《飛行器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》課后答案第4章

1、Prob.4-1解：q圖p1由剪力按剛度分配原理確定剛心因上下面對(duì)稱，故剛心的x軸位置在對(duì)稱軸上；而y軸位置由下式計(jì)算：、F0泊Kir、，K1q】T飢ab圖iK+Ka+b12=KaK1a=K2biK1=2x20 x12.52=6250cm4K2=2x15x10.02=3000cm4!a=259cmKN.cm2、由合力矩定理，平移外載荷并計(jì)算肋的支反剪力與剪流,見(jiàn)圖1。Mn=Px(A+a)=80 x(30+25.9)=4472nM44724472.小q=n=1.24KN/cm*q】=2.164KN/cmQ2(25+20)800.53600Pxa=Q2xBQ+Q2=PQ2=259KNQ產(chǎn)54.1K

2、N3、畫出肋的剪力、彎矩圖（應(yīng)由原肋的構(gòu)件實(shí)際作用5圖N/cm反力來(lái)具體畫出，雙支點(diǎn)外伸梁?。?80KNM=80 xA=2400KN.cm公式：6=309ke3.78(a/b)2a/b=B/H=80/25=3.24K=5.97,E=70000MPa:0.20425KN-cm3.3.899=3.4mm30.9x5.97x70000N/mm5、由彎矩的最大值確定肋上下緣條的面積（上緣條受拉、下緣條受壓，且力大小相等、方向相反）：最大彎矩處的緣條內(nèi)力：N=Mmax/H1=2400/25=96KNmax1上緣條面積由強(qiáng)度計(jì)算確定:A*bb=N、J.A*=96000(N)/420(MPa)=228.57

3、mm2考慮到連接有效面積的削弱，應(yīng)取A*=228.57/0.9=253.97mm2下緣條面積由壓桿總體穩(wěn)定性公式確定：Pcr（兩端固支，K=4,注失穩(wěn)的彎曲方向）I=ab3=A2*1212*（正方形）A=*12PB2cr4兀2E,12x9600&80QA*=彳431470000=516.78mm2如按題目給出的受壓失穩(wěn)臨界應(yīng)力值（偏危險(xiǎn)），可得:bA=N.cr*A=96000/280=342.86mm2*6、前梁腹板的厚度確定：前梁腹板的剪流：qq=q1+q=3.404KN/cm；qb230.9KE由公式粗算（不考慮立柱，a很大）K=5.6+(a/b)2=5.63.7834042.5由判據(jù)：由

4、w-a=t-a=10-1.5=8.5知滿足平面應(yīng)變條件。K=K2)由判據(jù)KiKic計(jì)算爆破應(yīng)力得：p=KIC/51.1702=109/51.1702=2.130Mpa解2：現(xiàn)表面裂紋為a=1.5,2c=36mm。計(jì)算過(guò)程同上I=2.5x1.3625=4.641(&s=80MPa)(aM=1+0.121一2c丿(2t兀a七tan12:l兀a2t丿=1+0.121一=1.110236丿(2x101.5kx180tan(1.5兀2x10 x兀丿(0.0833)=1.0123a/c=0.0833時(shí)的插值：00.5=1.0094PKI=1.1102x1.0094x2.0426x2txL。123=55.1

5、732PMPaPmm計(jì)算爆破壓強(qiáng)：判定滿足平面應(yīng)變斷裂條件否？與條件1完全相同，故滿足平面應(yīng)變條件。K=K由判據(jù)KI=KIC計(jì)算爆破應(yīng)力得：mm。計(jì)算過(guò)程同上(45、2J丄|=1.0469112丿p=KIC/55.1732=109/55.1732=1.976Mpa解3：現(xiàn)表面裂紋為a=4.5,2c=12(a=1+0.121一M=1+0.121一_2c丿=2.33182K=JnaFF=1）、應(yīng)用公式1度因子.1.29x105Nb=64.5MPa200 x10mm2兀asec-W計(jì)算線彈性裂紋尖端應(yīng)力強(qiáng)10k180sec=1.00621200kK=64.TOTx1.00621=363.767MPa

6、mm2）、計(jì)算裂尖塑性修正后的應(yīng)力強(qiáng)度因子：t10（X=一（K丫匸2丿5（363.767丫j1117.2丿二94.3225（2.5故為平面應(yīng)變狀態(tài)）（K）21（363.767VLI=K丿4Q兀s_=0.00596mmI1117.2丿4j2n裂尖塑性區(qū)半徑：裂紋塑性修正后的應(yīng)力強(qiáng)度因子：Go+r)x1.00621=363.876MPajmmy說(shuō)明對(duì)于平面應(yīng)變條件下裂尖塑性很小，線彈性裂尖分析有足夠的K=64.5血0.5（2t兀a2x104.5kx180tantanI兀a2t4.5k2x10 x兀丿（0.75）=1.3819a/c=0.75時(shí)的值：0p最后得：KI=1.0469x2.3318x3.

7、7599x2tx1.3819=162.0638MPaPmm由w-a=t-a=10-4.5=5.54.641（見(jiàn)解1）知滿足平面應(yīng)變條件。K=K由判據(jù)KI=KIC計(jì)算爆破應(yīng)力得：p=KIC/162.0638=109/162.0638=0.673MpaProb.4-8解：精度。Prob.4-9解1：275oC回火時(shí)，b=1780Mpa,KIC=52x1000MpaVmm由斷裂判據(jù)：=1.8mmK=l.tJKa=KnIIC解1：6000C回火時(shí)由斷裂判據(jù)：2a=cK=1.0五=KnIIC2a=c2K2=2x1002x1000（1.1x05兀（0.55x1500兀=9.35mm2K2=2x52zxlO

8、OO（l.lx05兀（O.55X17801丿兀sbs=1500Mpa，KIC=100 x1000MpaVmm說(shuō)明不同的熱處理工藝，對(duì)斷裂韌性與材料屈服強(qiáng)度的改變不同，反映了如果材料為裂紋體，獲得好的材料斷裂韌性非常重要。Prob.4-10解：1)由平面應(yīng)變判據(jù)驗(yàn)證：B=152.5（KICr丿s=2.5X（幣=14.3mm本題滿足)K=MM辰2)由判據(jù)式&M1丿2o=KC(1)計(jì)算臨界裂紋長(zhǎng)度：M1=1+0.121O.i.0675(裂紋形狀比不變，a/2c=025)0(q/c)。(0.5)=11(直接查表得)一卩(D-22)MOO-2x15)=31如21=2x15Mpa因M2與裂紋長(zhǎng)度相關(guān)，故式

9、1為非線性方程。將以上計(jì)算數(shù)據(jù)代入式(1)得：兀atanc21（K）ic（K）2IC0tan2t兀（34小頁(yè)0 x1.211122x15131.3333x1.0675丿=158.708221兀a=一89.639=14.94mmc兀180同時(shí)得當(dāng)ac時(shí)的后自由表面修正系數(shù):c302/兀atan_cj兀a2/丿vc說(shuō)明后表面修正系數(shù)變化較大。=158.708230兀xl4.9糾=10.07192）計(jì)算壽命（書中的積分顯式?jīng)]有考慮M,是裂紋頂點(diǎn)長(zhǎng)度a的超越函數(shù)關(guān)系，故不能用）：daN巳-c(AKa0a0cda(MMAp(D-2tK)(2t丫丿0)n2tna)a0atanjna2t丿da兀aMAp(D-2t)折Q2tj0cMAp(D-2taCda4atan2a0cnMAp(D-2t)84t30fdx4tan2x嗎2t8413