在結(jié)構(gòu)受力和變形中,剛軸的特點(diǎn)是:通過(guò)剛軸的外載荷只能使機(jī)翼(機(jī)身)產(chǎn)生彎曲變形,而不發(fā)生扭轉(zhuǎn);不通過(guò)剛軸的載荷會(huì)對(duì)機(jī)翼(機(jī)身)產(chǎn)生扭矩,使機(jī)翼(機(jī)身)扭轉(zhuǎn)變形,扭矩的大小等于載荷乘以載荷到剛軸的距離;機(jī)翼(機(jī)身)扭轉(zhuǎn)變形時(shí)繞剛軸轉(zhuǎn)動(dòng),剛軸不發(fā)生位移。

比如:可以看到在起落架垂直載荷、水平載荷作用下,機(jī)翼截面承受的扭矩;在垂直尾翼氣動(dòng)力的作用下,后機(jī)身截面承受的扭矩。

機(jī)翼承受的扭矩為形r扭=P×h1-P×u2

式中:P垂直P水平起落架的垂直載荷和水平載荷;

h、y2―垂直載荷和水平載荷到機(jī)翼剛心的距離。

后機(jī)身承受的扭矩′lf扭=P×九

式中:P一垂直尾翼的側(cè)向載荷;

k―側(cè)向載荷P到機(jī)身剛心的距離。

機(jī)翼(機(jī)身)的剛心是一個(gè)由機(jī)翼(機(jī)身)截面幾何特性確定位置的點(diǎn)。沿縱向?qū)⒏鹘孛娴膭傂倪B‰扭轉(zhuǎn)引起的剪應(yīng)力叫做扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力。扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力在截面邊緣處達(dá)到最大扭矩兩個(gè)相距很近的截面發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)錯(cuò)開的變形叫扭轉(zhuǎn)變形,反抗扭轉(zhuǎn)變形的內(nèi)緊固件和焊縫在載荷作用下承受剪切

螺栓承受的剪應(yīng)力        t=P/F

式中:P―通過(guò)螺栓受剪傳遞的載荷;

F一螺栓的承剪截面面積,等于2×(1/4)πD2,D是螺栓的直徑。

扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力接起來(lái)叫做機(jī)翼(機(jī)身)的剛軸。,這里要注意:螺栓有兩個(gè)承剪截面,所以螺栓的承剪截面面積等于(1/4)πD2的兩倍。

彎矩作用下,機(jī)翼上表面受壓,上表面受力構(gòu)件蒙皮、桁條和翼梁緣條承受壓應(yīng)力;機(jī)翼下表面受拉,下表面受力構(gòu)件蒙皮、桁條和翼梁緣條承受拉應(yīng)力。

由于起落架與地面接觸點(diǎn)到機(jī)翼剛軸的距離比較遠(yuǎn),飛機(jī)的地面載荷將對(duì)機(jī)翼產(chǎn)生比較大的扭矩,使機(jī)翼的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度受到考驗(yàn)。由于垂直尾翼側(cè)向載荷作用點(diǎn)到機(jī)身剛軸的距離比較遠(yuǎn),垂直尾翼的側(cè)向載荷也會(huì)使飛機(jī)的后機(jī)身承受到比較大的扭矩。

機(jī)翼在氣動(dòng)力作用下產(chǎn)生彎曲變形,由于軸各相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng),使相鄰截面之間錯(cuò)動(dòng)而產(chǎn)生剪切變形,軸的橫截面上產(chǎn)生剪應(yīng)力。由心承受扭矩作用時(shí),截面邊緣處的材料起的作用最大。

在飛機(jī)結(jié)構(gòu)承受載荷過(guò)程中,發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形,承受扭矩作用的部件也很多.