机翼的特点是薄壁结构，因此以上各元件之间的连接大 多采用分散连接：如铆钉连接、螺栓连接、点焊、胶接 或它们的混合形式——如胶铆等。
桁条
翼肋
缘条
腹板
翼 梁
蒙皮
缘条
表示铆接关系
2.1.5 机翼结构的典型受力形式
• 机翼的典型受力形式有：梁式、单块式、 多腹板式或混合式等薄壁结构，此外还有 一些厚壁结构(如整体壁板式)的机翼。 • 梁式机翼通常有单梁式和双梁式两种。它 们装有一根或两根强有力的翼梁，蒙皮很 薄，桁条的数量不多而且较弱，有些机翼 的桁条还是分段断开的。
• 加强翼肋除具有上述作用外，还要承受和 传递较大的集中载荷。ΔQΔ Nhomakorabeaq扭
Δ
q1
Δ Δ M扭
q2
刚心
• 在开口端部或翼根部位的加强翼肋，其主 要功用是把机翼盒段上由一圈闭合剪流构 成的扭矩，转换成一对垂直力构成的力偶 分别传给翼梁或机身加强框。
普通翼肋和 加强翼肋的 功用是什么？
普通翼肋的功用是：构成并保持机翼的形状 ；把蒙皮和长桁传给它的空气动力载荷传递给 翼梁腹板，而把空气动力形成的扭矩，通过铆 钉以剪流的形式传递给蒙皮；支持蒙皮、长桁 和翼梁腹板，提高它们的稳定性。 加强翼肋除具有上述作用外，还要承受和传 递较大的集中载荷。在开口端部或翼根部位的 加强翼肋，其主要功用是把机翼盒段上由一圈 闭合剪流构成的扭矩，转换成一对垂直力构成 的力偶分别传给翼梁或机身加强框。
梁式、单块式机翼的结构特点
剪 机翼型式
力
弯
矩
扭 矩
翼梁腹板 梁式机翼
翼梁缘条 蒙皮与翼梁腹板的盒段 翼梁缘条、桁条、蒙皮 组成壁板
单 块 式
翼梁腹板
蒙皮与翼梁腹板的合段
梁式、单块式机翼的受力特点
梁式机翼和单块式机翼在构造和受力上 有什么不同？
答案要点：梁式机翼的蒙皮较薄，桁条较弱且较少。 桁条主要作用是支持蒙皮，承受局部气动力和提 高蒙皮的抗剪能力。由弯矩引起的拉力和压力主 要由翼梁缘条承受。 单块式机翼的蒙皮较厚，桁 条较多且较强。它的横截面面积与梁缘条的横截 面面积相近。上、下翼面的桁条和蒙皮通过受压、 拉承受绝大部分弯矩。
一、蒙皮：蒙皮的直接功用是形成流线型的机翼外表面。
蒙皮受到垂直于其表面的局部气动载荷；
蒙皮还参与机翼的总体受力—— 它和翼梁或翼墙的腹板组合在一起， 当蒙皮较厚时，它常与长桁一起
形成封闭的盒式薄壁梁承受机翼的扭矩
组成壁板，承受机翼弯矩引起的轴力。
二、长桁(也称桁条)
长桁的主要功用是： ☺支持蒙皮，防止在空气动力作 用下产生过大的局部变形，并 与蒙皮一起把空气动力传到翼 肋上去； ☺提高蒙皮的抗剪和抗压稳定性， 使蒙皮能更好地参与承受机翼 的扭矩和弯矩； ☺长桁还能承受由弯矩引起的部 分轴力。
2.1.3 机翼的受力图
• 机翼主要受两种类型的外载荷： • 一种是以空气动力载荷为主，包括机翼结 构质量力的分布载荷； • 另一种是由各连接点传来的集中载荷。这 些外载荷在机身与机翼的连接处，由机身 提供的支反力取得平衡。
空气动力分布载荷
机翼重力 分布载荷
P部件
一、平直机翼各截面的 剪力、弯矩和扭矩图
?
蒙皮 传来的力 桁条 蒙皮 传来的力
翼肋 桁条
桁条 蒙皮 传来的力 蒙皮
翼肋
翼肋 翼肋 传来的力
三、翼肋
• 翼肋是机翼结构的横向受力构件 • 翼肋按其功用可分为普通翼肋和加强翼肋两种。 • 普通翼肋的功用是：构成并保持规定的翼型；把 蒙皮和桁条传给它的局部空气动力传递给翼梁腹 板，而把局部空气动力形成的扭矩，通过铆钉以 剪流的形式传给蒙皮；支持蒙皮、桁条、翼梁腹 板，提高它们的稳定性等。
①如果机翼上只有空气动 力和机翼结构质量力，则 越靠近机翼根部，横载面 上的剪力、弯矩和扭矩越 大。 ②当机翼上同时作用有部 件集中质量力时，上述力 图会在集中质量力作用处 产生突变或转折。
剪力图
弯矩图
扭矩图
试说明作用在平直机翼上的集中载荷对 机翼剪力、弯矩的影响？
使机翼剪力在集中载荷作用截面发生突变； 弯矩发生转折。集中载荷作用截面以内机翼 各截面上的剪力和弯矩减少。
机翼站位数是 指距离机身中心线的 英寸数
气动力分布载荷
2.1.2 机翼的外载荷
• 飞机在飞行中，作用在机翼上的外载荷有：空气 动力、机翼结构质量力、部件及装载质量力，如 图所示。其中，空气动力分布载荷是机翼的主要 外载荷。
机身反作用力
机翼质量力分布载荷
发动机集中 载荷
• 机翼结构质量力是机翼结构重量和它在飞 行中产生的惯性力的总称，即机翼结构重 量和变速运动惯性力。
• 机翼在外部载荷作用下，象一根固定在机 身上的悬臂梁一样，要产生弯曲和扭转变 形，因此，在这些外载荷作用下，机翼各 截面要承受剪力、弯矩和扭矩。
机翼上所受的剪力、弯矩、扭矩
垂直剪力
垂直弯矩 水平弯矩
水平剪力
扭矩
•由于机翼结构沿水平方向尺寸较大，因而水平剪力和水平弯矩对飞机结构受 力影响较小，在受力分析时只分析垂直剪力、扭矩和垂直弯矩。
二、后掠机翼各截面的剪 力、弯矩和扭矩图
剪力图
弯矩图
扭矩图
机翼的扭矩图是如 何做出的？
扭矩图：某横截面承受的 扭矩等于该截面外端机翼 所有外载荷对刚心的力矩 代数和。
2.1.4 机翼结构的典型元件
蒙皮 桁条 翼肋
翼梁缘条
翼梁腹板
纵向元件有翼梁、长桁、墙(腹板) 横向元件有翼肋(普通翼肋和加强翼肋) 以及包在纵、横元件组成的骨架外面的蒙皮
A—A 截面
B—B 截面
D—D 截面 C—C 截面 支柱
四、翼梁
• 翼梁由腹板和缘条(也称凸缘) 组成。缘条横剖面形状多为 “T”型材或角型材。腹板上还 铆接上许多支柱，这些支柱 起连接翼肋和提高腹板受剪 稳定性的作用。缘条和腹板 的横剖面面积，由翼尖向翼 根逐渐增大。 • 翼梁的主要功用是承受机翼 的剪力和部分或全部弯矩 。
• 作用在机身上的外载荷， 通常可以分为对称载荷和 不对称载荷两种。与机身 对称面对称的外载荷，称 为对称载荷，反之称为不 对称载荷。
一、对称载荷
• 与机身对称面对称的载荷称为对称载荷。 飞机平飞和在垂直平面内作曲线飞行时， 由机翼和水平尾翼的固定接头传给机身的 载荷，以及当飞机以三点或两点（两主轮） 接地时，传到机身上的地面撞击力等，都 属于对称载荷。 • 在对称载荷作用下，机身要受到对称面内 的剪切和弯曲作用。一般在机身与机翼联 接点处，机身承受的剪力和弯矩最大。
多腹板式(或为多梁式)：
• 这类机翼布置了较多的纵墙(一般多余5个)；蒙皮 较厚(可从几mm到十几mm)；无长桁；有少肋、多 肋两种。但由于受集中力的需要，每侧机翼上至 少要布置3～5个加强翼肋.
机翼的平面形状
• 分为：直机翼、后掠翼、三角翼、 小展弦比直机翼四种 直机翼主要用于低速飞机上。后掠翼主 要用于高亚音速和超音速飞机上。国外还有 变后掠机翼的飞机，后掠角可在20°～ 70°之间变化，以适应飞机低空低速、高 空高速、低空高速的性能变化要求。三角翼 和小展弦比直机翼用于超音速飞机上不同类 型的平面形状的机翼。
（3）作用在翼肋上的载荷再通过角材 和铆钉传到翼梁腹板和蒙皮上去。
2.2 机身结构的传力分析
• (1)安置空勤组成员、 旅客，装载燃油、各 种系统、设备以及货 物等； • (2)把机翼、尾翼、起 落架及发动机连接在 一起，形成一架完整 的飞机。
机身结构的外载荷
机翼、尾翼、 起落架等部件 的固定接头传 来的集中载荷
• 单块式机翼的受力特点是：弯曲引起的轴 向力由蒙皮、桁条和缘条组成的整体壁板 承受。剪力由翼梁腹板承受。扭矩由蒙皮 与翼梁腹板形成的闭室承受。 • 单块式机翼的优点是：① 通较好地保持翼 型。② 抗弯、扭刚度较大。③ 受力构件 分散。 • 缺点是：①不便于开大舱口。②不便于承 受集中载荷。③接头联接复杂。
试说明作用在平直机翼上的集中载荷对机翼扭矩的影响？
使机翼扭矩在集中载荷作用 截面上发生突变。变化值等于 集中载荷与集中载荷作用点到 机翼刚轴距离的乘积。
机翼某横截面承受的扭矩，等于该横截面外端机翼上所有外力对机翼
刚心轴力矩的代数和。扭矩的符号：使迎角增大为正，反之为负
刚心轴的定义是： 机翼的每个横截 面上，都有一个 特殊的点，当外 力通过这一点时， 不会使横截面转 动，
缘条
腹板 腹板式翼梁 A—A 截面
整体式翼梁 B—B 截面
斜支柱 直支柱 缘条 桁架式翼梁
五、纵墙(包含腹板)
• 纵墙的缘条比梁缘条弱得多，但大多强于 一般长桁，纵墙与机身的连接为铰接。有 些腹板没有缘条，有些腹板的缘条与长桁 一样强。墙和腹板一般都不能承受弯矩， 但可以与蒙皮组成封闭的盒段来承受机翼 的扭矩。后墙则还有封闭机翼内部容积的 作用。
• 梁式机翼的受力特点是：弯曲引起的轴向 力主要由翼梁的缘条承受。剪力由翼梁的 腹板承受。 • 对双梁式机翼的扭矩可由前后梁腹板与上 下蒙皮组成的盒段（合围框）、前梁腹板 与前缘蒙皮组成的盒段承受。 • 梁式机翼的主要受力构件是翼梁，因此， 它具有便于开口、与机身 (或机翼中段) 连 接较简便等优点。
蒙皮
• 单块式机翼 现代飞机多采用单块式机翼。 单块式机翼的构造特点是：蒙皮较厚；桁条 较多而且较强；翼梁的缘条较弱，有时缘 条的横截面积和桁条差不多。
翼肋
桁条
翼梁 副翼
襟翼
• 这种机翼的蒙皮，不仅具有良好的抗剪稳 定性，而且有较好的抗压稳定性，因此， 它不仅能更好地承受机翼的扭矩，而且能 同桁条一起承受机翼的大部分弯矩。由于 这种机翼结构，是由蒙皮、桁条和缘条组 成一个整块构件来承受弯矩所引起的轴向 力，所以叫做单块式机翼。
第二章 飞机结构受力分析和 抗疲劳设计思想