4-1 梁的根部接头是固接,梁的缘条可以传递弯矩,纵墙的根部接头是绞接,它本身不能传递弯矩。
4-24-34-234-244-26 (1)在A-A 肋处,蒙皮没有发生突变,所以A-A 肋在传扭时不起作用。
(2)前梁在A-A 剖面处发生转折,前梁上弯矩M 分为两部分21M M M ,1M由前梁传给机身,2M传给A-A 肋。
4-30机翼外段长桁上的轴向力通过蒙皮剪切向前后梁扩散,到根部全部转移到前后梁的缘条上去。
4-311. L前=L后(1) Q 的分配 K=22EJ LL 前=L 后∴ 只与2EJ 有关Q 1=112K Q K K = 122EJ L [22L (121EJ EJ )]Q = 112EJ Q EJ EJ = 112Q = 0.333Q= 3330kg = 33.3KNQ 2= 6670kg = 66.7KN(2) M 的分配 K=KJL ∴ 关系式仍同上1M = 0.333 5 105 = 1666.7 KN mM 2= 0.667 5 105 = 3335 KN m(3) M t 的分配M t1= 5510tM = 0.333 3 103 = 0.999 103 kg.m = 10 KN m M t2 = 0.667 3 103 = 2.001 103 kg.m = 20 KNm2.L 前=3000 mm L 后=1500 mm(1) Q 的分配 K=22EJ LK 1= 2122103000= 2 12610910=29 106 = 2 106 0.111K 2= 2 122101500= 2 29 106 = 222.25 106 = 2 106 0.889K 1+ K 2 = 2 106 ( 19 +12.25) = 2 106 ( 0.111 +0.889) = 1 2 106∴ Q 1= 0.111 10000 = 1110kg = 11.1KN Q 2= 8890kg = 88.9KN(2) M 的分配 K 1 = KJL = 12103000 = 0.333 109K 1 = 12101500Q = 1.333 109 K 1+ K 2 = 1.666 1091M = 0.3331.666 5 105 = 0.1999 5 105 = 0.2 5 105 = 105 kg m = 1000 KN m 2M = 4 105 kg m = 4000 KN m(3) M t 的分配K 1=105103000 =1.667 107 K 2=1010101500 =6.667 107 K 1+ K 2 = 8.334 107M t1 = 1.6678.334 3 103 = 0.2 3 103 = 0.6 103 kg.m = 6 KN mM t2 = 6.6678.334 3 103 = 0.8 3 103 = 2.4 103 kg.m = 24 KN m980150010*3)(3310311l EJ K Q 9160150010*2*3)(3310322 l EJ K Q 310*2150010)(71011 l EJ K M 310*4150010*2)(71022 l EJ K M310150010*5)(6811 l GJ K t t 310*2150010)(6922 l GJ K t t310032111 y Q Q Q Q K K K Q 3200322122y Q Q Q Q K K K Q 3500032111M K K K M M M M 310000322122 M K K K M M M M1032111t t t t t M K K K M 20322122 tt t t t M K K K M910300010*3)(3310311 l EJ K Q 9160150010*2*3)(3310322 l EJ K Q 310300010)(71011 l EJ K M 310*4150010*2)(71022 l EJ K M310150010*5)(6811 l GJ K t t 310*2150010)(6922 l GJ K t t17100172111 y Q Q Q Q K K K Q 17160017162122y Q Q Q Q K K K Q 100052111M K K K M M M M 4000542122 MK K K M M M M1032111 t t t t t M K K K M 20322122 tt t t t M K K K M4-36(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Ⅱ助在传递总体弯矩M时所受的裁荷,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,Ⅲ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,Ⅳ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q1t=222tMBH= 2tMBH= 2t q(1)若δ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δ不同,也会引起两闭室扭刚不同,则在分析M t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P y,求该肋受P y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:12Py+ 2tM HBH=12Py+22yBPHBH=12Py+14Py=34Py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M t = Py*2/3*Bq t = 2B Py 32BH =13H P y ∴ P y -1Py Py+33 =1Py 3 M : 1Py3•X-13H P y •X •H = 0(6) 薄蒙皮双粱式机翼Ⅵ肋上C 点处受有集中力P x 时的力平衡图和内力图.M =X P 4B •H •X+XP 4B •H •Xt M = 2X P 4B •H •2B+2X P 4B •H •ΔX - P X 2H •ΔX4-37 由于前梁在1点处转折,所以由剪力P 产生的弯矩,有一部分要由侧边肋来承担,其大小为弯矩为:)cos (1 e a P M ,矢量方向向右。
由于剪力P 没有作用在刚心上,因此要产生扭矩,其大小为Pe 。
在传递到根肋2-3处后,转化为一对支反力。
其在3点的支反力在前梁上产生的弯矩为: tan Pe M ,和剪力P 一样,它在侧边肋上的弯矩分量为: sin tan 2 Pe M ,矢量方向向左 因此作用在侧边肋1点上的总弯矩为cos /)sin tan (cos 21Pe Pa Pe Pa M M M m kN M 408)7/5/(4.0*2006.2*200 kN R 4.2914.1/40814-38(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42*2,24ttM MBH BH BHM q q在3B 处: ****3322*30.33t t B B M H H M BHM BH M q q突变处: 2 1.330.67M M M在2B 处: 22***22220M B M H BH M M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Ⅱ肋在局部气动载荷下的力平衡团和内力图(a) 号肋(单块式普通肋)(b) 请画出中央翼在作用有反对称总体弯矩时,Ⅲ肋、Ⅳ肋的力平衡图和内力图。
设左右机翼通过中央翼连成整体,并在A、B、C、D四点与机身铰接,接头在机翼前、后墙腹板上。
III肋和IV肋的分析(3) 机翼外段为双梁单块式,内侧改为双梁式,画出结构型式交换处的v肋在传递总体力M、Q、M t时的力平衡图和内力图。
传M时:M时也不起作用。
传Q时不起作用;传t(4)多墙式机翼在根部用两个固接接头与机身相连,请画出侧肋Ⅵ在传递总体内力的剪力Q时,其力平衡图和内力图。
(5) 画出图示三梁式后掠翼侧肋Ⅶ在传递总体弯矩时,其力平衡图和内力图。
如果结构弯矩完全对称,则中间支点无力;否则会有力(载荷也要对称,即12M M ,才可能0R 中)4-40(1) 单梁单墙式机翼的I肋。
在Q和M下,I肋不起作用;在M t下,如图所示:(2) 双梁单墙式后掠翼,其中后粱在Ⅱ肋处有转折,请画出Ⅱ肋的力平衡图和内力图。
(3) 双粱单墙式机翼中Ⅲ肋在传扭时的力平衡图、内力图。
(4) 单梁双墙式机翼中Ⅳ助在传扭时的力平衡图和内力图。
4-40 (1)a-a视图反映的是蒙皮作用在翼肋I上的扭矩,b-b视图是蒙皮开口后,前梁和后墙腹板作用在翼肋I上的支反力,两者合成就是翼肋I的力平衡图。
对于翼肋I的弯矩图来说,其上剪力所产生的弯矩和扭矩相平衡,因此翼肋I上没有弯矩,因此此处翼肋需要较厚的腹板,但缘条可以很薄。
(2)这道题不仅要考虑由于蒙皮开口,扭矩的传递问题,还要考虑由于中间梁的转折,在II肋上产生的附加弯矩,以及由于后墙作为双支点外伸梁在II肋上产生的支反剪力Q,受力比较复杂,其内力需要根据各种载荷大小决定各自方向,因此这里没有给出。
(3)(4)4-44因为剪力Q是作用在刚心上,机翼没有扭转,所以对于机翼的弯曲变形,垂直于刚心轴的剖面,挠度变形保持一致,并且根肋CD上没有受到扭矩作用。
(1)由于后墙是在B点是铰接的,所以后墙不能传递剪力Q,剪力Q主要由前梁传递。
由于前梁铰接在A点和C点,所以它是静定结构,它以双支点外伸梁的形式传剪和传弯。
其剪力图和弯矩图如图(1)所示:(2)由于后墙铰接,情况和(1)一样。
前梁在A点固接,因此前梁可以以悬臂梁形式承受一定的弯矩,因此前梁是一度静不定结构,可以用材料力学中的力法方法求解,其剪力图和弯矩图如图(2)所示:(3)后梁在B处固接,后梁可以承受弯矩,前梁在A处铰接,因此在C处的弯矩由前梁传递,而剪力由主梁传递,整个机翼是一度静不定结构,因此前梁和后梁按刚度分配剪力和弯矩,而主梁对前梁提供弹性支撑,其剪力图和弯矩图如图(3)所示(4)前梁在A处固接,后梁在B处固接,整个机翼是二度静不定,因此先是前梁和后梁按刚度分配剪力和弯矩,然后在C处再按(2)情况求解前梁和后梁上各自承担的弯矩。
其剪力图和弯矩图如图(4)所示。