典型机翼机身对接结构CATIA三维建模.doc

1、摘要机身机翼对接接头对于一架飞机来说是非常重要的，飞机能够依靠升力飞上蓝天，其结构设计将会影响到飞机的性能与安全。因此，本文将从飞机的发展开始研究，根据国内外机身机翼的连接结构的不同，我们能更加深入地了解机翼与机身对接形式，并比较不同的机翼机身对接结构的异同点，本文也会对主要部件的受力进行分析。机身机翼对接结构中主要涉及的零部件有：耳片，翼梁，翼肋，长桁，腹板等。通过研究我们发现现代飞机的机身机翼对接结构中，耳片是非常重要的。最后，我们会利用CATIA软件对一种机身机翼的对接结构进行建模，并将零部件进行装配。这样能够让我们对机身机翼的对接结构有个更加清楚的认识。关键词：机翼机身对接结构;CAT

2、IA建模;对接形式 IIAbstractThe butt joint of fuselage and wing is very important for aircraft, because the plane can fly on the sky because of the lift, the structure design will influence aircrafts safety and performance. So, this article will start research from the development of aircraft , according to

3、 the difference of the wing fuselage joint structure from domestic and abroad ,we can understand butt joint structure of fuselage and wing more deeply, and compare the similarities and differences among different butt joint structure of fuselage and wing, this article will analysis the stress of the

4、 main parts. The parts that butt joint structure of fuselage and wing mainly involved are: lugs,spar,wing rib,stringer,web etc. Through research we found that in connections forms of fuselage and wing, lugs are very important.Finally, we will make use of CATIA software to modeling a type of structur

5、e , and the parts are assembled. This would allow us have a more clear understanding of the docking of the fuselage wings the structure.Key words: butt joint structure of fuselage and wing; CATIA modeling; the form of butt joint目 录摘要IIAbstractIII第1章 绪 论11.1课题研究背景和意义11.2国内外研究现状31.2.1国内研究现状31.2.2国外研究现

6、状41.3本文主要的研究内容6第2章 机身机翼对接形式72.1机翼的种类72.2机翼相对机身位置92.3机身机翼的对接形式10第3章 受力分析163.1翼肋承受的载荷163.2机翼翼梁受载情况183.3螺栓受力形式193.4长桁的受力193.5耳片的受力203.6机身和机翼连接结构的受力21第4章 机翼机身对接结构CATIA三维建模234.1CATIA软件的简介234.2机翼机身对接结构CATIA三维建模23第5章 总结和展望385.1论文总结385.2展望未来38参考文献39致谢40 III第1章 绪 论1.1课题研究背景和意义在慢慢的人类长河中，人们每当看到鸟儿在填空飞翔，便想象着人类能够

7、有朝一日飞上蓝天。中国古代，古人们相像鸟儿一样自由地在天空飞翔但是这只是人们的幻想。后来人们随着科技的发展， 美国的莱特兄弟第一次驾驶飞机飞上了蓝天。图1-1 莱特兄弟第一架飞机试飞莱特兄弟当时的飞机还是双层机翼飞机，设计的可靠性还不够高，飞机机翼的材料也十分落后。到了后来，随着科技的发展和经济的提高，人们在飞机的设计与应用上也取得了长俗的进步。在飞机的设计与制造中，飞机机翼与机身的对接结构也随着时代的发展而变化着。设计师从最初的手工绘图逐渐走向了电脑绘图的发展道路，本文中运用到的CATIA软件就是飞机设计中常用的软件之一。 1 第1章 绪论 现在人们的生活不断提高，人们从以前选择公路铁路出行

8、到现在越来越多的选择坐飞机出行。但是飞机出行也有一定的危险性，据有关资料显示，在飞机的结构性失效过程中，80%都来自于连接的位置，这其中也包括机身和机翼的连接。在飞机这种大型的交通工具的日常使用中，如果连接设计的不合理，就有可能导致严重的灾难。航空业发展至今，许多空难都是因为飞机的连接结构受损而产生的。根据美国的调查显示，螺栓的联接如果在设计上不合理会引起螺栓连接失效，占比达到20%，而装配的不合理引起的事故也占到了所有事故的30%左右，我们应该注意这些问题。因此，机身机翼的连接结构的设计对于飞机来说也是非常重要的，飞机设计师也在飞机的设计中更加注意飞机连接结构上的设计的合理性，从而让飞机能更

9、加稳定。所以，我在毕业设计导师的指导下查阅有关资料，选择对典型飞机机身机翼的对接结构进行探讨与研究。随着飞机的动力的发展飞机的飞行性能得到了极大地提高。而新型材料的使用，也使飞机的性能得到了长俗的进步，使飞机的重量更轻强度更大。机身机翼的连接也从原来的原始的连接方式逐渐走向了一体化连接的道路。另外在零件的制造与装备上也实现了模块化，方便平时的装备与维护。机翼是为飞机提供升力的结构，而机身与机翼的连接结构也是飞机设计中十分重要的一个部件，它的一个作用是用来连接机身和机翼，另一个作用是转移载荷，保护机翼使其不易折断。对于机身机翼对接结构做必要的分析与设计也是十分必要的，这样可以有效地避免飞机结构上

10、的损坏。为了让飞机的结构更可靠，性能更优越，同时减轻飞机重量，让飞机制造更加方便快捷，在机身机翼的连接上面，我们必须根据实际的情况来采取不同的方法。同时运用CATIA软件也可以做到设计的精细化与可靠性，在全世界的设计领域，越来越多的公司和设计机构运用CATIA软件来进行设计，CATIA软件在各个领域发挥着重要的作用。不同的机型会采用不同的飞机机身机翼连接形式，比如战斗机就和运输机在连接上有一定的差异，而运输机又和名航客机有一定的差异。因此，我们必须了解不同种类的飞机机身机翼连接类型，并能够运用CATIA软件对其进行三维建模，画出机翼机身连接的零件，并对其有一定的认识。作为一个工科生，在以后的工

11、作中会经常遇到设计方面的问题，这就要求我39 第1章 绪论 们多多学习不同方面的知识。虽然说飞机典型机身机翼对接结构CATIA建模并不在我们专业的范围之内，但是我觉得如果我能参照老师所给资料，尽力完成这个毕业设计也会让我从中学到一定的知识，也锻炼了我学习和查找资料的能力。所以说，做这个毕业设计对我来说是一种挑战，也是一种锻炼。1.2国内外研究现状1.2.1国内研究现状近代由于中国发展有限，飞机机身机翼的研究方面还十分滞后。后来在前苏联的帮助下，中国也有了自行设计生产飞机的能力，机身与机翼的制造与设计也进一步跟上了世界发展的步伐。在我国综合国力的带动下，我们国家的飞机设计也取得了很大的进步。例如

12、C919，J20等一大批军用民用飞机。但是回顾我国的飞机发展历史，苏联的飞机设计思想对我国影响深远，在这几十年中，我国几乎每一代主力战斗机和运输机及其轰炸机都是走的仿制苏联的老路。例如我国仿制米格-17、米格-19和米格-21分别研制了我国的主力战斗机歼-5、歼-6、歼-7，所以说我们国家在飞机结构设计上还是有一点苏联的风格。在机翼的设计上喜欢多肋梁式、长桁式的布局，根据机翼剖面的高度和根肋弦长长度的不同而有所区分。下面的表1.1是不同机型机身机翼的对接交点的配置。表1-1 不同机型机身机翼的对接交点配置飞机型号主机翼平面形状交点数目承弯交点数歼5后掠翼31歼6后掠翼21歼7三角翼53歼8三角

13、翼64苏式（俄罗斯）喜欢在设计上运用多肋梁式与长桁的结构，这两种设计的特点是交点不多，承受弯矩的交点数量也比较少，因此在机翼部位的结构的力的传递比 第1章 绪论 较集中，在制造接头时就要采用高强度的合金钢来保证强度。飞机设计在初期，因为飞机的发动机技术有限，飞机速度不快而且机动性不强，在飞机机身机翼结构的疲劳问题上没有那么明显的不足。在早期我国的飞机设计中，设计的原则是依照静强度，在结构上的重要部件大多运用高强度的钢。但是此材料的裂纹扩展速率大，而且断裂韧性低，这就让结构抗疲劳断裂能力差。在设计连接接头时，因为飞机机翼梁架式结构的特点致使力的传递非常集中，为了减轻重量，同时让飞机拥有更好的性能

14、， 必须用高强度钢做材料，但总体结构布局和气动外形又不允许接头结构有大的改变， 这种情况下，如何进行结构设计，确保飞机的安全。是设计飞机的结构时所面临的一个难题。1.2.2国外研究现状众所周知，世界上航空技术最发达的两个国家就是美国和前苏联（俄罗斯）， 两个国家的军事上的竞争，也体现在飞机设计上的竞争。美国和苏联（俄罗斯）在飞机的机身机翼连接上有很多异同点，如下： （1）在结构上美国采用多墙厚蒙皮结构： 苏联（俄罗斯）多采用的是多长桁、 多肋梁式的结构。 （2）美式连接接头处交点数多于苏联（俄罗斯），苏联（俄罗斯）的传力比美式更加集中。 （3）美国在飞机机翼机身的对接螺栓的放置上多采用的水平放置方式； 而苏联（俄罗斯）多采用竖直的放置方式。 （4）美国式飞机的对接接头与苏联（俄罗斯）