飞机轻量化设计中的翻孔效果与规格分析

出于轻量化的原因，型梁中的腹板经常会有大的孔。为了避免切向刚度产生损失，这些孔应采取翻孔的构造形式。在这里，适应简单的法则：开翻孔的壁比只开孔的壁具有更高的面积惯性矩。

达到这一效果的原因是通过翻孔将横截面的中心线推移，从而产生了额外的Steiner分量。该分量产生了更大的面积惯性矩。

图20-13所示为翻孔的几种形式，在飞机制造中，为了减轻桁梁的重量，就经常采取这样的方式。形成翻孔则需要相应的模具。

图20-13 桁梁腹板翻孔的形状及其受力

根据经验，飞机结构中的翻孔可采取以下的尺寸：

●直径与腹板高度的比例约为0.4～0.6；

●直径与孔间距的比例约为0.5；

●翻孔深度与直径的比例约为0.1。(www.xing528.com)

上面所示的结构形状为标准的形状。

图20-14 开孔铝腹板（类型3）名义应力变化，腹板在两个凸缘之间

图20-15 翻孔在汽车座椅靠背支架中的应用

对于一个腹板的承载性能来说，传递的切应力起着决定性的作用。图20-14给出了在桁梁上的一些试验结果，结果显示出的趋势大致如下：随着腹板高度增加与孔直径减小，切应力会降低。因此，翻孔可增加桁梁在切向上的稳定性，而且还可以减轻桁梁的重量。

翻孔应用的一个非常有效的例子是轿车座椅的侧面支架，如图20-15所示。图中右侧是传统的设计方案，而左侧则是采用类型3的翻孔。

[1]展开压槽，然后纵缝焊接。