结构大作业moban.doc

歼5垂尾及其与机身的连接设计分析 班级 成员：石 磊（2007300262） 罗 程（2007300259） 申瑞新（2007300261） 雷 莉（2007300248） 2010年6月歼-5战斗机是中国沈阳飞机公司制造的高亚音速喷气式战斗机(仿制前苏联米格-17φ)，也是中国制造的第一种喷气式飞机。 沈阳飞机公司于1955年初开始试制歼-5。1956年7月19日，试制原型机首次试飞。歼-5自1956年9月投入批生产，到1959年5月停产，共生产767架。 歼-5主要用于昼间截击和空战，也具有一定的对地攻击能力。其改进型歼-5甲机头装有雷达，主要用于夜间截击空战。 歼5的技术参数如下： 　　翼展9.60米 　　机长11.36米 　　机高3.80米 　　机翼面积22.6米 　　最大起飞重量(带副油箱)6000千克 　　正常起飞重量5340千克 　　空重3939千克 最大燃油重量(机内)1170千克 (带副油箱)1834千　　 巡航速度800公里/小时 　　实用升限16000米 　　最大使用过载8g 　　最大航程(带副油箱)1560公里 起飞滑跑距离590米 .结构设计特点 1.梁： 单翼梁，J5垂尾布置了一根强主梁，后墙及壁板构成双闭室抗扭翼盒.梁、墙腹板是J5尾翼的传剪构件.梁布置在75%翼弦处,轴线无转折以使传力直接连续梁布置位置靠后是考虑到后部的方向舵而加强后盒段2.墙： 垂尾前端布置一墙，开有减轻孔，与主梁构成盒段。? 3.翼肋： ? 平尾以下布置了7个普通肋（正交肋），翼根处布置一加强肋，可传递扭矩，平尾处布置一加强肋（顺气流肋）用以连接。长桁：平行于主梁布置了四条长桁，在根部用四个元宝接头和机身框想连接。 ?5.连接接头： 主梁和机身上一斜加强框连接一侧四个元宝接头 J5飞机垂尾与机身连接是多点连接,即长桁和梁分别与机身框连接,而不是单梁连接.这样连接可以减小连接处的应力.元宝接头可以作为结构加强件,将长桁传来的集中力沿机体坐标系的X和Y方向分别传递给机身纵向部件和机身框.元宝接头本身厚度教大与机身又是通过铆钉连接,所以可以传递教大的力和力矩.尾翼受弯矩作用将转化为长桁和梁的轴力通过元宝接头传递给机身框.另外,尾翼受到的剪力和扭矩也可以通过元宝接头有效的传递给机身框. 每个元宝接头既为翼肋也为长桁传递载荷,较好的体现了飞机构件综合利用的原则. 三.主要受力构件的具体位置及作用分析 1.J5作为一款高亚音速战斗机垂直尾翼的壁板采用了长桁----蒙皮铆接组合式,长桁走向按平行主梁布置,各翼剖面处长桁数量不同(翼尖最多,翼根次之,中翼剖面最少),以满足等强度设计.被打断的长桁与相邻长桁轴力转化为壁板/蒙皮剪流将力传到相邻长桁/梁缘条上.2.梁、墙腹板是J5尾翼的传剪构件.梁布置在75%翼弦处,轴线无转折,以使传力直接,连续,梁布置位置靠后是考虑到后部的方向舵而加强后盒段. J5垂尾是后掠角达X=55°41′的后掠翼,尾翼上翼为正交布置.正交翼肋对维持剖面形状不利,在肋距相同时,正交肋数量上比顺气流肋的总长度减少42.6%,结构重量大大降低.此外,正交肋的弯边角度不沿弦向变化,肋与长桁，梁垂直相交，有利于降低制造和装配成本。蒙皮被正交肋分成矩形，蒙皮受剪稳定性较好。加强翼肋布置在翼根处，由于梁，长桁轴线转折，加强翼肋（根肋）属于因结构变化而布置的载荷再分配肋。受力构件布置的合理性：J5尾翼受力构件传力路线短且直接，因而结构重量轻。载荷在各构件中的分配与和它们的支持刚度有关，翼梁支持刚度与支持它的加强框的结构刚度直接相关。垂尾上除方向舵操纵机构外，无机翼上常有的整体油箱和密集的管线等。因此。无需布置大量的检查维修口盖。垂尾蒙皮分上下两段，提高了裂纹的可控性。 .结构主要传力路线及特点分析 1.该垂尾为对称翼型，定直平飞时左右翼面受力平衡。 2.当偏转方向舵时（假设右偏），此时垂尾相当于一个有弯度的机翼，把右翼面等效看成机翼的下翼面，左翼面等效看成是机翼的上翼面，垂尾为一由单梁、后墙及桁条组成的单块式后掠机翼，对机翼的传力分析： ? （1）蒙皮初始受载。蒙皮把气动载荷传给长桁和翼肋。 气动载荷直接作用在机翼蒙皮上。取出相邻长桁和两个普通翼肋间的小蒙皮分析，可以简化为四边简支板。右翼面气动力为压力，蒙皮直接把外载荷传给翼肋和长桁。左翼面气动力为吸力，长桁和翼肋通过铆钉受拉对蒙皮提供支反力。 ? （2）长桁：长桁把自身承担的气动载荷传给翼肋。 气动载荷方向垂直长桁轴线，位于肋平面内。因此翼肋向长桁提供支持，长桁可以看作在一排翼肋上的多支点连续梁。长桁也就把作用在它上面的气动载荷传给了翼肋