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哈工大飞行器结构设计历年复习题
1 作用在普通肋上的空气动力载荷,被认为仅有两个梁腹板提供支反力,忽略桁条与蒙皮的参与,这是根据传力的 刚度比分配原则。 (对) 2 加强肋的支撑是翼梁、辅助梁与蒙皮。 (对) 3 在薄壁结构中,凡在集中载荷处都应采用中间元件。 (对) 4 结构设计中应使梁凸缘面积适应内力变化。 (对) 5 翼梁腹板的剪力图是阶梯变化的,根部最大。 (对) 6 根肋将分布力转化为集中力。 (对) 7 在蒙皮的计算模型中,屏格蒙皮看作受弯硬板,整个蒙皮看作承剪薄板。 (对) 8 单梁翼面整体受力计算模型中,支座是由翼梁的固定支座和辅助梁的铰支座组成的。 (对) 1 加强框和梁构成了弹身的受力基础。 (对) 2 当一个横向集中载荷作用在硬壳式舱段上,由载荷作用端到支座端蒙皮的剪流分布不变(对) 3 在全弹身受载中,剪力由弹身两侧壁受剪切传递,弯矩由弹身上下壁板受挤压传递。 (对) 4 在梁式舱段中,蒙皮提供的支反剪流载荷作用处沿长度方向逐渐减小。 (对) 5 纵梁的轴向内力由载荷作用处到另一端是逐渐减小的。 (对) 6 作用在梁上的集中载荷, 蒙皮不但受剪且逐渐参加承受轴向压力, 一定距离后, 轴向压力的沿周缘蒙皮达到均值。 (对) 7 在垂直于耳片式翼面的接头载荷中,弯矩由主接头传递,是通过螺栓受剪,耳片受拉压传递的。 (对) 8 从舱段间接头传力过程看,前连接框将分布力转化为集中力(为适应连接接头的传力特性) ,后连接框将集中力 转化为分布力(以适应蒙皮的传力特性) 。 (对) 1 弹翼的是功用产生升力、法相力,改变压心位置。 (对) 2 单梁式翼面中翼梁沿最大厚度分布。 (对) 3 ‘小展弦比’是指较小的翼面。 (错) 4 单块式弹翼纵墙与桁条沿翼肋等百分线布置。翼肋顺气流方向布置。 (对) 5 梁式翼面中,弯矩靠梁凸缘,剪力靠梁腹板,扭矩靠蒙皮、梁及纵墙组成的壁室来传递(对) 6 实心壁板弹翼中,弹翼与弹身连接长度占弦长的 20%-30%。 (对) 7 蜂窝夹层板件组合式弹翼,适用于面积较大的弹翼。 (对) 8 夹层结构弹翼抗弯能力大、耐热绝热好。 (对) 1 整体结构翼面在气动外形方面优于其他翼面。 (对) 2 薄翼型是指相对厚度比小于 0.05 的翼面。 (对) 3 在设计翼面与助推器连接接头时,需要考虑翼面与助推器受力协调及助推器热膨胀。 (对) 4 翼梁按垂直于弹身轴线布置时,翼梁处于最大厚度线上。 (错)<等百分线分布时最大> 5 翼肋垂直于翼梁时,翼型准确。 (错)<顺气流方向布置> 6 蒙皮厚度可按强度条件或刚度条件来确定。 (对)
9、贮箱箱底厚度的确定 P129
四、判断题 1 铍合金既是金属材料又是功能材料。 (错) 2 玻璃钢适于隔热,因为线膨胀系数小。 (错) 3 高合金钢脆易断裂。 (错) 4 材料塑性、切削性、可焊性、热塑性、热流动性均影响材料的加工性。 (对) 5 结构固有频率为静强度计算。 (错) 6 弹翼是零件。 (错) <动强度计算> <零件不可分,弹翼是部件> <应使用比刚度大的元件>
R A R B G cos R l Gl cos 2 A 1 R f F A A
l2 R A l G cos 1 l R 1 l2 G cos B l1 l2 G cos FA f l1
弹体运动的加速度:
7、游动锥形螺母连接标注,工作原理,标出控制舱段连接偏差的配合面。P103 工作原理: (游动锥形螺母由本体、锥形销、盖子和销钉组成。 )当拧紧螺钉时,锥形销向上移动,直到锥形销与本 体的锥形配合紧密接触为止。利用锥面能消除径向连接的螺钉与孔之间的间隙,连接牢固可靠。横向配合面影响错 移偏差,竖向配合面影响弯折偏差。
飞行器结构设计
一、填空题
1、航空器举例:气球、飞机、滑翔机、直升机、飞艇 ,航天器举例载人飞船、人造卫星、火箭、 空天飞机、空间站、月球探测器,三个即可 2、飞行器的质量=结构质量+有效载荷质量 3、导弹单体结构材料希望轻而强,通常用比强度和比刚度来表征材料的综合性能 4、镁合金在盐雾中易腐蚀,合金钢在氢气中易氢脆 5、按载荷性质分:发动机推力——表面力,重力——质量力,管道压力——局部力,发动机推力可 称为动载荷 6、导弹剖面上内力包括:轴向力 N,剪力 Q,弯矩 M,扭矩 MK 7、载荷作用下,悬臂梁将发生:弯曲、剪切和扭转变形 8、安全系数最初由来是:所选材料强度极限与比例极限之比 9、传力分析基本方法是合理简化和分离元件,就蒙皮而言,传力分析的步骤:载荷、支撑、平衡原 理 10、桁条简化模型可看作多支点连续梁 11、单梁式翼面中辅助梁只能传递剪力 12、当弹翼受扭时,认为扭矩主要由翼剖面封闭蒙皮承受 13、作用在蒙皮上的内扭矩,有根部到尖部是阶梯减小的 14、六种接头中,属于集中式接头的:耳片式、轴颈式 15、经过一段时间后,在桁条上有力基本相等且均匀扩散,叫扩散长度 16、举例单梁式翼面中 4 对相互垂直的关系:翼梁垂直于弹身轴线、前缘肋垂直于辅助梁、中肋垂 直于翼梁、尾肋垂直于翼梁 17、列举 2 条设计经验:1)在薄壁结构中,凡有集中载荷作用之处,都应采用能分散集中载荷的中 间元件。2)结构设计中,应使梁凸缘面积适应内力变化规律。 18、正常展弦比弾翼指展向长与弦向长之比=2 19、弾翼相对厚度指最大厚度与最大长度之比 20、普通肋腹板上,常开减轻孔,是因为:腹板的剩余强度一般较大 21、铆钉的设计包括:铆钉直径、间距、边距、排距 22、第一强度理论按最大拉应力准则,第 2 强度理按最大伸长线准则。 23、蜂窝夹层结构按材料分为:铝质蜂窝结构、钢质蜂窝结构、玻璃钢蜂窝结构 24、折叠弾翼主要是缩小横向尺寸 25、折叠弾翼按展开的能源分:有弹簧力式、压缩空气力式、燃气压力式、液压作动筒式 26、操纵面转轴位置影响:铰链力矩大小、舵的振动、舵本身的工作效率 27、硬壳式舱段,失稳临界应力:0.1~0.2 28、半硬壳式舱段,失稳临界应力:0.4~0.5 29、波纹板式舱段,失稳临界应力:0.7~0.8 30、舱段开口形状有方形和圆形 31、贮箱常用焊缝保证气密 32、舱段的连接偏差有:扭转偏差、弯折偏差、错移偏差,主要来源:加工误差、测量误差、装配 误差 33、列举 2 个集中力与分布力相互转化的例子:梁式结构舱段,横向集中载荷通过连接框转化为分 布载荷传给蒙皮;副翼传给加强翼肋的集中载荷,通过加强肋将集中载荷转化为分布载荷 34、贮箱容积包括:燃料容积、燃料富余量容积、气枕容积和贮箱内导管附件所占容积 35、贮箱按结构布局分:四底式、共底式、双层底式、同轴式
5、陀螺副翼标注,工作原理,画图说明陀螺力矩如何产生,滚转干扰力矩如何消除。 P85 工作原理:它由上下板、风轮和转轴等组成。风轮轴被嵌在上下板的铜套座中,上下板由螺钉连接 一体。平时锁 紧销 6 插在销套 7 内,副翼被锁在中立位置。导弹发射后,易熔材料 15 被发动机燃气 熔化,在弹簧作用下, 锁紧销被拔出,陀螺副翼便被开锁。当导弹受干扰而滚动时,因陀螺转子迎 面气流驱动作高速旋转,由二自由度 陀螺的特性,它产生陀螺力矩,使两个陀螺副翼反向偏转,形 成操纵导弹的滚动力矩,力图使导弹恢复其原来位 置,保证导弹具有横向稳定性。 陀螺力矩公式:JΩ×ω,Ω:风轮转速,ω:副翼转速
二、名词解释
1、断裂韧性:表征材料阻止裂纹扩展的能力 2、安全系数:在传统设计中,为了保证结构安全可靠,对载荷、材料、性能、结构尺寸和加工质量等部分分散度 很大的随机因素用大于 1 的系数来考虑,这个系数即为安全系数 3、压心:导弹所受空气作用力合力的作用中心 4、刚心:作用面上所有作用力合力只产生弯曲的点 5、设计载荷:使用载荷 Plim 乘以安全系数 fs 成为设计载荷 6、铰链力矩:作用在操纵面上的空气动力对操纵面转轴的力矩 7、静不定结构:指具有多余约束的结构,又称超静定结构。 (即静力平衡方程无法获得全部未知力的结构。 )
4、反坦克导弹折叠弹翼标注,工作原理 P81
标注:如图所示; 工作原理:折叠时,向下压按钮,弹簧被压缩,锁紧件向下移动而退锁,外翼部分就可绕转轴折叠。展开时,当外 翼反向折转,一直碰到平面 A,此时弹簧推动锁紧件上升以便锁住外翼。锁紧件下部为圆筒,侧壁上有一长孔, 它 是锁紧件相对转轴的运动空间,翼根部分的正面也有一孔,它是按钮转轴上下运动的空间。这种形式结构简单、 气 动性好,只能在小型导弹上应用。 8、过载小箱加引射器供液装置标注及工作原理。P117 标注:如图所示; 工作原理:(a)在正常情况下,燃料由吸液口进入过载小箱,再通过漏斗与小箱内壁之间的狭窄通道进入漏斗,最后 通过漏斗输给燃料导管。(b)根据流体运动原理,燃料通过狭窄通道时,流速加大,静压减少,此时流体中夹杂的气 泡在浮力作用下,浮向小箱顶部,被静压更低的引射器吸出。导弹机动飞行时,吸液口可能短暂外露,但漏斗仍浸 没在小箱燃料中,故燃料供应不间断。(c)引射器工作原理:由增压泵后面来的燃料(压力高) ,通过引射器的细小 截面(喷嘴处) ,速度增大,静压降低,因而能把过载小箱中掺杂着大量气泡的燃料吸出,然后再送回贮箱。
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2、说明辅助梁 M2 的由来 一定要注意前缘肋垂直于辅助梁,但中肋与辅助梁不垂直,中肋与翼梁垂直。
6、写出硬壳式舱段失稳临界应力表达式,注明各变量意义。 P128
6 导弹在实际使用过程中作用在导弹上的最大载荷。 (对) 7 导弹在实际使用过程中作用在导弹上的最大载荷为使用载荷。 (对) 8 导弹在各个使用环节中使用载荷为同一个。 (错) 1 ‘传力分析’指研究外载荷在结构中的传递律大小。 (错) <研究传递规律和传递方式> 2 ‘传力分析’是一种定量分析。 (错) 3 力的转化是指力由一部分传给另一部分时力大小的转化。 (错) 4 飞行器结构大多为静定结构。 (错) 5 ‘刚度比’原则可以简单称为:能者多劳。 (对) 6 传递路线可以由许多分支组成。 (对) 7 力的传递越直接,路线越短,结构重量越轻。 (对) 8 静定结构需加变形一致条件。 (错)<超静定结构需加变形一致条件> <力形式的变化>