机身、机尾等主要部分的构造和功能。
2. 机翼机翼是飞机的重要部分,承担着提供升力和操纵飞机的功能。
通常由前缘、后缘、翼根、翼尖等构成。
机翼的主要结构包括主翼箱、翼肋、翼板和燃油箱。
2.1 主翼箱主翼箱是机翼的骨架,承载着机翼的重量和受力。
它由上板、下板、前板、后板和肋骨组成。
主翼箱的断面通常是矩形或梯形,其形状和材料的选取要根据飞机的设计要求和使用环境。
2.2 翼肋翼肋连接在主翼箱上,起到增强机翼的刚度和支撑翼板的作用。
翼肋的形状多样,可以是梯形、矩形或其他复杂的形状。
翼肋的材料一般选用轻质高强度的金属合金或复合材料。
2.3 翼板翼板是机翼的外表面,直接接受空气的冲击和产生升力。
翼板分为上翼板和下翼板,其形状和表面可按照设计要求进行调整。
2.4 燃油箱燃油箱储存燃油,提供飞机飞行所需的燃料。
它通常位于机翼的内部,由密封的金属外壳构成。
燃油箱的设计需要考虑到燃油的安全性、密封性和重量分布等因素。
3. 机身机身是飞机的主体部分,连接着机翼、机尾和机头。
它承担着容纳驾驶舱、乘客舱、货舱以及飞机主要设备的功能。
3.1 前机身前机身位于机翼前方,通常包含驾驶舱、雷达设备和前机身燃油箱等。
前机身的设计要求较高,需要考虑到机组成员的工作环境和前机身的结构强度。
3.2 中机身中机身是连接前机身和后机身的部分,也是飞机的主体结构。
它通常包含客舱、货舱和燃油箱等。
中机身的设计需要考虑到乘客的安全和舒适性,并提供足够的空间来容纳货物。
3.3 后机身后机身位于机翼后方,通常包含尾翼、水平安定面和机尾燃油箱等。
后机身的设计需要考虑到飞机的平衡和稳定性。
4. 机尾机尾是飞机的尾部,由垂直安定面和水平安定面构成。
4.1 垂直安定面垂直安定面是机尾的主要部分,通常位于飞机的中央。
它承担着稳定飞机方向的功能,并带有高度舵用于操纵。
手机结构设计资料汇总(pdf 72页) 手机结构设计资料大全目录1、手机设计技术规范2、手机设计注意事项3、手机的一般结构4、手机结构授课讲义5、手机设计指南6、手机机构设计浅谈7、手机设计中的机械结构8、结构部标准设计说明—— (Light guide)9、手机结构设计中的问题与解决方案10、B enQ台湾机构工程师的设计感受11、P ro/E技巧Q&A十则 12、手机结构设计经验点滴13、手机结构设计须知14、手机结构设计指南之总体设计15、手机结构总揽16、结构工程师之制图规范手机设计技术规范1:基本原则:每一种新的结构都要有出处如果采用全新的形式。
在一款机器上最多只用一处。
任何结构方式均以易做为准。
用结构来决定ID 。
非ID 决定MD 。
控制过程要至少进行3次项目评审。
一次在做模具之前。
(ID 与MD共同参与)第二次为T1后。
第三次为T2(可以没有)在上市前进行最终的项目评审。
考虑轻重的顺序:质量-结构-ID –成本其文件体系采用项目评审表的形式。
必须有各个与会者签字。
项目检查顺序:按照表格顺序严格评审(此表格不能公布)。
评审结果签字确认。
设计:1)建模前应该先根据规划高度分析,宽度分析与长度分析,目的是约束ID 的设计。
2)建模时将硬件取零件图纸的最大值(NND 厂商通常将公差取为正负0.1,气死我了)3)设计尺寸基本上为二次处理后的尺寸(NND 模具厂肯定反对了,哈哈)4)手机的打开角度为150-155,开盖预压为4-7度(建议5度)。
合盖预压为20度左右 5)壁厚必须在1.0以上(为了防止缩水,可以将基本壁厚作到1.5,此时一定要注意胶口的选择)。
6)胶口的选择一定要考虑熔接线的位置,注意7)尽力减少配合部分(但是不代表减少必要的配合)。
8)音腔高度在1.2以上(实际情况应该是空间尺寸要足够大,对不同的产品其数值会不同,最好采用MIC SPEAKER RECERVE的厂商建议值)。
手机结构设计指南手机的结构设计都是有规律可循的,现总结和归纳以往在手机设计方面的经验,重点阐述对于机械结构设计的要求,使设计过程更加规范化、标准化,以利于进一步提高产品质量,设计出客户完全满意的产品。
一. 手机的一般形式目前市面上的手机五花八门,每年新上市的手机达上千款,造型各异,功能各有千秋。
但从结构类型上来看,主要有如下五种:1.直板式Candy bar2.折叠式Clamshell3.滑盖式Slide4.折叠旋转式Clamshell & Rotary5.直板旋转式Candy bar & Rotary本设计指南将侧重于前四种比较常见的类型。
一般手机结构主要包含几个功能模块:外壳组件(Housing),电路板(PCBA),显示模块(LCD),天线(Antenna),键盘(keypad),电池(Battery)。
但随着手机的具体功能和造型不同,这些模块又会有所不同,下面以几种常见手机为例来简单介绍一下手机上的结构部件。
图1-1是一款直板式手机的结构爆炸图。
图1-1对于直板型手机,主要结构部件有:显示屏镜片(LCD LENS )前壳(Front housing)显示屏支撑架( LCD Frame ) 键盘和侧键(Keypad/Side key)按键弹性片(Metal dome ) 键盘支架(Keypad frame)后壳(Rear housing ) 电池(Battery package)电池盖(Battery cover)螺丝/螺帽(screw/nut )电池盖按钮(Button)缓冲垫(Cushion)双面胶(Double Adhesive Tape/sticker)以及所有对外插头的橡胶堵头Rubber cover等如果有照相机,还会有照相机镜片Camera lens和闪光灯Flash LED镜片有时根据外观的要求,还会有装饰件Decoration对于不换外壳的直板机,通常是用4到6颗M1.6-M2.0的螺丝将前后壳固定,辅助以侧边和顶部4到6对卡勾Snap来增强壳体之间的连接和美工缝的均匀。
《电子产品外壳结构设计大全》一、设计原则与要点1. 功能性:电子产品外壳设计要满足产品的功能性需求。
例如,确保内部元器件得到良好保护,散热性能优良,接口布局合理,便于操作和使用。
2. 美观性:外观设计需符合现代审美趋势,线条流畅,色彩搭配和谐,展现产品特色。
3. 人机工程:考虑用户使用习惯,使产品握感舒适,操作便捷,降低使用过程中的疲劳感。
4. 材料选择:根据产品需求,选用合适的材料,如塑料、金属、陶瓷等,确保外壳的强度、耐磨性和散热性能。
5. 结构优化:通过合理的结构设计,减轻产品重量,降低成本,提高生产效率。
二、常见电子产品外壳结构设计1. 手机外壳设计(1)防护结构:设计防摔、防水、防尘等功能,确保手机在恶劣环境下正常使用。
(2)散热结构:采用散热材料或设计散热通道,提高手机散热性能。
(3)天线布局:合理安排天线位置,保证信号传输效果。
2. 笔记本电脑外壳设计(1)开合结构:设计合理的转轴和支撑结构,使屏幕与底座开合顺畅。
(2)接口布局:充分考虑用户需求,合理布局USB、HDMI等接口。
(3)散热系统:设计散热窗口和风扇位置,确保散热效果。
3. 智能穿戴设备外壳设计(1)佩戴舒适:根据人体工程学原理,设计舒适的佩戴结构。
(2)防水防尘:采用密封设计,提高产品的使用寿命。
(3)充电接口:设计隐蔽式或一体化充电接口,提高产品美观度。
三、设计流程与注意事项1. 设计流程:需求分析→方案制定→结构设计→样品制作→测试与优化→量产。
2. 注意事项:(1)充分考虑生产可行性,避免设计过于复杂,导致生产难度增加。
(2)关注环保要求,选用可回收、环保材料。
(3)确保外壳结构设计的稳定性,防止在使用过程中出现变形、磨损等问题。
《电子产品外壳结构设计大全》四、创新设计理念与实践1. 设计理念创新:紧跟时代潮流,融入个性化、智能化元素,提升产品竞争力。
例如,采用模块化设计,让用户可以根据自己的喜好更换外壳。
2. 材料技术创新:探索新型材料,如碳纤维、柔性材料等,以实现更轻、更坚固的外壳结构。
6.2 机身结构元件的设计与布置 本节主要介绍半硬壳机身结构元件的布置与设计。半硬壳式机身尺寸最大、受力也最严重的结构件是由蒙皮和桁条(或桁梁)组成的壁板构成的加筋筒状盒段结构。它承受几乎所有的总体内力——垂直平面和水平面内的弯矩、剪力以及机身的扭矩、轴力(如发动机推力);还有外部气动压力、内部增压座舱压力等所引起的一切载荷。盒段内以一定的间隔配置机身隔框,以防机身压屈并维持其剖面形状。除蒙皮或桁条(或桁梁)破坏外,这类加筋筒状盒段结构还有三种可能的失稳失效形式:
(1)蒙皮失稳。薄蒙皮在较低的压应力和剪应力下就会出现屈曲。如果设计要求规定蒙皮在受载时不能屈曲,那么蒙皮必须较厚,或布置较密的桁条,这有可能导致结构效串降低.机身的舱内增压能使蒙皮失稳问题有一定的改善。考虑到蒙皮屈曲后仍能以张力场形式承受、传递剪切载荷规定,低于百分之几十的限制裁荷(即使用载荷)或极限载荷(即设计载荷)下才不允许出现屈曲。但应注意到蒙皮以张力场梁受剪时,桁条和框缘条会有附加的轴向载荷和弯曲载荷.
(2)壁板失稳。这是指两框之间的一段壁板(蒙皮和桁条组成的加筋板)失稳。该段壁板的长度即框距.
(3)总体失稳。它所造成的破坏超出两个或两个以上隔框间距。一般半硬壳式机身不允许出现总体失稳。当壁板出现失稳时,各隔框的刚度可以支持住长桁,但当框的刚度不足时,就会发生总体失稳破坏。此时增加桁条效果不大,而增加框的刚度却可产生较大影响.以下对机身的典型结构元件设计作一介绍,对于桁条和桁梁剖面形状的确定等与机翼相似,不再赘述。
一、机身蒙皮设计 机身蒙皮是机身盒段结构中的重要受力元件,其重量约占机身结构重量的25%~30%。它承受并传递机身中的剪力Qy,Qz和扭矩Mx的剪流。在桁条式机身中,蒙皮较厚时它还承受一部分弯矩引起的轴向力。旅客机气密增压座舱部位的蒙皮还承受内外压力差造成的周向(环向)和轴向的张应力。因此,机身蒙皮上的载荷一般是多种应力的组合.但由于机身剖面尺寸大,所以相对载荷较小,其厚度一般比机翼蒙皮薄。机身蒙皮的设计和布置包括以下内容:确定材料、厚度,合理的分块和厚度分布以及损伤容限设计措施。机身蒙皮材料一般采用铝合金。对损伤容限设计的关键件、危险部位应采用断裂、疲劳性能好的材料,如I.Y12,2024—T4等.对于Ma>3的飞机,在受热影响较大的部位采用钛合金或不锈钢板材。在某些情况下,也有用厚铝板经化学铣切等方法直接加工成带纵、横筋条的整体壁板,如歼—8飞机的中机身上壁扳(又是受力口盖).蒙皮厚度首先要考虑载荷的大小。由于一般机身中部受力大,两端受力小,故中部的蒙皮比两端的厚。但设计时必须同时考虑工艺制造、供货来源、生产成本等因素,通常不可能完全按载荷分布做成任意厚度或分成很多小块:小块蒙皮不但会增加连接工艺上的困难和工作量,还会增加连接接头而使重量增加。由于板材厚度都有一定规格;同一厚度蒙皮其尺寸大小还受所供应的板材和蒙皮成型设备大小的限制:但考虑到有时机身蒙皮厚度差一级就可能会使重量差几十甚至上百公斤,因此设计时必须综合考虑各方面因素后合理布置蒙皮的厚度和分块,在合理的情况下面积尽可能大,以减少接头。分块蒙皮连接时其纵向对接缝在亚音速飞机(如大型运输机)上可通过长桁单搭接,这种连接简便,又不会在气动力方面造成严重损失;也可另用对接板连接。垂直于气流方向的周向连接缝则采用齐平的对接接头,用对接加强板实现,以避免明显增加气动阻力。根据统计,一般当机身弯矩由纵向构件;桁条、桁粱承受,而蒙皮仅受剪应力时,蒙皮厚度可取o.8~1 mm;当蒙皮同时受正应力时约为1.o一2.o mm,在歼—7、歼—8飞机的中机身上有取到2.5~3.5mm。表6.1,表6.2分别列出了国内外战斗机、运输机的蒙皮厚度和材料。图6.3为某亚音速轰炸机机身蒙皮厚度的分布图. 增压座舱的内外压力差在蒙皮中引起的双向张应力是在每一次地一空一地循环中反复出现的疲劳载荷,因此旅客机的增压座舱应按损伤容限或疲劳设计,目前一般按损伤容限设计。设计时多采用缓慢裂纹扩展结构类型,此时应从合理选择材料;控制应力水平;局部高应力或应力集中区增加蒙皮厚度以保证所要求的剩余强度;细节设计等方面采取一系列措施.例如,蒙皮中的应力水平一般很低,大致在(70~110)MPa之间(LYl2的σb=400MPa,2024的σb=(430~470)MPa)(见表6.2))。其次在开口周围,特别是在有大量瞭望窗的增压座舱的侧壁处都采用厚蒙皮,如L—1011窗框处蒙皮厚2.28mm,此外还胶有同样厚度的加强板。鉴 于增压座舱对旅客安全至关重要,还须使其具有一定的破损安全特性,使蒙皮上的损伤能在被发现和修复前一直维持或限制住,并仍具有足够的剩余强度,而不致造成灾难性的破坏。在旅客机机身上常采用的方法是利用止裂带或起限制作用的加强带板将损伤限制在一定范围内.图6.4为一种典型的蒙皮、止裂带、桁条、框的连接。止裂带用铆接、点焊或胶接的方法连接在蒙皮上,其尺寸应保证使蒙皮的裂缝在达到止裂带时能终止;此外止裂带还应当能够承受已撕裂蒙皮所传递的载荷。止裂带置于隔框处(如彼音—707,DC—10,C 5)或两框之间(如L—10il),沿横削面的周向布置。在实际使用中曾发现有300 nlln的裂缝仍未导致事故发生;而试验表明,有时止裂带能承受住500 mm长的纵向裂纹(裂纹垂直于蒙皮中较大的周向张应力),而没有造成灾难性破坏。图6.5则是在蒙皮上胶接加强带板。波音—737机身上的格栅形加强板,既局部增加了蒙皮厚度,又有止裂作用。 表6.2列出了国外一些旅客机上的蒙皮厚度、止裂带或加强带的厚度和相应的材料,以及增压座舱的周向(即环向)张应力值. 二、机身纵向构件的设计和布置 1.长杆(桁条) 长桁是桁条式机身中承受和传递机身弯矩所引起轴力的主要元件,它与蒙皮组成承力壁板,在桁条式机身中长桁约占12%~20%的机身结构重量。与机冀中的长桁相似,其剖面形状、分布规律等系从受力合理、结构效率高、工艺性好等多方面因素综合考虑的结果。各长桁沿机身周边基本为均匀分布;现代战斗机其间距一般为80\150 mm之间,轰炸机、运输机等大型飞机一般在50一250mm之间。长桁沿机身纵向尽量按等角辐射布置,这样长桁为单曲度、无扭曲,便于制造和装配。 2.桁粱 鉴于机身在两个平面内受弯,且基本屑同一量级这一特点,桁梁一般布置在机身剖面的四个象限的中间,即±45’角附近.但若在机身上有大开口处,则桁梁的位置须与大开口的大小和位置协调。如图6.6(a)所示歼—7前机身的上、下均有大开口(驾驶员座舱盖、前起落架舱门以及上、下设备舱盖),因而采用桁梁式结构。桁粱的位置即是协调了进气道的内、外蒙皮交线以及上、下大开口边框,井尽量使之发挥较大的结构效率的综合设计结构,该桁梁采用w形剖面,以便于与机身蒙皮和进气道蒙皮连接. 必须指出,参与承受机身弯矩的桁条和桁梁都应尽可能保持连续,并避免急剧转折,以使传力直接.若桁粱或桁条必须断开并错位时,则在中断处之前布置参与段,以蒙皮受剪将中断桁梁上的轴力传到错位的桁梁上去(图5.44)。若梁必须转折,则须在转折处布置隔框承受转折引起的轴力分量。当然这些均会使重量有不同程度的增加,因此应尽量避免。
3.加强桁条和纵向短梁 加强桁条是为了承受和扩散作用于机身壳体上x向集中力户。而布置的一段较强的桁条,例如机身上承受机翼阻力x的接头处就布置有加强长桁,所以加强长桁的长度主要视集中力扩散需要而定。根据加强件综合利用的原则,应尽量将集中力尸,协调到已有的桁梁或长桁上去,若有需要再作适当加强,如此设计有利于减轻重量。当有些部件,如前起落架(图5.37)或发动机传来的纵向集中力离机身壳体有一段距离时,则还得在相应位置上加一薄壁短梁。在图L 7中位于29框(图6.8)之前的一段机身下部布置的两发动机推力短梁也属此列。此时由短梁的内缘条承受推力,并通过其腹板受剪传到相应的与蒙皮相连的外绿条(相当于一加强长桁)上,由此产生的力矩,通过支持短梁腹板的两个端框提供一对支反力平衡。
三、机身加强框和普通框的设计与布置 1.框的布置 机身隔框有多种作用,它使机身截面保持一定形状,限定长桁、蒙皮的计算长度;较强的框缘条还可作为周向(环向)止裂带,提供一定的破损安全特性。从原则上讲,框不参与总体受力,机身结构上的各种内力都可由长桁—蒙皮组成的壳体(盒段)承受和传递。但为了防止壳体各种形式的失稳,框作为它们的横向支撑构件是必不可少的。由于机身主要用于装载,因此必须布置很多加强框,用于承受各种装载以及与机身相连的各部件(如机翼、尾翼、起落架)通过接头传来的框平面内的载荷,将它们扩散成剪流之后传递到壳体上。此外在机身的大开口两端也需布置加强框,以便在结构不连续处实现机身盒段受载形式的转换和重新分配。 图6.7为强一5飞机的结构布置图。该机共有12个加强框,其中8,13,16分别为驾驶员座舱、设备舱(上、下为大开口)以及油箱舱酌端框,29,30为前、后机身对接框;其余分别为前起 落架、机翼、尾翼、发动机及炸弹挂梁等与机身有接头相连的框,承受、传递它们的载荷。由于加强框承受的载荷大,因此其结枯一般较强,重量较大,如强—5飞机机冀—机身主接头对接框约为115 k8重,可见加强框的设计好坏对机身结构的重量有很大影响。为此,在布置加强框时须很好运用加强件综合利用的原则。以图6.8所示强—5的29框为例;它既是前、后机身的对接框,其上又固定有四个发动机吊挂拉杆的接头,两个发动机推力接头;炸弹挂粱和推力短粱的后端也支持在该框上;此外还有减速板作动筒、炸弹舱门操纵机构等传来的较小的集中力也作用在此框上,是一个综合利用较好的例子。普通框一般在加强框布置好后再行布置。根据统计,歼击机的框距一般在300 mm左右,大型运输机大多在300—500