《飞机结构与系统》课件-载荷变形与应力-刘凤楠

飞机结构与系统模块：飞机结构Knowledge载荷、变形与应力知识点构件的变形2.载荷及其分类1.载荷、变形与应力强度与刚度内力与应力4.3.载荷及其分类任何结构和结构中的构件(component)，在工作过程中都会受到其他物体对它的作用力(action)，这种作用力通常叫做载荷(外部载荷)。构件在载荷作用下，它的支点对它产生反作用力(reaction)。外力：构件承受的载荷和支点的反作用力。结构是由结构元件或构件(如杆Rod、梁Beam、板Plate等)通过某些连接方式(如螺接screw、铆接riveting、焊接welding、胶接bonding等)组合起来的可以承受载荷和传递载荷的受力系统。载荷及其分类（Concentratedload）集中载荷是指集中作用于一点上的载荷。集中载荷（Distributedload）作用于一个面积或长度上的载荷。如果分布载荷的作用面积相对较小，可以把它近似看作是集中载荷。分布载荷按作用形式载荷及其分类载荷及其分类(staticload)如果载荷是逐渐加到构件上去的，或者载荷加到构件上后，它的大小和方向不变或变化很小。静载荷(dynamicload)如果载荷是突然加到构件上去的，或者载荷加到构件上后，它的大小和方向（或其一）有显著变化。动载荷按作用性质载荷及其分类例如：飞机停放时起落架所承受的载荷，就是一种静载荷千斤顶顶飞机时，所承受的载荷是逐渐增大的，它也属于静载荷飞机着陆时起落架所受到的地面撞击力，飞机着陆滑跑因为跑道不平而使各部分承受的力，都属于动载荷。构件的变形2.载荷及其分类1.载荷、变形与应力强度与刚度内力与应力4.3.构件的变形变形：构件在载荷作用下，其尺寸和形状都会有不同程度的改变，这种尺寸和形状的改变叫做变形。当载荷去掉后即能消失的变形，叫做弹性变形。不能消失的变形则叫做塑性变形(或称残余变形)。机翼弹性变形铁丝塑性变形构件的变形构件的变形-拉压变形拉压变形实例：起吊重物的钢索、活塞杆等。特点：由大小相等、方向相反、作用线与杆件轴线重合的一对力引起的；表现：杆件的长度发生伸长或缩短。构件的变形-弯曲变形弯曲变形特点：由垂直于杆件轴线的横向力，或由作用于包含杆轴的纵向平面内的力偶引起的；实例：桥式起重机的大梁、各种心轴以及刀架等。表现：杆件轴线由直线变为曲线。构件的变形-剪切变形实例：常用的连接件，如键、销钉、螺栓、剪板机等

特点：由大小相等、方向相反、相互平行的力引起的；表现：受剪杆件的两部分沿外力作用方向发生相对错动。剪切变形构件的变形-扭转变形实例：汽车的传动轴、电机和水轮机的主轴等。

特点：由大小相等、方向相反、作用面都垂直于杆轴的两个力偶引起的；表现：杆件的任意两个横截面发生绕轴线的相对转动。构件的变形2.载荷及其分类1.载荷、变形与应力强度与刚度内力与应力4.3.内力与应力内力：当构件受到外力作用而变形时，材料分子之间的距离发生变化，这时，分子之间会产生一种反抗变形，力图使分子间的距离恢复原状的力，这种力叫做内力。同样，内力也有拉伸、压缩、剪切、扭转和弯曲内力。构件受力变形时所产生的内力，可利用截面法求得。内力与应力应力：构件在外力作用下，单位横截面面积上的内力叫做应力。如果内力是均匀分布的，则构件任意截面上的应力等于截面上的总内力除以横截面积。应力分为垂直于所取截面（正应力）和平行于所取截面（剪应力）。应力的基本形式有：拉伸应力（tensile）压缩应力(compress)

弯曲应力(bending)

剪切应力(shear)

扭转应力(torque)内力与应力-弯曲变形梁截面上正应力的分布构件的变形2.载荷及其分类1.载荷、变形与应力强度与刚度内力与应力4.3.刚度与强度结构的强度（strength

）构件在外力作用下，抵抗破坏（或断裂）的能力。结构的刚度（stiffness

）构件在外力作用下，抵抗变形的能力。结构的稳定性（stability

）构件在外力作用下，保持原有平衡形式的能力。结构的抗疲劳性能结构在交变载荷作用下，抵抗