《飞行器结构设计》课后答案第3章.doc
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1、 飞机结构设计第三章习题解答一、 一双粱机翼,外翼传到2肋剖面处的总体内力分别力剪力Q100 kN(作用在刚心上),弯矩M=5l03 Knm、扭矩Mt= 30 kNm。已知前、后粱的平均剖面抗弯刚度为EI前1010kNmm2、EI后21010kNmm2;前、后闭室平均剖面抗扭刚度为Kt前5108 kNmm2,Kt后109 kNmm2。求: (1)当L前L后1500 mm时,Q、M、Mt在2#肋剖面如何分配(题图32(a)? (2)当L前3000 mm、L后1500 mm时,Q、M、Mt在此剖面又如何分配(题图32(b)?(计算扭矩分配时,假设不考虑前、后闭室之间和1#肋对前闭室的影响)。1.
2、=(1) Q的分配 K= = 只与2EJ有关Q= ()Q = = = 0.333Q = 3330kg = 33.3KNQ= 6670kg = 66.7KN(2) M的分配 K= 关系式仍同上= 0.3335105 = 1666.7 KN m M2= 0.6675105 = 3335 KN m(3) Mt的分配 Mt1= = 0.3333103 = 0.999103 kg.m = 10 KN m Mt2 = 0.6673103 = 2.001103 kg.m = 20 KNm 2. =3000 mm =1500 mm (1) Q的分配 K= K1= 2= 2=106 = 21060.111 K2
3、= 2= 2106 = 106 = 21060.889 K1+ K2 = 2106 ( +) = 2106 ( +) = 12106 Q= 0.11110000 = 1110kg = 11.1KN Q= 8890kg = 88.9KN (2) M的分配 K1 = = = 0.333109 K1 = = 1.333109 K1+ K2 = 1.666109 = 5105 = 0.19995105 = 0.25105 = 105 kg m = 1000 KN m = 4105 kg m = 4000 KN m(3) Mt的分配 K1=1.667107 K2=6.667107 K1+ K2 = 8.
4、334107Mt1 = 3103 = 0.23103 = 0.6103 kg.m = 6 KN mMt2 = 3103 = 0.83103 = 2.4103 kg.m = 24 KN m二. 题图3.3所示两机翼,(a)为单块式,且双梁通过机身,而长桁在机身侧边切断;(b)为单块式,整个受力翼箱通过机身。请画出两种情况下aa、bb段长桁的内力图,并筒要说明何以如此分布?三. 请画出以下各指定翼肋的力平衡图和内力图(题图3.4)。(1) 薄蒙皮双粱式机翼,I肋在气动载荷作用下:(a)前、后缘未略去,(b)若略去前、后缘的气动载荷和结构。 (2) 该机翼前粱转折处的助在传递总体弯矩M时所受的裁荷,
5、画出其力平衡图和内力图:(a)剖面筒化为矩形;(b)剖面上、下为曲线。(3) 薄蒙皮双梁式机翼, 肋后缘受有Y向集中力P。(4) 机翼外段为双梁式,内侧为三梁式,肋位于结构布置变化处,画出传总体力时,该 肋的力平衡图和内力图。两闭室对称,此时q= = (1)若不变,只是两闭室面积不同,则q仍相同,扭矩引起的剪力与弯矩同上;但刚心位置可能变动,所以多一个扭矩(2)若不同,也会引起两闭室扭刚不同,则在分析Mt时,就会出现Q,M内力。(5) 薄蒙皮双梁式机翼v肋后梁上作用有集中力Py,求该肋受Py力时的平衡图和内力图(假设前、后粱弯曲刚度相等)。若前后梁对称右支点: Py + = Py+= Py+P
6、y = Py 若前后梁不对称,例如前梁刚度为后梁的2倍,刚心在2/3B处,则Mt = Py*2/3*Bq t = =Py PyM : X-PyXH = 0(6) 薄蒙皮双粱式机翼肋上C点处受有集中力Px时的力平衡图和内力图.=HX+HX= 2H+2HX - PXX四 请画出题图3.5所示各机翼结构中所指定肋的力平衡图和内力图。(1) 长桁在机身对称轴处对接的双梁单块式后掠翼,I肋在传递总体力弯矩的过程中所受的载荷,并画出力平衡图和内力图。解:传M时I的力矩图 在处: 突变处: 在处: 如果认为已扩散成水平剪流则:此M值很小(两种方法都可以)。(2) (a) 请画出肋在局部气动载荷下的力平衡团和
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