復合材料機翼的結構設計與分析.pdf

1、復合材料擁有強度高、剛度大、質量輕，并具有抗疲勞、減振、耐高溫、可設計等一系列優(yōu)點，從而被廣泛的應用在航空航天領域[1]。本文遵從復合材料力學和飛機機翼結構設計理論，參考空客A320及波音737飛機的參數(shù)，設計了一個全復合材料的大型民用客機的機翼機構，并對其進行有限元分析。本文主要研究內容：
　　本文首先在擬定各種飛機設計的指標參數(shù)后，對機翼的外形進行了設計，包括機翼的平面幾何形狀和翼型的選擇；設計了機翼的各種結構，包括蒙皮、翼梁

2、、翼肋和桁條；選定機翼的材料，并對復合材料機翼的各構件進行了鋪層設計，為第4章復合材料機翼的氣動分析和第5章復合材料翼型的建模、有限元分析打好基礎。再次，在選定好機翼翼型類型的基礎上，利用 FLUENT軟件對于同種類型、不同厚度的兩個翼型進行了氣動分析。選定了飛機工況和湍流模型之后利用 FLUENT軟件對兩個翼型進行氣動分析，計算了不同攻角下翼型的升力系數(shù)，得到了翼型上下表面的壓力分布；對比兩個翼型的后處理結果，確定兩個翼型中較好的一個

3、，作為本文復合材料機翼的翼型。最后，利用ANSYS軟件對設計好的機翼結構進行建模和網(wǎng)格劃分，再通過ANSYS-FLUENT軟件的流固耦合接口，對機翼結構模型施加載荷后，進行機翼的靜力學分析。對初始設計的機翼計算結果進行處理和分析后，更改機翼結構中不合理的厚度或鋪層設計，并重新計算，得到新結果與初始設計的計算結果進行對比。再改變蒙皮的各種鋪層比，進行計算并對比分析結果。最后將結構全部采用金屬材料重新計算，將計算結果與全復合材料的機翼結構進