垂直尾翼的侧向载荷也会使飞机的后机身承受到比较大的扭矩

在结构受力和变形中,刚轴的特点是:通过刚轴的外载荷只能使机翼(机身)产生弯曲变形,而不发生扭转;不通过刚轴的载荷会对机翼(机身)产生扭矩,使机翼(机身)扭转变形,扭矩的大小等于载荷乘以载荷到刚轴的距离;机翼(机身)扭转变形时绕刚轴转动,刚轴不发生位移。

比如:可以看到在起落架垂直载荷、水平载荷作用下,机翼截面承受的扭矩;在垂直尾翼气动力的作用下,后机身截面承受的扭矩。

机翼承受的扭矩为形r扭=P×h1-P×u2

式中:P垂直P水平起落架的垂直载荷和水平载荷;

h、y2―垂直载荷和水平载荷到机翼刚心的距离。

后机身承受的扭矩′lf扭=P×九

式中:P一垂直尾翼的侧向载荷;

k―侧向载荷P到机身刚心的距离。

机翼(机身)的刚心是一个由机翼(机身)截面几何特性确定位置的点。沿纵向将各截面的刚心连‰扭转引起的剪应力叫做扭转剪应力。扭转剪应力在截面边缘处达到最大扭矩两个相距很近的截面发生相对转动错开的变形叫扭转变形,反抗扭转变形的内紧固件和焊缝在载荷作用下承受剪切

螺栓承受的剪应力        t=P/F

式中:P―通过螺栓受剪传递的载荷;

F一螺栓的承剪截面面积,等于2×(1/4)πD2,D是螺栓的直径。

扭转剪应力接起来叫做机翼(机身)的刚轴。,这里要注意:螺栓有两个承剪截面,所以螺栓的承剪截面面积等于(1/4)πD2的两倍。

弯矩作用下,机翼上表面受压,上表面受力构件蒙皮、桁条和翼梁缘条承受压应力;机翼下表面受拉,下表面受力构件蒙皮、桁条和翼梁缘条承受拉应力。

由于起落架与地面接触点到机翼刚轴的距离比较远,飞机的地面载荷将对机翼产生比较大的扭矩,使机翼的结构强度受到考验。由于垂直尾翼侧向载荷作用点到机身刚轴的距离比较远,垂直尾翼的侧向载荷也会使飞机的后机身承受到比较大的扭矩。

机翼在气动力作用下产生弯曲变形,由于轴各相对转动,使相邻截面之间错动而产生剪切变形,轴的横截面上产生剪应力。由心承受扭矩作用时,截面边缘处的材料起的作用最大。

在飞机结构承受载荷过程中,发生扭转变形,承受扭矩作用的部件也很多.