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1、民用飛行器結(jié)構(gòu)設(shè)計演變研究 飛行器內(nèi)部構(gòu)造說的是用幾個或者多個零件組合構(gòu)成的機體，飛行器可以更好地承受載荷以及社會環(huán)境壓力的作用下形成應(yīng)力、發(fā)生形狀的變化，同時材料的強度還必須符合相應(yīng)的要求、剛度以及壽命方面的要求要達到標準。飛行器的大體結(jié)構(gòu)設(shè)計大致包括三個層次的工作:第一，飛行器在結(jié)構(gòu)方面的布局。主要是開展全機結(jié)構(gòu)總體布局或者是選擇結(jié)構(gòu)分離面，確定每一個組成部分主要承受力量結(jié)構(gòu)，并研究力采用什么樣的形式傳播，布置其主要受力構(gòu)件。第二，設(shè)置結(jié)構(gòu)元件的參數(shù)。做好整體的結(jié)構(gòu)布局之后，可以適當?shù)倪x擇合適的部件進行優(yōu)化。第三，結(jié)構(gòu)細節(jié)設(shè)計。為了能夠讓結(jié)構(gòu)有更好的承受能力，在做好結(jié)構(gòu)優(yōu)化之后，在

2、結(jié)構(gòu)的造型上也要精心修改。 1結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本要求 1．1機翼結(jié)構(gòu)設(shè)計。機翼作為飛機的主要氣動面，它的作用是承受氣動，對飛行器而言起到了至關(guān)重要的作用。機翼的承載能力越強，結(jié)構(gòu)高度越低就會對整體的結(jié)構(gòu)布局造成更大的設(shè)計困難，所以我們對機翼的設(shè)計要求也相應(yīng)的有所提升。機翼質(zhì)量主要集中在機翼的結(jié)構(gòu)上，大致能夠占到機翼總重量的三道五層，而機翼的重量占到整個飛機的8%～15%。各個機翼的類型是不同的，機翼的結(jié)構(gòu)布局也各具特色。機翼結(jié)構(gòu)通常都是在強度上游要求，之后再檢測彈性方面是否能夠符合標準，之后參考分析結(jié)果盡心合理的改造。機翼主要是用蒙皮以及結(jié)構(gòu)骨架這兩大部分構(gòu)成。其中

3、蒙皮是由平板、加筋板或者是夾層板等形式構(gòu)成，主要的作用的保持機翼的外形以及承載能力。1．2機身結(jié)構(gòu)設(shè)計。機身結(jié)構(gòu)大致可以分成三個部分，這三個部分是機身、短艙、尾撐，他們都是筒形結(jié)構(gòu)。這種筒形結(jié)構(gòu)主要的作用就是能夠承受更大的力。飛行器上的氣動荷載能夠占到飛行器總荷載量的比例比較小，其承載的主要是慣性載荷。機身的結(jié)構(gòu)主要是承受機翼及尾翼部分傳來的力，用于平衡機身。機身結(jié)構(gòu)通常是由蒙皮或者是內(nèi)部骨架組成。內(nèi)部骨架通常是由縱向元件或者是橫向元件構(gòu)成。機身與機翼的蒙皮發(fā)揮的作用是一樣的。當承受局部力量的時候，比方說受到局部的動力，蒙皮所承受的力就會傳遞給機身結(jié)構(gòu)?？v向骨架中主要包含有加筋條和梁。加筋條與

4、蒙皮組合形成加筋板，加筋板的主要作用就是承受機身彎曲而出現(xiàn)的軸向力，加筋條對蒙皮提供相應(yīng)的支撐。機身因為梁凸緣的面積相對比較大，梁凸緣因為是機身的一個部分，主要承受的就是機身開口處壓力。水上飛機的機身通常是在機身下部的位置設(shè)置龍骨架，這個梁凸緣所承受的是其中一部分縱向彎矩，不僅如此還要承受機身著水的沖擊力。 2結(jié)構(gòu)設(shè)計思想的演變 飛行器在結(jié)構(gòu)設(shè)計方面的思想是，能夠確保飛行器結(jié)構(gòu)的安全性能，飛行器注重安全主要是因為在實踐的過程中安全扮演著極為重要的角色，不僅如此目前的科技水平以及生產(chǎn)力水平也受到了很大程度的制約，所以安全方面使我們最先需要考量的內(nèi)容。飛行器的結(jié)構(gòu)從

5、設(shè)計思想方面來看，整個演變的過后才能大致被分成五個不同的階段。(1)靜強度設(shè)計;(2)安全壽命設(shè)計;(3)安全壽命/破損安全設(shè)計;(4)安全壽命/損傷容限設(shè)計;(5)耐久性/損傷容限設(shè)計。不僅如此，參考可靠性分析，設(shè)計出一個完整的發(fā)展方向，不過到目前為止還沒有形成一套比較系統(tǒng)的方法?？傊覀冊O(shè)計師用的結(jié)構(gòu)最重要的就是簡易性，這是不斷改善設(shè)計的重要原因之一。靜強度設(shè)計的出發(fā)點是:結(jié)構(gòu)在規(guī)定的設(shè)計載荷范圍之內(nèi)不會出現(xiàn)系統(tǒng)性的故障;經(jīng)過使用載荷，卸載之后保證不會出現(xiàn)變形等方面的問題。安全壽命設(shè)計是以靜強度作為基本的設(shè)計理念，能夠有效的延長設(shè)備的安全使用時限。安全設(shè)計最重要的內(nèi)容就是:一架新飛機的整

6、體結(jié)構(gòu)不論是在結(jié)構(gòu)內(nèi)還是結(jié)構(gòu)表面都沒有形成缺陷或者是裂痕，設(shè)計通過一段時間的試用之后，有可能會出現(xiàn)裂紋或者是其他會影響試用壽命的問題。破損安全設(shè)計是在安全壽命設(shè)計思想之后新提出來的一個理念。破損安全設(shè)計的提出主要是為了解決飛機中部分可能被隱藏的小瑕疵，小細節(jié)的問題，這些結(jié)構(gòu)在使用的過程中可能會出現(xiàn)一些安全性問題，所以我們必須及時發(fā)現(xiàn)，馬上進行補救。損傷容限設(shè)計把不同類型的結(jié)構(gòu)歸為兩個大類，分別是緩慢裂紋擴展結(jié)構(gòu)、破損安全結(jié)構(gòu)。無止裂特性的單傳力被歸為前一種類型，而多途徑傳力則被歸為第二種類型。耐久性/損傷容限設(shè)計的思想主要是為了能夠確保飛機的結(jié)構(gòu)在使用期限內(nèi)不會因為疲勞、腐蝕或者是其他的外部因

7、素而造成嚴重的破壞。不僅如此，還能確保結(jié)構(gòu)在壽命以及維修經(jīng)濟性上能有良好的表現(xiàn)。耐久性/損傷容限設(shè)計能夠保證經(jīng)濟壽命，為飛行安全保駕護航。 3結(jié)語 要想對飛行器的結(jié)構(gòu)設(shè)計，首先應(yīng)詳細了解飛行器各部分的設(shè)計特點，并且跟隨飛行器的發(fā)展，以及不同飛行器種類，采用不同的飛行器設(shè)計思想，以期充分發(fā)揮飛行器的使用性能。 參考文獻: ［1］陳梓昊．飛行器結(jié)構(gòu)設(shè)計思想的演變研究［J］．傳播力研究，2018(06)． ［2］趙智姝，李偉，李映紅．飛行器結(jié)構(gòu)設(shè)計特點及演變［J］．現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2016(09)．