11-板杆式薄壁结构.pdf

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飞行器结构力学飞行器结构力学 —薄壁结构 DrDr. LibinZhaoLibinZhao Room1107, NewMainBuildingB Tel:010Tel:010-8233922882339228 lbzhao@buaa.edu.cn 飞行器结构力学 本次课程内容 1 板杆式薄板杆式薄壁结构结构 •板杆式薄壁结构的几何不变性 •静定薄壁结构的内力计算 •静定薄壁结构的位移计算 飞行器结构力学 板杆式薄壁结构 薄壁结构一般由横向骨架(机身 的隔框的隔框、机翼的翼肋机翼的翼肋))、纵向骨架纵向骨架 (机身的桁架、桁条,机翼的梁、 桁条)和金属薄板(蒙皮、腹板) 所组成所组成。。 这种结构各元件之间的连接是比较复杂的,在结构分析中 既要保证能满足工程计算的精度要求,又要使计算简单方便, 为了为了建立适用的计算模型建立适用的计算模型,必须采用一些简化假设必须采用一些简化假设: 飞行器结构力学 1)骨架是主承力构件。 在总体受力中在总体受力中,上下缘条及桁条下缘条及桁条((骨架骨架))主要是以轴力的形要是以轴力的形 式来承受或传递弯矩,略去缘条和桁条的局部弯曲作用。 假设薄壁结构中骨架的交叉点是铰链节点假设薄壁结构中骨架的交叉点是铰链节点,分布的气动分布的气动 外载荷都等效地简化到节点上,外载荷只作用在节点上。 节点之间的每块板上作用有常剪流。 飞行器结构力学 2 )组成骨架的缘条(杆)只承受轴力, 镶在骨架上的壁板四边只受剪切, 即每块板与周围杆子之间以剪力(剪 流流))相互作用相互作用。 3 )薄壁结构中板厚度、宽的尺寸相 比很小,故设板截面中剪应力τ沿厚 度度tt是均匀分布是均匀分布,方向总是与截面中方向总是与截面中 线的切线方向一致。 qq=τt 板截面上单位长度剪力用q=τt 表示表示,,qq称为称为剪流剪流,,单位通常为单位通常为NN//cmcm 。 t τ 飞行器结构力学 采用上述简化假设的受剪板式薄壁结构计算模型,受力元件 包含包含承受轴力的杆承受轴力的杆((缘条缘条、桁条桁条)) 、承受常剪流的板承受常剪流的板、承受外载承受外载 荷的节点,称为 “杆板式薄壁结构”/ “常剪流板薄壁结构”。 板杆式薄壁结构的几何不变性分析 板杆式薄壁结构可看成是仅由板板杆式薄壁结构可看成是仅由板、杆和节点所组成的受杆和节点所组成的受 力系统。外力只作用在节点上,而节点又以集中力(杆端轴 力)形式传递给所连接的杆,杆又把节点传来的集中力以剪 流形式传递给所连接的板流形式传递给所连接的板。 因此,节点只受到外力和杆端轴力的作用;杆受杆端轴 力和沿杆轴方向剪流的作用;板只受由杆传递的剪流作用。 飞行器结构力学 1))板元件的平衡板元件的平衡 三角形板 从薄壁结构中取出作分离体,作用在三角形板上的力只 有和它相连的三个杆的剪流有和它相连的三个杆的剪流,且每边的剪流为常值且每边的剪流为常值。设设q12 、 q23和q31分别表示杆作用在板三边上的未知剪流,剪流指向由 q 下标ij表示,剪流由i指向j 。 ij 3 ∑∑M 1 0 q23 ⋅ll23 ⋅hh23 00 q

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